提炼与加工核心知识，契合与落实核心素养

黄丽霞

【摘要】本文将“兴奋的传递”涉及的重点知识，通过综合、提炼与加工，有机地整合和呈现于课堂教学环节中。旨在帮助学生高效建构“兴奋的传递”的知识小系统的同时，潜移默化地对学生渗透核心素养之生命观念、科学思维、社会责任。

【关键词】提炼与加工;核心知识;契合与落实;生命观念;社会责任

《普通高中生物学课程标准（2017）》凝练了生物学学科核心素养，从课程目标到课程内容，再到课程实施和评价，其宗旨都是为了培养学科核心素养。落实学科核心素养，是生物学课程的根本任务。《课程标准》也明确指出生物学学科核心素养的四个基本要素：生命观念、科学思维、科学探究、社会责任。该版课程标准是与时俱进的纲要、是指向，它提供了重要的教学内容要求、教学实施建议和课程辅助资源。

一、生物学学科核心素养的落实现状与落实建议

1.生物学学科核心素养的落实现状

作为一线教师，重点就是要考虑如何充分地利用课程标准，将具有学科特色的生物学学科核心素养在教学的各个方面落实。根据平时经历的会议传达、讲座培训、参观交流，发现核心素养的落实“仁者见仁智者见智”：有的侧重于教材，有的侧重于教法，有的侧重于学生活动，有的侧重于评价，有的侧重于命题。这些方方面面的落实核心素养的侧重角度，都可以各有所长。只是核心素养的落实还缺乏大量的实践经验的积累，还缺乏实效性的指导、应用和扩散。目前，教育部考试中心已经成立了基于核心素养的高考命题改革课题组，核心素养切实地落实到高考命题中，将会发挥一定的引领教学的作用。

2.生物学学科核心素养的落实建议

人民教育出版社副总编辑赵占良老师2018年在江苏无锡的经验交流暨培训会上曾提出——教材对核心素养的落实具有基础性的作用。如何合理地利用教材开展基于核心素养的教学，是广大一线教师迫切需要学习和研究的大课题。因此，笔者认为可以因“材”施教，“材”特指教材内容，可以针对教材内容中某些重点知识或核心过程，挖掘潜在的教育价值，配以教学资料，经过综合、提炼和加工，有机地整合和呈现于课堂教学环节中，契合与落实核心素养。

本文以“兴奋的传递”为线索，讲述如何提炼与加工相关重点知识，以及如何契合与落实核心素养。

二、教材分析与学情分析

《通过神经系统的调节》是必修三“稳态与环境”模块中第2章第1节的内容。该节内容包括神经调节的结构基础和反射，兴奋在神经纤维上的传导，兴奋在神经元之间的传递，神经系统的分级调节和人脑的高级功能。课程标准对于该节内容的要求有“概述人体神经调节的结构基础和调节过程;说明神经冲动的产生、传导和传递”。

学生经过第一课时的学习之后，对“兴奋在神经纤维上的传导”和“兴奋在神经元之间的传递”具备了初步的知识基础。“兴奋的产生、传导和传递”，其实是针对反射活动的宏观表面现象，深入到细胞水平来呈现它的微观变化过程。兴奋的“传递”承接了兴奋的“产生和传导”，是反射弧中的重要一环，其中神经递质起到了极其关键的作用。对于“兴奋在神经元之间的传递”，学生具备的初步知识基础是：①物质基础——神经递质的概念;②结构基础——突触;③功能基础——兴奋的传递过程。知识基础必须经过应用，即解决一系列虚拟或实际问题，才能深化与升华。所以，在第二课时，对相关知识的综合、提炼与加工，应当着力于知识应用，让学生对神经递质的作用机制进行深入和系统的学习，形成知识小系统，并于应用过程中契合与落实生命观念、科学思维、社会责任。

三、提炼与加工核心知识，设计教学环节

1.以突触结构为线索的教学环节设计

结合教材中的内容和配图（如图1），提炼和加工信息，设置问题串： ①神经末梢为何膨大呈杯状或球状？有何意义？②突触小体中线粒体和高尔基体一般都较多？有何意义？③教材中提到，突触小体。

可以与其它神经元的细胞体或树突相接触，共同形成突触。那传出神经与效应器之间能构成突触吗？④传入神经与神经中枢之间、神经中枢与传出神经之间依赖神经递质传递信息，那么，传出神经与效应器之间呢？⑤效应器的定义：传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。如何理解“肌肉或腺体”？

