信息技術支持的高中生物概念教學

韋銀鳳

特色與亮點

①課件中使用的大量視頻均為對真實實驗過程的實際拍攝并加以后期處理，大量圖片均是借助PowerPoint中自帶的繪圖工具繪制而成，以實現課件中的圖示與學生建構的物理模型高度統一，從而有利于概念的建構、深化和理解。

②課件中充分利用了希沃白板與智能手機的交互作用將學生進行的實驗探究、模型建構、討論分析等學習活動同步展示，真正實現了探究式、互動式教學，充分體現出學生的主體地位。

③根據內容需要，選擇PPT的動畫效果，如在相鄰頁面設置相近元素，再運用平滑切換的效果，讓課件在充滿靈動感的同時更好地服務于本節課的教學。

④有效利用PPT插件islide的一鍵排版、智能參考線等功能，以及豐富的、適切的icon圖標等，讓PPT的元素更加豐富，其高雅的配色也大大增強了本作品的美感和藝術表現力。

制作背景

筆者以人教版《生物學·選擇性必修1·穩態與調節》第2章第3節“神經沖動的產生和傳導”第一課時為例，利用多媒體課件呈現出系列學習活動之間的邏輯主線，通過文字、圖片、視頻、動畫的有機結合，推動學生的思維活動。學生的實驗探究與模型建構活動則可以通過希沃軟件與課件的交互作用進行實況展示和及時評價，真正實現教、學、評一體化。

設計思路及內容結構

1.設計思路

神經沖動的產生和傳導這節內容微觀且抽象，教材所展示的是結論式的概念，然而對于學生來說，只有深入了解概念背后的原理、探究的詳細歷程，才能深刻地理解概念的內涵和外延，并將其納入已有的知識體系中。所以在制作該課件時，筆者注重挖掘教材背后的豐富素材，按照感知概念、建構概念、運用概念這一主線，綜合考慮科學性、邏輯性、可行性，合理安排內容的呈現形式。本課件從導入環節到系列學習活動的設計，沿著核心概念的科學探究歷程展開，同時遵循學生的認知規律，利用多媒體課件的展示、切換、交互等功能，將教師的思維引領和學生活動統籌為一個有機體，使學生獲得深刻的認知體驗，推動概念的建構。

2.內容結構

（1）封面

展示教材版本、標題，并嵌入與本節主題密切相關的視頻“神經沖動”，將其設置為循環播放，可以在課前迅速抓住學生的眼球，鏈接到本節課的學習內容。

（2）感知概念

展示東京奧運會100米比賽中尼日利亞選手因搶跑而被紅牌罰下的視頻。提出問題1：這項比賽規定的科學依據是什么？繼而展示起跑反射的反射弧，并提供相關數據，找到科學依據，進一步引導學生關注其中的一個細節：從槍聲入耳到經由傳入神經傳至中樞腦干只需要約3ms的時間。提出問題2：為什么興奮在神經纖維上的傳導速度如此之快呢？從而將思維聚焦到本節課要解決的核心問題——興奮在神經纖維上的產生和傳導。通過對生命現象中所蘊含的問題進行分析，達到初步感知概念的目的。

（3）建構概念

以科學史為背景，通過學習任務下的系列學習活動完成概念的建構過程。

任務一：感受興奮的產生和傳導過程。

通過一個真實的體驗活動來完成，以蛙坐骨神經-腓腸肌標本為材料，以學習小組為單位展開——用鋅銅弓刺激蛙的坐骨神經，觀察腓腸肌的反應。學生在實際操作后描述觀察到的現象。教師提出問題1：從坐骨神經受到刺激到腓腸肌收縮，這個過程快嗎？提出問題2：刺激坐骨神經后產生的興奮最可能以一種什么信號形式在神經纖維上傳導呢？在此過程中，通過學生的感官體驗，引申出值得思考的問題，繼而進行大膽的推測。推測是否正確需要證據，由此順利過渡到下一個學習任務。

