神经冲动的产生教学设计.doc

“神经冲动的产生”教学设计一、 教学目标知识目标：利用科学术语描述神经兴奋在神经纤维上的产生与传导过程二、 教学内容“神经冲动的产生”是神经调节的核心内容，但涉及的概念多，难度大。教材以叙述性知识为主，简单介绍了神经冲动的产生和传导过程。高中生物新课程标准对此内容的要求是“说明神经冲动的产生和传导”，高中生物学科教学指导意见对此内容的要求是“说明神经冲动的产生及其在神经纤维上的传导”，都属于理解水平。因此本次教学的重点是兴奋在神经纤维上的传导，难点是神经冲动的产生和传导。人教版高中生物必修三第二章的核心概念是神经系统一方面通过感觉器官接受体内外的刺激，通过相应的效应器作出反应，直接调节或控制身体各器官系统的活动；另一方面又通过调节或控制内分泌系统的活动来影响、调节机体各部分的活动。第二章第一节的重要概念是神经调节是一种依赖于信号传导和传递的调节方式。本节课中，需要明确神经冲动这个概念，它是指在受到刺激时，可兴奋细胞的电位发生变化的可逆性过程。在理解神经冲动的产生过程时，需要知道它的结构基础是细胞膜的结构和内环境，前提条件是受到外界刺激，发生的原理是膜内外离子动态平衡，进行过程时通过离子通道开关。三、 分析学情学生已建立反射的概念，明确反射弧的基本结构；具有一定的电学基础和电化学基础，有较强的求知欲，善于思考，乐于对一些问题提出自己的看法。四、 教学策略由于这些内容学生在初中已有了一定的基础，且上一课时已经学习了一部分相关知识，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，也可以结合画面提出问题。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。五、 教学实践教学环节教师行为学生行为教学方法和设计意图时间安排课程导入展示图片，提问：这两个人在做什么？声音又是怎么传导的呢？实际上我们人体中也有电信号，我们把它叫做生物电，生物电现象在生物体中是普遍存在的。直接回答：两个人在打电话。通过电信号的形式传导。以电话作为情境导入，引出电信号的概念，并指出这种生物电普遍存在。2教学过程动画展示金属弧刺激神经肌肉标本导致肌肉收缩的录像（双金属弧刺激坐骨神经引起牛蛙后肢肌肉收缩，但其中任何一种金属单独刺激都不会引起后肢反应）。提问：这个实验说明了什么？兴奋也是一种电信号。我们体内的生物电在哪里？其实十八世纪末，就有了关于生物电的记载，连接组织受损部位和完整部位会产生电流（图示实验装置）。1849年，杜波雷蒙用灵敏电位计记录到组织的受损部位与完整部位存在电位差。但这种损伤电位并没有能得到解释，直到二十世纪初有人提出损伤电位的实质是细胞膜内外存在的电位差。这是一种对损伤电位的解释，但这种解释要被更多的人接受显然需要更直接的证据支持。但是细胞非常小，很明显，要直接测量细胞内外是电势差是非常困难的事。1939年霍奇金选择具有巨大神经元的枪乌贼（直径可以达到1mm），用极细的玻璃电极测出了神经细胞内外电位差的存在，细胞内电位比细胞外低。提问：为什么细胞膜内外会存在电位差？“阴阳离子分布不均”是你们对这一现象的解释，这种解释也需要证据如果测定细胞内外各种离子浓度可得到下面这张表。提问：根据我们学过的细胞膜的结构和功能思考为什么细胞膜两侧阴阳离子分布不均？小结：根据上述分析我们知道了细胞膜内外是有电位差的，这种膜电位状态叫做静息电位，我们可以将其表示为外“+”内“-”，由于两种电荷分布不均的状态又叫做极化（边总结，边板书）通过刚才的分析我们找到了神经元的电位差，这种电位差又与兴奋有何关系？利用枪乌贼的神经元，Hodgkin又做了进一步的实验：电刺激神经元并记录了内外电位会发生变化。展示提问：实验结果能说明什么？提问：膜内电位迅速上升的原因是什么？（给出细胞膜两侧离子分布情况图进行提示）这又是我们的一种假设。这个假设仍然是需要证明的。