“探究魚類適應水生生活的特征”實驗教學設計

孫淑娟

摘 要 以探究“魚類適于水中生活的特點”為主線，對教材中的相關實驗進行拓展和延伸。以學案為載體，提供科學方法的指導，鼓勵學生對實驗進行改進創新，增強學生對科學知識的感性認知和探究體驗，提高學生分析問題與解決問題的能力，提升學校實驗教學的水平和育人效果。

關鍵詞 學案導學 實驗改進

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

文件編號： 1003 - 7586（2016）06 - 0051 - 03

1 教材分析

本節課選自濟南版初中生物學七年級上冊第二單元第二章第二節“脊椎動物的主要類群中的魚類”。從內容上看，與前面學過的無脊椎動物相比，脊椎動物的結構更為復雜，進化地位更高，其中魚類是最古老、最低等、種類數量最多的脊椎動物，與人類的關系更為密切，是知識上的延續。從內容呈現方式上來看，教材提供了豐富的圖文資料，增加學生對于魚的感性認識；通過觀察、探究實驗等方式，歸納總結魚類與水生生活相適應的主要特征，并根據有無脊柱對生物進行分類，學生進一步掌握了學習動物類群的規律和方法，為后續脊椎動物的學習作了知識和方法上的鋪墊。

2 學情分析

知識方面：魚是生活中常見的生物，學生的感性認識豐富，能夠說出生活中常見的魚，知道魚類與人類有密切的關系。但是學生對魚類的認識僅僅停留在外部形態和生活習性等方面，對于它們的內部結構和生理特征了解不夠深入，如魚類區別于其他動物的本質特征；魚鰓的結構及功能；各魚鰭的功能等方面。

能力方面：中學生邏輯思維開始處于優勢發展的階段，學生具備了初步的探究能力，如觀察、分析、綜合、判斷、推理等能力，但這些能力還有待通過實踐進行提高。

3 教學目標與教學重難點

知識目標：說出魚類適應水中生活的形態結構和生理特點；概述魚類的主要特征。

能力目標：通過觀察魚的外形，探究魚類的運動、呼吸、調節比重、感覺器官等實驗，說明魚類適應水中生活的形態、結構和生理特點，在實驗中提高猜想、操作、觀察、推理、分析、合作及創新能力。

情感、態度價值觀目標：通過體驗探究過程，領悟科學研究的基本方法，形成認真細致、實事求是的科學態度；認同“結構與功能相統一”的生物學觀點。

教學重點：概述魚類的主要特征，說出魚類的形態結構適應水中生活的特點。

教學難點：探究過程中計劃的制定、對實驗現象的觀察及對結果的分析。

4 課前準備

教師準備材料用具，帶領學生自制魚骨骼標本，進行“魚類知識小調查”。學生收集有關魚類資料并通過QQ群共享，學生自主學習，組建興趣小組并分工。

材料用具：魚缸、注射器、氣球、硬紙板、研缽、培養皿、剪刀、凡士林、橡皮泥、黑色絲襪、小金魚、鯽魚、菠菜等。

5 教學過程

5.1 創設情境，誘思探究

課前播放有關魚類的視頻，學生暢談對魚類的認識，教師出示多媒體鱷魚、鯨魚、鯊魚、鮑魚、魷魚、鯉魚等圖片，并提出問題：“它們是魚嗎？”學生猜想，并提出問題：魚類具有哪些主要特征呢？它們是怎樣適應水生生活的呢？教師進一步引導學生猜想魚類適于水中生活的條件，細化要探究的問題：減少阻力、提供動力、協調比重、靈敏的感覺器官、獲取氧氣。

設計意圖：激趣、導疑、了解學生的原有的認知水平、因學定教。

5.2 自主學習，合作探究

5.2.1 提出問題，作出假設

學生研讀教材，根據提供的實驗材料和用具，選擇要探究的主題，并制定本小組的實驗方案，組內合作，組間交流，同時教師進行點撥、講解，最終小組成員共同完善實驗方案。

5.2.2 制定實驗方案

經過學生的交流研討，匯總的實驗方案如下所示。

（1） 減少阻力探究組：

學生一般采用“看”（觀察鯽魚）和“摸”（觸摸魚的體表）的形式，教師指導，提示方法——觀察法。

在學案中呈現問題導航，保證學生有序進行探究：

① 鯽魚的身體分為哪幾部分？

② 鯽魚的體色如何？這種體色的作用？

③ 鯽魚的體形如何？這種體形的意義？

④ 鯽魚的體表有什么覆蓋？用手摸一摸體表，感受體表特點，這些特點對魚的生活有什么作用？

（2） 提供動力探究組：

為探究各魚鰭的作用，經學生討論，得出三種主要方法：① 剪魚鰭；② 捆綁魚鰭；③ 制作模型進行探究。本著保護動物，減少傷害的原則，學生一般選擇第二種和第三種方法。

教師進行方法指導——設計對照實驗，同時提醒學生在操作時要輕、快，減少對魚的傷害。其中捆綁魚鰭法對學生操作要求較高，教師展示興趣小組學生錄制的一組關于捆綁尾鰭實驗的微視頻，為學生的實驗操作提供借鑒。

