神经系统的结构与功能教学设计

一、课题设计思想： 1．指导思想和理论依据

“一切为了每一个学生的发展”是教育教学的核心理念，生物新课程标准当中也把“面向全体学生，培养生物科学素养，倡导探究性学习，注重与现实生活联系”作为学科教学的核心理念。本课题的设计即围绕这一理念，同时也将建构主义理论中‘学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程’作为设计的指导思想。力求通过实验探究、交互动画探究、模型分析等过程循序渐进地帮助学生搭建起学习体系，激发出学习兴趣，提升生物科学素养。

2．设计特色

（1）本课题的设计在内容上从感性的、整体的、宏观的实验过渡到局部的、微观的交互动画，最后深入到理性的模型分析，知识体系构建循序渐进。

（2）采用了从自主探究-小组合作探究-组间互助探究的逐层深入的探究形式。

二、教学分析 1．教材分析

（1）知识结构分析：本课题内容为神经系统的结构与功能的第一课时部分，该部分教材简述了神经系统的重要作用，神经元的结构和基本特性，神经冲动的产生和在神经纤维上的传导，教学内容微观、抽象，对学生的逻辑思维能力要求较高。是后面神经冲动传递和反射学习的重要基础。

（2）教学重点：神经元的结构及基本特性；神经冲动的产生和传导 （3）教学难点：神经冲动的产生和传导

2．学情分析

本课题教学对象为高二学生，学生已经具备一定的生物科学素养并在初中对神经系统的结构有了初步的认识，但是由于该部分概念较多且较为抽象，学生的独立探究、逻辑推理能力仍然较弱，所以学习难度较高；但另一方面，高二学生对生物学习兴趣、观察能力和形象思维能力都较强，所以本节内容的学习，必须借助学生已有的知识和宏观的实验现象，引导学生从感性到理性，从宏观到微观，从现象到本质进行渐进的探究，同时借助小组合作探究、组间互助探究以及教师启发最终实现教学目标的完全达成。

三、教学目标 1．知识目标

（1）通过神经元结构分析及刺激蛙坐骨神经-腓肠肌实验探究，能简述神经元的结构和基本特性。

（2）通过操作交互动画和小组合作探究，能说出静息电位、动作电位，并解释产生原因。

（3）通过小组交流、组间互助，能根据动作电位曲线模型，正确说出每段曲线变化的原因。

（4）通过动画分析，能描述神经冲动的传导。

2．能力目标

（1）通过蛙坐骨神经-腓肠肌的学生演示实验，能提高实验操作能力、观察能力、逻辑

推理能力，并能用语言准确表述现象及原因。

（2）通过自主探究、小组探究和组间互助探究，能加强探究能力和互助协作能力。 （3）通过动作电位曲线模型分析，能提高识图能力、图文转换能力。

3．情感态度价值观目标

（1）通过小组合作探究，能积极参与并建立学习中的合作意识和团队精神。 （2）通过个体探究、组内修正、组间补充的方式解读曲线模型，能养成严谨的、科学

的学习态度。

四、教学策略与手段 1．教学模式及策略

本节课主要采用了问题解决为中心的探究式教学的模式，在教学上采用了生成性、启发性、合作性、鼓励性的教学策略。教学中设计了实验、交互动画、模型分析等多种探究活动，设计了从自主探究到小组合作探究，再到组间互助探究的多层次探究形式，学生在探究中能够自主生成、构建起知识体系。