对于问题①②，学生经过相互讨论交流后，能轻松应对和解答。对于问题③④⑤则是比较困惑。可以通过设置两個这样的情境来解决。情境a.小狗狗啃骨头流口水（见图2）;情境b.某人不小心一脚踩在钉子上，立马抬脚（见图3）。引导学生书写两条相应的反射弧：

a.食物→感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→唾液腺→唾液;b.刺激→感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→腿肌肉→抬脚。把反射弧写出来，问题⑤可迎刃而解。实际上，教材中也有描述，在特定的情况下，突触释放的神经递质能使肌肉收缩和某些腺体分泌。再返回问题③④，给予解答：传出神经与效应器之间实际上可构成“类突触”，也依赖神经递质进行信息交流。设置的这两个情境，配以图片，比文字描述来得更直观，引起学生很大的兴趣和思考动力。

2.以信息交流为线索的教学环节设计

教材旁栏处提供了这样的信息：目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺，氨基酸类、一氧化氮等。此外，由图1可见，携带神经递质的突触小泡移动至突触前膜，与之发生了__________（答案：膜融合），属于_______（答案：胞吐）的运输方式将神经递质释放于突触间隙。这些信息比较充分具体，可以进行学生与教师角色互换，激发学生提出衍生的问题。所提问题综合如下：①NO作为气体，也是胞吐的形式释放？②神经递质的化学本质是什么？如何分类？③从神经末梢而来的信号形式在突触前膜和突触后膜发生了什么形式的转换？④神经递质作用于突触后膜的特异性受体后，会进入突触后神经元吗？针对这些问题，让学生进行分组讨论交流，再由教师作总结。还有一些问题，学生不容易考虑到， 如问题⑤：神经递质的作用用效应一定是引起兴奋的吗？问题⑥：神经递质作用完后的去向如何？

对于问题⑤，可补充一个神经元之间的信息交流模式图（如图4），配以情境：多巴胺这种神经递质可引起神经元A兴奋，而释放多巴胺的神经元也会受到其他神经递质的抑制。学生依据信息就能作出结论：神经递质不一定都是引发兴奋的，有可能是抑制后神经元的。

图4 某些神经元之间的信息交流模式图

对于问题⑥，可设置以下情境：某人不小心一脚踩在钉子上，立马抬脚。请问一直抬脚不放下？学生：不是的！教师：那说明什么？抬脚反射中的兴奋不是一直持续的？学生：是！教师：如何保证兴奋可以终止？教師给予提示：与神经递质的去向有关。再由学生展开讨论得出一些可能性的结论，教师在该环节可先不作正面回应，而是设置以下情境让学生再反思。情境a：乙酰胆碱是一种神经递质，α-银环蛇毒能与突触后膜上的乙酰胆碱受体牢固结合，导致肌肉松弛（不兴奋）;情境b：有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性，导致肌肉僵直（持续兴奋）。并设置问题一：乙酰胆碱是一种________（兴奋型/抑制型）神经递质;问题二：推测正常情况下，乙酰胆碱作用完后的去向是______________。通过这样的情境设置，学生不难分析出结果，并得出结论：神经递质作用完后的去向是被相应的酶清除或灭活。教师：所有神经递质的去向都如此吗？请同学们利用课余查阅资料求证。后续的确有同学查阅到神经递质的其他去向。例如，位于多巴胺神经元突触前膜上的多巴胺转运蛋白，其功能是将释放至突触间隙的多巴胺通过主动转运再摄取回突触前膜，以保证突触的正常生理功能。

3.以知识应用为线索的教学环节设计

知识基础必须经过应用，即解决一系列虚拟或实际问题，才能深化与升华。以下两例情境是经典例题的改编，描述了冰毒和吗啡的作用机制，借以培养学生的知识应用能力，并借以渗透生命健康教育。

情境a：多巴胺被认为是引发“奖赏”的神经递质，可使人体验到欣快感。毒品和某些药物能干扰这种机制，使人产生对毒品或药物的依赖。多巴胺释放后，在其释放的突触前膜上有回收多巴胺的转运蛋白，该蛋白可以和冰毒结合，阻碍多巴胺的回收，使突触间隙中的多巴胺          ;长期使用冰毒，会使神经元A上的多巴胺受体减少，当停止使用冰毒时，生理状态下的多巴胺“奖赏”效应           ，因此造成毒品依赖。

