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神经调节与体液调节的关系解读

神经调节与体液调节的关系解读

白新学(贵州省遵义市道真中学563500)

摘要神经调节与体液调节相互协调,共同维持着内环境的相对稳定。正是依赖二者的协调配合,才使得各器官、系统的活动协调一致,才使得细胞的各项生理活动顺利进行,才使得机体能更好地适应环境变化。为了在教学中做到有的放矢、深浅得当、宽窄适度,本文对该节教学内容的呈现特色、教学要点进行解读。关键词神经调节;体液调节;关系;解读

“神经调节与体液调节的关系”位于人教版普通高中课程标准实验教科书《生物·必修3》(以下简称“新教材”)第2章第3节,共包含“神经调节与体液调节的比较”、“神经调节与体液调节的协调”两个知识块,是学习第4章、第5章多层次生命系统的稳态、调节以及稳态与环境的关系之基础。现对本节教材作如下解读。

1 教学内容呈现的特色

1.1 教学内容呈现的生活性

避免“直奔主题、一叙到底”的呈现格局,以社会生产、个人生活等实际问题为依据,用图、文、表、线呈现新知是“新教材”的一大特色,本节也不例外,通过“过山车向下俯冲”一图和问题探讨中的“文字说明”呈现了肾上腺素及其作用,表明了日常生活与科学的联系;通过问题探讨中的“问题”设置,暗示学生“生活蕴含知识,知识来源于生活又高于生活,学习知识是为了生活质量更高”,对生活中相关问题的探究过程也就是学生获取新知、养成能力的过程,既符合从现象到本质、从感性到理性的认知规律,又有利于学生能力的培养,还体现了“注重与生产生活实际相联系”的理念。

1.2 教学内容呈现的活动性

本节有一个“神经调节和体液调节特点的比较”表,两个“资料分析”,即人体的体温调节和水盐调节。如果将表格作为一个任务交给学生,让他们在复习、讨论、交流总结的基础上来填写,将人体的体温调节和水盐调节作为另一个任务,要求他们在搜集资料、讨论交流的基础上画出体温调节和水盐调节的“路线图”,就变成了学生可以动手操作的两项活动,这不但能避免“你讲我听、你写我抄”,或者学生照着书本高声齐答(没有过脑)的现象,而且可以充分调动学生的学习

积极性,实实在在地将学生置于学习活动的主体地位,践行“在做中学”的教学思想。

1.3 教学内容呈现的延伸性

教材针对不同层次、不同追求的学生设置了不同深度的问题,使教学内容向课外延伸。例如,在“资料分析”中设置了“试说明在饮水过多的情况下,人体怎样保持水和无机盐平衡”这一问题,又如,在课后练习中设置了肾上腺素与神经系统之间的相互联系等问题,这些问题,对于倾向于理工科或对生物学科感兴趣的学生而言,他们会采取搜集资料、讨论交流、寻求辅导等行动,使学习活动自主地由课内向课外延伸,有利于因材施教。

1.4 教学内容呈现的基础性

本节教材在涉及水盐调平衡的调节时,提到“水盐调节的机制十分复杂,涉及多种激素和神经调节,下面仅以抗利尿激素……”、在“问题探讨”中也只提“能使心跳和呼吸加快的肾上腺素……”,对影响水盐平衡的其它激素并无介绍,对肾上腺素、抗利尿激素发挥作用的分子机制只字未提。同样,对“失水过多”中“等渗失水”、“高渗失水”、“低渗失水”也是避而不谈,既体现了教学内容的基础性,又体现现代性。

1.5 教学内容呈现的渗透性

将情感态度价值观教育渗透于学科教学之中是“新教材”的又一大特色,本节教材安排了阅读材料——“拒绝毒品,慎用心理药物”,指导学生阅读这些材料,可以诱导学生认同毒品的危害,远离毒品。引导学生将视野从基础知识的学习中转移出来,更多地关注社会上普遍存在的与生命科学有关的问题,启发学生关注实际生活和社会现实,有利于学生在学习、生活中进一步理解科学技术对社会和人们生活正、负两方面的作用,辩证地看待科技进步对人类社会的影响,逐步养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和态度。

2 教学要点解读

2.1 体液调节的概念

体液调节包含激素调节和非激素化学物质对生命活动的调节,如CO2、H+等。人体呼吸中枢的延髓(脑干的一部分)中有“化学感受器”,它对脑脊液中H+浓度的变化特别敏感。当血液中CO2浓度增高时,血浆中的CO2很容易透过

