基于“問題驅動”的概念教學設計
——以“神經調節的基本方式”為例

劉 靜 黃 聰

（1順德區江義初級中學 廣東佛山 528300 2福田區皇崗中學 廣東深圳 518000）

核心概念的研究是國際上理科教育中的一個重要領域，《義務教育生物學課程標準（2011年版）》中提出，要幫助學生深入理解學科的核心概念，從簡單的記憶事實轉變為理解概念[1-2]，進而發展中學生的生物學學科核心素養。

認知建構理論認為“學習是指學習者主動地建構信息的意義”，即“通過‘認知沖突’引發觀念轉變和認知結構重組”，在學習時通過指向概念的問題串和活動體驗驅動學生思考構建[3-4]，有利于核心概念的達成。

1 教材分析

本節課選自人教版生物學7年級下冊第4單元第6章“人體生命活動的調節”第3節的內容。課程標準對本節課的要求是：①概述人體神經調節的基本方式；②描述反射弧的結構、理解反射的概念；③區分簡單反射和復雜反射；④了解反射的意義。掌握“反射”的概念，有助于學生聯系前面所學的感覺器官、神經系統組成的內容，理解神經系統整體工作的原理，為后續理解“神經調節—激素調節共同作用”奠定基礎。

如圖1，從概念角度分析，在“神經調節的基本方式”這一節中，核心概念是反射，其內涵分別為刺激、反射弧及有規律的反應，而外延是反射的2種基本類型和反射的意義。內涵與外延都屬于反射的次位概念。

2 教學目標

通過理解反射的概念，學習反射弧的結構、反射的類型及反射的意義，建立結構與功能相適應的生命觀念；通過對例證（正面、反面）的觀察、分析，對生物學事實的抽象概括，提高學生觀察、推理和歸納的能力，提升科學思維；通過探究實驗，感知和運用概念，形成科學求證生命規律方法的能力；通過認識反射的意義，了解多種神經沖動傳導障礙的情況，產生關愛生命的情感，提升自我保護的意識和社會責任感。

3 教學策略

針對本節課的核心概念——反射，課堂中以問題串的形式遞進式地驅動學生形成相應的概念，使概念逐漸得到補充完善。如圖2，教師利用問題1和問題2促使學生形成“生物對刺激產生的反應為反射”的初步概念；用問題3、問題4和問題5引導學生形成“生物通過神經系統對外界或內部的各種刺激產生的有規律的反應稱為反射”的進階概念；最后，通過問題6和問題7輔助學生完善概念，得出“人（或動物）通過神經系統對外界或內部的各種刺激產生有規律的反應稱為反射”的完整概念。在本節課整體內容的教學上，以核心概念為出發點，以問題為驅動，以例證分析為手段，通過體驗活動的形式激發學生的學習熱情，使學生充分參與和發揮自主性。

4 教學過程

4.1 情境導入，引出概念 以表揚個別課前準備充分的學生為契機，獎勵學生小獎品——口香糖（這不是普通的口香糖，而是帶安全低電壓的口香糖道具）。當學生接觸的瞬間，突然被電刺激就會產生縮手的反應。由此提出問題1：這是一種什么現象？學生根據生活經驗，較易回答出這是一種反射現象。借此導入本節課的課題：神經調節的基本方式——反射。

4.2 活動體驗，感知概念 以2人為一小組的形式，讓學生親身體驗“帶電口香糖”和“膝跳反射”實驗，明確反射是刺激引起的機體反應，進一步感知、意會反射這一概念。針對學生在實驗過程中可能出現沒有產生膝跳反射的問題，引導學生分析失敗的原因：①叩擊部位不正確；②叩擊時機不對；③叩擊力量不足。

4.3 例證分析，構建概念

4.3.1 反射概念的內涵

1）問題2：生活中哪些例子屬于反射？鼓勵學生積極思考并列舉親身體驗或觀察過的反射活動（例如，聽鈴聲進課室、搔癢反射、躲閃反射、聞雞起舞等），引導學生分析例子中的共同特點，揭示反射概念的內涵（明確刺激-反應的關聯性），由“事實+素材群”初步建立反射的概念（正面例證）。

