基于學(xué)生體驗(yàn)的反射概念教學(xué)組織

任玥僮 潘 青

（1 北京師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)華夏女中 北京 100055 2 北京教育學(xué)院宣武分院 北京 100055）

在初中生物學(xué)的“反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式”單元，重點(diǎn)內(nèi)容是反射、反射弧和條件反射等概念性知識(shí)。認(rèn)知學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，習(xí)得概念和規(guī)則的過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的前提條件。為此，筆者在“反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式”單元的教學(xué)組織中，對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)進(jìn)行了一些有益探討。

1 教材分析

在義務(wù)教育《生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的課程內(nèi)容部分，要求教師幫助學(xué)生形成的重要概念有：神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)人體對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)及生長(zhǎng)、發(fā)育生殖等生命活動(dòng)。在其具體內(nèi)容和活動(dòng)建議欄目中，則要求學(xué)生能夠描述神經(jīng)系統(tǒng)的組成，概述人體神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式，并觀察人或動(dòng)物的某些反射活動(dòng)，說(shuō)明其意義。因此，以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)編寫(xiě)的各個(gè)版本的教材中，都在“神經(jīng)調(diào)節(jié)”一章設(shè)置“神經(jīng)系統(tǒng)的組成”“反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式”等學(xué)習(xí)單元（圖1）。

圖1 反射概念單元在“神經(jīng)調(diào)節(jié)”一章的地位

“反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式”單元包括：反射、反射弧、非條件反射和條件反射等知識(shí)點(diǎn)，用這些關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)構(gòu)建的單元知識(shí)結(jié)構(gòu)框架（圖2）。

圖2 反射概念的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架

2 教學(xué)目標(biāo)

1）知識(shí)目標(biāo)：說(shuō)出非條件反射和條件反射的區(qū)別；理解建立條件反射的過(guò)程和意義；觀察分析小動(dòng)物建立條件反射的實(shí)踐過(guò)程。

2）能力目標(biāo)：通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，形成科學(xué)求證生命規(guī)律方法的能力； 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和對(duì)數(shù)據(jù)的分析，提高學(xué)生觀察、推理、歸納的能力。

3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)： 感悟?qū)嵺`才能產(chǎn)生認(rèn)知的認(rèn)識(shí)規(guī)律； 深刻體會(huì)學(xué)習(xí)的理論和實(shí)踐的價(jià)值；激發(fā)學(xué)生愛(ài)護(hù)小動(dòng)物的思想感情，增進(jìn)人與動(dòng)物的和諧發(fā)展，從而激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

3 教學(xué)程序設(shè)計(jì)

認(rèn)知建構(gòu)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)指學(xué)習(xí)者主動(dòng)地建構(gòu)信息的意義，即頭腦中由新、舊經(jīng)驗(yàn)的沖突而引發(fā)的觀念轉(zhuǎn)變和認(rèn)知結(jié)構(gòu)重組，概念學(xué)習(xí)則是學(xué)生認(rèn)知建構(gòu)的基本形式。著名的認(rèn)知心理學(xué)家?jiàn)W蘇貝爾（D.P.Ausubel）提出，學(xué)生習(xí)得概念的基本途徑有：概念形成和概念同化2 種。當(dāng)代流行的概念轉(zhuǎn)變理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的本質(zhì)是學(xué)習(xí)者將頭腦中對(duì)學(xué)習(xí)材料已有的若干前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的過(guò)程。概念轉(zhuǎn)變需要滿足4 個(gè)條件：對(duì)前概念的不滿、新概念的合理性、可理解性和有效性。概念轉(zhuǎn)變的影響因素多樣，統(tǒng)稱(chēng)為“概念生態(tài)”，例如否定例證的干擾，不恰當(dāng)?shù)念?lèi)比推理，原有觀念的扭曲，以及相似、相悖或錯(cuò)誤概念的誤導(dǎo)等。課堂教學(xué)的有效性就在于為幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變概念而創(chuàng)造必要條件，并營(yíng)造一個(gè)利于新概念形成和應(yīng)用的“概念生態(tài)”氛圍。

