基于整体思想的初中科学教学设计
生命科学是初中科学学习的重要内容，系统掌握生物学知识对学生整体认识自然、提高自我健康水平和系统处理周围事物有着重要的意义。当前教学中，大多数教师过分关注知识点落实，忽视系统整体学科思想渗透，“读、记、背”依然是学生学习生物知识的主要方式，这种“见树不见林”的碎片化学习，不仅是枯燥、乏味的，而且是被动、消极的。“科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而是应当慎重选择一些重要的科学观念，用恰当、生动的方法，帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解”[1]。为此，笔者选取浙教版八年级（上）《神经调节》这一主题，试着以整体的思想设计教学，以期探索并激活初中科学中富有生命活力的生物教学。
一、问题与分析
《神经调节》是初中科学生物部分的核心知识之一，属于生命活动调节的一个重要组成部分。从浙教版教材的安排看，它是从抓尺子比较反应速度开始分析信息传导路径，讲解神经系统的结构与功能的基本单位――神经元，再回到神经系统及反射与反射弧。知识的脉络清晰，穿插的活动和生活化的事例让学生感悟到科学就在我们身边，体现了做中学、活动中悟的科学学习理念。但从多年的教学实践和听课经历中笔者发现，学生在抓尺子比较反应速度活动中异常兴奋，学习情绪高涨，而对神经元、神经系统的学习却异常沉闷。无论是课中还是课后，许多学生常常陷入记忆复杂的概念之中，富有生命的神经调节系统成了类似于一潭死水的纯知识。究其原因，其中之一是，教学中严格遵循教材线性逻辑，忽视用系统整体思想加工重组教材，组织学生学习，使他们难以体悟“为什么要活动、为何要学”的价值。为此，笔者以系统整体的视角重新审视学习内容和学生的学习心理，基于学生对生命活动的调节过程有一定的认识，顺应学生善于从一个完整的任务和活动体验中自主运用问题解决的方式进行相关知识的学习。
二、教学改进思路与策略
本节课教学改进的总体思路：在系统整体的思想指导下，以沟通学科逻辑和心理逻辑为目标，调整本节课学习内容的先后顺序，以布置前置任务引领学生有效备学，课中活动开启整体思考、直指核心――神经调节基本过程及与其功能相适应的结构，回归生活现实如何优化和维护这一系统的健康。
（一）基于整体和意义建构的课时规划
教学是一个复杂系统，每个学期、每个单元甚至每一节课的每一个环节都既有自己的任务，又相互影响、相互制约，构成一个有机整体[2]。在师生教与学互动中，学生对知识的意义建构需要教师有效教的引领。教师要善于站在高处鸟瞰整个学科、整册教材、一个单元乃至一节课的教学目标及其学习内容，细致分析学生学习的起点，统筹规划学习内容及其课时计划，促进学生对所学知识的意义建构。
神经调节是人和其他高等动物生命活动调节的重要方式，其结构和功能随着生物进化的递进日趋复杂和完善。但不管神经系统的结构怎样复杂、调节功能怎样完善，其本质上都离不开其结构和功能的基本单位――神经元（即神经细胞）。通过本节课的学习，我们不仅要知道人体神经系统的组成、结构和功能，而且要了解神经调节的基本方式和大致过程，更重要的是能初步解释日常生活中一些与神经系统有关的疾病或现象，养成自觉维护和优化自己的神经系统的好习惯。依据课程标准及学生能力起点，计划用3课时完成本节课的内容，具体安排见表1。
这样的安排并融入一些具体的活动，体现了从现象到本质、从整体感知到局部深入认识、从功能的初步感知到推测其相适应的结构，符合初中生认知水平，有利于对神经系统的组成、结构和功能知识的意义建构。
（二）前置任务引领学生有效备学
俗话说：“凡事预则立，不预则废。”教师有效组织学生参与课堂学习，就必须认真研读教材，研究学生实践进行有效备课；同理，学生想在课堂上积极参与并取得最佳的学习效益，也应该在课前做好有效备学。正如有一位名师说过：“一堂好课，如一首交响乐，总要讲究旋律、节奏、音响的和谐。”而课前备学，就是这首交响乐的前奏。因此，提高课堂教学的有效性，必须重视课前备学并教会学生有效备学。在这过程中，前置任务的设计对于驱动学生自主参与有效备学起到重要的作用。
