基于情境创设的生物学课堂教学——以“神经调节的基本方式——反射”为例

戚雪银

（南京市第十三中学 江苏南京 210008）

1 教材分析与设计思路

2019年人教版教材将原来必修3第二章第二节“神经调节的基本方式——反射”调整到选择性必修1第二章第二节。与老版教材相比，增加了一个内容：反射的类型可分为条件反射和非条件反射。本节内容的学习以神经调节的结构基础为前提，同时也为之后神经冲动的产生和传导铺垫知识基础。

学生在初中已接触过反射相关的知识，但了解得不够深入。学生已经学习过神经系统结构和功能的基本单位——神经元，为本节课反射弧结构模型的构建奠定了基础。教师在模型构建环节简化操作，选取简单易得的毛线团，借助剪刀胶带等小工具，引导学生快速高效地构建反射弧的结构模型。生活中急诊室的就诊经历激发了学生的学习兴趣，也为学生在课堂的情境教学之中找到了情感共鸣。

急诊室系列视频故事由学生参与拍摄完成，“一境到底”的教学设计增加了学生课堂学习的代入感。本节课的学生活动以问题串为引，引导学生结合教材，思考、讨论以解决情境中的真实问题，在解决问题的过程中渗透生物学学科核心素养。

2 教学目标

①通过现象分析、模型构建等活动，概述反射是神经调节的基本方式，其结构基础是反射弧；感悟反射对生物生存的重要意义，进一步深化结构与功能观、进化与适应观。

②通过列表比较与分析，了解条件反射与非条件反射的区别与联系。

③基于反射的大致过程和反射弧的结构组成，能够简单分析反射弧结构受损对人体健康可能带来的影响；加强人身安全责任意识，从本节内容基础出发，向社会宣传交通安全知识。

④能设计简单的实验，验证或探究反射弧特定结构受损对反射活动的影响。

3 教学过程

3.1 创设情境，激发学习兴趣

教师以急诊医生检查车祸病人膝跳反射的视频导入，激发学生的学习兴趣，点燃学生的求知欲。教师引导学生针对医生敲击的目的进行讨论，使学生回忆初中学过的反射相关知识，为后续反射内容的深度学习做铺垫。

3.2 以问题串为引，开展系列学生活动

依据视频情境中的问题，学生在教师的引导下首先分析正常的膝跳反射，开展反射弧的模型构建活动；在假设反射弧结构完整的基础上，讨论反射发生的条件；从病人不能发生膝跳反射的原因讨论中，自然过渡到大脑皮层参与的条件反射，学习巴甫洛夫经典条件反射活动。最后，教师通过一段视频情境，引导学生思考医生问诊背后的理论支撑，从神经系统的特殊性和重要性对现实生活中的人身安全、交通安全等知识进行解释和分析。

3.2.1 引导构建反射弧模型，深化结构与功能观

教师引导学生分析若该病人能完成正常膝跳反射的病情。教师讲解：膝跳反射是一种最为简单的反射类型，机体要实现反射的功能，必须有相应的结构基础——反射弧的支撑。反射弧的结构是怎样的？

教师展示课前准备好的材料包，将神经元的示意图（图1）与毛线团做类比，唤醒学生对神经元的知识。学生自主学习教材23页的内容，两人一组完成反射弧的模型构建。之后，学生小组展示模型（图2），明确反射弧的5个组成部分。接着，教师抛出问题串：①如何区分传入神经和传出神经？②膝跳反射的神经中枢在哪里？③膝跳反射的效应器是什么？④一个完整的反射活动仅靠一个神经元能完成吗？⑤视频中的病人如果能完成膝跳反射，病人的哪些生理结构和功能是完好的？

图1 神经元的模型

图2 反射弧的模型

教师要求学生辨认视频中膝跳反射的反射弧每个部分所对应的生理结构，可补充相关内容，如效应器除了存在于膝跳反射中的传出神经末梢及其支配的肌肉中之外，还存在于传出神经末梢及其所支配的腺体等其他结构中；整个反射弧本质上是通过神经元细胞首尾相连，实现对信息的接力传递来完成反射功能，机体通过一个个反射弧来实现各种各样的反射活动。

3.2.2 总结反射发生的条件

教师继续播放视频，学生发现病人在医生叩击后未发生膝跳反射。教师引导学生分组讨论未能发生膝跳反射的原因。大部分学生的第一反应是该车祸病人膝跳反射的反射弧出现问题。据此，教师进一步引导学生讨论可能出现问题的部分。学生之前刚构建完反射弧的模型，能够快速反应出：反射弧中任意一个环节的结构或功能受损，膝跳反射活动就无法完成。通过实例分析，学生体会到反射弧的完整性是反射完成的必要条件。

