陳思杭 陳靜雯 劉 晟

（1北京市三帆中學(xué) 北京 1000882北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875）

1 教學(xué)背景分析

1.1 教材分析 本課內(nèi)容在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中，屬于“生物圈中的人”一級(jí)主題下“人體通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)生命活動(dòng)”二級(jí)主題的子內(nèi)容，相關(guān)的重要概念是“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)”。本節(jié)課由生理結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)入生理功能的理解，介紹了神經(jīng)調(diào)節(jié)的機(jī)制，通過(guò)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生理解現(xiàn)象并形成概念。

1.2 學(xué)情分析 通過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的組成及功能有所了解。對(duì)于神經(jīng)調(diào)節(jié)的方式，學(xué)生需在親身體驗(yàn)和探究分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)回顧生活經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)用已有知識(shí)，理解反射、反射弧的概念，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單反射和復(fù)雜反射等概念。

然而，在教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)膝跳反射這一現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和展示時(shí)，許多學(xué)生在作為被試者時(shí)，會(huì)不由自主地關(guān)注測(cè)試者的行動(dòng)，或好奇地以自身作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在這些情況下，實(shí)驗(yàn)是不能產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果的。如何處理和利用好這些生成性的情況？能否有針對(duì)地設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，以更好地幫助學(xué)生理解本節(jié)課的重要概念？ 這都是教學(xué)設(shè)計(jì)中需要解決的問(wèn)題。

1.3 教學(xué)策略 建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)地構(gòu)建內(nèi)部心理表征的過(guò)程，它不僅包括結(jié)構(gòu)性的知識(shí)，還包括大量的非結(jié)構(gòu)性的經(jīng)驗(yàn)背景。教學(xué)應(yīng)使學(xué)習(xí)在與現(xiàn)實(shí)情境相類似的情境中發(fā)生，以解決學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問(wèn)題為目標(biāo)，使教學(xué)過(guò)程與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決過(guò)程相似；應(yīng)當(dāng)提供理解和解決問(wèn)題的工具，讓學(xué)生嘗試進(jìn)行問(wèn)題的解決；應(yīng)加強(qiáng)師生之間、學(xué)生之間的交流與討論，從而形成更加豐富的理解，以利于學(xué)習(xí)的廣泛遷移。

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》強(qiáng)調(diào)，要“關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)”，且“在教學(xué)中，教師一方面需要向?qū)W生提供各種豐富的、有代表性的事實(shí)為學(xué)生的概念形成提供支撐；另一方面，教學(xué)活動(dòng)不應(yīng)僅停留在讓學(xué)生記住一些生物學(xué)事實(shí)，而是要幫助學(xué)生通過(guò)對(duì)事實(shí)的抽象和概括，建立生物學(xué)重要概念，并以此構(gòu)建合理的知識(shí)框架，進(jìn)而為學(xué)生能在新情境下解決相關(guān)問(wèn)題奠定基礎(chǔ)”。

根據(jù)建構(gòu)主義理論和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，一是要通過(guò)課堂教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生提供機(jī)會(huì)，助其回憶起或當(dāng)場(chǎng)獲取與反射弧相關(guān)的體驗(yàn)；二是要通過(guò)教師的提問(wèn)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生基于這些體驗(yàn)和已有知識(shí)基礎(chǔ)，形成反射弧及其控制機(jī)制相關(guān)的概念，從而完成重要概念的傳遞。

筆者將“反射和反射弧”的內(nèi)容設(shè)置在第1課時(shí)中進(jìn)行教學(xué)，將“反射的類型”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)設(shè)置在第2課時(shí)。本文介紹的是第1課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2 教學(xué)目標(biāo)

1）知識(shí)目標(biāo)：概述人體神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式，描述反射弧的結(jié)構(gòu)。

2）能力目標(biāo)：通過(guò)對(duì)膝跳反射和縮手反射的討論，分析反射弧的結(jié)構(gòu)和反射活動(dòng)的控制機(jī)制。

3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：在學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和討論中，養(yǎng)成實(shí)事求是、大膽質(zhì)疑、敢于探索的科學(xué)精神；通過(guò)反射和反射弧的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)。

3 教學(xué)重、難點(diǎn)

