《通过神经系统的调节》第一课时教学设计.docx
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《通过神经系统的调节》第一课时教学设计
《通过神经系统的调节》第一课时教学设计
内容简析
《通过神经系统的调节》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、兴奋在神经元之间的传递、神经系统的分级调节和人脑的高级功能五部分内容。
其中主要内容是神经调节的基本方式和兴奋的传导。
第一课时主要学习前三部分内容。
关于“神经调节的结构基础和反射”，由于反射和反射弧的内容在义务教育教材中已有详细的介绍，本节不再详细阐述，而是引导学生调动已有的知识基础。
关于兴奋的传导，包括神经纤维上的传导和神经元之间的传递两部分内容，这部分知识对学生来说是全新的，而且比较抽象，不容易理解，故是本章教学的难点。
目标定位
一、知识目标
1、神经调节的基本方式；
2、反射、非条件反射、条件反射及反射弧；
3、神经纤维上的兴奋传导；
4、细胞间的兴奋传递。
二、能力目标
1、培养学生的抽象思维能力和发散思维能力；
2、培养学生的知识迁移能力及综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力；
3、提高学生理综之间相互渗透的能力。
三、情感目标
增强学生对生命本质的认识，消除对生命认识的神秘感。
教学重点和难点
1、神经纤维上的兴奋传导；
2、细胞间的兴奋传递。
方法阐释
本节课的导言既是章的导入，也是节的导入，可运用章首的导言和节首的问题探讨分别引入章课题和节的课题。
由于这些内容学生在初中已有了一定的基础，所以这里一方面是通过导言唤起学生的回忆，另一方面是明确学习这部分内容的主要目标和任务。
如果运用多媒体进行教学，也可选取一些能反映机体各器官系统协调活动，以及机体与外界环境相适应的实例的视频画面，结合画面提出问题。
通过视频画面，烘托气氛，激发学生的学习兴趣。
但要注意不应让学生的兴趣过多停留在感性的层面上，应该尽快将学生引入对问题的理性思考。
神经系统的结构基础和反射这部分内容，主要是对初中有关内容的回顾，教学时应充分调动学生已有的知识，可采用师生谈话结合讨论的方法进行。
兴奋在神经纤维上的传导内容是全新知识，内容比较抽象，学生没有接触过，不容易理解，在学习上具有一定的难度。
兴奋的产生以及在神经纤维上传导在离子水平的认知上较难，因此将其列为本节难点，而且是本节课的重点内容。
特别是兴奋传导时膜电位的变化和突触释放递质的过程。
教师在这方面要多做指导、启发。
本节以问题为载体，以学生活动为主线，有意识的留给学生适度的思考空间，让学生在观察中分析，在思考中概括，在探究中获取新知，帮助学生逐步形成积极探索和合作交流的学习方式。
在教学过程中，运用以下教学策略：
1、动机激发策略：
创设情境，从运动的协调引入；重现关于研究神经传导的材料选择和实验手段体现科学方法教育，避免封闭的演绎过程。
2、交互教学策略：
以学生活动为中心，教师精心设计问题，引导学生探究、讨论问题。
3、整体教学策略：
将生物学知识和物理电学知识结合在一起，体现学科间知识的综合。
4、比较的认知策略：
比较兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在细胞间的传递，突破难点。
教学流程：
环节一 创设情境，引入新课
教师：
同学们好！
在学习新知识以前，我们一起做一个非常简单的小活动——打手（规则是彼此伸出手掌，先一方打，另一方躲，谁打到对方算谁赢，五次之后再交换），来回忆一下我们初中曾经学过的相关知识。
学生两人一组进行活动，活动气氛很活跃。
教师：
在刚才的活动中胜利方举手。
祝贺大家！
请同学们思考：
