基于建模进行“动物的运动”的教学设计

陈金松

(福建省福清市滨江初级中学 350300)

1 教材分析

“动物的运动”是人教版八年级上册生物学第5单元第2章“动物的运动和行为”第1节的内容。本节内容以哺乳动物为例来探讨动物运动的结构基础和基本原理，是在更高认知层次上介绍动物适应生存环境的本质特征。“动物运动系统的组成”是本课教学的重点，“骨、关节、肌肉如何协调配合完成动作”是本课教学的难点。为了使学生更好地理解、掌握动物运动的结构基础，本课采用建模教学等手段，以模型去再现原型的各种复杂结构、功能和联系，将模型方法内化为认知模式。通过尺度模型使用来描述难以直接观察的现象并使其可视化，感性认识运动结构基础，并为学习“骨、关节、肌肉三者的关系及骨的运动”做好铺垫。通过尺度模型建构和使用，学生尝试制作和使用屈肘和伸肘模型，领会骨、关节、肌肉三者的关系及骨运动的基本原理，体会结构和功能的统一关系，突破难点。

2 教学目标

2.1 知识目标 举例说出动物运动有利于生存和繁殖，说明哺乳动物运动系统的组成，描述关节的主要结构及其特点，说明哺乳动物的运动依赖于骨、关节和肌肉的协调配合，举例说出运动需要其他系统调节和配合。

2.2 能力目标 尝试解剖并观察动物的关节，对照关节示意图，辨认关节的结构；尝试制作屈肘和伸肘模型。

2.3 情感态度与价值观目标 体验屈肘和伸肘动作，关注生命安全，追求健康生活方式。

3 教学过程

3.1 情境创设 开启探究 播放视频“不同动物的运动”，展示不同动物和人的运动图片。动物的运动方式多种多样，请根据视频、图片及生活经历，列举几种常见动物的运动方式，并说出它们的生活环境。接着再引导学生思考运动对动物的意义。师生小结： 不同的动物因其结构和生活环境不同，运动方式也不相同；动物通过运动可以主动地获得食物、逃避敌害、寻找到更为适宜的栖息和生殖环境，从而有利于自身的生存和繁殖，提高了适应环境的能力。设疑： 动物捕食、迁徙等运动方式是依靠哪些身体结构，是怎样完成各种动作的？以哺乳动物为例开启今天的探究之旅。

设计意图： 采用直观的视频、图片，激发兴趣。学生根据已有的知识列举运动方式以及它们的生活环境，加强生物与环境相适应的生物学观点，同时引出本节课主题。

3.2 模型使用 认识运动 通过观察尺度模型来认识运动系统的组成。

3.2.1 骨 学生阅读并观察家兔的骨骼模型，重点观察家兔的前肢骨和后肢骨，说出家兔的前肢和后肢由哪些骨组成？然后试着在自己的上、下肢找一找相应的骨，对照人的骨骼模型，说出人的四肢骨由哪些骨组成？设疑： 骨与骨之间是怎样连接的？

3.2.2 关节 学生观察、剖开家兔的关节，对照关节示意图，说出关节组成及其结构特点。师生小结： 骨与骨之间是通过关节来连接的，它的结构包括关节面(关节头和关节窝)、关节囊和关节腔，其适于运动的特点是既牢固又灵活。

骨连接还有其他形式，展示人体颅骨和脊椎骨模型引导学生观察，认识骨连接的其他方式： ①头部颅骨以骨缝相连，不能活动；②脊椎骨之间以椎间盘相连，活动范围小。

教师展示“脱臼”图片，问“脱臼”后还能运动吗？请根据已有的生活经验，谈一谈哪些关节在体育运动中容易受伤，应当怎样保护？

3.2.3 肌肉 设疑： 关节是骨与骨之间可活动的连接，它为骨的运动提供了可能性，如果只有骨和关节能运动吗？指导学生解剖、观察去掉外皮的鸡翅，思考： ①肌肉是怎样附着在骨上的？②你能说出一块肌肉由哪几部分组成吗？③拉动肌肉，骨有什么变化？师生小结： 动物的运动系统是由骨、关节和肌肉组织的。骨与骨之间通过关节等方式相连形成骨骼，附着在骨骼上的肌肉称为骨骼肌。

