充分利用教材做好“神經(jīng)調(diào)節(jié)”的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

浙江 申屠軍

(作者單位：浙江省東陽(yáng)市第二高級(jí)中學(xué))

“神經(jīng)調(diào)節(jié)”是浙江省選考試題考查的主要知識(shí)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。在選考試題中，常常以選擇題、實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)，以考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力為主，往往被設(shè)置在加試題部分或試卷的最后，是學(xué)生得分率較低的考點(diǎn)。如何做好這部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)？如何讓學(xué)生既掌握基礎(chǔ)知識(shí)，又培養(yǎng)了自身科學(xué)探究的學(xué)科核心素養(yǎng)？上述兩個(gè)問(wèn)題困擾了高三教師多年。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和新課程理念的要求，總結(jié)出復(fù)習(xí)課一定要“以教材為基礎(chǔ)、以學(xué)生為根本”，教師不應(yīng)是“教教材”而應(yīng)是“用教材教”，做到充分挖掘教材中隱含的實(shí)驗(yàn)，充分利用好“小資料”“圖形”“課后練習(xí)”等欄目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，落實(shí)好“立德樹(shù)人”的根本任務(wù)。

1.對(duì)2018—2021年浙江省選考試卷中有關(guān)“神經(jīng)調(diào)節(jié)”的試題統(tǒng)計(jì)(表1)

表1

注：一些年份的試卷中會(huì)有多道題目考到“神經(jīng)調(diào)節(jié)”，與實(shí)驗(yàn)考查關(guān)系不大的則未統(tǒng)計(jì)在內(nèi);而一些年份因?yàn)橹挥幸坏李}目考查“神經(jīng)調(diào)節(jié)”，雖然與實(shí)驗(yàn)關(guān)系不大，但也統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。

2.充分利用教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)

教材是落實(shí)課程目標(biāo)的基本教學(xué)資源，選考試卷的命題遵循“來(lái)源于教材，又不拘泥于教材”，所以，復(fù)習(xí)必須以教材為基礎(chǔ)。從“教教材”走向“用教材教”是教學(xué)理念的一次轉(zhuǎn)變，從宏觀的角度講，它意味著教學(xué)不僅僅要求教師教授書(shū)本上的知識(shí)，還要求教師關(guān)注學(xué)生的情感世界，關(guān)注學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展；從微觀的角度看，它意味著教學(xué)是教師引領(lǐng)學(xué)生與教材文本進(jìn)行對(duì)話，并從中獲得生命成長(zhǎng)所需要的“精神營(yíng)養(yǎng)”。筆者以浙科版必修3的“神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”為主題進(jìn)行講解并總結(jié)出有關(guān)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的教學(xué)策略。

2.1挖掘教材中隱含的內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)新的問(wèn)題情境

如教材第19頁(yè)中關(guān)于神經(jīng)元的基本特性的說(shuō)明，教材中是結(jié)合圖形直接進(jìn)行描述的，筆者在帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，把它改成實(shí)驗(yàn)以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這段內(nèi)容的理解。

【例1】在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本來(lái)驗(yàn)證“神經(jīng)元受到刺激后會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)并沿軸突傳送出去”這一基本特性。某實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

(1)請(qǐng)補(bǔ)充完成表2空白處的有關(guān)內(nèi)容。

表2

(2)請(qǐng)用曲線表示出步驟②③的電位變化并標(biāo)出刺激點(diǎn)。

【答案】(1)腓腸肌產(chǎn)生收縮 坐骨神經(jīng)表面各處電位相等(電表上沒(méi)有電位差) 坐骨神經(jīng)一端(只要不在兩個(gè)電極的中央處即可)給予適當(dāng)強(qiáng)度的刺激

(2)曲線圖如圖1所示。

圖1

再比如教材第28頁(yè)中關(guān)于大腦皮層功能的實(shí)驗(yàn)，教師可以結(jié)合20世紀(jì)30年代加拿大潘菲爾德等人對(duì)人大腦皮層功能進(jìn)行的研究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生理解科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)思路和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理方法，最后得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，不僅復(fù)習(xí)了科學(xué)發(fā)展史的知識(shí)，而且讓學(xué)生理解了科學(xué)的本質(zhì)，懂得了科學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，真正培養(yǎng)了學(xué)生用科學(xué)的思維、科學(xué)的方法對(duì)待科學(xué)的習(xí)慣。

