基于“問題驅(qū)動(dòng)”的概念教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式”為例

劉 靜 黃 聰

（1順德區(qū)江義初級(jí)中學(xué) 廣東佛山 528300 2福田區(qū)皇崗中學(xué) 廣東深圳 518000）

核心概念的研究是國際上理科教育中的一個(gè)重要領(lǐng)域，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中提出，要幫助學(xué)生深入理解學(xué)科的核心概念，從簡單的記憶事實(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔斫飧拍頪1-2]，進(jìn)而發(fā)展中學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

認(rèn)知建構(gòu)理論認(rèn)為“學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者主動(dòng)地建構(gòu)信息的意義”，即“通過‘認(rèn)知沖突’引發(fā)觀念轉(zhuǎn)變和認(rèn)知結(jié)構(gòu)重組”，在學(xué)習(xí)時(shí)通過指向概念的問題串和活動(dòng)體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考構(gòu)建[3-4]，有利于核心概念的達(dá)成。

1 教材分析

本節(jié)課選自人教版生物學(xué)7年級(jí)下冊(cè)第4單元第6章“人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”第3節(jié)的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課的要求是：①概述人體神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式；②描述反射弧的結(jié)構(gòu)、理解反射的概念；③區(qū)分簡單反射和復(fù)雜反射；④了解反射的意義。掌握“反射”的概念，有助于學(xué)生聯(lián)系前面所學(xué)的感覺器官、神經(jīng)系統(tǒng)組成的內(nèi)容，理解神經(jīng)系統(tǒng)整體工作的原理，為后續(xù)理解“神經(jīng)調(diào)節(jié)—激素調(diào)節(jié)共同作用”奠定基礎(chǔ)。

如圖1，從概念角度分析，在“神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式”這一節(jié)中，核心概念是反射，其內(nèi)涵分別為刺激、反射弧及有規(guī)律的反應(yīng)，而外延是反射的2種基本類型和反射的意義。內(nèi)涵與外延都屬于反射的次位概念。

2 教學(xué)目標(biāo)

通過理解反射的概念，學(xué)習(xí)反射弧的結(jié)構(gòu)、反射的類型及反射的意義，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念；通過對(duì)例證（正面、反面）的觀察、分析，對(duì)生物學(xué)事實(shí)的抽象概括，提高學(xué)生觀察、推理和歸納的能力，提升科學(xué)思維；通過探究實(shí)驗(yàn)，感知和運(yùn)用概念，形成科學(xué)求證生命規(guī)律方法的能力；通過認(rèn)識(shí)反射的意義，了解多種神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)障礙的情況，產(chǎn)生關(guān)愛生命的情感，提升自我保護(hù)的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

3 教學(xué)策略

針對(duì)本節(jié)課的核心概念——反射，課堂中以問題串的形式遞進(jìn)式地驅(qū)動(dòng)學(xué)生形成相應(yīng)的概念，使概念逐漸得到補(bǔ)充完善。如圖2，教師利用問題1和問題2促使學(xué)生形成“生物對(duì)刺激產(chǎn)生的反應(yīng)為反射”的初步概念；用問題3、問題4和問題5引導(dǎo)學(xué)生形成“生物通過神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)外界或內(nèi)部的各種刺激產(chǎn)生的有規(guī)律的反應(yīng)稱為反射”的進(jìn)階概念；最后，通過問題6和問題7輔助學(xué)生完善概念，得出“人（或動(dòng)物）通過神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)外界或內(nèi)部的各種刺激產(chǎn)生有規(guī)律的反應(yīng)稱為反射”的完整概念。在本節(jié)課整體內(nèi)容的教學(xué)上，以核心概念為出發(fā)點(diǎn)，以問題為驅(qū)動(dòng)，以例證分析為手段，通過體驗(yàn)活動(dòng)的形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生充分參與和發(fā)揮自主性。

4 教學(xué)過程

4.1 情境導(dǎo)入，引出概念 以表揚(yáng)個(gè)別課前準(zhǔn)備充分的學(xué)生為契機(jī)，獎(jiǎng)勵(lì)學(xué)生小獎(jiǎng)品——口香糖（這不是普通的口香糖，而是帶安全低電壓的口香糖道具）。當(dāng)學(xué)生接觸的瞬間，突然被電刺激就會(huì)產(chǎn)生縮手的反應(yīng)。由此提出問題1：這是一種什么現(xiàn)象？學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，較易回答出這是一種反射現(xiàn)象。借此導(dǎo)入本節(jié)課的課題：神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式——反射。