任務二：探究興奮在神經纖維上的傳導形式。

活動1：使用蛙坐骨神經-腓腸肌標本，檢驗坐骨神經受刺激后是否有電流產生。

介紹實驗設計：在數字化實驗分析儀上連接微電流傳感器，將傳感器的兩個電極分別夾在坐骨神經上，每5s左右用鋅銅弓刺激一次坐骨神經，同時利用分析儀中的Edislab Pro軟件對電流信號進行采集和記錄（如圖1）。引導學生自主閱讀操作流程及注意事項后小組合作開展探究活動，利用希沃白板中的投屏功能同步展示各小組的結果，并請小組代表闡述記錄到的結果。在這里插入學生不易察覺的一個問題：檢測到的電流信號是否一定就是蛙的神經產生的？

活動2：科學史實驗分析，確認興奮在神經纖維上的傳導形式。

這個問題源自科學史上一個著名的爭論——伽爾瓦尼與伏特之爭，對這一爭論下的一個實驗進行分析，以確認興奮在神經纖維上的傳導形式，并最終得出結論：興奮在神經纖維上的確是以電信號（生物組織自身產生的）的形式傳導的，這種電信號也稱為神經沖動。進一步提出問題：這種電信號是如何迅速產生的？順利引入下一個任務。

任務三：探究興奮（神經沖動）在神經纖維上的產生機制。

活動1：問題驅動下的科學史分析，得出靜息電位與動作電位的概念。

提出問題1：應如何直接測量神經細胞膜內外的電位差？問題2：電位儀的兩個電極應該如何放置？問題3：用蛙的坐骨神經作為材料可行嗎？通過圖片與動畫的完美結合，發展學生的邏輯思維。

活動2：構建出Na+、K+在神經細胞膜內外的分布概況。

將當時的研究背景以資料、數據呈現，小組合作，在神經元細胞膜模型上利用Na+、K+模型構建出兩種離子在膜內外的分布概況。提出問題：這樣的一種離子排布與靜息電位和動作電位的形成有何關聯？

活動3：完善模型，闡述靜息電位與動作電位產生的主要機制（如上頁圖2）。

提出問題：受刺激部位產生的興奮又是如何在神經纖維上進行傳導的？

任務四：探討興奮（神經沖動）在神經纖維上的傳導機制。

（4）建構概念圖

通過圖標、線條、文字構建概念圖，建立起概念之間的聯系（如圖3），促進學生從更廣的視域來思考問題、分析問題、解決問題。

關鍵技術處理

①對視頻的處理，根據其在教學中所承擔的功能不同，以不同的形式呈現。例如，在首頁嵌入與本節主題密切相關的視頻并設置循環播放，可以在課前迅速抓住學生的眼球，為教學內容的展開做鋪墊。作為重要教學內容的視頻，則通過動畫設置中的擦除展示給學生。

②將希沃白板的投屏功能和智能手機中的希沃助手配合，實現實驗過程、實驗結果，以及模型構建過程的實時投屏，并可以對不同組的結果進行比較，學生可以在大屏幕前對自己的結果進行闡述，實現交互式教學。

③利用圖片、文字以及PPT中的動畫效果（結合出現和退出效果），將動態的過程展現在學生的面前。

④利用PPT新增的切換效果——平滑，可以將相鄰頁面的相近元素，自動對應變換為下一頁的內容，大大增強邏輯性和觀感。

⑤使用islide軟件，實現PPT中的圖片一鍵排版，調用其中的優質圖標、高級配色等，提高PPT的整體質感和美感。

幕前幕后

筆者通過對教材背后的素材進行深度發掘，將其轉化為可操作的實驗、模型構建、可展示的互動過程等，最終借助多媒體課件將相關素材以圖片、視屏、動畫、交互展示等形式呈現。多媒體課件作為教學的服務者在本節課中真正發揮了其呈現知識內容、串聯學習活動、推動教學進程、展示邏輯主線、建構知識體系的重要作用，同時還實現了師生、生生之間的高效交流與互動。在本課件的輔助下，無論是教師還是學生都獲得了深刻的學習體驗，實現了讓課堂有溫度、有深度、有延展度。