浙教版生物必修三《2.2 神经系统的结构与功能》教学设计

“神经系统的结构与功能”复习课教学设计
一、设计思想
建构主义学习理论认为，知识的学习不是由教师向学生单向传递的过程，而是学习者在一定的情境下，通过教师和学习伙伴的帮助，利用必要的学习材料，自主地进行探究活动，完成知识和经验的意义建构，而这种建构是无法由他人所代替的。因此，在进行本课教学时，强调“以学为中心”，通过积极创设有效学习的环境和氛围，帮助学生亲历科学探究过程，同时，学生通过合作学习、设计和分析实验实现对“神经系统的结构与功能”中核心概念的建构，理解科学知识，学会科学方法，领悟科学思想，体验成功快乐，促进当代科学本质观的形成。
二、教学分析
1.教材分析
本教学设计使用的教材是由吴相钰和刘恩山主编的必修3《稳态与环境》（浙江科学技术出版社，2005年8月），教学内容属第二章“动物生命活动的调节”中的第二节“神经系统的结构与功能”。该节的主要学习内容包括神经系统的作用、神经系统的组成、神经冲动的产生与传导、反射、大脑皮层的功能。浙江省教学指导意见建议新课课时数为4课时，本课为复习课，安排1课时。本课学习内容的特点是：
（1）内容多。本课涉及到的结构和功能有：神经系统的组成、反射、大脑皮层的功能和体温调节；涉及到的过程有：静息电位的产生、动作电位的产生和传导、动作电位的传递、反射和体温调节。可见，本学习内容涉及的概念繁多，体系庞杂。
（2）难度大。本学习内容难度体现在：①涉及了多种知识类型。事实性知识，如神经系统的组成、反射弧、大脑皮层的功能；图式知识，如静息电位的产生、动作电位的产生和传导、动作电位的传递的过程图解；概念性知识，如神经、静息电位、动作电位、阈值、小电位、反射弧等；策略性知识，如学习神经系统的结构和功能的知识线索。如此众多类型的知识一齐涌现，是难得一见的。②知识体系结构复杂。如静息电位的产生、动作电位的产生和传导、动作电位的传递，反射、体温调节交织在一起，使本学习内容头绪繁多，要将这些知识结构化，难度较大。③生理过程抽象。不论是静息电位的产生，还是动作电位的产生、传导、传递过程，涉及了微观的多种物质变化及多种变化途径，加上课本静态的呈现方式，对学习能力提出了很高要求。④学科思想方法丰富。本教学内容涉及了系统分析的思想与方法，模型的思想与方法，结构与功能相统一的思想，稳态的思想，观察、比较和分析的方法，这些思想方法是学习本教学内容的灵魂，对学生思维水平提出了很高的要求。
（3）与前后知识联系复杂。本学习内容与前后知识有着复杂的联系。与必修1中的知识联系主要有：细胞的结构、物质出入细胞的方式（扩散、胞吐）、细胞质（高尔基体的功能）；与必修3的知识联系主要有：内环境的组成与稳态、高等动物的内分泌系统和体液调节（血糖调节）。
2.学习者分析
依据教材分析、教师经验、最近发展区理论，对学情展开调查研究。以此明晰学生对本课时学习内容的知识经验、能力基础、兴趣指向、学习难点、学习期望，是制定合理的教学目标、采取适切的教学方法、设计和优化教学流程的基础。
基于本节课是复习课，所以本次对学情的了解，主要采用调查问卷法。前测卷的调查对象是高三（1）和高三（2）的全体学生，然后教师批改、统计和分析以全面了解学生。前测卷（见附件）。
通过前测卷的批改、统计和分析发现学生均已熟悉神经元的结构和基本功能（接受刺激，产生和传导兴奋），也较好地掌握了反射活动实现的条件和反射弧的组成，但对于静息电位的测定和动作电位的概念（电表指针的偏转情况）不知道所以然，对于动作电位的产生机理、传导机理和传导机理间的联系和区别掌握明显不够到位。
三、确立教学目标
基于以上教材分析和学情分析，本课的教学目标确立如下：
1．通过观看多媒体模拟实验和设计多媒体模拟实验、小组合作构建神经系统的结构和功能的知识体系模型，用规范的学科语言概述静息电位的产生、动作电位的产生、动作电位的传导和动作电位的传递，体验合作、分享、尊重、互惠的学习过程。
2．尝试自主建构神经系统的结构和功能的知识体系，认同神经系统的结构和功能体系的构建线索。
四、教学重难点的确立和分析
