通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)_教學(xué)設(shè)計(jì)

1、通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 教學(xué)設(shè)計(jì)江蘇省懷仁中學(xué) 袁亞梅一、教學(xué)內(nèi)容及分析1.教材內(nèi)容本節(jié)的主要內(nèi)容是神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式和興奮的傳導(dǎo)。關(guān)于興奮的傳導(dǎo)，包括神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和細(xì)胞間的傳遞兩部分內(nèi)容。在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)這一部分，教材結(jié)合插圖講述了神經(jīng)纖維受到刺激時(shí)產(chǎn)生電位變化、電位差和局部電流的形成，以及興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方式。在細(xì)胞間的傳遞這一部分，介紹了突觸的結(jié)構(gòu)，然后講述了興奮怎樣從一個(gè)神經(jīng)元通過突觸傳遞給另一個(gè)神經(jīng)元，最后講述了神經(jīng)元之間興奮只能單向傳遞的原因。為了更好地發(fā)揮互動(dòng)式教學(xué)的最大優(yōu)勢(shì)，教師應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充關(guān)于研究興奮傳導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)材料的選擇，以及具體的實(shí)驗(yàn)方法，將這部分知識(shí)還原到科學(xué)史的研

2、究背景中去認(rèn)識(shí)。2.學(xué)情分析有關(guān)于神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式反射，反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)反射弧等相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生在初中就已經(jīng)學(xué)過，所以教師可以給出少量時(shí)間由學(xué)生快速閱讀進(jìn)行回憶，并通過提問及時(shí)深化。興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和在神經(jīng)元上的傳遞這些內(nèi)容比較抽象，學(xué)生沒有接觸過，不容易理解，在學(xué)習(xí)上具有一定的難度。而這些既是教學(xué)重點(diǎn)又是教學(xué)難點(diǎn)，特別是興奮傳導(dǎo)時(shí)膜電位的變化和突觸釋放遞質(zhì)的過程。教師在這方面要多做指導(dǎo)、啟發(fā)。通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)一節(jié)的內(nèi)容對(duì)于生物學(xué)科知識(shí)體系的建構(gòu)，生物學(xué)科思維方法的形成，生物學(xué)科能力的培養(yǎng)都具有重要作用。三、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)（1）描述神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及其完整性的必要

3、。（2）概述興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過程。（3）概述興奮在細(xì)胞間的傳遞過程。（4）應(yīng)用興奮傳導(dǎo)原理，辨別傳導(dǎo)方向，解決實(shí)際問題。2.能力目標(biāo)（1）通過觀察興奮傳導(dǎo)的動(dòng)態(tài)過程，培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、歸納等邏輯推理能力。（2）通過介紹研究興奮傳導(dǎo)的材料和方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。（3）通過利用電學(xué)原理分析膜電位變化，提高學(xué)生學(xué)科之間相互滲透的遷移能力。3.情感、態(tài)度價(jià)值觀（1）通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和不斷探究的科學(xué)精神。（2）透過紛繁復(fù)雜的生命現(xiàn)象揭示事物普遍聯(lián)系，建立唯物主義世界觀。（3）通過認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)，滲透協(xié)調(diào)美和思想美。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)

4、和在神經(jīng)元之間的傳遞2、教學(xué)難點(diǎn)：興奮在神經(jīng)元之間的傳遞五、教學(xué)策略設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)激發(fā)策略：創(chuàng)設(shè)情境，從運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)引入；交互教學(xué)策略：以學(xué)生活動(dòng)為中心，教師精心設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生探究、討論問題。整體教學(xué)策略：將生物學(xué)知識(shí)和物理電學(xué)知識(shí)結(jié)合在一起，體現(xiàn)學(xué)科間知識(shí)的綜合。比較的認(rèn)知策略：比較興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和興奮在細(xì)胞間的傳遞，突破難點(diǎn)。六、教學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理分析法、討論法、比較法、歸納法等。七、媒體設(shè)計(jì)自制CAI動(dòng)畫：反射弧模式圖；興奮沿反射弧傳導(dǎo)；興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)；突觸小體結(jié)構(gòu)模式圖；突觸小泡內(nèi)遞質(zhì)的釋放過程。八、教學(xué)過程設(shè)計(jì)引言：請(qǐng)同學(xué)們欣賞一場(chǎng)精彩的NBA比賽。劉翔“見欄就跨”的畫