刚才我们做的这两个活动，主要是在你们的什么系统的参与调节下完成的？
该系统调节生命活动的基本方式是什么呢？
学生：
神经系统；基本方式是反射。
【设计意图】让学生参与活动，引发学生思考，通过游戏激发学生的学习热情，让学生在游戏中分析生物学问题，体会生物学知识与生活的联系。
教师：
的确，人的每一个活动，无论是简单的活动还是复杂的活动，都是在神经系统的调节下协调完成的。
什么是反射呢？
同学们能举出几个反射活动的实例吗？
草履虫能够趋利避害，含羞草叶被触碰后会下垂，这属于反射吗？
如果有人用针刺了你一下，你感到了疼痛，这属于反射吗？
用针刺激离体蛙的腓肠肌，肌肉会收缩，这属于反射吗？
学生：
反射是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的有规律性的反应。
学生回答出上述概念后，教师强调反射概念的三要素（中枢神经系统、各种刺激、规律性反应）。
然后学生会很自然的答出其余问题的答案。
草履虫和含羞草没有神经系统不属于反射；离体蛙的腓肠肌，没有神经系统的参与，也不属于反射；只有用针刺人属于反射。
教师：
反射大致可以分为非条件反射和条件反射两类，请同学们来分析四组有趣的现象，看看它们分别属于那类反射？
并说出判断的依据是什么？
（媒体显示实例图片：
小猴吮奶；狗熊飞车；尝梅止渴；望梅止渴。
）
学生分组讨论后回答：
小猴吮奶和尝梅止渴是动物生来就有的，也是通过遗传而获得的先天性反射，是非条件反射；狗熊飞车和望梅止渴是动物出生后，在生活过程中通过训练而逐渐形成的后天性反射，属于条件反射。
教师进一步强调：
条件反射是建立在非条件反射基础上，借助于一定的条件（自然的或人为的），经过一定过程形成的，条件反射大大地提高了动物适应复杂环境变化的能力。
完成反射活动的结构基础是什么？
反射弧包括哪些基本环节？
初中我们学习过膝跳反射和缩手反射，你能回顾一下这两个反射的反射弧吗？
（示图或投影让学生分析）
学生：
反射弧。
通常由感受器，传入神经，神经中枢，传出神经和效应器五部分组成。
教师引导学生观察反射弧结构模式图并提示注意闪动部位代表的结构。
特别注意感受器和效应器包括哪些结构？
学生：
感受器是感觉神经末梢部分，效应器指运动神经末梢和它所支配的肌肉和腺体。
教师：
如果某人缩手反射的传入神经受到了损伤，那么感受器受到刺激后，人还会有感觉吗？
会产生缩手反射吗？
如果损伤的是传出神经或者是脊髓相应的中枢呢？
学生：
如果某人缩手反射的传入神经受到了损伤，那么感受器受到刺激后，人不会有感觉；传入神经受到了损伤，整个反射弧就断了，自然不会有缩手反射。
教师：
通常脊椎动物的反射弧，在感觉神经元和运动神经元之间还有中间神经元，它起着传递信息的作用。
再看膝跳反射和缩手反射模式图，你能说出他们各包含几个神经元？
（再示图或投影让学生观察）一个完整的反射活动至少需要多少个神经元？
学生很容易答出：
２个和３个；至少２个。
教师：
再回忆以下神经元的结构包括哪几个部分？
神经元与神经纤维、神经间有什么样的关系？
教师和学生一起回忆初中所学知识，然后分析得出：
神经元之所以受到刺激能产生兴奋，并能传导兴奋是与它的结构相适应的。
一个神经元就是一个完整的高度特化的细胞，它包括细胞体和突起，突起又分为轴突和树突，长的树突、轴突和套在外面的髓鞘共同构成神经纤维。
细胞体适合综合处理信息和作为代谢中心；突起适合接受和传递信息；髓鞘则起着绝缘的作用，使许多神经纤维可以同时传导而互不干扰，从而保证神经调节的精确性。
一条神经包含多条神经纤维。
在分析讨论的基础上，指导学生对反射、反射弧、神经元的结构和分布等知识进行归纳和总结。
从宏观上看，兴奋需要在反射弧各部分上传导；从微观上看，兴奋则需要在组成反射弧的每一个神经元内部传导，特别是神经纤维上的传导。
从而引出本节课的核心。