八年级的学生虽然抽象思维逐步形成，但以具体事物模型为主体的形象思维仍然占据主导地位，尤其是他们善于在具体的活动中深入思考。基于学生的这一能力起点和前面已学习植物生命活动及人体激素调节的知识，设计如下前置任务引导他们进行有效备学。
为了更好地研讨神经系统的结构和功能，在日常生活中，优化和维护这一系统的健康，请你在阅读教材前，完成以下前置任务：
在你的生活中，一定遭遇过需迅速躲避或做出反应的突发事件，如正在马路上行走，突然看见前面有车向你快速驶来，你会马上做出恰当的反应。这一反应需要哪些器官协同参与这一过程？指挥中心（即中枢）在哪里？信息传递的路线又是怎样的呢？（请将传递路线画在图1中）
这样的设计起到承前启后的作用。一个完整的任务驱动不但有利于学生自觉运用所学知识和能力，而且对神经调节这一新知识进行整体系统思考。“画信息传递图、寻找控制中心”的活动让学生整体感知神经系统的结构和功能。为进一步鼓励学生积极参与课堂讨论、交流“画信息传递图、寻找控制中心”、引发认知冲突作铺垫，初步认同脑是神经中枢，延伸至各器官的是脑神经和脊神经。同时为反射和反射弧的探究及条件反射和非条件反射的学习做准备。 （三）典例活动促进整体感悟
整体感悟是指学生参与一个相对自由、完整的学习活动或情感体验，全身心地投入并产生许多意想不到的信息、问题和想法，甚至可能进入一种明白了其中道理但无法准确表达的状态。这样的感悟不仅激发学生参与学习的热情，而且使他们对所学科学概念或规律的理性提升和符号化做好准备。典型的体验性活动是促进学生整体感悟知识、能力和方法的重要方式。典例活动可以让学生直觉、感性、整体地感知研究对象的内部和外部联系，整体把握并提前触及主干问题，进而引发学习动机。本节内容每一课时的活动安排都有其促进整体感悟的功能，具体分课时描述如下。
第1课时，通过视频再现躲避车辆和抓尺子两个活动，让学生直观体验人体对外界刺激做出反应需要信息的传递，“画信息传递图、寻找控制中心”整体感知神经系统的结构和功能；读图感知神经系统分布范围之广与其功能相适应；沿信息传递路径粘贴神经元活动，整体感知神经元排列与分布是有规律的，并再次体验其结构与功能相适应。
第2课时，通过膝跳反射活动让学生感悟脊髓也具有信息处理功能，在分析此活动出现异常现象中再次感悟大脑是高级神经中枢，它可以控制脊髓的反射活动。通过分析如排尿反射等事例再次感悟神经调节的基本方式是反射，反射离不开最基本的结构――反射弧。
第3课时，让学生讨论学骑车从不会到会的过程与碰到尖锐物品缩手两种反射的异同，感悟神经调节有时可以通过后天训练获得并得以强化，领悟在日常生活和学习上可以应用反射知识增强生活能力和提高学习效率。通过测反应速度完整了解神经调节比激素调节速度更迅速，同时从不同环境人的反应速度测量数据中直观感受提高工作效率要集中注意力，并感悟为什么开车不能接电话或酒后不能开车等安全常识。
上述每一课时的活动安排比单纯的知识讲授或视频播放的效果要好得多，因为学生在参与活动中体验感悟知识的价值，每一个活动都是一种完整的体验，在完整体验后的交流、分析和讨论中实现对知识的积极主动建构。学生在活动中学会合作、分享，不仅把知识的理解、情感的体验、自我的认识等看作是学习，更把知识的运用看作是学习必不可少的重要过程。学习活动的整体性不仅丰富了学习本身的内涵，而且有利于学生正确认识自我、发展自我，提升学习的价值与品位。
（四）拓展材料渗透进化思想
生命是进化的产物，地球上现存的所有生物都是在长期的进化过程中发展起来的。被誉为19世纪最伟大的三大发现之一的进化论，不仅是生命科学的重要内容，更是生命科学教学的重要目标。在教学中运用各种方式渗透进化思想，不仅有利于学生从生物发展的历史角度认识生命的各种现象，而且有利于提高学生思维品质和科学素养，更为重要的是感悟每一个生命的来之不易，从而让学生敬畏生命、珍惜生命、热爱生命。在本节的教学中，笔者认为提供课外阅读材料和课堂展示脊椎动物脑的标本及进化图两种方式渗透进化思想，能激发学生感悟进化过程中人类神经系统的神奇和伟大。具体策略如下。
