《信息在神经系统中的传递》案例

《信息在神经系统中的传递》教学案例一、教学设计说明教材分析神经调节是动物体生命活动调节中一个非常重要的内容，它与动物的激素调节相辅相成，共同协调生物体的各种生命活动。本节内容是在学习并认识神经系统的结构和功能的基础上，形成对神经调节的基本理解，从而帮助学生对“机体各部分生命活动的协调统一，以及对环境变化的适应性反应”形成一个初步的认识。第一课时包括神经系统基本结构和功能单位——神经元的结构、功能、类型；神经纤维和神经的构成；兴奋在神经纤维传导以及突触间传递等。其中，神经冲动传导和突触传递是重点和难点。另外，鉴于本节课教学内容较多，而对兴奋传导过程的学习是理解神经调节的基础，因此考虑把神经调节的基本方式这一部分内容安排到第二课时。学情分析神经调节是调节动物体生命活动的重要形式，学生对于反射这个行为是有一些基本的认识的，但是对于其具体的形成机制和基础是非常陌生的，而“信息在神经系统中的传递”这部分内容恰恰比较微观、抽象，学生难以形成清晰具体的认识。因此在整个教学过程中，尽可能利用直观生动的图片、动画、教具，吸引学生的注意力，帮助理解相关知识。教学目标制定的意图在教学过程中，通过动画演示兴奋的传递过程，给学生展示一个动态的过程，有利于学生对神经元的功能形成直观具体的认识。同时设计问题情景，引导学生在讨论分析和解决问题的过程中，进行观察、比较、分析判断，以发展学生的科学性思维。整节课通过引导学生围绕“神经元的结构与其传导功能相适应”的角度展开学习过程，从而进一步增强学生理解“结构与其功能相适应”这一生物学基本思想。教学过程设计意图本节课涉及的知识比较抽象，不易理解。教学过程一开始先利用日常生活中简单的动作引入，将神经传导形象化，化抽象为具体，吸引学生注意。接着通过运用图片、动画、教具等多种教学手段丰富教学内容，激发学生兴趣。对于神经冲动传导和突触传递过程的学习以阅读教材内容、讨论相关问题、总结等形式反复呈现相关知识来帮助学生理解，最终对人体机能整体性的实现形成一个科学的、具体的认识。二、教学目标1．知识与技能①知道神经元的类型，神经纤维的构成。②理解神经元的结构与神经冲动传导的功能。③理解突触的结构与神经递质传导的功能。2．过程与方法①通过比较神经元与其它细胞结构的不同点，引导学生从结构与功能相适应的角度来学习并感知神经元。②通过动画演示兴奋的传递过程，给学生展示一个动态的过程，有利于学生对神经元的功能形成直观具体的认识。3．情感态度与价值观通过引导学生围绕“神经元的结构与其传导功能相适应”的角度展开学习过程，从而进一步增强学生理解“结构与其功能相适应”这一生物学基本思想。三、重点和难点重点：神经元的结构和功能。神经冲动传导和突触传递过程。难点：神经冲动在神经纤维上传导以及突触间的传递过程。神经纤维和突触结构与其信息传递功能的相互适应。四、教学准备利用相关图片、动画等资源制作多媒体课件；准备教具“电线”模拟神经。五、教学过程教学内容教师行为学生行为教学说明引入小实验：教师：“××同学，请站起来/请坐下。“站起来”或“坐下去”是很简单的动作，但其中却包含着复杂的生理过程。请同学们分析一下这个过程，即该同学是如何对外界刺激作出反应的？教师小结：这个过程是通过神经系统来完成的。那么，我们的神经系统是如何传递信息，从而引起一系列效应的呢？学生听到后站起来，然后坐下思考、回答利用日常生活中简单的动作引起学生的注意，并将神经传导形象化，化抽象为具体，而不仅仅是抽象的概念学习，贴近学生。引出主题“信息在神经系统中的传递”。一、信息在神经系统中的传递1、神经系统的基本结构和功能单位——神经元首先，我们来看看神经系统的基本结构和功能单位——神经元。从传递功能引出其结构基础，引导学生围绕“结构与功能相适应”的角度来学习神经元。（第一次强化）（1）神经元的结构展示神经细胞图和其他几种类型的细胞图。提问：神经元的结构分为几部分？与一般细胞相比，神经元有何特点？师生共同小结：神经元包括细胞体和突起。细胞体是营养和代谢的中心；突起分为轴突和树突：轴突：一条，长而分支少。树突：多条，短而分支多或者一条，较长。神经元的轴突或长树突外包髓鞘构成神经纤维。神经元的结构具有鲜明的特点，即具有长的突起。提问：神经元的独特结构与它的功能有什么联系？观察图片、进行比较、回答通过图片比较，突出神经元结构上的特点，培养学生观察、比较能力。强化学生对“结构与功能相适应”的认识。（第二次强化）（2）神经元的功能：兴奋的传递一个神经元内兴奋的传导——神经冲动传导介绍神经元的功能：感受刺激产生兴奋并能传导兴奋。兴奋是怎样在神经元上传导的呢？介绍神经冲动的概念：沿着神经纤维传导的兴奋。问题：神经冲动在神经元内是怎样传导的？