3.1促胰液素的发现教学设计-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

促胰液素的发现教学设计 内 容 教学目的 l.通过完善对胰液分泌的认识,理解人体中食物的消化过程,通过调节形成协调统一的整体,初步建立系统观、稳态与平衡观。 2.通过构建模型,分析沃泰默的实验,发展科学思维;通过小组合作,设计与完善斯他林和贝利斯的实验,提升科学探究能力。 3.基于对科学家客观、全面的评价,感受科学家严谨的科学态度和实事求是的科学精神,领会科学本质。 教学重点难点 1.建构胰腺分泌胰液的调节过程模型; 2.理解沃泰默、斯他林、贝利斯的实验过程,分析实验变量,掌握实验设计思路 提高科学探究能力。 教学过程 1.回忆旧知,导入新课 回顾初中关于内分泌腺和外分泌腺的知识,并补充历史背景。 在20世纪之前,激素这个概念还没有提出。当时的学术界普遍认为,人和动物体的一切生理活动都是由神经系统调节的。19世纪开始,科学家做了很多实验尝试探明食物进入人体后的消化过程。展示1850年,法国实验生理学家克劳德.伯尔纳的发现, 教师设疑:胃、小肠和胰腺的位置关系是怎样的?胰腺的作用是什么?以及引起胰腺分泌胰液的是酸性食糜中食物还是酸性物质呢? 设计意图:回忆旧知,搭建历史背景,创设问题情境,激发学生求知欲,以促进新知的构建。 2 补充巴甫洛夫实验室的两个科学发现: (1) 将食物注入小肠,胰腺几乎不分泌胰液;(2)将盐酸或其他酸性物质注入小肠,会引起胰腺大量分泌胰液。 由此引导学生推知是酸性食糜中的盐酸引起胰腺分泌胰液,并设疑:盐酸进入小肠后如何引起胰腺分泌胰液? 此时,教师介绍当时的两个观点,即:有人认为盐酸被小肠吸收进入血液后到达胰腺,直接刺激胰腺分泌胰液。而19世纪的学术界更普遍认为人和动物的一切生理活动(包括胰液的分泌)均由神经系统调节完成。 设疑:如果胰液分泌是神经调节,尝试构建胰腺分泌胰液的反射弧?进而引导学生说出反射的可能过程:刺激物 小肠(感受器) 传人神经 神经中枢 传出神经 胰腺(效应器)。 针对以上观点设疑:如何设计实验证明以上2个假设呢?引导学生先后设计出沃泰默的实验思路。 3.沃泰默的第一、二组实验 教师讲述沃泰默前两组实验的背景:沃泰默重复了巴甫洛夫实验室的第二组实验,得到了相同的结果(即沃泰默的第一组实验)。 但他怀疑是稀盐酸被小肠吸收进入狗的血液,直接刺激胰腺分泌胰液。进而进行第二组实验。 追问:沃泰默预期的结果是胰腺分泌胰液,而实际上实验结果却是未分泌胰液,这说明了什么?通过分析实验结果,学生得出沃泰默的第二组实验否定了他原本的怀疑——盐酸直接刺激胰腺分泌胰液。 继续追问:以上两组实验能否说明盐酸是通过小肠神经作用于胰腺引起胰液分泌的呢?不能,无法判断具体调节方式。 4.沃泰默的第三组实验 介绍沃泰默为了进一步证明胰液分泌是神经调节引起的观点,他设计的第三组实验:将稀盐酸直接注入狗的上段小肠肠腔(该段小肠被切除神经,只留血管)。结果呈现了与神经调节观点相矛盾的现象,即:按照神经调节的观点,切除神经,胰腺将不再分泌胰液,但事实上胰腺却分泌了大量的胰液。再次设问:如果你是沃泰默,你会如何解释切断神经仍有胰液分泌的实验结果呢? 学生讨论,提出3种可能的观点:①只有神经调节,但操作时神经未完全剔除;②没有神经调节,是其他调节方式在起作用;③既有神经调节,又有其他调节方式在起作用。沃泰默也想到了其他调节方式的极大可能性,但因为他囿于权威和定论,没有大胆得去质疑,所以他怀疑是因为自己没有彻底去除小肠神经。于是他提出,这是一个十分顽固的神经反射,小肠上微小的神经难以剔除干净。他因不敢挑战权威,失去了发现真理的机会,但他的正确的研究思路,为贝、斯二人的实验奠定了基础。 设计意图:通过分析实验结果产生的多种可能原因,培养学生缜密的逻辑推理能力并向学生渗透两个基本理念:①要敢于以批判的态度看待前人的研究成果;②受科技发展水平和社会文化背景的局限,科学探究中的错误有时不可避免。 5.设计与完善斯他林和贝利斯的实验 1902年,斯他林和贝利斯在重复沃泰默的实验之后,得到了同样的实验结果,于是大胆做出新的假设,这不是反射,而是化学调节。他们认为,在盐酸的作用下,小肠黏膜可能产生了一种化学物质,这种物质进入血液后,随血液运输到胰腺,引起胰液的分泌。 设疑:如何设计实验证明上述假设?教师可通过问题串引导学生依据假设设计实验: ①假设是化学物质调节,如何排除神经调节的干扰? ②如果这种化学物质是小肠黏膜产生的,如何提取该物质? ③提取的化学物质通过什么途径作用于胰腺? 待学生思考完成后,展示斯塔林和贝利斯的实验过程并分析其实验设计的巧妙之处。 追问:该实验的提取液中还存在哪些物质?利用该问题提示学生提取液中还包括稀盐酸、小肠粘膜细胞内容物等物质,故仅凭这一组实验不足以证明该假设,让学生思考如何设计对照。其实沃泰默已经帮我们完成了一个对照组,即沃泰默的第二组实验,但还应设置补充对照。 最终的实验结论:假说正确,胰液的分泌确实存在化学调节。也就是在盐酸的作用下,小肠黏膜确实产生一种化学物质,促进胰液的分泌。斯他林和贝利斯把这种化学物质命名为促胰液素。斯塔林和贝利斯的实验排除了神经的干扰,因此无法判断胰腺分泌胰液是否有神经调节的方式。 设计意图:本环节难度较大,故通过递进性问题的设置,为学生搭建“梯子”。通过渗透“严谨的实验设计”和“对照试验”的理念,培养学生的科学探究能力。 6. 完善对胰液分泌的认识 介绍现在已有对胰液分泌调节的知识:①既有斯他林和贝利斯发现的体液调节。②也有神经调节:现代生理学研究表明,食物的形状、气味以及食物本身对口腔、咽、胃等感受器的刺激,均可通过条神经调节引起胰液分泌。 设计意图:教材仅强调了胰液分泌的激素调节,因此学生易误认为胰液分泌只存在单一的激素调节,通过分析资料学生便可明确该过程中还包括神经调节。借此,教师可延伸说明人体很多生命活动都是既有神经调节,又有激素调节,两者密切配合,使人体成为协调、复杂、统一的整体,以渗透系统观、稳态与平衡观。 7. 巴普洛夫的感慨 结合视频讲述巴甫洛夫的遗憾,并让学生思考这段科学史给自己带来的启示。科学家在进行科学研究时,应不迷信权威,敢于批判质疑,勇于探索创新,大胆提出新假设,并逻辑严密,巧妙构思,验证假设。 设计意图:让学生认识到即使是伟大的科学家也会因认识的局限而出错,希望同学们将这种科研精神应用于解决日常学习和生活的问题中。 学科网(北京)股份有限公司 $$