5、面讓我們體會(huì)到運(yùn)動(dòng)的張力和協(xié)調(diào)的美感，那么劉翔要經(jīng)過哪些方式的調(diào)節(jié)才能完成如此健美而協(xié)調(diào)的動(dòng)作呢？學(xué)生：通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。如果僅有體液調(diào)節(jié)，機(jī)體就難以迅速而精確的作出反應(yīng)。人和動(dòng)物體內(nèi)各個(gè)器官，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，各項(xiàng)生命活動(dòng)的進(jìn)行，以及對(duì)外界環(huán)境的變化作出相應(yīng)的反應(yīng)，主要是通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用來完成的。1、神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式通過初中的學(xué)習(xí)我們知道，神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是反射，那么，什么是反射呢？學(xué)生：反射是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下，人和動(dòng)物體對(duì)體內(nèi)和外界環(huán)境的各種刺激所發(fā)生的有規(guī)律性的反應(yīng)。教師強(qiáng)調(diào)反射概念的三要素，并且指出，反射是應(yīng)激性高度發(fā)展的結(jié)果。反射大致可以分為非條件反射和條件反

6、射兩類，請(qǐng)同學(xué)們來分析四組有趣的現(xiàn)象，看看它們分別屬于那類反射？并說出判斷的依據(jù)是什么？（小猴吮奶；狗熊飛車；嘗梅止渴；望梅止渴。）學(xué)生：小猴吮奶和嘗梅止渴是動(dòng)物生來就有的，也是通過遺傳而獲得的先天性反射，是非條件反射；狗熊飛車和望梅止渴是動(dòng)物出生后，在生活過程中通過訓(xùn)練而逐漸形成的后天性反射，屬于條件反射。條件反射是建立在非條件反射基礎(chǔ)上，借助于一定的條件（自然的或人為的），經(jīng)過一定過程形成的，條件反射大大地提高了動(dòng)物適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境變化的能力。反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)又是什么呢？學(xué)生：反射弧。教師引導(dǎo)學(xué)生觀察反射弧結(jié)構(gòu)模式圖并提示注意閃動(dòng)部位代表的結(jié)構(gòu)。反射弧是由哪幾部分組成的？學(xué)生：通常由感受器，傳入

7、神經(jīng)，神經(jīng)中樞，傳出神經(jīng)和效應(yīng)器五部分組成.教師引導(dǎo)學(xué)生識(shí)圖。感受器是感覺神經(jīng)末梢部分，效應(yīng)器指運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢和它所支配的肌肉和腺體。簡(jiǎn)單地說，反射過程是感受器感受到一定的刺激并產(chǎn)生興奮，興奮以神經(jīng)沖動(dòng)的形式經(jīng)過傳入神經(jīng)傳向神經(jīng)中樞，神經(jīng)中樞通過分析與綜合產(chǎn)生興奮，經(jīng)一定傳出神經(jīng)到達(dá)效應(yīng)器，發(fā)生相應(yīng)活動(dòng)。反射弧的任何一個(gè)環(huán)節(jié)中斷，反射都不能發(fā)生。舉例分析。通常脊椎動(dòng)物的反射弧，在感覺神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間還有中間神經(jīng)元，它起著傳遞信息的作用。那么這些神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？引導(dǎo)學(xué)生觀察神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模式圖并敘述各部分結(jié)構(gòu)（略）神經(jīng)元之所以受到刺激能產(chǎn)生興奮，并能傳導(dǎo)興奮是與它的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的。一個(gè)神