4.2 活動(dòng)體驗(yàn)，感知概念 以2人為一小組的形式，讓學(xué)生親身體驗(yàn)“帶電口香糖”和“膝跳反射”實(shí)驗(yàn)，明確反射是刺激引起的機(jī)體反應(yīng)，進(jìn)一步感知、意會(huì)反射這一概念。針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)沒有產(chǎn)生膝跳反射的問題，引導(dǎo)學(xué)生分析失敗的原因：①叩擊部位不正確；②叩擊時(shí)機(jī)不對(duì)；③叩擊力量不足。

4.3 例證分析，構(gòu)建概念

4.3.1 反射概念的內(nèi)涵

1）問題2：生活中哪些例子屬于反射？鼓勵(lì)學(xué)生積極思考并列舉親身體驗(yàn)或觀察過的反射活動(dòng)（例如，聽鈴聲進(jìn)課室、搔癢反射、躲閃反射、聞雞起舞等），引導(dǎo)學(xué)生分析例子中的共同特點(diǎn)，揭示反射概念的內(nèi)涵（明確刺激-反應(yīng)的關(guān)聯(lián)性），由“事實(shí)+素材群”初步建立反射的概念（正面例證）。

2）問題3：反射是怎樣發(fā)生的？反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)反射的次位概念——反射弧。①通過播放反射弧結(jié)構(gòu)的視頻（以縮手反射為例），借助圖解，初步感知反射弧的概念，形成反射弧的形象思維。②利用概念圖形式[5]，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納反射弧的5個(gè)結(jié)構(gòu)及其對(duì)應(yīng)的功能，進(jìn)一步理解反射弧是反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。學(xué)生對(duì)神經(jīng)中樞概念的理解比較困難，因此，在教學(xué)過程中，要求學(xué)生比較經(jīng)過神經(jīng)中樞前、后的信號(hào)區(qū)別，理解神經(jīng)中樞的作用之一是將感覺信號(hào)整合為運(yùn)動(dòng)信號(hào)，以保證反射活動(dòng)的進(jìn)行。如此，學(xué)生可由形象思維（圖解）過渡為抽象思維（模型）（圖3）。③問題4：在該反射中，是先“感到痛”還是先“縮手”？通過模式圖，學(xué)生明確神經(jīng)沖動(dòng)可通過脊髓傳到大腦，其通路比一般的反射弧長，感覺的產(chǎn)生與大腦有關(guān)。④問題5：反射弧結(jié)構(gòu)5個(gè)部分的順序可否改變？若切斷某部分結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？鼓勵(lì)學(xué)生逐一思考這5個(gè)部分中某一部分受損時(shí)的表現(xiàn)，借用現(xiàn)實(shí)案例中病人的表現(xiàn)反向考驗(yàn)學(xué)生，讓學(xué)生尋找反射弧中的故障，提升學(xué)生“雙向認(rèn)知事物”的能力。以此讓學(xué)生明確反射弧的結(jié)構(gòu)順序是固定的，在確保反射弧完整的情況下方能產(chǎn)生反射，從而理解反射活動(dòng)的規(guī)律性，構(gòu)建反射的次位概念。

3）反射概念的歸納。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)初步構(gòu)建的反射概念進(jìn)行補(bǔ)充，解決認(rèn)知沖突。利用習(xí)題檢測(cè)學(xué)生對(duì)概念的掌握程度的同時(shí)，引入新的認(rèn)知沖突，順勢(shì)提出問題6：哪類生物具有神經(jīng)系統(tǒng)？以及問題7：引起反射的刺激是否僅來自于外界環(huán)境？進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生解決認(rèn)知沖突、理解反射的內(nèi)涵，完善概念——人（或動(dòng)物）通過神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)外界或內(nèi)部的各種刺激產(chǎn)生的有規(guī)律的反應(yīng)稱為反射，實(shí)現(xiàn)反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是具有完整的反射弧。

