充分利用教材做好“神经调节”的实验复习

浙江 申屠军

(作者单位：浙江省东阳市第二高级中学)

“神经调节”是浙江省选考试题考查的主要知识，也是学生学习的难点。在选考试题中，常常以选择题、实验题的形式出现，以考查学生的实验探究能力为主，往往被设置在加试题部分或试卷的最后，是学生得分率较低的考点。如何做好这部分内容的复习？如何让学生既掌握基础知识，又培养了自身科学探究的学科核心素养？上述两个问题困扰了高三教师多年。笔者根据多年的教学经验和新课程理念的要求，总结出复习课一定要“以教材为基础、以学生为根本”，教师不应是“教教材”而应是“用教材教”，做到充分挖掘教材中隐含的实验，充分利用好“小资料”“图形”“课后练习”等栏目进行实验复习，落实好“立德树人”的根本任务。

1.对2018—2021年浙江省选考试卷中有关“神经调节”的试题统计(表1)

表1

注：一些年份的试卷中会有多道题目考到“神经调节”，与实验考查关系不大的则未统计在内;而一些年份因为只有一道题目考查“神经调节”，虽然与实验关系不大，但也统计在内。

2.充分利用教材进行实验复习

教材是落实课程目标的基本教学资源，选考试卷的命题遵循“来源于教材，又不拘泥于教材”，所以，复习必须以教材为基础。从“教教材”走向“用教材教”是教学理念的一次转变，从宏观的角度讲，它意味着教学不仅仅要求教师教授书本上的知识，还要求教师关注学生的情感世界，关注学生的可持续发展；从微观的角度看，它意味着教学是教师引领学生与教材文本进行对话，并从中获得生命成长所需要的“精神营养”。笔者以浙科版必修3的“神经系统的结构与功能”为主题进行讲解并总结出有关实验复习的教学策略。

2.1挖掘教材中隐含的内容，创设新的问题情境

如教材第19页中关于神经元的基本特性的说明，教材中是结合图形直接进行描述的，笔者在带领学生复习这部分内容时，把它改成实验以加强学生对这段内容的理解。

【例1】在生理学实验中常用蛙的坐骨神经-腓肠肌标本来验证“神经元受到刺激后会产生神经冲动并沿轴突传送出去”这一基本特性。某实验组进行了如下实验。

(1)请补充完成表2空白处的有关内容。

表2

(2)请用曲线表示出步骤②③的电位变化并标出刺激点。

【答案】(1)腓肠肌产生收缩 坐骨神经表面各处电位相等(电表上没有电位差) 坐骨神经一端(只要不在两个电极的中央处即可)给予适当强度的刺激

(2)曲线图如图1所示。

图1

再比如教材第28页中关于大脑皮层功能的实验，教师可以结合20世纪30年代加拿大潘菲尔德等人对人大脑皮层功能进行的研究实验，让学生理解科学家的实验思路和对实验结果的处理方法，最后得出科学的实验结论，不仅复习了科学发展史的知识，而且让学生理解了科学的本质，懂得了科学与社会发展的关系，真正培养了学生用科学的思维、科学的方法对待科学的习惯。

【例2】人体各部位的感觉与运动机能在大脑皮层体觉区与运动区中有它的代表区。下列关于人大脑皮层功能的叙述，正确的是

( )

A.一侧手指传入神经上的神经冲动，可传到对侧大脑皮层中央后回中间部

B.一侧大脑皮层中央前回底部受损，会使对侧下肢的运动功能出现障碍

C.头面部肌肉的代表区，在运动区呈倒置排列，即口部在上眼部在下

D.分辨精细的部位，如手，在体觉区所占的面积比躯干的小

【答案】A

2.2运用小资料培养学生创新思维的实验能力

为强化对学生实验设计创新能力的培养,需要教师的引导,借助小资料,学生参与了实验设计、实验分析、实验评价等过程,提高了自身的实验创新能力。如对于教材第20页小资料“神经冲动的传导速度”的运用，笔者首先让学生了解小资料上的有趣故事，然后让学生理解科学家亥姆赫兹是如何巧妙地设计实验测定传导速度的，通过分析题目来加强学生对实验的理解。

