高中人教版 (2019)第5节 人脑的高级功能教案及反思

高中人教版(2019)第5节人脑的高级功能教案及反思学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析一、教材分析。本节是人教版高中生物学必修1《分子与细胞》第二章第二节“神经调节的分级”的深化内容，承接神经冲动传导等基础知识，聚焦人脑的语言功能、学习与记忆等高级功能。通过W区、V区、S区、H区的功能定位，引导学生理解大脑皮层的功能分区与高级功能的对应关系，帮助学生建立“结构与功能相适应”的生命观念，为理解生命活动的复杂性及后续学习神经-体液-免疫调节网络奠定基础。核心素养目标二、核心素养目标。通过分析大脑皮层功能分区（如W区、V区等），形成“结构与功能相适应”的生命观念；运用归纳与概括，理解人脑高级功能的实现机制；结合案例分析，提升科学思维能力；关注脑健康，树立科学用脑的社会责任。学习者分析三、学习者分析。学生已掌握神经冲动传导、反射弧等基础知识，理解神经系统基本功能。高一学生思维活跃，对大脑功能案例（如失语症）兴趣浓厚，具备初步抽象思维能力，但空间想象和逻辑推理能力待提升。学习风格偏向直观体验，偏好通过实例和互动学习。可能存在的困难：混淆大脑皮层功能分区（如W区、V区等）的具体作用；难以将语言功能与脑区结构对应；对“高级功能”的神经机制理解抽象，迁移应用能力不足。教学资源准备四、教学资源准备。教材：确保每位学生配备人教版高中生物学必修1教材。辅助材料：准备大脑皮层功能分区示意图、语言功能定位图、失语症病例分析视频及韦尼克区、布洛卡区等脑区模型。实验器材：本节无实验操作需求。教室布置：设置分组讨论区，配备多媒体设备展示动态脑区功能演示。教学过程**（一）导入（约5分钟）**

播放“运动性失语症患者”视频片段：患者能听懂指令，试图说话时仅能发出“啊、啊”声，无法说出完整句子。提问：“患者能理解语言却无法表达，这与大脑的哪个区域有关？”引发学生思考。回顾旧知：神经调节的基本方式是反射，反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器；神经中枢中的最高级部位是大脑皮层，引出本节课主题——人脑的高级功能。

**（二）新课呈现（约25分钟）**

**1.讲解新知：大脑皮层的功能分区**

展示“大脑皮层功能分区图”，明确中央前回（运动中枢）、中央后回（感觉中枢），重点讲解语言功能区的四个区域：

-**S区（运动性语言中枢）**：位于额下回后部，控制说话相关肌肉，损伤导致“运动性失语症”（能听懂、能写字，不会说话）。

-**W区（书写中枢）**：位于额中回后部，控制书写动作，损伤导致“失写症”（能听懂、能说话，不会写字）。

-**V区（视觉性语言中枢）**：位于角回，理解文字含义，损伤导致“失读症”（能听懂、能说话、能写字，看不懂文字）。

-**H区（听觉性语言中枢）**：位于颞上回后部，理解听觉性语言，损伤导致“感觉性失语症”（能说话、能写字，听不懂别人说话）。

强调：“语言功能是人脑特有的高级功能，需要多个脑区协同作用，体现‘结构与功能相适应’的生命观念。”

**2.举例说明：语言功能区的临床案例**

呈现病例资料：患者A，因脑卒中导致S区损伤，检查发现：能听懂医生指令，点头回应，但无法说出完整句子，仅能说“吃”“水”等单字。引导学生分析：“患者A的症状对应哪个脑区损伤？为什么？”学生回答后，教师总结：“S区控制说话，损伤后运动性语言丧失，但语言理解和书写能力正常。”

补充案例：患者B，脑部肿瘤压迫V区，表现为阅读文字时出现“颠倒、错乱”（如将‘天’看成‘夫’），但口头表达和书写正常。提问：“V区的功能是什么？患者B的症状如何验证该功能？”学生讨论后明确：“V区负责理解文字含义，损伤后视觉性语言障碍。”

