Temat: Odruchy bezwarunkowe i warunkowe

Autor: Elżbieta Szedzianis

Adresat

Uczeń klasy VII szkoły podstawowej.

Podstawa programowa

9. Układ nerwowy. Uczeń:

3) opisuje łuk odruchowy i wymienia rodzaje odruchów; dokonuje obserwacji odruchu kolanowego.

Cel lekcji

Uczniowie wyjaśniają mechanizm działania odruchów warunkowych i bezwarunkowych oraz wyjaśniają ich znaczenie.

Kryteria sukcesu

• omówisz mechanizm działania odruchów warunkowych i bezwarunkowych;

• porównasz odruchy warunkowe i bezwarunkowe oraz wykażesz ich znaczenie;

• opiszesz łuk odruchowy.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się;

• kompetencje społeczne i obywatelskie.

Metody/formy pracy

Praca z modelem, praca z tekstem, praca z filmem, metoda warsztatowa, elementy eksperymentu.

Praca indywidualna oraz praca w grupach.

Środki dydaktyczne

• abstrakt;

• tablica interaktywna lub tradycyjna;

• tablety/komputery;

• modele neuronów;

• czapki z szarego papieru;

• pisaki.

Przed lekcją

Ochotnicy z dowolnych materiałów tworzą modele neuronów.

Fazy lekcji

Wstępna

1. Nauczyciel prosi ochotników, żeby zaprezentowali zrobione w domu modele neuronów, nazwali ich części oraz określili kierunek przewodzenia impulsów nerwowych. Uczniowie mogą stworzyć w pracowni galerię modeli neuronów.

2. Nauczyciel podaje temat i cel lekcji oraz kryteria sukcesu. Omawia przebieg zajęć.

Realizacyjna

1. Nauczyciel prosi uczniów, żeby przeczytali fragment pt. „Odruchy warunkowe
   i bezwarunkowe” oraz sporządzili tabelę porównującą oba typy odruchów. Nauczyciel monitoruje postęp prac, sprawdza poprawność zadania i jeśli to konieczne, koryguje błędy.

2. Uczniowie wyjaśniają, jakie znaczenie mają odruchy warunkowe i bezwarunkowe. Wnioski zapisują w zeszytach.

3. Uczniowie dobierają się w grupy. Ich zadaniem jest stworzenie jak najdłuższej listy przykładów odruchów warunkowych i bezwarunkowych, innych niż te, które zostały wymienione w abstrakcie. Po upływie czasu wyznaczonego przez nauczyciela grupy odczytują sporządzone listy. Kolejne przykłady są poddawane dyskusji, a w jej efekcie – akceptowane lub odrzucane.

4. Nauczyciel wyświetla film pt. „Wędrówka pobudzenia w łuku odruchowym”. Uczniowie, pracując w grupach, projektują model łuku odruchowego stworzony z własnych ciał (np. z wykorzystaniem czapek wykonanych z szarego papieru, jak podczas lekcji poświęconej budowie układu nerwowego, kiedy uczniowie stworzyli model ilustrujący przekazywanie i odbieranie informacji przez neurony).

5. Każda grupa przedstawia efekty swojej pracy. Po wszystkich prezentacjach uczniowie wskazują modele najlepiej odwzorowujące działanie łuku odruchowego.

6. Nauczyciel przedstawia doświadczenie opisane w abstrakcie, nie zdradzając treści podsumowania („Doświadczenie 1”). Uczniowie formułują hipotezę, przedstawiają przewidywany wyniki oraz wyjaśniają, dlaczego grupy biorące udział w eksperymencie powinny być odseparowane. Określają odruchy warunkowe i bezwarunkowe oraz opisują łuk odruchowy.

Podsumowująca

1. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne.

2. Nauczyciel prosi podopiecznych, żeby wypisali w zeszytach pojęcia poznane na lekcji i zaklasyfikowali każde z nich do jednej z dwóch kategorii: „Znam i rozumiem” lub „Znam
   za słabo”. Następnie uczniowie planują sposób uczenia się niewystarczająco poznanych pojęć.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Unconditioned and conditioned reflexes

Central nervous system is created by symmetrically arranged (paired) cranial nerves and spinal nerves which are connected with the central nervous system. Cranial nerves enter the encephalon and leave it through openings in the cranium. Impulses travel through them between the encephalon and part of the head and neck (e.g. information received by the sensory organs of the head and neck, as well as instructions for those parts of the body). Spinal nerves are the nerves of the torso and the limbs. Nerves create a large and complex network which reaches receptors and executive organs: muscles and glands.

