神经元简易模型的制作与利用*

王乃平 王梓皓

（1 泰州市姜堰区南苑学校 江苏泰州 225500 2 中国药科大学药学院 江苏南京 211198）

在初中阶段“神经系统组成”的教学中，从微观到宏观所涉及的结构具有“名称多、不可见、关系复杂”等特点，加之学生先前知识匮乏、教师教学以讲授为主，使得学生认知负荷较大，难以自我构建神经系统概念体系。 而即便利用橡皮泥制作神经元及神经纤维结构模型， 也只是突破了个别微观结构的感性认知， 对由其衍生的相关结构的可视化模型不具操作性。 笔者通过相关认知负荷的优化，有效降低了学习的难度。 具体做法是：利用原子球棍模型为主材料， 组织学生制作神经元简易模型， 同时通过该模型逐步组装模拟相关结构和阐释其“一般概念”，以期呈现相关结构（概念）关系“可视化、简单化”的特点，并借助概念图的绘制，学生自我构建“神经元是构成神经系统结构与功能的基本单位”的概念体系。

表1 神经元及相关模型制作中材料对应的结构名称

1 神经元简易模型制作

参照教材中神经元的结构模式图， 选择表1相应材料，组装成神经元模型（图1）。 该模型可演示神经元胞体、树突、轴突、神经末梢等结构之间的关系，同时解释：神经元的结构包括细胞体和突起，突起由多个短的树突和一条长的轴突组成，轴突的末端是神经末梢。 神经系统是由数以亿计的神经元组成的，各个神经元通过突起互相连接［1］。

图1 神经元的结构模型

图2 （神经元及）神经纤维的结构模型

2 神经元模型的利用

2.1 组装“神经纤维”模型并解释 在铜芯线上套上几段相连的塑料管（模拟髓鞘），组装“神经纤维”的模型（如图2 中的标识）。 该模型可以演示“轴突”“髓鞘”“神经纤维”之间的关系，同时解释：轴突（或长的树突）及外面套着的髓鞘组成的结构称为神经纤维［2］。

2.2 组装“神经”模型并解释 将多个图2 模型收集后，神经纤维部位积聚成束，在“神经纤维”外裹一层白色面纸（模拟结缔组织膜），这样组成的结构就是“神经”（如图3 中的标识）。 该模型可以演示“神经纤维”与“神经”之间的关系，神经有长有短，也可以调整神经纤维的长度模拟表示，并可以解释：许多神经纤维集合成束（外面裹着结缔组织膜）就形成神经。 由脑和脊髓所发出的神经包括脑神经和脊神经，组成神经系统的周围部分。 脑和脊髓通过这些神经调节人体各部分的生理活动［3］。

图3 神经的结构模型

图4 脑和脊髓中灰 质和白质的结构模型

图5 神经中枢的 结构模型

2.3 组装“灰质”和“白质”模型并解释 将不同小组制作的图2 模型收集在一起，“细胞体”聚合在一起，“神经纤维”聚合在一起。 细胞体汇集的部位模拟的结构为“灰质”，而神经纤维汇集所形成的结构模拟的是“白质”（如图4 中的标识）。 该模型可演示“细胞体与灰质”“神经纤维与白质”“灰质、白质与脑和脊髓”的关系，同时解释：脑和脊髓主要由灰质和白质组成， 而构成灰质的部位主要是神经元细胞体及外围的树突汇集的部位。白质是由许多神经纤维汇集的部位，色泽亮白。大脑表面为灰质，内为白质；而脊髓的灰质在内，白质围在灰质周围。

2.4 组装“神经中枢”模型并解释 将图2 中相同颜色的原子模型集中在一起，模拟的结构为“神经中枢”。 再将不同色块组合在一起，不同色块分别模拟不同的“神经中枢”（如图5 中的标识）。 该模型可以演示“神经元胞体与神经中枢”“神经中枢与灰质”之间的关系，同时可以解释：在大脑皮质或脊髓灰质中， 一些功能相同的神经元细胞体汇集在一起， 调节人体某一项相应的生理活动的结构叫神经中枢。 认识这一结构是理解大脑皮质具有不同的功能分区， 或者脊髓中含有某些低级神经中枢， 同时也是为反射的结构基础——反射弧的学习打好基础， 也有助于理解不同区域神经中枢的损伤会产生相应的功能性影响。

3 构建“神经元——神经系统”的生物学概念体系

以上模型构建及组装和解释， 帮助学生理清了神经元胞体，树突，轴突、神经纤维、神经末梢、髓鞘、神经（脑神经、脊神经）、灰质、白质、神经中枢、脑和脊髓等多个生物学概念之间的相互关系。在模型基础上，学生借助概念图的绘制，可顺利构建“神经元是神经系统结构和功能的基本单位”这一核心概念体系（图6）。

图6 神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位

4 模型的特点、使用方法及效果分析

4.1 模型特点 取材容易，制作简单，形象直观，使用方便，可重复使用，性能稳定。

4.2 使用方法 课前将一组材料分装在一信封内，表面粘贴表1 的相关信息，便于学生熟悉材料所模拟的相应结构。全班可分为4 个大组，每组再分为4～6 个小组， 每小组分别组装 “神经元”与“神经纤维”的结构模型，每个大组一起可以模拟“神经”的结构模型，4 个大组集中可以模拟“灰质”“白质”“神经中枢”等结构。

在学生进行模型的制作与组装、 概念图绘制以后，教师需要特别强调以下内容：神经系统是一个复杂的系统，不是简单的神经元的聚集，神经元通过突触相互联系在一起的； 其次神经中枢中也不只是由神经元组成，还有各种神经胶质细胞、血管等共同构成神经中枢和神经系统， 从而帮助学生对神经系统的组成建立起一个更加科学、全面、系统的认知。

4.3 效果分析 该模型的逐步组装和解释,符合从微观到宏观、从抽象到具体、从个体到整体的认知观，有效化难为易、化繁为简。 通过教学实践，发现学生主体参与意识增强，动手与思维活跃，概念体系自我构建的正确率高,知识正确掌握的持效性长。