丁錦培 洪長(zhǎng)根

(江蘇省宜興中學(xué) 宜興 214200)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步發(fā)展科學(xué)思維，如能夠基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會(huì)議題[1]。邏輯推理是關(guān)于從一個(gè)真的前提必然地推出一些結(jié)論的科學(xué)，是學(xué)生智力的重要組成部分。歸納推理和演繹推理是邏輯推理中的兩種重要形式，下面以免疫教學(xué)為例，談一談對(duì)培養(yǎng)學(xué)生這兩種邏輯推理能力的實(shí)踐與思考。

1 教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生兩種邏輯推理能力

1.1 挖掘教材創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力 傳統(tǒng)的歸納推理僅指歸納概括，廣義的歸納推理包括一切主觀地不充分置信的推理，歸納過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜的思維活動(dòng)，除了運(yùn)用歸納推理外，還需要充分地獲得材料并對(duì)材料進(jìn)行整理和分析，經(jīng)過(guò)去粗取精、去偽存真的加工過(guò)程，收集和整理材料的邏輯方法，分別有觀察、實(shí)驗(yàn)和比較、分析、綜合等。在免疫教學(xué)中，挖掘教材,利用合適的內(nèi)容創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提出問(wèn)題，組織學(xué)生進(jìn)行分析、綜合，培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力。

1.1.1 教材問(wèn)題情境1 人教版高中生物學(xué)教材必修3第37頁(yè)中有這樣一段話：“大多數(shù)病原體經(jīng)過(guò)吞噬細(xì)胞等的攝取和處理……。少數(shù)抗原直接刺激B細(xì)胞”。這里所說(shuō)到的直接刺激B細(xì)胞的少數(shù)抗原，是指進(jìn)入機(jī)體抗原中的少數(shù)種類，還是每種抗原中的少數(shù)？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是： 每種抗原中的一小部分。理由是病原體經(jīng)吞噬細(xì)胞處理和暴露抗原后，傳遞給了T細(xì)胞，T細(xì)胞只是產(chǎn)生細(xì)胞因子去作用B細(xì)胞，并沒(méi)有再將抗原傳遞給B細(xì)胞。這是學(xué)生用歸納和概括中的反證法： 淋巴細(xì)胞在抗原刺激下會(huì)作出反應(yīng)，B細(xì)胞的增殖分化當(dāng)然需要抗原的刺激，而T細(xì)胞沒(méi)有傳遞抗原給B細(xì)胞，必定是體液中的抗原刺激了B細(xì)胞。教師此時(shí)順勢(shì)給學(xué)生講清楚： B細(xì)胞隨血液循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)它的受體分子遇到相應(yīng)的抗原并與之特異性結(jié)合后便被致敏，準(zhǔn)備開始分裂。

1.1.2 教材問(wèn)題情境2 在體液免疫和細(xì)胞免疫兩過(guò)程中，均有T細(xì)胞參與，你覺(jué)得他們應(yīng)該是相同的還是不同的？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是不同的，理由是： 體液免疫過(guò)程中發(fā)揮免疫作用的是T細(xì)胞，當(dāng)它接受到吞噬細(xì)胞傳遞過(guò)來(lái)的抗原刺激后產(chǎn)生細(xì)胞因子；細(xì)胞免疫過(guò)程中的是效應(yīng)T細(xì)胞，其作用是與靶細(xì)胞密切接觸，導(dǎo)致靶細(xì)胞裂解，這兩個(gè)免疫過(guò)程中的T細(xì)胞的名稱和作用都不一樣。這里學(xué)生可用的是邏輯推理中的歸納和概括的方法： 既然T細(xì)胞受到相同抗原的刺激，作出不同的反應(yīng)，那么相關(guān)的T細(xì)胞應(yīng)該是不一樣的。教師此時(shí)給學(xué)生講清楚： 在細(xì)胞免疫過(guò)程中的T細(xì)胞(又稱輔助性T淋巴細(xì)胞)，它不僅會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞因子，而且會(huì)增殖、分化產(chǎn)生效應(yīng)T細(xì)胞(又稱細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞)和記憶T細(xì)胞。為此，細(xì)胞免疫過(guò)程中的效應(yīng)T細(xì)胞，實(shí)際上是T細(xì)胞增殖、分化而產(chǎn)生的功能特化的細(xì)胞，其作用是與靶細(xì)胞密切接觸，導(dǎo)致靶細(xì)胞破裂。另外，二次免疫中的效應(yīng)T細(xì)胞是由記憶T細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生。