【例2】人體各部位的感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)機(jī)能在大腦皮層體覺(jué)區(qū)與運(yùn)動(dòng)區(qū)中有它的代表區(qū)。下列關(guān)于人大腦皮層功能的敘述，正確的是

( )

A.一側(cè)手指?jìng)魅肷窠?jīng)上的神經(jīng)沖動(dòng)，可傳到對(duì)側(cè)大腦皮層中央后回中間部

B.一側(cè)大腦皮層中央前回底部受損，會(huì)使對(duì)側(cè)下肢的運(yùn)動(dòng)功能出現(xiàn)障礙

C.頭面部肌肉的代表區(qū)，在運(yùn)動(dòng)區(qū)呈倒置排列，即口部在上眼部在下

D.分辨精細(xì)的部位，如手，在體覺(jué)區(qū)所占的面積比軀干的小

【答案】A

2.2運(yùn)用小資料培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h3>

為強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),需要教師的引導(dǎo),借助小資料,學(xué)生參與了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等過(guò)程,提高了自身的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。如對(duì)于教材第20頁(yè)小資料“神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度”的運(yùn)用，筆者首先讓學(xué)生了解小資料上的有趣故事，然后讓學(xué)生理解科學(xué)家亥姆赫茲是如何巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定傳導(dǎo)速度的，通過(guò)分析題目來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。

【例3】德國(guó)科學(xué)家J.Muller的學(xué)生用蛙的坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本做了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)(圖2、圖3)，從而測(cè)量出坐骨神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度。下列說(shuō)法正確的是

( )

圖2

A.坐骨神經(jīng)-腓腸肌的連接相當(dāng)于一種突觸，則突觸前膜是軸突膜，突觸后膜為樹(shù)突膜

B.圖1刺激1至肌肉發(fā)生收縮，測(cè)得所需時(shí)間為3×10-3s，刺激2至肌肉發(fā)生收縮，測(cè)得所需時(shí)間為2×10-3s，刺激點(diǎn)離肌肉中心距離分別為13 cm和10 cm。則坐骨神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度是30 cm/s

C.由圖2可以得出的結(jié)論是只有當(dāng)刺激電流達(dá)到一定值時(shí)，神經(jīng)元才開(kāi)始興奮；隨著刺激強(qiáng)度增大，膜電位變化隨之增強(qiáng)

D.檢測(cè)坐骨神經(jīng)-腓腸肌突觸間隙中乙酰膽堿的含量，發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿通常2 ms左右被清除，說(shuō)明一次神經(jīng)沖動(dòng)只引起一次肌肉收縮

【答案】D

2.3以膝反射示意圖為背景，恰當(dāng)拓展其他反射，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的能力

教材第25頁(yè)的膝反射示意圖(圖4)經(jīng)常被用作浙江省選考試題命題的素材，考查反射、反射弧和神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)與傳遞等內(nèi)容。為了讓學(xué)生能深刻理解膝反射，復(fù)習(xí)時(shí)可以讓學(xué)生親身體驗(yàn)相關(guān)過(guò)程、畫(huà)出其反射弧圖形、觀察相關(guān)的動(dòng)畫(huà)等方法處理教材中的圖片，還可以通過(guò)一些精選的題目鞏固有關(guān)內(nèi)容。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師還可以讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，舉例說(shuō)出脊髓在“反射”中發(fā)揮作用的其他實(shí)例，如縮手反射(圖5)、屈反射、對(duì)側(cè)伸肌反射等，進(jìn)行恰當(dāng)?shù)赝卣褂欣趯W(xué)生的科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。

圖4

圖5

【例4】下列關(guān)于膝反射的反射弧的敘述中，正確的是

( )

A.感覺(jué)神經(jīng)元的胞體位于脊髓中

B.傳出神經(jīng)末梢可支配骨骼肌細(xì)胞和內(nèi)分泌腺

C.運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的樹(shù)突可受其他神經(jīng)元軸突末梢的支配

