利用彩泥模擬血型類實驗的嘗試

郭 亮 秦 蕾

（1 天津市東麗區教師進修學校 天津 300300 2 天津市小東莊中學 天津 300300）

模型構建是自然科學的常用研究方法。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》在“描述人體血液循環系統的組成”的內容時，建議學校組織模擬“血型鑒定”實驗，筆者對此進行了大膽拓展，利用彩泥模擬血型類實驗，實現了多個科學探究過程，取得較好的效果。

1 常見血型鑒定模擬實驗的不足

血型鑒定實驗以采集真實血液進行觀察鑒定最為直觀，但是采血過程存在一定的感染風險，所以一般學校較少采用。一些學校和教師選用其他實驗材料代替血液進行模擬實驗，進行了很多探索，（表1）。但這些模擬實驗仍存在一定的不足。

此外，也有用碘液、鮮橙汁、豆漿、淀粉液、純凈水等實驗材料模擬的，盡管成本低廉，但對血型模擬鑒定的相似度都有差異，且不易觀察結果的細節和說明凝集原理，容易使學生產生疑惑。總之，上述多采用化學法模擬實驗，側重結果的觀察，對提升課堂教學效果有一定的局限性。筆者改用彩泥構建模型的方法，開展科學探究，極大拓展了課堂教學的內涵。

2 利用彩泥構建血型類實驗模型

2.1 實驗對象模型的構建

2.1.1 構建圖解（圖1）

圖1 彩泥模擬構建血型示意圖

2.1.2 圖解的說明 用紅色彩泥制作成紅細胞，用藍色和黃色2 種顏色的彩泥制作成凝集素和凝集原，用不同形狀的彩泥代表不同類型的凝集原和凝集素。

1）藍色椎體代表A 型凝集原，黃色星體代表A 凝集素（抗B）；黃色球體代表B 型凝集原，藍色星體代表B 凝集素（抗A）。

2）在紅細胞上分別標注4 種紅細胞類型，在凝集素上分別標注2 種凝集素類型。

2.2 模擬血型類實驗的類型

1）探究ABO 血型系統的分類依據。

2）探究不同血型的血液凝集的原理。

3）設計探究血型鑒定實驗。

4）探究安全輸血的原則。

2.3 構建模型開展科學探究教學的簡要設計

2.3.1 探究ABO 血型系統的分類依據

提出問題：ABO 血型系統的分類依據是什么？

學生觀察模型，討論分析：與細胞表面的物質有關。當紅細胞表面有藍色錐體物質時是A 型紅細胞，當紅細胞表面是黃色圓球物質時是B 型紅細胞，當紅細胞表面有藍色錐體和黃色圓球2 種物質就是AB 型紅細胞，當紅細胞上無2 種物質時就是O 型血細胞。

教師介紹凝集原，當紅細胞上有凝集原A 時就是A 型血，當紅細胞上有凝集原B 時就是B 型血，當紅細胞上有凝集原A 和B 時就是AB 型血，當紅細胞上無凝集原時就是O 型血。

結論：ABO 血型系統的分類依據是紅細胞表面的凝集原種類。

小組合作制作紅細胞模型，小組代表展示模型成果。

2.3.2 探究不同血型的血液凝聚的原理

提出問題：為什么不同血型的血液相遇時會發生紅細胞凝集現象？提醒：血液中含有凝集素。

學生觀察凝集素模型。小組討論：A 型血液應該含有哪種凝集素？其他血型呢？小組討論得出結果。

繼續提問：為什么凝集素能讓紅細胞發生凝集？

介紹凝集反應的原理，就像一塊拼圖找到了自己的另一半，血液凝集是凝集原和血液中的凝集素發生反應的結果。凝集原和凝集素是隨機結合就能發生凝集嗎？

小組討論并操作：制作不同的凝聚素模型并與不同的紅細胞模型配對，列表表明不同的配對結果。小組代表進行展示交流。

討論總結：不同血型的血液相遇時會發生紅細胞凝集現象，其原因是紅細胞表面的凝集原與相應的凝集素發生結合。

2.3.3 設計探究血型鑒定實驗

提出問題：你知道如何鑒定自己的血型嗎？

微課介紹醫院鑒定血型的過程與方法。最后展示一種血型鑒定的結果。

小組根據微課鑒定血型的方法，討論設計鑒定自己血型的方法和過程。根據所制作的模型模擬完成血型鑒定的過程，并展示說明。

2.3.4 探究安全輸血的原則

提出問題：某人是A 型血，因事故失血過多，需輸什么血型的血安全？

小組討論：輸血不能發生凝集現象。引導學生通過模型模擬凝集反應實驗，列表總結不同的凝集現象。

小組討論得出結論：輸血時以輸同型血為原則。

進一步提問：不同血型的人的血液可互輸嗎？

根據模擬實驗原理，師生探討得出結論：緊急情況下，AB 血型的人可接受任何血型，O 型血可輸給任何血型的人，但異血型者之間輸血不能輸得太快、太多。

上述4 個探究過程層層遞進，很好地完成了教學目標。探究1：激發學生學習的興趣，培養學生歸納總結的能力；探究2：多層次分析探究，培養學生科學思維能力；探究3：通過模擬血型鑒定使微觀的凝集原理宏觀化，簡單易懂，突破血液凝集原理這一難點，同時培養學生探究實驗的設計能力；探究4：模擬輸血，通過學生動手操作總結輸血原則，落實本節課的重點。整個過程一氣呵成，流暢生動，建模思想在科學探究中得到了充分展現。

3 關于彩泥建模的討論

通過以上介紹，用彩泥模擬血型類實驗有以下幾個優點：

1）實驗材料易取，并可多次利用。

2）實驗過程簡單明了，清晰易懂，通過簡單的拼圖操作就能探究血型、血液凝集原理、安全輸血原則等多個原理。這是一般的替代材料做不到的。

3）彩泥做材料模擬實驗還克服了傳統實驗效果不明顯、藥品價高、存在安全性風險等不足。

4）對學生而言，彩泥模擬實驗貼近生活，增加了體驗過程，降低了學習難度，提高了動手能力、實驗創新能力，使學習更有趣味。

總之，彩泥建模不僅讓學生較好地認識到不同血型輸血的危險性，明確輸血原則及其重要性，還能對學生進行科學思維、科學探究等能力的培養，并引導他們關注健康、關注生命，提升自身的核心素養。