“神经系统的组成”（第1课时）教学设计

叶丹华 上海市晋元高级中学附属学校南校

一、教材分析及设计思路

《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》（以下简称《课标》）的内容要求部分，以大概念、重要概念和次位概念的形式呈现相应的概念体系。依据《课标》，本节课对应的大概念是“人体的结构与功能相适应，各系统协调统一，共同完成复杂的生命活动”，重要概念是“人体各系统在神经系统和内分泌系统的调节下，相互联系和协调，共同完成各项生命活动，以适应机体内外环境的变化”，次位概念是“神经系统由脑、脊髓及与它们相连的神经构成”。

“神经系统的组成”是《初中生命科学》（上海教育出版社）试用本第一册第2 章“人体生命活动的调节”第1节“神经调节”中的第一部分内容。这部分内容的第1课时主要包括神经系统的组成、脑的组成、脑和脊髓的结构以及神经的结构。从知识体系上来看，学生在第1章“人体生命活动的基本条件”中，已经了解了血液循环系统、呼吸系统、消化系统和泌尿系统在维持内环境稳定中的作用。在此基础上，学生将进一步学习神经系统在维持内环境稳定中的调节作用，所以本节课关于人体神经系统组成的学习，既是第1 章内容的深入，又为后续学习神经和激素调节奠定基础。因此，本节课在教学中起着承上启下的作用。

本节课的教学设计主要通过借助模型和实物图比较分析的教学方式，化抽象为具体，促进学生内化知识，通过比较分析提高学生迁移能力，促进学生深入理解概念，从而深化生命观念，培养科学思维和态度责任。

二、教学目标

基于《课标》的内容要求、学业要求和学业质量标准，围绕培养学生核心素养的要求，制订了如下教学目标：

1.通过观看3D 视频，阅读教材，绘制神经系统的组成概念模型，能够说出神经系统的组成。

2.通过制作脑的组成物理平面模型和设计神经的结构物理立体模型等活动，能够说出脑的组成，建立结构与功能相适应的生命观念，锻炼动手操作以及语言表达能力。

3.通过比较分析猪脊髓横切和猪脑纵切实物图，自主分析脊髓的结构，提升分析归纳以及推理能力。

4.经历调查扫地机器人的组成及功能过程，畅想未来智能机器人的功能，认识到科技发展是把双刃剑，增强社会责任感。

三、教学设计

（一）创设情境，引入概念

创设情境：关于智能机器人你知道多少？自从1956 年提出人工智能起，人工智能的研究得到世界各国的关注。人工智能研究的中心问题是如何用计算机模拟人类的智能。智能机器人的诞生为科学技术发展史揭开了崭新的一页。提出问题：我国在人工智能方面取得了哪些成就？典型的智能机器人包括哪几个部分？智能机器人的哪些部分是仿照人体神经系统的工作原理设计的？学生思考回答后教师进一步追问：人体神经系统是由哪些部分组成的？这些组成部分又是如何发挥作用的？

设计意图：由情境的创设作为引入，吸引学生的学习兴趣，让其感受现代科技的进步和我国在此领域的卓越成绩。引导学生关注智能机器人对人体神经系统的模仿，并引导学生思考，人体面对环境的改变，不断做出调节，精细地完成很多工作，神经系统的结构如何能支持其功能，从而进入本节课内容的学习。

（二）借助模型，建构概念

模型是对于某个实际问题或客观事物、规律进行抽象后的一种形象化表达。通过模型建构能够有效帮助学生整理学科内在知识逻辑主线，促进知识结构化，有利于推动学生科学思维能力的发展。

1.绘制神经系统的组成概念模型

教师播放人体神经系统组成的3D 视频，让学生首先从宏观上感受神经系统在人体内的分布情况。然后学生自主阅读教材第35 页，引导学生结合教材图片及文字自主梳理出人体神经系统组成的概念模型（如图1所示），并展示交流。

图1 学生建构的神经系统的组成概念模型

设计意图：教师通过引导学生观看视频、阅读教材，使学生对人体神经系统有直观感性认识，从整体上认识人体神经系统的组成以及在人体内的分布情况。通过建构人体神经系统的组成概念模型，培养学生归纳总结的能力，通过交流锻炼语言表达能力。

2.制作脑的组成物理平面模型

教师播放脑的3D 视频，并结合脑的组成立体模型讲授脑由哪几部分组成及各自的位置，然后教师提供打印的脑的四个组成部分以及轮廓图（如图2、图3所示），要求学生先把脑的四个组成部分剪下，根据它的大小和轮廓，把它粘到相应的位置上。学生完成后派小组代表进行展示，并陈述脑的这四部分组成的位置、体积以及表面褶皱数量的差异，教师组织生生互评。

图2 脑的组成部分

图3 脑的平面轮廓

设计意图：脑的四个组成部分学生较易记忆，但学生对于各个组成部分的位置、体积大小的印象不够深刻，大脑和小脑表面褶皱数量的差异理解不够透彻，通过剪辑贴图的形式不仅能把抽象枯燥的知识形象化、具体化，促进学生理解结构的差异，为后续学习功能的差异奠定基础，有利于建构结构与功能相适应的生命观念，能让学生积极参与到课堂中，提高学生动手操作能力。