在初中生物學(xué)教學(xué)中，例證分析法是學(xué)生通過(guò)概念形成途徑而習(xí)得概念的常用方法。概念形成的學(xué)習(xí)過(guò)程，始于學(xué)生對(duì)概念的某些肯定例證（一類(lèi)事物）的審辨，以便對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象獲得必要的感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而通過(guò)比較、區(qū)分和歸納等思維過(guò)程，抽出該類(lèi)事物共同的本質(zhì)特征，并用概念的定義加以表達(dá)。在反射概念的知識(shí)體系中，與其相關(guān)的肯定例證既可源于學(xué)生的生活體驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)，也可來(lái)自探究實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)或經(jīng)典實(shí)驗(yàn)資料分析。學(xué)生在日常生活和學(xué)習(xí)活動(dòng)中，親身體驗(yàn)或觀察到的反射活動(dòng)多種多樣，筆者以學(xué)生熟知的軀體防衛(wèi)反射和唾液分泌反射為例證，對(duì)“反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式”單元教學(xué)程序的設(shè)計(jì)如圖3。

圖3 反射概念教學(xué)設(shè)計(jì)思路

4 教學(xué)過(guò)程

4.1 情境問(wèn)題導(dǎo)入 教學(xué)起始，教師請(qǐng)學(xué)生議一議：當(dāng)你行走在胡同里，迎面開(kāi)來(lái)一輛汽車(chē)時(shí)，你將如何應(yīng)對(duì)？ 如果是一輛?？康钠?chē)擋著你的去路又會(huì)有何反應(yīng)？ 無(wú)論你是“讓路”還是“繞行”，都是通過(guò)判斷對(duì)汽車(chē)（刺激）作出的防衛(wèi)性反應(yīng)。人與動(dòng)物對(duì)刺激產(chǎn)生的反應(yīng)稱(chēng)為反射。由此導(dǎo)入本單元課題——反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式。

4.2 探索“縮手反射”的神經(jīng)通路 首先，組織學(xué)生參與縮手反射活動(dòng)，明確反射是刺激引起的機(jī)體反應(yīng)。然后，鼓勵(lì)學(xué)生思考、議論并列舉親身體驗(yàn)或觀察過(guò)的一些反射活動(dòng)，他們先后說(shuō)出膝跳反射、搔癢反射、眨眼反射、吮吸反射，以及躲閃反射和掩耳反射等反射。進(jìn)而筆者借助投影展示植物向光彎曲生長(zhǎng)圖片，以及欣賞受刺激的含羞草小葉合攏的視頻，讓學(xué)生明辨這些實(shí)例屬于反射概念的否定例證，從而促使學(xué)生認(rèn)識(shí)反射與應(yīng)激性的相似性，以及兩者之間的本質(zhì)區(qū)別。

探索、列舉與拓展引起學(xué)生對(duì)原有的應(yīng)激性概念的不滿，反射究竟是怎樣發(fā)生的？ 教學(xué)時(shí)，先借助圖解引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)縮手反射的神經(jīng)通路是由3 個(gè)神經(jīng)元構(gòu)成的，由不同神經(jīng)元構(gòu)成的刺激-反應(yīng)的神經(jīng)通路稱(chēng)為反射弧（圖4）。在圖解刺激-反應(yīng)的因果關(guān)系同時(shí)，并用詞匯（反射?。┲阜Q(chēng)一類(lèi)事物（反射活動(dòng)）的表象，這既有助于學(xué)生初步感知學(xué)習(xí)對(duì)象，也有助于他們體驗(yàn)將感性上升為理性的起始過(guò)程，即形象思維（一級(jí)抽象）階段。

圖4 縮手反射的神經(jīng)通路示意圖

為幫助學(xué)生進(jìn)一步理解反射弧是實(shí)現(xiàn)反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，再以縮手反射的神經(jīng)通路為依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生用層級(jí)概念圖形式對(duì)反射弧的固定模式加以歸納，并依次解說(shuō)反射弧各部分結(jié)構(gòu)的功能特征（圖5）。這樣，不僅引領(lǐng)學(xué)生完成由形象思維（圖解）向抽象思維（模型）的過(guò)渡，而且為抽出各種反射活動(dòng)共同的本質(zhì)特征做好鋪墊。此教學(xué)環(huán)節(jié)通過(guò)提高反射弧概念的地位，同時(shí)降低應(yīng)激性概念的地位，為反射概念的形成創(chuàng)造了必備條件。

