基于CER论证模型的“特异性免疫”教学探究

［摘 要］文章以“特异性免疫”（第一课时）教学为例，阐述如何将CER论证模型融入高中生物学教学，引导学生基于事实和证据进行推理，最终形成主张。在运用CER论证模型的过程中，教师应注重将学生的思维过程外显化，培养他们“以证据说话”的意识，从而帮助他们达成对知识的深度理解，促进他们生物学学科核心素养的形成及发展。

［关键词］CER论证模型；特异性免疫；教学设计

［中图分类号］    G633.91                ［文献标识码］    A                ［文章编号］    1674-6058（2024）32-0081-03

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中要求：形成科学思维的习惯，能够运用已有的生物学知识、证据和逻辑对生物学议题进行思考或展开论证[1]。科学思维作为生物学学科核心素养之一，并非与生俱来的，而是在课程学习过程中逐渐发展起来的。科学思维有多种表现形式，其中，科学论证是将其可视化的有效方法。

2012年，美国学者麦克尼尔等人提出了CER（Claim-Evidence-Reasoning）论证模型，该模型主要由主张、证据、推理3个要素构成[2]。（1）证据：用于支持主张，一般源自具体的事实或数据的提炼。（2）推理：结合科学原理，解释证据如何支持主张，是连接证据与主张的纽带。（3）主张：针对任务或问题提出的观点。笔者以“特异性免疫”（第一课时）教学为例，将CER论证模型融入高中生物学教学中，旨在促进学生基于证据和逻辑推理的论证式思维的发展，培养学生“以证据说话”的意识，从而实现对知识的深度理解。

一、教材分析及教学设计思路

人教版高中生物学选择性必修1第4章第2节“特异性免疫”第一课时主要涵盖免疫系统对病原体的识别和体液免疫两个内容，其教学要求是“阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定病原体发生的免疫应答”［3］。教材主要以图文结合的方式来呈现，虽形象直观，但不利于学生思维的构建。为了优化教学，笔者将CER论证模型融入该节教学。通过引入2023年诺贝尔生理学或医学奖，特别是科学家成功将新冠mRNA疫苗送入人体细胞的历程以及该疫苗所激发的体液免疫过程，引导学生结合所学知识，对群体免疫的两种观点进行讨论，旨在帮助学生树立正确的观念，并培养其社会责任感。

二、教学目标

（1）通过分析体液免疫科学史，建构初次免疫和二次免疫的论证模型，阐明体液免疫的机制，形成稳态与平衡观。

（2）通过开展论证活动，结合学科前沿知识，基于事实或证据进行推理，形成自己的主张，发展分析与推理能力、归纳与概括能力以及批判性思维。

（3）通过讨论“群体免疫”的不同观点，运用生物学知识作出理性解释和判断，实现从“个人防护”到“关爱他人”意识的升华，并自觉参与疫苗接种的实践与宣传。

三、教学环节

（一）创设情境，导入新课

教师向学生介绍2023年诺贝尔生理学或医学奖的研究成果，特别提及新冠mRNA疫苗，并提出以下问题：（1）新冠mRNA疫苗是如何被有效送入人体细胞的？（2）当新冠病毒入侵时，新冠mRNA疫苗又是如何保护人体的？引导学生认识到在病原体突破人体的前两道防线后，人体需要第三道防线——特异性免疫，以此导入本节内容。

设计意图：本环节以2023年诺贝尔生理学或医学奖的研究成果作为情境，通过两个问题导入本节内容——特异性免疫，促进学生关注学科前沿知识。

（二）基于证据，科学论证

论证1——免疫系统为何能识别“自己”，排除“非己”

教师让学生阅读教材第71页“免疫系统对病原体的识别”部分，并给他们提出探究任务1：当新冠病毒入侵人体时，免疫系统是如何识别出病原体的？为什么免疫系统不会攻击体内的正常细胞呢？教师补充新冠病毒结构的相关资料[4]。通过分析资料，学生推导出免疫系统能识别“自己”、排除“非己”的根本原因在于细胞膜表面的受体不同，并据此完成论证1的任务。其CER论证模型如图1所示。然而，部分学生提出了疑问：新冠mRNA疫苗是如何逃避免疫系统的攻击从而被有效地送入人体细胞的？为了解答学生的疑问，教师将2023年诺贝尔生理学或医学奖的研究成果转化为资料展示给学生，引导学生进行分析。

资料1：裸mRNA分子具有分子量大且带负电的特点，极不稳定，容易被RNA酶降解。

资料2：2023年诺贝尔生理学或医学奖的研究成果——先天性免疫系统会将体外转录得到的mRNA识别为外来物质，从而引发促炎因子风暴并导致mRNA降解，而体内正常转录的mRNA则不会引发这样的反应。经过追踪，发现体内转录得到的mRNA携带反免疫侦查功能的分子——伪尿苷。当科学家将伪尿苷添加到体外转录的mRNA中时，结果显示其可以成功逃避免疫系统的攻击[5]。

