基于情境創設的生物學課堂教學
——以“神經調節的基本方式——反射”為例

戚雪銀

（南京市第十三中學 江蘇南京 210008）

1 教材分析與設計思路

2019年人教版教材將原來必修3第二章第二節“神經調節的基本方式——反射”調整到選擇性必修1第二章第二節。與老版教材相比，增加了一個內容：反射的類型可分為條件反射和非條件反射。本節內容的學習以神經調節的結構基礎為前提，同時也為之后神經沖動的產生和傳導鋪墊知識基礎。

學生在初中已接觸過反射相關的知識，但了解得不夠深入。學生已經學習過神經系統結構和功能的基本單位——神經元，為本節課反射弧結構模型的構建奠定了基礎。教師在模型構建環節簡化操作，選取簡單易得的毛線團，借助剪刀膠帶等小工具，引導學生快速高效地構建反射弧的結構模型。生活中急診室的就診經歷激發了學生的學習興趣，也為學生在課堂的情境教學之中找到了情感共鳴。

急診室系列視頻故事由學生參與拍攝完成，“一境到底”的教學設計增加了學生課堂學習的代入感。本節課的學生活動以問題串為引，引導學生結合教材，思考、討論以解決情境中的真實問題，在解決問題的過程中滲透生物學學科核心素養。

2 教學目標

①通過現象分析、模型構建等活動，概述反射是神經調節的基本方式，其結構基礎是反射弧；感悟反射對生物生存的重要意義，進一步深化結構與功能觀、進化與適應觀。

②通過列表比較與分析，了解條件反射與非條件反射的區別與聯系。

③基于反射的大致過程和反射弧的結構組成，能夠簡單分析反射弧結構受損對人體健康可能帶來的影響；加強人身安全責任意識，從本節內容基礎出發，向社會宣傳交通安全知識。

④能設計簡單的實驗，驗證或探究反射弧特定結構受損對反射活動的影響。

3 教學過程

3.1 創設情境，激發學習興趣

教師以急診醫生檢查車禍病人膝跳反射的視頻導入，激發學生的學習興趣，點燃學生的求知欲。教師引導學生針對醫生敲擊的目的進行討論，使學生回憶初中學過的反射相關知識，為后續反射內容的深度學習做鋪墊。

3.2 以問題串為引，開展系列學生活動

依據視頻情境中的問題，學生在教師的引導下首先分析正常的膝跳反射，開展反射弧的模型構建活動；在假設反射弧結構完整的基礎上，討論反射發生的條件；從病人不能發生膝跳反射的原因討論中，自然過渡到大腦皮層參與的條件反射，學習巴甫洛夫經典條件反射活動。最后，教師通過一段視頻情境，引導學生思考醫生問診背后的理論支撐，從神經系統的特殊性和重要性對現實生活中的人身安全、交通安全等知識進行解釋和分析。

3.2.1 引導構建反射弧模型，深化結構與功能觀

教師引導學生分析若該病人能完成正常膝跳反射的病情。教師講解：膝跳反射是一種最為簡單的反射類型，機體要實現反射的功能，必須有相應的結構基礎——反射弧的支撐。反射弧的結構是怎樣的？

教師展示課前準備好的材料包，將神經元的示意圖（圖1）與毛線團做類比，喚醒學生對神經元的知識。學生自主學習教材23頁的內容，兩人一組完成反射弧的模型構建。之后，學生小組展示模型（圖2），明確反射弧的5個組成部分。接著，教師拋出問題串：①如何區分傳入神經和傳出神經？②膝跳反射的神經中樞在哪里？③膝跳反射的效應器是什么？④一個完整的反射活動僅靠一個神經元能完成嗎？⑤視頻中的病人如果能完成膝跳反射，病人的哪些生理結構和功能是完好的？

圖1 神經元的模型

圖2 反射弧的模型

教師要求學生辨認視頻中膝跳反射的反射弧每個部分所對應的生理結構，可補充相關內容，如效應器除了存在于膝跳反射中的傳出神經末梢及其支配的肌肉中之外，還存在于傳出神經末梢及其所支配的腺體等其他結構中；整個反射弧本質上是通過神經元細胞首尾相連，實現對信息的接力傳遞來完成反射功能，機體通過一個個反射弧來實現各種各樣的反射活動。

3.2.2 總結反射發生的條件

教師繼續播放視頻，學生發現病人在醫生叩擊后未發生膝跳反射。教師引導學生分組討論未能發生膝跳反射的原因。大部分學生的第一反應是該車禍病人膝跳反射的反射弧出現問題。據此，教師進一步引導學生討論可能出現問題的部分。學生之前剛構建完反射弧的模型，能夠快速反應出：反射弧中任意一個環節的結構或功能受損，膝跳反射活動就無法完成。通過實例分析，學生體會到反射弧的完整性是反射完成的必要條件。

