聚焦新形勢下生物學科的生命觀念教育

丁德成

摘要：“生命觀念”是生物學四大核心素養(yǎng)之首，是學生在本課程中所獲得的持久能力和品格，是學生終身受益的學習成果。本文帶領(lǐng)學生了解病毒尤其是新形勢下的相關(guān)知識和新型肺炎的發(fā)病機制以及免疫系統(tǒng)如何使身體自愈的，從而使學生進一步去認知生命、思考生命，并形成敬畏生命、尊重生命的意識。

關(guān)鍵詞：生命觀念 ??病毒 ????免疫系統(tǒng)

針對目前全世界產(chǎn)生的公共衛(wèi)生危機。生物教師應該整合教材知識，引導學生了解病毒的發(fā)現(xiàn)史，理解病毒的分類與結(jié)構(gòu)，闡明病毒的復制機理，解釋SARS-CoV-2的致病機理以及人的免疫系統(tǒng)如何實現(xiàn)自愈的，列舉如何去診斷與預防等科學問題。學生在活動中感悟生命的本質(zhì)，認識生命的多樣性、獨特性、復雜性，形成科學的自然觀和世界觀，形成敬畏生命、尊重生命的意識。

1 ?認知生命，感悟生命的本質(zhì)

1.1 ?學習病毒的發(fā)現(xiàn)史，理解生命現(xiàn)象

在發(fā)現(xiàn)病毒之前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多種病毒病，只是不了解其病原體與發(fā)病機理。比如在公元前3000年，埃及孟菲思壁畫中就有患小兒麻痹癥的長老的形象。在病毒的發(fā)現(xiàn)的過程中，比較重要的是煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn)（圖1）。教師設計了這樣幾個問題：①麥爾的實驗方法和結(jié)果是什么？實驗結(jié)論可靠嗎？②伊萬諾夫斯基的實驗方法與麥爾有何不同？伊萬諾夫斯基的結(jié)論對你有什么啟示？③貝杰林克采用的實驗方法、實驗結(jié)果與伊萬諾夫斯基相同，結(jié)論卻與伊萬諾夫斯基不同，哪位科學家的結(jié)論是正確的呢？貝杰林克的結(jié)論有什么創(chuàng)新之處？④對于斯坦利、鮑頓和皮里以及弗倫克爾·康拉特和威廉姆斯的相關(guān)實驗之間的聯(lián)系，我們可以發(fā)現(xiàn)科學研究需要哪些條件和能力與品格？

1.2 ?比較病毒與其他生物的關(guān)系，形成生命物質(zhì)性的觀念

教師引導學生思考：是不是我們身體里的基因都是病毒所沒有的？病毒和人在遺傳上是不是就沒有交集呢？學生思考后基本上會認同以上觀點。教師介紹靈長目具有相同的合胞素基因，這種基因來源于一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，其對于人類乃至哺乳動物的繁衍至關(guān)重要。事實上人類基因組的8%來自病毒的DNA片段。通過頭腦風暴讓學生想象如果世界沒有病毒會是一番什么情景？進而思考病毒存在的意義，形成適應與進化的生命觀念，理解病毒對于整個生物界的意義。

1.3 ?闡釋病毒的分類、宿主、形狀、結(jié)構(gòu)、復制，形成生命結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念

為了使學生能夠系統(tǒng)地了解病毒，教師向?qū)W生詳細介紹了病毒界的類別、宿主、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等，并通過有關(guān)材料分析各類病毒的復制過程等（如圖2），闡釋了生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點與生命的物質(zhì)觀和動態(tài)觀。

2 ?理解生命，感悟生命的適應與進化

2.1 ?了解SARS-CoV-2對宿主細胞的入侵過程，形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念，形成生命適應與進化的觀念

SARS-CoV-2通過其表面的刺突糖蛋白與宿主細胞的ACE2蛋白結(jié)合，引導病毒進入宿主細胞，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念;而機體受到病毒的感染后，會誘發(fā)機體細胞凋亡，體現(xiàn)了生物體與環(huán)境相適應的觀念。