请同学们阅读教材。神经冲动传导的基础是膜内外存在电位差，主要是由膜内外Na+和K+的分布来维持的。提问：1、神经纤维在未受刺激时，细胞膜内外的电位如何?2、当某一部位受到刺激以后，细胞膜内外的电位如何变化？3、这种电位变化与膜内外Na+和K+的分布的关系？4、在神经纤维上局部电流是如何形成的？5、电流向什么方向传导？播放动画：神经冲动在神经纤维上传导的过程。提问：一个神经元内兴奋的传导具有什么特点？教师引导学生归纳（强调）：兴奋在神经纤维上是以生物电（电信号）的形式传导的；传递是双向的。教师小结：神经元的长突起与神经冲动的传导相适应。阅读教材相关内容针对问题进行讨论观看动画归纳小结通过阅读教材，学生能形成一个初步的印象。抽象知识的学习需要重复性呈现。阅读是第一次呈现。学生阅读后，通过五个有层次的问题进行讨论，有助于培养学生分析问题、解决问题的能力。讨论是第二次呈现。在初步认识神经冲动传导的基础上，观看动画，使静态转向动态，使分步学习连续起来。把神经冲动传导过程直观形象地展现出来，帮助学生理解。动画是第三次呈现。培养学生的归纳能力。归纳是第四次呈现。将结构与功能相联系。（第三次强化）2）在神经元间的传导——突触传递①突触的结构②在突触的传导过程问题：兴奋是怎样从一个神经元传递到下一个神经元的？展示突触结构模式图提问：突触由哪三个部分构成？播放动画：兴奋在突触的传递过程。提问：1、在传递过程中起主要作用的化学物质是什么？它是如何发挥作用的？2、兴奋在突触的传递过程是怎样的？3、兴奋的传导方向是什么？为什么是单向传导？教师引导学生归纳小结（强调）：1、通常情况下，信息在神经元之间是通过化学物质（化学信号）传递的。2、兴奋在突触间的传递是单向的，只能从第一个神经元的轴突末梢传递到第二个神经元的细胞体的膜或树突的膜。举例：临床上用药物局部麻醉的机理就是用药物抑制突触小泡释放递质，使兴奋不能传递。学生观察突触的结构模式图，并介绍其结构。观看动画，针对问题进行讨论，介绍传递过程。归纳小结通过图片展现出突触的结构，由学生观察并作介绍，培养学生的自学能力。以动画的形式把兴奋在突触间的传递过程形象地展现出来，并且通过对问题的讨论和传递过程的介绍，加深对这部分知识的理解。第3个问题引导学生从结构与功能相适应角度分析。（再次强化）联系生活实际中的问题，引起学生的兴趣。2、神经元的类型日常生活中，生物体感受刺激后产生兴奋，并传导兴奋，从而引起相应的反应，在这个过程中，需要三类神经元及其它结构共同参与。神经元分为三种类型：传入神经元、中间神经元和传出神经元。呈现并突出“感受器”和“效应器”两个概念。将信息传递与机体对外界刺激的反应（调节）联系起来。介绍“感受器”和“效应器”，为下一节课学习反射弧的组成打下基础。3、神经的构成提问：1、什么是神经？2、神经纤维与神经有什么区别？用实物“电线”来模拟神经纤维及神经的构成。观察教具，归纳神经的构成。用教具直观地展现神经的构成，一方面引起学生的兴趣，另一方面使抽象知识形象化。小结提问：兴奋在神经元上以及神经元间分别是以什么形式传导的？神经元间化学传递的结构基础是什么？传入神经元与传出神经元的突起有什么异同点？当机体感受到刺激后产生兴奋，兴奋的传导过程是怎样的？刺激→神经元膜电位变化→突触前膜→化学递质的释放→突触后膜（下一个神经元）电位变化→…思考、回答第一个问题对两个传递过程本质上的差异进行总结。第二、三个问题强化结构与功能相适应。第四个问题概括兴奋的传导过程，进一步使学生在个体水平上，有一个整体性的认识，同时巩固本堂课的知识。拓展你能否将人的神经系统的信息传递与电脑的信息传递作比较，它们有什么异同？电脑的智能化发展有什么途径？激发兴趣激发想象力六、教学反思本节课内容安排紧凑，教学过程流畅，鉴于这部分知识内容较为抽象枯燥，因此通过图片、动画、教具等资源将其直观、具体的表现出来，丰富教学内容，激发学生的兴趣。整堂课通过问题的设计，引导学生思考、分析、讨论，从而培养学生观察、比较能力和分析、解决问题的能力。同时，通过学生自己思考、探讨，加深对这部分知识的理解。总体来说，达到了预期的目标。当然，本堂课也存在一些需要改进的地方。由于本节课内容较多，学生思考问题、讨论问题的时间有限。而从课堂参与情况来看，学生的主动参与意识不是很强，仅部分学生始终积极参与，因此如何调动起全班学生的积极性有待于进一步探讨。另外，个人认为整个教学设计仍比较传统，是否有更好的方法来组织教学内容？七、参考资料神经递质神经递质是指神经末梢释放的、作用于突触后膜受体、导致离子通道开放并形成兴奋性突触后电位或抑制性突触后电位的化学物质，其特点是传递信息快，作用强，选择性高。如：

