“神经系统的结构与功能”教学设计
华 敏（浙江省丽水中学 323000）
一、教学理念
按照认知发现理论，学习者在一定情境中对学习材料的亲身经历和发现，才是学习者最有价值的东西。因此，在教学过程中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂教学，妙用科学实验，把知识的传授过程优化成一个科学探究过程，注重知识的形成过程，强调科学结论出现在探究试验之后。本节教学过程着重从知识的发生过程入手，重视把凝结在教材中的科学活动充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在一系列教学活动中发现问题、解决问题，培养学生的合作、探索精神，发展学生的思维能力。根据建构主义学习理论，学习是学生自己进行知识建构的过程，因此，教学过程要充分调动学生已有的知识经验，通过提供操作、观察、思考的机会，鼓励学生质疑、相互交流，并引导学生用自己的语言进行归纳，从而在原有知识的基础上发展新知，并培养严谨的科学思维和训练实验技能，进一步激发学习生物学的兴趣。
二、学习任务分析
本节教学内容是《生物(必修)·稳态与环境》（浙江科技出版社）“第二章动物生命活动的调节”的“第二节神经系构建稳态的调节体系具有非常重要的作用。
课程标准对本节内容的要求是：1.辨别神经调节与体液调节的区别与联系。2.概述人体神经调节的结构基础和调节过程。3.统的结构与功能”（第一课时）。本节内容在人与动物的稳态调节里占主导地位，学习本节的内容对于学生说明神经冲动的产生和传导。据此浙江省生物学科教学指导意见提出基本要求：简述神经系统的重要作用。2．简述神经元及其主要结构。发展要求：说明神经冲动的产生及其在神经纤维上的传导。
三、学习者分析
从落实知识目标来看，高二学生已经具有一定的知识基础。比如：在初中已学过神经系统的有关结构；在必修一中已经学习了细胞的基本结构；在物理课中学习过电位与灵敏电流表的使用。对于通过自主学习能够解决的问题，比如神经调节与体液调节的区别与联系等知识，学生通过课前预习完成相关知识的落实。但本节知识内容涉及微观细胞结构知识，强调生理的动态变化，这些内容比较抽象，学生对这些内容理解相对困难。本节课学习过程中为了使学习者能更好地理解神经冲动在神经纤维上的传导，我们借助了实验和多媒体等直观教学手段辅助教学。
从形成知识体系来看，本节内容对于学习者建构生物学科知识体系、生物学科思维方法的形成、生物学科能力的培养都具有重要作用。所以本节课以学生活动为中心，通过精心设置疑问使知识问题化、问题层次化引导学习者以生物学科思维方式自主构建生物知识体系。
从提升能力来看，学习者已具备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。本节可以引导学习者进行自主、合作与探究、讨论、分析得出兴奋在神经纤维上的传导的过程、特点，从而提升学习者的分析和理解能力。
四、教学目标
知识目标：
1.通过具体实例辨别神经调节与体液调节的区别与联系，能够说出神经调节的作用与主要特点；
2.在回忆神经系统结构的基础上，简述人的神经系统的结构和基本单位；
3.通过观看有关视频内容，说出动作电位与神经冲动的关系，描述神经冲动的产生与传导；
4.通过与同伴讨论和分析，在教师的解释说明下，准确无误地说明神经冲动在神经纤维上传导。
能力目标：
1.通过对神经元模式图分析、坐骨神经腓肠肌标本实验的观察，提升观察能力、发散型思维能力；
2.通过小组合作学习，学会合作并用科学思维方式构建新的知识体系；
3.通过讨论和分析神经冲动在神经纤维上传导进一步提升分析现象解决问题的能力、逻辑思维能力
和表达能力。
情感目标
1.通过学习神经元认同“细胞是生物体结构和功能的基本单位”；逐步形成“系统分析”的思想；
2.通过学习神经冲动的产生与传导能用“生物体结构与功能相统一”的生物学观点解释有关现象；
3.通过实验设计、操作和分析，感悟科学研究中蕴含的科学思想，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；
4.通过理论联系实际，激发学习生命科学的兴趣，养成乐于探索、勤于思考的习惯。
五、教学重点和难点
教学重点：①神经系统的结构及其功能 ②神经冲动的产生与传导，
教学难点：神经冲动的产生和传导
六、课前准备
