“信息在神經系統中的傳遞”的整體性教學設計

張 燕

(上海市淞浦中學 200941)

1 教學分析

“神經系統中信息的傳遞和調節” 是上海科技版高中生命科學教材第五章的內容。神經調節是動物體生命活動的主要調節方式，在機體的各種調節機制中占主導地位。教學中，通過介紹神經纖維上的神經沖動傳導和突觸上的神經沖動傳遞，解構信息在神經系統中的傳遞過程，是教學的重點和難點。基于在初中生命科學教材中已經涉及反射活動，且學生已學過本章第一節“動物體對外界信息的獲取”，本課的教學可從學生較為熟悉的反射活動出發，將認識神經元、神經沖動在神經元上傳導以及在神經元間的傳遞的學習與反射弧上信息的傳遞有機結合起來，在發現矛盾和探索解決的過程中自然地生成知識，使知識點之間形成連貫性和完整性，以突破教學重難點，達成教學目標。

2 教學目標

2.1 知識與技能目標 區分反射的概念，說出反射弧的組成；說出神經元的組成和功能；簡述神經沖動在神經纖維上和突觸上的傳導方式。

2.2 過程與方法目標 通過比較神經沖動在神經纖維上和突觸上傳導的不同，說明反射弧信息傳遞的單向性。

2.3 情感態度與價值觀目標 認識神經元細胞體的不可修復性，關注運動安全。

3 教學過程

3.1 欣賞運動賽事，導入反射的概念 播放一段奧運會賽事集錦(吸引學生眼球)，指出運動員精準動作背后的生物學支撐：神經系統的調節，引出神經調節的基本方式——反射。讓學生通過概念圖(圖1)學習反射的概念后，對幾組動植物的生理活動是否為反射進行判斷，檢驗對概念的理解。

圖1 反射的概念圖

3.2 觀察“反射弧”，認識神經元的結構，推測神經元功能 反射是如何完成的？讓學生觀看反射活動動畫，引導學生說出，完成一次反射需要“感受器—傳入神經—神經中樞—傳出神經—效應器”五個部分依次傳遞信息，引出反射的結構基礎——反射弧。讓學生通過觀察反射弧的模式圖(圖2)，發現組成反射弧上形態特殊的細胞，并通過進一步放大后認識神經元的構成。教師用手形模擬神經元，加深學生對神經元的記憶。將學生注意力重新引向反射弧模式圖，根據反射弧的信息傳導方向推測其上一個神經元的信息傳導方向：樹突接受并傳入信息，細胞體是神經元營養和代謝的中心，處理和傳遞信息給軸突，軸突將信息傳出。

圖2 反射弧模式圖

3.3 觀察神經纖維上神經沖動的傳導，產生質疑 引導學生觀看神經纖維上信息的傳導過程，輔以設問：①未受刺激時，神經纖維膜內外的離子如何分布？離子分布導致其上的電位如何分布？(明確“靜息電位”的概念)②受到刺激的區域，離子分布發生了什么變化？電位變化如何？(明確“動作電位”“神經沖動”興奮的概念)③電位差形成的局部電流的方向是什么樣的？(明確“生物電”“電信號”的概念，認識生物電在神經纖維上雙向傳導的特點)

在學生的一系列問題討論和回答后，教師抓住學生的最后一個結論“生物電在神經纖維上雙向傳導”質疑學生：該結論與前一教學環節中“樹突→細胞體→軸突”信息傳導方向矛盾嗎？既然神經元上的神經沖動是雙向傳導的,為什么由多個神經元組成的反射弧上信息的傳遞是單向的？將學生的視線從局部拉回整體，對懸而未決的問題產生強烈的好奇心。

3.4 設計探究實驗，關注突觸結構 引入神經科學的實驗方法：電位測量(圖3)，要求學生在反射弧上布置刺激點和測量點，探究神經沖動的傳導方向。由學生分組討論，設計實驗，進行實驗記錄(表1)。通過動畫展示的測量結果，使學生注意到C點不能向B點傳導興奮，進而推測神經元之間的信息傳導是單向的。

圖3 反射弧(局部)上的電位測量

測量點電位變化刺激點1刺激點2ABCD

3.5 觀察突觸上神經沖動的傳遞，解釋反射弧信息傳遞的單向性 教師逐步放大兩個神經元間的結構，由學生通過觀察和閱讀，說出突觸的組成和突觸內各亞顯微結構，教師明確“突觸”“突觸小泡”“神經遞質”“離子通道”“遞質受體”等概念，引起學生對這些結構執行功能的好奇。播放突觸傳遞的動畫，并提出以下問題：①當電信號傳到突觸前膜時，突觸前膜上發生了什么變化？②釋放的神經遞質起到了什么作用？③突觸后膜上的變化是什么？引導學生闡述突觸傳遞的過程，說明突觸單向傳遞的原因。最后，由學生列表比較神經沖動在神經纖維和突觸上的傳導，并據此解釋反射弧信息單向傳遞的原因。

3.6 運動傷害案例解析，關注運動安全，加強自我保護 以某著名運動員為例，回到運動的話題：神經系統調節下的運動雖然精彩，但不當的運動會造成很大的損傷。引導學生閱讀教材廣角鏡，了解“為什么神經系統受損的患者很難康復”，以及神經元受損對身體的傷害，交流如何在運動中進行自我保護。

4 教學反思

本課教學中，將研究信息的局部傳導放在反射弧上信息傳導的背景下進行，使學生的學習視野不因為對細節的關注而失去全局觀。離體神經纖維上的信息傳導和反射弧上的信息傳遞，兩者之間的相輔相成以及“矛盾”之處，形成局部與整體相統一的生物學思想。要使學生對神經系統的信息傳遞產生清晰的認識，有賴于在教學中對生物學整體性思想的滲透和落實。