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1、通过神经系统的调节教学设计一、教学内容及分析1.教材内容本节的主要内容是神经调节的基本方式和兴奋的传导。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。在神经纤维上的传导这一部分，教材结合插图讲述了神经纤维受到刺激时产生电位变化、电位差和局部电流的形成，以及兴奋在神经纤维上的传导方式。在神经元之间的传递这一部分，介绍了突触的结构，然后讲述了兴奋怎样从一个神经元通过突触传递给另一个神经元，最后讲述了神经元之间兴奋只能单向传递的原因。为了更好地发挥互动式教学的最大优势，教师应适当补充关于研究兴奋传导的实验材料的选择，以及具体的实验方法，将这部分知识还原到科学史的研究背景中去认识。
2、2.学情分析有关于神经调节的基本方式反射，反射的结构基础反射弧等相关的基础知识，学生在初中就已经学过，所以教师可以给出少量时间由学生快速阅读进行回忆，并通过提问及时深化。兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递这些内容比较抽象，学生没有接触过，不容易理解，在学习上具有一定的难度。而这些既是教学重点又是教学难点，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，并适时运用动画演示，使抽象的内容直观化。教师设计学案，使学生在课堂上可以对重点内容进行总结，学习结束后可以留下有价值的材料。神经调节一节的内容对于生物学科知识体系的建构，生物学科思维方法的形成，生物学科能力
3、的培养都具有重要作用。三、教学目标1.知识目标（1）描述神经调节的基本方式、结构基础及其完整性的必要。（2）概述兴奋在神经纤维上的传导过程。（3）概述兴奋在细胞间的传递过程。（4）应用兴奋传导原理，辨别传导方向，解决实际问题。2.能力目标（1）通过观察兴奋传导的动态过程，培养学生分析、比较、归纳等逻辑推理能力。（2）通过介绍研究兴奋传导的材料和方法培养学生的科学思维能力。（3）通过利用电学原理分析膜电位变化，提高学生学科之间相互渗透的迁移能力。3.情感、态度价值观（1）通过科学发现，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。（2）透过纷繁复杂的生命现象揭示事物普遍联系，建立唯物主义世界观
4、。（3）通过认识生命本质，渗透协调美和思想美。四、教学重点与难点1、教学重点：兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递2、教学难点：兴奋在神经元之间的传递五、教学策略设计动机激发策略：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。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。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。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。六、教学方法设计实验原理分析法、讨论法、比较法、归纳法等。七、媒体设计自制CAI动画：
5、反射弧模式图；兴奋沿反射弧传导；兴奋在神经纤维上的传导；突触小体结构模式图；突触小泡内递质的释放过程。自制学案八、教学过程设计（一）教学流程图教学过程：首先请大家欣赏奥运会跳水比赛的精彩片段。请大家思考，跳水运动员是怎样协调身体的各个器官，从而完成复杂优美的跳水动作的呢？学生答：主要靠神经调节动物和人体都是开放的系统，要维持内环境的稳态并与外界环境相适应，都离不开生命活动的调节，神经系统在其中扮演了主要角色。一、神经调节的结构基础和反射大屏幕出示问题1、任何动物个体器官、系统的协调，以及对外界刺激作出反应主要通过神经系统来完成的，那么神经调节的方式是什么呢？包括哪两类？学生答：神经调节的基本方
6、式是反射，包括条件反射和非条件反射。教师补充：非条件反射是生来就有的，通过遗传获得的如眨眼反射，吞咽反射等；条件反射是经后天训练形成的，如马戏团的小狗会做算术题，鹦鹉学舌等。大屏幕出示问题2、什么是反射？你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？学生看书讨论后作答：反射是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规律性的反应。常见的反射如膝跳反射、缩手反射等。草履虫能够趋利避害，含羞草叶被触碰后会下垂不属于反射，因为草履虫和含羞草没有中枢神经系统。大屏幕出示问题3、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？大屏
