“神经系统的结构与功能”教学设计
龚牡源（青田中学）
一、教学理念
根据本节课内容特点和学生知识的掌握情况，本文基于以下的教学理念开展教学：采用问题引导探究、教师引导学生的教学模式。本节课的设计主要表现在知识概念和结论以学生主动探索、观察和学生己经掌握的知识作为基础，引导学生思考、认识，重视思维的探索及概括总结过程，同时注重教学过程的情感体验，帮助学生学会思考，使学生感受到探索和成功的乐趣。
二、教学任务分析
本节内容是浙科版必修三第二章第二节的内容，本节的课标内容包括三点：1、概述人体神经调节的结构基础和调节过程；2、说明神经冲动的产生和传导；3、概述人脑的高级功能。其教学重点是神经系统的结构及其功能，神经冲动的产生与传导，体温调节；教学难点是神经冲动的产生和传导。我对本节内容的解读是这样的：在了解了神经系统的作用和特点后，从微观角度，即神经元的角度解读神经调节的准确和迅速，包括神经元的结构、功能特点、能产生神经冲动的原因。这些内容作为第一课时；神经冲动的传导，包括在神经纤维上的传导和突触的信号传递作为第二课时；第三课时讲述反射和人大脑的结构，体温调节在讲完体液调节以后再进行讲述。
本节课的内容包括神经系统的重要作用和神经元的结构、神经元的功能特点、神经冲动的产生四个部分。其中神经元的功能特点和神经冲动的产生过程是全新知识，冲动的产生在离子水平的认知上较抽象，因此将其列为本节课的难点，而且也是本节课的重点内容。
综上所述，在本节课的设计上，以小游戏激发学生的学习兴趣并从宏观上了解神经系统的重要作用过渡到神经系统的微观结构—神经元的介绍，介绍其结构和功能特点，引入神经冲动在神经纤维上的产生。对神经冲动的产生，借助多媒体动画，从实验现象观察、分析、再到离子水平上的现代理论解释，层层深入，并以严谨的逻辑分析，层层设问，引导学生深入理解动作电位产生即神经冲动的产生过程。
三、学习者分析
在学习本节内容前，学生经过初中科学的学习，对神经系统的结构和反射等内容有了一定的了解，同时高二学生已经具有一定的知识基础和一定的观察思维能力，但逻辑推理能力及对实验现象的分析能力有待进一步提高。因此，在教学过程中，教师要注重启发引导学生进行自主探究，通过精心设置疑问，激发学生进行探究和学习生物学的兴趣，培养学生的分析和理解能力。
四、教学目标
1．知识目标：
说出神经系统的重要作用和神经调节的特点
通过图片的观察简述神经元及其主要结构，
通过实验的观察和分析，阐明神经元受到刺激后会产生神经冲动并沿轴突传送
通过实验的观察和探究，分析神经冲动产生的过程
2．能力目标：
通过实验观察和分析神经元的功能特点和神经冲动的产生原因，提高探究问题、分析问题和解决问题的能力；
尝试分析图文资料，提高处理信息和语言表达交流的能力；
3．情感态度与价值观：
认同科学发现过程中实事求是的科学态度和不断探究的科学精神；
认同动作电位的产生的发现过程中科学方法和材料的重要作用。
四、教学策略与手段
以学生为主体的交互式教学模式。教师精心设计问题，引导学生探究、讨论问题。培养学生发现探索的技能，获得探究问题和解决问题的能力。采用动机激发策略，创设情境，适当补充关于研究动作电位产生的实验方法，注意不应让学生的兴趣过多停留在感性层面上，二应努力将学生引入对问题的理性思考。
五、教学过程
教学步骤 教师组织和引导 学生活动 教学意图
