劉玉泉 (常熟市第一中學 江蘇蘇州 215500)
蘇科版《生物學》7 年級下冊“鳥類”一節,按《義務教育生物學課程標準(2011 年版)》的要求,其教學重點為“鳥類的主要特征、鳥類與人類的關系”;教學難點為:“家鴿適應空中飛行的特征”的探究活動、雙重呼吸和流線型等。教學時教師可運用“生物結構生理與其生存環境相適合”的觀點,通過探究鳥類代表動物家鴿適應空中飛行的特征,歸納出鳥類共同的主要特征;同時補充鳥類多樣性及其保護的資料,增強學生熱愛自然、關愛生命的情感。 本節內容多,如用1 課時,探究活動時間較緊,需要提前布置部分活動在課前完成。
1)知識目標:掌握家鴿適應空中飛行的形態結構特征;了解鳥類與人類的關系。
2)能力目標:通過對紙飛機、模型、標本、圖片等學具運用與分析, 提高信息分類處理能力和推理思維能力; 學會探究家鴿適應空中飛行特征的方法。
3)情感態度與價值觀目標:通過認識鳥類多樣性及其與人類的關系, 養成自覺愛鳥、 護鳥行為;通過小組合作探究,增強合作意識。
2.1課前活動
2.1.1 小組游戲 每位學生將大小相同、 材質相同的紙折成紙飛機,寫上姓名和所屬組別;再在組內比賽,看誰折的紙飛機飛得距離最遠、飛行時間最長? 寫上“最遠”“最長”字樣;誰折的紙飛機飛行距離最近、飛行時間最短? 也寫上“最近”“最短”字樣。 比賽要求由組內同一位學生盡可能用相同力量,以相同姿勢投扔。試飛后以小組為單位討論,飛行距離遠、飛行時間長的紙飛機具有哪些特點?
2.1.2 自娛自樂 用大小相同、表面光滑程度顯著差異的紙以相同折法折成2 個紙飛機, 用相同力量,以相同姿勢投扔,觀察并思考飛行較遠的紙飛機表面光滑程度有何不同?用大小相同、重量顯著不同的紙以相同折法折成2 個紙飛機, 用相同力量,以相同姿勢投扔,觀察并思考飛行較遠的紙飛機重量有何不同?
2.2 課堂展示引入新課 上課后, 圍繞問題:飛行距離遠、飛行時間長的紙飛機具有哪些特征?以學習小組為單位展示探究結果并分析原因。 通過多組學生回答,引導學生得出結論:頭尖、身體狹長,體有寬大翅膀,體輕、表面光滑等特征有利于飛行;再進一步歸納得出:物體要適應空中飛行需要解決的三大主要問題:①減少飛行阻力;②減輕重量(或減小密度);③增加飛行動力。 再類比推理到家鴿適應空中飛行也需要解決這些問題,從而引入新課。
2.3 探究家鴿適應空中飛行的特征
2.3.1 家鴿的外部形態特征 學生結合教材中的插圖和文本信息,自主探究家鴿的體型、體表適應空中飛行的特征,并在小組內交流研討,同時提醒學生注意正羽和絨羽特點; 再進行生生互動展評,教師點評。 根據紙飛機特點進行類比推理,由紙飛機的“頭尖,身體狹長”推理到家鴿也有類似結構特點,同時展示家鴿的外形圖片,說明家鴿具頭尖、身體狹長、體表有光滑的羽毛,飛行時這樣的體形可減少阻力,稱“流線型”,另尾端有正羽,可調節方向;由“身體寬大”推理到家鴿也有類似結構:前肢成寬大的翼;由“體表光滑”推理到家鴿體表被覆羽毛后表面光滑,可減少飛行阻力。
2.3.2 家鴿的內部結構
1)前期活動:觀察相同質量的氣球充氣與否對其下落的影響?