1）重點(diǎn)：分析反射弧的結(jié)構(gòu)；分析神經(jīng)中樞對(duì)簡(jiǎn)單反射的控制。

2）難點(diǎn)：分析神經(jīng)中樞對(duì)簡(jiǎn)單反射的控制。

4 教學(xué)過(guò)程

4.1 導(dǎo)入新課 教師首先引導(dǎo)學(xué)生共同回顧之前學(xué)習(xí)的“神經(jīng)系統(tǒng)的組成及功能”的內(nèi)容，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)腦和脊髓的功能，為本節(jié)課后續(xù)環(huán)節(jié)的分析做好準(zhǔn)備。

之后，教師在吸引全體學(xué)生注意力并確保安全的前提下，做一個(gè)用自己的手指急速接近某位學(xué)生眼睛的動(dòng)作，引起其眨眼反射，以此為例，引導(dǎo)學(xué)生思考生活中類似的情形，學(xué)生能例舉縮手、唾液分泌等實(shí)例。

4.2 反射及反射弧

1）反射的概念。教師結(jié)合學(xué)生的舉例，分析眨眼、縮手、嬰兒吮吸等現(xiàn)象，總結(jié)共性：這些現(xiàn)象都是在神經(jīng)系統(tǒng)的控制下發(fā)生的，是由生物體內(nèi)部或外界的刺激所引起的，產(chǎn)生的反應(yīng)是穩(wěn)定的、有規(guī)律的。由此，師生共同得出反射的概念。

2）膝跳反射實(shí)驗(yàn)。教師請(qǐng)一位學(xué)生在教室前方就坐，請(qǐng)其閉目、放松、搭腿，然后快速地叩擊其上疊腿膝蓋下方的韌帶，學(xué)生出現(xiàn)小腿彈動(dòng)的現(xiàn)象。教師由此介紹，此種現(xiàn)象稱為膝跳反射。

之后，教師組織學(xué)生兩兩就近結(jié)組，分3個(gè)階段指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

表1 膝跳反射實(shí)驗(yàn)的3個(gè)階段

實(shí)驗(yàn)完成后，教師以班級(jí)學(xué)生為調(diào)查總體，統(tǒng)計(jì)3種不同操作下膝跳反應(yīng)發(fā)生的比例，師生共同發(fā)現(xiàn)，在他人有準(zhǔn)備的情況下，或是以自身為對(duì)象進(jìn)行膝跳反射實(shí)驗(yàn)時(shí)，不容易觀察到膝跳現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異的原因是什么，是生理結(jié)構(gòu)的問(wèn)題還是調(diào)節(jié)機(jī)制的問(wèn)題？由此，師生展開本節(jié)課后續(xù)的學(xué)習(xí)與研究。

3）總結(jié)反射弧。教師展示圖片，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合之前學(xué)習(xí)的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能的有關(guān)內(nèi)容，分析得出膝跳反射由外界發(fā)出刺激到人體產(chǎn)生反應(yīng)的神經(jīng)通路，進(jìn)一步概念化為反射弧的結(jié)構(gòu)：感受器→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞→傳出神經(jīng)→效應(yīng)器。

師生共同分析，全體學(xué)生在前述第1輪實(shí)驗(yàn)中能發(fā)生膝跳反應(yīng)，表明大家的反射弧結(jié)構(gòu)都是完整的、能執(zhí)行功能，而第2、第3輪實(shí)驗(yàn)中膝跳反應(yīng)發(fā)生幾率顯著降低，很有可能是神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制的問(wèn)題。

4）膝跳反射與縮手反射的討論。教師請(qǐng)學(xué)生考慮本課起始列舉的縮手反射，提出問(wèn)題“在手被燙或者被刺的情況下，人體是先感覺(jué)疼痛后再縮手，還是先縮手？ ”教師提示學(xué)生，可以從生活經(jīng)驗(yàn)、保護(hù)性需要和神經(jīng)結(jié)構(gòu)等方面思考這一問(wèn)題，之后組織討論并進(jìn)行交流。

結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，有些學(xué)生在小組討論時(shí)開展了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生在“先疼還是先縮手”這一問(wèn)題的主觀感受上存在差異。再?gòu)谋Ｗo(hù)性需要出發(fā)，大部分學(xué)生認(rèn)為，相對(duì)于“先縮”，“先疼”可能會(huì)造成更大的傷害；但也有學(xué)生提出，如果沒(méi)有疼痛感，人體為什么要作出縮手反應(yīng)？

