丘心怡 馮靜茹

摘要：隨著我國(guó)深入推進(jìn)新課改，高中生物教學(xué)逐步重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)能力。因此，教師應(yīng)避免在教學(xué)中采用填鴨式的教學(xué)模式，反之應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生在課堂進(jìn)行科學(xué)探究，讓學(xué)生在自主建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程中完成知識(shí)的吸收。本文將以人教版高中選擇性必修一的“興奮在神經(jīng)元之間的傳遞”一節(jié)課為例，提出將“假說(shuō)-演繹法”應(yīng)用于本節(jié)課的課程設(shè)計(jì)思考與建議。

一、課程分析

新課標(biāo)對(duì)本節(jié)課的要求是能夠闡明興奮在突觸處的傳遞是通過(guò)化學(xué)傳遞方式完成。按照以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師直接將結(jié)論教授給學(xué)生，省略了知識(shí)背后科學(xué)探究曲折的過(guò)程，無(wú)法實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)探究、科學(xué)思維能力的提升?？茖W(xué)思維既重視概念形成的結(jié)果，也關(guān)注概念形成的過(guò)程[1]，因此，教師應(yīng)在生物課堂關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維能力和品質(zhì)的發(fā)展，以達(dá)成提升生物學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)目的[2]。從整體知識(shí)體系上看，本節(jié)課既承接了上一節(jié)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，也對(duì)神經(jīng)調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)起到鋪墊作用，具有承上啟下的作用，有利于學(xué)生理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)通過(guò)“神經(jīng)-體液-免疫”調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而樹立穩(wěn)態(tài)平衡觀，以幫助學(xué)生形成生命觀念。此外，在社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面，本節(jié)課旨在通過(guò)阿爾茲海默癥的病例拓展，讓學(xué)生能樹立遠(yuǎn)大科學(xué)理想，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

二、課程設(shè)計(jì)

1.以阿爾茲海默癥導(dǎo)入課堂

教師以近期阿爾茲海默癥患者的有關(guān)社會(huì)新聞作為課堂導(dǎo)入，介紹其重要病理特征為神經(jīng)突觸的丟失，進(jìn)而引入突觸。導(dǎo)入案例與家人健康息息相關(guān)，由此激發(fā)學(xué)生對(duì)突觸的學(xué)習(xí)興趣。教師再運(yùn)用視頻動(dòng)畫、突觸模式圖講解突觸結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)體的突觸教具模型自主講述其結(jié)構(gòu)。同時(shí)，讓學(xué)生了解突觸不僅存在于神經(jīng)元之間，還會(huì)存在于神經(jīng)元與肌肉接頭處。接著，帶領(lǐng)學(xué)生回顧興奮在神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)方式是局部電流，并提出核心問(wèn)題：興奮在突觸處如何傳遞。

2. 提出問(wèn)題及假說(shuō)

在回顧興奮的傳導(dǎo)后，學(xué)生可能由于上節(jié)課所學(xué)習(xí)的“興奮由電信號(hào)傳導(dǎo)”而產(chǎn)生錯(cuò)誤的前概念，即“興奮在突觸處由電信號(hào)傳遞”。此時(shí)教師不應(yīng)急于否定學(xué)生，而是逐步引導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象、開展實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)講述謝靈頓屈腿反射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提問(wèn)學(xué)生：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為什么興奮的傳遞在反射弧上存在延遲？教師再引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合結(jié)構(gòu)功能觀，推測(cè)興奮在突觸處傳遞的方式與在神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)方式不同，從而打破學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主探究的過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，再次提問(wèn)學(xué)生：興奮在突觸處如何傳遞？針對(duì)此問(wèn)題，教師帶領(lǐng)學(xué)生提出假說(shuō)：興奮在突觸處由化學(xué)物質(zhì)傳遞，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用假說(shuō)-演繹法解決問(wèn)題。

3.演繹推理

根據(jù)假說(shuō)-演繹法的步驟，學(xué)生提出假說(shuō)后應(yīng)進(jìn)行演繹推理，故先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的要求：①易離體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，②便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而選擇神經(jīng)-肌接頭為探究對(duì)象。運(yùn)用突觸模型，帶領(lǐng)學(xué)生分析該化學(xué)物質(zhì)存在于突觸間隙，而突觸間隙充滿了組織液，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考如何驗(yàn)證化學(xué)物質(zhì)的存在。學(xué)生通過(guò)推導(dǎo)猜測(cè)應(yīng)提取組織液進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)，若組織液中存在該化學(xué)物質(zhì)，則提取的組織液可直接引起肌肉的活動(dòng)。