2.2 ?理解機體免疫系統(tǒng)對病毒的防御，形成生命適應與進化的觀念，形成生命的穩(wěn)態(tài)觀和平衡觀

病毒的刺突糖蛋白能夠與宿主細胞表面的ACE2蛋白結(jié)合，輕松攻破了免疫系統(tǒng)的第一道防線，使宿主細胞任由病毒感染。人體的肺泡、胃腸道和角膜、結(jié)膜、心臟、腎臟、睪丸等組織都分布著這些蛋白，這使得新形勢下病毒具有多種傳播方式。新形勢下病毒病毒侵入細胞后不出來，吞噬細胞束手無策，免疫系統(tǒng)的第二道防線告急。新形勢下病毒還能夠引起細胞因子風暴，導致患者全身多器官衰竭而死亡。免疫系統(tǒng)的第三道防線中細胞毒性T細胞參與細胞免疫，它會攻擊被病毒感染的細胞，使得病毒

暴露出來。效應B細胞參與體液免疫，分泌特異性抗體，使病毒失去了侵染的能力，任憑吞噬細胞把它消化掉。同時人體內(nèi)還有一些記憶細胞會把入侵者的信息記錄下來，以防備機體被再次感染。

2.3 ?討論“群體免疫”，深入思考生命的適應與進化觀

針對英國曾經(jīng)提出要進行“群體免疫”的方式消除疫情的策略展開以下討論：①群體免疫的原理是什么？②計算一下如果英國（總?cè)丝诔^6600萬）實施“群體免疫”成功，將會有多少人死去？③如果加強社區(qū)防控，可能會有什么不同的結(jié)果？④如果該病毒在人群中長期存在，可能會如何演變？

3 ?尊重生命，科學防疫，體會生命運動的規(guī)律性與復雜性

科學的群體免疫是通過接種疫苗實現(xiàn)的。教材中有幾種類型的疫苗：滅活的微生物、減毒的微生物、分離的微生物成分或其產(chǎn)物。除此以外，還有幾種比較具有潛力的技術(shù)路線：基因工程重組的亞單位疫苗、腺病毒載體疫苗、基于mRNA和DNA的核酸疫苗。結(jié)合基因工程技術(shù)與免疫學有關(guān)知識與學生討論各種疫苗的原理和應用前景，有助于學生在內(nèi)化知識的過程中運用生命觀念提出分析與解決問題的思路。

同時疫苗的研發(fā)需要嚴格的步驟，需要很長的時間才能上市，讓學生體會生命運動的規(guī)律性、復雜性。

4 ?敬畏生命，敬畏自然，履行社會責任，守護人類的家園

教師引導學生思考人類與野生動物的接觸可能會對病毒的進化產(chǎn)生什么影響，思考人類社會如何與野生生物共存，人類如何才能與病毒和平共處。學生意識到病毒也是生物圈的重要部分，人類必須恪守穩(wěn)態(tài)與平衡的原則，人類必須自我控制，停止進攻，給野生生物留下生存空間。

5 ?小結(jié)和反思

生命觀念是生物學中最有價值、最精華的內(nèi)容，它有助于學生理解新出現(xiàn)的生物學事件和生命現(xiàn)象，是歷經(jīng)許多科學家研究和總結(jié)出來中的重要思維方法。整個生物學中處處都滲透著生命觀念，教師在教學中應充分挖掘教材中的生命觀念進行教學，不僅有助于學生形成正確的生命觀念，還有助于學生科學思維的形成，有助于學生良好的個人生活習慣和健康的生活方式的養(yǎng)成，有利于人和自然的和諧發(fā)展。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準.北京：人民教育出版社. 2017

[2]劉恩山，曹寶義主編.普通高中生物學課程標準（2017年版）解讀.北京：高等教育出版社，2018

[3]謝天恩，胡志紅主編.普通病毒學[M].北京：科學出版社，2002