【设计意图】通过以上几个问题的回顾，让学生对学习本节所必备的知识有一个清晰准确的认识，分散教学难点。
环节二 自主探究，合作学习
一、兴奋在神经纤维上的传导（板书）
资料：
早在1791年，意大利解剖学家伽伐尼发现兴奋传导实际上是一种生物电现象。
但是神经纤维都很细，做实验很困难。
到20世纪30年代英国科学家发现乌贼的巨大神经纤维是实验的理想材料，它粗大的轴突直径可达1毫米，使测量电位差的微电极易于插入，为开展实验提供了方便。
实验方法：
教师利用多媒体手段演示神经纤维表面电位差的实验过程。
实验1：
取两个微电极，一个插入神经纤维内，一个接到神经纤维膜表面，用微伏计测出膜内外的电位差，即电势差。
结果显示：
膜外为正电位，膜内为负电位。
学生对电流表的指针偏转现象引起极大的好奇，提出问题1：
为什么会出现电位差呢？
实验2：
两个微电极均插在神经纤维外侧，电表指针不偏转，无电位差；两个微电极均插在神经纤维内侧，电表指针不偏转，无电位差。
提出问题2：
此时膜内外无电荷存在吗？
实验3：
在实验2的基础上分别从左侧和右侧给予刺激，结果电极偏转，但方向相反。
提出问题3刺激为什么会引起生物电的产生呢？
带着这些问题，让学生分组讨论，进一部分析推理提出问题：
1、在静止时神经纤维的电位怎样？
2、接受刺激时会引起什么样的变化？
为何会出现这种变化？
各小组展示讨论结果后，教师引导分析如下：
很早人们就发现神经纤维膜内外存在着离子浓度的差异。
引导学生观察并分析Na+离子和K+离子的浓度差：
膜内的K+离子浓度远高于膜外，Na+离子浓度则相反。
在细胞未受刺激时，也就是静息状态时，膜内的K+离子很容易通过载体通道蛋白顺着浓度梯度大量转运到膜外，从而形成膜外正电位，膜内负电位。
当神经纤维某一部位受到刺激时，膜上的Na+离子载体通道蛋白被激活，Na+离子通透性增强，大量Na+离子内流，使膜两侧电位差倒转，即膜外由正电位变为负电位，膜内则由负电位变为正电位。
具体分析兴奋传导的过程并分步演示兴奋在神经纤维上传导的动画。
教师：
静息时，膜内和膜外的电位处于何种状态？
学生分析：
静息时，由于K+离子外流膜内电位为负，膜外电位为正。
教师：
受刺激时，兴奋部位的膜内外发生了怎样的变化？
学生观察分析并回答：
由于Na+离子内流，兴奋部位膜内外迅速发生了一次电位变化膜外由正电位变为负电位，膜内则由负电位变为正电位。
教师引导学生分析并讨论：
邻近未兴奋部位仍然维持原来的外“正”内“负”，那么，兴奋部位与原来未兴奋部位之间将会出现怎样变化？
学生讨论归纳后得出：
用物理课上电学的知识来解释这个问题，并就膜外和膜内情况分别说明。
在神经纤维膜外兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间形成了电位差，于是就有了电荷的移动，在细胞膜内的兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间也形成了电位差，也有电荷的移动，这样就形成了局部电流。
教师：
电流方向如何呢？
学生：
电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位，在膜内则由兴奋部位流向未兴奋部位，从而形成了局部电流回路。
引导学生观察相邻的未兴奋部位：
学生观察后，归纳出：
这种局部电流又刺激相邻的未兴奋部位发生上述同样的电位变化，又产生局部电流，如此依次进行下去，兴奋不断向前传导，而已经兴奋部位又不断依次恢复原静息电位。
兴奋就按照这样的方式沿着神经纤维迅速向前传导。
教师：
下面完整演示动画，同学们注意观察并回答下面的问题：
1、 兴奋传导过程如何？
2、 兴奋在神经纤维上传导的实质是什么？
学生归纳和复述：
兴奋传导过程：
刺激→膜电位变化→电位差→电荷移动→局部电流（板书）
兴奋在神经纤维上传导的实质：
膜电位变化→局部电流。