依据学情调查结果以及神经系统的结构和功能概念体系结构看，动作电位的产生和传导过程处于核心地位，也最为抽象难懂，同时构建神经系统的结构和功能知识体系也是这节课的一个灵魂和主线。鉴于以上分析，本课时的教学重点和难点如下：
重点：神经冲动的产生与传导；神经系统的结构和功能知识体系的构建
难点：神经冲动的产生与传导
五、教法与学法
基于本课时内容的特点和学情分析，本课时采用的教法与学法如下：
1.实验教学与概念教学相结合
实验教学法，是指学生在教师
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"欢迎登陆21世纪教育网 )的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。生物学概念是生物学科知识的重要组成部分，它是对生物的结构、生理乃至一切生命现象、原理及规律精确而本质地阐述。概念是构造理论的基石，在众多的概念中，核心概念的地位尤为重要，它在学科知识中处于最为本质和核心的地位。《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称“《标准》”）中也明确提出要“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。因此，注重生物学科学概念的教学具有非常重要的意义。
本节课是以蛙坐骨神经腓肠肌为实验材料来研究静息电位的产生和测定、动作电位的产生和传导、动作电位的传递等内容，但用真实的动物材料做试验时影响因素太多，也难以直观反映实验的机理。因此，本课巧妙地利用多媒体模拟实验来直观呈现实验过程，同时通过问题链帮助学生深入思考、挖掘出实验现象背后的实验原理和思想方法，从而建构“静息电位的产生和测定、动作电位的产生和传导、动作电位的传递”一系列核心概念。
2.问题驱动法
通过问题引领学生思考，促进对知识的理解；通过问题链帮助学生对知识结构化，形成符合学科逻辑的知识体系，促成学生实现有意义的学习。
3.自主学习和合作学习
本课时内容概念众多、体系复杂、抽象难理解，因此本课采用自主建构神经系统的结构和功能的知识体系的同时，借助同学间的智慧，通过合作学习小组的建立、合作学习任务的完成和合作学习的评价反馈三个方面来自主完善神经系统的结构和功能的知识体系，进而达到教学重点和难点中核心概念的突破。
六、课前准备
教师准备：命制、发放前测卷，并收集统计；制作课件和多媒体模拟实验动画。
学生准备：完成前测卷；自主梳理并建构神经系统的结构及其功能概念图。
七、教学过程
1.多媒体模拟实验与核心概念整合的关键点
核心概念
多媒体模拟实验
静息电位的产生和测定
动作电位的概念
动作电位的产生
动作电位的传导
动作电位的传递
播放视频——突触的信号传递
2.教学流程
教学环节
教师组织与引导
学生活动
设计意图
导入
课件呈现课前测试卷典型问题（2015浙江高考选择题4）反馈：301班正答率53℅（25∕47）302班正答率56℅（27∕48）
前测卷典型问题反馈思考：自身存在的问题。
暴露认知漏洞，有的放矢教学
呈现模拟实验材料1.蛙坐骨神经腓肠肌标本2.电表（两个电极）3.电流（能给予适宜强度的电刺激）
观察实验材料，并思考实验材料的作用和特点。
呈现实验材料，使学生了解多媒体模拟实验与真实的动物材料做试验的异同
1.静息电位的产生和测定
提问:
静息电位是如何产生的？PPT呈现多媒体模拟实验一：在坐骨神经膜外放置两个电极，并且将这两个电极连接到一个电表上，静息时电表指针的位置如何？说明了什么？将电表的两个电极一个放在神经细胞的膜内，一个放在膜外，静息时，指针的位置如何？说明了什么呢？
观看、回顾、思考静息电位产生的原因；展示绘制出的指针偏转方向，并解释其产生的原因。
通过多媒体模拟实验设计的呈现，展示生物学研究方法范例，直观展现出静息电位的测定，帮助学生通过直观的感性认识来深入理解静息电位的产生的这一抽象的过程。
2.动作电位的概念
PPT呈现多媒体模拟实验二：教师模拟连接实验装置，然后在p点给予适宜强度的刺激，请画出电表指针偏转情况的示意图，并分析实验结果
