Более сильный раздражитель не обязательно делает каждый нервный импульс «выше»: изменяться может число импульсов.
Учителю: подготовка и план на 45 минут
На пару: распечатка ученической части PDF, карандаши двух цветов, линейка, простой калькулятор. Схема и все исходные данные включены в урок. Работа только с бумажными моделями и готовыми данными. Не брать биологические пробы, не ставить диагнозы, не испытывать действие раздражителей на учениках. Интернет, регистрация и аккаунты детям не нужны.
Уровень — начинающий исследователь, 9 класс. Предпосылки: строение животной клетки, различие клетки, ткани и органа; чтение таблиц и простых схем. В паре один описывает, второй проверяет, затем меняются. Все изображения и числовые серии учебные; работу по ним не выдавать за проведённый опыт. Подготовка и печать выполняются до урока; разборы открываются после самостоятельной попытки. При затруднении учитель разбирает первую строку вместе с классом, остальные учащиеся выполняют самостоятельно.
| Минуты | Работа | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблема | Вопрос и первое решение |
| 5–14 | Понятия и пример | Способ проверки |
| 14–25 | Практика 1 | Готовый продукт и проверка |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос способа |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент и ограничение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ |
01. Проблемная ситуация
0–5 минут. В двух учебных записях за одну секунду отмечены 4 и 8 одинаковых по высоте пиков. Ученик говорит: «Во втором случае каждый импульс вдвое сильнее». Согласны ли вы? Запишите, что увеличилось, и какого измерения не хватает для слова «сильнее».
02. Понятия и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты на понятия, 3 на пример, 2 на объяснение способа партнёру.
Как связать устройство и функцию
В типичной схеме нейрона дендриты принимают входные сигналы, тело клетки участвует в их интеграции, аксон проводит потенциалы действия к окончаниям. Миелиновая оболочка образована глиальными клетками и влияет на скорость проведения. Схема не охватывает все формы нейронов.
Потенциал действия возникает при достижении порога; для данного аксона в данных условиях действует принцип «всё или ничего». Сила стимула может кодироваться частотой импульсов и числом вовлечённых нейронов, а не простым ростом амплитуды каждого пика.
В химическом синапсе сигнал связан с выделением медиатора и его взаимодействием с рецепторами следующей клетки. Между клетками есть синаптическая щель; это не непрерывный электрический провод. Итог зависит от входящих возбуждающих и тормозящих влияний.
Работайте по подписям и масштабу; рисунки условные и не заменяют запись реального наблюдения.
Разбор временной модели: длина аксона 0,60 м, заданная скорость 30 м/с. Время проведения t = L/v = 0,60/30 = 0,020 с = 20 мс. Если далее один синапс с условной задержкой 2 мс, всего 22 мс. Это расчёт только описанного участка; время всей реакции человека по нему не определяют.
03. Практика 1. Проверяем материал
Набор данных и доказательства
14–25 минут. Все записи ниже — подготовленный учебный материал. В паре прочитайте каждую строку; не проводите измерений на себе. Первые 3 минуты — разметка данных, 5 минут — решение, 3 минуты — взаимная проверка.
| Серия за 1 с | Число импульсов | Амплитуда каждого пика, усл. ед. |
|---|---|---|
| А | 0 | Пиков нет |
| Б | 4 | 100 |
| В | 8 | 100 |
| Г | 12 | 100 |
Для Б–Г рассчитайте частоту в герцах. Сравните В и Б: во сколько раз изменились частота и амплитуда? Для А укажите, можно ли по отсутствию пиков объявить клетку погибшей. Итог — три частоты и два предложения с ограничениями. Критерии: единицы, различение двух величин, отсутствие необоснованного диагноза.
Практика 1: разбор и критерии
Б — 4 Гц, В — 8 Гц, Г — 12 Гц, поскольку время каждой записи 1 с. В/Б по частоте = 2, по амплитуде = 1. В А мог быть подпороговый стимул или иное условие; отсутствие пиков само по себе не доказывает гибели. 4 балла: частоты, отношение частот, неизменная амплитуда, ограничение А.
04. Практика 2. Перенос способа
Новое условие
25–33 минуты. В новой модели длина аксона 0,80 м, скорость 40 м/с; после него два химических синапса с задержкой по 1,5 мс. Найдите суммарное время. Затем уменьшите только скорость до 20 м/с. Как изменится результат? Представьте две строки расчёта в секундах и миллисекундах; учтите, что задержки синапсов не удваиваются.
Практика 2: разбор и критерии
0,80/40 = 0,020 с = 20 мс; с двумя задержками 20 + 3 = 23 мс. При 20 м/с: 0,040 с = 40 мс; всего 43 мс. Увеличение на 20 мс, а не ровно вдвое. По 1 баллу за каждое время, перевод единиц и объяснение постоянных задержек; всего 4.
05. Обсуждение и границы вывода
33–40 минут. Что точнее: «нейрон — провод» или «нейрон — клетка, которая принимает и преобразует сигналы»? Сохраните полезную часть аналогии и назовите два её ограничения по схеме и таблице.
Обсуждение: возможный вывод
Аналогия провода помогает проследить направление передачи, но нейрон имеет порог и интегрирует входы, а химический синапс использует медиатор и рецепторы. Одинаковая амплитуда при разной частоте также требует модели импульсов, а не простого усиления тока в проводе.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут. За 2 с зарегистрировано 10 одинаковых пиков. Найдите частоту. Затем для аксона 0,30 м при 15 м/с и одном синапсе с задержкой 1 мс найдите время. Подпишите, какая часть схемы проводит потенциал действия.
Индивидуальная проверка: ответ и критерии
Частота 10/2 = 5 Гц. Время 0,30/15 = 0,020 с = 20 мс; с синапсом 21 мс. Потенциал действия проводится по аксону. По 1 баллу за пункт, всего 3.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Нервная ткань; строение нейрона | Подписывает схему | Различает входы, аксон и синапс |
| Потенциал действия; проведение импульса | Анализирует серии и рассчитывает время | Отличает амплитуду, частоту и задержку |
Источники и права на изображения
Тексты, задания, учебные данные и схемы разработаны для портала «Школы России». Числовые серии — учебные модели, не результаты проведённых классом опытов. Схемы авторские, не копии микрофотографий; сторонние изображения не используются. Фактические сведения сверены по указанным источникам 19.10.2026. Материалы полностью даны, переход по внешним ссылкам ученику не требуется.