【选择性必修1教参】§2.2 神经调节的基本方式
一、教材分析
（一）教学目标
1，举例说明反射的概念与反射弧的组成。
2，比较条件反射与非条件反射的异同。
3，举例说明条件反射的形成过程与意义。
（二）教学重点和难点
1，教学重点
（1）反射的概念与反射弧的组成。
（2）条件反射的形成及意义。
2，教学难点
条件反射的形成。
（三）编写思路
与第1节类似，本节内容学生在初中大多已学过，反射的概念、反射弧的结构，以及条件反射与非条件反射的区别在初中教材中都有涉及。本节教材实际上是初中所学内容的深化，给出了兴奋的概念，将初中教材中所说的简单反射与复杂反射明确为非条件反射与条件反射，进一步示了条件反射的意义。
本节“问题探讨”的情境依然是生活化的，手被尖刺扎了一下，迅速缩回，并意识到疼和被扎，这是每个人从小就会有的体验。然而有这种体验，学生未必就明确其中的道理。讨论题担当了引领学生思考的功能。此外，对先避开可能带来伤害的刺激然后才产生感觉的现象以及意义的探讨，还起到引导学生进一步建立适应观，并能从进化与适应的视角去思考分析生命现象的作用。
正文部分按照知识内在的逻辑进行编排，先介绍反射与反射弧，然后分析反射的两种类型。
在介绍反射与反射弧时，教材安排了“思考·讨论”，给的两个实例分别是缩手反射与膝跳反射。膝跳反射在初中教材中安排的是学生实验，缩手反射与初中教材中“松开烫手馒头的反射”也非常类似。不过，教材并没有简单重复初中教材内容，而是通过“思考·讨论"，在学生观察回忆的基础上讨论相关的问题。讨论题1是要学生认识到反射活动需要不同神经元的配合；讨论题2是需要学生归纳反射弧的组成；讨论题3则通过进一步举例反映学生对反射概念的理解。
关于非条件反射与条件反射，重点在条件反射。教材以巴甫洛夫经典实验“狗的唾液分泌与铃声关系”为例，分析说明条件反射的建立过程。
动物形成复杂的条件反射有什么意义呢？教材在本节的最后进行了揭示。同时，通过“知识链接”提示学生，学习、记忆的过程与条件反射的建立是密切相关的。明确条件反射建立的过程与意义，对于形成正确高效的学习、记忆方法有着理论上的指导意义。
本节最后安排的是“与生物学有关的职业”，介绍了影像技师。CT，B超、核磁共振已成为医疗诊断中采用的一种重要手段，由此也就催生出了影像技师的职业。通过这一介绍，使学生明确这些技术在医疗以及其他学术领域的应用价值，为学生未来的职业选择、生涯规划提供基础。
二、教学建议
本节内容建议安排1课时。
（一）创设情境，引导学生说出反射及其种类，分析反射弧的组成及其功能
策略一 利用教材“问题探讨”中手被尖刺扎的缩手反射情境引人，引导学生说出条件反射和非条件反射两种类型，利用“思考·讨论”中缩手反射示意图，总结反射弧的结构及其功能，并尝试说出兴奋的概念。进而提出问题：“缩手动作和感觉疼痛哪个在前？这种先缩手后感觉疼有什么适应意义？体检时扎手指取血，手为什么不缩回？这种反应和缩手反射有什么不同？"通过讨论交流这些问题，明确高级中枢和低级中枢相互联系，协调配合。最后让学生观察“思考·讨论”中膝跳反射示意图，创设虚拟情境“若外伤或病毒感染损伤反射弧的某些环节，会出现膝跳反射吗？”明确一个完整的反射活动是多个神经元协调配合的结果，反射弧保持完整是完成反射活动的结构基础。
策略二 学生分组活动讨论得出结论。例如，将学生分为若干组，有的吃梅子，有的看别人吃梅子，有的闭眼听别人谈论梅子……分析每组学生的反应，比较异同，分组汇报交流，共同总结出反射概念、类型、反射弧的组成部分及其作用、高级中枢和低级中枢之间的关系等。最后提供临床病例资料，引导学生分析神经系统受损对人体运动等行为的影响，体会反射弧完整的重要性。
（二）讨论条件反射和非条件反射的关系及条件反射建立的意义
教师提出问题“条件反射是如何建立的？”利用教材中条件反射建立过程示意图，分析条件反射建立的过程及其意义。提出问题“条件反射的消退是简单的丧失过程吗？”组织学生讨论论证条件反射的建立和消退都是大脑皮层参与的学习过程。
教师可以提供巴甫洛夫的“暂时性联系接通”理论及现代神经生理学“大脑网状结构"理论解释和完善条件反射的建立和消退的机理。
三、答案和提示
（一）问题探讨
1，手指被刺扎，皮肤中的感受器接受到了刺激，产生的兴奋传导到脊髓中的中枢，中枢的反应通过传出神经传导到上肢的肌肉，肌肉的协同收缩与舒张，使手缩回。同时，脊髓会将信号送到大脑皮层，产生疼痛的感觉并意识到手被扎。
