免疫教学中培养学生逻辑推理能力的尝试

丁锦培 洪长根

(江苏省宜兴中学 宜兴 214200)

《普通高中生物学课程标准(2017年版)》要求学生在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题[1]。逻辑推理是关于从一个真的前提必然地推出一些结论的科学，是学生智力的重要组成部分。归纳推理和演绎推理是逻辑推理中的两种重要形式，下面以免疫教学为例，谈一谈对培养学生这两种逻辑推理能力的实践与思考。

1 教师通过创设问题情境，培养学生两种逻辑推理能力

1.1 挖掘教材创设问题情境，培养学生归纳推理能力 传统的归纳推理仅指归纳概括，广义的归纳推理包括一切主观地不充分置信的推理，归纳过程是一个比较复杂的思维活动，除了运用归纳推理外，还需要充分地获得材料并对材料进行整理和分析，经过去粗取精、去伪存真的加工过程，收集和整理材料的逻辑方法，分别有观察、实验和比较、分析、综合等。在免疫教学中，挖掘教材,利用合适的内容创设问题情境，提出问题，组织学生进行分析、综合，培养学生归纳推理能力。

1.1.1 教材问题情境1 人教版高中生物学教材必修3第37页中有这样一段话：“大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理……。少数抗原直接刺激B细胞”。这里所说到的直接刺激B细胞的少数抗原，是指进入机体抗原中的少数种类，还是每种抗原中的少数？

学生分析推理的结果是： 每种抗原中的一小部分。理由是病原体经吞噬细胞处理和暴露抗原后，传递给了T细胞，T细胞只是产生细胞因子去作用B细胞，并没有再将抗原传递给B细胞。这是学生用归纳和概括中的反证法： 淋巴细胞在抗原刺激下会作出反应，B细胞的增殖分化当然需要抗原的刺激，而T细胞没有传递抗原给B细胞，必定是体液中的抗原刺激了B细胞。教师此时顺势给学生讲清楚： B细胞随血液循环流动过程中，当它的受体分子遇到相应的抗原并与之特异性结合后便被致敏，准备开始分裂。

1.1.2 教材问题情境2 在体液免疫和细胞免疫两过程中，均有T细胞参与，你觉得他们应该是相同的还是不同的？

学生分析推理的结果是不同的，理由是： 体液免疫过程中发挥免疫作用的是T细胞，当它接受到吞噬细胞传递过来的抗原刺激后产生细胞因子；细胞免疫过程中的是效应T细胞，其作用是与靶细胞密切接触，导致靶细胞裂解，这两个免疫过程中的T细胞的名称和作用都不一样。这里学生可用的是逻辑推理中的归纳和概括的方法： 既然T细胞受到相同抗原的刺激，作出不同的反应，那么相关的T细胞应该是不一样的。教师此时给学生讲清楚： 在细胞免疫过程中的T细胞(又称辅助性T淋巴细胞)，它不仅会产生细胞因子，而且会增殖、分化产生效应T细胞(又称细胞毒性T淋巴细胞)和记忆T细胞。为此，细胞免疫过程中的效应T细胞，实际上是T细胞增殖、分化而产生的功能特化的细胞，其作用是与靶细胞密切接触，导致靶细胞破裂。另外，二次免疫中的效应T细胞是由记忆T细胞增殖、分化产生。

1.2 联系生活，创设问题情境，培养学生演绎推理能力 现代逻辑学认为，演绎推理就是前提蕴含结论的推理，在这种推理中前提和结论的联系是必然的，他的结论包含在前提之中，只要前提是真的，结论必然是真的。在免疫教学中，利用生活中与教材内容有联系现象、事件，创设问题情境，组织学生进行分析、总结，培养学生演绎推理能力。

1.2.1 生活问题情境1 在病原体进入机体后会产生一次免疫反应过程，但过敏原进入机体后只有已经免疫的机体才会出现过敏反应(二次免疫)，大家推测一下，原因是什么？

学生分析推理的结果是抗原或过敏原在体内停留的时间不同造成的。理由是从抗原或过敏原进入机体到浆细胞产生抗体并与之结合是需要一段时间的(一般1～2周)，在这段时间里，如果是细菌、细菌分泌毒素及病毒等抗原，其数量很可能大量增加，抗体产生后必须进行一次免疫清除这些抗原。而如果是对机体无害甚至有益的过敏原，在进入机体的这段时间里会被机体利用或清除，当相应的抗体产生时，已经无法遇到过敏原进行过敏反应。这里学生用到的是演绎推理的反证法： 抗体遇到相对应的抗原是会发生免疫反应的，由过敏原引发产生的抗体，之所以不会发生一次免疫反应，是因为过敏原找不到了。此时，教师应该告诉学生： 细菌、病毒等病原体进入机体就等于进入了一个适宜的生活环境，在相应抗体产生前的这段时间里，尽管会受到溶菌酶及吞噬细胞的清除作用，但其数量很可能会不断增加，故一定会发生一次免疫。而过敏原的情况就大不一样，由消化道吸收进入机体的过敏原是有机物质，随着时间的推移会不断减少；皮肤和呼吸道接触到的过敏原，即便有活细胞(如螨虫、花粉等)，但这是被动接触而不是主动入侵，不可能长期存在，更不会越来越多。至于过敏反应的机理最好不要展开，否则过多太难的知识，会让学生产生对免疫知识的畏难情绪。