【例3】德国科学家J.Muller的学生用蛙的坐骨神经-腓肠肌标本做了一个非常简单的实验(图2、图3)，从而测量出坐骨神经冲动的传导速度。下列说法正确的是

( )

图2

A.坐骨神经-腓肠肌的连接相当于一种突触，则突触前膜是轴突膜，突触后膜为树突膜

B.图1刺激1至肌肉发生收缩，测得所需时间为3×10-3s，刺激2至肌肉发生收缩，测得所需时间为2×10-3s，刺激点离肌肉中心距离分别为13 cm和10 cm。则坐骨神经冲动的传导速度是30 cm/s

C.由图2可以得出的结论是只有当刺激电流达到一定值时，神经元才开始兴奋；随着刺激强度增大，膜电位变化随之增强

D.检测坐骨神经-腓肠肌突触间隙中乙酰胆碱的含量，发现乙酰胆碱通常2 ms左右被清除，说明一次神经冲动只引起一次肌肉收缩

【答案】D

2.3以膝反射示意图为背景，恰当拓展其他反射，培养学生科学思维的能力

教材第25页的膝反射示意图(图4)经常被用作浙江省选考试题命题的素材，考查反射、反射弧和神经冲动的传导与传递等内容。为了让学生能深刻理解膝反射，复习时可以让学生亲身体验相关过程、画出其反射弧图形、观察相关的动画等方法处理教材中的图片，还可以通过一些精选的题目巩固有关内容。为了激发学生的学习兴趣，教师还可以让学生结合生活经验，举例说出脊髓在“反射”中发挥作用的其他实例，如缩手反射(图5)、屈反射、对侧伸肌反射等，进行恰当地拓展有利于学生的科学思维能力的培养。

图4

图5

【例4】下列关于膝反射的反射弧的叙述中，正确的是

( )

A.感觉神经元的胞体位于脊髓中

B.传出神经末梢可支配骨骼肌细胞和内分泌腺

C.运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配

D.反射中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成

【答案】C

【例5】当人的一只脚踩到钉子时，会引起同侧腿屈曲和对侧腿伸展，使人避开损伤性刺激，又不会跌倒。其中的反射弧示意图如图6所示,“+”表示突触前膜的信号使突触后膜兴奋，“-”表示突触前膜的信号使突触后膜受抑制。甲～丁是其中的突触，在上述反射过程中，甲～丁突触前膜信号对突触后膜的作用依次为

( )

图6

A.+、-、+、+ B.+、+、+、+

C.-、+、-、+ D.+、-、+、-

【答案】A

2.4充分发挥课后练习题的作用，通过改编题来培养学生的实验探究能力

无论什么版本的高中生物学教材，每个章节后面都会安排一定量的课后练习题，帮助学生巩固所学知识，检测教师的教学效果。在课堂教学过程中，由于某些原因可能会导致课后练习题得不到重视，必要的拓展或改编练习更无从谈起，而浙江省选考命题时经常会对课后练习题进行改编，因为选考命题的指导思想是以能力立意为主导,考查学生对所学相关课程的基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验的整体掌握程度和学生综合运用所学知识发现问题、提出问题、分析并解决实际问题的能力,注重对学生科学探究能力、科学过程与方法和创新精神的考查。所以，教师在复习“神经调节”一节时，一定要发挥课后练习题的作用，进行必要的拓展和改编，培养学生的实验探究能力。如可以把教材第32页简答题的第1题改编为选择题，考查心脏的神经支配及作用(例6)；把简答题的第2题改编成考查屈反射和搔扒反射的实验题(例7)等。

