内容正文:
作业大赛
一、作品基础信息
项目
填写内容
作品名称
【基于“辣椒素的神经系统对生命活动调节”原创试题】
学段学科
【初中】【生物】
适用年级
【七下、八年级综合复习】
教材版本
【冀少版2024】
对应内容
【七年级下册,人体的结构与功能 第五章人体生命活动的调节第一节神经系统的组成和第二节神经调节的基本方式】
作业类型
【备考复习作业】
完成时长
总时长15分钟
设计者
【乔玉倩】
二、设计背景与意图
1. 课标与教材分析
· 课标要求:依据《义务教育生物学课程标准(2022年版)》“人体生理与健康”学习主题,本作业对应概念5“人体的结构与功能相适应,各系统协调统一,共同完成复杂的生命活动”之下的5.5“人体各系统在神经系统和内分泌系统的调节下,相互联系和协调,共同完成各项生命活动,以适应机体内外环境的变化”,具体内容要求为5.5.1“神经系统由脑、脊髓及与它们相连的神经构成”与5.5.2“反射是神经调节的基本方式,反射弧是反射的结构基础”;对应的学业要求是“结合具体实例,分析人体的神经系统、内分泌系统和免疫功能对机体内外环境变化所作出的反应,阐明其重要意义”。本作业重点发展生命观念(结构与功能相适应)、科学思维、探究实践、态度责任四个方面的核心素养。
· 教材地位:本作业聚焦冀少版(2024)七年级下册第三单元第五章第一节“神经系统的组成”与第二节“神经调节的基本方式”。在本单元“人体的结构与功能”中,前面各章依次学习了消化、循环、呼吸、泌尿四个系统,本章则揭示这些系统之所以能够相互协调、统一运转,离不开神经系统的调节;本节首次系统建立“反射—反射弧”的核心概念,又为后续“感觉的形成”“运动的完成”“激素与生命活动调节”奠定基础,在教材中起承上启下的关键作用。
· 教学重难点:教学重点为神经系统的组成、反射的概念、反射弧的组成及各部分功能、非条件反射与条件反射的区分;教学难点为在真实情境中判断反射的类型、准确辨认反射弧的各部分(感受器与效应器为易混点),以及运用“控制单一变量”“设置对照”的方法分析实验、由结果归纳结论。
2. 学情分析
维度
具体描述
已有基础
学生已在七年级上册学习过细胞的结构,知道液泡中含有细胞液;通过本单元前四章的学习,初步建立了“人体各系统相互协调”的认识;对“吃辣椒被辣到、引发咳嗽”“喝牛奶解辣”等生活现象有丰富的感性经验,学习兴趣浓厚。
现有困惑
对反射弧的五个组成部分(尤其是感受器与效应器的判断)把握不准;对“控制单一变量”“设置对照”等探究实验思想理解不深,由实验现象归纳结论、评价并改进实验方案的能力较弱。
差异分析
部分学生能独立完成基础判断与变量分析,部分学生需借助反射弧示意图等支架提示才能完成分析;在开放性任务(第4题第(5)(6)小题)上,多数学生缺乏论证与方案设计的经验,需要分层引导。
3. 设计意图
本作业以“处理辣椒被辣到、喝牛奶解辣”这一贴近生活的真实情境为主线,将细胞结构(液泡)、神经系统的组成、反射与反射弧、非条件反射与条件反射以及探究实验设计等内容,整合为一条由易到难的任务链:从“辣椒素储存在哪里”的结构基础,到“咳嗽属于什么反射”,再到“反射弧各部分的判定”,最后进入“牛奶能否缓解咳嗽”的探究与评价。通过“识记—理解—应用—评价—创造”的进阶设问,引导学生在解决真实问题的过程中建构“反射—反射弧”的核心概念,发展生命观念、科学思维、探究实践与态度责任等核心素养,并形成基于证据、理性看待生活经验的科学态度与健康生活意识,实现知识、能力与价值观的融合。
三、作业目标
目标维度
编号
具体目标
对应核心素养
评价证据
知识理解
A
1. 说出辣椒素在辣椒细胞中的储存部位(液泡);
2. 判断辣椒素引起的咳嗽属于非条件反射,说明反射的结构基础是反射弧;
说出反射弧的五个组成部分,并辨认咳嗽反射中的感受器、神经中枢和效应器
生命观念
第1、2、3题的作答正确率
能力运用
B
1.比较非条件反射与条件反射的区别;
2. 运用“控制单一变量”“设置对照”的方法分析牛奶缓解咳嗽的探究实验,正确确定自变量取值,并由实验结果归纳得出结论
科学思维
第4题(1)(2)(3)小题的作答;变量控制与结论表述的准确性
思维发展
C
1. 评价并改进实验方案以提高实验结果的可靠性;针对“辣椒素能溶于脂肪”的推测,提出假设并设计、交流可行的验证方案
探究实践
第4题(4)(6)小题的改进措施与方案设计
情感态度
D