2．教学方法

实验探究法、交互动画探究法、曲线模型分析法、启发式教学法。

3．教学准备

多媒体课件、蛙坐骨神经-腓肠肌标本及相关实验设备、动作电位曲线坐标系

4．课时安排

1课时

五、教学过程

教学内容 导入新课 教师活动 引导同桌之间完成相互“打手”的游戏，并依次提出问题： （1）谁反应快一些？ （2）这么快的反应是机体的哪个系统调节的结果呢？ 学生活动 同桌之间完成通过假动作来迷惑对方，然后以迅雷不及掩耳之势击中对方手背的游戏，然后回答问题： （1）略 （2）神经系统。 设计意图 创设情境，引入新课，充分调动出学生学习积极性。 小结并过渡：神经系统是动物体中调节生命活动的最重要的一个系统，那么组成这个系统的基本单位是什么呢？ 神经元是构成人神经系统的基本单位 呈现图片：神经元的结构示意图。 认真观察示意图 提出问题：神经元由几部分构成？每个部分有什么样的特点？ 回答问题：由细胞体（有核部分）、树突（短而多）和轴突（长但只一条）。 学生能提高观察能力和识图能力 通过直观的演示实验，学生能自主探究出神经元的基本特性。能提高实验操作能力、观察能力、逻辑展示：蛙坐骨神经-腓肠肌标本。 引导学生演示实验并投影： 仔细观察标本了解标本中的神经和肌肉 两名学生做演示实验。其他（1）刺激腓肠肌，观察标本变化 同学通过投影仪观察： （2）刺激神经，观察标本变化 提出问题： ①两个实验有什么相同点？ ②你能推测出神经元有什么特性吗？ 回答问题： ①刺激肌肉，肌肉收缩，刺激神经，肌肉也收缩； ②神经元接受刺激后能产生某种变化，并能把这种变化传导到肌肉，使肌肉收缩 推理和语言表达能力。 小结并过渡：神经元和肌肉一样，都在受到刺激后发生了某种反应，所以都是可兴奋细胞，而神经元的基本特性是在受到刺激后会产生神经冲动并沿轴突传送出去。那什么是神经冲动呢？刺激以后神经元上到底发生了什么变化呢？ 神 经 冲 动 的 产 生 （1） 静息 电位 的测 定及 成因 引导学生完成交互动画实验1：测定蛙坐骨神经细胞膜外表面各点间电位差 提问：说明什么问题？ 引导学生完成交互动画实验2：测定蛙坐骨神经细胞膜内外表面间的电位差 提问：说明什么问题？ 教师点拔：通过实验，我们发现膜外面电位高于膜内。经过科学家测定发现处于静息状态时膜外带正电，膜内带负电，膜处于一种极化状态。为什么会出现这样的现象呢？ 补充细胞膜内外离子分布情况表并播放动画：静息电位的形成原因flash动画（2次） 学生利用鼠标移动电极，将电极放在神经细胞膜外表面任意两点，并观察电流表指针的变化。 回答问题：说明膜外各点电位相等。 学生利用鼠标将电极一极放在神经细胞膜外表面，另一极放在相应位置的内表面，并观察电流表指针的变化。 回答问题：说明膜内外存在设置交互动画，克服了演示实验指针偏转难以观察的弊端，学生能提高学习兴趣。 学生直观的感知神经细胞膜内外电位差，为静息电位提出作好铺垫。 电位差，且膜外高于膜内。 理解膜的极化状态 观看动画 学生对现象的直观观察配合上教师的点拔使学生的认识从感性上升到理性。 利用动画放大微观的变化。 合作探究巧妙化解教学难点，学生建立起学习中的合作意识和团队精神。 指导小组合作探究：静息电位的形成原因 引导学生小结成因。 小组成员之间结合动画内容和教材内容讨论静息电位的形成原因 小结成因 引导学生完成交互动画实验3：受到刺激时膜内外的电位差测定。 学生在静息测定基础上利用鼠标设置电极刺激，刺激神经细胞的检测位点，并观察电流表指针的变化。 直观呈现出被刺激后的电位变化。 （2） 动作 电位 的测 定及 成因 提出问题：观察到了什么现象？ 引导学生提出电位变化的假设。 引导小组讨论可能的成因 播放动画：动作电位形成的原因动画，并请同学解说。 小结并过渡：神经元静息时由于钾离子外流，导致膜外正内负；当神经元受刺激后由于钠离子内流，导致外负内正。