“信息在神经系统中的传递”的整体性教学设计

张 燕

(上海市淞浦中学 200941)

1 教学分析

“神经系统中信息的传递和调节” 是上海科技版高中生命科学教材第五章的内容。神经调节是动物体生命活动的主要调节方式，在机体的各种调节机制中占主导地位。教学中，通过介绍神经纤维上的神经冲动传导和突触上的神经冲动传递，解构信息在神经系统中的传递过程，是教学的重点和难点。基于在初中生命科学教材中已经涉及反射活动，且学生已学过本章第一节“动物体对外界信息的获取”，本课的教学可从学生较为熟悉的反射活动出发，将认识神经元、神经冲动在神经元上传导以及在神经元间的传递的学习与反射弧上信息的传递有机结合起来，在发现矛盾和探索解决的过程中自然地生成知识，使知识点之间形成连贯性和完整性，以突破教学重难点，达成教学目标。

2 教学目标

2.1 知识与技能目标 区分反射的概念，说出反射弧的组成；说出神经元的组成和功能；简述神经冲动在神经纤维上和突触上的传导方式。

2.2 过程与方法目标 通过比较神经冲动在神经纤维上和突触上传导的不同，说明反射弧信息传递的单向性。

2.3 情感态度与价值观目标 认识神经元细胞体的不可修复性，关注运动安全。

3 教学过程

3.1 欣赏运动赛事，导入反射的概念 播放一段奥运会赛事集锦(吸引学生眼球)，指出运动员精准动作背后的生物学支撑：神经系统的调节，引出神经调节的基本方式——反射。让学生通过概念图(图1)学习反射的概念后，对几组动植物的生理活动是否为反射进行判断，检验对概念的理解。

图1 反射的概念图

3.2 观察“反射弧”，认识神经元的结构，推测神经元功能 反射是如何完成的？让学生观看反射活动动画，引导学生说出，完成一次反射需要“感受器—传入神经—神经中枢—传出神经—效应器”五个部分依次传递信息，引出反射的结构基础——反射弧。让学生通过观察反射弧的模式图(图2)，发现组成反射弧上形态特殊的细胞，并通过进一步放大后认识神经元的构成。教师用手形模拟神经元，加深学生对神经元的记忆。将学生注意力重新引向反射弧模式图，根据反射弧的信息传导方向推测其上一个神经元的信息传导方向：树突接受并传入信息，细胞体是神经元营养和代谢的中心，处理和传递信息给轴突，轴突将信息传出。

图2 反射弧模式图

3.3 观察神经纤维上神经冲动的传导，产生质疑 引导学生观看神经纤维上信息的传导过程，辅以设问：①未受刺激时，神经纤维膜内外的离子如何分布？离子分布导致其上的电位如何分布？(明确“静息电位”的概念)②受到刺激的区域，离子分布发生了什么变化？电位变化如何？(明确“动作电位”“神经冲动”兴奋的概念)③电位差形成的局部电流的方向是什么样的？(明确“生物电”“电信号”的概念，认识生物电在神经纤维上双向传导的特点)

在学生的一系列问题讨论和回答后，教师抓住学生的最后一个结论“生物电在神经纤维上双向传导”质疑学生：该结论与前一教学环节中“树突→细胞体→轴突”信息传导方向矛盾吗？既然神经元上的神经冲动是双向传导的,为什么由多个神经元组成的反射弧上信息的传递是单向的？将学生的视线从局部拉回整体，对悬而未决的问题产生强烈的好奇心。

3.4 设计探究实验，关注突触结构 引入神经科学的实验方法：电位测量(图3)，要求学生在反射弧上布置刺激点和测量点，探究神经冲动的传导方向。由学生分组讨论，设计实验，进行实验记录(表1)。通过动画展示的测量结果，使学生注意到C点不能向B点传导兴奋，进而推测神经元之间的信息传导是单向的。

图3 反射弧(局部)上的电位测量

测量点电位变化刺激点1刺激点2ABCD

3.5 观察突触上神经冲动的传递，解释反射弧信息传递的单向性 教师逐步放大两个神经元间的结构，由学生通过观察和阅读，说出突触的组成和突触内各亚显微结构，教师明确“突触”“突触小泡”“神经递质”“离子通道”“递质受体”等概念，引起学生对这些结构执行功能的好奇。播放突触传递的动画，并提出以下问题：①当电信号传到突触前膜时，突触前膜上发生了什么变化？②释放的神经递质起到了什么作用？③突触后膜上的变化是什么？引导学生阐述突触传递的过程，说明突触单向传递的原因。最后，由学生列表比较神经冲动在神经纤维和突触上的传导，并据此解释反射弧信息单向传递的原因。

3.6 运动伤害案例解析，关注运动安全，加强自我保护 以某著名运动员为例，回到运动的话题：神经系统调节下的运动虽然精彩，但不当的运动会造成很大的损伤。引导学生阅读教材广角镜，了解“为什么神经系统受损的患者很难康复”，以及神经元受损对身体的伤害，交流如何在运动中进行自我保护。

4 教学反思

本课教学中，将研究信息的局部传导放在反射弧上信息传导的背景下进行，使学生的学习视野不因为对细节的关注而失去全局观。离体神经纤维上的信息传导和反射弧上的信息传递，两者之间的相辅相成以及“矛盾”之处，形成局部与整体相统一的生物学思想。要使学生对神经系统的信息传递产生清晰的认识，有赖于在教学中对生物学整体性思想的渗透和落实。