基于模型和問題驅動的合作學習

摘 要：本文以“腦的結構與功能”一節作為教學案例，以問題驅動和構建模型等方式，將抽象的概念與學生的宏觀感受建立聯系，進而構建知識體系。教學過程中運用視頻、模型、案例等材料，以學生小組合作為主要教學形式，發揮教師的引導作用，促進學生的自主合作學習。

關鍵詞：問題驅動；模型；合作學習；腦的結構與功能

文章編號：1003-7586（2024）07-0037-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《義教課標》）在課程理念中提出：生物學課程高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生的學習過程是主動參與的過程，選擇恰當的真實情境，設計學習任務，讓學生積極參與動手和動腦的活動。［1］本節課以《義教課標》提倡的“以核心素養為宗旨、學業評價促發展”等課程理念為依據，在教學中結合學生的生活經驗創設問題情境，通過模型拆分、材料分析等活動引導學生交流討論，建立抽象概念與宏觀感受之間的聯系，進而幫助學生主動構建知識體系，提升其思維能力。

1 教材分析

“腦的結構與功能”屬于《義教課標》的課程內容（五）“人體生理與健康”部分，其中包括兩個概念：人體的結構與功能相適應，各系統協調統一，共同完成復雜的生命活動；人體健康受傳染病、心血管疾病、癌癥及外部傷害的威脅，良好的生活習慣和醫療措施是健康的重要保障。這兩個概念旨在幫助學生從系統、器官等不同的結構層次認識人體的結構與功能，初步形成結構與功能相適應的觀念，養成健康生活的態度和行為習慣。［1］本節教學內容位于滬教版義務教育教科書《生物學·八年級·上冊》（以下簡稱“教材”）第二章第一節，主要包括“神經系統的組成”和“神經調節的基本方式”兩個板塊，知識結構如圖1所示。人體內環境的穩定依賴于人體各系統的協調，而人體各系統的協調則依賴于神經系統和內分泌系統的共同調節。本節教學設計基于學生已掌握的人體各系統參與維持內環境穩態的相關知識，進一步深入分析神經系統的調節作用，為后續內容的學習奠定基礎。

2 教學目標

（1）能夠描述神經系統的組成及功能，認識到神經系統各部分相互聯系缺一不可，進而加深生物體結構與功能相適應的生命觀念。

（2）通過實踐感知、觀察、歸納等活動，嘗試從現象到本質逐漸認識腦的結構，提升科學思維和探究能力。

（3）運用所學的相關知識解釋生活中的現象或提出一些見解，初步形成關愛腦部健康、關注生命安全的意識，發展自身社會責任。

3 教學策略

本節教學內容的知識體量較大且內容比較抽象。教師需要幫助學生掌握并運用必要的知識點，同時實現學生高階思維的提升。在設計本課教學環節時，筆者結合學生的學情，首先通過模型、視頻等材料對知識點進行分析整理，使學生對腦的結構和功能形成全面的認識；再結合生活現象和具體事例進行分析，引導學生對知識進行歸納，進而從感性認識上升到理性認識，提升學生解決問題的能力；最后，鼓勵學生提出科學用腦、護腦的建議，引導學生關注用腦健康，從不同的角度和層面分析問題，進而激發學生的發散性思維。

本節教學內容主要的教學策略如圖2所示。

4 教學設計

4.1 創設情境，激發興趣

教師活動：教師播放“打地鼠”游戲的視頻，并提出問題：完成打地鼠游戲需要哪些器官的配合？通過問題導入本節課學習內容——神經系統的組成。

學生活動：觀看視頻，思考并回答問題。

設計意圖：教師通過學生感興趣的游戲創設情景，導入到本節課的主題，激發學生的學習興趣，調動學習的積極性。

4.2 問題驅動，親歷感知

4.2.1 神經系統的組成

教師活動：播放介紹神經系統的視頻，展示神經系統的結構并提問：在打地鼠游戲中由身體哪個器官指揮完成各項動作？

學生活動：觀看視頻，思考并回答問題。

設計意圖：教師使學生了解神經系統的組成，并引出后續關于腦結構的教學內容。

4.2.2 腦的結構

（一）腦的組成

教師活動：每個小組分配一個腦的拆分模型，提出以下問題：腦可分為哪些部分？其各自的位置在哪里？ 教材中關于腦的結構的示意圖，分別是用圖中A、B、C哪種切法得到的（見圖3）？

學生活動：自主觀察學習，并對腦模型進行拆分和組裝，觀察并思考問題后進行作答。

歸納小結：教師引導學生歸納腦的結構組成，并給出記憶腦各部分名稱的口訣。

設計意圖：教師從宏觀入手，使學生初步感知腦的結構組成，培養學生的觀察力。

（二）大腦的結構與功能

教師活動：提供腦的縱切模型、不同脊椎動物的大腦進化圖，引導學生通過雙眼觀察模型、通過雙手觸摸大腦模型表面，提出問題：大腦的表面是否平坦？顏色是否均勻？若將大腦的溝回撫平，大腦的表面積會有怎樣的變化？大腦表面積的大小與生物的智慧是否有關？請說明理由。提供材料，引導學生歸納大腦皮質的功能。

