云南

教師講授知識，學(xué)生觀摩和記憶是高中生物課程“興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)及傳遞”的常用教學(xué)方式，可是這種形式的教與學(xué)不利于學(xué)生思維能力的提升和發(fā)展，具體表現(xiàn)在學(xué)生不能獨立分析并解決不同情境中興奮的傳導(dǎo)、傳遞問題。如何突破這個難點呢？筆者抓住“可視”這個關(guān)鍵詞，引導(dǎo)學(xué)生用“模仿→思考后構(gòu)建肢體模型→綜合運用”模式完成該內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將實驗探究融入到肢體模型構(gòu)建過程中，使學(xué)生的思維被有效帶入知識情境中，把抽象難懂的理論教學(xué)變成由肢體模型構(gòu)建帶動學(xué)生思維發(fā)展的、可快速檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果的活動教學(xué)。該模式的教學(xué)不僅提升了學(xué)生實驗探究的能力，還可促進學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，且具有很強的可操作性及推廣性。如何把興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)及傳遞轉(zhuǎn)變成有層次的可視化教學(xué)呢？筆者是按照下列層次分階段完成教學(xué)的。

一、可視化肢體模型的模仿學(xué)習(xí)

肢體模型的構(gòu)建是學(xué)生對興奮產(chǎn)生、傳導(dǎo)及傳遞知識的另一種表述方式，需要在師生達成一定共識的基礎(chǔ)上進行，因而在利用肢體模型進行深層次學(xué)習(xí)之前，教師需要讓學(xué)生模仿并熟悉不同肢體模型與各種神經(jīng)結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。設(shè)置該階段的目的是讓學(xué)生通過模仿來完成相關(guān)知識的記憶，同時提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

1.模仿神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)

【教師示范】神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)：手指代表樹突，手掌代表細(xì)胞體，手臂代表軸突。

【學(xué)生活動】以雙手為素材，按教師要求完成模仿并敘述對應(yīng)肢體模型的含義。目的是熟悉神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)。

2.模仿神經(jīng)元間的連接

【教師示范】反射弧中神經(jīng)元間的連接：一只手搭在另一個人的肩部，代表上一個神經(jīng)元的軸突與下一個神經(jīng)元的樹突或細(xì)胞體連接。

【學(xué)生活動】以雙手為素材，按教師要求完成模仿并敘述對應(yīng)肢體模型的含義。目的是熟悉神經(jīng)元間的連接方式。

3.模仿突觸的結(jié)構(gòu)

【教師示范】突觸小體：手握拳代表突觸小體；突觸：兩手作抱拳狀（如圖1 所示）。

圖1

【學(xué)生活動】①以雙手為素材，按教師要求完成模仿并敘述突觸小體、突觸各個部分的結(jié)構(gòu)；②與周圍同學(xué)合作，同時構(gòu)建多個突觸模型并簡述模型中各個部分的名稱以及功能。目的是通過多次敘述來熟悉神經(jīng)細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)及類型。

二、在理解的基礎(chǔ)上構(gòu)建興奮傳導(dǎo)的模型

在學(xué)生熟悉了神經(jīng)結(jié)構(gòu)之后，筆者就帶領(lǐng)學(xué)生進入神經(jīng)沖動產(chǎn)生過程的學(xué)習(xí)，重點理解靜息電位和動作電位發(fā)生的原因。通過學(xué)習(xí)，筆者借助示意圖要求學(xué)生分析并構(gòu)建模型來表述不同情境下電位改變情況及興奮傳導(dǎo)的方向。

【教師活動】展示靜息電位的示意圖（如圖2），用問題驅(qū)動學(xué)生思考并構(gòu)建相關(guān)模型。

圖2

【設(shè)問】分別刺激A 點或C 點時，請用頭的搖擺來表示電表指針的偏轉(zhuǎn)方向并分析原因。

【活動提示】伸展的雙臂代表神經(jīng)纖維，左手代表電表A 側(cè)，右手代表電表C 側(cè)，頭代表安放在神經(jīng)纖維外表面的電表的指針，即B。

【學(xué)生活動】回顧靜息狀態(tài)下的電位情況和受到刺激后膜內(nèi)、外離子的移動情況來分析電位變化、電表指針的變化，然后用頭和兩只胳膊來構(gòu)建肢體模型。目的是加深學(xué)生對“神經(jīng)沖動以電信號的形式在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)”的理解。

【教師檢測的標(biāo)準(zhǔn)】刺激左邊A 點時，頭（即電表指針）的偏轉(zhuǎn)方向為向左→回正→向右→回正；刺激右邊C 點時，頭（即電表指針）的偏轉(zhuǎn)方向為向右→回正→向左→回正，原因分析略。

