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基于核心素养的情境教学策略在生物学概念教学的实践
——以“神经冲动的产生和传导”教学设计为例
摘要:在“神经冲动的产生和传导”一节教学中,利用与学生生活密切相关的毒品话题作为贯穿整节课的情境,通过感知概念—构建概念—应用概念的课堂模式,充分利用课内外素材作为问题情境,帮助学生构建生物学概念,让学生在构建概念的过程中培养学科核心素养。
关键词:核心素养;概念教学;情境教学策略
随着我国新课程教学改革的不断深入,各种新颖有效的教学策略被应用在教学过程中,其中情境教学策略就是一种能够有效调动学生学习兴趣、优化课堂结构的教学策略。针对人教版选择性必修1第2章第3节“神经冲动的产生和传导”第2课时的教学,选择与学生生活密切相关的毒品话题作为主题情境,设计相关教学活动。
1教学内容分析
“兴奋在神经元之间传递”属于人教版选择性必修1第2章第3节,第2课时包含神经元之间如何进行信息传递?神经元之间信息传递的结构基础是什么?化学突触传递过程如何?突触传递有怎样的特点及分子机制?突触传递与生活实际有哪些联系?等核心问题。滥用兴奋剂和吸食毒品的知识,在新闻事件中常出现,学生并不陌生,且该情境与本课时内容息息相关,学生自然而然想了解其作用的科学机制。因此,以毒品话题为情境,激发学生学习兴趣,利用科学实验资料探究本节课的核心问题。
2教学活动的设计与实施
2.1感知概念:情境引入,激发兴趣
教师播放视频,展示人吸食毒品后异常亢奋的情景和吸毒者毒瘾发作时的场景,并提出问题:你知道哪些毒品?为什么人吸食毒品后会有视频所示的这些表现?吸食毒品对人是如何影响的?学生自由回答以上问题,学生在表达交流和教师的引导,初步感知大多数毒品都是通过影响突触对人体造成伤害的。
设计意图:“珍爱生命,远离毒品”的口号学生听过很多次,但是学生对毒品影响人体健康的机理是模糊的。利用真实案例,用视频带来的视觉冲击,提高学生学习原理兴趣,激发进一步认知概念的欲望。
2.2建构概念:探究总结,建构概念
2.2.1探究兴奋在突触处的传递形式
教师展示资料一:1896年英国生理学家C.S.Sherrington把神经元与神经元之间的机能接点命名为突触,当时他虽然还不了解接点的形态学,但是他指出神经元与神经元之间是不连续的。资料二:反射弧上兴奋的传递是单向的,比神经纤维上的传导慢,化学药物可以引起效应器兴奋或抑制。引导学生推测不同神经元之间兴奋的传递形式。
在学生作出化学传递的推测后,教师展示资料三:有研究者提出一个问题:
“当神经系统控制心脏活动时,在神经元与心肌细胞之间传递的信号时化学信号还是电信号呢?”为了回答这一问题,科学家进行了蛙心灌流实验。(展示教材思维训练中的实验)学生交流讨论分析:1、该实验的自变量和因变量分别是什么?2、该实验的实验结论是什么?3、在进行该实验时,科学家基于的假说和实验预期是什么?学生分析实验现象并得出结论—不同神经元之间兴奋的传递形式为化学传递。
教师展示资料四:1.1929年,科学家从牛、马的脾脏中分离出了乙酰胆碱。2.1936年,科学家证明,刺激脊椎动物骨骼肌的运动神经可引起乙酰胆碱的释放,将乙酰胆碱注入动脉,可引起肌纤维大幅度同步收缩。
设计意图:用科学史资料重现科学探究情境,引导学生基于实验找出证据,之后呈现直接证据支持假设,培养学生的证据意识。
2.2.2认识突触的结构
学生在经历以上探究后便会产生“突触处的化学信号是如何产生和传导?”的疑问,引出突触的结构的介绍。
教师展示电镜下真实的突触结构图和课本展示的模式图。学生观察图并认识突触的结构,重点关注何为突触小体,神经递质在哪里?
2.2.3分析突触处兴奋传递的过程
教师布置学生阅读教材,让学生代表结合模式图说出兴奋在突触处的传递过程,其他学生提出疑问。
教师根据学生的表达和提问,梳理出重点解决的问题:1.神经递质如何释放?2.神经递质如何作用于突触后膜使其产生兴奋?3.突触后膜只能兴奋吗?4.递质发挥作用后的命运如何?
师生共同探讨以上问题,教师随后播放兴奋在突触处传递过程的动画视频,并一起总结突触处兴奋传递的特点及原因。
教师展示以下两个情境,让学生尝试分析。教师评价学生的分析并总结。
情境1.不同的神经递质对下一个神经元传递不同的信息。
情境2.α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合;有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性,而乙酰胆碱酯酶的作用是清除与突触后膜上受体结合的乙酰胆碱。当α-银环蛇毒和有机磷农药分别起作用时,突触后膜的反应是怎样的?
设计意图:学生通过观察和阅读,初步了解兴奋在突触处的传递过程,教师引导学生提问,并利用问题串理清了突触处兴奋传递过程中的关键问题,解决本节课的难点,再利用相关情境让学生学会应用,提高学生的科学思维和解决问题的能力。
2.3应用概念:联系生活,学以致用
教师播放兴奋剂和毒品的介绍视频,让学生再次认识兴奋剂和毒品的种类及对人体的影响。
教师介绍可卡因并展示多巴胺作用于突触后膜及可卡因作用机理的示意图。学生交流分析1.据图分析,吸食可卡因导致多巴胺留在突触间隙持续发挥作用的原因是什么?2.吸食可卡因可能会对突触后膜产生什么影响?3.服用可卡因为什么会使人上瘾?教师评价学生的分析并播放禁毒的宣传视频。
设计意图:通过运用所学知识讨论分析毒品作用机理,使学生从心底认同吸食毒品的危害,做到远离毒品的同时,做好宣传工作,提升社会责任感。
3教学反思
本节课的课标要求是阐明神经冲动在突触处的传递通常通过化学传递方式完成,是理解反射弧工作方式,神经系统的宏观和微观机制的重要环节,同时也是落实自觉远离毒品和主动宣传禁毒知识等社会责任的良好载体。
1.选择与学生生活密切相关的毒品话题作为贯穿整节课的情境,激发学生构建概念的内驱力。本节课的教学设计,从大多数毒品都是通过影响突触对人体造成伤害出发,依次从探究兴奋在突触处的传递形式、认识突触的结构、分析突触处兴奋传递的过程、分析毒品的作用机理,帮助学生构建概念,并深入理解远离毒品、宣传禁毒知识的意义,从而提高社会责任感。
2.本节课利用科学史资料重现科学探究情境,引导学生基于实验找出证据,培养学生的证据意识。在认识了突触的结构的基础上,分析了突触处兴奋传递的过程,体现了结构与功能观,并从信息的角度分析了突触处兴奋传递的过程,有助于学生形成信息观。学生在自己总结突触传递过程并就过程提出疑问的过程中,培养了归纳、总结、勇于设疑的批判性思维。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准:2017年版2020年修订[M].北京:人民教育出版社.
[2]吴成军.生物学学科核心素养的教学与评价[M].上海:华东师范大学出版社,2020:132-152
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