2，缩手在前，可以使机体迅速避开有害刺激，避免机体受到伤害。之后产生感觉，有助于机体对刺激的利弊作出判断与识别，可以使机体更灵活、更有预见性地对环境变化作出应对，从而更好地适应环境。
（二）思考·讨论
1，不能。完整的反射活动至少需要传入与传出两种神经元。大多数情况下还需要中间神经元的参与。
2，都是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经与效应器组成的。
3，例如，排尿反射的低级中枢在脊髓。
（三）练习与应用
概念检测
1.（1）（×）；（2）（×）；（3）（×）
2.C囡波湾生物
3.D
拓展应用
1.（1）感受器（趾部皮肤）、传入神经、神经中枢（位于脊髓）、传出神经、效应器（后肢肌肉）。
（2）不能不能（能完成屈腿反应，但缺少反射弧的完整环节，没有中枢神经系统参与，不构成反射）。
（3）反射需要经过完整的反射弧，缺少神经中枢，反射就不能完成。
（4）不能。（提示实验并没有反映大脑对屈腿反射的控制，只是说明了在没有大脑的情况下屈腿反射依旧可以完成。）
2，通过奖励或惩处，使猫、狗建立定点大小便的条件反射。例如，在猫、狗将要大小便的时候，将它转移到固定大小便的地点，完成大小便后给予一定的奖励；如果随意大小便，便给予一定的惩罚。多次重复，直到建立起条件反射
四、背景资料
（一）单突触反射囡波湾生物
如果反射弧中仅包括两个神经元，即一个传入神经元（感觉神经元）和一个传出神经元（运动神经元），那么，由这二者参与的、只经过一次突触传递的反射就称为单突触反射（monosynapticreflex）。腱反射是体内唯一的单突触反射。在中枢经过多次突触传递的反射，称为多突触反射。人和高等动物体内的大部分反射都属于多突触反射。
（二）条件反射
神经系统的调节功能是通过不同形式的反射来完成的。由遗传因素决定的、先天具有的反射称为非条件反射。在非条件反射的基础上，经过后天学习和训练后建立起来的反射称为条件反射。条件反射大大增强了机体活动的预见性、灵活性和精确性，使机体对环境具有更加广阔和完善的适应能力。
俄国著名生理学家巴甫洛夫（I.P.Pavlov，1849-1936）进行了这样的实验：让狗看见一块肉（这个刺激称为非条件刺激），狗就会作出反应：分泌唾液；但如果向狗摇铃，它就不会分泌唾液，这时候铃声属于无关刺激。如果反复将铃声和肉配对，那么经过多次强化后，狗只要听见铃声就会分泌唾液，也就是说，狗学会了将铃声（无关刺激）和肉的给予（非条件刺激）相联系，懂得了铃声预示着肉的出现。这个时候铃声就由无关刺激变成了条件刺激。这就是典型条件反射。后来，哥伦比亚大学桑代克（E.L.Thorndike，1874-1949）发现并研究了另一种条件反射。他将一只饥饿的大鼠放在一个箱子中，箱子内有一个杠杆能发送食物。在箱内活动的过程中，大鼠碰上了杠杆，一份食物意外地出现了。这种愉快的意外多次发生后，大鼠懂得了按压杠杆就能带来食物奖励。于是，大鼠会有意识地按压杠杆以获取食物，直到吃饱。如果把食物换成其他的奖励性刺激（如可卡因）或伤害性刺激（如电击），这种条件反射也能形成。这就是一种操作式条件发射（也称工具性条件反射）。在这种反射中，动物懂得了特定的行为反应预示着特定的结果。
五、教学案例与评析
神经调节的基本方式
北京师范大学附属实验中学 刘晶晶
教学目标的确定
本节课要在学生了解神经系统基本结构的基础上，概述神经系统进行调节的基本方式及结构基础。结合学生实际情况，确定教学目标如下。
1，通过分析反射实例，归纳反射的概念、意义和类型；概述反射弧的组成。
2，以缩手反射、排尿反射为例，分析说明位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢之间的联系。
3，分析巴甫洛夫经典条件反射建立和消退的原理，关注神经科学的进展。
教学设计思路
在初中阶段学生已经学过反射、反射弧及反射的两种类型，因此本节课首先以生活中常见反射的实例导人，并以问题串为引导，唤醒学生对已有知识的回忆；然后指导学生仔细观察反射弧的图示，从神经元的角度出发理解反射弧的组成，并联系脊髓灰质炎、眨眼反射用于诊断的医学实例，让学生运用反射弧组成的相关概念去解释异常现象背后的原因，为下一节学习“兴奋的产生、传导、传递”打下坚实基础；在此基础上，再结合排尿反射、缩手反射的实例，就教材中的“问题探讨”展开分析，说明低级中枢和高级中枢如何相互协调、相互配合，共同调控器官和系统的活动；最后，通过相关实验的资料分析，认同大脑皮层在条件反射中的重要作用，关注现代神经生理学对于巴甫洛夫提出的条件反射原理假说的修正，认同神经科学处于不断发展之中。