玩一玩，以游戏引入新课二、神经元的结构三、神经元的功能特点四、神经冲动的产生五、小结 拍手游戏：两人一组，左手背后，伸出右手。甲掌心朝上，乙掌心朝下，两人手心相对贴在一起。甲拍打乙的手背，乙的手及时躲闪，打中者为胜，然后两人交换。每人5次，打中次数多者为胜。提问：1、刚才我们做出的活动，主要是在什么系统的调节下完成的？ 2、神经系统的重要作用是什么？神经调节为什么具有迅速、准确的特点呢？我们先从构成神经系统的基本结构单位——神经细胞（神经元）说起。人的神经系统是由几百亿到上千亿个神经细胞以及为数更多的支持细胞构成的。【投影】神经元显微照片→结构模式图→结构简图介绍神经元的结构（细胞体、树突、轴突、神经末梢、髓鞘），再介绍结构简图所对应的神经元结构，最后说明神经元的轴突常与另一个神经元的树突或细胞体相连。过渡：具有如此结构的神经细胞，它有什么样的功能特点呢？ 【视频】蛙坐骨神经腓肠肌标本在1791年，意大利解剖学家伽伐尼发现兴奋传导实际上是一种生物电。将电表的两极连接到神经纤维膜的外侧，在神经未受刺激时,出现什么现象 说明为什么 讲述：电表指针位于零点，说明膜表面不存在电位差当左端给予一次适当的电刺激，则在刺激后的短时间内，电位计指针出现了两次方向相反的摆动（见图，黑色部分代表兴奋部分）各图说明什么问题？教师精心设计提问引导得出实验结论：1、肌肉和神经细胞对刺激的反应----兴奋2、兴奋的传导就是电位的变化3、刺激会使神经产生一个负电波（动作电位），并沿神经传导。4、神经冲动就是动作电位，神经冲动的传导就是动作电位的传播。5、神经冲动是兴奋的具体体现。讨论：１、a、 b置于神经纤维膜外，在c处给以强刺激，电流计指针发生( )次方向（ ）的偏转。2、若将b电极（ab=bd）置于d处膜外，a电极位置不变，则刺激c处后，电流计指针会偏转两次，先向右后向左，如何解释？说明什么？练习过渡：神经冲动又是如何产生的呢？200多年前的人们已经尝试各种实验材料探究神经冲动传导的机理,后来将电位计的一对电极中有一个放在细胞的外表面，另一个连了微电极，微电极的一端刺入细胞内，瞬间记录仪器上出现了一个电位跃变（如右图）。此实验说明什么？细胞膜上出现极化状态的细胞学基础是什么？出示静息时细胞膜内外离子浓度表神经纤维在静息状态时，膜内外电位表现为外正内负，这种电位叫静息电位（极化状态）。为什么静息状态的神经纤维膜内外存在电位差？介绍钠、钾离子排布情况以及膜对两种离子的通透性不同，引导学生分析钾离子外流的原因。小结：在未受刺激的情况下，细胞膜外Na+多，膜内K+多，由于膜内K+易通过K+通道蛋白顺浓度梯度外流，导致膜外+膜内-。提问：接受刺激后，该位点电位迅速变为外负内正。为什么接受刺激后会发生外负内正的电位变化？引导学生从化学梯度、电场力方面分析钠离子外流的原因。阐述：该位点发生了由外正内负到外负内正的电位变化，（去极化—反极化—复极化）我们可以说，该位点产生了神经冲动。练习 利用黑板上的板书对本节课的主要内容进行总结。 直接回答：神经系统感受体内外环境的变化，对内协调各器官、各系统的活动，对外适应外部环境的各种变化直接回答。观察并逐图分析:图1说明：当刺激没到A点之前，ab两点之间无电位差。图2说明：当刺激到达a点时，指针向左偏，说明此时ab两点之间存在着电位差，a点更负，也就是兴奋部位的电位降低了。图3：电位回零，说明a点兴奋后，又恢复了原来的膜电位图4：兴奋到b点后，又向右偏转，说明b点电位比a点电位低了，又出现了一个电位差。学生分组讨论回答，教师评价、修正膜内电势低，膜外电势高，即膜内是负电位，膜外为正电位。+++++++++++++++膜外-------------------------膜内学生聆听、体会 通过神经调节的小游戏激发学生学习的兴趣，同时通过游戏体验神经调节的特点，并能说出神经系统的重要作用；通过图片的观察，知道神经元的各部分的结构 通过实验的观察和分析，阐明神经元的可兴奋特点认同动作电位的产生与传导的发现过程中科学方法和材料的重要作用。引导学生分析静息电位的产生原因引导学生分析动作电位的产生原因提高学生分析问题的能力。(共19张PPT)
神经系统的结构和功能
用细胞织就信息之网，
传输交汇万千信息，
貌如晴空星云闪亮，
闪耀的是智慧的光芒！
学习从游戏开始
具体做法如下：
拍手游戏：两人一组，左手背后，伸出右手。甲掌心朝上，乙掌心朝下，两人手心相对贴在一起。甲拍打乙的手背，乙的手及时躲闪，打中者为胜，然后两人交换。每人5次，打中次数多的为胜利方。
