基于科学史的概念教学 培养学科核心素养

——例析“突触的信息传递”一节的情境创设

浙江省景宁中学   张晓芳     2020年8月  中学生物教学

                                         （科学史教育的价值）

1  以经典史料为主线，构建重要概念并深化生命观念   （聚焦大概念）

突触的信号传递要解决的核心问题是：突触处的信号如何传递？在此核心问题下派生5个重要问题：  突触处的信号是电信号还是化学信号？  这种信号的化学本质是什么？  递质存在于哪里？  递质的释放如何引发动作电位？  递质完成作用后的去向？   围绕5个问题以经典史实为具体教学情境引导学生构建  突触的信号传递   这一概念。

史料1  1921年，德国药理学家奥托.洛维做了巧妙的“双蛙心灌流实验”： 将两个蛙心分离出来，第一个带有神经（蛙心甲），第二个不带神经（蛙心乙）。两个蛙心都装上蛙心插管，并充以少量任氏液。刺激第一个心脏的迷走神经几分钟后心跳减慢；随即将其中的任氏液吸出转移到第二个未被刺激的心脏内，后者的跳动也慢了下来，正如刺激了它的迷走神经一样。同样的，刺激心脏的加速（交感）神经，而将其中的任氏液转移到第二个心脏，后者的跳动也加速起来。

这些结果无疑证明神经并不直接影响心脏，而是通过其末梢释放出的特殊化学物质引起心脏功能的改变 。

史料2  1914年，英国生物学家亨利.戴尔在研究麦角菌时发现，从麦角菌中分离出的一种物质出现了类似副交感神经的作用，推测刺激副交感神经可能会产生类似这种物质的递质。后来戴尔分析该物质发现其化学本质是乙酰胆碱。  1929年，戴尔在动物体内找到了含量极低的乙酰胆碱。1932年，戴尔通过实验证明副交感神经的兴奋末梢都能释放这种递质。

但怎样储存、释放和失活呢？

史料3  20世纪50年代，瑞典生理学家乌鲁夫.奥伊勒发现一种神经递质（乙酰胆碱）是在神经末梢内的一种小颗粒（突触小泡）内贮存。通过电子显微镜观察到突触是由突触前膜、 3部分组成。

史料4  1951年，英国科学家巴纳德.卡兹等研究者利用细胞内记录法，发现当神经冲动来临时，乙酰胆碱以一定数量为单位从突触小泡中释放到突触间隙，并扩散到突触后膜处，与突触后膜上的受体结合并产生小电位。这种小电位不能传播，当小电位增大到一定水平时（阈值），可在突触后膜上引起一个动作电位，从而实现了从电信号到化学信号、再从化学信号到电信号的转变。

史料5 20世纪50年代，美国科学家朱利叶斯.阿克塞尔罗德用同位素3H标记递质，将其注射到血液中进行追踪观察，结果显示：递质完成使命后，能被分解酶迅速降解或者被再摄回突出小泡内利用。

2  以科学研究方法为重点，培养科学探究和科学思维素养

 领悟科学工作依赖  观察和推理      体验科学工作基于实证的范式  感悟科学工作是创造性的工作  

3  以科学家的研究经历为补充，学习科学家献身科学的精神