D.反射中樞由中間神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的突觸組成

【答案】C

【例5】當(dāng)人的一只腳踩到釘子時(shí)，會(huì)引起同側(cè)腿屈曲和對(duì)側(cè)腿伸展，使人避開(kāi)損傷性刺激，又不會(huì)跌倒。其中的反射弧示意圖如圖6所示,“+”表示突觸前膜的信號(hào)使突觸后膜興奮，“-”表示突觸前膜的信號(hào)使突觸后膜受抑制。甲～丁是其中的突觸，在上述反射過(guò)程中，甲～丁突觸前膜信號(hào)對(duì)突觸后膜的作用依次為

( )

圖6

A.+、-、+、+ B.+、+、+、+

C.-、+、-、+ D.+、-、+、-

【答案】A

2.4充分發(fā)揮課后練習(xí)題的作用，通過(guò)改編題來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

無(wú)論什么版本的高中生物學(xué)教材，每個(gè)章節(jié)后面都會(huì)安排一定量的課后練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，檢測(cè)教師的教學(xué)效果。在課堂教學(xué)過(guò)程中，由于某些原因可能會(huì)導(dǎo)致課后練習(xí)題得不到重視，必要的拓展或改編練習(xí)更無(wú)從談起，而浙江省選考命題時(shí)經(jīng)常會(huì)對(duì)課后練習(xí)題進(jìn)行改編，因?yàn)檫x考命題的指導(dǎo)思想是以能力立意為主導(dǎo),考查學(xué)生對(duì)所學(xué)相關(guān)課程的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想、基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的整體掌握程度和學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析并解決實(shí)際問(wèn)題的能力,注重對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力、科學(xué)過(guò)程與方法和創(chuàng)新精神的考查。所以，教師在復(fù)習(xí)“神經(jīng)調(diào)節(jié)”一節(jié)時(shí)，一定要發(fā)揮課后練習(xí)題的作用，進(jìn)行必要的拓展和改編，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。如可以把教材第32頁(yè)簡(jiǎn)答題的第1題改編為選擇題，考查心臟的神經(jīng)支配及作用(例6)；把簡(jiǎn)答題的第2題改編成考查屈反射和搔扒反射的實(shí)驗(yàn)題(例7)等。

【例6】以狗為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究心臟的神經(jīng)支配及作用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，先測(cè)定實(shí)驗(yàn)對(duì)象在正常情況下的心率，然后分別測(cè)定僅阻斷神經(jīng)甲和神經(jīng)乙后的心率。結(jié)果如表3所示。據(jù)此分析，下列敘述錯(cuò)誤的是

( )

表3

A.神經(jīng)甲的作用是使心率減慢

B.神經(jīng)乙的作用是使心率加快

C.心臟受神經(jīng)甲和神經(jīng)乙共同支配

D.神經(jīng)乙對(duì)心率的影響比神經(jīng)甲強(qiáng)

【答案】D

【例7】以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物蛙為材料，開(kāi)展神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的研究。(要求與說(shuō)明：簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路，具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程不作要求，實(shí)驗(yàn)條件適宜)

回答下列問(wèn)題：

(1)關(guān)于反射弧分析的實(shí)驗(yàn)及有關(guān)問(wèn)題如下：為驗(yàn)證脊蛙(去除腦保留脊髓的蛙)屈腿反射(屬于屈反射)的反射弧是完整的，實(shí)驗(yàn)思路是用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖，出現(xiàn)屈腿現(xiàn)象，說(shuō)明反射弧完整。驗(yàn)證刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時(shí)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)思路是________________。刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時(shí)發(fā)生的主要原因有____________、____________。若某反射從刺激感受器到效應(yīng)器出現(xiàn)反應(yīng)的時(shí)間比屈腿反射的長(zhǎng)，其主要原因是________。若用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖后，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的H2SO4溶液刺激該趾尖，沒(méi)有觀察到屈腿現(xiàn)象，其原因可能是________。

(2)神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)Na+濃度均低于細(xì)胞外，K+濃度均高于細(xì)胞外，但這兩種細(xì)胞內(nèi)的Na+濃度不同，K+濃度也不同。實(shí)驗(yàn)證明蛙下肢的一條肌肉與該肌肉相連的神經(jīng)直接接觸，從而引起該肌肉收縮，其主要原因是________________。若取上述一段神經(jīng)，用某種藥物處理阻斷了Na+通道，然后刺激該神經(jīng)，其動(dòng)作電位將________。

(3)將蛙坐骨神經(jīng)纖維置于生理溶液中，測(cè)得其靜息膜電位為-70 mV，若在一定范圍內(nèi)增加溶液中的K+濃度并測(cè)量膜電位變化。請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(以坐標(biāo)曲線圖形式表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果)。