8、經(jīng)元就是一個(gè)完整的高度特化的細(xì)胞。細(xì)胞體適合綜合處理信息和作為代謝中心；突起適合接受和傳遞信息；髓鞘則起著絕緣的作用，使許多神經(jīng)纖維可以同時(shí)傳導(dǎo)而互不干擾，從而保證神經(jīng)調(diào)節(jié)的精確性。教師強(qiáng)調(diào)神經(jīng)纖維的概念：長的樹突、軸突和髓鞘構(gòu)成神經(jīng)纖維。從宏觀上看，興奮需要在反射弧各部分上傳導(dǎo)；從微觀上看，興奮則需要在組成反射弧的每一個(gè)神經(jīng)元內(nèi)部傳導(dǎo)，特別是神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。2.興奮的傳導(dǎo)（1）神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)早在1791年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼發(fā)現(xiàn)興奮傳導(dǎo)實(shí)際上是一種生物電現(xiàn)象。但是神經(jīng)纖維都很細(xì)，做實(shí)驗(yàn)很困難。到20世紀(jì)30年代英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)烏賊的巨大神經(jīng)纖維是實(shí)驗(yàn)的理想材料，它粗大的軸突直徑可達(dá)1毫米，

9、使測(cè)量電位差的微電極易于插入，為開展實(shí)驗(yàn)提供了方便。實(shí)驗(yàn)方法：提示學(xué)生注意觀察圖示。取兩個(gè)微電極，一個(gè)插入神經(jīng)纖維內(nèi)，一個(gè)接到神經(jīng)纖維膜表面，用微伏計(jì)測(cè)出膜內(nèi)外的電位差，即電勢(shì)差。結(jié)果顯示：膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位。為什么會(huì)出現(xiàn)電位差呢？很早人們就發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維膜內(nèi)外存在著離子濃度的差異。引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析Na+離子和K+離子的濃度差：膜內(nèi)的K+離子濃度遠(yuǎn)高于膜外，Na+離子濃度則相反。在細(xì)胞未受刺激時(shí)，也就是靜息狀態(tài)時(shí)，膜內(nèi)的K+離子很容易通過載體通道蛋白順著濃度梯度大量轉(zhuǎn)運(yùn)到膜外，從而形成膜外正電位，膜內(nèi)負(fù)電位。當(dāng)神經(jīng)纖維某一部位受到刺激時(shí)，膜上的Na+離子載體通道蛋白被激活，Na+離子通

10、透性增強(qiáng)，大量Na+離子內(nèi)流，使膜兩側(cè)電位差倒轉(zhuǎn)，即膜外由正電位變?yōu)樨?fù)電位，膜內(nèi)則由負(fù)電位變?yōu)檎娢?。具體分析興奮傳導(dǎo)的過程并分步演示興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的動(dòng)畫。靜息時(shí)，膜內(nèi)和膜外的電位處于何種狀態(tài)？學(xué)生分析：靜息時(shí)，由于K+離子外流膜內(nèi)電位為負(fù)，膜外電位為正。受刺激時(shí)，興奮部位的膜內(nèi)外發(fā)生了怎樣的變化？學(xué)生觀察分析并回答：由于Na+離子內(nèi)流，興奮部位膜內(nèi)外迅速發(fā)生了一次電位變化膜外由正電位變?yōu)樨?fù)電位，膜內(nèi)則由負(fù)電位變?yōu)檎娢?。引?dǎo)學(xué)生分析并討論：鄰近未興奮部位仍然維持原來的外“正”內(nèi)“負(fù)”，那么，興奮部位與原來未興奮部位之間將會(huì)出現(xiàn)怎樣變化？學(xué)生：試著用物理課上電學(xué)的知識(shí)來解釋這個(gè)問題，并就

