基于整體思想的初中科學教學設計

應良西

摘 要：基于系統(tǒng)、整體的思想審視并突破初中科學生物部分的教學困境，以課例教學設計為載體，從課時整體規(guī)劃、前置任務設置、典型活動選取和學科思想滲透等方面，引領科學教師設計恰當?shù)慕虒W方案組織學生學習，改善并優(yōu)化學生的學習方式，進而提升師生的生命質量。

關鍵詞：整體思想；神經(jīng)系統(tǒng)；教學設計

生命科學是初中科學學習的重要內容，系統(tǒng)掌握生物學知識對學生整體認識自然、提高自我健康水平和系統(tǒng)處理周圍事物有著重要的意義。當前教學中，大多數(shù)教師過分關注知識點落實，忽視系統(tǒng)整體學科思想滲透，“讀、記、背”依然是學生學習生物知識的主要方式，這種“見樹不見林”的碎片化學習，不僅是枯燥、乏味的，而且是被動、消極的?！翱茖W教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當慎重選擇一些重要的科學觀念，用恰當、生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解”[1]。為此，筆者選取浙教版八年級（上）《神經(jīng)調節(jié)》這一主題，試著以整體的思想設計教學，以期探索并激活初中科學中富有生命活力的生物教學。

一、問題與分析

《神經(jīng)調節(jié)》是初中科學生物部分的核心知識之一，屬于生命活動調節(jié)的一個重要組成部分。從浙教版教材的安排看，它是從抓尺子比較反應速度開始分析信息傳導路徑，講解神經(jīng)系統(tǒng)的結構與功能的基本單位——神經(jīng)元，再回到神經(jīng)系統(tǒng)及反射與反射弧。知識的脈絡清晰，穿插的活動和生活化的事例讓學生感悟到科學就在我們身邊，體現(xiàn)了做中學、活動中悟的科學學習理念。但從多年的教學實踐和聽課經(jīng)歷中筆者發(fā)現(xiàn)，學生在抓尺子比較反應速度活動中異常興奮，學習情緒高漲，而對神經(jīng)元、神經(jīng)系統(tǒng)的學習卻異常沉悶。無論是課中還是課后，許多學生常常陷入記憶復雜的概念之中，富有生命的神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)成了類似于一潭死水的純知識。究其原因，其中之一是，教學中嚴格遵循教材線性邏輯，忽視用系統(tǒng)整體思想加工重組教材，組織學生學習，使他們難以體悟“為什么要活動、為何要學”的價值。為此，筆者以系統(tǒng)整體的視角重新審視學習內容和學生的學習心理，基于學生對生命活動的調節(jié)過程有一定的認識，順應學生善于從一個完整的任務和活動體驗中自主運用問題解決的方式進行相關知識的學習。

二、教學改進思路與策略

本節(jié)課教學改進的總體思路：在系統(tǒng)整體的思想指導下，以溝通學科邏輯和心理邏輯為目標，調整本節(jié)課學習內容的先后順序，以布置前置任務引領學生有效備學，課中活動開啟整體思考、直指核心——神經(jīng)調節(jié)基本過程及與其功能相適應的結構，回歸生活現(xiàn)實如何優(yōu)化和維護這一系統(tǒng)的健康。

（一）基于整體和意義建構的課時規(guī)劃

教學是一個復雜系統(tǒng)，每個學期、每個單元甚至每一節(jié)課的每一個環(huán)節(jié)都既有自己的任務，又相互影響、相互制約，構成一個有機整體[2]。在師生教與學互動中，學生對知識的意義建構需要教師有效教的引領。教師要善于站在高處鳥瞰整個學科、整冊教材、一個單元乃至一節(jié)課的教學目標及其學習內容，細致分析學生學習的起點，統(tǒng)籌規(guī)劃學習內容及其課時計劃，促進學生對所學知識的意義建構。