3.设计神经的结构物理立体模型

教师首先让学生回忆神经元的结构和功能，然后结合图片讲解髓鞘、神经纤维、神经传导束以及神经的概念。教师结合神经结构模式图，启发学生思考神经的结构类似生活中的什么？学生观察模式图结合生活经验能指出：神经的结构和电缆很像。然后，教师以小组为单位分发电缆，小组讨论如何利用电缆制作神经结构模型并分析神经结构模型的哪些部位分别代表了轴突、神经纤维、神经传导束以及神经？学生讨论制作完成后，小组代表进行介绍展示。

设计意图：神经的结构比较抽象，教师单纯枯燥的讲解很难使学生理解和掌握，也吸引不了学生的兴趣。教师发掘和利用生活中的素材，引导学生制作神经的结构模型，不仅可以唤起学生的学习兴趣，化抽象为具体，让学生更好地理解和掌握知识，同时也为神经的传导功能埋下伏笔，渗透了结构与功能相适应的生命观念。通过小组展示交流，自主纠正，发展学生的科学思维和批判精神。

（三）实物图比较分析，迁移概念

脑和脊髓的结构是本节课的教学难点，学生深刻理解脑和脊髓的结构差异对学生后续理解脑对脊髓的调控作用至关重要，而实物图有助于学生对结构的认识。教师出示猪脑的实物图，提出问题：猪脑的表面是光滑的还是凹凸不平的？学生观察回答后，教师补充沟与回的概念，并进一步追问：脑的表面为什么有这么多的沟与回？这和脑的功能之间有怎样的关系？学生带着这些疑问观看教师把猪脑纵向剖开的视频，并展示猪脑纵切实物图，学生很容易观察到猪脑外部颜色比较深，内部颜色比较浅。教师再次提出问题：脑的表面和内部颜色为什么不同？教师出示神经元的不同结构在脑的表面和内部分布情况的补充资料。学生通过分析资料，归纳概括：神经元细胞体和突起的分布情况造成了脑的表面和内部颜色的差异，分别形成了灰质和白质。教师进一步引导：神经元细胞体有什么作用？灰质有什么作用？灰质上有许多沟与回和脑的功能有怎样的关系？学生经过讨论后得出：沟与回增大了脑的表面积，可以使脑更好地发挥调控功能，这是脑结构与功能相适应的表现。

基于对脑的结构的学习，教师出示学习单，小组合作完成探究活动：通过观察脊髓的横切面实物图（如图4 所示），区分外部和内部颜色有什么不同？脊髓的结构是由哪两部分组成的？比较脊髓横切和脑纵切实物图（如图5 所示），二者结构有什么不同？小组合作完成后进行交流展示。

图4 脊髓横切

设计意图：以问题串的形式，由表及里，逐步深入，建构脑的结构概念。在此基础之上，引导学生完成对脊髓结构的自主学习，锻炼学生迁移能力。学习单呈现的问题存在逻辑关系，难度呈阶梯上升，且具有开放性。例如，学生在分析脑和脊髓结构的差异时，有的小组通过分析发现灰质、白质位置以及形状不同，有的小组还发现灰质、白质的体积比不同，甚至还有的小组发现脑与脊髓表面的光滑程度不同。通过比较分析，使学生对概念的理解更加透彻，锻炼了归纳概括能力以及语言表达能力。

（四）联系生活，深化概念

随着科技的发展，扫地机器人已经进入千家万户，能够为家庭完成简单的卫生清扫工作。课后让学生查阅资料调查自己家中的扫地机器人是由哪几个部分组成的？各部分的功能是什么？哪些部分是仿照人体神经系统的工作原理设计的？随着人工智能的发展，假如智能机器人也进入了千家万户，让学生畅想机器人具备哪些功能，想为自己做些什么？学生畅所欲言，有的会说让机器人帮忙照顾小弟弟，有的会说让机器人陪他打羽毛球，还有的会说让机器人帮忙写作业等。教师对同学们的想法给予肯定，但同时告诫同学们科技发展是把双刃剑，只有不断提高人类智能，才能更好地控制智能机器人，让其更好地服务于人类社会，使生活更加舒适和健康。

设计意图：生物知识来源于生活，与学生的生活联系比较紧密，联系生活进行概念教学，能够深化学生对概念的理解和应用。随着科学技术的快速发展，培养学生正确的科学态度与责任是教育教学的一项重要任务，生物知识教学与科技发展的有效结合，能让学生受到正确价值观的熏陶，落实科学态度与责任的培养，为学生今后适应社会的发展奠定坚实的基础。

四、效果及反思

学生核心素养的发展要以丰富的生物学知识为载体，而要真正地掌握知识，依靠传统的“灌输”和学生死记硬背是无法实现的，这也不利于学生思维品质的发展。对于本节课的内容，教师通过创设情境引入概念，借助模型建构概念，借助实物图比较分析迁移概念，联系生活深化概念等方式，促进学生主动建构概念。尤其是借助模型，化抽象为具体，使学生深入体验做中学的快乐，通过实物图比较分析，深入理解概念，提升迁移能力，落实科学思维的培养。但由于本节课活动较多，教师应把握每个活动的节奏，合理安排好时间，在有限的时间内最大限度地实现学科的育人价值。