摘要 以引入新课、温故知新、推理探究 、归纳总结四个环节为教学主线，通过多种方法温故知新，通过实验探究、体验探究、小组合作探究构建兴奋传导模型，有效落实三维目标
关键词 反射 反射弧 兴奋传导 教学设计
1 教材分析
人教版高中生物必修3《稳态与环境》第2章第1节“通过神经系统的调节” （第一课时）的内容包括神经调节的结构基础和反射，兴奋在神经纤维上的传导两部分内容。生物各个器官、系统的协调统一，内环境稳态的维持，以及对外界刺激作出反应，神经调节发挥着主要作用。学好本节内容对于理解生命系统的调节机制以及认识个体层次生命的整体性有着重要作用，同时又是学生以后学习“人脑的高级功能”“神经调节与体液调节的关系”必不可少的内容之一。学生在初中已经学习了反射、反射弧、神经元等知识，但认识尚浅，停留在举例水平，没有对概念的准确认识。教师要调动学生已有的知识基础，设置情境，提出问题，促使学生自主构建概念。兴奋在神经纤维上的传导内容抽象复杂，既是本节的教学重点又是教学难点，若采用传统的“授-受”式教学模式，不利于调动学生的积极性，可以将这部分知识还原到科学史的研究背景中去，通过小组合作学习，实验探究主动完成模型的构建；再通过学生动手制作展板模型、演示展板模型，直观认知知识的本质。
2 教学目标
2.1 知识目标 概述神经调节的结构基础和反射；说明兴奋在神经纤维上的传导。
2.2 能力目标 通过分析兴奋传导的动态过程，培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。
2.3 情感、态度、价值观目标 通过实验探究，使学生明确科学的发展离不开实验材料的选择和实验技术的进步，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。
3 课前准备 小组合作制作展板模型：（1）材料：废纸板、图钉、剪刀 、彩笔（2）制作方法：剪约B4纸大小的废纸板代表细胞，用彩笔在纸壳上划线代表细胞膜；剪若干小长方形硬纸（或小哑铃型），两侧标上“ 、-”，其上下转动代表细胞内外的电位变化；用图钉把小长方形硬纸钉在粗线上，硬纸片间距离不要太近，否则影响转动；剪箭头钉在B4 纸板的上方，箭头偏转方向表示电流方向。
图1 展板模型示意图
4 教学过程
4.1 环节一：引入新课 两个同学配合，测试反应速度：学生甲手拿一元纸币窄的一边，学生乙拇指和食指放在纸币中间不接触纸币，学生甲迅速放开纸币，同时学生乙用手指夹纸币，看能否夹住。游戏结果是有的学生能夹住纸币，有的同学说不能夹住。教师告诉学生如果操作正确，游戏的结果是夹不住纸币。因为夹纸币的过程主要通过神经调节完成，一元纸币长度是13厘米，一半是6.5厘米,纸币下落的时间短于人体条件反射时间。
设计意图：导入新课，使学生带着兴趣主动地参与到神经调节过程的学习中。
4.2 环节二：温故知新
4.2.1 分析视频实验，自主构建反射概念 播放录像1：“将脊蛙（去脑留脊髓）的左后肢最长趾浸入0.5%的稀盐酸中，左后肢出现屈腿反射”。提出问题（1）这是什么现象？你还能再举几个反射的例子吗？播放录像2：用解剖针捣毁脊蛙的脊髓，再将左后肢最长趾浸入0.5%的稀盐酸，左后肢不出现屈腿反射。提出问题（2）两个实验前后对照，说明什么问题？（3）针刺人的手指感到了疼痛，属于反射吗？（4）什么是反射？请你给反射下定义。（5）播放录像3“用锌铜弓刺激蛙坐骨神经腓肠肌标本的坐骨神经，蛙腓肠肌收缩”。这种现象属于反射吗？（6）触摸含羞草小叶合拢，这种现象是反射吗？
设计意图：对问题（1）（2）（3）的分析，使学生明确反射的要素，为学生主动构建反射概念奠定基础。学生给反射下定义，能锻炼学生抽象概括和表达能力。对（5）（6）的分析能促进学生对概念本质的理解。
4.2.2 承上启下理解反射弧 提出问题（1）反射的结构基础是什么？(2)反射由哪几部分组成？动画演示反射弧组成，让学生依次识别反射弧的五部分，分析其功能。（3）播放录像：“用剪刀剪掉脊蛙左后肢最长趾的皮肤，将左后肢最长趾和右后肢最长趾分别浸入0.5%的稀盐酸，左后肢没有反应，右后肢出现屈腿反射。”通过实验你可以得出什么结论？（感受器被破坏，不能完成反射。反射的发生时反射弧必须完整）(4) 对照神经系统图片、反射弧图片分析高位截瘫的人为何不能走路？是否有感觉？并适时对学生进行健康安全教育。
4.3 环节三：推理探究
4.3.1 任务驱动法，类比法理解神经纤维概念 兴奋在反射弧中的传导不仅涉及兴奋在细胞间的传递，还有兴奋在神经纤维上的传导过程。什么是神经纤维呢？神经纤维与神经元是什么关系？给学生两个任务。任务1：观察神经元图片，寻找神经纤维。任务2：进行头脑风暴，充分发挥自己的想象力，如果把人的手臂比作神经元，手臂的各个部分相当于神经元的哪部分？大家争先恐后，气氛热烈，最后达成共识：手掌相当于神经元的细胞体，五指相当于树突，胳膊代表轴突，衣服代表髓鞘，衣服加上胳膊，代表神经纤维。总结：突起 髓鞘=神经纤维，几条神经纤维 膜=一条神经