神經(jīng)調節(jié)是人和其他高等動物生命活動調節(jié)的重要方式，其結構和功能隨著生物進化的遞進日趨復雜和完善。但不管神經(jīng)系統(tǒng)的結構怎樣復雜、調節(jié)功能怎樣完善，其本質上都離不開其結構和功能的基本單位——神經(jīng)元（即神經(jīng)細胞）。通過本節(jié)課的學習，我們不僅要知道人體神經(jīng)系統(tǒng)的組成、結構和功能，而且要了解神經(jīng)調節(jié)的基本方式和大致過程，更重要的是能初步解釋日常生活中一些與神經(jīng)系統(tǒng)有關的疾病或現(xiàn)象，養(yǎng)成自覺維護和優(yōu)化自己的神經(jīng)系統(tǒng)的好習慣。依據(jù)課程標準及學生能力起點，計劃用3課時完成本節(jié)課的內容，具體安排見表1。

這樣的安排并融入一些具體的活動，體現(xiàn)了從現(xiàn)象到本質、從整體感知到局部深入認識、從功能的初步感知到推測其相適應的結構，符合初中生認知水平，有利于對神經(jīng)系統(tǒng)的組成、結構和功能知識的意義建構。

（二）前置任務引領學生有效備學

俗話說：“凡事預則立，不預則廢?！苯處熡行ЫM織學生參與課堂學習，就必須認真研讀教材，研究學生實踐進行有效備課；同理，學生想在課堂上積極參與并取得最佳的學習效益，也應該在課前做好有效備學。正如有一位名師說過：“一堂好課，如一首交響樂，總要講究旋律、節(jié)奏、音響的和諧。”而課前備學，就是這首交響樂的前奏。因此，提高課堂教學的有效性，必須重視課前備學并教會學生有效備學。在這過程中，前置任務的設計對于驅動學生自主參與有效備學起到重要的作用。

八年級的學生雖然抽象思維逐步形成，但以具體事物模型為主體的形象思維仍然占據(jù)主導地位，尤其是他們善于在具體的活動中深入思考?；趯W生的這一能力起點和前面已學習植物生命活動及人體激素調節(jié)的知識，設計如下前置任務引導他們進行有效備學。

為了更好地研討神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能，在日常生活中，優(yōu)化和維護這一系統(tǒng)的健康，請你在閱讀教材前，完成以下前置任務：

在你的生活中，一定遭遇過需迅速躲避或做出反應的突發(fā)事件，如正在馬路上行走，突然看見前面有車向你快速駛來，你會馬上做出恰當?shù)姆磻?。這一反應需要哪些器官協(xié)同參與這一過程？指揮中心（即中樞）在哪里？信息傳遞的路線又是怎樣的呢？（請將傳遞路線畫在圖1中）

這樣的設計起到承前啟后的作用。一個完整的任務驅動不但有利于學生自覺運用所學知識和能力，而且對神經(jīng)調節(jié)這一新知識進行整體系統(tǒng)思考?！爱嬓畔鬟f圖、尋找控制中心”的活動讓學生整體感知神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能。為進一步鼓勵學生積極參與課堂討論、交流“畫信息傳遞圖、尋找控制中心”、引發(fā)認知沖突作鋪墊，初步認同腦是神經(jīng)中樞，延伸至各器官的是腦神經(jīng)和脊神經(jīng)。同時為反射和反射弧的探究及條件反射和非條件反射的學習做準備。

（三）典例活動促進整體感悟

整體感悟是指學生參與一個相對自由、完整的學習活動或情感體驗，全身心地投入并產(chǎn)生許多意想不到的信息、問題和想法，甚至可能進入一種明白了其中道理但無法準確表達的狀態(tài)。這樣的感悟不僅激發(fā)學生參與學習的熱情，而且使他們對所學科學概念或規(guī)律的理性提升和符號化做好準備。典型的體驗性活動是促進學生整體感悟知識、能力和方法的重要方式。典例活動可以讓學生直覺、感性、整體地感知研究對象的內部和外部聯(lián)系，整體把握并提前觸及主干問題，進而引發(fā)學習動機。本節(jié)內容每一課時的活動安排都有其促進整體感悟的功能，具體分課時描述如下。