1. 基于证据对“生病咳嗽应多喝牛奶”的说法作出判断并阐明理由,形成基于证据、理性看待生活经验的科学态度,认同科学就医、健康生活的观念
态度责任
第4题(5)小题的论证思路与观点表达
四、作业内容与目标对应表
题号
题型
题目概要
对应作业目标编号
设计意图
参考答案/评价要点
1
填空
判断辣椒素在辣椒细胞中的储存部位
A
以生活情境切入细胞结构,落实“结构与功能相适应”的生命观念
液泡
2
填空
判断咳嗽反射的类型,并写出其结构基础
A
考查非条件反射的判断和“反射弧是反射的结构基础”这一核心概念
非条件反射;反射弧
3
填空
分析咳嗽反射过程中的感受器、神经中枢与效应器
A
以真实生理过程为载体,深化对反射弧各部分功能的理解
呼吸道黏膜(中的感受器);脑干;膈肌、腹肌
4(1)
简答
说明设置甲组(清水组)的实验目的
B
考查对照实验的设置意图,落实探究实践素养
设置对照(起对照作用,排除无关变量的干扰)
4(2)
填空
依据“控制单一变量”的原则填写牛奶的用量
B
考查自变量控制与等量原则
100 mL(与甲组清水的用量相等)
4(3)
填空
根据实验结果概括实验结论
B
考查由实验现象到结论的归纳推理能力
缓解(减轻);全脂——牛奶能缓解辣椒素引发的咳嗽,且全脂牛奶效果更好
4(4)
简答
提出减少实验误差、提高结果可靠性的改进措施
C
考查实验评价与优化能力
多次重复实验;增加每组小白鼠的数量;组内设置重复组并取平均值(合理即可)
4(5)
简答(评价)
评价“生病咳嗽应多喝牛奶”这一说法是否科学
B、D
考查基于证据作出判断的理性思维与健康生活的态度责任
不正确。牛奶缓解咳嗽只针对辣椒素引起的咳嗽,对病原体等引起的病理性咳嗽没有作用;咳嗽是人体的保护性反射,生病咳嗽应及时就医(合理即可)
4(6)
开放性探究
设计验证“辣椒素能溶于脂肪”的探究方案
C
考查提出假设、设计并交流探究方案的探究实践能力
查阅资料了解辣椒素的溶解性;设计对照实验,比较辣椒素在脂肪(或全脂牛奶)与清水中的溶解情况等(合理即可)
五、作业评价
维度
A(优秀)
B(良好)
C(待改进)
权重
得分
知识理解
基础题全对,概念精确
少量细节错误
较多基础错误
20%
能力运用
方法恰当,过程清晰,理由充分
方法基本正确
方法不当或缺失
30%
思维发展
观点明确,论证充分,有独创性
表达清楚,欠缺深度
思路混乱,缺乏证据
30%
情感态度
主动投入,积极交流,乐于协作;学习目标明确,能主动反思改进
态度端正,能按要求完成任务;基本参与合作
学习态度消极,被动完成任务,合作意识弱
20%
6、 试题详情
试题情境:
妈妈在做中午饭,小奥帮忙处理辣椒,他首先将辣椒掰开,去籽,然后在水龙头下进行清洗,一小会后,小奥觉得鼻腔,嘴唇周围火辣辣的疼,嗓子很不舒服,引发了剧烈的咳嗽。根据以上生活中的常见情景,回答以下问题。
1. 辣椒素是引起小奥咳嗽的主要物质,该物质储存在辣椒细胞的 结构中。
2. 辣椒素引起小奥咳嗽属于 反射(填非条件或者条件),该过程的结构基础是 。
3. 通过查询资料,小奥了解到辣椒素刺激呼吸道黏膜,引发神经冲动,神经冲动到达脑干,脑干将神经冲动传至给膈肌、腹肌,引发膈肌、腹肌收缩,胸腔内压急剧升高,引发剧烈咳嗽。在该过程中,感受器是 ,神经中枢是 ,效应器是 。
4. 妈妈听见咳嗽迅的拿来牛奶给小奥解辣,喝过牛奶以后,小奥的咳嗽有明显缓解,小奥不禁想牛奶可以缓解由辣椒素引起的咳嗽,那所有类型的牛奶都可以吗?小奥回到学校实验室以后,开展了以下研究:
准备三十只大小、性别都相同的生理状态健康良好的小白鼠,平均分成三组,每组十只,标记为甲乙丙三组,将小白鼠在相同的环境中给予辣椒素的刺激,引发小白鼠的咳嗽,停止刺激。甲组给小白鼠喂食100ml清水,B组喂食 的全脂牛奶,C组喂食 的脱脂牛奶,观察小白鼠的咳嗽情况,并记录小白鼠平息咳嗽所需要的时间。
(1)本实验设置甲组的目的是 。
(2)实验中的空格应填写的内容是 。
(3)小奥观察到的实验结果如下:
甲组小白鼠的咳嗽最激烈,平息咳嗽所需要的时间最长
乙组小白鼠的咳嗽最平缓,平息咳嗽所需要的时间最短
丙组小白鼠的咳嗽比甲组平缓、比丙组剧烈,平息咳嗽所需要的时间居中。由此可以得出如下结论:
牛奶可以 辣椒素引发的咳嗽,并且 牛奶效果更好。
(4)为了增加该实验的准确性,减少实验误差,你可以对本实验做出的改进措施有哪些?