设计意图：用两个任务调动学生学习积极性，用类比法构建神经元的物理模型，使抽象的结构具体化，加深对概念的理解，培养学生观察能力和想象能力。
4.3.2实验探究，初步感知兴奋在神经上传导过程 导言：兴奋在神经纤维上的传导速度极快，缩手反射的时间不足0.5毫秒，兴奋在神经纤维上是以什么形式传导的？学生根据快速的特点容易联想到生物电现象。真的会有电现象吗？教师介绍灵敏电位计—指针向电位低的方向偏转，蛙的坐骨神经（图片）、微电极这些实验材料，请学生分析图2科学家的实验可以得出什么结论？教师还可以根据学生情况启发学生分析兴奋传到b点之前、到达b点、到达c点、超过c点，电位计指针结果分别说明什么？
图2 神经表面电位差示意图
通过分析学生认识到：兴奋以电信号的形式沿神经传导，兴奋部位电位低，兴奋过后电位可以恢复，兴奋的过程是依次产生“负电位”的过程。
4.3.3 静息电位及形成原理的探究 神经表面记录的负电位是许多神经纤维活动的总和。要揭示神经冲动产生和传导的机理最好能在单根神经纤维上记录电变化，但是神经纤维很细，很难测量。直到1936年英国解剖学家找到了一个理想的试验材料—枪乌贼的巨大神经纤维（图片），具有直径可达1mm的轴突;1939年微电极（图片）技术发明，使研究神经纤维的电变化称为可能。教师介绍静息电位实验：1939英国剑桥大学霍奇金将电位计的一对电极中一个刺入枪乌贼的巨大神经纤维膜内，另一极置于神经纤维膜外。瞬间记录仪器上出现了一个电位跃变（如图3），此时的电位叫做静息电位，这个实验你可以得出什么结论？
图3 静息电位的测定
学生总结得出：静息状态时膜内膜外存在电位差，膜内电位低，膜外电位高，表现为外正内负。静息电位是如何形成的？教师给学生资料，让学生自己通过材料分析得出结论。实验材料：(1）生物电产生的两个前提：①细胞膜内外离子分布不均匀②细胞膜在不同的情况下对不同的离子有不同的通透性。(2）①在人体任何部位的体液中，阴阳离子所带电荷总数相等，使体液保持电中性。②膜两侧钠钾离子浓度数据③在神经细胞内外除Na 、K 分布不均外，细胞内外还存在大量的带负电荷的物质，细胞膜对他们几乎没有通透性，(3）静息电位形成图片。学生通过小组分析，得出结论：神经细胞膜内钾离子浓度高，膜外钠离子浓度高，静息状态下细胞膜主要对k 有通透性，造成k 外流，使膜外阳离子高于膜内。
4.3.4 动作电位及形成机理的探究 给神经纤维适宜的电刺激，使之兴奋，电流表发生与静息电位相反方向的偏转（如图4）。兴奋时的电位叫做动作电位。动作电位是怎样形成的？
图4 动作电位测定
播放动作电位形成的动画，学生总结动作电位形成原因是：受刺激时，细胞膜对Na 的通透性增加，Na 内流，使兴奋部位膜内阳离子浓度高于膜外，表现为内正外负。联系生活实际提出问题：普鲁卡因、河豚毒素等为何可以抑制神经兴奋？（钠离子通道阻断剂），进一步帮助学生理解动作电位形成原因。
4.3.5 探究局部电流的形成，明确兴奋传导过程 让学生在绘出：（1）神经纤维上兴奋部位和未兴奋部位的电位情况（2）兴奋和未兴奋部位膜外、膜内局部电流 （3）兴奋的传导方向。
图5
学生派小组代表在实物投影上展示，其他学生评价。教师要提醒学生兴奋过后，兴奋部位与未兴奋部位不再形成局部电流。最后教师用flash演示兴奋在神经纤维上的传导过程。
4.3.6 体验探究兴奋传导过程 用课前制作的展板模型，演示1：图2实验电流表指针发生两次相反方向偏转的原因。2：刺激从神经纤维的中间开始，探究电流表指针的偏转方向。然后小组派代表展示，其他同学总结评价。
设计意图：教师精心设计实验，通过学生合作探究出兴奋的传导过程，在此过程中培养学生分析、推理能力。通过“动手做”的过程激发学生的学习兴趣，抽象问题直观化。
4.4 环节四：归纳总结 （1）用所给关键词建构知识网络图。反射、 反射弧、神经元 、神经纤维、刺激、兴奋、局部电流、双向传导 （2）总结兴奋在神经纤维上的传导过程
设计意图：使知识系统化，帮助学生掌握构建概念图的方法，提高教学有效性。
5 教学反思
5.1 本节课从游戏开始，通过设置问题情境提出问题串，利用任务驱动法、类比法等激活学生原有知识体系，使学生温故知新。在重难点的处理上，以科学史上的经典实验为探究主线，引导学生逐层分析探究，从感性到理性，自主构建知识的同时提高学生获取信息、分析解决问题的能力；通过小组合作制作、展示兴奋传导模型，激发了学生主动探索，小组合作探究的乐趣，把理论性较强的知识转化为形象、生动、直观、易于理解的知识，同时也获得相应的科学情感体验，这样的处理使难点成为学生学习的兴奋点，学生在此过程中充分感受学习知识的快乐，学生真正称为学习的主人，有效实现三维目标。
5.2 在静息电位和动作电位形成原因的教学中，教师可根据学生的实际情况适当引入钠-钾泵等知识。在展板模型的展示过程中，教师也可以利用磁性黑板提前制作一个大的兴奋传导模型有利于学生展示。