11、膜外和膜內(nèi)情況分別說明。在神經(jīng)纖維膜外興奮部位與鄰近的未興奮部位之間形成了電位差，于是就有了電荷的移動(dòng)，在細(xì)胞膜內(nèi)的興奮部位與鄰近的未興奮部位之間也形成了電位差，也有電荷的移動(dòng)，這樣就形成了局部電流。電流方向如何呢？學(xué)生：電流在膜外由未興奮部位流向興奮部位，在膜內(nèi)則由興奮部位流向未興奮部位，從而形成了局部電流回路。引導(dǎo)學(xué)生觀察相鄰的未興奮部位：這種局部電流又刺激相鄰的未興奮部位發(fā)生上述同樣的電位變化，又產(chǎn)生局部電流，如此依次進(jìn)行下去，興奮不斷向前傳導(dǎo)，而已經(jīng)興奮部位又不斷依次恢復(fù)原靜息電位。興奮就按照這樣的方式沿著神經(jīng)纖維迅速向前傳導(dǎo)。完整演示動(dòng)畫并讓學(xué)生歸納和復(fù)述：興奮傳導(dǎo)過程：刺激膜電位變

12、化電位差電荷移動(dòng)局部電流興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的實(shí)質(zhì)：膜電位變化局部電流。我們分析了當(dāng)興奮從樹突經(jīng)胞體傳向軸突時(shí)的傳導(dǎo)方向，如果在一條離體神經(jīng)纖維中段施加一適宜刺激，傳導(dǎo)方向又是怎樣呢？（圖示略）學(xué)生從物理角度來思考這個(gè)問題：興奮部位與兩側(cè)未興奮部位都存在電位差，所以刺激神經(jīng)纖維上任何一點(diǎn)，所產(chǎn)生的沖動(dòng)均可沿著神經(jīng)纖維向兩側(cè)同時(shí)傳導(dǎo)。結(jié)論：傳遞特點(diǎn)雙向性。興奮傳導(dǎo)受機(jī)械壓力，冷凍，電流，化學(xué)藥物等因素的影響而受到干擾或阻斷。（2）興奮的傳遞：當(dāng)興奮傳導(dǎo)到神經(jīng)纖維的末梢時(shí)，又是怎樣到達(dá)下一個(gè)神經(jīng)元呢？興奮在神經(jīng)元之間是通過突觸來傳遞的。突觸是指一個(gè)神經(jīng)元與另一個(gè)神經(jīng)元相接觸的部位。（演示動(dòng)畫）在光

13、學(xué)顯微鏡下觀察可以看到：一個(gè)神經(jīng)元軸突末梢經(jīng)多次分支，最后每個(gè)小枝末端膨大成杯狀和球狀，叫做突觸小體。這些突觸小體可以與多個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞體或樹突相接觸，形成突觸。在電子顯微鏡下觀察可以看到突觸是由三部分構(gòu)成的，即突觸前膜，突觸間隙和突觸后膜。突觸前膜是軸突末端突觸小體的膜：突出后膜是與突觸前膜相對(duì)應(yīng)的胞體膜和樹突膜；突觸間隙是突觸前膜和后膜之間存在的間隙。突觸小體內(nèi)靠近前膜處含有大量的突觸小泡，泡內(nèi)含有高濃度的化學(xué)物質(zhì)遞質(zhì)，例如乙酰膽堿。遞質(zhì)有興奮性的也有抑制性的。將動(dòng)畫還原到較為宏觀的兩個(gè)神經(jīng)元之間去觀察突觸。當(dāng)興奮通過軸突傳導(dǎo)到突觸小體時(shí)，突觸小體內(nèi)的突觸小泡就將遞質(zhì)釋放到突觸間隙里，突觸后

14、膜的相應(yīng)受體蛋白接受遞質(zhì)的化學(xué)刺激，引起突觸后膜的膜電位改變。這樣，興奮就從一個(gè)神經(jīng)元通過突觸而傳遞給了另一個(gè)神經(jīng)元。突觸后膜的受體對(duì)遞質(zhì)有高度的選擇性。學(xué)生再次觀察動(dòng)畫模擬過程，復(fù)述，概括。興奮在細(xì)胞間的傳遞過程：興奮突觸小體突觸小泡釋放遞質(zhì)突觸間隙突觸后膜興奮或抑制由于遞質(zhì)只存在于突觸小體內(nèi)，只能由突觸前膜釋放后作用于突觸后膜上，使后一個(gè)神經(jīng)元興奮或抑制，所以神經(jīng)元之間興奮的傳遞只能是單方向的。就是說：興奮只能從一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳遞給另一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹突，而不能向相反的方向傳遞。這種單向傳遞使整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)能有規(guī)律地進(jìn)行。遞質(zhì)發(fā)生效應(yīng)后就被酶破壞而失活，一次神經(jīng)沖動(dòng)只能引起一次遞