第1課時，通過視頻再現(xiàn)躲避車輛和抓尺子兩個活動，讓學生直觀體驗人體對外界刺激做出反應需要信息的傳遞，“畫信息傳遞圖、尋找控制中心”整體感知神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能；讀圖感知神經(jīng)系統(tǒng)分布范圍之廣與其功能相適應；沿信息傳遞路徑粘貼神經(jīng)元活動，整體感知神經(jīng)元排列與分布是有規(guī)律的，并再次體驗其結構與功能相適應。

第2課時，通過膝跳反射活動讓學生感悟脊髓也具有信息處理功能，在分析此活動出現(xiàn)異?，F(xiàn)象中再次感悟大腦是高級神經(jīng)中樞，它可以控制脊髓的反射活動。通過分析如排尿反射等事例再次感悟神經(jīng)調節(jié)的基本方式是反射，反射離不開最基本的結構——反射弧。

第3課時，讓學生討論學騎車從不會到會的過程與碰到尖銳物品縮手兩種反射的異同，感悟神經(jīng)調節(jié)有時可以通過后天訓練獲得并得以強化，領悟在日常生活和學習上可以應用反射知識增強生活能力和提高學習效率。通過測反應速度完整了解神經(jīng)調節(jié)比激素調節(jié)速度更迅速，同時從不同環(huán)境人的反應速度測量數(shù)據(jù)中直觀感受提高工作效率要集中注意力，并感悟為什么開車不能接電話或酒后不能開車等安全常識。

上述每一課時的活動安排比單純的知識講授或視頻播放的效果要好得多，因為學生在參與活動中體驗感悟知識的價值，每一個活動都是一種完整的體驗，在完整體驗后的交流、分析和討論中實現(xiàn)對知識的積極主動建構。學生在活動中學會合作、分享，不僅把知識的理解、情感的體驗、自我的認識等看作是學習，更把知識的運用看作是學習必不可少的重要過程。學習活動的整體性不僅豐富了學習本身的內涵，而且有利于學生正確認識自我、發(fā)展自我，提升學習的價值與品位。

（四）拓展材料滲透進化思想

生命是進化的產(chǎn)物，地球上現(xiàn)存的所有生物都是在長期的進化過程中發(fā)展起來的。被譽為19世紀最偉大的三大發(fā)現(xiàn)之一的進化論，不僅是生命科學的重要內容，更是生命科學教學的重要目標。在教學中運用各種方式滲透進化思想，不僅有利于學生從生物發(fā)展的歷史角度認識生命的各種現(xiàn)象，而且有利于提高學生思維品質和科學素養(yǎng)，更為重要的是感悟每一個生命的來之不易，從而讓學生敬畏生命、珍惜生命、熱愛生命。在本節(jié)的教學中，筆者認為提供課外閱讀材料和課堂展示脊椎動物腦的標本及進化圖兩種方式滲透進化思想，能激發(fā)學生感悟進化過程中人類神經(jīng)系統(tǒng)的神奇和偉大。具體策略如下。

在學習第一課時之后，讓學生通過閱讀圖文并茂的課外閱讀材料：億年進化之功，我才成為我——神經(jīng)系統(tǒng)進化史，了解神經(jīng)系統(tǒng)在生命進化的歷程中經(jīng)歷了從簡單到復雜、從低級到高級漫長演化的過程，激發(fā)自己為擁有一套完備、神奇而偉大的神經(jīng)系統(tǒng)而自豪的情感，從而樹立敬畏生命、珍惜生命、熱愛生命的意識，并為深入討論保護和優(yōu)化自己的神經(jīng)系統(tǒng)埋下伏筆。

第二課時在學習腦的結構與功能之后，展示脊椎動物腦的標本及進化圖（如圖2），再次讓學生感悟在進化過程中人的高級神經(jīng)中樞——腦的復雜性和來之不易性，感悟生命精靈——人之所以聰明而偉大地站在所有生物之頂，是因為它擁有一套復雜而功能強大的生物結構——腦作基礎，同時再次為自己擁有這樣一套完備、神奇而偉大的神經(jīng)系統(tǒng)而興奮、自豪。珍惜今天擁有的并保護和優(yōu)化自己的神經(jīng)系統(tǒng)，積極開發(fā)其功能，自然就成為學生關注的焦點，使學習變得更加有意義。

