王小丹

神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式以及神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導是人教版新教材選擇性必修一《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》模塊中第二章“神經(jīng)調(diào)節(jié)”中的重要內(nèi)容。人體內(nèi)有一個巨大的神經(jīng)網(wǎng)絡，人體的一切生命活動都離不開神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制。本節(jié)課力求通過精心設計問題，將知識還原到科學史的研究背景中，引領(lǐng)學生進入科學探究的情境中。

一、教學目標

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。概述興奮在神經(jīng)纖維上的傳導過程及興奮在神經(jīng)元間的傳遞過程。

2.通過分析科學家的實驗，培養(yǎng)科學思維，提高科學探究的能力;通過利用電學原理分析膜電位變化，提高學生學科之間相互滲透的遷移能力;用突觸的信號傳遞機制解釋一些問題，培養(yǎng)在真實情境下分析解決問題的能力以及擔當社會責任。

3.隨著探索“興奮傳導”等思維活動的深入開展，培養(yǎng)學生探索生命本質(zhì)的科學精神，同時領(lǐng)會研究神經(jīng)生理的科學方法，領(lǐng)悟生命科學研究的價值。

二、教學重點和難點

興奮在神經(jīng)纖維上的傳導以及神經(jīng)元之間的傳遞。培養(yǎng)學生的社會責任。

三、教學過程

（一）創(chuàng)設情境，導入新課

通過欣賞“亞洲飛人”蘇炳添2021年東京奧運會100米半決賽的精彩視頻，激發(fā)學生的學習興趣。教師再適時拋出問題：作為首個闖入奧運會男子100米決賽的亞洲人，他以9秒83的成績創(chuàng)造了歷史，刷新了亞洲紀錄?？墒悄銈冎绬?，蘇炳添身高只有1米72，博爾特用41步能夠完成比賽，蘇炳添需要48步。100米的7步之差，這就意味著更快的步頻要求以及更多的關(guān)節(jié)阻力和體能消耗。大家回顧視頻，你覺得他能做出如此迅速的反應并完成如此協(xié)調(diào)的動作需要哪些系統(tǒng)的調(diào)節(jié)？什么系統(tǒng)在其中扮演了主要角色？從而及時將學生從感性層面引入對問題的理性思考。

（二）反射、反射弧

開展活動：體驗縮手反射。

組織學生圍繞精心設計的問題展開討論：神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是什么？含羞草被觸碰后會垂下葉子，草履蟲會向水中有糖分的一側(cè)移動，這是不是屬于反射呢？分析幾組有趣的現(xiàn)象，它們分別屬于哪類反射？并說出判斷的依據(jù)是什么？結(jié)合膝跳反射圖解說說反射活動所需要的結(jié)構(gòu)有哪些，進而總結(jié)反射弧的組成與功能。播放課件，引導學生觀察，并提示注意閃動部位代表的結(jié)構(gòu)。如果反射弧不完整，能完成反射嗎？若有完整的反射弧，就一定會發(fā)生反射嗎？構(gòu)成反射弧的傳入神經(jīng)和神經(jīng)中樞以及傳出神經(jīng)等都是由神經(jīng)元構(gòu)成的，神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能是怎樣的？

對于反射、反射弧這部分內(nèi)容的處理，選擇以點帶面的方式，從一個縮手反射實例喚起學生的回憶。環(huán)節(jié)設計按照從整體到局部、從宏觀到微觀的原則，從神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式反射，到結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)反射弧，到神經(jīng)元，環(huán)環(huán)相扣，淡化了細枝末節(jié)，有助于學生建立知識網(wǎng)絡，更培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)乃季S能力。

（三）重視過渡，理解知識之間的內(nèi)在聯(lián)系

學習本節(jié)內(nèi)容千萬不能將興奮的傳導與反射完成的過程脫離。神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是反射，反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧，那么興奮在反射弧上如何傳導呢？學生很容易分析出來，既包括興奮在一個神經(jīng)元上的傳導，又包括興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。從而使學生理解知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學生形成特定的知識體系或架構(gòu)。這一過渡環(huán)節(jié)，教師應特別注意語言的輕重緩急和抑揚頓挫，以集中學生的注意力，為突出重點、突破難點做好準備。

（四）興奮在神經(jīng)纖維上的傳導

生活中大家都有體會，當手被針扎產(chǎn)生縮手反射的速度比剛才課件演示的過程要快得多！教師再播放電刺激蛙的坐骨神經(jīng)腓腸肌標本的錄像，學生發(fā)現(xiàn)刺激神經(jīng)，肌肉會立即收縮（坐骨神經(jīng)腓腸肌標本實際上是截取了反射弧的一部分）。用問題引導學生大膽猜想：聯(lián)系電、光的傳播等知識，你覺得興奮是以怎樣的一種形式如此快速地沿神經(jīng)傳導的？如何用簡單的實驗證明這是一種電現(xiàn)象？通過這樣的設計，力求培養(yǎng)學生敢于想象的科學精神，并引導學生如何運用已有的知識和相應的技術(shù)來證明自己的猜想。