教师：
我们分析了当兴奋从树突经胞体传向轴突时的传导方向，如果在一条离体神经纤维中段施加一适宜刺激，传导方向又是怎样呢？
（图示略）
学生从物理角度来思考这个问题并回答：
兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差，所以刺激神经纤维上任何一点，所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。
结论：
传递特点──双向性。
（板书）
教师：
兴奋传导会不会受到外界因素的影响，如果有，你知道常有哪些？
学生：
兴奋传导受机械压力，冷冻，电流，化学药物等因素的影响而受到干扰或阻断。
教师：
我们已经知道完成一个反射活动至少需要两个神经元，而神经元之间是有间隙的，当兴奋传导到神经纤维的末梢时，又是怎样到达下一个神经元呢？
接下来我们一起探讨这个问题。
【设计意图】让学生在充分思考的基础上分组讨论交流，鼓励学生大胆表述，而后每组派代表阐述自己的见解，教师对认识正确的同学加以赞赏，对学生不准确的见解请学生评议并阐述自己认为更合理的见解，教师要及时鼓励学生。
二、兴奋在神经元之间的传递：
（板书）
教师：
先让各小组进行讨论，大胆提出假设。
学生：
交流展示各组讨论结果。
教师：
突出演示电子显微镜下突触的结构。
学生：
在光学显微镜下观察可以看到，一个神经元轴突末梢经多次分支，最后每个小枝末端膨大成杯状或球状，叫做突触小体。
这些突触小体可以与多个神经元细胞体或树突相接触，形成突触。
教师：
播放多媒体动画
学生：
在电子显微镜下观察，可以看到突触是由三部分构成的，即突触前膜，突触间隙和突触后膜。
突触前膜是轴突末端突触小体的膜：
突出后膜是与突触前膜相对应的胞体膜和树突膜；突触间隙是突触前膜和突触后膜之间存在的间隙。
突触小体内靠近前膜处含有大量的突触小泡，泡内含有高浓度的化学物质──递质，例如乙酰胆碱。
递质有兴奋性的也有抑制性的。
再将动画还原到较为宏观的两个神经元之间，让学生去观察突触部位信号的变化。
学生会很容易得出：
当兴奋（电信号）通过轴突传导到突触小体时，突触小体内的突触小泡就将递质（化学信号）释放到突触间隙里（这里发生了一个由电信号到化学信号的变化），突触后膜的相应受体蛋白接受递质的化学刺激，引起突触后膜的膜电位改变（这又发生了一个由化学信号到电信号的变化）。
这样，兴奋就从一个神经元通过突触而传递给了另一个神经元。
教师：
突触后膜的受体对递质有没有选择性？
学生：
有高度的选择性。
学生再次观察动画模拟过程，复述，概括。
兴奋在细胞间的传递过程：
兴奋→突触小体→突触小泡释放递质→突触间隙→突触后膜兴奋或抑制
教师：
刚才我们学习了如果在一条离体神经纤维中段施加一适宜刺激，兴奋的传导方向是双向的，那么，在突触处的传导方向呢？
学生思考后回答：
由于递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放后作用于突触后膜上，使后一个神经元兴奋或抑制，所以神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
就是说：
兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传递。
这种单向传递使整个神经系统的活动能有规律地进行。
教师：
递质发生效应后，去向如何？
学生可能有多种答案，教师要及时给与肯定、鼓励或纠正。
教师强调：
最大的一种可能是，递质发生效应后就被酶破坏而失活，一次神经冲动只能引起一次递质释放，产生一次突触后电位变化，之后很快又恢复为静息状态。
教师引导学生观察线粒体，师生共同得出，“兴奋传递是一个耗能的过程”的结论。
教师：
有些杀虫剂能抑制酶的活性，使递质不被破坏，会引起什么情况发生?