7、幕同时显示缩手反射过程图。学生讨论后完成学案上图表1第1列内容。结构组成功能结构破坏感受器传入神经神经中枢传出神经效应器大屏幕出示问题4、反射弧各部分的结构分别是由什么组成的？有何功能？大屏幕动画演示缩手反射过程。学生讨论后教师总结共同完成学案上图表1第2、3列内容。结构组成功能结构破坏感受器感觉神经末梢接受刺激并产生兴奋传入神经传入神经元将兴奋由感受器传入至神经中枢神经中枢调节某一特定生理功能的神经元群对传入的兴奋进行分析与综合传出神经传出神经元将兴奋由神经中枢传出至效应器效应器传出神经末梢和它所支配的肌肉和腺体对内外界刺激作出应答反应大屏幕出示问题5、如果某人缩手反射的传入神经受到损伤，那
8、么感受器受到刺激后，人还会有感觉吗？会产生缩手反射吗？如果损伤的是反射弧的其他部分呢？学生讨论后完成学案上图表1第5列内容。结构组成功能结构破坏感受器感觉神经末梢接受刺激并产生兴奋既无感觉又无效应传入神经传入神经元将兴奋由感受器传入至神经中枢既无感觉又无效应神经中枢调节某一特定生理功能的神经元群对传入的兴奋进行分析与综合既无感觉又无效应传出神经传出神经元将兴奋由神经中枢传出只效应器只有感觉无有效应效应器传出神经末梢和它所支配的肌肉和腺体对内外界刺激作出应答反应只有感觉无有效应教师启发学生思考共同得出结论：反射弧只有在结构上保持其完整性，才能完成反射活动；组成反射弧的任何一个部分受到损伤，反射活
9、动都将不能完成。大屏幕出示问题6、神经元的结构包括那几个部分？神经元与神经纤维、神经间的关系如何？什么是神经末梢？在学案图2上标出各部分名称。髓鞘胞体神经末梢轴突树突学生根据初中所学知识标出胞体、树突和轴突。教师补充强调：包在轴突外面透明的物质叫做髓鞘，长的树突或轴突被髓鞘包裹构成神经纤维，神经纤维末端的细小分支叫做神经末梢。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。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。反射活动中，反射弧
10、上传导的是兴奋，那么什么是兴奋呢？先找学生说一下自己对兴奋的认识，然后指导学生阅读教材16页找到兴奋的概念。提问：观察兴奋在反射弧中的传导，你能提出哪些值得探究的问题？引出兴奋的传导。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。引出兴奋在神经纤维上的传导二、兴奋在神经纤维上的传导请学生猜想：“兴奋是如何沿神经纤维传导的？”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，做实验很早困难。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
11、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。大屏幕出示图片：（细胞膜内外的电位）将电位计的一对电极中有一个放在神经细胞的外表面，另一个连了微电极，准备刺入膜内。当两个电极都位于膜外时，细胞表面各部位电位相等，但连微电极的一端刺入细胞内，瞬间记录仪器上出现了一个电位差。提问：此实验说明什么？学生思考回答：说明神经元细胞膜内外存在电位差，膜电位为外正内负。接着提问：膜内与膜外为什么存在电位差呢？学生阅读教材P18页小字部分。教师总结：在未受到刺激即静息状态时，K+外流导致产生外正内负的静息电位；受到刺激后，Na+内流导致产生外负内正的动作电位。大屏幕出示图片：（P17页图2-1）当左
12、端给于一次适当的电刺激，则在刺激后的短时间内，电位计指针出现了两次方向相反的摆动。引导学生回答以下问题：各图说明什么问题？ 为什么电位计指针出现了两次方向相反的摆动？ 在兴奋沿神经传导时，a、b两点的电位是如何发生化变？教师引导得出结论：在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。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。静息时，膜内和膜外的电位处于何种状态？学生分析：静息时，膜内电位为负，膜外电位为正。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：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
13、为正电位。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？学生试着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。电流方向如何呢？学生答：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：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