1.2 聯(lián)系生活，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生演繹推理能力 現(xiàn)代邏輯學(xué)認(rèn)為，演繹推理就是前提蘊(yùn)含結(jié)論的推理，在這種推理中前提和結(jié)論的聯(lián)系是必然的，他的結(jié)論包含在前提之中，只要前提是真的，結(jié)論必然是真的。在免疫教學(xué)中，利用生活中與教材內(nèi)容有聯(lián)系現(xiàn)象、事件，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，組織學(xué)生進(jìn)行分析、總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生演繹推理能力。

1.2.1 生活問(wèn)題情境1 在病原體進(jìn)入機(jī)體后會(huì)產(chǎn)生一次免疫反應(yīng)過(guò)程，但過(guò)敏原進(jìn)入機(jī)體后只有已經(jīng)免疫的機(jī)體才會(huì)出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)(二次免疫)，大家推測(cè)一下，原因是什么？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是抗原或過(guò)敏原在體內(nèi)停留的時(shí)間不同造成的。理由是從抗原或過(guò)敏原進(jìn)入機(jī)體到漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體并與之結(jié)合是需要一段時(shí)間的(一般1～2周)，在這段時(shí)間里，如果是細(xì)菌、細(xì)菌分泌毒素及病毒等抗原，其數(shù)量很可能大量增加，抗體產(chǎn)生后必須進(jìn)行一次免疫清除這些抗原。而如果是對(duì)機(jī)體無(wú)害甚至有益的過(guò)敏原，在進(jìn)入機(jī)體的這段時(shí)間里會(huì)被機(jī)體利用或清除，當(dāng)相應(yīng)的抗體產(chǎn)生時(shí)，已經(jīng)無(wú)法遇到過(guò)敏原進(jìn)行過(guò)敏反應(yīng)。這里學(xué)生用到的是演繹推理的反證法： 抗體遇到相對(duì)應(yīng)的抗原是會(huì)發(fā)生免疫反應(yīng)的，由過(guò)敏原引發(fā)產(chǎn)生的抗體，之所以不會(huì)發(fā)生一次免疫反應(yīng)，是因?yàn)檫^(guò)敏原找不到了。此時(shí)，教師應(yīng)該告訴學(xué)生： 細(xì)菌、病毒等病原體進(jìn)入機(jī)體就等于進(jìn)入了一個(gè)適宜的生活環(huán)境，在相應(yīng)抗體產(chǎn)生前的這段時(shí)間里，盡管會(huì)受到溶菌酶及吞噬細(xì)胞的清除作用，但其數(shù)量很可能會(huì)不斷增加，故一定會(huì)發(fā)生一次免疫。而過(guò)敏原的情況就大不一樣，由消化道吸收進(jìn)入機(jī)體的過(guò)敏原是有機(jī)物質(zhì)，隨著時(shí)間的推移會(huì)不斷減少；皮膚和呼吸道接觸到的過(guò)敏原，即便有活細(xì)胞(如螨蟲、花粉等)，但這是被動(dòng)接觸而不是主動(dòng)入侵，不可能長(zhǎng)期存在，更不會(huì)越來(lái)越多。至于過(guò)敏反應(yīng)的機(jī)理最好不要展開，否則過(guò)多太難的知識(shí)，會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)免疫知識(shí)的畏難情緒。