1.2.2 生活问题情境2 小孩生下来以后，就要注射各种疫苗来预防相关疾病的发生，注射疫苗实际上是向人体注入了抗原。我们知道抗原进入机体后要经过一定的时间和过程才能产生抗体，为什么不给婴儿直接注射抗体来预防疾病？

学生分析推理的结果是两种免疫的时间相差很大。理由是注射抗体免疫的时间较短，注射抗原免疫的时间会很长，而且当机体用注射抗原的方法来防病时，当病原体真的进入机体了，其免疫相当于二次免疫，记忆B细胞会快速增殖产生大量的浆细胞，浆细胞再迅速分泌大量的抗体，可以迅速强烈地清除抗原。有记忆B细胞就会长时间、高强度地防止相关疾病的发生，注射疫苗会在机体产生记忆B细胞而注射抗体则不会，因此选择注射抗原来防病。教师接着还得向学生说清楚两件事： 一是注射疫苗预防疾病的时间其实也是有长短之分的，大多数疫苗带来的是几十年的免疫效果，如天花疫苗可以免疫一生；乙肝疫苗一般至少可持续12年。但有的疫苗带来的免疫时间相对较短，如接种狂犬病疫苗后体内抗体水平仅能维持1年左右，注射了流感疫苗仅在半年内有效。二是注射抗体可以立刻清除抗原，发挥作用快，可起到快速治疗的作用，可用于紧急治疗，而此时若还是注射抗原，由于抗原进入机体后到产生抗体需要一段时间(注射了流感疫苗半个月之后才能产生抗体；在接种狂犬病疫苗后7～10天才出现抗体)才能获得抗体，就会延误最佳的治疗时期。

2 引导学生创设问题情境，培养学生逻辑推理的兴趣

兴趣是最好的老师，在培养学生逻辑推理能力的过程中，教师要重视学生兴趣的培养。在免疫教学中，教师备课要充分，多些可能出现情况的预设，尤其是在学生不能提出问题、不能提出好问题或者不能解决问题时，教师要灵活应变，通过引导学生提出问题和解决问题，使学生获得成就感，从而培养学生逻辑推理的兴趣。

在特异性免疫过程中，抗原的种类数实际上是很庞大的，涉及到的淋巴细胞表面的受体种类数也应有相应的数量。教师要善于引导学生提出问题，如启发学生在受体的出现时间上设问。学生可能提出如下问题： 受体是抗原进入机体前淋巴细胞就有的，还是抗原进入机体后引发产生的？

对于学生提出的问题，教师可以另外设置一些问题组织学生进行分析、讨论。例如： 如果受体是抗原刺激产生的，那么在抗原没进入机体前，B淋巴细胞有没有受体？如果淋巴细胞上没有相应的受体，抗原能否刺激淋巴细胞产生相应的抗体？在教师的指导下，学生能得出淋巴细胞上的受体是生来就有的结论。接着教师可进行适当拓展，告诉学生受体不仅是淋巴细胞生来就有的，而且是一种受体基因重组成的大量基因产生的，每个淋巴细胞只带有其中的一种受体。

3 逻辑推理能力培养过程中的注意点

学生逻辑思维能力的培养，重要的是让学生有更多的机会通过推理获得科学的结论，而这个过程基本上是在教师组织和引导下进行的。教师应注意： 一是内容选择须合理。选择的内容应利于创设问题情境，问题的答案需经过一定形式的逻辑推理才能得出。二是内容难度须适中，太易则思维含量不足，会让学生出现轻视心理；太难则常常会“收不了场”而浪费时间，会让学生产生畏惧心理，挫伤他们的积极性。三是过程点评须及时。要及时点评到事、鼓励到人，通过逻辑推理得出一个科学结论，是具有挑战性的，对于全班学生来说，实际上是一个竞赛过程，学生一旦得出正确的结论，教师应该马上加以肯定，并加以表扬，这样会有利于提高学生参与逻辑推理的积极性和增强学生的竞争意识。