4.3 探索“望梅止渴”的神經(jīng)通路 課前對(duì)學(xué)習(xí)小組長(zhǎng)進(jìn)行培訓(xùn)，并向各個(gè)小組布置具體任務(wù)，該教學(xué)環(huán)節(jié)由學(xué)習(xí)小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織本組成員的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)（表1）。進(jìn)而，師生共同嘗試依次構(gòu)建該組唾液分泌反射的反射弧模型（圖6）。

表1 條件反射與非條件反射的區(qū)別與聯(lián)系

圖6 “望梅止渴”一組反射的神經(jīng)通路模型

然后，引導(dǎo)學(xué)生找出非條件反射與條件反射的區(qū)別與聯(lián)系，填寫(xiě)在比較表格（表1）中，從而認(rèn)識(shí)人體反射的2 種類(lèi)型，理解條件反射建立與鞏固的原理要點(diǎn)。

4.4 給反射下定義 前面提到，給概念下定義是指用命題句式對(duì)一類(lèi)事物共同的本質(zhì)特征的表述，此學(xué)習(xí)過(guò)程既屬于概念學(xué)習(xí)的高級(jí)階段，也屬于命題學(xué)習(xí)的范疇。反射概念的定義包括2 個(gè)部分：一是表述事物（肯定例證）共同的本質(zhì)特征（內(nèi)涵），二是概念的遷移應(yīng)用（外延）。引導(dǎo)學(xué)生探索“縮手反射”和“望梅止渴”反射的神經(jīng)通路等學(xué)習(xí)活動(dòng)，實(shí)際上是為形成反射概念做鋪墊。

反射弧是實(shí)現(xiàn)反射的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，因此，反射概念的內(nèi)涵應(yīng)源于對(duì)反射弧固定模式的解析。教學(xué)時(shí)，筆者先啟發(fā)學(xué)生依據(jù)反射弧的模式結(jié)構(gòu)，表述刺激-反應(yīng)之間的因果關(guān)系，即反射是由刺激引起的，反應(yīng)是機(jī)體對(duì)刺激產(chǎn)生的相應(yīng)活動(dòng)(效應(yīng))。然后，提醒學(xué)生思考：反射弧各部分結(jié)構(gòu)順序能否改變？若切斷某部分結(jié)構(gòu)的影響如何？從而使學(xué)生明確：由于反射弧的結(jié)構(gòu)順序（固定模式）不可改變，由刺激引起的機(jī)體反應(yīng)必然有規(guī)律性。總之，機(jī)體對(duì)刺激的規(guī)律性反應(yīng)取決于反射弧的不同神經(jīng)元及其連接關(guān)系。

依據(jù)反射弧的模式結(jié)構(gòu)，學(xué)生能說(shuō)出反射活動(dòng)有中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與，但他們難于理解中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與的意義是什么？教學(xué)時(shí)，在學(xué)生解說(shuō)反射弧各部分結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生比較2種（傳入與傳出）神經(jīng)元傳遞的信號(hào)性質(zhì)不同，神經(jīng)中樞的作用在于將感覺(jué)信號(hào)整合為運(yùn)動(dòng)信號(hào)，并發(fā)至相應(yīng)的效應(yīng)器，使機(jī)體的反射活動(dòng)保持協(xié)調(diào)性。

概念的定義中，通常包含某個(gè)肯定例證或分類(lèi)，以利于學(xué)習(xí)者深入理解概念，明確概念的應(yīng)用范圍并舉一反三（遷移應(yīng)用）。因此，在初中生物學(xué)的反射概念定義中，也包含依據(jù)發(fā)生時(shí)間和刺激性質(zhì)不同對(duì)反射活動(dòng)的分類(lèi)，即分為非條件反射和條件反射。

4.5 反射概念的應(yīng)用 通過(guò)學(xué)習(xí)奧蘇貝爾的“意義言語(yǔ)學(xué)習(xí)理論”及教學(xué)實(shí)踐，筆者體會(huì)引領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用概念有雙層意義：一是通過(guò)拓展和遷移（變式練習(xí)）促使學(xué)生對(duì)概念的深入理解和鞏固記憶，二是應(yīng)用概念解釋新問(wèn)題和發(fā)展創(chuàng)新思維。

