基于奧蘇伯爾同化論的“動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)與傳遞”復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計

彭 艷 陳金鋒

(浙江省縉云中學(xué) 麗水 321400)

1 教材分析與設(shè)計思路

奧蘇伯爾同化論將有意義學(xué)習(xí)分為表征性學(xué)習(xí)、概念學(xué)習(xí)、命題學(xué)習(xí)、概念和命題的運用、解決問題和創(chuàng)造五種類型，分別有不同學(xué)習(xí)條件。根據(jù)新舊知識間的關(guān)系，設(shè)計下位學(xué)習(xí)、上位學(xué)習(xí)和并列結(jié)合學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識的構(gòu)架[1]?；诖死碚搶Α皠幼麟娢坏漠a(chǎn)生、傳導(dǎo)與傳遞”復(fù)習(xí)課進行任務(wù)分析： ①分析教材和學(xué)生，確定核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)；②對教學(xué)目標(biāo)中的學(xué)習(xí)結(jié)果進行分類： 反射和反射弧對動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和傳遞是上位關(guān)系，后三者是相互并列關(guān)系；③分析不同類型學(xué)習(xí)的條件，揭示實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)所需要的先決條件，即使能目標(biāo)及其順序關(guān)系(表1)；④確定與教學(xué)目標(biāo)有關(guān)的學(xué)生起點狀態(tài)： 動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)與傳遞環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生缺乏系統(tǒng)深入認(rèn)識，綜合運用能力不足，動作電位的產(chǎn)生是重點，區(qū)分動作電位的“產(chǎn)生”和“傳導(dǎo)”兩圖是難點，明確了學(xué)生的起點狀態(tài)和終點目標(biāo)后，從“神經(jīng)系統(tǒng)通過反射和反射弧對周圍環(huán)境的變化做出迅速反應(yīng)”這個概括性的觀念分化出動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和傳遞相關(guān)的概念、命題，圍繞“敲擊這個外界信號如何轉(zhuǎn)為身體內(nèi)部信號并引起伸肌收縮”展開教學(xué)，落實課堂核心素養(yǎng)目標(biāo)。

2 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)并圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 通過體驗膝反射，學(xué)習(xí)神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式，形成“生物能適應(yīng)環(huán)境，維持穩(wěn)態(tài)”的生命觀念；通過運用動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和傳遞相關(guān)知識分析情境，解釋敲擊引起膝反射的過程，形成“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念。

(2) 通過探討動作電位的實質(zhì)，對比分析“產(chǎn)生”與“傳導(dǎo)”圖，解釋動作電位在神經(jīng)肌肉接點處的傳遞，歸納概括動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)與傳遞過程，逐步培養(yǎng)科學(xué)探究能力，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。

(3) 認(rèn)同和自覺提高健康生活理念。

3 教學(xué)過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，問題導(dǎo)入 在教師指導(dǎo)下，敲擊同桌膝蓋下方肌腱，觀察同桌反應(yīng)，設(shè)問： 此過程叫什么？結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？整個過程體現(xiàn)了神經(jīng)系統(tǒng)的什么功能？立足于學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，用奧蘇伯爾同化論中漸進分化的原則進行下位學(xué)習(xí)[1]，從“神經(jīng)系統(tǒng)通過反射和反射弧對周圍環(huán)境的變化做出迅速的反應(yīng)”這個具有概括性的觀念分化出動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和傳遞相關(guān)的概念、命題并書寫板書(圖1)。當(dāng)學(xué)生難以區(qū)分甲乙兩圖，教師適時引導(dǎo)學(xué)生看橫縱坐標(biāo)。

3.2 動作電位的產(chǎn)生 結(jié)合接受學(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，利用填表格、畫圖形、變式訓(xùn)練等方法把“動作電位的產(chǎn)生”的單純材料意義轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的心理意義[1]，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題、科學(xué)探究與科學(xué)思維能力，設(shè)計以下教學(xué)過程： ①明確圖1甲圖各狀態(tài)、過程及離子機制；②探討靜息電位實質(zhì)。-70mV有兩層含義： 外正內(nèi)負的原因，-70mV是K+的平衡電位；③探討動作電位實質(zhì)。動作電位指從極化狀態(tài)恢復(fù)到極化狀態(tài)的整個過程。明確去極化過程的斜率由Na+內(nèi)流速度決定，動作電位的峰值+40mV是Na+的平衡電位，復(fù)極化過程與K+的關(guān)系；④嘗試在甲圖上畫出細胞外液Na+濃度降低時的曲線(圖2)，隨后完成表2的填寫。