玩一玩
想一想
1、刚才我们做出的活动，主要是在什么系统的调节下完成的？
1
2、神经系统的重要作用是什么？
2
3
感受体内外环境的变化，对内协调各器官、各系统的活动，对外适应外部环境的各种变化
胞体
树突
突起
神经末梢
神经纤维
轴突
髓鞘
二、神经元的结构
三、神经元的功能特点
在1791年，意大利解剖学家伽伐尼发现兴奋传导实际上是一种生物电。
b c
b c
b c
b c
b c
b c
b点与c点电位相等
在a处施加刺激
a
传至b点时，有自c向b的电流。b处为负电位
-- ++
传至b、c之间时，无电流
传至c点时，有自b向c的电流
++ --
传至d处时，无电流
d
++ ++
++ ++
++ ++
++ ++
结论：
1、肌肉和神经细胞对刺激的反应----兴奋
2、兴奋的传导就是电位的变化
3、刺激会使神经产生一个负电波（动作
电位），并沿神经传导。
4、神经冲动就是动作电位，神经冲动的传
导就是动作电位的传播。
5、神经冲动是兴奋的具体体现。
１、a、 b置于神经纤维膜外，在c处给以强刺激，电流计指针发生( )次方向（ ）的偏转。
2、若将b电极（ab=bd）置于d处膜外，a电极位置不变，则刺激c处后，电流计指针会偏转两次，先向右后向左，如何解释？说明什么？
讨论:
例1.（2010年海南卷）将记录仪（R）的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如下图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是
D
200多年前的人们已经尝试各种实验材料探究神经冲动传导的机理,后来将电位计的一对电极中有一个放在细胞的外表面，另一个连了微电极，微电极的一端刺入细胞内，瞬间记录仪器上出现了一个电位跃变（如右图）。
膜内电势低，膜外电势高，即膜内是负电位，膜外为正电位。——静息电位（极化状态）
+ +
_ _
此实验能说明什么？
细胞外液离子 浓度(×10-3 mol/L) 细胞内液离子 浓度 (×10-3 mol/L)
Na+ 120
K+ 5
Cl- 125 Na+ 12
K+ 125
Cl- 5
A- 108
静息时神经细胞膜内外离子浓度(脊椎动物）
1、纳钾离子在细胞膜内外的分布特点？
神经细胞膜内外各种电解质的离子浓度不同，膜外钠离子浓度高，膜外钾离子浓度高
神经细胞膜上具有跨膜蛋白形成的离子通道和离子泵，细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同
静息电位：细胞膜内为正电位，膜外为负电位
受到刺激发生兴奋时，兴奋部位膜的通透性发生改变，钠离子通道开放，使钠离子在浓度梯度的推动和膜内负电性的吸引下迅速涌入膜内，使膜失去了原先的极化。——去极化过程
膜的去极化进一步使更多的钠离子通道被打开，更多的钠离子进入细胞，形成膜内正电位，膜外负电位的反极化状态
当膜内的正电位足以阻止钠离子继续进入细胞内时，钾离子通道开放，钾离子外流，回复到原来的膜内负电位，膜外正电位。——复极化过程
3.在离体实验条件下单条神经纤维的电位示意图如下，下列叙述正确的是
A. a—b段Na+的内流是需要消耗能量的
B. b—c段Na+的外流是不需要消耗能量的
C. c—d段K+的外流是不需要消耗能量的
D. d—e段K+的内流是需要消耗能量的
例5（2010年浙江卷）下图①～⑤依次表示蛙坐骨神
经受到刺激后的电位变化过程。下列分析正确的是
A．图①表示甲乙两个电极处的膜外电位的大小与极
性不同
B．图②表示甲电极处的膜处于去极化过程，乙电极
处的膜处于极化状态
C．图④表示甲电极处的膜处于复极化过程，乙电极
处的膜处于反极化状态
D．图⑤表示甲乙两个电极处的膜均处于极化状态
D
