神經(jīng)—肌肉模型”在神經(jīng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中的分析與應(yīng)用

1、 應(yīng)用“神經(jīng)肌肉模型”解決神經(jīng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中問題 吳 艷（浙江省淳安中學(xué)）一、設(shè)計(jì)思想1理論依據(jù)生物新課程標(biāo)準(zhǔn)中把“面向全體學(xué)生，培養(yǎng)生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系”作為學(xué)科教學(xué)的核心理念。本課題的設(shè)計(jì)即圍繞這一理念，同時(shí)也將建構(gòu)主義理論中“學(xué)習(xí)過程不是學(xué)習(xí)者被動(dòng)地接受知識(shí)，而是積極地建構(gòu)知識(shí)的過程”作為設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。力求通過模型分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析歸納等過程，循序漸進(jìn)地幫助學(xué)生搭建起學(xué)習(xí)體系，激發(fā)出學(xué)習(xí)興趣，提升生物科學(xué)素養(yǎng)。2設(shè)計(jì)特色（1）本課題的設(shè)計(jì)在內(nèi)容上通過構(gòu)建“神經(jīng)肌肉模型”，對(duì)模型的常規(guī)分析應(yīng)用與變式分析應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能基礎(chǔ)知識(shí)的理解，讓學(xué)

2、生感受不同情境實(shí)驗(yàn)試題的基本設(shè)計(jì)與處理方法，提取并掌握分析處理實(shí)驗(yàn)類試題的基本策略，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。（2）采用了從自主探究-小組合作探究的探究形式。二、教學(xué)分析1教材分析（1）知識(shí)結(jié)構(gòu)分析：本課題內(nèi)容為神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能復(fù)習(xí)的第2課時(shí)部分，該部分是在復(fù)習(xí)了神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和基本特性，神經(jīng)沖動(dòng)（興奮）的產(chǎn)生、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和興奮在突觸上的傳遞基礎(chǔ)上，從實(shí)驗(yàn)命題角度來設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的，對(duì)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力要求較高。（2）教學(xué)重點(diǎn)：利用神經(jīng)一肌肉模型分析、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。（3）教學(xué)難點(diǎn)：新情境下，應(yīng)用神經(jīng)一肌肉模型分析、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。2學(xué)情分析本課題教學(xué)對(duì)象為高三學(xué)生。學(xué)生對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有一

3、定的認(rèn)識(shí)，具備一定的生物科學(xué)素養(yǎng)，但是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析和設(shè)計(jì)能力不佳，獨(dú)立探究、邏輯推理能力仍然較弱，對(duì)實(shí)驗(yàn)題已產(chǎn)生了畏難情緒，解題思路比較散亂。其中一個(gè)重要的原因是不能對(duì)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行分析總結(jié)，把握其中的基本規(guī)律，不能從知識(shí)的核心出發(fā)展開思維，未能達(dá)到“以不變應(yīng)萬(wàn)變”的解題境界。我們構(gòu)建“神經(jīng)肌肉模型”，就是試圖幫助學(xué)生建立起有關(guān)神經(jīng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)的思維模式，規(guī)范學(xué)生的解題過程。學(xué)生通過體驗(yàn)這些實(shí)驗(yàn)的探究過程，可以更好地理解教材的基礎(chǔ)知識(shí)，提升分析實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。三、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo) 1）知道神經(jīng)肌肉模型的結(jié)構(gòu)組成及其生理特性。2）理解興奮（動(dòng)作電位）的產(chǎn)生、傳導(dǎo)過程。3）理解突觸的結(jié)構(gòu)

4、和突觸興奮的傳遞過程。2能力目標(biāo)1）通過對(duì)模型的分析及其在實(shí)驗(yàn)探究問題中的應(yīng)用，學(xué)生逐步提高觀察、分析、推理等能力。 2）通過常規(guī)題和變式題的解題練習(xí)，學(xué)生可以感受從基本知識(shí)模型到各種實(shí)際情境試題上應(yīng)用的演變過程，提高解決實(shí)際問題的能力。3情感目標(biāo) 通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的展開，領(lǐng)會(huì)研究神經(jīng)生理的科學(xué)方法,體會(huì)探索生命本質(zhì)的科學(xué)精神。四、教學(xué)過程【課前準(zhǔn)備】制作多媒體課件，收集整理神經(jīng)調(diào)節(jié)有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，收集分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)試題。導(dǎo)入：【教師活動(dòng)】呈現(xiàn)圖片：剛剝離的蛙的神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)標(biāo)本的各組成部分?！緦W(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察說出各組成部分。【設(shè)計(jì)意圖】利用實(shí)物照片呈現(xiàn)神經(jīng)-肌肉模型引入課題，

5、引發(fā)好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，能讓學(xué)生感受到這個(gè)模型是實(shí)際存在的，實(shí)驗(yàn)存在可行性。（一） 神經(jīng)肌肉模型的分析【教師活動(dòng)】播放視頻：刺激神經(jīng)，引起肌肉收縮。直接刺激肌肉，肌肉也收縮。引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。【學(xué)生活動(dòng)】觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析回答實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！驹O(shè)計(jì)意圖】利用具體實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生很直觀地認(rèn)識(shí)到肌肉標(biāo)本的特性。（二）神經(jīng)肌肉模型的應(yīng)用1 模型應(yīng)用1-實(shí)驗(yàn)1探究興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是單方向的還是雙方向的?！窘處熁顒?dòng)】小結(jié)過渡：神經(jīng)纖維接受刺激后產(chǎn)生了興奮，并能向右傳到肌肉，使肌肉收縮。能否向左傳導(dǎo)呢？請(qǐng)利用此標(biāo)本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。【學(xué)生活動(dòng)】設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)裝置。【教師活動(dòng)】提出問題：為了

