基于奧蘇伯爾同化論的“動作電位的產生、傳導與傳遞”復習課教學設計

彭 艷 陳金鋒

(浙江省縉云中學 麗水 321400)

1 教材分析與設計思路

奧蘇伯爾同化論將有意義學習分為表征性學習、概念學習、命題學習、概念和命題的運用、解決問題和創造五種類型，分別有不同學習條件。根據新舊知識間的關系，設計下位學習、上位學習和并列結合學習，實現知識的構架[1]?；诖死碚搶Α皠幼麟娢坏漠a生、傳導與傳遞”復習課進行任務分析： ①分析教材和學生，確定核心素養教學目標；②對教學目標中的學習結果進行分類： 反射和反射弧對動作電位的產生、傳導和傳遞是上位關系，后三者是相互并列關系；③分析不同類型學習的條件，揭示實現教學目標所需要的先決條件，即使能目標及其順序關系(表1)；④確定與教學目標有關的學生起點狀態： 動作電位的產生、傳導與傳遞環環相扣，學生缺乏系統深入認識，綜合運用能力不足，動作電位的產生是重點，區分動作電位的“產生”和“傳導”兩圖是難點，明確了學生的起點狀態和終點目標后，從“神經系統通過反射和反射弧對周圍環境的變化做出迅速反應”這個概括性的觀念分化出動作電位的產生、傳導和傳遞相關的概念、命題，圍繞“敲擊這個外界信號如何轉為身體內部信號并引起伸肌收縮”展開教學，落實課堂核心素養目標。

2 教學目標

依據課程標準并圍繞培養學生核心素養的要求，制訂了如下教學目標：

(1) 通過體驗膝反射，學習神經調節的基本方式，形成“生物能適應環境，維持穩態”的生命觀念；通過運用動作電位的產生、傳導和傳遞相關知識分析情境，解釋敲擊引起膝反射的過程，形成“結構與功能相適應”的生命觀念。

(2) 通過探討動作電位的實質，對比分析“產生”與“傳導”圖，解釋動作電位在神經肌肉接點處的傳遞，歸納概括動作電位的產生、傳導與傳遞過程，逐步培養科學探究能力，形成科學思維的習慣。

(3) 認同和自覺提高健康生活理念。

3 教學過程

3.1 創設情境，問題導入 在教師指導下，敲擊同桌膝蓋下方肌腱，觀察同桌反應，設問： 此過程叫什么？結構基礎是什么？整個過程體現了神經系統的什么功能？立足于學生現有的認知結構，用奧蘇伯爾同化論中漸進分化的原則進行下位學習[1]，從“神經系統通過反射和反射弧對周圍環境的變化做出迅速的反應”這個具有概括性的觀念分化出動作電位的產生、傳導和傳遞相關的概念、命題并書寫板書(圖1)。當學生難以區分甲乙兩圖，教師適時引導學生看橫縱坐標。

3.2 動作電位的產生 結合接受學習與發現學習，利用填表格、畫圖形、變式訓練等方法把“動作電位的產生”的單純材料意義轉變為學生的心理意義[1]，提高學生發現問題解決問題、科學探究與科學思維能力，設計以下教學過程： ①明確圖1甲圖各狀態、過程及離子機制；②探討靜息電位實質。-70mV有兩層含義： 外正內負的原因，-70mV是K+的平衡電位；③探討動作電位實質。動作電位指從極化狀態恢復到極化狀態的整個過程。明確去極化過程的斜率由Na+內流速度決定，動作電位的峰值+40mV是Na+的平衡電位，復極化過程與K+的關系；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 不同類型學習的條件與本節課使能目標及順序

圖1 動作電位的產生、傳導和傳遞

圖2 動作電位的產生

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

3.4 區分動作電位的“產生”與“傳導”圖 根據傳導的雙向性特點，在圖3中畫出刺激位點左邊的“傳導”圖，與動作電位的產生圖對比分析，突破難點。呈現題目“關于以下兩幅圖的分析，正確的是( )”，及時反饋，培養知識遷移運用能力。

A. 甲乙兩圖都能判斷動作電位的傳導方向

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

甲

乙

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

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

A. “神經—肌接頭”處可發生電信號與化學信號的轉變

B. 電刺激①處，肌肉會收縮，靈敏電流計指針也會偏轉

C. 電刺激②處，神經纖維上的電流計會記錄到電位變化

D. 神經纖維上興奮的傳導方向與膜內的電流方向相同

進一步設問：

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

(2) ②肌肉是否同時收縮，是否叫反射？

4 教學反思

本節課立足生物學核心素養設定教學目標，根據奧蘇伯爾的同化論進行任務分析和教學設計，找到學生的起點狀態和終點目標，圍繞一條清晰的課堂教學主線展開教學，有利于學生構建知識體系。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，一極放膜內、一極放膜外的曲線可讓學生課后思考。