三、反思與體會

反觀本節(jié)課的教學設計，筆者認為基于整體思想的初中科學教學設計應關注以下幾點。

（一）以生為本 目標導向

學習是兒童的天性。教師要尊重學生與生俱來的學習天性，從學生的實際出發(fā)，以一定的教學目標為導向，善于借助同一學習內容在不同版本中呈現(xiàn)的方式和順序，重構和活化學習內容，從宏觀的角度弄清教學內容的重點、難點及各部分之間的聯(lián)系，設計出更加符合學生的心理和認知規(guī)律的學習方案，以促進學生站在整體、全局的角度去思考所學內容，避免因面面俱到而引發(fā)教學目標的過度多元，達到合理布點而構建完整的知識體系，從而進一步提高教學效率。

（二）任務聚焦 直逼核心

任務驅動是一種以建構主義教學理論為基礎的重要教學方法，其本質是以任務為線索，將學習內容整合其中，誘發(fā)學生自我發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并尋找解決問題的方法，從而激發(fā)、加強并維持他們的成就動機。在此過程中，任務是學生進行學習的橋梁，“驅動”他們完成任務的主體不是老師也不是任務本身，而是他們的成就動機。基于整體思想的教學設計，學生完成的每一個任務并不是靜止和孤立的，它的指向應是聚焦解決每節(jié)課或每個單元甚至整個學科的核心問題。只有這樣，才能使學生認清任務的輪廓、所蘊含的目標指向和學習的目的意義。因此，設計的任務不論在課前、課中還是課后都應貼近學生的學習和生活經(jīng)驗，使他們像跳一跳就能摘到桃子一樣順利地解決問題。在解決問題過程中，我們要及時隱退，努力創(chuàng)造條件引導學生完成任務，切不可越俎代庖過多干涉，否則他們將無法真正體驗到成功的快樂。

（三）滲透學科思想 彰顯學科本質

學科思想是指對今后學科發(fā)展和學科學習最具影響力的一些觀念、思想和見解，是“知識”背后的“知識”，它是學科教學的精髓和靈魂。初中科學的學科思想包含物理、化學、生物、地理等學科思想。如：化學中的物質觀、微粒觀、元素觀、分類觀、變化與能量觀、守恒觀、動態(tài)平衡觀和化學價值觀等；物理學中研究對象的物質性、客觀世界的運動性、能的轉化與守恒思想和簡潔、和諧、對稱、有序、統(tǒng)一等美學思想等等；生物學科中的結構與功能相適應、多樣性與共同性相統(tǒng)一、進化思想和生態(tài)學思想等。這些學科思想的滲透對學生的教育是永恒，它將影響學生今后的思維方式和處事能力。正如蘇霍姆林斯基所說：“思想好比火星：一顆火星會點燃另一顆火星。一個深思熟慮的教師和班主任，總是力求在集體中創(chuàng)造一種共同熱愛科學和渴求知識的氣氛，使智力興趣成為一些線索，以其真摯的、復雜的關系——即思想的相互關系把一個個的學生連接在一起?！?[3]因此，我們只有把握學科思想這一精髓和靈魂，不斷滲透并彰顯其學科本質，就能舉重若輕地組織教學。否則，我們和學生一樣就會被迫陷入學科知識的汪洋大海，面對總講不完的知識和練不完的習題。

參考文獻：

[1]溫·哈倫. 科學教育的原則和大概念[M].韋鈺，譯.北京：科學普及出版社，2011：序言.

[2]馬蘭，盛群力，等.課堂教學設計——整體化取向[M].杭州：浙江教育出版社，2011：211.

[3]蘇霍姆林斯基.給教師的建議[M].杜殿坤，編譯.北京：教育科學出版社，1984：168.