基于學生體驗的反射概念教學組織

任玥僮 潘 青

（1 北京師范大學實驗華夏女中 北京 100055 2 北京教育學院宣武分院 北京 100055）

在初中生物學的“反射是神經調節基本方式”單元，重點內容是反射、反射弧和條件反射等概念性知識。認知學習理論認為，習得概念和規則的過程是培養學生理性思維的前提條件。為此，筆者在“反射是神經調節基本方式”單元的教學組織中，對發展學生核心素養進行了一些有益探討。

1 教材分析

在義務教育《生物學課程標準》的課程內容部分，要求教師幫助學生形成的重要概念有：神經系統和內分泌系統調節人體對環境變化的反應及生長、發育生殖等生命活動。在其具體內容和活動建議欄目中，則要求學生能夠描述神經系統的組成，概述人體神經調節的基本方式，并觀察人或動物的某些反射活動，說明其意義。因此，以課程標準為依據編寫的各個版本的教材中，都在“神經調節”一章設置“神經系統的組成”“反射是神經調節基本方式”等學習單元（圖1）。

圖1 反射概念單元在“神經調節”一章的地位

“反射是神經調節基本方式”單元包括：反射、反射弧、非條件反射和條件反射等知識點，用這些關鍵術語構建的單元知識結構框架（圖2）。

圖2 反射概念的知識結構框架

2 教學目標

1）知識目標：說出非條件反射和條件反射的區別；理解建立條件反射的過程和意義；觀察分析小動物建立條件反射的實踐過程。

2）能力目標：通過探究實驗，形成科學求證生命規律方法的能力； 通過對實驗現象的觀察和對數據的分析，提高學生觀察、推理、歸納的能力。

3）情感態度與價值觀目標： 感悟實踐才能產生認知的認識規律； 深刻體會學習的理論和實踐的價值；激發學生愛護小動物的思想感情，增進人與動物的和諧發展，從而激發學生的社會責任感。

3 教學程序設計

認知建構理論認為，學習指學習者主動地建構信息的意義，即頭腦中由新、舊經驗的沖突而引發的觀念轉變和認知結構重組，概念學習則是學生認知建構的基本形式。著名的認知心理學家奧蘇貝爾（D.P.Ausubel）提出，學生習得概念的基本途徑有：概念形成和概念同化2 種。當代流行的概念轉變理論認為，學習的本質是學習者將頭腦中對學習材料已有的若干前概念轉變為科學概念的過程。概念轉變需要滿足4 個條件：對前概念的不滿、新概念的合理性、可理解性和有效性。概念轉變的影響因素多樣，統稱為“概念生態”，例如否定例證的干擾，不恰當的類比推理，原有觀念的扭曲，以及相似、相?；蝈e誤概念的誤導等。課堂教學的有效性就在于為幫助學生轉變概念而創造必要條件，并營造一個利于新概念形成和應用的“概念生態”氛圍。

在初中生物學教學中，例證分析法是學生通過概念形成途徑而習得概念的常用方法。概念形成的學習過程，始于學生對概念的某些肯定例證（一類事物）的審辨，以便對學習對象獲得必要的感性認識，進而通過比較、區分和歸納等思維過程，抽出該類事物共同的本質特征，并用概念的定義加以表達。在反射概念的知識體系中，與其相關的肯定例證既可源于學生的生活體驗或經驗，也可來自探究實驗獲得的數據或經典實驗資料分析。學生在日常生活和學習活動中，親身體驗或觀察到的反射活動多種多樣，筆者以學生熟知的軀體防衛反射和唾液分泌反射為例證，對“反射是神經調節基本方式”單元教學程序的設計如圖3。

圖3 反射概念教學設計思路

4 教學過程

4.1 情境問題導入 教學起始，教師請學生議一議：當你行走在胡同里，迎面開來一輛汽車時，你將如何應對？ 如果是一輛?？康钠嚀踔愕娜ヂ酚謺泻畏磻?無論你是“讓路”還是“繞行”，都是通過判斷對汽車（刺激）作出的防衛性反應。人與動物對刺激產生的反應稱為反射。由此導入本單元課題——反射是神經調節基本方式。

4.2 探索“縮手反射”的神經通路 首先，組織學生參與縮手反射活動，明確反射是刺激引起的機體反應。然后，鼓勵學生思考、議論并列舉親身體驗或觀察過的一些反射活動，他們先后說出膝跳反射、搔癢反射、眨眼反射、吮吸反射，以及躲閃反射和掩耳反射等反射。進而筆者借助投影展示植物向光彎曲生長圖片，以及欣賞受刺激的含羞草小葉合攏的視頻，讓學生明辨這些實例屬于反射概念的否定例證，從而促使學生認識反射與應激性的相似性，以及兩者之間的本質區別。

探索、列舉與拓展引起學生對原有的應激性概念的不滿，反射究竟是怎樣發生的？ 教學時，先借助圖解引導學生認識縮手反射的神經通路是由3 個神經元構成的，由不同神經元構成的刺激-反應的神經通路稱為反射?。▓D4）。在圖解刺激-反應的因果關系同時，并用詞匯（反射?。┲阜Q一類事物（反射活動）的表象，這既有助于學生初步感知學習對象，也有助于他們體驗將感性上升為理性的起始過程，即形象思維（一級抽象）階段。

