聚焦新形势下生物学科的生命观念教育

丁德成

摘要：“生命观念”是生物学四大核心素养之首，是学生在本课程中所获得的持久能力和品格，是学生终身受益的学习成果。本文带领学生了解病毒尤其是新形势下的相关知识和新型肺炎的发病机制以及免疫系统如何使身体自愈的，从而使学生进一步去认知生命、思考生命，并形成敬畏生命、尊重生命的意识。

关键词：生命观念   病毒     免疫系统

针对目前全世界产生的公共卫生危机。生物教师应该整合教材知识，引导学生了解病毒的发现史，理解病毒的分类与结构，阐明病毒的复制机理，解释SARS-CoV-2的致病机理以及人的免疫系统如何实现自愈的，列举如何去诊断与预防等科学问题。学生在活动中感悟生命的本质，认识生命的多样性、独特性、复杂性，形成科学的自然观和世界观，形成敬畏生命、尊重生命的意识。

1  认知生命，感悟生命的本质

1.1  学习病毒的发现史，理解生命现象

在发现病毒之前，人们已经发现了很多种病毒病，只是不了解其病原体与发病机理。比如在公元前3000年，埃及孟菲思壁画中就有患小儿麻痹症的长老的形象。在病毒的发现的过程中，比较重要的是烟草花叶病毒的发现（图1）。教师设计了这样几个问题：①麦尔的实验方法和结果是什么？实验结论可靠吗？②伊万诺夫斯基的实验方法与麦尔有何不同？伊万诺夫斯基的结论对你有什么启示？③贝杰林克采用的实验方法、实验结果与伊万诺夫斯基相同，结论却与伊万诺夫斯基不同，哪位科学家的结论是正确的呢？贝杰林克的结论有什么创新之处？④对于斯坦利、鲍顿和皮里以及弗伦克尔·康拉特和威廉姆斯的相关实验之间的联系，我们可以发现科学研究需要哪些条件和能力与品格？

1.2  比较病毒与其他生物的关系，形成生命物质性的观念

教师引导学生思考：是不是我们身体里的基因都是病毒所没有的？病毒和人在遗传上是不是就没有交集呢？学生思考后基本上会认同以上观点。教师介绍灵长目具有相同的合胞素基因，这种基因来源于一种逆转录病毒，其对于人类乃至哺乳动物的繁衍至关重要。事实上人类基因组的8%来自病毒的DNA片段。通过头脑风暴让学生想象如果世界没有病毒会是一番什么情景？进而思考病毒存在的意义，形成适应与进化的生命观念，理解病毒对于整个生物界的意义。

1.3  阐释病毒的分类、宿主、形状、结构、复制，形成生命结构与功能相统一的观念

为了使学生能够系统地了解病毒，教师向学生详细介绍了病毒界的类别、宿主、形态、结构等，并通过有关材料分析各类病毒的复制过程等（如图2），阐释了生物的结构与功能相统一的观点与生命的物质观和动态观。

2  理解生命，感悟生命的适应与进化

2.1  了解SARS-CoV-2对宿主细胞的入侵过程，形成结构与功能相统一的观念，形成生命适应与进化的观念

SARS-CoV-2通过其表面的刺突糖蛋白与宿主细胞的ACE2蛋白结合，引导病毒进入宿主细胞，体现了结构与功能相统一的观念;而机体受到病毒的感染后，会诱发机体细胞凋亡，体现了生物体与环境相适应的观念。

2.2  理解机体免疫系统对病毒的防御，形成生命适应与进化的观念，形成生命的稳态观和平衡观

病毒的刺突糖蛋白能夠与宿主细胞表面的ACE2蛋白结合，轻松攻破了免疫系统的第一道防线，使宿主细胞任由病毒感染。人体的肺泡、胃肠道和角膜、结膜、心脏、肾脏、睾丸等组织都分布着这些蛋白，这使得新形势下病毒具有多种传播方式。新形势下病毒病毒侵入细胞后不出来，吞噬细胞束手无策，免疫系统的第二道防线告急。新形势下病毒还能够引起细胞因子风暴，导致患者全身多器官衰竭而死亡。免疫系统的第三道防线中细胞毒性T细胞参与细胞免疫，它会攻击被病毒感染的细胞，使得病毒

暴露出来。效应B细胞参与体液免疫，分泌特异性抗体，使病毒失去了侵染的能力，任凭吞噬细胞把它消化掉。同时人体内还有一些记忆细胞会把入侵者的信息记录下来，以防备机体被再次感染。

2.3  讨论“群体免疫”，深入思考生命的适应与进化观

针对英国曾经提出要进行“群体免疫”的方式消除疫情的策略展开以下讨论：①群体免疫的原理是什么？②计算一下如果英国（总人口超过6600万）实施“群体免疫”成功，将会有多少人死去？③如果加强社区防控，可能会有什么不同的结果？④如果该病毒在人群中长期存在，可能会如何演变？

3  尊重生命，科学防疫，体会生命运动的规律性与复杂性

科学的群体免疫是通过接种疫苗实现的。教材中有几种类型的疫苗：灭活的微生物、减毒的微生物、分离的微生物成分或其产物。除此以外，还有几种比较具有潜力的技术路线：基因工程重组的亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗、基于mRNA和DNA的核酸疫苗。结合基因工程技术与免疫学有关知识与学生讨论各种疫苗的原理和应用前景，有助于学生在内化知识的过程中运用生命观念提出分析与解决问题的思路。

同时疫苗的研发需要严格的步骤，需要很长的时间才能上市，让学生体会生命运动的规律性、复杂性。

4  敬畏生命，敬畏自然，履行社会责任，守护人类的家园

教师引导学生思考人类与野生动物的接触可能会对病毒的进化产生什么影响，思考人类社会如何与野生生物共存，人类如何才能与病毒和平共处。学生意识到病毒也是生物圈的重要部分，人类必须恪守稳态与平衡的原则，人类必须自我控制，停止进攻，给野生生物留下生存空间。

5  小结和反思

生命观念是生物学中最有价值、最精华的内容，它有助于学生理解新出现的生物学事件和生命现象，是历经许多科学家研究和总结出来中的重要思维方法。整个生物学中处处都渗透着生命观念，教师在教学中应充分挖掘教材中的生命观念进行教学，不仅有助于学生形成正确的生命观念，还有助于学生科学思维的形成，有助于学生良好的个人生活习惯和健康的生活方式的养成，有利于人和自然的和谐发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准.北京：人民教育出版社. 2017

[2]刘恩山，曹宝义主编.普通高中生物学课程标准（2017年版）解读.北京：高等教育出版社，2018

[3]谢天恩，胡志红主编.普通病毒学[M].北京：科学出版社，2002