4）播放“草履蟲遠(yuǎn)離鹽粒”和“含羞草被觸碰后葉子合攏”的視頻，通過反面例證引起學(xué)生對(duì)已建立的概念的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生思考問題8：缺乏神經(jīng)系統(tǒng)的生物如何對(duì)外界刺激作出反應(yīng)？聯(lián)系“生物的基本特征”的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出這些現(xiàn)象屬于應(yīng)激性的范疇，進(jìn)一步找出反射和應(yīng)激性的異、同點(diǎn)，進(jìn)而歸納得出反射屬于應(yīng)激性的一種，但應(yīng)激性不一定是反射。利用韋恩圖表示這2種概念之間的包含與被包含關(guān)系，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)反射概念的理解。

4.3.2 反射概念的外延

1）組織小組合作活動(dòng)：如圖4，根據(jù)是否嘗過油柑將學(xué)生分成2組，A組未嘗過油柑，B組嘗過油柑。A、B 2組分別完成實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2。實(shí)驗(yàn)1：讓A、B組學(xué)生觀察油柑圖片并閱讀相關(guān)文字，分析學(xué)生唾液分泌量情況；實(shí)驗(yàn)2：讓A、B組學(xué)生嘗試油柑，分析學(xué)生唾液分泌量情況。

教師結(jié)合表格引導(dǎo)學(xué)生分析嘗油柑、看油柑、讀油柑這3種情況的反射特點(diǎn)（表1）。根據(jù)這3種情況，提示學(xué)生在黑板上分別構(gòu)建其對(duì)應(yīng)的反射弧模型，找出簡單反射和復(fù)雜反射的區(qū)別與聯(lián)系。讓學(xué)生根據(jù)“語言中樞是人類大腦皮層所特有的”推導(dǎo)得出“與語言文字有關(guān)的反射是人類特有的”。

表1 “人類對(duì)油柑的反射體驗(yàn)”中的反射特點(diǎn)

小組合作進(jìn)行體驗(yàn)活動(dòng)并完成對(duì)應(yīng)的反射弧構(gòu)建，使學(xué)生從直觀經(jīng)驗(yàn)感受走向科學(xué)知識(shí)理解。以活動(dòng)育人，直觀感受推動(dòng)教學(xué)實(shí)施，既形成反射類型這一次位概念，又可提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣[6]。

2）播放“無痛癥”視頻，引發(fā)學(xué)生思考問題9：反射有什么意義？積極引導(dǎo)學(xué)生理解神經(jīng)系統(tǒng)中反射弧功能障礙導(dǎo)致人們生活不便，進(jìn)而產(chǎn)生關(guān)愛生命的情感。

4.4 真題反饋 鞏固概念 為進(jìn)一步鞏固概念，體現(xiàn)“高效課堂”與“雙減政策”的教育理念，引導(dǎo)學(xué)生在希沃白板中進(jìn)行趣味PK游戲。游戲中設(shè)置了有關(guān)2種反射的分類活動(dòng)，從易到難設(shè)置了不同等級(jí)的真題PK賽，以考查學(xué)生對(duì)概念的掌握程度，寓教于樂、提高課堂效率。之后，學(xué)生討論并自主完善概念圖，在梳理知識(shí)的過程中鞏固概念，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

5 教學(xué)反思

1）本節(jié)課的課程設(shè)計(jì)從生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的4個(gè)方面出發(fā)，圍繞核心概念展開一系列的教學(xué)活動(dòng)，通過開展4個(gè)學(xué)生活動(dòng)（縮手反射、膝跳反射、油柑活動(dòng)、游戲鞏固），激發(fā)學(xué)生興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

2）本節(jié)課涉及的名詞多且較為抽象，學(xué)生不易理解。教師采用例證分析法和問題驅(qū)動(dòng)法，通過例證、問題、圖解等方式，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中逐步形成生物學(xué)概念。

3）本節(jié)課小概念較多，為了讓學(xué)生真正掌握反射弧的結(jié)構(gòu)，可通過角色扮演活動(dòng)，演繹反射弧各個(gè)部分的關(guān)系，能深化學(xué)習(xí)效果。但這類活動(dòng)耗時(shí)長、易出錯(cuò)，需要教師在課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行充分的訓(xùn)練和在課中進(jìn)行積極有效的引導(dǎo)。

4）教師還可采用信息技術(shù)或人工智能等模擬反射過程，例如，用樂高機(jī)器人模擬多種簡單反射、用編程的方式制作具有自動(dòng)反應(yīng)的模擬人體結(jié)構(gòu)等，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“學(xué)中思”“思中進(jìn)”。