基于“问题驱动”的概念教学设计——以“神经调节的基本方式”为例

刘 静 黄 聪

（1顺德区江义初级中学 广东佛山 528300 2福田区皇岗中学 广东深圳 518000）

核心概念的研究是国际上理科教育中的一个重要领域，《义务教育生物学课程标准（2011年版）》中提出，要帮助学生深入理解学科的核心概念，从简单的记忆事实转变为理解概念[1-2]，进而发展中学生的生物学学科核心素养。

认知建构理论认为“学习是指学习者主动地建构信息的意义”，即“通过‘认知冲突’引发观念转变和认知结构重组”，在学习时通过指向概念的问题串和活动体验驱动学生思考构建[3-4]，有利于核心概念的达成。

1 教材分析

本节课选自人教版生物学7年级下册第4单元第6章“人体生命活动的调节”第3节的内容。课程标准对本节课的要求是：①概述人体神经调节的基本方式；②描述反射弧的结构、理解反射的概念；③区分简单反射和复杂反射；④了解反射的意义。掌握“反射”的概念，有助于学生联系前面所学的感觉器官、神经系统组成的内容，理解神经系统整体工作的原理，为后续理解“神经调节—激素调节共同作用”奠定基础。

如图1，从概念角度分析，在“神经调节的基本方式”这一节中，核心概念是反射，其内涵分别为刺激、反射弧及有规律的反应，而外延是反射的2种基本类型和反射的意义。内涵与外延都属于反射的次位概念。

2 教学目标

通过理解反射的概念，学习反射弧的结构、反射的类型及反射的意义，建立结构与功能相适应的生命观念；通过对例证（正面、反面）的观察、分析，对生物学事实的抽象概括，提高学生观察、推理和归纳的能力，提升科学思维；通过探究实验，感知和运用概念，形成科学求证生命规律方法的能力；通过认识反射的意义，了解多种神经冲动传导障碍的情况，产生关爱生命的情感，提升自我保护的意识和社会责任感。

3 教学策略

针对本节课的核心概念——反射，课堂中以问题串的形式递进式地驱动学生形成相应的概念，使概念逐渐得到补充完善。如图2，教师利用问题1和问题2促使学生形成“生物对刺激产生的反应为反射”的初步概念；用问题3、问题4和问题5引导学生形成“生物通过神经系统对外界或内部的各种刺激产生的有规律的反应称为反射”的进阶概念；最后，通过问题6和问题7辅助学生完善概念，得出“人（或动物）通过神经系统对外界或内部的各种刺激产生有规律的反应称为反射”的完整概念。在本节课整体内容的教学上，以核心概念为出发点，以问题为驱动，以例证分析为手段，通过体验活动的形式激发学生的学习热情，使学生充分参与和发挥自主性。

4 教学过程

4.1 情境导入，引出概念 以表扬个别课前准备充分的学生为契机，奖励学生小奖品——口香糖（这不是普通的口香糖，而是带安全低电压的口香糖道具）。当学生接触的瞬间，突然被电刺激就会产生缩手的反应。由此提出问题1：这是一种什么现象？学生根据生活经验，较易回答出这是一种反射现象。借此导入本节课的课题：神经调节的基本方式——反射。

4.2 活动体验，感知概念 以2人为一小组的形式，让学生亲身体验“带电口香糖”和“膝跳反射”实验，明确反射是刺激引起的机体反应，进一步感知、意会反射这一概念。针对学生在实验过程中可能出现没有产生膝跳反射的问题，引导学生分析失败的原因：①叩击部位不正确；②叩击时机不对；③叩击力量不足。

4.3 例证分析，构建概念

4.3.1 反射概念的内涵

1）问题2：生活中哪些例子属于反射？鼓励学生积极思考并列举亲身体验或观察过的反射活动（例如，听铃声进课室、搔痒反射、躲闪反射、闻鸡起舞等），引导学生分析例子中的共同特点，揭示反射概念的内涵（明确刺激-反应的关联性），由“事实+素材群”初步建立反射的概念（正面例证）。