教学实施的程序
附录：课上提供的阅读资料
阅读资料1膝跳反射中小腿前伸的动作需要两组肌肉的协调配合，除教材中所示的控制股四头肌的收缩外，还需控制股二头肌使其处于舒张状态。这是由传入神经的分支通过一个抑制性中间神经元实现的。
阅读资料2 脊髓灰质炎是由脊髓灰质炎病毒（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型）引起的肠道传染病。主要表现为病毒侵犯脊髓后导致的肢体麻痹。例如，当脊髓腰段受损时，可能出现的症状有：下肢、腹部及背的下部肌肉麻痹，尿潜留，便秘等。
阅读资料3 测验眨眼反射是一种简便的、损害很小的、对临床极有价值的检查方法，该反射的传入神经为三叉神经第一支、第二支；传出神经为面神经。医学上可用于各种疾患的脑干障碍及三叉神经、面神经障碍的诊断。脑干受压的病人、面神经麻痹的病人，在眨眼反射测验中常出现潜伏期延长、无反应等异常。
阅读资料4 巴甫洛夫曾尝试以口哨、灯光甚至触碰皮肤等新的无关刺激作为条件刺激，均得到同样的实验结果。为了证明大脑部分区域参与条件反射的形成，巴甫洛夫曾在建立条件反射之前，将部分大脑皮层损毁，发现狗暂时失去了学习功能。
阅读资料5 巴甫洛夫提出“暂时性联系接通”以解释条件反射的建立和消退，但现代神经生理学在20世纪50年代关于大脑网状结构的发现已经证明这是错误的。现代生理学已经证明，当机体在感受到刺激以后，明显存在两种传导途径，这两条都是出生时就有的神经通路，并非是后天临时接通。一条是由感受器直接把感受到的信息传送到大脑皮层的相应区域（感觉皮层），而另一条是当传入神经经过脑干各段的时候，都有旁支进入大脑的网状结构（联络皮层）。这种网状结构是一种通向大脑皮层各个部分的神经通路。两种传导系统的存在，就直接把大脑皮层的各个区域结合成了一个有机的整体，再结合大脑皮层具有储存各种感觉经验的机能，就可以使巴甫洛夫的条件反射实验得到新的解释。
但多种感觉信息在大脑皮层的整合是以感觉皮层为主，还是以联络皮层为主，目前尚不清楚，二者在感觉整合中的相互关系也有待进一步探讨。
评析囡波湾生物
本节课结合多个反射实例，概述、分析了反射的概念、反射弧的组成、低级中枢和高级中枢的协调联系、条件反射是由大脑皮层控制的高级神经活动等多个重要概念，为接下来兴奋的产生、传导、传递的学习打下了扎实的基础。本节课的教学具有如下特点。
1，小资料与问题串相配合，引导学生发展科学思维，构建生命观念本节课在不同教学环节分别提供不同的阅读资料作为教材内容的补充，并辅以相应的问题串，服务于科学思维的发展和结构与功能观的形成。资料1以膝跳反射为例，强调了中间神经元作为神经中枢的一部分参与了抑制性突触的形成，让学生认识到运动协调性的结构原理，也为后续学习做了铺垫；资料2、3在相关情境下，让学生运用反射弧的组成去解释脊髓灰质炎的病症原因和眨眼反射异常可用于医学诊断的原理，在应用知识的同时构建结构与功能观；资料4和资料5为大脑皮层在条件反射中有重要作用的概念提供了实验证据支持，并拓展了学生对于条件反射神经机理的认知。
2，合理选用不同反射实例、充分联系生活经验，服务于重要概念的生成本节课在不同的教学环节中使用了不同的反射实例，眨眼反射、瞳孔反射易于现场体验，用于导入环节；膝跳反射、缩手反射等反射弧路径较为简单，用于分析反射弧的组成；排尿反射、缩手反射用于分析高级中枢和低级中枢的相互配合、协调，易于将已有生活经验融入概念的生成；巴甫洛夫的条件反射实验，是大脑皮层在条件反射中作用的经典实证。在不同的教学环节合理选用不同的反射实例，配以相应的反射弧图示，有效支持了多个概念的生成。
3，关注神经科学的进展，鼓励学生关注前沿科学，体会科学不断发展的本质众所周知，大脑皮层在条件反射中起到重要的控制作用，但其具体机理远没有揭晓。本节课的最后环节从巴甫洛夫条件反射的经典案例出发，补充现代神经生理学大脑网状结构的发现对于巴甫洛夫“暂时性联系”理论的否定，鼓励学生关注前沿科学，也渗透了科学是不断发展的观念。
点评人：杨涌（北京市西城区教育研修学院）
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