最后钾离子的外流使电位在极短的时间内又恢复静息状态。那么我们能不能用一种直观的方法表现出这一变化过程呢？ 回答问题：指针反向偏转。 学生能提出可能的假设：膜外电位低于膜内或膜外负内正。 小组讨论 由同学依据动画内容进行配音解说。 问题、作出假设、分析问题和解决问题，得到多种能力锻炼。 反思膜的变化。 学生在坐标中尝试对曲线进行分析，并以组为单位进行讨论。 部分小组代表分析曲线，其他小组对其评价，进一步修正。 理清膜的电位变化过程，为动作电位曲线的构建打好基础。 学生的图文转换能力和逻辑思维能力进一步提高。 通过个体探究、组内修正、组间补充的方式理解曲线模型，学生形成科学的学习态度。 （3） 呈现动作电位曲线模型 动作 电位 曲线 模型 构建 引导各组分析曲线模型各段变化及原因 引导组间进行评价、补充 引导学生分析去极化过程、反极化过程、复极化过程及离子的相关运动，得出神经冲动的概念。 小结并过渡：神经细胞在受到刺激后产生了神经冲动，而这种冲动最终能够传到肌肉，引起肌肉收缩。那么神经冲动是如何在神经纤维上传导的呢？ 神经冲动的传导 展示：动作电位传导图。 引导学生分析：兴奋部位与未兴奋部位间的局部电流的形成。 播放动画：动作电位传导的flash动画。 提出问题： （1）在神经纤维上，神经冲动以什么形式传导？ （2）分析传导方向？ 小结 观察、分析图形 独立画出膜内外的局部电流流向 观看动画 回答问题： （1）局部电流 （2）双向性 直观呈现出兴奋部位和未兴奋部位之间的电位分布情况。 学生借助物理学习基础进行分析，提高综合运用多学科知识的能力。 学生分析问题、解决问题的能力进一步提升。 引导和帮助学生理清知识体系。 巩固本节课所学内容，帮助学生获得知识的运用能力和知识迁移能力。 教师点拔：神经冲动传导的特性。 理解相关内容 引导学生小结本节内容。 学生反思、归纳、总结。 并表扬合作学习，鼓励探究精神。 1．当神经细胞处于极化状态和反极化状态时，细胞膜内外的电位分别是（ ） A．内正外负，内负外正 B．内负外正，内正外负 C．内负外正，内负外正 D．内正外负，内正外负 2．下列说法错误的是（ ） A 静息时，无离子进出神经元 B．去极化过程中钠离子内流，复极化过程中钾离子外流 C．复极化中钾离子外流不耗能 D．神经冲动传导具有双向性 分析并回答相应问题： 1．B 2．A 课堂 练习 板书 设计 神经系统的结构和功能 一、神经元是构成人神经系统的基本单位 1．结构：胞体、树突、轴突 2．基本特性：可兴奋性（接受刺激产生神经冲动并沿轴突传送出去） 二、神经冲动的产生 1．静息时：电位： 外正内负（极化状态） 成因：①膜内钾离子高于膜外，钠离子低于膜外， ②膜对钾离子通透性大于对钠离子通透性。 2．刺激时：电位： 外负内正（反极化状态） 成因：钠离子通道开放，钠离子内流。 3．神经冲动（动作电位）： 三、神经冲动的传导 1．传导形式：局部电流 2．传导方向：双向 3．传导特点：不衰减性、双向性、绝缘性 六、作业设计（略） 七、反思及问题研讨

本节课主要采用个体、小组、组间多种形式的探究式教学，也尝试运用了实验、交互动画、模型分析等多种探究式教学手段。能够科学的、有效的达成教学的三维目标，也契合了新课程的教学理念。教学中发现交互动画可以将起到模拟实验的作用，既节省实验材料，又能很直观的呈现现象，能有效化解教学的难点，教学中也发现学生的参与度很高，兴趣很浓厚。但是交互动画对电脑的依赖性较高，在生物学教学中是否能完全替代实验操作的作用呢？存在哪些弊端？这一问题需要教学中进一步比较尝试；此外，动作电位的去极化、反极化和复极化过程十分抽象，本课题采用了动画播放的方法予以突破，虽然能够帮助学生理解，但是离子的分布及数量变化对少部分同学来说仍旧较为抽象，所以需要在今后的教学中进一步钻研使其更加宏观化。