我们来看下面的实验：将神经元至于低Na+海水中，电刺激神经元，并记录膜电位。展示请同学解释第二个实验的实验现象这个实验说明兴奋时膜电位的变化确实与Na+相关，当然这个假说如果正确，一定能在细胞膜上找到Na+进出细胞的相关结构。后来的研究中发现，有一种受膜电位控制的Na+通道蛋白在神经元受到刺激的售后打开，Na+通过通道蛋白顺浓度梯度迅速进入细胞。小结：神经细胞受到刺激时膜内外电位迅速变化，这种电位变化被称为动作电位。由三个阶段组成：去极化、反极化和复极化，其中反极化的膜电位是膜内高于膜外，我们用外“-”内“+”表示（边总结，边板书）通过刚才的讨论我们已经可以解释兴奋时如何产生的，那么兴奋又是如何传导的呢？先看一个实验，将灵敏电位计两级置于神经元表面，刺激神经元的一侧使之兴奋，发现灵敏电位计指针向相反的方向偏转两次，请解释原因。 为什么兴奋部位膜表面的电位降低？这样我们可以得出结论“兴奋传导就是动作电位传播”讨论：为什么动作电位可以传导？所以我们得出这样的结论：兴奋在神经纤维上以局部电流的形式传导。如果我们刺激神经元两级正中的部位会得到怎样的实验结果？分析两个同学矛盾的焦点：如果兴奋在神经元上向两个方向传导则指针不偏转，向一个方向传导则指针偏转一次。提问：根据对兴奋传导的解释判断哪种情况更有可能出现？事实的情况也是这样，指针不偏转。从这个实验我们也能得出结论：兴奋传导的方向是双向的。小结：兴奋产生后兴奋部位与未兴奋部位会产生局部电流，局部电流引起两侧未兴奋部位产生动作，动作电位在神经元上传导的过程就是兴奋的传导。这传导的方向是双向的。（边总结，边板书）观看实验现象并思考。学生利用学过的化学知识分析双金属在蛙的体液中产生电流，电刺激沿坐骨神经传导至肌肉引起肌肉收缩。倾听思考倾听思考倾听思考思考回答：阴阳离子分布不均分析表格思考回答：细胞膜有选择透过性，通过主动转运将Na+转入细胞外，K+运至细胞内思考回答：说明受刺激后细胞膜内电位迅速升高并超过膜外，之后又迅速下降观察思考后回答：Na+大量内流思考回答：低钠海水组受刺激时Na+进入细胞少，膜电位达到的峰值低思考回答：兴奋传导至部位膜表面电位降低，兴奋在两电极所在部位各经过一次，所以电位计指针向相反的方向偏转两次。思考回答：兴奋部位形成了动作电位讨论：动作电位传导的原因。代表发言：兴奋部位与未兴奋部位之间形成局部电流，局部电流刺激邻近部位动作电位产生，在新的兴奋部位和未兴奋部位之间又形成局部电流。有的学生发言：不偏转有点学生发言：偏转学生回答：如果按照局部电流解释兴奋传导，那么在兴奋部位两侧都会产生局部电流，引起两侧未兴奋部位都产生动作电位。兴奋向两个方向传导。提高综合利用各种知识来解释问题的能力。知道了生物电的存在，服务于静息电位概念的形成明确学说和实证的关系，学说在事实的基础上建立，并需要更多实验结果的支持。体会生物选材对生物研究工作的重要性给出实验证据利用所学知识解决问题知识归纳提高左边图解读能力根据事实推测实验现象产生的原因利用理论解释实验现象知识归纳把刚学过的动作电位的相关知识与兴奋的传导联系起来综合运用物理、化学生物知识，解决问题根据创建的模型预测实验结果给兴奋传导的模型以新的证据们提出兴奋在神经元上传导的特点是双向性，同事为局部电流学说提供证据支持40课堂总结这节课我们学习了兴奋的产生和传导过程，兴奋产生的实质是膜电位的变化，也就是动作电位，动作电位会导致兴奋相邻部位与兴奋部位之间产生局部电流，局部电流引起兴奋相邻部位产生动作电位，因此动作电位的传播就是兴奋的传导。我们已经解决了兴奋在一个神经元上传导的问题，但是我们上课时看到的实验刺激的是牛蛙的坐骨神经，看到的却是后肢肌肉的兴奋。神经和肌肉是两种不同类型的细胞，要解释这一过程，我们还必须探究兴奋在不同细胞之间的传递，我们将在下节课继续探究这一问题。提示接下来要解决的问题2板书设计静息电位：外正内负动作电位：内正外负兴奋传导：双向六、 教学反