【例6】以狗为实验对象，研究心脏的神经支配及作用。实验过程中，先测定实验对象在正常情况下的心率，然后分别测定仅阻断神经甲和神经乙后的心率。结果如表3所示。据此分析，下列叙述错误的是

( )

表3

A.神经甲的作用是使心率减慢

B.神经乙的作用是使心率加快

C.心脏受神经甲和神经乙共同支配

D.神经乙对心率的影响比神经甲强

【答案】D

【例7】以实验动物蛙为材料，开展神经系统结构与功能的研究。(要求与说明：简要写出实验思路，具体实验操作过程不作要求，实验条件适宜)

回答下列问题：

(1)关于反射弧分析的实验及有关问题如下：为验证脊蛙(去除脑保留脊髓的蛙)屈腿反射(属于屈反射)的反射弧是完整的，实验思路是用质量分数为1%的H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖，出现屈腿现象，说明反射弧完整。验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是________________。刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的主要原因有____________、____________。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长，其主要原因是________。若用质量分数为5%的H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后，再用质量分数为1%的H2SO4溶液刺激该趾尖，没有观察到屈腿现象，其原因可能是________。

(2)神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na+浓度均低于细胞外，K+浓度均高于细胞外，但这两种细胞内的Na+浓度不同，K+浓度也不同。实验证明蛙下肢的一条肌肉与该肌肉相连的神经直接接触，从而引起该肌肉收缩，其主要原因是________________。若取上述一段神经，用某种药物处理阻断了Na+通道，然后刺激该神经，其动作电位将________。

(3)将蛙坐骨神经纤维置于生理溶液中，测得其静息膜电位为-70 mV，若在一定范围内增加溶液中的K+浓度并测量膜电位变化。请预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。

【答案】(1)用质量分数为1%的H2SO4溶液刺激该蛙一侧后肢的趾尖，测定开始刺激感受器到出现屈腿现象的时间，若有时间差，则说明不是同时发生的 兴奋通过突触的传递需要时间 兴奋在神经元上的传导需要时间 组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多 感受器受损

(2)神经和肌肉是两种不同的组织，存在电位差 无法产生

(3)

图7

像例7这样，用脊蛙作为实验材料，考查学生实验设计、实验结果处理、实验结论、实验分析等实验探究的能力，不仅在浙江省的选考卷中出现过，而且在浙江省的理科综合试卷和全国卷中都曾经出现过，这就说明教师对课后练习题进行拓展或改编训练在学生的复习中是十分必要的。

2.5紧密联系社会热点问题，通过复习和练习培养学生的社会责任

随着北京师范大学《中国学生发展核心素养》课题组报告的发布，核心素养已经成为了当前教育改革的龙头方向。核心素养主要包括三大内容：文化基础、自主发展、社会参与。而社会参与中就包括了责任担当这一重要内容。社会热点相关试题的考查，可以增强学生的社会责任，树立正确的价值观，发挥试题的正面导向功能。如2021年6月浙江省选考试卷中的第30题，探究酒精影响动物行为的实验，考查神经调节的相关知识，提高学生的安全驾驶和法律意识(例8)。

【例8】(2021年6月，浙江卷，第30题)为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。

实验材料：蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1%、0.2%和1%酒精，去甲肾上腺素(NA)，酚妥拉明(PT)，1%硫酸溶液等。

(要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度;酒精、NA和PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜)

实验过程与结果或结论：

表4

回答下列问题:

(1)实验1结果可得出的结论是________

。

(2)设计用于记录实验2结果的表格。

(3)依据实验2、3的结论,实验3的分组应为：

A组:任氏液； B组:________；

C组:________； D组:________；

E组:________。

(4)酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是________。

【答案】(1)离体条件下,施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响

(2)

表5 不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响

(3)NA PT NA+PT 酒精+PT

(4)酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝

综上所述，在复习“神经调节”时，教师要充分利用教材，加强对学生实验探究能力的培养，“用教材教”的理念为教师“松了绑”，“活化了”教材，让学生的发展空间得到了拓展和延伸。