2）问题3：反射是怎样发生的？反射的结构基础是什么？引导学生认识反射的次位概念——反射弧。①通过播放反射弧结构的视频（以缩手反射为例），借助图解，初步感知反射弧的概念，形成反射弧的形象思维。②利用概念图形式[5]，引导学生分析归纳反射弧的5个结构及其对应的功能，进一步理解反射弧是反射的结构基础。学生对神经中枢概念的理解比较困难，因此，在教学过程中，要求学生比较经过神经中枢前、后的信号区别，理解神经中枢的作用之一是将感觉信号整合为运动信号，以保证反射活动的进行。如此，学生可由形象思维（图解）过渡为抽象思维（模型）（图3）。③问题4：在该反射中，是先“感到痛”还是先“缩手”？通过模式图，学生明确神经冲动可通过脊髓传到大脑，其通路比一般的反射弧长，感觉的产生与大脑有关。④问题5：反射弧结构5个部分的顺序可否改变？若切断某部分结构会产生怎样的影响？鼓励学生逐一思考这5个部分中某一部分受损时的表现，借用现实案例中病人的表现反向考验学生，让学生寻找反射弧中的故障，提升学生“双向认知事物”的能力。以此让学生明确反射弧的结构顺序是固定的，在确保反射弧完整的情况下方能产生反射，从而理解反射活动的规律性，构建反射的次位概念。

3）反射概念的归纳。引导学生对初步构建的反射概念进行补充，解决认知冲突。利用习题检测学生对概念的掌握程度的同时，引入新的认知冲突，顺势提出问题6：哪类生物具有神经系统？以及问题7：引起反射的刺激是否仅来自于外界环境？进一步引导学生解决认知冲突、理解反射的内涵，完善概念——人（或动物）通过神经系统对外界或内部的各种刺激产生的有规律的反应称为反射，实现反射的结构基础是具有完整的反射弧。

4）播放“草履虫远离盐粒”和“含羞草被触碰后叶子合拢”的视频，通过反面例证引起学生对已建立的概念的认知冲突，引导学生思考问题8：缺乏神经系统的生物如何对外界刺激作出反应？联系“生物的基本特征”的内容，引导学生总结得出这些现象属于应激性的范畴，进一步找出反射和应激性的异、同点，进而归纳得出反射属于应激性的一种，但应激性不一定是反射。利用韦恩图表示这2种概念之间的包含与被包含关系，强化学生对反射概念的理解。

4.3.2 反射概念的外延

1）组织小组合作活动：如图4，根据是否尝过油柑将学生分成2组，A组未尝过油柑，B组尝过油柑。A、B 2组分别完成实验1和实验2。实验1：让A、B组学生观察油柑图片并阅读相关文字，分析学生唾液分泌量情况；实验2：让A、B组学生尝试油柑，分析学生唾液分泌量情况。

教师结合表格引导学生分析尝油柑、看油柑、读油柑这3种情况的反射特点（表1）。根据这3种情况，提示学生在黑板上分别构建其对应的反射弧模型，找出简单反射和复杂反射的区别与联系。让学生根据“语言中枢是人类大脑皮层所特有的”推导得出“与语言文字有关的反射是人类特有的”。

表1 “人类对油柑的反射体验”中的反射特点

小组合作进行体验活动并完成对应的反射弧构建，使学生从直观经验感受走向科学知识理解。以活动育人，直观感受推动教学实施，既形成反射类型这一次位概念，又可提高学生学习生物学的兴趣[6]。

2）播放“无痛症”视频，引发学生思考问题9：反射有什么意义？积极引导学生理解神经系统中反射弧功能障碍导致人们生活不便，进而产生关爱生命的情感。

4.4 真题反馈 巩固概念 为进一步巩固概念，体现“高效课堂”与“双减政策”的教育理念，引导学生在希沃白板中进行趣味PK游戏。游戏中设置了有关2种反射的分类活动，从易到难设置了不同等级的真题PK赛，以考查学生对概念的掌握程度，寓教于乐、提高课堂效率。之后，学生讨论并自主完善概念图，在梳理知识的过程中巩固概念，达到深度学习的目的。

5 教学反思

1）本节课的课程设计从生物学学科核心素养的4个方面出发，围绕核心概念展开一系列的教学活动，通过开展4个学生活动（缩手反射、膝跳反射、油柑活动、游戏巩固），激发学生兴趣、调动学生学习的能动性。

2）本节课涉及的名词多且较为抽象，学生不易理解。教师采用例证分析法和问题驱动法，通过例证、问题、图解等方式，引导学生在解决问题的过程中逐步形成生物学概念。

3）本节课小概念较多，为了让学生真正掌握反射弧的结构，可通过角色扮演活动，演绎反射弧各个部分的关系，能深化学习效果。但这类活动耗时长、易出错，需要教师在课前对学生进行充分的训练和在课中进行积极有效的引导。

4）教师还可采用信息技术或人工智能等模拟反射过程，例如，用乐高机器人模拟多种简单反射、用编程的方式制作具有自动反应的模拟人体结构等，让学生在“做中学”“学中思”“思中进”。