学生仔细观察实验变化。小组合作学习，展示绘制出的电表指针偏转情况的示意图，并陈述理由。
1．通过教师模拟连接实验装置，并给予适宜强度的刺激，模拟呈现动作电位产生的实验过程，帮助学生直观理解电表的指针偏转变化；2．学生通过思考题巩固动作电位的概念。
PPT展示思考题：将灵敏电表连接到神经纤维表面如图1，突触结构两端的表面如图2，每个电表两电极之间的距离都为L，当在图1的P点给予适宜强度的刺激时，测得电位变化如图3。若分别在图1和图2的a、b、c、d处给予适宜强度的刺激（a点离左右两个电极的距离相等），测得的电位变化图分别是？
认真思考后绘图。展示绘制出的a、b、c、d四点处给予适宜强度的刺激的电位变化图，并陈述理由。
3.动作电位的产生
PPT呈现探究多媒体模拟实验三：在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下，请设计实验验证该曲线，并描述实验思路、分析实验结果。
小组合作学习完成实验设计，并展示、自评、互评。
通过该实验设计，内容的应用动作电位产生的原理；引导学生通过小组合作学习完成实验设计，并展示、自评、互评，最后老师点拨完善。体验合作、分享、尊重、互惠的学习过程。
4.动作电位的传导
PPT呈现探究多媒体模拟实验四：利用动画展示在神经纤维a点左侧给予适宜强度的刺激，当兴奋传到a点时，画出该段神经纤维上各点膜电位情况
仔细观看、认真思考后绘制该段神经纤维上各点膜电位情况的示意图，并预测动作电位传导过程中膜上各点膜电位的变化。
通过多媒体模拟实验直观呈现动作电位在神经纤维上的传导过程，帮助学生理解动作电位的传导特点、动作电位传导过程中膜上各点膜电位的变化。
5.动作电位的传递
播放视频：化学性突触；并提问哪里代表突触小体？有几个突触小泡？哪里是突触？突触的组成？各组成的来源？突触前膜和后膜哪个膜面积大？突触的类型？
观看视频、思考问题、回答并互动评价。
借助视频，直观模拟突触的结构和动作电位的传递过程，帮助学生理解神经冲动在突触处传递的过程，通过问题思考和回答进一步理解神经冲动在突触处传递特点
知识应用
PPT展示思考题：下图表示不同类型的神经递质对突触后膜电位的影响，图1和图2中的离子通道分别允许Na+和C1-通过，下列有关叙述错误的是A.图1中神经递质以胞吐方式进入突触间隙B.图l所示的膜电位变化，能以局部电流方式进行传导C.图2中的神经递质作用于突触后膜，使突触后膜更不易去极化D.图2中的神经递质没有进入突触后膜所在的细胞内
认真思考习题，并联系相关核心概念；回答问题。
通过思考题巩固神经递质的释放、动作电位的产生、突触的结构、突触的类型、特异性受体、小电位、阈值、神经冲动的传导和传递等。
小结
1.请大家再思考:在蛙的坐骨神经的神经上给予适宜的刺激为什么腓肠肌会收缩 2.同学们再自主改正课前测试卷典型题（2015浙江高考）。3.同学们还有什么问题呢？4.请大家课后进一步自主完善神经系统的结构及其功能概念图。
1.独立思考后回答；2.重做前测卷中有问题的题目；3.提出可能存在的还不是完全理解的问题；4.课后自主完成概念图。
通过再次呈现实验材料腓肠肌的标本前后呼应回顾本节课的重点和难点；通过习题再次检测核心概念的掌握情况；最后通过开放性问题为下节课的学习做好初步的学情铺垫。并引导学生课后自主完善概念图，使知识结构化。
八、板书设计
九、教学评价
1．过程性评价：见教学过程
2．终结性评价：课后再次自行整理，反馈练习（略）
附件
神经系统的结构与功能
姓名：
班级
问题1：神经系统的功能？神经元的组成和特点？
问题2：从图中找出静息电位、动作电位、去极化过程、反极化过程和复极化过程，并简单说明各个过程的产生原因。
问题3：突触的类型？阈值？小电位？
问题4：血液中K+浓度急性降低到一定程度会导致膝反射减弱，下列解释合理的是
A.伸肌细胞膜的动作电位不能传播到肌纤维内部
B.传出神经元去极化时膜对K+的通透性大
C.兴奋在传入神经元传导过程中逐渐减弱
D.可兴奋细胞静息膜电位绝对值增大
问题5：你还希望老师能提供哪些学习帮助？