资料3：脂质纳米颗粒（LNP）常作为载体向细胞内递送药物，其结构为脂质双层结构。

设计意图：通过引导学生分析教材和资料，鼓励他们自主提出关于免疫系统识别“自己”、排除“非己”功能的主张，并在完善主张的过程中学会从学科前沿知识中寻找证据来源，培养前瞻意识。经过这一论证过程，学生不仅能够掌握模型建构的方法，还能领会论证思路，为后续自主开展论证活动打下基础。

论证2——人体如何激发体液免疫，形成免疫记忆

在上述论证完成后，教师引导学生寻找冲突：虽然激发人体免疫应答反应的是新冠病毒的S刺突蛋白，但进入抗原呈递细胞的却是新冠病毒的mRNA。教师进而设疑：如何在抗原呈递细胞中将新冠病毒的mRNA转化为能激发免疫应答反应的S刺突蛋白呢？学生结合必修2中的中心法则，能迅速答出进入抗原呈递细胞的mRNA经过翻译形成肽链，这些肽链再经过一系列的盘曲折叠可转变为具有生物学功能的S刺突蛋白。随后，抗原呈递细胞会摄取并加工这些S刺突蛋白，将抗原信息暴露在细胞表面，以便呈递给其他免疫细胞。

接着，教师继续设疑：暴露于抗原呈递细胞表面的S刺突蛋白是如何激发免疫应答反应的呢？为此，教师提供体液免疫的部分科学史料（如图2中的证据1、2、3、4），并引导学生通过小组合作展开论证推理。论证结束后，由汇报组的代表进行汇报。其他小组和教师则提出疑问，并论述自己的证据及推理。汇报组成员可以进行反驳，也可以结合其他小组及教师的论述进一步完善自己的论证模型。例如，在论证过程中，某小组成员提出疑问：注射新冠mRNA疫苗产生的抗体无法在体内一直存留，随着时间的推移会逐渐减少，那么在抗体消失之后疫苗还能保护人体吗？针对这一疑问，教师及时补充新的资料：记忆B细胞和B细胞的特性（如图2中的证据4、5）。这些资料有助于学生展开二次推理，并形成最终主张，从而建构体液免疫的概念。体液免疫的CER论证模型如图2所示。

设计意图：引导学生通过小组合作建构体液免疫的CER论证模型，并在此过程中初步掌握从科学史料中寻找CER论证模型证据的方法。通过分享和汇报各自的论证过程，不仅能够完善本组的论证模型，还能学习到其他小组的论证思路，从而极大地提升课堂效率。

（三）剖析热点，学以致用

教师向学生展示了以下两则在新冠疫情防控期间不同国家对“群体免疫”所持观点的资料：

（1）英国一些专家提出，当60%的英国人感染新冠病毒后，就能形成所谓的群体免疫。

（2）中国工程院院士钟南山表示：中国疫苗的有效率大约是70%，因此中国至少需要80%的人口接种疫苗，才能建立一个有效的群体免疫屏障。

教师组织学生结合本节课所学内容对资料中的两种观点展开讨论：什么才是真正意义上的群体免疫？此环节中，学生需要寻找证据来支持自己的主张，并据此建构群体免疫的CER论证模型（如图3）。

设计意图：引导学生基于具体情境进行分析和判断，进而发展学生的批判性思维。通过完成群体免疫的CER论证模型，学生能够对疫苗接种问题作出正确判断，从而认同我国的疫苗接种政策。从“个人防护”到“关爱他人”，鼓励学生自觉参与疫苗接种，以此培养学生的社会责任感。

四、小结

相较于传统的讲授式教学，CER论证式教学让学生亲历了类似科学家的论证探究过程。在“特异性免疫”一节的教学中，将CER论证模型贯穿于各教学环节，引导学生走出课本，走进真实的科学探究，在进行证据推理、完善主张的过程中将思维外显化，从而形成对知识的深层次理解。这一做法有效落实了生物学学科核心素养的培养要求。

［   参   考   文   献   ］

[1]［3］  中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2020年修订[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]  何嘉媛，刘恩山.论证式教学策略的发展及其在理科教学中的作用[J].生物学通报，2012，47（5）：31-34.

[4]  刘宏，凌子旭，张净，等. SARS-CoV-2奥密克戎变异株的研究进展[J].中国比较医学杂志，2022，32（6）：122-127.

[5]  KARIKÓ K， BUCKSTEIN M， NI H， et al. Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors： the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA［J］. Immunity，2005，23（2）：165-175.