此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生再次回憶本節(jié)課導(dǎo)入階段復(fù)習(xí)的知識(shí)： 腦和脊髓作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的器官，都可對(duì)外界刺激發(fā)出反應(yīng)指令；脊髓是低級(jí)中樞，大腦是高級(jí)中樞，痛覺(jué)中樞存在于大腦皮層。教師繼而引導(dǎo)學(xué)生從神經(jīng)結(jié)構(gòu)的角度深入分析問(wèn)題。經(jīng)討論和交流，學(xué)生形成共識(shí)：高溫或扎刺的刺激傳導(dǎo)至脊髓，脊髓就能發(fā)出縮手的反應(yīng)指令，而疼痛感則是經(jīng)由脊髓傳遞至大腦皮層的痛覺(jué)中樞后產(chǎn)生的。按照神經(jīng)結(jié)構(gòu)，如若“先疼后縮手”，則在神經(jīng)傳導(dǎo)通路上遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于脊髓即時(shí)處理通路，這是不利的。這一理論推演是否正確？ 教師此時(shí)再結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)資料向?qū)W生確認(rèn)，脊髓確實(shí)可控制縮手、膝跳這一類的反射活動(dòng)。

解決了縮手反射的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上，教師請(qǐng)學(xué)生繼續(xù)思考“在他人有準(zhǔn)備的情況下，或以自身為對(duì)象進(jìn)行膝跳反射實(shí)驗(yàn)時(shí)，為何不易觀察到膝跳現(xiàn)象？ ”經(jīng)小組討論學(xué)生較快達(dá)成一致意見(jiàn)：在他人有準(zhǔn)備的情況下，或以自身為對(duì)象進(jìn)行膝跳反射實(shí)驗(yàn)時(shí)，不易觀察到膝跳現(xiàn)象，是因?yàn)榇竽X作為高級(jí)中樞對(duì)脊髓作為低級(jí)中樞所控制的反射活動(dòng)作出了調(diào)節(jié)的結(jié)果。同時(shí)，學(xué)生還能例舉生活中類似的例子。

4.3 反射的類型 在了解了反射、反射弧的概念，分析了低級(jí)中樞、高級(jí)中樞對(duì)反射活動(dòng)的調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生初步了解簡(jiǎn)單反射、復(fù)雜反射的概念。簡(jiǎn)單反射、復(fù)雜反射的更多實(shí)例，復(fù)雜反射的科學(xué)研究史，以及相關(guān)的其他內(nèi)容，師生將在第2課時(shí)繼續(xù)研究。

5 教學(xué)反思

如本文“學(xué)情分析”部分所述，在課堂教學(xué)中，由于學(xué)生生成性的“意外”操作所導(dǎo)致的“不成功”的膝跳反射實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)，是否可為學(xué)生理解反射、反射弧的概念提供認(rèn)知基礎(chǔ)？ 抑或是教師就刻板地說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)入后續(xù)教學(xué)？ 具體分析就可發(fā)現(xiàn)，未發(fā)生預(yù)期反應(yīng)的膝跳反射實(shí)驗(yàn)，既是學(xué)生的事實(shí)體驗(yàn)，又構(gòu)建了沖突性的學(xué)習(xí)情境，且提供了在反射、反射弧概念上進(jìn)一步分析反射活動(dòng)控制機(jī)制的可能性。相對(duì)于簡(jiǎn)單的、“成功”的膝跳反射實(shí)驗(yàn)，在本次實(shí)驗(yàn)中，膝跳反應(yīng)是否出現(xiàn)，讓學(xué)生在不了解有關(guān)知識(shí)之前，沒(méi)有了標(biāo)準(zhǔn)預(yù)期，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)、探究的興趣，又有了更深、更廣的思維可能。

本教學(xué)設(shè)計(jì)在2016年3月北京市區(qū)縣聯(lián)合教研活動(dòng)中由本文第1作者進(jìn)行了實(shí)施。由于這次教研活動(dòng)邀請(qǐng)了來(lái)自多所學(xué)校的教師在同一所中學(xué)進(jìn)行教學(xué)展示，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施前，學(xué)生與教師相互并不熟悉。但此教學(xué)設(shè)計(jì)依然順暢實(shí)施。學(xué)生經(jīng)小組討論和教師引導(dǎo)，對(duì)本節(jié)課中最有挑戰(zhàn)的問(wèn)題“在他人有準(zhǔn)備的情況下，或以自身為對(duì)象進(jìn)行膝跳反射實(shí)驗(yàn)時(shí)，為何不易看到膝跳現(xiàn)象”達(dá)成一致意見(jiàn)，認(rèn)識(shí)到這一情況與大腦作為高級(jí)中樞，對(duì)脊髓作為低級(jí)中樞所控制的反射活動(dòng)作出了調(diào)節(jié)有關(guān)。