葛 晓 王肖月
(中国人民大学附属中学 北京 100080)
2020 年初,受新型冠状病毒疫情影响,传统课堂纷纷转至线上进行,这对于建立在大量观察与实验基础上的生物学教学来说是一个巨大的挑战。本文结合“动物的运动”一课线上教学尝试,介绍如何充分挖掘线上教学的优势,提高学生的生物学学科核心素养。
《义务教育生物学课程标准(2011 年版)》对“动物的运动”相关内容的要求是:列举动物多种多样的运动形式;说明动物的运动依赖于一定的结构,并建议通过观察某种脊椎动物的肌肉、骨、关节的基本结构开展本节教学[1]。
本节是人教版8 年级上册第5 单元第2 章“动物的运动和行为”的第1 节。通过之前的学习,学生已对各类群动物的运动方式及取食、防御、繁殖等行为有了具体了解,但对动物运动的结构基础和运动的原理尚缺少深入探讨。学习本节内容可引导学生深入认识动物的本质特征,从总体上了解动物如何通过运动和行为适应环境,以及生存和繁衍。8 年级学生思维活跃,喜欢动手操作,具备了一定的观察能力,但从观察中获取信息并进行总结归纳的能力还较弱。此外,学生对现实生活中的相关现象,例如,脱臼等无法作出科学解释。本节课通过一些具体任务指导学生进行有目的、有层次的观察,深入探究运动的结构基础和原理,进一步帮助学生构建生物体的形态结构与功能相适应的观点,并用生物学知识解释生活中的现象。
翼是鸟类飞行的器官,是观察脊椎动物运动系统的好材料[2]。本节课用鸡翅模拟伸肘、屈肘动作,让学生通过解剖和模拟,从实验中获取动物运动系统各组成结构的特点,认识运动发生的过程,形成运动依赖于一定的结构,结构与功能相统一的观点;同时培养学生的观察能力、实验探究能力及获取信息的能力等,提高学生的生物学学科核心素养。摄像头的应用可让学生清晰观察到教师的操作,提高教师对每位学生的关注度,增加学生的参与度。线上教学无法利用实验室器材进行实验,要尽量选取学生家庭常见器材开展课程。
1)描述动物运动系统的组成及各部分的形态结构特点;
2)说明动物的运动依赖于一定的结构,以及运动过程中各个结构间的协调配合;
3)正确使用工具对鸡翅进行有目的、有层次的解剖和观察;
4)分析生活中脱臼、关节损坏等现象的原因,并为保护运动系统提出合理建议;
5)认同动物的运动依赖于一定的结构,树立结构与功能相统一的观点。
1)重点:通过解剖观察,描述运动系统的各组成部分的形态结构特点及功能;说明运动过程中骨、关节、骨骼肌的协调作用。
2)难点:对鸡翅进行有目的、有层次的解剖观察。
1)教师的准备:①《观察探究:翼的结构——鸡翅的解剖》学案。
②调查问卷:因线上教学,发现式探究实验需学生居家完成,实验材料需自行准备,因此,针对解剖实验的材料用具能否备齐及家长是否同意学生居家实验等问题设计问卷,提前3 天发送给家长,统计意见。
③实验材料:解剖盘、解剖剪、镊子、鸡全翅若干枚、橡胶手套。
④上课准备:摄像头、多媒体课件,classin线上教学平台。
2)学生的准备:白磁盘、镊子、剪刀、鸡全翅1 枚,课前完成观察鸡翅外部形态结构任务后,用剪刀小心去除鸡翅皮肤。
5.1 创设情境,提出问题 教师在classin 中用PPT 展示2 种无脊椎动物:蚯蚓、蜗牛,以及3 种脊椎动物:蛇、鸟和猎豹运动的动图,提问:这些动物的运动方式分别是什么?在运动速度上有何区别?学生可根据生活经验和学过的动物类群相关知识进行回答,并总结得出无脊椎动物的运动相对于脊椎动物更慢。
教师据此提问:陆生脊椎动物的运动过程需要哪些结构参与?蚯蚓的爬行等无脊椎动物的运动是否也有这些结构参与?教师打开摄像头,带领学生做伸肘、屈肘动作,以此为例引导学生结合所学进行尝试性回答。
带领学生回顾之前所学,创设情境,引出课题。通过举例,激发学生的学习兴趣,为教学创造良好的氛围。引导学生初步认识到动物的运动依赖于一定的结构。
5.2 制定计划 鸡翅是鸡的运动器官,教师介绍本节课将通过观察鸡全翅的形态结构,找到屈肘、伸肘动作发生的结构基础。通过摄像头向学生展示每种实验器材,介绍解剖工具的使用方法和注意事项,并引导学生确定观察的顺序是由外到内,由整体到局部。
5.3 实施计划
1)鸡全翅整体外部形态结构观察。通过观察图片和实物,学生认识到鸡翅结构与人上肢结构相似,可用于模拟伸肘、屈肘动作。