6、探究興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向是單向還是雙向，可以在圖中的哪些點(diǎn) 給以適宜的刺激，能得出相應(yīng)的結(jié)論?！緦W(xué)生活動(dòng)】分析回答問題。2模型應(yīng)用2-實(shí)驗(yàn)2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置探究興奮在神經(jīng)肌肉傳遞方向?！窘處熁顒?dòng)】提出問題：請(qǐng)你利用此裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明興奮只能從神經(jīng)傳遞到肌肉?！緦W(xué)生活動(dòng)】分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，說出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟、結(jié)果和結(jié)論?！窘處熁顒?dòng)】引導(dǎo)得出正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)兩次實(shí)驗(yàn)探究過程?！緦W(xué)生活動(dòng)】學(xué)生分析總結(jié)，填寫補(bǔ)充表格中的內(nèi)容。比較項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐d奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是單向的還是雙向的興奮只能從神經(jīng)元傳遞到肌肉實(shí)驗(yàn)裝置刺激點(diǎn)(興奮的產(chǎn)生點(diǎn))結(jié)果的體現(xiàn)指標(biāo)結(jié)果與結(jié)論（幾種）【教師活

7、動(dòng)】呈現(xiàn)學(xué)生的分析總結(jié)情況，引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)充糾正。引導(dǎo)總結(jié)此類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路。3模型應(yīng)用3-實(shí)驗(yàn)3新情境下利用模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證興奮只能從神經(jīng)元傳遞到肌肉?！窘處熁顒?dòng)】提供新情境問題，引導(dǎo)學(xué)生分析比較應(yīng)用2。某校生物興趣小組想通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證興奮只能從神經(jīng)元傳遞到肌肉。請(qǐng)您根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，幫助興趣小組完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。【材料與用具】蛙的縫匠肌(骨盆端無(wú)神經(jīng)末梢)、解剖刀、電刺激裝置、培養(yǎng)液等(實(shí)驗(yàn)材料滿足實(shí)驗(yàn)需要) (提示；縫匠肌可切開，不影響其收縮功能，觀察指標(biāo)為肌肉收縮)(1)實(shí)驗(yàn)步驟：剔除非骨盆端肌肉，保留神經(jīng)末梢，并與骨盆端相連(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一張表格，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論?！緦W(xué)生

8、活動(dòng)】認(rèn)真審題，思考完成與實(shí)驗(yàn)2的比較與分析?！窘處熁顒?dòng)】引導(dǎo)學(xué)生分析題目信息的含義且直觀化，引導(dǎo)學(xué)生利用信息解決自己的困惑。呈現(xiàn)直觀圖（實(shí)驗(yàn)步驟1操作后標(biāo)本是怎樣的，肌肉可切開，為什么要切？怎么切?切后是怎樣的？）【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)新情景問題，讓學(xué)生利用已學(xué)的知識(shí)模型在新情景下解題，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息并利用信息解題的能力。4 模型應(yīng)用4實(shí)驗(yàn)4研究興奮在一個(gè)標(biāo)本的神經(jīng)搭在另一個(gè)標(biāo)本的肌肉上所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)上的傳導(dǎo)?！窘處熁顒?dòng)】呈現(xiàn)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生分析。取兩個(gè)新鮮的神經(jīng)一肌肉標(biāo)本，將右側(cè)標(biāo)本的神經(jīng)搭在左側(cè)標(biāo)本的肌肉A上，此時(shí)神經(jīng)纖維與肌肉細(xì)胞相連接（實(shí)驗(yàn)期間用生理鹽水濕潤(rùn)標(biāo)本），如圖所示。刺激a點(diǎn)觀察

9、到肌肉A收縮，肌肉B隨之也收縮。請(qǐng)你分析直接刺激神經(jīng)會(huì)觀察到什么結(jié)果？【學(xué)生活動(dòng)】提取題干信息分析推導(dǎo)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果且說明理由？【教師活動(dòng)】進(jìn)一步提出問題，在上能測(cè)到電位變化嗎？為什么？【學(xué)生活動(dòng)】討論分析作答?！驹O(shè)計(jì)意圖】進(jìn)一步理解突觸的結(jié)構(gòu)和作用，掌握一種新的命題角度，培養(yǎng)學(xué)生的信息分析和應(yīng)用能力。（三）綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)5：下圖表示膝跳反射的反射弧，1、2是神經(jīng)纖維上的實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)，A、B、C為突觸，若某藥物可以阻斷伸肌收縮，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明該藥物只阻斷興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。 實(shí)驗(yàn)原理：機(jī)體內(nèi)骨胳肌的收縮刺激來自神經(jīng)傳導(dǎo)的興奮。 實(shí)驗(yàn)材料：略。 實(shí)驗(yàn)步驟： 第一步：_第二步：_ 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論： 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_【學(xué)生活動(dòng)】分析作答且說出理由。比較分析不同的答題，歸納實(shí)驗(yàn)題答題的基本方法?！驹O(shè)計(jì)意圖】由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性，提高學(xué)生的邏輯思維能力和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。五、小結(jié) 本節(jié)