圖4 縮手反射的神經通路示意圖

為幫助學生進一步理解反射弧是實現反射的結構基礎，再以縮手反射的神經通路為依據，引導學生用層級概念圖形式對反射弧的固定模式加以歸納，并依次解說反射弧各部分結構的功能特征（圖5）。這樣，不僅引領學生完成由形象思維（圖解）向抽象思維（模型）的過渡，而且為抽出各種反射活動共同的本質特征做好鋪墊。此教學環節通過提高反射弧概念的地位，同時降低應激性概念的地位，為反射概念的形成創造了必備條件。

4.3 探索“望梅止渴”的神經通路 課前對學習小組長進行培訓，并向各個小組布置具體任務，該教學環節由學習小組長負責組織本組成員的探究學習活動（表1）。進而，師生共同嘗試依次構建該組唾液分泌反射的反射弧模型（圖6）。

表1 條件反射與非條件反射的區別與聯系

圖6 “望梅止渴”一組反射的神經通路模型

然后，引導學生找出非條件反射與條件反射的區別與聯系，填寫在比較表格（表1）中，從而認識人體反射的2 種類型，理解條件反射建立與鞏固的原理要點。

4.4 給反射下定義 前面提到，給概念下定義是指用命題句式對一類事物共同的本質特征的表述，此學習過程既屬于概念學習的高級階段，也屬于命題學習的范疇。反射概念的定義包括2 個部分：一是表述事物（肯定例證）共同的本質特征（內涵），二是概念的遷移應用（外延）。引導學生探索“縮手反射”和“望梅止渴”反射的神經通路等學習活動，實際上是為形成反射概念做鋪墊。

反射弧是實現反射的神經結構，因此，反射概念的內涵應源于對反射弧固定模式的解析。教學時，筆者先啟發學生依據反射弧的模式結構，表述刺激-反應之間的因果關系，即反射是由刺激引起的，反應是機體對刺激產生的相應活動(效應)。然后，提醒學生思考：反射弧各部分結構順序能否改變？若切斷某部分結構的影響如何？從而使學生明確：由于反射弧的結構順序（固定模式）不可改變，由刺激引起的機體反應必然有規律性?？傊?，機體對刺激的規律性反應取決于反射弧的不同神經元及其連接關系。

依據反射弧的模式結構，學生能說出反射活動有中樞神經系統參與，但他們難于理解中樞神經系統參與的意義是什么？教學時，在學生解說反射弧各部分結構與功能的基礎上，讓學生比較2種（傳入與傳出）神經元傳遞的信號性質不同，神經中樞的作用在于將感覺信號整合為運動信號，并發至相應的效應器，使機體的反射活動保持協調性。

概念的定義中，通常包含某個肯定例證或分類，以利于學習者深入理解概念，明確概念的應用范圍并舉一反三（遷移應用）。因此，在初中生物學的反射概念定義中，也包含依據發生時間和刺激性質不同對反射活動的分類，即分為非條件反射和條件反射。

4.5 反射概念的應用 通過學習奧蘇貝爾的“意義言語學習理論”及教學實踐，筆者體會引領學生應用概念有雙層意義：一是通過拓展和遷移（變式練習）促使學生對概念的深入理解和鞏固記憶，二是應用概念解釋新問題和發展創新思維。

教學中，教師首先組織學生觀察倉鼠逃生實驗現象，做法是：購得和飼養6 只健康、活潑的倉鼠，隨機分為A 組（實驗鼠）和B 組（對照鼠）各3只；課前一天組織學習小組長參與實驗培訓，讓他們分別用1 只實驗鼠完成一次倉鼠逃生訓練的實驗操作，測定刺激（水）-反應（逃生）之間信息傳遞時間，這樣，他們不僅掌握了測試反射時的技能，而且對倉鼠逃生行為獲得了感性認識，有助于他們課上順利地進行演示實驗操作。課上，學習小組長依次演示對對照鼠和實驗鼠的操作，并將實驗數據（表2）公布于眾。學生輪流觀察倉鼠逃生實驗現象之后，分析實驗數據并得出相應的結論：經過逃生訓練的實驗鼠測得的反射時越來越短，表明倉鼠對水危險刺激的反應敏感性提高，從而領悟反射的適應意義。

表2 倉鼠逃生反射時測試數據

神經生理學認為，學習的本質是在特定環境下，生活經驗帶來的神經通路改變。或者說，學習是人腦中命題網絡的重構，記憶則是重構的命題網絡存儲。按照條件反射建立和鞏固的原理，多種神經通路重疊能強化某個信息存儲，不斷的強化信息存儲則有利于記憶。為此，在教學的鞏固知識階段，筆者引導學生用條件反射原理對提高自主學習效率的某些舉措，例如溫故求新、聽說讀寫結合、學而時習之、測試練習等作出嘗試性解釋，這種教學反饋活動引起學生的強烈興趣和反響。

5 教學反思

學生積極參與本節課的學習活動，并對取得的學習效果頗為滿意，其教學設計和實施過程也得到同仁的肯定。筆者的感受是：教學設計要先依據課程標準的要求梳理教材中的單元知識結構，明確學生應學習什么； 進而根據學情和現有教學資源，圍繞反射概念的形成和應用，以防衛反射、縮手反射、望梅止渴、倉鼠逃生、解說學習策略等學生活動為主線，編排合理、可行、有實效的教學程序。在教學組織過程中，重視以師生互動作為推進教學的動力，引導學生閱讀課文、實驗探究、分析判斷、歸納總結、構建模型、嘗試應用等舉措，促使學生將動手與動腦結合、將探究學習與理性思維融合、學會學習和思維、培養創新意識和解決問題的能力，從而為提高課堂教學有效性提供有力的保證。同時也深刻地體會到，現代教學理論水平低已經制約著自我教學質量的提高。