取2 個相同質量的小氣球;一個充氣,一個不充氣, 同時空中落下, 觀察哪個先落地并分析原因?以組為單位實驗并交流后展示結果:不充氣氣球先落地, 充氣氣球緩慢落地; 引導學生分析原因:氣球充氣后體積增大,整個氣球密度下降,氣球在空氣中的浮力增大,其在空中停留時間延長,從而得出結論:氣球充氣有利于空中停留。
2)類比推理:由“氣球充氣有利于空中停留”推理到家鴿也應具有減小身體密度等有利于空中飛行的內部結構,以此引入探究主題:家鴿適應空中飛行在減小身體密度和增加飛行動力方面的結構特點。
3)分組探究:因探究活動需要學生花費較多時間, 教學時采取將所有學習小組內再分成骨骼組、肌肉組、呼吸組、消化等其他4 個組別分工負責探究某一方面。 骨骼組負責探究家鴿骨骼在減小身體密度和增加飛行動力方面的結構特點,其他組別依此類推。 探究時要求每組成員根據導學案的提示,結合教材提供資料進行自主探究,再進行組內交流共同商討形成組內探究結論。
2.3.2.1 骨骼組 觀察家鴿的骨骼標本,通過摸一摸家鴿骨骼的厚薄, 看一看長骨是實心的還是空心的?探究骨骼特點并交流形成組內結論。展示階段教師引導學生回答: 家鴿的骨骼薄、 有的愈合、長骨中空,輕而堅固、減輕重量;發達的胸骨可附著發達的胸肌,有利于飛行。 與此同時,教師展示胸骨與頭骨薄、長骨中空等圖片,并附上小資料:鳥類骨骼占體重5%~6%,而人的骨骼約占體重的18%。
2.3.2.2 肌肉組 觀察家鴿全身肌肉圖片,思考家鴿最發達的肌肉在什么部位? 它的作用是什么? 在探究并交流的基礎上小組進行展評, 教師引導得出:胸肌發達,附在發達的胸骨上,能提供足夠動力牽動兩翼完成飛翔,并附上小資料:鳥類胸肌約占體重的1/5 到1/3,而人的胸肌只占體重的1/120。
2.3.2.3 呼吸組 根據教材提供資料,觀察家鴿呼吸器官結構,分析思考:氣囊與哪個器官相通?有何功能?在探究并交流的基礎上,展示家鴿呼吸動畫,教師再引導學生得出:家鴿用肺呼吸,氣囊輔助呼吸,氣囊也能減輕身體密度、散熱降溫、減少內臟器官間的摩擦。同時引導學生認識:像家鴿這樣因氣囊存在實現了呼氣和吸氣時都進行氣體交換,這種呼吸方式稱雙重呼吸,從而保證了家鴿空中飛行時對氧氣的大量要求。最后,讓全體學生在小組內用雙重呼吸學具體驗家鴿在呼氣、 吸氣時肺內都進行氣體交換。聯系生活實際,工程師仿照家鴿, 為汽車安裝氣囊, 必要時可減少劇烈沖擊,保護車內人的生命。
2.3.2.4 消化及其他組 觀察家鴿的消化系統圖片, 探究哪些特點與飛行生活相適應并展示小組成果,教師引導學生得出:鳥類直腸很短,無牙齒, 有利于減輕體重, 從而降低身體密度; 食量大,有嗉囊、肌胃等器官,消化能力強,為飛行提供充足的能量物質。 此外,家鴿心臟分4 個腔,血液運輸能力強, 保證空氣飛行時氧氣和能量物質的供給。
2.4 歸納總結鳥類的主要特征 先對家鴿適應空中飛行特征與飛行需要解決的三大問題歸類,同時進行類比推理出像家鴿的其他鳥類也應該有這些特征,再引導學生思考:鳥類都能飛嗎? 能飛的都是鳥類嗎? 通過分組探究、小組展示、教師引導得出鳥類的主要特征: 身體呈流線型并被覆羽毛;前肢變成翼;骨骼很薄;有的愈合,有的中空;胸肌發達; 用肺呼吸, 以氣囊輔助呼吸; 心臟四腔,體溫恒定。
2.5 鳥類的多樣性及其保護 通過觀看《千姿百態的鳥類》 視頻, 加深學生對鳥類主要特征的認識,激發愛鳥之情。在互相交流鳥類與人類生活關系的基礎上提出一些切實可行的鳥類保護措施,例如植樹造林、掛人工巢箱、冬天投放食物等。 配合愛鳥周,布置課后活動:保護鳥類多樣性,我能采取什么行動?
空中飛行是人類很早前幻想, 但學生無法親身體驗的這種運動方式。學生對此興趣大,所以教學中要用好這一興奮點,通過紙飛機、模型等學具應用獲得的體驗類比推理到鳥類適應空中飛行具有的特征,再結合相關標本、圖片等資料的探究分析,了解鳥類飛行的奧秘。
因本節課內容多, 教學過程多處進行合作探究教學,用1 課時完成,時間較緊。 因此教學流程上可采取:①紙飛機游戲安排在課前完成,這樣有利于學生化更多時間去觀察體會空中飛行情況;②課堂教學中分組分別探究并展示家鴿不同系統的結構適應空中飛行具有的特征,可節約時間;③以學生課前游戲引入新課,取代播放視頻《千姿百態的鳥類》引入,將“千姿百態的鳥類”與“保護鳥類多樣性”整合成“鳥類多樣性及其保護”,這樣更加緊湊。
整個教學過程采取了在分組探究基礎上歸納總結的教學策略和運用類比推理的思維方法,突出了學生自主探究式的學習活動。 從教學手段上看,教學中運用了學具、標本、圖片、多媒體視頻等多種媒體,實現學習過程學生手腦并用,但運用時要注意適度,防止將課堂變成媒體的展覽館;從教學方式上看,教學中采用活動單導學方式,特別是分成4 個組分別探究不同內容時,教師引導作用只能在小范圍體現,更多的是學生根據預先準備的活動合作探究;從課堂教學的師生定位上看,突出了探究過程中學生主體地位與合作意識,也突出了教師在學習活動中引導者的角色。