在学习第一课时之后，让学生通过阅读图文并茂的课外阅读材料：亿年进化之功，我才成为我――神经系统进化史，了解神经系统在生命进化的历程中经历了从简单到复杂、从低级到高级漫长演化的过程，激发自己为拥有一套完备、神奇而伟大的神经系统而自豪的情感，从而树立敬畏生命、珍惜生命、热爱生命的意识，并为深入讨论保护和优化自己的神经系统埋下伏笔。
第二课时在学习脑的结构与功能之后，展示脊椎动物脑的标本及进化图（如图2），再次让学生感悟在进化过程中人的高级神经中枢――脑的复杂性和来之不易性，感悟生命精灵――人之所以聪明而伟大地站在所有生物之顶，是因为它拥有一套复杂而功能强大的生物结构――脑作基础，同时再次为自己拥有这样一套完备、神奇而伟大的神经系统而兴奋、自豪。珍惜今天拥有的并保护和优化自己的神经系统，积极开发其功能，自然就成为学生关注的焦点，使学习变得更加有意义。
三、反思与体会
反观本节课的教学设计，笔者认为基于整体思想的初中科学教学设计应关注以下几点。
（一）以生为本 目标导向
学习是儿童的天性。教师要尊重学生与生俱来的学习天性，从学生的实际出发，以一定的教学目标为导向，善于借助同一学习内容在不同版本中呈现的方式和顺序，重构和活化学习内容，从宏观的角度弄清教学内容的重点、难点及各部分之间的联系，设计出更加符合学生的心理和认知规律的学习方案，以促进学生站在整体、全局的角度去思考所学内容，避免因面面俱到而引发教学目标的过度多元，达到合理布点而构建完整的知识体系，从而进一步提高教学效率。
（二）任务聚焦 直逼核心
任务驱动是一种以建构主义教学理论为基础的重要教学方法，其本质是以任务为线索，将学习内容整合其中，诱发学生自我发现问题、思考问题并寻找解决问题的方法，从而激发、加强并维持他们的成就动机。在此过程中，任务是学生进行学习的桥梁，“驱动”他们完成任务的主体不是老师也不是任务本身，而是他们的成就动机。基于整体思想的教学设计，学生完成的每一个任务并不是静止和孤立的，它的指向应是聚焦解决每节课或每个单元甚至整个学科的核心问题。只有这样，才能使学生认清任务的轮廓、所蕴含的目标指向和学习的目的意义。因此，设计的任务不论在课前、课中还是课后都应贴近学生的学习和生活经验，使他们像跳一跳就能摘到桃子一样顺利地解决问题。在解决问题过程中，我们要及时隐退，努力创造条件引导学生完成任务，切不可越俎代庖过多干涉，否则他们将无法真正体验到成功的快乐。
（三）渗透学科思想 彰显学科本质
学科思想是指对今后学科发展和学科学习最具影响力的一些观念、思想和见解，是“知识”背后的“知识”，它是学科教学的精髓和灵魂。初中科学的学科思想包含物理、化学、生物、地理等学科思想。如：化学中的物质观、微粒观、元素观、分类观、变化与能量观、守恒观、动态平衡观和化学价值观等；物理学中研究对象的物质性、客观世界的运动性、能的转化与守恒思想和简洁、和谐、对称、有序、统一等美学思想等等；生物学科中的结构与功能相适应、多样性与共同性相统一、进化思想和生态学思想等。这些学科思想的渗透对学生的教育是永恒，它将影响学生今后的思维方式和处事能力。正如苏霍姆林斯基所说：“思想好比火星：一颗火星会点燃另一颗火星。一个深思熟虑的教师和班主任，总是力求在集体中创造一种共同热爱科学和渴求知识的气氛，使智力兴趣成为一些线索，以其真挚的、复杂的关系――即思想的相互关系把一个个的学生连接在一起。” [3]因此，我们只有把握学科思想这一精髓和灵魂，不断渗透并彰显其学科本质，就能举重若轻地组织教学。否则，我们和学生一样就会被迫陷入学科知识的汪洋大海，面对总讲不完的知识和练不完的习题。
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