血脑屏障进入脑脊液,形成H2CO3并解离出H+,使脑脊液中H+浓度升高,刺激延髓的化学感受器,再通过一定的神经联系,使延髓的呼吸神经元兴奋,呼吸加深加快,因此说,CO2是呼吸中枢的有效生理刺激。课堂教学时,可以引导学生复习胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节过程,明确指出,这种调节属于体液调节。在此基础上,教师进一步提出,我们在剧烈运动时呼吸有何变化?给病人输氧时往往要添加一定量的CO2,是何原因?在启发、讨论、交流得出答案的同时,使学生明白CO2对人体生命活也有调节作用,也属于体液调节。但CO2对呼吸作用的调节机制不必深挖,只需他们知道“CO2是呼吸中枢的有效生理刺激”即可,最后引导学生共同归纳出体液调节的概念。为了让学生理顺体液调节与激素调节的关系,还可以引导学生构建图1所示的概念图(图中“?”为学习免疫调节埋下伏笔)。至于单细胞动物和多细胞低等动物为什么只有体液调节,让学生讨论即可。另外,“脑干是人体的呼吸中枢”只在章末“自我检测”中有所体现,而“自我检测”又是《课程标准》对教学深度、知识传授范围所作要求的直接体现,值得关注。

图1

2.2 神经调节与体液调节的比较

该知识点是对前两节所学内容的总结,神经调节与体液调节的作用方式和结构基础都是不同的,但二者都涉及到信号的传递,教学时就以“信号”为中心来展开,在启发学生思考、讨论的基础上填写表1即可。为了避免学生抓不住要点,

可以设置提示性的问题:①神经调节时,信号是经什么路线到达效应器的?激素到达靶细胞呢?②局部电流的传导速度快还是血液流动的速度快?③一条传出神经纤维能支配全身各处的肌肉或腺体吗?甲状腺激素有专一性吗?④神经递质发挥作用后会发生怎样的变化(被立即灭活)?激素呢(通过新陈代谢逐步分解且激素有较长时间的半衰期)?师生共同回答完这些问题时,不但完成了表格的填写,而且对新知的学习也达到了理解性记忆的目的。

2.3 体温恒定的调节

人体体温来源于代谢产热,运动时以骨骼肌为主,安静时以肝脏为主,人体产热等于散热时,体温保持相对恒定。体温恒定与体温正常是两个不同的概念,在多年教学实践中发现,学生对这两个问题很容易混淆,教学时可以引导学生分析图2所示曲线中产热、散热与体温的关系来加以理解:假定图2是某人生病、

治疗、治愈过程中体温变化曲线,AB 段产热大于散热,体温升高;BC 段产热等于散热,体温恒定但不正常,处于“发热”状态;CD 段产热小于散热,体温下降,向正常体温趋近;D 点以后,产热等于散热,体温恒定且正常。

体温调节的机制,课文中的图解有些“粗糙”,可以让学生阅读教材提供的资料,先有一个大概的了解,然后提出以下问题:①不论在炎热环境还是寒冷环境中,人的体温总是恒定的,这种恒定有什么意义?②人的产热与散热途径有哪些?③人在寒冷环境中产热和散热结构有何变化?④是谁指挥它们发生了这些变化?通过这些问题的思考与讨论,把思维引向深入,在此基础上引导学生把课文中的图解“细化”为图3所示的“路线图”。知识的内化是课堂教学的重要任务之一,因此,要引导学生“回过头”来赏析、审视“路线图”,可以设置以下问题:①在寒冷环境中人体采取了哪些措施来维持体温恒定(增加产热,减少散热)?②哪些路线可以增加产热?③哪些路线可以减少散热?④哪些路线是单纯

时间

图2

的神经调节?哪些路线是单纯的激素调节?⑤哪些路线是既有神经调节又有激素调节?⑥在寒冷环境中,神经调节与激素调节谁的作用更大,你能分清吗(这一问题是理解神经调节与体液调节的关系之关键)?对这些问题的分析讨论的过程,就是促成知识内化的过程。人在炎热环境中的体温调节问题,可以引导学生参考图3进行分析和推论,在图3上作适当修改即可得到相应的调节“路线图”了。最后,运用生活中的事例启发学生思考,例如,冬天加衣、夏天减衣等,让其明白人体体温调节能力是有限的,要主动采取一些措施来维持体温恒定。

体温恒定是神经调节与激素调节共同作用的结果,影响体温调节的内分泌腺有甲状腺和肾上腺,这是老师们非常熟悉的,因为甲状腺激素能促进细胞代谢而增加产热,肾上腺素能促进肝糖原分解使血糖升高,它还能促进糖和脂肪分解以提供能量。但是,胰岛与体温调节的关系是我们不太在意的,我们都知道胰岛素可以降低血糖,但那只是表象。事实上,胰岛素对糖代谢有五大作用:促进葡萄糖进入细胞、促进葡萄糖磷酸化、促进葡萄糖氧化分解、促进葡萄糖合成糖原、抑制糖原的异生作用。就胰岛素与体温调节的关系而言,葡萄糖只有进入细胞内才能氧化放能,但葡萄糖进入肌肉、脂肪等组织细胞时,必须借助细胞膜上的葡萄糖载体协助,而胰岛素可以提高葡萄糖载体的转运速率,加速葡萄糖进入细胞;葡萄糖在细胞内氧化放能,必须首先变成6-磷酸葡萄糖,葡萄糖进入肝细胞后,由葡萄糖激酶催化,在肌肉和脂肪细胞中由己糖激酶催化,产生6-磷酸葡萄糖,