此時，教師追問：如果該病人反射弧是完整的，那么一定會發生膝跳反射嗎？學生質疑醫生的叩擊力度可能不夠。教師肯定學生的推測，并指出：反射若要發生，足夠強度的適宜刺激是首要條件，其次要有完整的反射弧存在。反射弧結構的完整性是反射活動能發生的結構基礎。

教師再次追問：如果該病人反射弧完整，且醫生的叩擊力度適宜，膝跳發射一定能發生嗎？學生猜測：病人可能由于緊張或者車禍腿部受傷導致疼痛，故不敢移動。教師肯定學生的推測，并指出醫生叩擊病人的韌帶部位引起的小腿抬起屬于與生俱來的非條件反射。神經中樞脊髓獲取到傳入神經傳來的興奮后，除了通過傳出神經到達效應器引起小腿抬起之外，還會將興奮傳導到大腦皮層感覺中樞。因此，人會感覺到膝蓋下方被叩擊了。病人太緊張或者車禍導致腿部受傷太疼不敢動，都是由大皮層腦參與的條件反射。

3.2.3 引導比較兩種反射，體會進化與適應觀

學生初中就學習過巴甫洛夫經典條件反射。教師可以引導學生閱讀教材圖片，幫助學生厘清條件反射建立和消退的過程，深化學生對經典條件反射的理解。教師拋出問題串，引導學生討論：①實驗中無關刺激、非條件刺激和條件刺激分別是什么？②食物刺激引起狗分泌唾液，是否屬于反射活動？鈴聲刺激引起狗分泌唾液，是否屬于反射活動？這兩種反射活動有何不同？③沒有非條件反射的存在，條件反射能建立嗎？上述兩種反射有何聯系？④若只給鈴聲，不投喂食物，結果會怎樣？⑤你還能說出生活中反射的實例嗎？這對于個體的生存與生活有何意義？

教師通過一系列問題及表格，深化學生對經典條件反射建立過程的理解，引導學生體出：條件反射是建立在非條件反射的基礎之上的，而條件反射建立后的維持則需要非條件刺激的強化，否則即出現消退現象。

在深度學習條件反射的建立與消退過程后，教師引導學生聯系日常生活中常見的反射的例子，使學生體會到：條件反射的建立是生物生存與生活必不可少的。條件反射賦予了機體對于可能造成傷害的刺激物的識別，及時做出自我保護的不同反應，使得機體能適應復雜多變的外界環境。

3.2.4 總結醫生問診背后的理論支撐

教師繼續播放視頻：在醫生和病人閑聊的過程中，醫生突然叩擊病人膝蓋韌帶，病人完成了膝跳反射。學生很快能理解醫生“閑聊”背后的原因，是幫助病人“放松大腦”，讓膝跳反射正常地發生。

教師提問：醫生面對這樣的結果，表明病人問題不大的理論支撐是什么？基于本節內容，學生對這個問題有了新的認識：①醫生先做膝跳反射檢查的目的，即通過簡單的操作來初步判斷患者下肢神經元以及神經中樞脊髓是否受到了損傷。②神經元是神經系統結構與功能的基本單位，一旦受損很難修復。相對于骨折，神經系統的受損更為嚴重。據此，教師呼吁學生關注神經學研究的前沿科技，同時宣傳乘車系安全帶、騎車佩戴頭盔的安全防護知識，增強學生的社會責任素養。

3.3 課后延伸，培養社會責任

教師要求學生課后關注和搜集神經再生相關的最新研究成果。班級分小組設計交通安全知識宣講海報，并利用周末的時間在社區、街道進行安全知識宣傳。

4 教學反思

本節教學設計緊扣《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中的學業要求，包括：結合日常生活中的情境，分析說明人體通過神經系統、內分泌系統以及免疫系統的調節作用，對內外環境的變化做出反應，以維持內環境穩態。4個學生活動緊扣課程標準提出的發展高中生生物學學科核心素養，使學生在反射弧物理模型的構建中深化結構與功能觀，在巴甫洛夫經典條件反射的學習中深化進化與適應觀，通過思考醫生問診背后的理論支撐中發展科學思維和科學探究能力，在課后延展中強化生命觀念和社會責任。

本節課中，教師創設了較為真實的情境，按照同一情境下急診室故事的發展順序開展情境教學，激發學生的情感體驗，引導學生對生活中的問題進行深度解析。教師在課堂教學之中，有意識、有目的地將同一情境分成3個部分，結合本節教材要求，以小組討論的活動形式，激發學生的情感共鳴，提升學生的語言組織、團隊協作能力；以模型制作、課堂游戲、小組展示等多種課堂活動，幫助學生充分理解教材中的抽象概念，充分激發學生的學習熱情，發展學生的生物學學科核心素養。