三、綜合判斷興奮傳導(dǎo)和傳遞方向并完成模型構(gòu)建

在學(xué)生能熟練構(gòu)建興奮傳導(dǎo)的肢體模型后，筆者再借助難度更大的示意圖，要求學(xué)生分析、回答問題，并按自己的思路來構(gòu)建肢體模型。

【教師活動】①展示示意圖，設(shè)置問題；②要求學(xué)生自己分析、判斷后構(gòu)建肢體模型，并用圖中的字母和箭頭來表示興奮傳導(dǎo)或傳遞的方向；③教師觀察學(xué)生在分析、構(gòu)建過程中遇到的困難和錯誤并進行輔導(dǎo)。

【學(xué)生活動】先獨立分析相應(yīng)的問題并按自己的思路來構(gòu)建肢體模型，隨后與其他同學(xué)進行探討交流。

圖3

圖4

【問題1】如電表兩端均連接在膜外，分別刺激A、B 兩點，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向如何變化？電表指針會如何偏轉(zhuǎn)，為什么？

【檢測標(biāo)準(zhǔn)】刺激圖3A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B，電表會發(fā)生方向相反的兩次偏轉(zhuǎn)，具體為向左→回正→向右→回正；刺激圖3B 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從B →A，電表會發(fā)生方向相反的兩次偏轉(zhuǎn)，具體為向右→回正→向左→回正，原因略。

刺激圖4A 點時，神經(jīng)沖動沿A →B 的方向傳遞，電表會發(fā)生方向相反的兩次偏轉(zhuǎn)，具體為向左→回正→向右→回正；刺激圖4B 點時，神經(jīng)沖動只能傳導(dǎo)至B 點所在的細(xì)胞體及樹突，不能傳遞至A 點，電表只會發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，具體為向右→回正，原因略。

【問題2】若電表兩端均連接在膜內(nèi)，分別刺激A、B 兩點，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向如何變化？電表指針會如何偏轉(zhuǎn)，為什么？

【檢測標(biāo)準(zhǔn)】刺激圖3A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B，電表會發(fā)生方向相反的兩次偏轉(zhuǎn)，具體為向右→回正→向左→回正；刺激圖3B 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從B →A，電表會發(fā)生方向相反的兩次偏轉(zhuǎn)，具體為向左→回正→向右→回正，原因略。

刺激圖4A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B，電表會發(fā)生方向相反的兩次偏轉(zhuǎn)，具體為向右→回正→向左→回正；刺激圖4B 點時，神經(jīng)沖動只能傳導(dǎo)至B 點所在的細(xì)胞體及樹突，不能傳遞至A 點，電表只會發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，具體為向左→回正，原因略。

【問題3】若近A 端的電表接線柱連接在膜外，近B端的電表接線柱連接在膜內(nèi)，電表指針方向如何變化？分別刺激A、B 兩點，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向如何變化？電表指針會如何偏轉(zhuǎn)，為什么？

【檢測標(biāo)準(zhǔn)】圖3、圖4 的電表初始狀態(tài)均為偏向右側(cè)；刺激圖3A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B,電表會發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向右→回正→向右；刺激圖3B 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從B →A，電表會發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向右→回正→向右，原因略。

刺激圖4A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B，電表會發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向右→回正→向右；刺激圖4B 點時，神經(jīng)沖動只能傳導(dǎo)至B 點所在的細(xì)胞體，不能傳遞至A 點，電表只會發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向右，原因略。

【問題4】若近A 端的電表接線柱連接在膜內(nèi)，近B端接線柱連接在膜外，電表指針方向如何變化？分別刺激A、B 兩點，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向如何變化？電表指針會如何偏轉(zhuǎn)，為什么？

【檢測標(biāo)準(zhǔn)】圖3、圖4 的電表初始狀態(tài)均為偏向左側(cè)；刺激圖3A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B,電表會發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向左→回正→向左；刺激圖3B 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從B →A，電表會發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向左→回正→向左，原因略。

刺激圖4A 點時，神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)方向從A →B，電表會發(fā)生兩次方向相同的偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向左→回正→向左；刺激圖4B 點時，神經(jīng)沖動只能傳導(dǎo)至B 點所在的細(xì)胞體，不能傳遞至A 點，電表只會發(fā)生一次偏轉(zhuǎn)，具體為回正→向左，原因略。

【活動目標(biāo)】檢測學(xué)生對“興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和傳遞”知識的理解能力及綜合運用能力。