情境b：释放多巴胺的神经元还受到抑制性神经元的调控，当抑制性神经元兴奋时，其突触前膜可以释放γ-氨基丁酸，γ-氨基丁酸与突触后膜上的受体结合，使Cl-内流，从而使释放多巴胺的神经元受到抑制，多巴胺的释放量减少。抑制性神经元细胞膜上有吗啡的受体，当人长时间过量使用吗啡时，抑制性神经元的兴奋性减弱，抑制性功能降低，最终使得_______________，导致“奖赏”效应增强。停用时，造成药物依赖。

对学生的要求是：①通过分析信息得出答案;②利用这些文字信息，课后查阅相关信息并制作两张PPT，画出突触结构的示意简图并配以文字，用以说明冰毒和吗啡的作用机制;③制作优秀的代表在课堂上向同学们展示说明（如图5、图6）。

四、契合与落实核心素养的体现

契合与落实核心素养最基本的思路是什么？广泛的共识是：落实核心素养需要学生在“真实的情境”中发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，不是从理论到理论，更不是讲完知识就做题。对于“兴奋的传递”这一教学内容，上述教学环节的设计，主要从以下三方面契合与落实了核心素养。

1.教学素材的选择

充分利用了教材中的经典配图和旁栏信息，综合了经典习题资料和事实性的资料，经过提炼和加工，设置各种情境。如，小狗的唾液分泌反射，踩钉子的抬脚反射，α-银环蛇毒和有机磷农药引发的人体反应，冰毒和吗啡的作用机制（配以吸毒者的症状图片）。这些情境都跟生活和生命息息相关，能引起学生极大的兴趣。其中毒品的预防教育上至国家相关部门下至家庭学校教育都特别重视，每年都开展毒品预防科普讲座，但内容往往过于宽泛，学生不能认清毒品的本质。作为高中生，学生已经具备了神经调节的知识基础。让学生通过冰毒和吗啡的两则信息情境，画示意图描述毒品的作用机制，对于预防意识、生命健康意识的渗透效果会更直接到位。此外，上述教学环节设计的内容涉及到结构与功能相适应、细胞间的信息交流、稳态的体现和生命健康等信息，在达成知识教学目标的同时，正好契合核心素养，能潜移默化地培养学生的生命观念、社会责任意识。

2.教学情境的呈现形式

教学情境按目的达成的需求来设置，本人认为可选用的有文字描述式、图片呈现式、视频呈现式、学生情境表演式等。本节内容以文字描述式和图片呈现式为主，特别注重“将已有的结论设计成情境问题”。如，“神经递质引起兴奋或抑制”“神经递质作用完后被清除或灭活”都是已有结论，设置成了“神经递质是否一定引起兴奋？”“神经递质的去向如何？”并设置了相应情境（如图4和“α-银环蛇毒……”）这种基于问题的“倒叙”式的教学环节设计，区别于平铺直叙，区别于灌输式的讲解，能加强刺激和引导学生对知识的自主建构，启发其思考和探究，契合和落实科学思维的培养。

3.学生的学法指导

对于学生的学法指导，着力于三方面——①课堂上多问问题：教师也可以设置情境，鼓励学生大胆质疑和讨论（如上述以信息交流为线索的教学环节设计）。②课后多阅读补充：可阅读生物学相关书籍，可观看“BBC系列”科普视频，可关注“生物谷”“中国生物技术网”等公众号。③学习过程中善于利用“文图转换法”：即对于阅读或做题过程中，文字表述的信息量大的内容，可以通过画图寻找线索和关联来辅助理解。就如上述教学环节中，冰毒和吗啡的作用机制比较复杂，文字描述信息量较大，所以要求学生“制作两张PPT，用以说明冰毒和吗啡的作用机制”如此指导，学生对知识的掌握必能得到强化，较之知识的直接传授、习题的直接解答，这样建构的知识小系统更加到位。既培养了学生信息阅读处理能力、交流与表达能力，又契合和落实了科学思维的渗透。

五、结语

本文将“兴奋的传递”涉及的重点知识，通过综合、提炼与加工，有机地整合和呈现于课堂教学环节中。旨在帮助学生高效建构“兴奋的传递”的知识小系统的同时，潜移默化地对学生渗透核心素养之生命观念、科学思维、社会责任。教材对于核心素养的落实具有基础性的作用，教材中富含大量的潜在的教育价值，需要不断挖掘和创新，优化教学设计和教学实践。

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