多媒体课件、蛙坐骨神经腓肠肌标本实验视频
七、教学方法
结合本节教材特点和学习者实际，本节课主要采用引导－探究式教学方法。通过课前预习进行自主学习，结合讲述法、实验法、讨论法等多种教学方法渗透学法指导；运用POWERPOINT多媒体课件、实验等加强直观教学，采用边演示、边讲述、边观察；与学习者讨论相结合通过学习者的独学、合作学、展示等手段，引导学习者一步步达成学习目标。
八、教学过程
1、教学流程图
教师活动 CAI辅助教学 学生活动 师生共同活动
教学过程
教学流程 教师活动 学生活动 教学意图
课题引入 【创设情景】 脑科学是当今生物学研究的一个热点问题，其中神经科学在上个世纪诞生了近20项诺贝尔奖，而生物学家认为21世纪这一领域将会产生更多的诺贝尔奖。而最初的脑科学研究就是从一些简单的动物实验开始的，今天我们就从一个简单的动物实验开始“神经系统的结构与功能”的学习。 学生在教师引领下进入脑科学研究领域，产生强烈的求知欲望。 创设情境，引起学生对神秘的脑科学进一步探究的兴趣和欲望，激发学习思维。
任务一：神经元的结构 通过多媒体展示：蛙坐骨神经-腓肠肌标本，并介绍其结构。引出问题：1.神经系统结构与功能的基本单位是什么？神经元的结构有哪几个部分？神经纤维与神经之间有什么关系？ 分析过程中，边讲解边展示运动神经元结构模式图。 学生借助神经元结构图快速启动知识储备库，回忆相关知识。 复习旧知识，结合神经元结构模式图回顾相关知识，为新知识的学习提供铺垫，同时训练学生的表达能力。
播放实验视频：实验第一步，刺激坐骨神经，腓肠肌发生收缩。 让学生观察蛙坐骨神经受到刺激发生收缩的现象。问题：刺激坐骨神经，为什么腓肠肌发生收缩？这个现象说明什么问题？ 师生分析讨论后小结：神经元接受刺激后产生了神经冲动，并把这个冲动传给了腓肠肌，所以引起腓肠肌的收缩。 边分析边完成板书。播放实验视频：实验第二步，接上灵敏电流计，让学生观察电流计的偏转情况：坐骨神经两端接上电极，将信号传到计算机。提示学生观察未给神经刺激时电流表指针偏转情况。给神经一端一个适宜的电刺激时，电流表指针偏转情况。问题：这个偏转说明了什么问题？ 分析讨论得出结论：神经细胞是一种可兴奋细胞，接受刺激后，产生神经冲动，并沿轴突传出。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。 对实验现象充分展开讨论，引导学生得出结论：神经元接受刺激后产生了神经冲动，并把这个冲动传给了腓肠肌，所以引起腓肠肌的收缩。学生认真观察实验现象，并思考分析所观察到的现象。 通过观察、分析、讨论和交流，能自主的获取知识，加深知识的理解和掌握。通过实验感受科学探究活动，培养获取知识的能力，体验科学的过程和方法，主动搜集和分析各种信息，培养一定的创新精神和实践能力。
任务二：动作电位的产生 过渡设问：运作电位是怎么产生的？转入任务二的学习。问题：动作电位是一种电信号，这种电信号的产生可能会与细胞内什么物质有关？展示：资料一问题：1.这个资料说明了什么问题？ 2.细胞内外离子浓度的不平衡与哪个生理过程有关？这个过程要不要消耗ATP？ 3.离子出入细胞除了主动转运外还有没有别的方式？展示：资料二，并介绍离子通道。过渡：离子通道的发现加速了生物学家对动作电位的产生的研究。展示：动作电位产生过程 结合不同时刻离子通道的开闭情况。师生共同分析动作电位从极化状态到反极化状态再到极化状态的整个过程并完成相应板书内容。视学生情况再次播放实验视频：提示学生注意观察当给神经一个适宜的电刺激时，实验过程中指针的偏转情况。组织学生活动：1.记录不同时刻指针偏转情况 2.分析电极所处的膜电位，及电流方向请一位同学上讲台标注膜电位及电流方向，并对实验中出现的双相电位给出解释。3.用前面1-5号图解释实验中得到的电位的双相变化。 在教师引导下，思考科学研究的一般思路仔细观察数据，与原有知识相结合分析得出结论。结合图示，在教师引导下，完成动作电位产生过程的认知过程。学生认真观察实验现象，思考问题。学生通过观察作图，得出电表的偏转方向、电流的方向并通过小组合作深入分析电位的变化及电流方向。 层层设疑，创造学习的情境。学以致用，通过解决实际的问题，通过问题驱动激发学生积极思考。将动作电位的产生过程与机离整合在一起。步步设疑，完成新知识的构建过程。用新知识去解决实验，实现新知识的巩固，并由此引出新的疑问：动作电位怎么从b点传到c点？