四、可視化教學(xué)效果的檢測

學(xué)生學(xué)會構(gòu)建不同假設(shè)條件下的肢體模型后，需要用相關(guān)試題來檢測學(xué)生能否把構(gòu)建模型時的思維方式用在解題過程中，這是可視化教學(xué)的落腳點，需要教師根據(jù)具體情況來選擇試題，所選試題要有代表性，難度需要逐漸加深，這樣才能檢測出學(xué)生的思維層次。

【例1】神經(jīng)細(xì)胞在靜息時具有靜息電位，受到適宜刺激時可迅速產(chǎn)生能傳導(dǎo)的動作電位，這兩種電位可通過儀器測量。下列示意圖為正確測量神經(jīng)纖維靜息電位的是（ ）

A.A 和B B.A 和C C.B 和D D.C 和D

【答案】B

【試題分析】該題屬于中等難度的試題，但對于熟悉肢體模型的學(xué)生來說，抓住靜息電位為“外正內(nèi)負(fù)”這一關(guān)鍵信息，要檢測出靜息電位，則需要將電流表兩端分別連在膜內(nèi)和膜外即可快速、準(zhǔn)確地得出答案。

【例2】在神經(jīng)系統(tǒng)的參與下，人體或動物體會對外界環(huán)境變化作出規(guī)律性應(yīng)答。圖5 為神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)及部分放大示意圖。請回答下列相關(guān)問題：

圖5

（1）圖5 中神經(jīng)元A、B 和C 之間形成的突觸共__________ 個，該結(jié)構(gòu)信號轉(zhuǎn)換情況為______________________________________。

（2）圖5 中信號分子指的是___________，該信號分子能引起后一個神經(jīng)元____________，釋放過程可體現(xiàn)生物膜具有的結(jié)構(gòu)特點是_____________________。

（3）若已知信號分子均為興奮型，利用M 和N 兩個實驗位點及自選實驗器材來完成以下兩個問題（簡要寫出設(shè)計思路即可）：

①驗證各神經(jīng)元釋放的信號分子均為興奮型；

②驗證興奮在突觸位置的傳遞具有單向性。

【答案】（1）3 電信號→化學(xué)信號→電信號（2）神經(jīng)遞質(zhì) 興奮或抑制 具有一定的流動性（3）①用適宜刺激刺激N 點一次，利用電表檢測M 點會出現(xiàn)多次膜電位的變化 ②用適宜刺激刺激N 點，利用電表檢測M 點有膜電位變化；用適宜刺激刺激M 點，利用電表檢測N 點無膜電位變化

【難點點撥】該題的難點為（1）問和（3）問。（1）圖5中突觸的數(shù)目可模仿圖1 進行模型構(gòu)建，即A →B、B →C、C →B 均有軸突與樹突或細(xì)胞體的連接，存在3 個突觸；（3）由于圖5 中3 個神經(jīng)元的環(huán)接致使出現(xiàn)3 個突觸，要檢測突觸釋放的神經(jīng)遞質(zhì)是興奮型還是抑制型，需要檢測是否出現(xiàn)電位變化，因此，自選器材為電表；若突觸處釋放的神經(jīng)遞質(zhì)為興奮型的，刺激N 點一次，興奮可由神經(jīng)元A 傳至神經(jīng)元B 的M 處，也可經(jīng)神經(jīng)元B 傳至神經(jīng)元C，再次作用于神經(jīng)元B 再到M 處，因此需將電表安放在M 點，然后刺激N 點一次，檢測M 點電位變化次數(shù)。①問借鑒模型構(gòu)建中判斷興奮的傳導(dǎo)和傳遞方向的思路即可解決；要驗證興奮在突觸位置的傳遞具有單向性，則需要安裝兩個電表，一個在N 點位置，一個在M 點位置，然后刺激N 點，觀察M 點處的電表的變化；刺激M 點，觀察N 點處電表的變化。結(jié)果為只有刺激N 點時，M 點出現(xiàn)電位變化才能說明興奮在突觸處的傳遞具有單向性，用可視化教學(xué)的第三層次：綜合判斷興奮傳導(dǎo)和傳遞方向并完成模型構(gòu)建，即可解決②問。