學生活動：完成觀察、觸摸大腦模型表面的活動，思考并回答問題。提取材料信息并歸納“大腦皮質是調節人體生理活動的最高級中樞也是產生意識的唯一部位”這一基礎概念。

設計意圖：教師調動學生感官，借助圖片和模型理解大腦的結構及其相應功能的關系，初步形成結構與功能相統一的觀點。以宏觀現象推進對微觀結構的理解，發展學生的科學思維。

（三）間腦、腦干和小腦的功能

教師活動：結合間腦、腦干和小腦的位置圖，播放對應功能的視頻，通過表格的形式引導學生歸納總結間腦、腦干和小腦的功能（見表1）。

學生活動：結合視頻和位置圖，思考并歸納出間腦、腦干和小腦的功能。

設計意圖：教師通過視頻與圖片聯動的方式讓學生直觀地認識間腦、腦干和小腦的結構與功能，從而引導學生理解結構與功能相適應的概念，滲透結構與功能觀。

4.4 實踐應用，提升思維

4.4.1 軟件助力，及時反饋

教師精選典型試題，幫助學生自我檢測所學知識的掌握情況。教師組織學生答題檢測，實時跟進并統計，針對錯誤率較高的題目，引導學生自主分析解決。

例題1 神經系統的組成

（1）人體的神經系統可以分為兩個部分，他們是________神經系統和________神經系統。前者由________和________組成；后者由________和________組成。

（2）腦和脊髓通過________與軀體和內臟相聯系。

例題3 某人因意外變成“植物人”后，雖然有心跳、呼吸，但其他活動的能力喪失，他腦中沒有損傷的部位最可能是？（ ）

A. 大腦 B. 小腦

C. 腦干D. 大腦皮層

例題4 當同學看到廢棄的食品袋等垃圾時，將其撿起并放入分類垃圾桶中，參與調節這一過程的最高級神經中樞位于（ ）

A. 腦干B. 脊髓

C. 大腦皮層D. 小腦

例題5 某人在喝酒時心跳加速，面紅耳赤，出現下列狀況：①走路不穩②說話不清③出現幻覺④思維混亂，失去知覺。

（1）出現①現象，說明酒精使________麻痹。

（2）出現②現象，說明酒精使________中毒。

（3）出現③現象，說明酒精使________中毒。

（4）出現④現象，說明酒精已經使________中毒。

設計意圖：教師通過例題幫助學生鞏固課堂所學知識，并從例題解答情況了解學生對知識的掌握和理解程度進而幫助學生建立知識間的聯系，提升科學思維。從學生已掌握的知識出發創設真實情境，激發學生探究問題的動機，使其在解決問題的過程中內化知識。

4.4.2 身份代入，走向“全面”

教師引導學生從不同職業的視角思考并解決問題，有助于避免學生片面地看待問題。例如，教師可指導學生代入醫生身份，結合“腦的結構與功能”的相關知識，對以下病例進行分析判斷并完成病例分析表的填寫。

病例1：貝貝是某電視臺的主持人，但是卻經常在跨上舞臺時被絆倒，還會在舞臺中央站立不穩。經走訪多家醫院，才發現她的神經系統出現了問題。

病例2： 2017年11月，廣西大一學生，在熟睡時從上鋪摔下來，后腦著地，導致當場休克（沒有呼吸、心跳），送去醫院也沒能搶救過來。

病例3：一位老人突發腦血栓。腦血栓是因腦動脈硬化、血管腔狹窄、血流緩慢而導致

血栓的形成，致使局部腦的血液供應受到影響。老人的四肢沒有任何損傷，卻出現了一側肢體無法正常活動的癥狀。

設計意圖：健康是人們追求的目標，代入醫生的視角去分析病例有助于學生利用所學知識解決實際問題，進而拓寬科學思維。

4.4.3 課堂小結，課后實踐

教師活動：引導學生運用思維導圖歸納總結所學內容，結合自身日常經歷闡述如何合理用腦、健康用腦。布置課后社會實踐任務，指導學生以小組為單位進行調查，最后形成報告。

學生活動：學生通過繪制思維導圖回憶本節課所學內容，聯系日常生活說明合理、健康用腦的重要性。課后小組合作，分配工作，完成調查，形成報告，并通過視頻、板報等方式宣傳相關知識。

設計意圖：教師引導學生通過思維導圖梳理知識點，歸納本節課所學內容。以任務為主線，組織學生分組展開調查、研究和宣傳，將課堂所學知識運用到生活實際，提升其關注和解決實際問題的能力。

5 教學反思

教學設計需從學生的原始認知和自身感受入手，才能有效幫助學生構建概念。本節課從學生的真實感受出發，通過模型、視頻、貼圖等教具將腦的微觀結構宏觀化，以問題串的形式幫助學生厘清并認識概念。教學過程中教師以自主拆分觀察、小組交流討論、課堂問題反饋等方式幫助學生內化所學知識，提升科學思維，促進其生命觀念的形成。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部. 義務教育生物學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.