為了與洛伊的雙蛙心灌流實(shí)驗(yàn)相契合，教師說(shuō)明以兩個(gè)蛙心為實(shí)驗(yàn)材料，介紹刺激迷走神經(jīng)后心臟的效應(yīng)。引導(dǎo)學(xué)生基于演繹推理，根據(jù)下圖課堂活動(dòng)卡設(shè)計(jì)蛙心灌流實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行小組展示。

4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論

學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后，教師講述洛伊的雙蛙心灌流實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)離體蛙心分別保留迷走神經(jīng)和剝離迷走神經(jīng)，并裝上蛙心插管，用少量任氏液浸泡保持活性，洛伊先刺激蛙心A的迷走神經(jīng)，觀察到蛙心A心跳變慢后，將蛙心A中的任氏液加入蛙心B，隨后蛙心B心跳也變慢[3]。教師以雙蛙心灌流實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)置問(wèn)題串：①請(qǐng)你根據(jù)圖表描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。②蛙心B收縮強(qiáng)度變化是由什么導(dǎo)致的？③綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？讓學(xué)生通過(guò)逐步思考、推導(dǎo)，驗(yàn)證假說(shuō)并得出結(jié)論：興奮在突觸處由化學(xué)物質(zhì)傳遞。

5. 神經(jīng)遞質(zhì)在突觸傳遞的過(guò)程

教師向?qū)W生展示科學(xué)家通過(guò)顯微鏡觀察到神經(jīng)遞質(zhì)在突觸處傳遞的圖象，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出神經(jīng)遞質(zhì)是通過(guò)胞吞、胞吐的方式進(jìn)出神經(jīng)元。接著，教師結(jié)合圖片和突觸模型講解突觸的具體結(jié)構(gòu)，并強(qiáng)調(diào)神經(jīng)遞質(zhì)只存在于軸突末梢，因此僅從突觸前膜單向傳遞給突觸后膜，從而說(shuō)明興奮在突觸處的傳遞是單向的。為了讓學(xué)生能更深刻理解興奮在神經(jīng)元之間傳遞時(shí)“電信號(hào)-化學(xué)信號(hào)-電信號(hào)”的轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)系，教師不直接講述知識(shí)，而是讓學(xué)生小組討論興奮傳遞時(shí)的電位變化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)情況，再讓學(xué)生上臺(tái)運(yùn)用突觸模型進(jìn)行講解，以小組討論和展示評(píng)價(jià)的方式完善學(xué)生對(duì)興奮傳遞時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的認(rèn)知[4]。同時(shí)，教師應(yīng)補(bǔ)充“電突觸”的知識(shí)，拓展學(xué)生的認(rèn)知視野。

6. 課堂回顧

教師以突觸模型帶領(lǐng)學(xué)生回顧假說(shuō)-演繹法的過(guò)程以及興奮在突觸處傳遞的有關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生能回顧課程內(nèi)容，鞏固學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師展示阿爾茲海默癥的相關(guān)研究進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)探究的欲望，提高學(xué)生社會(huì)責(zé)任感，以期能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于科學(xué)研究。

三、小結(jié)與思考

面對(duì)突觸這一較為抽象的結(jié)構(gòu)，本教學(xué)片段的設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生利用教具模型認(rèn)識(shí)、推導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)傳遞的過(guò)程，讓學(xué)生能更好理解突觸的結(jié)構(gòu)及興奮在突觸處傳遞的機(jī)制，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維和功能結(jié)構(gòu)觀。同時(shí)，課程引入謝靈頓、洛伊的科學(xué)史，不僅能讓學(xué)生了解知識(shí)背后的科學(xué)探究歷程，更能讓學(xué)生通過(guò)科學(xué)現(xiàn)象進(jìn)一步思考，并以假說(shuō)-演繹法重現(xiàn)洛伊的雙蛙心灌流實(shí)驗(yàn)，借助其實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證提出的假說(shuō)，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。此外，以阿爾茲海默癥的病理和研究前沿作為導(dǎo)入和拓展，符合“健康中國(guó)”的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)目標(biāo)，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

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[2]唐為萍， 丘霞， 林曉玲，等. 基于核心素養(yǎng)的"5E"教學(xué)模式開發(fā)教學(xué)案例——以"興奮在神經(jīng)元之間的傳遞"為例[J]. 中學(xué)生物教學(xué)， 2019（10）.

[3]文可佳. "興奮在神經(jīng)元之間傳遞"的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 生物學(xué)通報(bào)， 2019（4）.

[4]鄧佳麗. 興奮在神經(jīng)元之間傳遞模型的構(gòu)建[J]. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器， 2018（S1）：73-74.