在學生實驗設計的基礎(chǔ)上，教師再次設疑：人的神經(jīng)纖維都很細，只有0.1mm，電極無法插入，做實驗很困難。該怎么解決這一問題呢？一石激起千層浪，學生討論熱烈，教師這時再補充介紹，早在1791年，意大利解剖學家伽伐尼發(fā)現(xiàn)興奮傳導實際上是一種生物電現(xiàn)象。但直到20世紀30年代英國科學家發(fā)現(xiàn)烏賊的巨大神經(jīng)纖維是實驗的理想材料，它粗大的軸突直徑可達1毫米，加之發(fā)明了微電極技術(shù)，使測量電位差的微電極易于插入，才使得之前的實驗設計得以為開展實驗提供了方便。這樣設計，力求將知識還原到科學史的研究背景中去認識，再通過素材的補充介紹，讓學生深刻體會到科學的發(fā)展離不開實驗材料的選擇和實驗技術(shù)的進步，感受到科學研究的不易。

接著，通過播放動畫，回顧科學家所做的實驗（PPT展示教材神經(jīng)表面電位差的實驗示意圖）。為什么會出現(xiàn)這樣的實驗現(xiàn)象呢？引導學生自主閱讀教材，思考以下問題：

（1）神經(jīng)纖維在未受刺激時，細胞膜內(nèi)外的電位如何？當某一部位受到刺激以后，細胞膜內(nèi)外電位如何變化？

（2）在神經(jīng)纖維上局部電流是如何形成的？

（3）興奮是如何在神經(jīng)纖維上傳導的？

播放膜電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)的Flash，讓學生不但知其然，還知其所以然。引導學生自己動筆畫一畫：興奮傳導時，局部電流在膜內(nèi)外的流動方向是怎樣的？膜內(nèi)外的局部電流方向與神經(jīng)沖動的傳導方向關(guān)系如何？通過完整地演示興奮在神經(jīng)纖維上的傳導過程的Flash，領(lǐng)悟這一過程，鼓勵學生歸納，用自己的語言講述。

（五）興奮在神經(jīng)元之間的傳遞

當興奮傳導到神經(jīng)纖維的末梢時，又是怎樣到達下一個神經(jīng)元呢？還能以電信號的形式嗎？要研究這個問題，我們必須從哪里尋找答案？啟發(fā)學生想到要研究神經(jīng)元之間興奮的傳遞過程，必須弄清神經(jīng)元與神經(jīng)元相接觸部位的結(jié)構(gòu)，這樣水到渠成地引出突觸的定義。

首先觀察Flash上突觸的顯微結(jié)構(gòu)，思考相鄰的兩個神經(jīng)元是怎樣連接起來的？教師展示自制的模型，再利用CAI的放大功能，展示突觸的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，突觸是由哪三部分組成？教師通過追問，一定要學生弄清楚突觸前膜、突觸后膜分別是神經(jīng)元的哪部分結(jié)構(gòu)，避免學生出現(xiàn)只見樹木不見森林。

興奮還能以電信號的形式從突觸前膜傳到突觸后膜嗎？為什么？推測動作電位是如何跨過突觸間隙呢？突破這樣的重難點，不需要多講，需要引導學生多思，不憤不啟，不悱不發(fā)，再用Flash演示這一過程，請學生說出興奮在神經(jīng)元之間的傳遞過程，教師補充、點評。

根據(jù)學生的認知規(guī)律設置問題，環(huán)環(huán)相扣，對學生進行抽絲剝繭式的層層點撥：興奮在神經(jīng)元之間傳遞時發(fā)生了哪幾次信號形式的轉(zhuǎn)變？遞質(zhì)發(fā)生效應后，就被酶破壞而失活，或被移走而迅速停止作用（因此一次神經(jīng)沖動只能引起一次遞質(zhì)釋放，產(chǎn)生一次突觸后電位變化）。如果某種藥物可以阻止某種興奮性遞質(zhì)的分解，那該藥物的即時效應是什么？從而自然地過渡到介紹有機磷農(nóng)藥的中毒機理，學生興趣盎然。（將動畫仍定位在突觸的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖上）興奮能從突觸后膜傳到突觸前膜嗎？為什么？師生共同總結(jié)興奮在神經(jīng)元之間的傳遞特點：單向性。

（六）歸納總結(jié)，練習反饋

下圖表示三個通過突觸連接的神經(jīng)元。現(xiàn)于箭頭處施加一強刺激，則能測到動作電位的位置有哪些？并填寫表格。

（七）小組合作，課外探究

（1）探究局部麻醉藥物的可能作用機理。（2）興奮劑和毒品等大多是通過突觸來起作用的。可卡因既是一種興奮劑，也是一種毒品，服用它為什么會使人上癮？你還知道哪些毒品？如果有人勸你吸食毒品，你會以怎樣的方式拒絕？你認為吸毒會對個人、家庭和社會造成哪些危害？

四、教后反思

神經(jīng)調(diào)節(jié)一章中“興奮的傳導”研究的是生命活動的本質(zhì)規(guī)律，微觀、抽象，難以理解，利用傳統(tǒng)的掛圖、板圖很難達到預期目的。因此本節(jié)課結(jié)合科學史實，精心設計問題串，以提升學生的科學思維能力，并且通過視頻、形象逼真的動畫，既有利于提高學生獲取信息的效率，又使教學內(nèi)容從靜態(tài)到動態(tài)，從抽象到具體，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)和學科的整合。通過本節(jié)課的學習，學生能運用科學思維方法，分析解釋相關(guān)問題，懂得應該拒絕毒品，并能向他人宣傳毒品、濫用興奮劑等藥品的危害，提高了學生的社會責任感。