2)鸡全翅内部结构解剖观察。
任务1:观察骨骼肌。
附着在骨上的肌肉称为骨骼肌。教师开摄像头演示,带领学生按学案中的提示进行观察,并通过摄像头观察学生的操作是否正确。在此过程中,学生观察骨骼肌,思考问题并填写学案:1)找到1 束骨骼肌,观察其形态结构特点及其肌腱与骨的附着位置,并分析推测其功能;2)找到翅根的2 组肌肉,通过手的拉伸模拟伸肘、屈肘动作;剪断其中1 组肌肉,尝试是否还能完成动作。根据现象分析得出结论。
任务2:观察关节。
骨和骨之间可活动的连接方式称为关节。请学生活动一下肩关节和肘关节,引导学生认识到关节是既灵活又牢固的。教师通过摄像头演示,指导学生除去鸡翅肘关节周围的肌肉和肌腱,按照学案中的提示观察并思考问题:1)观察肘关节的结构组成,并分析其功能;2)思考组成关节的各结构如何实现其既牢固又灵活的特点。
任务3:观察骨。
骨骼肌牵拉骨,骨在运动中起到支撑作用。教师演示指导学生迅速剥离出翅中部分任意一根长骨,按照学案中的提示观察骨的形态结构特点,并推测其功能。在此过程中,学生观察骨的外形,掰断长骨观察其内部构造,填写学案。
每完成一项任务,请学生代表汇报自己的观察结果,并引导其他学生在讨论区进行补充,鼓励学生根据自己的观察结果充分表达交流。
通过学案中具体任务的引导,学生有目的、有层次地进行解剖和观察,并分析得出运动系统各结构的特点,确定其功能,树立结构与功能相统一的生命观念。本环节借助线上教学优势,学生可清晰看地观察到教师的操作,教师也可关注到更多学生的发言和操作,实现有效的师生互动和生生互动,从而检验学生的观察效果,并锻炼学生的表达能力。
5.4 总结提升 教师播放伸肘、屈肘动作视频,提问并向所有学生下发小黑板:请根据观察结果并结合视频,用概念图的形式表示运动过程中运动系统各结构间的协调配合。学生思考后将概念图写在小黑板上,并对其他学生的概念图进行
评价,总结出更加合理的概念图。
教师提问:骨骼肌在什么状态下会收缩?从观察到的鸡翅结构中可找到哪些线索?学生通过举手上台的方式回答:在解剖过程中还发现了神经和血管。教师结合7 年级下册所学知识,引导学生认识到神经系统对骨骼肌收缩的调节作用,以及肌肉的收缩需要呼吸作用释放能量,从而总结得出运动的发生需要呼吸、消化、循环系统的协调配合,还需要神经系统的调控。
本环节引导学生总结归纳运动发生的过程,不只需要骨、关节、肌肉的协调配合,还需要各个系统的共同参与,帮助学生形成运动依赖于一定结构的观点,以及人体是一个统一整体的观点。
5.5 学以致用 教师通过PPT 展示肩关节脱臼X光片,提出问题:脱臼是怎么回事?脱臼后应如何处理?学生观察思考后能说出脱臼的原因是关节头从关节窝里滑出,应及时找医生将关节复位。
教师通过PPT 展示人工关节置换术的资料和照片,启发学生认识到运动系统中的骨和关节并不是牢不可破的,进而引导学生根据生活经验提出保护运动系统的合理建议。锻炼学生根据所学知识解决实际生活中问题的能力,引导学生为保护运动系统、健康生活提出有效建议。
5.6 课外拓展 请学生结合本节课所学的运动的结构基础及原理,利用身边的材料制作运动模型,并根据学案中的量表对自制模型的科学性、创新性、精美性等方面进行综合评价,锻炼学生的知识迁移能力和动手能力。
图1 板书设计(在classin 平台黑板上用手写板写出)
本节课以学生为中心,指导学生有目的、有层次地进行“观察和解剖鸡翅”,在动手操作中获取信息、生成概念,在体验中实现知识、能力和情感的提升。既培养了学生的观察能力、实验探究能力、获取信息的能力、归纳总结能力及表达交流能力,又利于学生形成运动依赖于一定的结构、结构与功能相适应的观点。同时,本节课以学案中的具体任务为载体,既重视动手的过程,更注重知识点的落实,再通过对生活中实际问题的科学分析,全面提高学生的生物学核心素养,使生物学课堂真正做到有效、有用和有趣。
此外,本节课是线上教学的一次有效尝试,利用直播平台和摄像头有效避免了线下实验课教学中无法兼顾全体学生的情况;语音互动功能和讨论区文字互动功能增加了每位学生的发言机会和课堂参与度,整体气氛活跃,在锻炼学生表达交流能力的同时,也检验了学生观察及归纳总结的效果。