设计意图： 通过解剖、观察尺度模型，引导学生认识不同哺乳动物的骨骼、关节结构和肌肉的组成及其附着特点，结合学生自身的体会，学以致用，培养学生的知识迁移能力。通过拉动肌肉实验，初步认识骨的运动与肌肉有关，为接下来的学习做好铺垫。

3.3 模型建构 体验运动——骨、关节和肌肉的协调配合 设疑： 骨骼肌是怎样使骨动起来的？播放动画： 屈肘和伸肘。指导学生重点关注骨骼肌收缩、舒张的形态变化(收缩： 变短变粗；舒张： 变细变长)以及如何牵动骨产生运动；再认真观察屈肘和伸肘动作图片，为制作模型做好准备。

尝试制作屈肘和伸肘模型，材料用具： 硬纸片、橡皮筋、螺钉、剪刀、胶带等，指导学生分组尝试制作屈肘和伸肘模型(图1)，进行屈肘和伸肘动作演示并观察肌肉和骨的变化(具体方法步骤课件展示)，再与自己做屈肘和伸肘动作进行比较。学生制作、使用尺度模型时，教师巡视、发现存在问题及时指导修正，并选出优秀的作品进行展示、点评。

图1 屈肘和伸肘模型

讨论： 骨、关节和肌肉在结构上有什么关系？这三者如何配合产生运动？师生小结： 动物的运动是靠骨骼肌牵引骨围绕关节活动而产生的。任何一个动作的完成，都至少需要两组肌肉协调配合。

设疑： 动物仅靠运动系统就能完成运动吗？当你的手突然被针刺到时会有什么样的反应？为什么会有这样的反应？

播放视频“学生运动”，学生回忆运动时呼吸、心跳加快，运动后气喘吁吁的情景。师生小结： 躯体运动的形成是由骨、关节、骨骼肌三部分共同完成的。骨骼肌受神经传来的刺激收缩时，就会牵动骨绕关节活动，于是躯体的相应部位就会产生运动。

运动并不是仅靠运动系统来完成的，还需要其他系统如神经系统的调节。运动所需的能量有赖于消化系统、呼吸系统、循环系统等系统的配合。

设计意图： 动画展示屈、伸肘运动及图片，帮助学生初步认识运动时各结构的相互协作。通过尺度模型建构和使用，学习、体会并理解骨、关节和骨骼肌三者之间的协调配合，突破教学难点。结合缩手反射和运动视频，引导学生体会运动不是仅靠运动系统来完成的。

3.4 归纳总结 迁移升华 引导学生完成学案中的“动物的运动概念图”对本课学习的知识进行归纳总结。

教师引导拓展： 在做引体向上、俯卧撑、仰卧起坐时，你身体的哪些部位的骨骼肌发生了收缩？试一试，并与同学进行交流。大家正处于青春期，运动系统进入了迅速发展的阶段，怎样才能使自己的骨骼更强壮、关节更灵活、肌肉更发达健美呢？

设计意图： 通过引导学生构建概念图，建构知识体系，概括本课学习的主要内容，加深印象，整合提升。引导、激发学生的运动热情，关爱生命，追求健康生活方式。

4 教学反思

尺度模型使用和建构，可使较为抽象的、难以理解的结构和原理清晰呈现、直观化，从而使学生获得生物学概念和原理的准确含义。本节课在学习“骨、关节和肌肉及其协调配合完成伸肘和屈肘动作”时，通过引导学生建构和使用“尺度模型——伸肘和屈肘模型”进行建模教学。学生在经历尺度模型建构和使用的过程中，体验屈肘和伸肘动作，从而理解和掌握动物运动的结构基础和基本原理，帮助学生建立和提升理性认识，形成“结构和功能相适应”的生物学基本观点。

*前文受翰思科学仪器公司关注*