【K12學習】高二生物上冊神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導教案設計

K12學習教育高二生物上冊《神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導》教案設計教學目標.說出生物電的發(fā)現(xiàn)過程，說明靜息電位與動作電位的產(chǎn)生和傳導的關(guān)系2.制作蛙的坐骨神經(jīng)一腓腸肌標本，提高實驗操作能力.3設計并實施實驗,證明生物電的存在4通過"蛙腿論戰(zhàn)”，養(yǎng)成嚴謹細致的科學作風.教方學法講述與學生練習、討論相結(jié)合教材分析重點生物電的發(fā)現(xiàn)過程與靜息電位產(chǎn)生機理難點靜息電位產(chǎn)生機理教具投影、多媒體教學過程“這是伽伐尼的試驗，可以看到用銅鋅弓去刺激肌肉和用電流去刺激肌肉效果是一樣的，所以伽伐尼得出結(jié)論，生物是有生物電的。他認為肌肉帶有正電荷，神經(jīng)則帶負電荷。生物體內(nèi)的電勢差通過導體銅鋅弓形成了一個閉合回路，產(chǎn)生了電流，所以生物體本身存在生物電?！薄斑@是伏打的試驗，結(jié)果證明如果用同種金屬構(gòu)成回路的時候，肌肉不能收縮。而按照伽伐尼的觀點，由于生物體K12學習教育K12學習教育本身一邊帶正電荷，一邊帶負電荷，存在電勢差，那么不管是用什么導體連接，應該都可以發(fā)生肌肉收縮。所以伏打認為伽伐尼的觀點是不正確的。那么伏打怎么解釋伽伐尼的實驗現(xiàn)象呢?他認為銅和鋅這兩種金屬的電勢是不一樣的，存在電試差，其中鋅帶正電荷、銅帶負電荷，電流會通過肌肉形成一個回路，形成了電流，肌肉是受到電的刺激才收縮的?！薄斑@個立體圖是伽伐尼的支持者所做的第一個實驗。這個是甲標本，這個是乙標本，把乙標本的神經(jīng)搭到甲標本上，刺激甲標本，發(fā)現(xiàn)乙標本也收縮了，他們推斷是由于甲發(fā)生了電位變化引起了乙的收縮，所以他們認為生物是可以產(chǎn)生生物電的。但是在這個實驗里面，由于仍然用到了電刺激，還不能夠完全排除外界電的原因，因為甲標本表面上的少量溶液可能會導電而使乙標本受到的電刺激，所以這個實驗還是有缺陷的，并不是特別有說服力。最有說服力的是無金屬試驗。試驗中甲標本是完好的，乙標本在腓腸肌處進行了橫切，圖上的線代表了甲標本的神經(jīng)纖維，其中一端搭在乙標本腓腸肌的內(nèi)部，另一端搭在乙標本腓腸肌的表面。一開始用玻璃分針挑著神經(jīng)纖維的一端，只讓其中一端與腓腸肌接觸，然后慢慢放下玻璃分針，發(fā)現(xiàn)甲標本神經(jīng)纖維一觸碰到乙標本的肌肉，甲就開始收縮。注意并不是將甲標本的神經(jīng)纖維的兩端一直搭在乙標本K12學習教育K12學習教育上，一直搭著就不會收縮了。在這個實驗中，沒有任何的電刺激，而甲標本發(fā)生了收縮，所以這個無金屬試驗確實證明了生物電是存在的。這是整個“蛙腿論戰(zhàn)”的過程。教材中的許多討論題還是很好的，比如說伽伐尼的試驗設計是否合理，他對實驗的解釋是否正確，伏打如何解釋實驗現(xiàn)象。這樣會讓學生形成一種良好的觀點，在科學探究的領域中，沒有絕對的對和錯，無論是成功的還是失敗的實驗和理論都是科學前進的基石?！苯虒W過程“今天我們學習第三章第一節(jié)“神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導”。大家先請看大屏幕，這兩個人正在做什么呢？打電話。電話兩端的人可以通過電話線聽到彼此的聲音，那么聲音是怎樣傳導的呢？電信號。實際上，我們?nèi)梭w中也有電信號。看這個正在打高爾夫球的女子，她就是通過電信號來控制自己身體的協(xié)調(diào)運動的，不光是運動，我們大腦的思維以及我們心臟的跳動都有電信號的產(chǎn)生和變化，我們把它稱作生物電，生物電現(xiàn)象在生物體內(nèi)是普遍存在的，那么生物電是怎樣發(fā)現(xiàn)地呢？”這一部分就是我提到的每一節(jié)課前面的情景導入，如果直接去說生物電的概念等內(nèi)容，學生可能覺得很唐突。我用一個電話做為一個引入，設問為什么我在這，另外一個人在很遠的地方，還能通過聲音來交流；是因為聲音轉(zhuǎn)化成了電K12學習教育K12學習教育信號，通過電話線往外傳播，這樣就很自然地引入了電的概念，再引入生物電在身體內(nèi)是普遍存在的?！吧镫娛峭ㄟ^2位科學家為首的科學辯論來發(fā)現(xiàn)的，這兩位科學家一位叫伽伐尼、一位叫伏打，他們兩個人的辯論被人們稱作‘蛙腿論戰(zhàn)’?，F(xiàn)在我們5個人一個小組來重復科學家們的實驗，通過實驗過程來體會一下科學現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的過程。