基于学生体验的反射概念教学组织

任玥僮 潘 青

（1 北京师范大学实验华夏女中 北京 100055 2 北京教育学院宣武分院 北京 100055）

在初中生物学的“反射是神经调节基本方式”单元，重点内容是反射、反射弧和条件反射等概念性知识。认知学习理论认为，习得概念和规则的过程是培养学生理性思维的前提条件。为此，笔者在“反射是神经调节基本方式”单元的教学组织中，对发展学生核心素养进行了一些有益探讨。

1 教材分析

在义务教育《生物学课程标准》的课程内容部分，要求教师帮助学生形成的重要概念有：神经系统和内分泌系统调节人体对环境变化的反应及生长、发育生殖等生命活动。在其具体内容和活动建议栏目中，则要求学生能够描述神经系统的组成，概述人体神经调节的基本方式，并观察人或动物的某些反射活动，说明其意义。因此，以课程标准为依据编写的各个版本的教材中，都在“神经调节”一章设置“神经系统的组成”“反射是神经调节基本方式”等学习单元（图1）。

图1 反射概念单元在“神经调节”一章的地位

“反射是神经调节基本方式”单元包括：反射、反射弧、非条件反射和条件反射等知识点，用这些关键术语构建的单元知识结构框架（图2）。

图2 反射概念的知识结构框架

2 教学目标

1）知识目标：说出非条件反射和条件反射的区别；理解建立条件反射的过程和意义；观察分析小动物建立条件反射的实践过程。

2）能力目标：通过探究实验，形成科学求证生命规律方法的能力； 通过对实验现象的观察和对数据的分析，提高学生观察、推理、归纳的能力。

3）情感态度与价值观目标： 感悟实践才能产生认知的认识规律； 深刻体会学习的理论和实践的价值；激发学生爱护小动物的思想感情，增进人与动物的和谐发展，从而激发学生的社会责任感。

3 教学程序设计

认知建构理论认为，学习指学习者主动地建构信息的意义，即头脑中由新、旧经验的冲突而引发的观念转变和认知结构重组，概念学习则是学生认知建构的基本形式。著名的认知心理学家奥苏贝尔（D.P.Ausubel）提出，学生习得概念的基本途径有：概念形成和概念同化2 种。当代流行的概念转变理论认为，学习的本质是学习者将头脑中对学习材料已有的若干前概念转变为科学概念的过程。概念转变需要满足4 个条件：对前概念的不满、新概念的合理性、可理解性和有效性。概念转变的影响因素多样，统称为“概念生态”，例如否定例证的干扰，不恰当的类比推理，原有观念的扭曲，以及相似、相悖或错误概念的误导等。课堂教学的有效性就在于为帮助学生转变概念而创造必要条件，并营造一个利于新概念形成和应用的“概念生态”氛围。

在初中生物学教学中，例证分析法是学生通过概念形成途径而习得概念的常用方法。概念形成的学习过程，始于学生对概念的某些肯定例证（一类事物）的审辨，以便对学习对象获得必要的感性认识，进而通过比较、区分和归纳等思维过程，抽出该类事物共同的本质特征，并用概念的定义加以表达。在反射概念的知识体系中，与其相关的肯定例证既可源于学生的生活体验或经验，也可来自探究实验获得的数据或经典实验资料分析。学生在日常生活和学习活动中，亲身体验或观察到的反射活动多种多样，笔者以学生熟知的躯体防卫反射和唾液分泌反射为例证，对“反射是神经调节基本方式”单元教学程序的设计如图3。

图3 反射概念教学设计思路

4 教学过程

4.1 情境问题导入 教学起始，教师请学生议一议：当你行走在胡同里，迎面开来一辆汽车时，你将如何应对？ 如果是一辆停靠的汽车挡着你的去路又会有何反应？ 无论你是“让路”还是“绕行”，都是通过判断对汽车（刺激）作出的防卫性反应。人与动物对刺激产生的反应称为反射。由此导入本单元课题——反射是神经调节基本方式。

4.2 探索“缩手反射”的神经通路 首先，组织学生参与缩手反射活动，明确反射是刺激引起的机体反应。然后，鼓励学生思考、议论并列举亲身体验或观察过的一些反射活动，他们先后说出膝跳反射、搔痒反射、眨眼反射、吮吸反射，以及躲闪反射和掩耳反射等反射。进而笔者借助投影展示植物向光弯曲生长图片，以及欣赏受刺激的含羞草小叶合拢的视频，让学生明辨这些实例属于反射概念的否定例证，从而促使学生认识反射与应激性的相似性，以及两者之间的本质区别。

探索、列举与拓展引起学生对原有的应激性概念的不满，反射究竟是怎样发生的？ 教学时，先借助图解引导学生认识缩手反射的神经通路是由3 个神经元构成的，由不同神经元构成的刺激-反应的神经通路称为反射弧（图4）。在图解刺激-反应的因果关系同时，并用词汇（反射弧）指称一类事物（反射活动）的表象，这既有助于学生初步感知学习对象，也有助于他们体验将感性上升为理性的起始过程，即形象思维（一级抽象）阶段。