為保證探究的順利進行，學案中呈現問題導航：

① 觀看鯽魚游泳，注意鯽魚在前進、轉彎、靜止時各種魚鰭的動作，試著猜測各種魚鰭所起的作用。

② 探究魚鰭實驗過程中，動作輕緩、迅速。

③ 鯽魚的運動是只靠魚鰭就能完成嗎？鯽魚哪些部位的肌肉最發達？還有哪些結構與運動有關？

（3） 協調比重探究組：

很多學生認為：魚通過控制魚鰾中氣體量的多少而上升或下降。教師進一步出示鯊魚資料：鯊魚恰恰沒有魚鰾，但是它仍能上升或下降，靠不停地游動保證身體不至于沉入水底。通過這則資料，學生作出進一步假設：魚鰾的功能是可以調節身體的比重，使魚停留在任一水層。

探究魚鰾的功能，學生一般采用模擬實驗的方法，初步設想是用礦泉水瓶模擬魚，在瓶中放入石子模擬魚內臟，瓶內空腔模擬魚鰾，用吸管向模擬“魚鰾”中吹氣，“魚”能停留在任何一水層，通過類比實驗體會魚鰾的作用。

教師進行方法指導——模擬實驗法，同時出示有關魚鰾的相關資料，并說明有的魚鰾有鰾管，有的魚鰾無鰾管。學生設計的這些模擬實驗主要模擬的是喉鰾魚類的魚鰾的作用，該模擬實驗具有一定的局限性。教師要提醒學生遵循實驗設計的科學性原則，使學生的邏輯思維嚴密化和深入化。

（4） 靈敏感覺器官探究組：

根據生活經驗，如有很多深海的魚眼睛退化但仍然能躲避障礙物，及有關側線的相關資料，學生推測魚的感覺器官是側線。學生設計如下方案：

① 用放大鏡觀察側線；

② 用眼罩蒙上魚的眼睛，用玻璃棒順時針攪拌水流，看它能否躲避障礙物；

③ 用凡士林涂抹側線，用玻璃棒順時針攪拌水流，看它是否能躲避障礙物。

教師進行方法指導：注意實驗材料的選擇，遮住魚的眼睛和封住側線是本實驗的關鍵點，認真觀察、客觀描述。

（5） 獲取氧氣探究組：

學生主要采用觀察的方法：將小金魚放入盛有清水的培養皿中，這樣可以限制小魚的運動，用滴管在魚口前約1 cm處滴加菠菜汁，觀察從哪里流出來。進一步作出猜測：魚口與鰓蓋的交替張合是魚在進行呼吸，魚的呼吸器官是鰓，并觀察魚鰓。教師提示滴管的正確使用方法。

教師在學案中呈現問題導航：

① 鰓的主要部分是鰓絲，它為什么是鮮紅色的？為什么既多又細？

② 魚離開水后，很快就會死亡，原因是什么？怎樣判斷魚是否新鮮？

設計意圖：學生自行設計實驗，交流方案，完善方案，提高學生提出問題、作出假設、設計實驗、創新等各種探究能力。教師同時利用多媒體及學案，幫助學生找到突破重難點的方法和路徑，為探究的有效進行提供幫助。

5.2.3 實施計劃，得出結論

明確實驗方案后，學生開始實驗，實驗中以學案及問題導航為指導，準確記錄實驗現象，分析實驗結論，完成實驗報告，同時記錄在實驗中出現的問題及對實驗進行改進。

5.2.4 表達交流，總結提升

完成實驗后，教師引導學生進行總結提升，部分學生還對實驗進行了創新：

（1） 提供動力探究組的學生用自制的魚模型演示尾鰭在游泳中的作用（圖1）；還有學生用玩具魚模擬尾鰭的作用（圖2），實驗方法簡便易行，實驗現象明顯。

（2） 調節比重探究組的學生經過實驗證實模擬魚不能很好地控制氣球中的氣體多少，實驗可行性較差，因此將模型進行了改進，用注射器模擬魚，用彩色石頭模擬魚的內臟，用注射器中的空腔模擬魚鰾（圖3）。實驗現象也非常明顯。

（3） 靈敏感覺器官探究組的學生在實驗時遇到困難，實驗效果不佳，組內進行了反思：① 一般魚缸太小，鯽魚活動不開，不能完全避開障礙物。② 用黑色絲襪遮住魚的眼睛，不好操作，絲襪太窄，易脫落，太寬易罩住鰓蓋。③用凡士林密封側線，凡士林易脫落，效果不佳。圖4是該組學生對實驗材料的改進。

（4） 獲得氧氣探究組的學生用鯽魚做實驗，將滴管改為注射器，更容易控制蔬菜汁的量，更容易在魚口處定位，同時操作也比使用滴管簡單。

最后教師引領學生觀察“魚骨骼”模型，重點觀察脊柱和脊椎骨，并思考：魚與前面學過的無脊椎動物的區別是什么？脊柱的功能是什么？進一步判斷“它們是魚嗎”？（鯨魚、鯊魚、魷魚、鮑魚、鯽魚、鱷魚的圖片），并嘗試應用已學到的知識進行分類。

5.3 盤點收獲，建構體系

教師提出問題：總結魚類的主要特征。魚類的哪些特征適于在水中生活？今天的探究過程給你什么啟發？

6 板書設計

參考文獻：

[1] 許明.“探究魚類水中生活的秘密”的自主探究教學[J].生物學教學，2015（5）：16-18.

[2] 楊守菊.走進名師課堂[M].山東：山東人民出版社，2010：160-164.