表1 不同類型學(xué)習(xí)的條件與本節(jié)課使能目標(biāo)及順序

圖1 動作電位的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和傳遞

圖2 動作電位的產(chǎn)生

項目靜息電位絕對值動作電位峰值Na+增加Na+降低K+增加K+降低

3.3 動作電位的傳導(dǎo) 教師講解傳導(dǎo)的方式與特點。讓學(xué)生明確圖1乙圖各狀態(tài)、過程及其離子機制。并判斷動作電位的傳導(dǎo)方向。軸突上的每一點受局部電流刺激后都會發(fā)生動作電位的完整過程，設(shè)計圖3，A區(qū)域先發(fā)生動作電位，已經(jīng)恢復(fù)到極化狀態(tài)，B區(qū)域在復(fù)極化，D區(qū)域在去極化，局部電流還未傳到E區(qū)域及之后的點，綜合分析圖1乙可確定傳導(dǎo)方向及刺激位點。

3.4 區(qū)分動作電位的“產(chǎn)生”與“傳導(dǎo)”圖 根據(jù)傳導(dǎo)的雙向性特點，在圖3中畫出刺激位點左邊的“傳導(dǎo)”圖，與動作電位的產(chǎn)生圖對比分析，突破難點。呈現(xiàn)題目“關(guān)于以下兩幅圖的分析，正確的是( )”，及時反饋，培養(yǎng)知識遷移運用能力。

A. 甲乙兩圖都能判斷動作電位的傳導(dǎo)方向

B. 升高膜外離子K+的濃度，將會增大乙圖A點電位的絕對值

C. 甲圖③⑤之間的軸突膜，Na+大量涌出膜外，此過程不耗能

D. 甲圖中處于①③之間的軸突膜上的點正處于乙圖中DF過程

圖3 動作電位的傳導(dǎo)

甲

乙

3.5 動作電位的傳遞 分析教材“動作電位在神經(jīng)肌肉接點處的傳遞”實例，并向同桌解釋敲擊這一外界信號如何一步步信號轉(zhuǎn)化最終引起伸肌收縮。鍛煉學(xué)生用所學(xué)知識解釋生命現(xiàn)象的能力。

3.6 綜合運用相關(guān)知識分析情境 如圖表示具有生物活性的蛙坐骨神經(jīng)—腓腸肌標(biāo)本，神經(jīng)末梢與肌細胞的接觸部位類似于突觸，稱“神經(jīng)—肌接頭”。下列敘述錯誤的是

A. “神經(jīng)—肌接頭”處可發(fā)生電信號與化學(xué)信號的轉(zhuǎn)變

B. 電刺激①處，肌肉會收縮，靈敏電流計指針也會偏轉(zhuǎn)

C. 電刺激②處，神經(jīng)纖維上的電流計會記錄到電位變化

D. 神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)方向與膜內(nèi)的電流方向相同

進一步設(shè)問：

(1) 刺激①處，②收縮，整個過程你獲得了什么知識？用于檢測教學(xué)目標(biāo)的達成情況，歸納總結(jié)主要內(nèi)容。

(2) ②肌肉是否同時收縮，是否叫反射？

4 教學(xué)反思

本節(jié)課立足生物學(xué)核心素養(yǎng)設(shè)定教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)奧蘇伯爾的同化論進行任務(wù)分析和教學(xué)設(shè)計，找到學(xué)生的起點狀態(tài)和終點目標(biāo)，圍繞一條清晰的課堂教學(xué)主線展開教學(xué)，有利于學(xué)生構(gòu)建知識體系。由于課時有限，將電位表兩極同時放在不同點的膜外，同時放在不同點的膜內(nèi)，一極放膜內(nèi)、一極放膜外的曲線可讓學(xué)生課后思考。