五、課堂設(shè)計的亮點

該課的設(shè)計靈感來自學(xué)生，加上筆者自己對該知識點的理解，不經(jīng)意間創(chuàng)造出來這樣一節(jié)類似活動課的理論教學(xué)課。在教師言語的引導(dǎo)下，學(xué)生在自己的手臂上指指戳戳，口中念念有詞，在不知不覺中，由淺到深地完成了該節(jié)課的學(xué)習(xí)，不僅理解了興奮的產(chǎn)生，還模擬了興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)以及興奮在神經(jīng)元間的傳遞，把難以理解的知識具體化、形象化，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果比教師單純地使用課件展示或者是講授要好得多。且筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生再遇到分析興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)或傳遞問題的試題時，就能輕松解答。這節(jié)課的亮點可以總結(jié)如下：

1.可操作性強

由于利用的素材是學(xué)生的肢體，全體學(xué)生均能夠做到全程參與，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性強，課堂氛圍活躍。此外，學(xué)生可在短時間內(nèi)多次重復(fù)不同的刺激，比起畫圖或課件展示，靈活性高，且不同學(xué)生構(gòu)建過程中因刺激點不同，電表所在的位置不同，實驗結(jié)果自然不同，這樣不僅提高了學(xué)生分析問題的能力，教師還可根據(jù)學(xué)生手指刺激點及頭的相應(yīng)擺動方向來判斷學(xué)生的模型構(gòu)建是否正確，讓學(xué)習(xí)效果的檢測變得十分簡單，學(xué)生的錯誤能被及時發(fā)現(xiàn)并得到糾正，對于個別基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，教師有充足的時間在課堂上完成輔導(dǎo)，這會提高一節(jié)課的效率。

2.學(xué)習(xí)過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能夠促進學(xué)生思維能力的發(fā)展

該教學(xué)過程從認(rèn)識神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)開始，到領(lǐng)悟興奮的傳導(dǎo)和傳遞，層層遞進，充分利用學(xué)生的肢體把微觀、抽象的“興奮的傳導(dǎo)和傳遞”的相關(guān)知識直觀地展示出來，肢體構(gòu)建結(jié)束后再用簡圖來總結(jié)相關(guān)知識，這樣的設(shè)計有利于學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和消化，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。最后用實驗設(shè)計來檢測學(xué)生對知識的理解是否到位，進一步促進學(xué)生科學(xué)思維能力的提升，增強學(xué)生解決問題的能力。

3.使教師對學(xué)生學(xué)習(xí)過程及結(jié)果的監(jiān)測變得可視化

該課教學(xué)中，學(xué)生在構(gòu)建興奮的傳導(dǎo)和傳遞的物理模型過程中就可把他們的思維過程展現(xiàn)出來，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及學(xué)習(xí)效果變得可視化。因為學(xué)生利用肢體進行比劃和搖擺，活動十分明顯，教師可通過觀察學(xué)生肢體的變化情況來判斷學(xué)生對所學(xué)知識的理解程度，發(fā)現(xiàn)錯誤可讓學(xué)生相互糾錯，這樣既有利于糾正學(xué)生存在的問題，也可以讓其他學(xué)生積累相關(guān)經(jīng)驗。而教師輔導(dǎo)有序地穿插進課堂，也保證了課堂的效率和效果。

4.可增大課堂容量

把學(xué)習(xí)難點轉(zhuǎn)化成有趣點后，學(xué)生在一節(jié)課內(nèi)就可完成興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和興奮在神經(jīng)元之間的傳遞的學(xué)習(xí)，學(xué)會分析電表的偏轉(zhuǎn)方向，該堂課的設(shè)計使得課堂容量增大。還因每個學(xué)生都參與課堂活動，在相互協(xié)作、互為指導(dǎo)的情況下完成了合作學(xué)習(xí)，在無形中發(fā)展了學(xué)生的思維能力，輕松領(lǐng)悟難點知識的同時還讓學(xué)生體驗到了學(xué)習(xí)的愉悅感。此外，通過模型構(gòu)建活動還可讓學(xué)生感知神經(jīng)調(diào)節(jié)的奇妙。

該課型的設(shè)計能把學(xué)習(xí)難點轉(zhuǎn)化成有趣點，符合學(xué)生對知識的認(rèn)知規(guī)律，由于利用的素材是學(xué)生的肢體，全體學(xué)生均能全程參與，學(xué)習(xí)的積極性高，課堂氛圍活躍。與畫圖或課件展示相比較，肢體模型構(gòu)建的靈活性高，速度快，學(xué)生可在有限的時間內(nèi)完成多次不同刺激點的模擬，無形中提高了學(xué)生分析問題的能力。此外，教師通過觀察學(xué)生構(gòu)建模型的情況來判斷學(xué)生思維能力的發(fā)展情況，這讓學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的檢測變得更快捷。綜上所述，筆者認(rèn)為這樣的課堂教學(xué)很實用，是一線教師追求的實效課堂。