**3.互动探究：分组讨论“脑区损伤与症状对应”**

将学生分为4组，每组发放1张“脑区损伤症状卡”，内容包括：

-第1组：H区损伤——能说话、能写字，听不懂别人说话。

-第2组：W区损伤——能听懂、能说话，不会写字。

-第3组：S区损伤——能听懂、能写字，不会说话。

-第4组：V区损伤——能说话、能写字，看不懂文字。

要求各组：①判断损伤的脑区；②说明该脑区的功能；③推测患者日常生活中的具体表现（如第1组患者可能无法进行对话交流）。5分钟后小组汇报，教师点评并总结：“各脑区功能独立又相互联系，共同完成语言活动。”

**（三）学习与记忆的神经机制（约10分钟）**

**1.讲解新知：记忆的类型与形成**

区分短时记忆与长时记忆：短时记忆（如记电话号码）与神经元的活动有关，持续时间短；长时记忆（如童年往事）与神经元之间的突触联系增强有关，需要海马体参与。

举例说明：经典病例H.M.，因癫痫切除海马体后，短时记忆正常（能记住刚发生的事），但无法形成新的长时记忆（每天醒来都以为是第一次见到医护人员）。提问：“H.M.的病例说明海马体在记忆中起什么作用？”学生回答后强调：“海马体是短时记忆转化为长时记忆的关键结构。”

**2.互动探究：分析“提高记忆效率的方法”**

提问：“结合记忆的神经机制，如何有效提高记忆效率？（如背单词、记公式）”学生分组讨论，列举“重复练习（增强突触联系）”“联想记忆（建立神经元联系）”“充足睡眠（促进记忆consolidation）”等方法。教师补充：“科学用脑应遵循‘劳逸结合、适度重复’原则，避免过度疲劳导致突触传递受阻。”

**（四）巩固练习（约10分钟）**

**1.学生活动：绘制“大脑皮层语言功能区示意图”**

要求学生在笔记本上绘制大脑半球轮廓，标注S区、W区、V区、H区的位置（额下回后部、额中回后部、角回、颞上回后部），并用一句话概括各区的功能。教师巡视指导，纠正绘图错误（如将V区误标在枕叶）。

**2.案例分析：失语症患者的诊断**

呈现案例：患者C，脑外伤后出现以下症状：①能听懂家人说话，点头回应；②能说出简单的词语，但句子不连贯；③能握笔写字，但字迹潦草，内容杂乱。问题：①患者C可能损伤了哪些脑区？②为什么患者C能写字但字迹潦草？

学生独立完成后，同桌互评，教师公布答案：“①S区（说话不连贯）和W区（字迹潦草）可能受损；②W区控制书写动作，损伤后精细动作协调能力下降，导致字迹杂乱，但书写的基本能力未完全丧失。”

**（五）小结与作业（约5分钟）**

作业：①查阅资料，了解“人工智能模拟人脑语言功能”的案例；②记录自己一天中“短时记忆转化为长时记忆”的3个实例（如背古诗、记知识点），分析转化过程。拓展与延伸六、拓展与延伸

**1.拓展阅读材料**

（1）《大脑功能分区发现史》：介绍1861年布洛卡通过对失语症患者尸检发现运动性语言中枢（S区），1874年韦尼克发现听觉性语言中枢（H区），揭示大脑功能定位的科学研究过程，理解“结构与功能相适应”的生命观念。

（2）《记忆的神经机制》：补充突触可塑性（LTP）与长时记忆形成的关系，说明神经元间突触连接增强是记忆的物质基础，结合教材中海马体功能，解释短时记忆转化为长时记忆的生理过程。