1.2.2 生活問(wèn)題情境2 小孩生下來(lái)以后，就要注射各種疫苗來(lái)預(yù)防相關(guān)疾病的發(fā)生，注射疫苗實(shí)際上是向人體注入了抗原。我們知道抗原進(jìn)入機(jī)體后要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間和過(guò)程才能產(chǎn)生抗體，為什么不給嬰兒直接注射抗體來(lái)預(yù)防疾??？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是兩種免疫的時(shí)間相差很大。理由是注射抗體免疫的時(shí)間較短，注射抗原免疫的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，而且當(dāng)機(jī)體用注射抗原的方法來(lái)防病時(shí)，當(dāng)病原體真的進(jìn)入機(jī)體了，其免疫相當(dāng)于二次免疫，記憶B細(xì)胞會(huì)快速增殖產(chǎn)生大量的漿細(xì)胞，漿細(xì)胞再迅速分泌大量的抗體，可以迅速?gòu)?qiáng)烈地清除抗原。有記憶B細(xì)胞就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度地防止相關(guān)疾病的發(fā)生，注射疫苗會(huì)在機(jī)體產(chǎn)生記憶B細(xì)胞而注射抗體則不會(huì)，因此選擇注射抗原來(lái)防病。教師接著還得向?qū)W生說(shuō)清楚兩件事： 一是注射疫苗預(yù)防疾病的時(shí)間其實(shí)也是有長(zhǎng)短之分的，大多數(shù)疫苗帶來(lái)的是幾十年的免疫效果，如天花疫苗可以免疫一生；乙肝疫苗一般至少可持續(xù)12年。但有的疫苗帶來(lái)的免疫時(shí)間相對(duì)較短，如接種狂犬病疫苗后體內(nèi)抗體水平僅能維持1年左右，注射了流感疫苗僅在半年內(nèi)有效。二是注射抗體可以立刻清除抗原，發(fā)揮作用快，可起到快速治療的作用，可用于緊急治療，而此時(shí)若還是注射抗原，由于抗原進(jìn)入機(jī)體后到產(chǎn)生抗體需要一段時(shí)間(注射了流感疫苗半個(gè)月之后才能產(chǎn)生抗體；在接種狂犬病疫苗后7～10天才出現(xiàn)抗體)才能獲得抗體，就會(huì)延誤最佳的治療時(shí)期。

2 引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的興趣

興趣是最好的老師，在培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的過(guò)程中，教師要重視學(xué)生興趣的培養(yǎng)。在免疫教學(xué)中，教師備課要充分，多些可能出現(xiàn)情況的預(yù)設(shè)，尤其是在學(xué)生不能提出問(wèn)題、不能提出好問(wèn)題或者不能解決問(wèn)題時(shí)，教師要靈活應(yīng)變，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題和解決問(wèn)題，使學(xué)生獲得成就感，從而培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的興趣。

在特異性免疫過(guò)程中，抗原的種類數(shù)實(shí)際上是很龐大的，涉及到的淋巴細(xì)胞表面的受體種類數(shù)也應(yīng)有相應(yīng)的數(shù)量。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，如啟發(fā)學(xué)生在受體的出現(xiàn)時(shí)間上設(shè)問(wèn)。學(xué)生可能提出如下問(wèn)題： 受體是抗原進(jìn)入機(jī)體前淋巴細(xì)胞就有的，還是抗原進(jìn)入機(jī)體后引發(fā)產(chǎn)生的？

對(duì)于學(xué)生提出的問(wèn)題，教師可以另外設(shè)置一些問(wèn)題組織學(xué)生進(jìn)行分析、討論。例如： 如果受體是抗原刺激產(chǎn)生的，那么在抗原沒(méi)進(jìn)入機(jī)體前，B淋巴細(xì)胞有沒(méi)有受體？如果淋巴細(xì)胞上沒(méi)有相應(yīng)的受體，抗原能否刺激淋巴細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的抗體？在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生能得出淋巴細(xì)胞上的受體是生來(lái)就有的結(jié)論。接著教師可進(jìn)行適當(dāng)拓展，告訴學(xué)生受體不僅是淋巴細(xì)胞生來(lái)就有的，而且是一種受體基因重組成的大量基因產(chǎn)生的，每個(gè)淋巴細(xì)胞只帶有其中的一種受體。

3 邏輯推理能力培養(yǎng)過(guò)程中的注意點(diǎn)

學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，重要的是讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)通過(guò)推理獲得科學(xué)的結(jié)論，而這個(gè)過(guò)程基本上是在教師組織和引導(dǎo)下進(jìn)行的。教師應(yīng)注意： 一是內(nèi)容選擇須合理。選擇的內(nèi)容應(yīng)利于創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，問(wèn)題的答案需經(jīng)過(guò)一定形式的邏輯推理才能得出。二是內(nèi)容難度須適中，太易則思維含量不足，會(huì)讓學(xué)生出現(xiàn)輕視心理；太難則常常會(huì)“收不了場(chǎng)”而浪費(fèi)時(shí)間，會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理，挫傷他們的積極性。三是過(guò)程點(diǎn)評(píng)須及時(shí)。要及時(shí)點(diǎn)評(píng)到事、鼓勵(lì)到人，通過(guò)邏輯推理得出一個(gè)科學(xué)結(jié)論，是具有挑戰(zhàn)性的，對(duì)于全班學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)際上是一個(gè)競(jìng)賽過(guò)程，學(xué)生一旦得出正確的結(jié)論，教師應(yīng)該馬上加以肯定，并加以表?yè)P(yáng)，這樣會(huì)有利于提高學(xué)生參與邏輯推理的積極性和增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。