(5)有同学说牛奶可以缓解咳嗽,那么当我们生病咳嗽的时候应该多饮牛奶,这种说法正确吗?为什么?
(6)小奥推测全脂牛奶可以缓解由辣椒素引发的咳嗽,原理可能是辣椒素能够溶于全脂牛奶中的脂肪,请你帮助小奥验证他的推测是否正确(可以尝试多种方法)
7、 答案与解析
1、 【答案】 液泡
【解析】 辣椒素储存于辣椒细胞的液泡(细胞液)中。本题考查细胞的结构与功能,帮助学生形成“结构与功能相适应”的生命观念。
2、 【答案】非条件 反射弧
【解析】 咳嗽反射是人生来就有的先天性反射,不需要后天学习,属于非条件反射;反射是神经调节的基本方式,反射的结构基础是反射弧,即“感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器”。
3、【答案】呼吸道黏膜;脑干;膈肌、腹肌
【解析】由材料可知,辣椒素首先刺激的部位是呼吸道黏膜,故感受器为呼吸道黏膜(中的感受器);神经冲动到达脑干,咳嗽反射的神经中枢位于脑干,故神经中枢是脑干;材料中“脑干将神经冲动传至膈肌、腹肌,引起膈肌、腹肌收缩”,故效应器为膈肌、腹肌(及其中的运动神经末梢)。
4、【答案】(1)设置对照 (2)100 mL (3)缓解(减轻);全脂(4)多次重复实验;增加每组小白鼠的数量;在每组内设置重复组并取平均值。(合理即可)(5)不正确。牛奶(尤其是全脂牛奶)中的脂肪能溶解辣椒素,只能缓解由辣椒素引起的咳嗽,对病原体等引起的病理性咳嗽没有作用;咳嗽是人体的保护性反射,生病咳嗽时应及时就医、针对病因治疗。(6)答案不唯一,合理即可。示例:①查阅资料,了解辣椒素是否能溶于脂肪;②设计对照实验,比较辣椒素在脂肪(或全脂牛奶)与清水中的溶解情况——取等量的辣椒素分别加入等量的脂肪和清水中,充分振荡后观察并比较其溶解情况。若辣椒素在脂肪中的溶解量明显大于在水中的溶解量,则小奥的推测成立。
【解析】(1)甲组喂食清水,与乙组(全脂牛奶)、丙组(脱脂牛奶)形成对照,可以排除“牛奶”以外的其他因素对实验结果的干扰,因此甲组的作用是设置对照。
(2)根据“控制单一变量”的原则,各组除“牛奶的种类(脂肪含量)”不同外,其他条件都应相同,因此空格处应填与甲组清水用量相等的牛奶,即“100 mL”。
(3)甲组(清水)咳嗽最剧烈、平息时间最长,乙组(全脂牛奶)最平缓、时间最短,丙组(脱脂牛奶)居中,说明清水几乎没有缓解作用,全脂牛奶效果最好。因此结论是:牛奶可以缓解(减轻)辣椒素引发的咳嗽,并且全脂牛奶效果更好。
(4)要使实验结果更准确、减少误差,可以采取多次重复实验、增加每组小白鼠的数量、在每组内设置重复组并取平均值、严格控制无关变量(如小白鼠的健康状况、性别、大小,刺激的强度和时间,环境条件等)等措施。
(5)该说法不正确。牛奶缓解咳嗽与辣椒素有关:牛奶(尤其是全脂牛奶)中的脂肪能溶解辣椒素,从而减轻辣椒素对呼吸道黏膜的刺激,所以只对“辣椒素引起的咳嗽”有效,对细菌、病毒等病原体引起的病理性咳嗽没有作用。咳嗽是人体清除呼吸道异物和分泌物的保护性反射,生病咳嗽时应及时就医、针对病因治疗。
(6)本题为开放性探究题,考查“提出问题—作出假设—设计实验—得出结论”的科学探究过程。可以从查阅资料获取证据入手,也可以通过设置对照实验、比较辣椒素在脂肪与清水中的溶解情况来检验推测;方案合理、设有对照、变量控制得当即可。
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