任务三：动作电位的传导 过渡：动作电位怎么从b点传到c点？展示：兴奋在神经纤维上的传导引导学生分析得出：动作电位是以局部电流的形式向前传导的。给出提示：动作电位锋值为40mv，静息电位为-70mv组织学生活动：分析该神经纤维上各位点的膜电位，并将其连成一条曲线。 请一位同学上讲台做图，并对所做的图进行解释。 对学生所作图进行分析，纠错。并与前面的动作电位产生过程图进行对比。 在理解了这个图的基础上，师生共同分析动作电位传导的特点。 结合不同状态膜电位情况，分析神经冲动的传导。通过小组合作，画出整个神经纤维各位点的膜电位情况，并连成一条曲线。仔细观察两条曲线的异同点。 学以致用，通过解决实际的问题加深对所学知识的理解。并形成新知识。通过观察、分析、讨论和交流，能自主的获取知识，加深知识的理解和掌握。
课堂反馈 展示课堂反馈问题 学生思考,师生共同分析 通过练习结果，了解学生对知识的掌握，以便确定下一步的补偿性学习的安排。
小结 帮助学生构建本节知识相关的概念图完成本节内容小结。 在教师引导下完成概念图的填写。 通过小结可以知道是否达到教学目标。通过用概念图进行总结对学生进行学习方法的指导。
教学评价
过程评价：老师通过适当的激励性语言用真情评价学生；
小组合作学习和反馈中进行生生评价、小组评价；
完成本节内容的学习后学习者通过课堂检测进行自我评价。
课后评价：通过课后练习对本课的教学结果进行评价。
十、 板书设计
第二节 神经系统的结构与功能
刺激 神经元 神经冲动 腓肠肌
神经冲动的产生
极化状态： 外正内负 K+外流
刺激 去极化，反极化过程
反极化状态：外负内正 Na+内流
复极化过程
极化状态：外正内负 K+外流
导入新课
展示实验材料，引出任务一
回忆：神经元的结构，完成任务一
介绍实验材料，引出神经元的结构
观察实验、讨论、分析神经元功能、神经冲动与动作电位的关系
展示实验过程
分析、讨论、动作电位的产生，引出任务二
讨论、分析、离子出入细胞的方式
展示资料一、二
分析、讨论动作电位的产生机理，完成任务二
讨论、分析实验过程、引发对动作电位传导的思考。
再次展示实验过程（机动）
分析、讨论动作电位的传导，完成任务三
评价
练习
小结
产生
接受
二、神经冲动的传导
特点：不衰减性
绝缘性
双向性(共20张PPT)
第二节 神经系统的结构与功能
授课：丽水中学 华敏
蛙的坐骨神经——腓肠肌标本
任务一 神经元的结构
运动神经元
胞体
树突
轴突
观察实验
任务二 动作电位的产生
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
注： A- 表示有机负离子
资料一
资料二
上世纪50年代初,霍奇金 和赫克斯利提出了离子通道理论。1984年,霍奇金发现了钠离子通道的分子结构，之后科学界陆续发现了与钠、钾离子出入细胞有关的钾离子通道和钠-钾泵。
钠离子通道
钾离子通道
钠-钾泵
跨膜电位/mv
静息电位
反极化状态
反极化过程
复极化过程
去极化过程
R
钠离子内流
钾离子外流
（极化状态）
观察实验
提醒：红色阴影代表兴奋部位
课堂活动：
1.用“ ”表示指针，画出各时刻指针偏转情况
2.请画出两个电极处膜外电位
①
②
③
④
⑤
3.这是实验记录到的“电位的双相变化”，你能用图①--⑤解释它吗？
任务三 动作电位的传导
提示：动作电位锋值为40mv，静息电位为-70mv
跨膜电位/mv
静息电位（极化状态）
反极化状态
反极化过程
复极化过程
去极化过程
钠离子内流
钾离子外流
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适宜刺激
[课堂反馈] 局部麻醉剂普鲁卡因的作用原理是抑制Na+通道的打开。它阻止的是哪个过程的发生？
[课堂反馈] 下列有关神经冲动的产生与传导的相关叙述中，正确的是
A.在静息状态时没有离子进出神经细胞
B.神经冲动的产生与传导过程中，离子进出细胞均耗能
C.局部电流产生后，可以刺激临近未兴奋部位Na+通道打开
D.神经纤维膜内局部电流传导方向与神经冲动传导方向相反
C
刺激
神经元
接受
神经冲动
极化状态
反极化状态
极化状态
未兴奋部位
传 导
局部电流
产生
刺激
去极化、反极化
复极化
腓肠肌收缩
K+外流
K+外流
Na+内流
？
小结
第二节 神经系统的结构与功能
授课：丽水中学 华敏