15、質(zhì)釋放，產(chǎn)生一次突觸后電位變化，之后很快又恢復(fù)為靜息狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生觀察線粒體，得出“興奮傳遞是一個(gè)耗能的過程”的結(jié)論。有些殺蟲劑能抑制酶的活性，使遞質(zhì)不被破壞，遞質(zhì)一直結(jié)合在突觸后膜的受體部位，連續(xù)發(fā)生作用，使神經(jīng)處于持續(xù)沖動(dòng)狀態(tài)而不能恢復(fù)到靜息電位，這樣，就使動(dòng)物長時(shí)間處于震顫、痙攣狀態(tài)，終致死亡。（3）比較興奮的傳導(dǎo)神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)細(xì)胞間的傳遞信 號(hào) 形 式電 信 號(hào)化 學(xué) 信 號(hào)傳 導(dǎo) 速 度快慢傳 導(dǎo) 方 向雙 向單 向?qū)?#160;      質(zhì)膜電位變化局部電流突觸小泡釋放遞質(zhì)課堂小結(jié)本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了興奮的傳導(dǎo)，對(duì)于反射的發(fā)生也有了

16、進(jìn)一步的理解。（結(jié)合動(dòng)畫演示）當(dāng)感受器受到一定刺激后就產(chǎn)生興奮，引起興奮部位的膜電位的改變，形成局部電流；當(dāng)局部電流沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)到軸突末梢的突觸時(shí)，突觸小泡釋放遞質(zhì)作用于突觸后膜，使另一個(gè)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮或抑制，這樣興奮就從一個(gè)神經(jīng)元傳導(dǎo)到另一個(gè)神經(jīng)元。概括的說：興奮傳導(dǎo)是膜電位變化遞質(zhì)的釋放膜電位變化的一體化過程。學(xué)法指導(dǎo)學(xué)生在掌握上述內(nèi)容時(shí)，一定要注意聯(lián)系反射模式圖，并注意在實(shí)際中的應(yīng)用。如臨床上用藥物局部麻醉的機(jī)理是什么？（藥物抑制突觸小泡釋放遞質(zhì)，興奮不能傳遞）課外探究與思考1.探究局部麻醉藥物的可能作用機(jī)理。2.試比較興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)速度與電流在金屬導(dǎo)線上的傳導(dǎo)速度。板書設(shè)計(jì)二

17、、神經(jīng)調(diào)節(jié)（一）基本方式：反射概念、分類、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（二）興奮的傳導(dǎo)1.神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)：雙向性刺激膜電位變化電位差電荷移動(dòng)局部電流2.細(xì)胞間的傳遞：?jiǎn)蜗蛐耘d奮突觸小體突觸小泡釋放遞質(zhì)突觸間隙突觸后膜興奮或抑制九、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)教師要善于發(fā)現(xiàn)和及時(shí)激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，以形成性評(píng)價(jià)為主，著眼于學(xué)生探究能力的培養(yǎng)和可持續(xù)發(fā)展，體現(xiàn)科學(xué)方法教育。設(shè)定知識(shí)、能力、態(tài)度觀念等方面的教學(xué)目標(biāo)；根據(jù)教學(xué)進(jìn)程設(shè)置各種類型的形成性問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、討論、歸納、總結(jié)，及時(shí)反饋教學(xué)效果，調(diào)整教學(xué)進(jìn)程。最后分層設(shè)置一些經(jīng)典練習(xí)題，強(qiáng)化對(duì)教學(xué)內(nèi)容的鞏固。十、教學(xué)反思在教學(xué)過程中,我遵循了“從具體到抽象”、“從感性到理性”的認(rèn)知規(guī)律,重視創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生積極參與,學(xué)生始終處于科學(xué)研究情境中，并獲得相應(yīng)的科