学生：
递质一直结合在突触后膜的受体部位，连续发生作用，使神经处于持续冲动状态而不能恢复到静息电位，这样，就使动物长时间处于震颤、痉挛状态，严重危害健康。
【设计意图】在讨论中设法把问题步步拓展，步步深入，以加深学生对所学内容的理解，要启发学生自己去分析新问题和解决问题的方法，自己去纠正错误的和片面的认识。
联系实际分析问题，提高学生学习兴趣。
环节三 反馈训练，巩固落实
前面我们重点学习了兴奋在神经纤维上的传导和在细胞之间的传递，下面请同学们填写以下表格，比较二者的区别。
三、比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递
神经纤维上的传导
细胞间的传递
信号形式
电信号
化学信号
传导速度
快
慢
传导方向
双向
单向
实 质
膜电位变化→局部电流
突触小泡释放递质
【设计意图】让学生进一步回顾刚学过的知识，锻炼学生的概括归纳能力。
环节四 归纳总结，反思升华
教师：
本节课重点学习了兴奋的传导，对于反射的发生也有了进一步的理解。
（结合动画演示和板书进行归纳）当感受器受到一定刺激后就产生兴奋，引起兴奋部位的膜电位的改变，形成局部电流；当局部电流沿神经纤维传导到轴突末梢的突触时，突触小泡释放递质作用于突触后膜，使另一个神经元产生兴奋或抑制，这样兴奋就从一个神经元传导到另一个神经元。
概括的说：
兴奋传导是膜电位变化→递质的释放→膜电位变化的一体化过程。
【设计意图】引导学生学会自己总结，让学生进一步体会知识的形成、发展、完善的过程。
板书设计
二、神经调节
（一）基本方式：
反射──概念、分类、结构基础
（二）兴奋的传导
1.神经纤维上的传导：
双向性
刺激→膜电位变化→电位差→电荷移动→局部电流
2.细胞间的传递：
单向性
兴奋→突触小体→突触小泡释放递质→突触间隙→突触后膜兴奋或抑制
环节五 布置作业，延伸课堂
教有所思
《神经调节》一节内容抽象、复杂，需要准确把握教材，创设问题情境，对学生学习中可能遇到的困难进行预测，并适当增补教学内容，重视知识的发现过程，及时而有效的突破教材的难点，突出重点，化抽象为形象，化深奥为浅显，取得较好的教学效果。
在教学设计方面，以学生为主体，引导学生观察，探究、合作，激发了学生的学习兴趣，让学生在创造中学习，在发现中获取，在成功中升华。
从提高学生生物科学素养的角度出发，充分体现学生的主体地位，注重教学策略设计和理论联系，对学生评价的设计重过程，鼓励创新，有利于学生的可持续发展。
本节课突出特点是重点、难点突破较好：
1、通过问题串的形式让学生展开讨论，最后归纳兴奋在神经纤维上的传导特点，符合学生认知规律；2、对兴奋在神经元间的传递的处理，由电信号到化学信号再到化学信号的转变是诺贝尔奖金获得者伟大的创新性思维发现，在学习这部分内容时，让学生大胆作出假设，进行分析、推理，既活跃了课堂气氛，又提高了学生的创新思维能力。
由于本节课神经元结构概念较多，过多顾及这些基础知识的铺垫，显得主干知识线索不够明晰，可以通过学生预习和旁栏提示来回顾这些概念，让整节课更加条理、流畅。
如果能创造条件让学生亲自动手做蛙的坐骨神经电位测定试验，则效果更好。
这是学生学习此内容的第二个疑问，为了能形象地解答此疑问，我利用某同学在上一环节想象神经元的结构与人的手臂相似，结合电流的传导来讲解。
触电及电流的传导对于高二学生并不陌生，我伸出右手，展开五个手指（树突），掌心（细胞体），前臂（轴突，即神经纤维的一部分），提问学生：
假设老师在换灯泡时，不小心将某手指接触到电源，电流会如何传导？
学生们会不约而同地回答：
电流从手指流向手心再流向前臂，即形象地掌握了兴奋从树突 细胞体 轴突。
接着又往下提问：
如果不是手指先接触电源，而是前臂先接触到电源，情况又将如何？
鉴于学生对物理知识的掌握，学生会说在前臂的上下两侧都会有触电的感觉，即电流往上下两侧传导的结果，顺着学生的思维，话锋一转告诉学生：
神经纤维受到刺激时，刺激点两侧迅速发生电位变化，引起神经冲动向两侧传导，即兴奋在神经纤维上的传导是双向的，结合形体语言和学生已有的知识，深入浅出地将本课的难点解决了，并能使学生牢固地掌握此知识点。
实验方法：
取两个微电极，一个插入神经纤维内，一个接到神经纤维膜表面，用微伏计测出膜内外的电位差，即电势差。
结果显示：
膜外为正电位，膜内为负电位。
膜内的K+离子浓度远高于膜外，Na+离子浓度则相反。
在细胞未受刺激时，也就是静息状态时，膜内的K+离子很容易通过载体通道蛋白顺着浓度梯度大量转运到膜外，从而形成膜外正电位，膜内负电位。
当神经纤维某一部位受到刺激时，膜上的Na+离子载体通道蛋白被激活，Na+离子通透性增强，大量Na+离子内流，使膜两侧电位差倒转，即膜外由正电位变为负电位，膜内则由负电位变为正电位。
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