2）問題3：反射是怎樣發生的？反射的結構基礎是什么？引導學生認識反射的次位概念——反射弧。①通過播放反射弧結構的視頻（以縮手反射為例），借助圖解，初步感知反射弧的概念，形成反射弧的形象思維。②利用概念圖形式[5]，引導學生分析歸納反射弧的5個結構及其對應的功能，進一步理解反射弧是反射的結構基礎。學生對神經中樞概念的理解比較困難，因此，在教學過程中，要求學生比較經過神經中樞前、后的信號區別，理解神經中樞的作用之一是將感覺信號整合為運動信號，以保證反射活動的進行。如此，學生可由形象思維（圖解）過渡為抽象思維（模型）（圖3）。③問題4：在該反射中，是先“感到痛”還是先“縮手”？通過模式圖，學生明確神經沖動可通過脊髓傳到大腦，其通路比一般的反射弧長，感覺的產生與大腦有關。④問題5：反射弧結構5個部分的順序可否改變？若切斷某部分結構會產生怎樣的影響？鼓勵學生逐一思考這5個部分中某一部分受損時的表現，借用現實案例中病人的表現反向考驗學生，讓學生尋找反射弧中的故障，提升學生“雙向認知事物”的能力。以此讓學生明確反射弧的結構順序是固定的，在確保反射弧完整的情況下方能產生反射，從而理解反射活動的規律性，構建反射的次位概念。

3）反射概念的歸納。引導學生對初步構建的反射概念進行補充，解決認知沖突。利用習題檢測學生對概念的掌握程度的同時，引入新的認知沖突，順勢提出問題6：哪類生物具有神經系統？以及問題7：引起反射的刺激是否僅來自于外界環境？進一步引導學生解決認知沖突、理解反射的內涵，完善概念——人（或動物）通過神經系統對外界或內部的各種刺激產生的有規律的反應稱為反射，實現反射的結構基礎是具有完整的反射弧。

4）播放“草履蟲遠離鹽粒”和“含羞草被觸碰后葉子合攏”的視頻，通過反面例證引起學生對已建立的概念的認知沖突，引導學生思考問題8：缺乏神經系統的生物如何對外界刺激作出反應？聯系“生物的基本特征”的內容，引導學生總結得出這些現象屬于應激性的范疇，進一步找出反射和應激性的異、同點，進而歸納得出反射屬于應激性的一種，但應激性不一定是反射。利用韋恩圖表示這2種概念之間的包含與被包含關系，強化學生對反射概念的理解。

4.3.2 反射概念的外延

1）組織小組合作活動：如圖4，根據是否嘗過油柑將學生分成2組，A組未嘗過油柑，B組嘗過油柑。A、B 2組分別完成實驗1和實驗2。實驗1：讓A、B組學生觀察油柑圖片并閱讀相關文字，分析學生唾液分泌量情況；實驗2：讓A、B組學生嘗試油柑，分析學生唾液分泌量情況。

教師結合表格引導學生分析嘗油柑、看油柑、讀油柑這3種情況的反射特點（表1）。根據這3種情況，提示學生在黑板上分別構建其對應的反射弧模型，找出簡單反射和復雜反射的區別與聯系。讓學生根據“語言中樞是人類大腦皮層所特有的”推導得出“與語言文字有關的反射是人類特有的”。

表1 “人類對油柑的反射體驗”中的反射特點

小組合作進行體驗活動并完成對應的反射弧構建，使學生從直觀經驗感受走向科學知識理解。以活動育人，直觀感受推動教學實施，既形成反射類型這一次位概念，又可提高學生學習生物學的興趣[6]。

2）播放“無痛癥”視頻，引發學生思考問題9：反射有什么意義？積極引導學生理解神經系統中反射弧功能障礙導致人們生活不便，進而產生關愛生命的情感。

4.4 真題反饋 鞏固概念 為進一步鞏固概念，體現“高效課堂”與“雙減政策”的教育理念，引導學生在希沃白板中進行趣味PK游戲。游戲中設置了有關2種反射的分類活動，從易到難設置了不同等級的真題PK賽，以考查學生對概念的掌握程度，寓教于樂、提高課堂效率。之后，學生討論并自主完善概念圖，在梳理知識的過程中鞏固概念，達到深度學習的目的。

5 教學反思

1）本節課的課程設計從生物學學科核心素養的4個方面出發，圍繞核心概念展開一系列的教學活動，通過開展4個學生活動（縮手反射、膝跳反射、油柑活動、游戲鞏固），激發學生興趣、調動學生學習的能動性。

2）本節課涉及的名詞多且較為抽象，學生不易理解。教師采用例證分析法和問題驅動法，通過例證、問題、圖解等方式，引導學生在解決問題的過程中逐步形成生物學概念。

3）本節課小概念較多，為了讓學生真正掌握反射弧的結構，可通過角色扮演活動，演繹反射弧各個部分的關系，能深化學習效果。但這類活動耗時長、易出錯，需要教師在課前對學生進行充分的訓練和在課中進行積極有效的引導。

4）教師還可采用信息技術或人工智能等模擬反射過程，例如，用樂高機器人模擬多種簡單反射、用編程的方式制作具有自動反應的模擬人體結構等，讓學生在“做中學”“學中思”“思中進”。