教學(xué)中，教師首先組織學(xué)生觀察倉(cāng)鼠逃生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，做法是：購(gòu)得和飼養(yǎng)6 只健康、活潑的倉(cāng)鼠，隨機(jī)分為A 組（實(shí)驗(yàn)鼠）和B 組（對(duì)照鼠）各3只；課前一天組織學(xué)習(xí)小組長(zhǎng)參與實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，讓他們分別用1 只實(shí)驗(yàn)鼠完成一次倉(cāng)鼠逃生訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)定刺激（水）-反應(yīng)（逃生）之間信息傳遞時(shí)間，這樣，他們不僅掌握了測(cè)試反射時(shí)的技能，而且對(duì)倉(cāng)鼠逃生行為獲得了感性認(rèn)識(shí)，有助于他們課上順利地進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)操作。課上，學(xué)習(xí)小組長(zhǎng)依次演示對(duì)對(duì)照鼠和實(shí)驗(yàn)鼠的操作，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表2）公布于眾。學(xué)生輪流觀察倉(cāng)鼠逃生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之后，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出相應(yīng)的結(jié)論：經(jīng)過(guò)逃生訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)鼠測(cè)得的反射時(shí)越來(lái)越短，表明倉(cāng)鼠對(duì)水危險(xiǎn)刺激的反應(yīng)敏感性提高，從而領(lǐng)悟反射的適應(yīng)意義。

表2 倉(cāng)鼠逃生反射時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)

神經(jīng)生理學(xué)認(rèn)為，學(xué)習(xí)的本質(zhì)是在特定環(huán)境下，生活經(jīng)驗(yàn)帶來(lái)的神經(jīng)通路改變?；蛘哒f(shuō)，學(xué)習(xí)是人腦中命題網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，記憶則是重構(gòu)的命題網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。按照條件反射建立和鞏固的原理，多種神經(jīng)通路重疊能強(qiáng)化某個(gè)信息存儲(chǔ)，不斷的強(qiáng)化信息存儲(chǔ)則有利于記憶。為此，在教學(xué)的鞏固知識(shí)階段，筆者引導(dǎo)學(xué)生用條件反射原理對(duì)提高自主學(xué)習(xí)效率的某些舉措，例如溫故求新、聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)結(jié)合、學(xué)而時(shí)習(xí)之、測(cè)試練習(xí)等作出嘗試性解釋?zhuān)@種教學(xué)反饋活動(dòng)引起學(xué)生的強(qiáng)烈興趣和反響。

5 教學(xué)反思

學(xué)生積極參與本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動(dòng)，并對(duì)取得的學(xué)習(xí)效果頗為滿意，其教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程也得到同仁的肯定。筆者的感受是：教學(xué)設(shè)計(jì)要先依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求梳理教材中的單元知識(shí)結(jié)構(gòu)，明確學(xué)生應(yīng)學(xué)習(xí)什么； 進(jìn)而根據(jù)學(xué)情和現(xiàn)有教學(xué)資源，圍繞反射概念的形成和應(yīng)用，以防衛(wèi)反射、縮手反射、望梅止渴、倉(cāng)鼠逃生、解說(shuō)學(xué)習(xí)策略等學(xué)生活動(dòng)為主線，編排合理、可行、有實(shí)效的教學(xué)程序。在教學(xué)組織過(guò)程中，重視以師生互動(dòng)作為推進(jìn)教學(xué)的動(dòng)力，引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文、實(shí)驗(yàn)探究、分析判斷、歸納總結(jié)、構(gòu)建模型、嘗試應(yīng)用等舉措，促使學(xué)生將動(dòng)手與動(dòng)腦結(jié)合、將探究學(xué)習(xí)與理性思維融合、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和解決問(wèn)題的能力，從而為提高課堂教學(xué)有效性提供有力的保證。同時(shí)也深刻地體會(huì)到，現(xiàn)代教學(xué)理論水平低已經(jīng)制約著自我教學(xué)質(zhì)量的提高。