神經元簡易模型的制作與利用*

王乃平 王梓皓

（1 泰州市姜堰區南苑學校 江蘇泰州 225500 2 中國藥科大學藥學院 江蘇南京 211198）

在初中階段“神經系統組成”的教學中，從微觀到宏觀所涉及的結構具有“名稱多、不可見、關系復雜”等特點，加之學生先前知識匱乏、教師教學以講授為主，使得學生認知負荷較大，難以自我構建神經系統概念體系。 而即便利用橡皮泥制作神經元及神經纖維結構模型， 也只是突破了個別微觀結構的感性認知， 對由其衍生的相關結構的可視化模型不具操作性。 筆者通過相關認知負荷的優化，有效降低了學習的難度。 具體做法是：利用原子球棍模型為主材料， 組織學生制作神經元簡易模型， 同時通過該模型逐步組裝模擬相關結構和闡釋其“一般概念”，以期呈現相關結構（概念）關系“可視化、簡單化”的特點，并借助概念圖的繪制，學生自我構建“神經元是構成神經系統結構與功能的基本單位”的概念體系。

表1 神經元及相關模型制作中材料對應的結構名稱

1 神經元簡易模型制作

參照教材中神經元的結構模式圖， 選擇表1相應材料，組裝成神經元模型（圖1）。 該模型可演示神經元胞體、樹突、軸突、神經末梢等結構之間的關系，同時解釋：神經元的結構包括細胞體和突起，突起由多個短的樹突和一條長的軸突組成，軸突的末端是神經末梢。 神經系統是由數以億計的神經元組成的，各個神經元通過突起互相連接［1］。

圖1 神經元的結構模型

圖2 （神經元及）神經纖維的結構模型

2 神經元模型的利用

2.1 組裝“神經纖維”模型并解釋 在銅芯線上套上幾段相連的塑料管（模擬髓鞘），組裝“神經纖維”的模型（如圖2 中的標識）。 該模型可以演示“軸突”“髓鞘”“神經纖維”之間的關系，同時解釋：軸突（或長的樹突）及外面套著的髓鞘組成的結構稱為神經纖維［2］。

2.2 組裝“神經”模型并解釋 將多個圖2 模型收集后，神經纖維部位積聚成束，在“神經纖維”外裹一層白色面紙（模擬結締組織膜），這樣組成的結構就是“神經”（如圖3 中的標識）。 該模型可以演示“神經纖維”與“神經”之間的關系，神經有長有短，也可以調整神經纖維的長度模擬表示，并可以解釋：許多神經纖維集合成束（外面裹著結締組織膜）就形成神經。 由腦和脊髓所發出的神經包括腦神經和脊神經，組成神經系統的周圍部分。 腦和脊髓通過這些神經調節人體各部分的生理活動［3］。

圖3 神經的結構模型

圖4 腦和脊髓中灰 質和白質的結構模型

圖5 神經中樞的 結構模型

2.3 組裝“灰質”和“白質”模型并解釋 將不同小組制作的圖2 模型收集在一起，“細胞體”聚合在一起，“神經纖維”聚合在一起。 細胞體匯集的部位模擬的結構為“灰質”，而神經纖維匯集所形成的結構模擬的是“白質”（如圖4 中的標識）。 該模型可演示“細胞體與灰質”“神經纖維與白質”“灰質、白質與腦和脊髓”的關系，同時解釋：腦和脊髓主要由灰質和白質組成， 而構成灰質的部位主要是神經元細胞體及外圍的樹突匯集的部位。白質是由許多神經纖維匯集的部位，色澤亮白。大腦表面為灰質，內為白質；而脊髓的灰質在內，白質圍在灰質周圍。

2.4 組裝“神經中樞”模型并解釋 將圖2 中相同顏色的原子模型集中在一起，模擬的結構為“神經中樞”。 再將不同色塊組合在一起，不同色塊分別模擬不同的“神經中樞”（如圖5 中的標識）。 該模型可以演示“神經元胞體與神經中樞”“神經中樞與灰質”之間的關系，同時可以解釋：在大腦皮質或脊髓灰質中， 一些功能相同的神經元細胞體匯集在一起， 調節人體某一項相應的生理活動的結構叫神經中樞。 認識這一結構是理解大腦皮質具有不同的功能分區， 或者脊髓中含有某些低級神經中樞， 同時也是為反射的結構基礎——反射弧的學習打好基礎， 也有助于理解不同區域神經中樞的損傷會產生相應的功能性影響。

3 構建“神經元——神經系統”的生物學概念體系

以上模型構建及組裝和解釋， 幫助學生理清了神經元胞體，樹突，軸突、神經纖維、神經末梢、髓鞘、神經（腦神經、脊神經）、灰質、白質、神經中樞、腦和脊髓等多個生物學概念之間的相互關系。在模型基礎上，學生借助概念圖的繪制，可順利構建“神經元是神經系統結構和功能的基本單位”這一核心概念體系（圖6）。

圖6 神經元是構成神經系統結構和功能的基本單位

4 模型的特點、使用方法及效果分析

4.1 模型特點 取材容易，制作簡單，形象直觀，使用方便，可重復使用，性能穩定。

4.2 使用方法 課前將一組材料分裝在一信封內，表面粘貼表1 的相關信息，便于學生熟悉材料所模擬的相應結構。全班可分為4 個大組，每組再分為4～6 個小組， 每小組分別組裝 “神經元”與“神經纖維”的結構模型，每個大組一起可以模擬“神經”的結構模型，4 個大組集中可以模擬“灰質”“白質”“神經中樞”等結構。

在學生進行模型的制作與組裝、 概念圖繪制以后，教師需要特別強調以下內容：神經系統是一個復雜的系統，不是簡單的神經元的聚集，神經元通過突觸相互聯系在一起的； 其次神經中樞中也不只是由神經元組成，還有各種神經膠質細胞、血管等共同構成神經中樞和神經系統， 從而幫助學生對神經系統的組成建立起一個更加科學、全面、系統的認知。

4.3 效果分析 該模型的逐步組裝和解釋,符合從微觀到宏觀、從抽象到具體、從個體到整體的認知觀，有效化難為易、化繁為簡。 通過教學實踐，發現學生主體參與意識增強，動手與思維活躍，概念體系自我構建的正確率高,知識正確掌握的持效性長。