14、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。完整演示动画并让学生归纳和复述：兴奋传导过程：刺激膜电位变化电位差电荷移动局部电流兴奋在神经纤维上传导的实质：膜电位的变化。兴奋传导方向：与膜内电流的方向一致。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？（动画演示）学生从物理角度来思考这个问题：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。兴奋在神经纤维上传导的特点：双向性。教师简单补充：兴奋传
15、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。完成一个反射活动需要多个神经元参与，那么一个神经元产生的兴奋是如何向下一个神经元传递的呢？引出兴奋在神经元之间的传递。三、兴奋在神经元之间的传递要了解兴奋在神经元之间的传递就得先了解神经元之间是怎样联系的。兴奋在神经元之间是通过突触来传递的。突触是指一个神经元与另一个神经元相接触的部位。学生先阅读教材P18-19页相关内容。尝试在学案图3乙图上标出突触各部分的名称。同时在甲图上用笔圈出突触所在位置。（演示动画）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和球状，叫做突触小体。这些突触小体可以
16、与多个神经元细胞体或树突相接触，形成突触。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：突触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。将动画还原到较为宏观的两个神经元之间去观察。提出问题：兴奋在神经元间还能以神经冲动的形式进行传递吗？学生讨论后回答：不能，因为两个神经元之间存在突触间隙。那么兴奋是怎样通过突触传递的呢？大屏幕出示兴奋在细胞间传递的动态过程图。教师根据动画讲解过程：当
17、兴奋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释放到突触间隙里，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。突触后膜的受体对递质有高度的选择性。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提出问题：兴奋传递的方向如何？引导学生分析：兴奋在细胞间的传递主要靠递质，递质存在于突触小体的突触小泡中，只能从突触前膜向突触后膜方向释放。因此学生很容易得出结论：兴奋在神经元之间的传递是单向的。在此基础上教师提出问题：在完成一个反射的反射弧中，
18、兴奋传导的方向如何呢？学生思考后能够给出答案：单向。因为在反射弧中，既有兴奋在神经纤维上的传导，也有兴奋在神经元之间的传递。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。【探究与交流】：突触中传递的递质中有一种是兴奋性递质叫乙酰胆碱，乙酰胆碱在发挥作用后，很快被胆碱酯酶分解为胆碱和乙酸。研究发现有机磷杀虫剂能抑制胆碱酯酶的活性，使乙酰胆碱不被破坏。结果动物会怎样呢？（这些杀虫剂能抑制胆碱酯酶的活性，使乙酰胆碱不被破坏，乙酰胆碱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
19、物长时间处于震颤、痉挛状态，终致死亡。）引导学生观察线粒体，得出“兴奋传递是一个耗能的过程”的结论。学生总结完成学案上的表格4比较兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在神经元之间的传递兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经元之间的传递信号形式电信号电信号化学信号电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课堂小结本节课在复习反射的基础上重点学习了兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在神经元之间的传递。（结合动画演示）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
20、或抑制，这样兴奋就从一个神经元传递到另一个神经元。学法指导学生在掌握上述内容时，一定要注意联系反射模式图，并注意在实际中的应用。如临床上用药物局部麻醉的机理是什么？（药物抑制突触小泡释放递质，兴奋不能传递）课外探究与思考1.探究局部麻醉药物的可能作用机理。2.试分析兴奋在神经纤维上的传导与电流在金属导线上的传导的异同？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九、教学评价设计教师要善于发现和及时激励学生学习的积极性和创造