此时，教师追问：如果该病人反射弧是完整的，那么一定会发生膝跳反射吗？学生质疑医生的叩击力度可能不够。教师肯定学生的推测，并指出：反射若要发生，足够强度的适宜刺激是首要条件，其次要有完整的反射弧存在。反射弧结构的完整性是反射活动能发生的结构基础。

教师再次追问：如果该病人反射弧完整，且医生的叩击力度适宜，膝跳发射一定能发生吗？学生猜测：病人可能由于紧张或者车祸腿部受伤导致疼痛，故不敢移动。教师肯定学生的推测，并指出医生叩击病人的韧带部位引起的小腿抬起属于与生俱来的非条件反射。神经中枢脊髓获取到传入神经传来的兴奋后，除了通过传出神经到达效应器引起小腿抬起之外，还会将兴奋传导到大脑皮层感觉中枢。因此，人会感觉到膝盖下方被叩击了。病人太紧张或者车祸导致腿部受伤太疼不敢动，都是由大皮层脑参与的条件反射。

3.2.3 引导比较两种反射，体会进化与适应观

学生初中就学习过巴甫洛夫经典条件反射。教师可以引导学生阅读教材图片，帮助学生厘清条件反射建立和消退的过程，深化学生对经典条件反射的理解。教师抛出问题串，引导学生讨论：①实验中无关刺激、非条件刺激和条件刺激分别是什么？②食物刺激引起狗分泌唾液，是否属于反射活动？铃声刺激引起狗分泌唾液，是否属于反射活动？这两种反射活动有何不同？③没有非条件反射的存在，条件反射能建立吗？上述两种反射有何联系？④若只给铃声，不投喂食物，结果会怎样？⑤你还能说出生活中反射的实例吗？这对于个体的生存与生活有何意义？

教师通过一系列问题及表格，深化学生对经典条件反射建立过程的理解，引导学生体出：条件反射是建立在非条件反射的基础之上的，而条件反射建立后的维持则需要非条件刺激的强化，否则即出现消退现象。

在深度学习条件反射的建立与消退过程后，教师引导学生联系日常生活中常见的反射的例子，使学生体会到：条件反射的建立是生物生存与生活必不可少的。条件反射赋予了机体对于可能造成伤害的刺激物的识别，及时做出自我保护的不同反应，使得机体能适应复杂多变的外界环境。

3.2.4 总结医生问诊背后的理论支撑

教师继续播放视频：在医生和病人闲聊的过程中，医生突然叩击病人膝盖韧带，病人完成了膝跳反射。学生很快能理解医生“闲聊”背后的原因，是帮助病人“放松大脑”，让膝跳反射正常地发生。

教师提问：医生面对这样的结果，表明病人问题不大的理论支撑是什么？基于本节内容，学生对这个问题有了新的认识：①医生先做膝跳反射检查的目的，即通过简单的操作来初步判断患者下肢神经元以及神经中枢脊髓是否受到了损伤。②神经元是神经系统结构与功能的基本单位，一旦受损很难修复。相对于骨折，神经系统的受损更为严重。据此，教师呼吁学生关注神经学研究的前沿科技，同时宣传乘车系安全带、骑车佩戴头盔的安全防护知识，增强学生的社会责任素养。

3.3 课后延伸，培养社会责任

教师要求学生课后关注和搜集神经再生相关的最新研究成果。班级分小组设计交通安全知识宣讲海报，并利用周末的时间在社区、街道进行安全知识宣传。

4 教学反思

本节教学设计紧扣《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中的学业要求，包括：结合日常生活中的情境，分析说明人体通过神经系统、内分泌系统以及免疫系统的调节作用，对内外环境的变化做出反应，以维持内环境稳态。4个学生活动紧扣课程标准提出的发展高中生生物学学科核心素养，使学生在反射弧物理模型的构建中深化结构与功能观，在巴甫洛夫经典条件反射的学习中深化进化与适应观，通过思考医生问诊背后的理论支撑中发展科学思维和科学探究能力，在课后延展中强化生命观念和社会责任。

本节课中，教师创设了较为真实的情境，按照同一情境下急诊室故事的发展顺序开展情境教学，激发学生的情感体验，引导学生对生活中的问题进行深度解析。教师在课堂教学之中，有意识、有目的地将同一情境分成3个部分，结合本节教材要求，以小组讨论的活动形式，激发学生的情感共鸣，提升学生的语言组织、团队协作能力；以模型制作、课堂游戏、小组展示等多种课堂活动，帮助学生充分理解教材中的抽象概念，充分激发学生的学习热情，发展学生的生物学学科核心素养。