内容正文:
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高二年级上册第2章第3节《神经冲动的产生和传导》教学设计
课程基本信息
主备人
李梦婷
课型
新授课
学科
生物学
年级
高二年级
学段
高中
版本章节
人教版2019
第2章第3节
教学目标
1.生命观念:能阐述静息电位、动作电位的形成与细胞膜对离子的选择性通透有关,理解“神经冲动的产生是细胞内外离子平衡动态变化的结果”,树立稳态与平衡观;
2.科学思维:通过分析“蛙坐骨神经-腓肠肌标本”的实验现象,能逻辑推理出“神经冲动的产生伴随电位变化”,培养归纳与概括能力;
3.科学探究:能基于“神经表面电位差实验示意图”,提出合理假设,并设计简单的验证思路,培养提出问题、设计实验的能力。
4.社会责任:通过对科学家探索历程的学习,感受科研的探索精神,激发对生命科学的兴趣和科学报国的责任感;结合“生物电的应用”,感受科学发展给人类生活带来便捷。
教学重难点
教学重点:兴奋在神经纤维上的产生和传导机制;
教学难点:兴奋在神经纤维上的传导。
学情分析
高中生具备一定的逻辑分析和探究能力,渴望通过“具象化模型”“实验分析”等方式突破抽象知识,需要教师通过情境引导和问题链设计,帮助其构建“结构→功能→稳态”的认知框架。
教学准备
可擦白板(分区标注“区域1、2、3”)、彩色白板笔、豆包等AI软件辅助“生物电应用”环节实时问答演示
教学过程
环节
教师活动
学生活动
设计意图
(一)情景导入
【播放视频】湘超足球联赛永州主场进的第一个球的精彩瞬间。
引导学生思考:从看到球的运动轨迹,到完成精准的射门,在此过程中,兴奋是如何产生的?又是怎样进行传导的?
观看视频,思考教师提出的问题。
通过湘超足球联赛的真实视频,激发学生对本节课内容的好奇心和学习兴趣,将抽象的“兴奋产生与传导”与具体的运动行为联系起来,体现生物学与生活的紧密联系。
(二)静息电位的形成机制
· 呈现图①(a、b两点膜外侧)、图②(a、b两点膜内侧)、图③(a点膜内、b点膜外侧)的电表指针偏转图,引导学生结合“电流方向为正极流向负极”的提示,在小组白板区域1处绘制未受刺激时神经纤维膜内外电位分布。
· 展示资料1(神经元膜内外离子浓度表),让学生对比数据。
· 呈现资料2(静息时K⁺通道开放),设置问题链:
①神经细胞内K⁺浓度高于还是低于膜外?
②静息时K⁺会如何移动?
③膜外阳离子浓度会高于还是低于膜内?
④细胞内带负电的A⁻能否流出?
学生活动1:分析电表指针偏转,构建静息电位分布
· 小组展示成果,教师点评。
学生活动2:结合资料分析静息电位形成原因
· 学生小组讨论后得出结论:静息电位表现为外正内负,形成原因是K⁺外流。
利用电表指针偏转图和离子浓度数据,引导学生主动构建静息电位模型,培养观察、比较、推理能力。通过小组合作绘制电位分布图,强化“外正内负”的认知,渗透“结构与功能相适应”的生命观念。
(三)动作电位的形成机制
· 展示图④(a点受刺激时a、b两点膜外侧电表指针偏转图),图⑤(a点受刺激时a、b两点膜内侧电表指针偏转图),引导学生观察指针偏转方向,在白板区域2上绘制受刺激时(a点)神经纤维膜内外电位分布。
· 呈现资料3(受刺激时Na⁺通道开放图),设置问题:
①神经细胞外Na⁺浓度高于还是低于膜内?
②受刺激后Na⁺会如何移动?
③膜内阳离子浓度会高于还是低于膜外?
学生活动3:分析受刺激时电表指针偏转,构建动作电位分布
· 小组展示,教师引导学生发现:受刺激部位(a点)电位发生反转,与未受刺激部位(b点)形成电位差。
学生活动4:结合资料分析动作电位形成原因
· 学生自主分析后总结:动作电位表现为外负内正,形成原因是Na⁺内流。
通过对比受刺激前后电表指针变化,引导学生发现电位反转现象。结合Na⁺通道开放的资料,帮助学生理解动作电位“外负内正”的形成原因,培养科学推理与模型建构能力。
(四)兴奋在神经纤维上的传导
· 引导学生观察小组白板上“静息电位(区域1、3)”和“动作电位(区域2)”的电位分布,思考:
区域1、3膜电位表现为外正内负(静息电位),区域2表现为外负内正(动作电位)。兴奋部位与未兴奋部位是否存在电位差?能否形成局部电流?
学生活动5:小组合作在白板上模拟兴奋传导过程,用箭头标注局部电流方向和兴奋传导方向。
· 教师结合学生模拟结果,师生共同总结:兴奋在离体神经纤维上以局部电流形式传导。传导方向为双向传导。兴奋传导方向与膜内电流方向一致,与膜外电流方向相反。
利用小组白板上的电位分区图,引导学生自主发现兴奋部位与未兴奋部位之间的电位差,进而推导局部电流的形成和兴奋的双向传导特点。培养系统思维与空间建模能力。
(五)联系生活
提出问题:生物电在生活中的应用有哪些呢?
(可尝试用豆包等AI软件回答)
学生依据生活经验与学习所得,回答。
引导学生将所学电生理知识与现实应用(如心电图、脑电图、神经假肢等)联系起来,体会生物电研究对人类健康和生活质量的积极影响,增强社会责任感。
(六)当堂检测
1. 用适宜强度的电流刺激离体神经纤维中部,下图中能正确表示膜电位、局部电流方向和兴奋传导方向的是( )
2. 有些地方的人们有食用草乌炖肉的习惯,但草乌中含有乌头碱,乌头碱可与神经元上的钠离子通道结合,使其持续开放,从而引起呼吸衰竭、心律失常等症状,严重可导致死亡。
下列判断不合理的是( )
A.食用草乌炖肉会影响身体健康
B.钠离子通道打开可以使胞外的Na+内流
C.钠离子通道持续开放会使神经元持续处于静息状态
D.阻遏钠离子通道开放的药物可以缓解乌头碱中毒症状
3.枪乌贼的神经元是研究神经兴奋的好材料。研究表明,当改变神经元轴突外Na+浓度的时候,静息电位并不受影响,但动作电位的幅度会随着Na+浓度的降低而降低。请对上述实验现象作出解释。
板书设计/课堂小结
教学反思
通过电表指针偏转图引导学生绘制电位分布图,将抽象的离子流动可视化,学生对“外正内负”、“外负内正”的电位特征掌握较为扎实。学生对“生物电在医学中的应用”表现出浓厚兴趣,AI问答环节增强了课堂互动性和时代感。但整个课堂时间分配较为紧张,尤其是在“兴奋在神经纤维上的传导”环节,学生绘图标电流方向耗时较多,导致“当堂检测”时间被压缩。可尝试将白板绘图活动前置到课前预习或作为微课内容,课上直接展示讨论。
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