图3

冷 觉感受器 下丘脑 垂体 细胞代谢增强 TSH T 4 血 管 减 少 血管 产热增加 散热减 少

胰岛素能诱导合成葡萄糖激酶,能使己糖激酶的活性增强,对葡萄糖磷酸化起促进作用;胰岛素还能通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶活化,催化丙酮酸脱氢,转变为乙酰辅酶A ,从而加速葡萄糖的有氧氧化。因此,胰岛素也是一种促进代谢,增加产热的激素,与寒冷环境中的体温调节有着密切关系,这一观点在章末“自我检测”中也有相应的呈现,应该重视。

2.4 水盐平衡的调节

这一知识点的重点在于水平衡的调节,关于Na+、K+等无机盐平衡的调节没作介绍,基于教学内容的“基础性”考量,不宜扩展。抗利尿激素(ADH)是调节水平衡的重要激素,它是下丘脑神经细胞分泌并在垂体贮存和释放的激素,ADH能提高远曲小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,这一知识点对学生而言是新的,教材中也没有相关资料显示,教师可以直接告诉学生。在水平衡调节中有一个重要的结构就是下丘脑渗透压感受器,要引导学生把它与其它反射弧中的感受器的位置进行比较,让学生明白,感受器并不都在皮肤、内脏黏膜等处,在神经中枢中也存在。学习水平衡调节机制之前用简笔画或多媒体图片,引导学生复习尿的生成过程,特别是肾小管的重吸收作用,还要引导他们把排尿与出汗的生理意义进行对比:排尿的意义在于排出多余的水分,更重要的是排出代谢废物,每天的尿量必须正常。出汗虽有排泄效果,但主要作用是通过汗液蒸发而散热。水盐平衡的调节机制,教材给出了清晰的“路线图”,可以先让学生阅读“路线图”,要求他们自己讨论、分析调节机制,用自己的话将调节机制叙述出来,训练学生获取信息的能力和语言表达能力。在此基础上,设置以下问题将学习活动引向深入:①人体内水的“来路”、“去路”有哪些?②哪些因素会引起细胞外液渗透压改变?③谁能“感知”渗透压改变?④人体维持渗透压稳态的几条路径中谁占主要地位?理由是什么?⑤大量出汗后,只喝水,不补充盐,内环境的渗透压会发生什么变化?⑥水平衡调节机制是正反馈吗?通过这些问题的分析探讨,加深对新知识的理解,促成知识的内化。

2.5 神经调节与体液调节的关系

神经调节与体液调节的关系问题,老教师要与时俱进。大纲人教版普通高级中学教科书《生物》第一册(2002年审查通过)P91写着:“神经系统是人和高等动物体主要的功能调节系统”,P92也写着:“体内大多数内分泌腺都受中枢神

经系统的控制”,同页还写着:“动物体的各项生命活动主要受神经系统的调节”,它告诉我们,神经调节占主要地位,这一观点,在现行的部分教辅资料的试题中还有显现。而新教材P31则写道:“神经调节和体液调节都是机体调节生命活动的重要方式”,P33写道:“动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。正是由于这两种调节方式的协调……”,没有了“控制”、“主要”之类的措辞,正如新教材的《教师教学用书》所说,“在紧急情况下,紧急信号通过神经作用于肾上腺,一方面促进肾上腺素的合成,另一方面促进它的释放。肾上腺素作用于中枢神经系统,可以提高其兴奋性,使机体警觉性提高,反应灵敏;同时作用于其他组织,使肺通气增加,心脏收缩力加强,心率加快,血液重新分配到骨骼肌和肝脏,促进糖原和脂肪的分解以提供能量等,在这一过程中神经和体液调节的作用很难区分,它们相互配合”。可见,新教材淡化了神经调节与体液调节在生命活动调节中的主次地位,认为二者“都是重要的”、“协调”关系,这一变化,值得关注。课堂教学时,只需指导学生阅读P33第一、二自然段,通过答疑、解惑,引导学生归纳二者的关系,强调二者是相互调节、相互协调、相互配合,共同维持生命活动的正常进行即可。

诚然,教学有法而无定法,因学生的学习基础、学习态度、学校教学条件、不同考区对教学难度、广度的要求不同,采取的教学方法有所不同,因此,上述解读仅供参考。

作者邮箱:159********@https://www.doczj.com/doc/f818723954.html,

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