【答案】(1)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的H2SO4溶液刺激該蛙一側(cè)后肢的趾尖，測(cè)定開(kāi)始刺激感受器到出現(xiàn)屈腿現(xiàn)象的時(shí)間，若有時(shí)間差，則說(shuō)明不是同時(shí)發(fā)生的 興奮通過(guò)突觸的傳遞需要時(shí)間 興奮在神經(jīng)元上的傳導(dǎo)需要時(shí)間 組成該反射弧的神經(jīng)元級(jí)數(shù)比屈腿反射的多 感受器受損

(2)神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織，存在電位差 無(wú)法產(chǎn)生

(3)

圖7

像例7這樣，用脊蛙作為實(shí)驗(yàn)材料，考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)分析等實(shí)驗(yàn)探究的能力，不僅在浙江省的選考卷中出現(xiàn)過(guò)，而且在浙江省的理科綜合試卷和全國(guó)卷中都曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)，這就說(shuō)明教師對(duì)課后練習(xí)題進(jìn)行拓展或改編訓(xùn)練在學(xué)生的復(fù)習(xí)中是十分必要的。

2.5緊密聯(lián)系社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)復(fù)習(xí)和練習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任

隨著北京師范大學(xué)《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》課題組報(bào)告的發(fā)布，核心素養(yǎng)已經(jīng)成為了當(dāng)前教育改革的龍頭方向。核心素養(yǎng)主要包括三大內(nèi)容：文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與。而社會(huì)參與中就包括了責(zé)任擔(dān)當(dāng)這一重要內(nèi)容。社會(huì)熱點(diǎn)相關(guān)試題的考查，可以增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任，樹(shù)立正確的價(jià)值觀，發(fā)揮試題的正面導(dǎo)向功能。如2021年6月浙江省選考試卷中的第30題，探究酒精影響動(dòng)物行為的實(shí)驗(yàn)，考查神經(jīng)調(diào)節(jié)的相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的安全駕駛和法律意識(shí)(例8)。

【例8】(2021年6月，浙江卷，第30題)為探究酒精對(duì)動(dòng)物行為的影響，某中學(xué)生物興趣小組進(jìn)行了以下系列實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本，間腦蟾蜍，小濾紙片，任氏液，0.1%、0.2%和1%酒精，去甲腎上腺素(NA)，酚妥拉明(PT)，1%硫酸溶液等。

(要求與說(shuō)明：間腦蟾蜍是指切除了大腦和部分間腦、相關(guān)機(jī)能正常的蟾蜍；任氏液為兩棲類的生理鹽水；3種酒精濃度分別對(duì)應(yīng)人血液中輕度、中度和重度酒精中毒的濃度;酒精、NA和PT均用任氏液配制；NA是一種神經(jīng)遞質(zhì)；PT是NA受體的抑制劑。實(shí)驗(yàn)條件適宜)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果或結(jié)論：

表4

回答下列問(wèn)題:

(1)實(shí)驗(yàn)1結(jié)果可得出的結(jié)論是________

。

(2)設(shè)計(jì)用于記錄實(shí)驗(yàn)2結(jié)果的表格。

(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)2、3的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)3的分組應(yīng)為：

A組:任氏液； B組:________；

C組:________； D組:________；

E組:________。

(4)酒后駕車(chē)屬于危險(xiǎn)的駕駛行為，由本實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)其可能的生物學(xué)機(jī)理是________。

【答案】(1)離體條件下,施加1%酒精，對(duì)神經(jīng)肌肉接點(diǎn)、肌肉收縮功能沒(méi)有顯著影響

(2)

表5 不同濃度酒精對(duì)間腦蟾蜍屈反射時(shí)長(zhǎng)的影響

(3)NA PT NA+PT 酒精+PT

(4)酒精顯著延長(zhǎng)屈反射時(shí)長(zhǎng),酒后駕車(chē)導(dǎo)致司機(jī)反應(yīng)遲鈍

綜上所述，在復(fù)習(xí)“神經(jīng)調(diào)節(jié)”時(shí)，教師要充分利用教材，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，“用教材教”的理念為教師“松了綁”，“活化了”教材，讓學(xué)生的發(fā)展空間得到了拓展和延伸。