實驗前需要準備蟾蜍的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本，現(xiàn)在通過看錄像，先掌握一下標本制作方法?！苯滩恼n題研究的要求是了解蛙或蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓腸肌的標本制作方法，也就是說，并不要求學生來操作。如果學校沒有條件的話，可以把操作過程錄下來，放這個演示錄像讓學生看一看了解就可以了。如果學生只看圖像，就很難對肌肉收縮有一個感性認識，因此還是需要看一些實物，最好是錄像，有助于他們掌握。教材中提到了任氏液，任氏液可以保持離體兩棲動物的組織、器官具有正常的生命活動。任氏液的配置方法很簡單，大家可以查到，主要成分就是氯化鉀，氯化鈉等等，相當于人類的生理鹽水，是個等滲的溶液?！巴馨?、玻璃板、解剖盤、鑷子、手術(shù)刀、骨髓針、銅鋅弓、手術(shù)剪、眼科剪、滴管、玻璃分針、線和圖釘。先用左手抓住蟾蜍，食指按住它的頭部，拇指按住其背部，用骨髓針沿著蟾蜍兩眼中間的位置向后滑，大約在耳附近的地方K12學習教育K12學習教育可以感覺到有一個凹陷，這就是枕骨大孔，用骨髓針插進去，再向前插入顱腔，破壞顱腦，向后插入椎管，破壞脊髓，看到蟾蜍四肢癱軟就可以了。取出骨髓針，蟾蜍腹面向上放在解剖盤中，剪開它腹部的皮膚和肌肉，把內(nèi)臟也減下來，注意不要剪掉后面的神經(jīng)。提起蟾蜍的后肢，用鑷子把內(nèi)臟再剝離一下，這2根白色的就是坐骨神經(jīng)，中間是椎骨，用剪刀在椎骨的前方剪斷，不要剪到神經(jīng)，然后用手蘸點任氏液把蟾蜍的皮剝下來，碰到不太好剝的地方用剪刀剪一下，尤其是關(guān)節(jié)處，注意不要傷害到蟾蜍的肌肉和神經(jīng)。同樣的辦法把另一后肢的皮也剝下來，然后把去皮的后肢放在墊有蛙板的玻璃板上，用手術(shù)刀切開恥骨聯(lián)合，注意不要切到手，用剪刀剪開，將一只后肢放到進任氏液中，另一肢后肢繼續(xù)剝離。這就是腓腸肌，將腓腸肌向上，用圖釘將后肢固定住然后用玻璃分針小心的分離神經(jīng)，注意不要用金屬和手碰神經(jīng)，順著坐骨神經(jīng)向下剝離，不好剝離的地方可以用剪刀將肌肉剪掉，挑起坐骨神經(jīng)，看是否剝離干凈，用剪刀將其他的小神經(jīng)減掉。這就是坐骨神經(jīng)，只保留最前端的一點椎骨，把其他的地方剪掉，滴一點任氏液，用玻璃分針挑起腓腸肌，在下面穿一根線，將腓腸肌肌腱系起來，然后用手術(shù)刀將下面切開，只保留一段股骨頭，其他地方剪掉，將股骨頭上多于肌肉分離出來，這就是制備完備的標本，一個是椎骨、坐骨神經(jīng)，股骨頭，腓腸肌，這是整個制作標本的過程，下面K12學習教育K12學習教育請大家自己動手制作制作一下標本，先去后面取蟾蜍，小心蟾蜍耳后腺的毒液?！薄爸谱魍陿吮?，我們接著往下做實驗，現(xiàn)在大家把標本放在玻璃板上，我們來做伽伐尼的實驗。首先，用電去刺激標本。發(fā)現(xiàn)腓腸肌發(fā)生了收縮。我們再用銅和鋅兩種金屬構(gòu)成的回路來刺激一下，看看結(jié)果如何。注意實驗過程中要用滴管往標本上滴任氏液。用銅鋅弓刺激后，也能看到肌肉收縮，只是收縮程度不如電刺激那么強烈。用電和銅鋅弓刺激都會使肌肉產(chǎn)生收縮，這說明了什么問題呢？我們來看一下伽伐尼是怎樣來解釋這個問題的。伽伐尼認為生物是帶電的，肌肉和神經(jīng)帶有不同的電，當用導體把它連接，就會放電。那么大家想一想他的解釋是否準確呢？對，并不合理，科學家伏打也提出了同樣的問題，他通過重新試驗發(fā)現(xiàn)，只有用2種不同金屬構(gòu)成的回路去刺激的時候，才有肌肉收縮的現(xiàn)象，用同種金屬就不會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。我們來試一下，用一種金屬來刺激會怎樣？當用銅絲來刺激時沒有肌肉收縮現(xiàn)象，怎樣解釋這個問題呢？伏打從這個實驗中得到啟發(fā)，認為不同金屬間存在電勢差，最終發(fā)明了電池。那么到底存不存在生物電呢?從前面2個實驗中不能得到結(jié)論，我們再看一下伽伐尼的支持者做的實驗。實驗是將甲標本的一根神經(jīng)搭在乙標本的肌肉上，然后去刺激乙標本。好，大家用剛才制作了的2個標本，按照圖示來做一下?！盞12學習教育K12學習教育這步實驗不易成功，教師做起來也有難度，因為它的成功需要很多條件，包括剝離地是否干凈，神經(jīng)是否連到了其他地方、任氏液的配制等等，學生做成功非常難。我們也請教了大學老師如何提高這個實驗的成功率，他們也沒有更好的辦法。所以我們就給學生播放了一個成功實驗的錄像。肌肉放置過程中接觸而與其他地方可能發(fā)生了黏連，這也會影響實驗結(jié)果。另外我們一邊講課一邊做，所以標本剝離的時間太長了，影響了實驗結(jié)