（1）乙酰胆碱（Ach）功能与运动、记忆、警觉及内脏活动有关，主要为兴奋性递质，如动物激怒时，脑内Ach释放，睡眠时Ach释放减少。

（2）去甲肾上腺素（NA）主要在下丘脑等处，功能与警觉、睡眠、情绪等等调节有关，当中枢NA能神经元活性增高时，表现愉快、激动等效应。

（3）多巴胺（DA）DA在脑内分布很不均匀，大部分DA集中分布在纹状体、黑质和苍白球，脑内DA能神经通路有①黑质－纹状体通路：属于锥体外系，使运动协调。当此通路的功能减弱时引起怕金森病，功能亢进则出现多动症。②中脑－边缘系统通路：功能与情绪、情感有关。③中脑－皮质通路：功能与精神、理智有关。④结节－漏斗通路：主管垂体前叶的内分泌功能。精神分裂症患者的第②、③条通路第功能失常，并伴有脑内DA受体增多。抗精神分裂症药通过阻断这两条通路的D2受体发挥疗效。阻断黑质－纹状体和结节－漏斗通路分别引起锥体外系副作用和内分泌方面改变。

（4）5－羟色胺（5－HT）在中枢内以松果体含量最多，功能是维持情绪和情感的稳定，参与体温、睡眠、内分泌等调节。5－HT的功能以抑制、稳定为主，而NA以兴奋、激动为主。

（5）组胺（H）脑内组胺的分布很不均匀，以下丘脑和网状结构含量较高，有调节精神活动、降低体温、增加水摄入和引起呕吐等作用，脑内H1受体激动呈现兴奋，H2受体激动呈现抑制，抗组胺药的嗜睡副作用可能与阻断H1受体有关。

2、突触突触有两类：化学突触和电突触。已知，绝大多数突触为化学性的。化学突触，即信息以化学物质（递质）的形式从前一神经元向后一神经元传递。在突触部位神经元膜（突触前膜）与后一神经元膜（突触后膜）挨得很近，两膜之间的间隙（突触间隙）约为20～50纳米。突触前膜内侧有几百、上千个“突触小泡”，每个小泡内含104～5×104个化学递质分子。当冲动到达前膜时，就会导致一定量的突触小泡与前膜融合，并释出递质进入间隙。递质扩散到后膜，即同后膜上特异的受体结合，继而引发后膜电位变化。这种后膜的电位变化，叫做“突触后电位”。如果突触后电位能使突触后神经元产生冲动，则兴奋继续传导，这种突触后电位就是“兴奋”性的；反之，突触后电位若使突触后神经元难以产生冲动，则为“抑制”性的。可见，突触具有“兴奋或抑制”的信息处理功能。另外，信息经突触的传递还具有“单向性”，即只能从突触前神经元向突触后神经元传递，而不能逆传。在电突触部位，突触前膜与突触后膜仅有约2纳米左右的间隙，且有若干间断的膜融合，融合膜有小孔，电阻很低，易于离子通过。当冲动到达时，可以无滞缓地从前膜传导到后膜。电突触的传导方向一般是双向的，但也有例外情况，即从前一神经元传向后一神经元比相反方向的传导要容易。3、局部麻醉利用阻滞神经传导的药物，使麻醉作用局限于躯体某一局部称为局部麻醉。感觉神经被阻滞时，产生局部的痛觉及感觉的抑制或消失；运