Taking into consideration the direction in which a neural impulse is conducted by the fibers of the peripheral nerves, we divide nerves into:

• sensory nerves, which conduct information from the external and the internal environment of the body into the central nervous system (e.g. optic nerve);

• motor nerves, which conduct the decisions of the central nervous system to the effectors, which are muscles or glands, e.g. nerves that cause the eyeball movement.

Nervous system allows a quick reaction to information from the environment. Usually, the reaction time is important, e.g. if a swift escape can decide whether someone lives or dies. Your body has a set of typical, automatic reactions – reflexes.

Reflexes can be divided into unconditioned and conditioned. Unconditioned reflexes (inborn reflex) are genetically programmed, cannot be changed and don’t disappear. They are performed automatically, without your will or you being conscious of them. They usually happen through spinal cord and encephalon, without the participation of the cortex, which explains the speed of the reaction. They are responsible for maintaining basic life functions and the work of internal organs; they have defensive significance for the body. An example of this can be the reflexes of sneezing, coughing, vomiting that appear as a reaction to a foreign, unnecessary substances that enter our digestive tract or respiratory system.

Conditioned reflexes are created during your entire life, they can be controlled and modified, and those that were not fully learnt become weaker or disappear, e.g. biting your nails, pressing a break when you are driving and you are approaching an obstacle, looking around before crossing the street. They take place because of our will, with the participation of the cerebral cortex. Conditioned reflexes have adaptive significance for the body.

The mechanism of how they are created was discovered by a Russian scientist, Ivan Pavlov. He investigated the reaction of saliva production while eating. Every time before he gave his dogs food, he switched on the light. After some time, the animals began to react with increase in saliva production already when they saw the light.

The requirement for the unconditioned reflex to happen is the receptor receiving an important signal for our life. This can be e.g. too high temperature of the glass we just grabbed. This type of information is carried by the sensory neurons from the skin of our hand to the spinal cord. There, it is recognized. The spinal cord sends a response with the motor neurons to the executive organs, in this case to the muscles of the hand, which quickly open the hand and move it away. The reaction time from the moment of burning your hand to the moment of dropping the glass is really short.

The path the neural impulse covers from the receptor to the effector is called reflex arch. Most of the time, it consists of 5 elements:

• receptor, composed of specialized cells (e.g. in sensory ograns) or free nerve endings (e.g. in the skin) which receive stimuli and convert them into an electrical neural impulse;

• sensory neurone, which transfers the neural impulse from the receptor to the central nervous system;

• nerve centre in the spinal cord or the encephalon, in which the impulse is processed and from where the answer to a given stimuli is sent to the body;

• motor neurone, which transfers the neural impulse to the executive organ;

• effector, that is an executive organ in form of a muscle, which contracts, or a gland, in which the secretive function begins.

In transferring information between the sensory neurons and the motor neurons, the associative neurons (interneurons) act as intermediaries. They are found in the spinal cord. The more complex the reflex is, the more intermediary neurons are there between the sensory and the motor neuron. In a simple knee jerk reaction, there are only 2 neurons: sensory and motor. In the reaction of flexing your burnt hand, there are 3 neurons that participate, including 1 cognitive one. When you step on something sharp with your bare foot, you will move the foot away and shout in pain. There are several associative neurons that participate in this reaction.

• Nerves of the central nervous system are composed of sensory and motor fibers.

• Basic function of the nervous system is reacting to impulses, called a reflex.

• During a reflex, neural impulse passes a path called a reflex arch.

• Reflex arch consists of 5 basic elements: receptor, sensory neuron, neural centre, motor neuron, effector.

• Unconditioned reflexes are involuntary and cannot be modified.

• Conditioned reflexes develop throughout your life, can be modified and can disappear when not repeated.