图4 缩手反射的神经通路示意图

为帮助学生进一步理解反射弧是实现反射的结构基础，再以缩手反射的神经通路为依据，引导学生用层级概念图形式对反射弧的固定模式加以归纳，并依次解说反射弧各部分结构的功能特征（图5）。这样，不仅引领学生完成由形象思维（图解）向抽象思维（模型）的过渡，而且为抽出各种反射活动共同的本质特征做好铺垫。此教学环节通过提高反射弧概念的地位，同时降低应激性概念的地位，为反射概念的形成创造了必备条件。

4.3 探索“望梅止渴”的神经通路 课前对学习小组长进行培训，并向各个小组布置具体任务，该教学环节由学习小组长负责组织本组成员的探究学习活动（表1）。进而，师生共同尝试依次构建该组唾液分泌反射的反射弧模型（图6）。

表1 条件反射与非条件反射的区别与联系

图6 “望梅止渴”一组反射的神经通路模型

然后，引导学生找出非条件反射与条件反射的区别与联系，填写在比较表格（表1）中，从而认识人体反射的2 种类型，理解条件反射建立与巩固的原理要点。

4.4 给反射下定义 前面提到，给概念下定义是指用命题句式对一类事物共同的本质特征的表述，此学习过程既属于概念学习的高级阶段，也属于命题学习的范畴。反射概念的定义包括2 个部分：一是表述事物（肯定例证）共同的本质特征（内涵），二是概念的迁移应用（外延）。引导学生探索“缩手反射”和“望梅止渴”反射的神经通路等学习活动，实际上是为形成反射概念做铺垫。

反射弧是实现反射的神经结构，因此，反射概念的内涵应源于对反射弧固定模式的解析。教学时，笔者先启发学生依据反射弧的模式结构，表述刺激-反应之间的因果关系，即反射是由刺激引起的，反应是机体对刺激产生的相应活动(效应)。然后，提醒学生思考：反射弧各部分结构顺序能否改变？若切断某部分结构的影响如何？从而使学生明确：由于反射弧的结构顺序（固定模式）不可改变，由刺激引起的机体反应必然有规律性。总之，机体对刺激的规律性反应取决于反射弧的不同神经元及其连接关系。

依据反射弧的模式结构，学生能说出反射活动有中枢神经系统参与，但他们难于理解中枢神经系统参与的意义是什么？教学时，在学生解说反射弧各部分结构与功能的基础上，让学生比较2种（传入与传出）神经元传递的信号性质不同，神经中枢的作用在于将感觉信号整合为运动信号，并发至相应的效应器，使机体的反射活动保持协调性。

概念的定义中，通常包含某个肯定例证或分类，以利于学习者深入理解概念，明确概念的应用范围并举一反三（迁移应用）。因此，在初中生物学的反射概念定义中，也包含依据发生时间和刺激性质不同对反射活动的分类，即分为非条件反射和条件反射。

4.5 反射概念的应用 通过学习奥苏贝尔的“意义言语学习理论”及教学实践，笔者体会引领学生应用概念有双层意义：一是通过拓展和迁移（变式练习）促使学生对概念的深入理解和巩固记忆，二是应用概念解释新问题和发展创新思维。

教学中，教师首先组织学生观察仓鼠逃生实验现象，做法是：购得和饲养6 只健康、活泼的仓鼠，随机分为A 组（实验鼠）和B 组（对照鼠）各3只；课前一天组织学习小组长参与实验培训，让他们分别用1 只实验鼠完成一次仓鼠逃生训练的实验操作，测定刺激（水）-反应（逃生）之间信息传递时间，这样，他们不仅掌握了测试反射时的技能，而且对仓鼠逃生行为获得了感性认识，有助于他们课上顺利地进行演示实验操作。课上，学习小组长依次演示对对照鼠和实验鼠的操作，并将实验数据（表2）公布于众。学生轮流观察仓鼠逃生实验现象之后，分析实验数据并得出相应的结论：经过逃生训练的实验鼠测得的反射时越来越短，表明仓鼠对水危险刺激的反应敏感性提高，从而领悟反射的适应意义。

表2 仓鼠逃生反射时测试数据

神经生理学认为，学习的本质是在特定环境下，生活经验带来的神经通路改变。或者说，学习是人脑中命题网络的重构，记忆则是重构的命题网络存储。按照条件反射建立和巩固的原理，多种神经通路重叠能强化某个信息存储，不断的强化信息存储则有利于记忆。为此，在教学的巩固知识阶段，笔者引导学生用条件反射原理对提高自主学习效率的某些举措，例如温故求新、听说读写结合、学而时习之、测试练习等作出尝试性解释，这种教学反馈活动引起学生的强烈兴趣和反响。

5 教学反思

学生积极参与本节课的学习活动，并对取得的学习效果颇为满意，其教学设计和实施过程也得到同仁的肯定。笔者的感受是：教学设计要先依据课程标准的要求梳理教材中的单元知识结构，明确学生应学习什么； 进而根据学情和现有教学资源，围绕反射概念的形成和应用，以防卫反射、缩手反射、望梅止渴、仓鼠逃生、解说学习策略等学生活动为主线，编排合理、可行、有实效的教学程序。在教学组织过程中，重视以师生互动作为推进教学的动力，引导学生阅读课文、实验探究、分析判断、归纳总结、构建模型、尝试应用等举措，促使学生将动手与动脑结合、将探究学习与理性思维融合、学会学习和思维、培养创新意识和解决问题的能力，从而为提高课堂教学有效性提供有力的保证。同时也深刻地体会到，现代教学理论水平低已经制约着自我教学质量的提高。