21、性，以形成性评价为主，着眼于学生探究能力的培养和可持续发展，体现科学方法教育。设定知识、能力、态度观念等方面的教学目标；根据教学进程设置各种类型的形成性问题，引导学生观察、分析、讨论、归纳、总结，及时反馈教学效果，调整教学进程。最后分层设置一些经典练习题，强化对教学内容的巩固。十、教学反思在教学过程中,我遵循了“从具体到抽象”、“从感性到理性”的认知规律,重视创设问题情境,引导学生积极参与,学生始终处于科学研究情境中，并获得相应的科学情感体验。自然科学的学科魅力满足了学生的学习兴趣,而且测试表明,建立起来的概念是形象生动的、深刻的。学案的设计使学生留下对以后复习来说有价值的资料。课堂例题及检测
22、题：例题精析：1、下列关于突触和兴奋传递的叙述，错误的是：突触前后两个神经元的兴奋是同时发生的兴奋通过突触时由电信号转化为化学信号，再转化为电信号构成突触的两个神经元是有间隙的兴奋在突触处只能单向传递解析：神经冲动在神经纤维上的传导，一是通过电信号传导，二是可以双向传导；冲动在神经元之间则是通过突触这一结构传导的，电信号传到突触时，突触前膜释放神经递质传递到突触后膜，从而使后一个神经元产生兴奋或抑制。由于递质的释放是单向的，所以神经冲动在神经元之间的传导是单向的，即兴奋只能由一个神经元的轴突传递给另一个神经元的胞体或树突，而不能向相反的方向传递。答案：2、已知突触前神经元释放的某种递质可使突触
23、后神经元兴奋，当完成一次兴奋传递后，该种递质立即分解。某种药物可以阻止该递质的分解。这种药物的即时效应是：A突触前神经元持续性兴奋B突触后神经元持续性兴奋C突触前神经元持续性抑制D.突触后神经元持续性抑制解析：当递质发挥作用后，会被相应的酶所破坏，这对于机体来说非常重要，否则递质一直结合在突触后膜的受体部位，将连续发挥作用，神经将持续处于冲动状态，而不能恢复到静息电位。答案：B 检测题基础题1.兴奋在神经纤维上的传导是通过膜内外电位的变化产生（ ）A电荷 B局部电场 C局部电流 D电势2.神经冲动在神经细胞间的传递是通过（ ）完成的A突触 B突触小体 C突触前膜 D突触后膜3.决定反射时间的长
24、短的主要因素是（ ）A刺激强度的大小 B感受器的兴奋性C中枢突触的数目 D效应器的兴奋性4.在1条离体神经纤维的中段施加电刺激，使其兴奋。如下图表示刺激时的膜内外电位变化和所产生的神经冲动传导方向（横向箭头表示传导方向）。其中正确的是5.在哺乳动物调节体温方面，皮肤作为（ ）A感受器 B效应器 C感受器和效应器 D协调中枢6关于兴奋的传导叙述正确的是（ ）A神经纤维兴奋时电位变为“外正内负”B神经纤维兴奋时产生的电流是从兴奋部位流向未兴奋部位C突触前膜释放递质作用于突触后膜D兴奋从一个神经元的树突传至另一神经元的轴突 7人体神经元之间兴奋的传递，通过突触实现。下列对这种传递叙述错误的是( )突
25、触前膜与后膜之间有间隙B兴奋由电信号转变成化学信号，再变成电信号C突触处兴奋是能单向传递的D突触前后两个神经元兴奋是同步的，没有延搁8.神经系统的基本结构单位是（ ） A灰质 B白质 C神经元 D轴突9. 关于反射和反射弧关系的叙述正确的是（ ）A.反射活动并不完全通过反射弧来完成 B.反射活动必须通过反射弧来完成C.只要反射弧完整必然出现反射活动 D.反射和反射弧在性质上是完全相同的拓展题10.下图是突触模式图，请根据图回答下列问题(括号内写标号)：(1)用箭头在图下方的长方框中标出神经冲动的传递方向。(2)中所包含的化学物质是乙酰胆碱或单胺类物质，这些物质可与作用改变_的离子通透性，结构的
26、形成与细胞结构中的细胞器_有关，结构_的形成与细胞器_有关。(3)如果这个突触能够传递神经递质多巴胺，多巴胺将存在于_中，它_到突触间隙中可与_上的_相互作用，从而把信息由一个神经细胞传递给下一个神经细胞，引起下一个神经细胞膜电位的变化。(4)维持Na+、K+浓度在细胞内外的差异，与_的代谢活动有关。 11如图表示三个神经元及其联系。其中“”表示从树突到胞体，再到轴突及末梢（即一个完整的神经元模式），为了研究兴奋在一个神经元上的传导方向和在神经元间的传递方向，进行了相关实验。联系图解回答下列问题：（1）若代表小腿上的感受器，代表神经支配的小腿肌肉，则称为_，能代表反射弧的结构为（用图中序号表示）_；（2）刺激图中b点，则b点发生的膜电位变化是_，图中_点可发生兴奋；（3）若刺激d点，图中_点可发生兴奋；（4）由图中可看出一个神经元的突触小体与下一个神经元的_相接触而形成突触，图中共有突触_个。（5）由此说明：兴奋在一个神经元上的传导是_。兴奋在两个神经元间的传递是_，其原因是_。答案：1-5、CACCA 6-9、CDCB10、（1）（2）突触后膜 核糖体 高尔基体（3）突触小泡 突触后膜 受体 （4）线粒体11、（1）神经中枢 （2）由外正内负变为外负内正 acde(3) ce(4)胞体或树突 3个（5）双向的 单向的 递质只能从突触前膜释放作用于突触后膜