（3）《语言功能区的协同作用》：分析双语者大脑语言区的激活模式，说明不同语言可能共享部分脑区（如H区）或存在独立激活，体现语言功能的复杂性与脑区网络性。

（4）《脑科学与人工智能》：介绍AI模拟人脑语言功能的尝试（如自然语言处理模型），对比人脑与计算机在信息处理机制上的差异，理解人脑高级功能的独特性。

**2.课后自主学习和探究**

（1）案例分析：收集3种不同类型失语症（运动性、感觉性、传导性）的临床表现案例，分析其对应的脑区损伤及功能缺失，绘制“脑区损伤-症状对应表”，深化对语言功能区的理解。

（2）记忆实验设计：设计“短时记忆容量测试”（如数字广度实验），记录不同记忆材料的保持时间，分析影响记忆效率的因素（如材料意义性、重复次数），验证教材中“记忆形成需突触联系增强”的观点。

（3）脑科学前沿探究：查阅脑成像技术（fMRI、EEG）在研究高级功能中的应用实例，如观察人在进行语言活动时大脑皮层的激活区域，理解科学工具对神经机制研究的推动作用。

（4）科学用脑实践：结合教材“学习与记忆的神经机制”，制定一周“科学用脑计划”，包括合理作息（保证睡眠促进记忆巩固）、分段学习（利用短时记忆特点）、适度运动（促进脑部血液循环），并记录计划实施后的学习效率变化。

（5）跨学科联系：结合心理学“遗忘曲线”，分析艾宾浩斯记忆法与神经机制（如重复练习增强突触联系）的一致性，探讨生物学知识对学习策略的指导意义。内容逻辑关系①大脑皮层功能定位的结构基础与功能对应

重点知识点：大脑皮层功能分区的具体位置与功能；语言功能区的四个核心区域及其损伤症状。

重点词：S区（运动性语言中枢）、W区（书写中枢）、V区（视觉性语言中枢）、H区（听觉性语言中枢）；失语症、失写症、失读症、感觉性失语症。

重点句：“不同功能区具有特定功能，体现结构与功能相适应的生命观念”；“S区损伤导致运动性失语症，患者能听懂、能写字，不会说话”。

②语言功能的整体性与协同性

重点知识点：语言功能不是单一脑区独立完成的，而是多个脑区协同作用的结果；各脑区功能独立又相互联系。

重点词：协同作用、网络联系、功能整合。

重点句：“语言活动需多个脑区共同参与，单一脑区损伤导致特定症状，但其他功能可能保留”；“各语言功能区通过神经纤维连接，形成复杂的语言处理网络”。

③学习与记忆的神经机制与高级功能体现

重点知识点：短时记忆与长时记忆的区别与联系；记忆形成的神经基础；海马体在记忆转化中的作用。

重点词：短时记忆、长时记忆、突触可塑性、海马体、记忆巩固。

重点句：“短时记忆依赖神经元活动，长时记忆依赖突触联系增强”；“海马体是短时记忆转化为长时记忆的关键结构，损伤后无法形成新长时记忆”；“重复练习和充足睡眠可促进记忆巩固，符合神经机制规律”。典型例题讲解1.患者，男性，56岁，因脑梗塞导致右侧大脑半球额下回后部受损。检查发现：能听懂他人讲话，能点头回应，但无法说出完整句子，仅能发出单音节词。该患者损伤的脑区及其功能是什么？

答案：损伤的脑区是S区（运动性语言中枢），功能是控制说话相关的肌肉活动。

2.学生甲在背诵英语单词时，反复朗读后能记住10个单词，但一小时后只能回忆起3个；而背诵古诗时，理解含义后能长时间记住。这两种记忆分别属于什么类型？其神经机制有何不同？

答案：前者是短时记忆，依赖神经元活动；后者是长时记忆，依赖神经元间突触联系增强。

3.患者，女性，40岁，因脑部肿瘤压迫左侧角回，表现为阅读文字时出现颠倒（如把“上”看成“下”），但口头表达和书写正常。该患者损伤的脑区及其症状名称是什么？

答案：损伤的脑区