立足核心素養(yǎng) 發(fā)展生命觀念
——以“探究家鴿適應(yīng)空中飛行的特征”為例

江蘇省昆山市開發(fā)區(qū)青陽港學(xué)校(215335) 陸曉金

生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過實(shí)證后的想法或觀點(diǎn)，包括了“結(jié)構(gòu)與功能觀”“進(jìn)化與適應(yīng)觀”“物質(zhì)與能量觀”“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”等。如今大部分初中生物實(shí)驗(yàn)課堂，更多的是傳授事實(shí)或結(jié)論性的知識，不僅輕視了實(shí)驗(yàn)探究的過程，更是忽略了學(xué)生生命觀念的發(fā)展。因此，在生物實(shí)驗(yàn)課堂上讓學(xué)生形成并發(fā)展生命觀念，需要落實(shí)在每節(jié)課上，對于教師來說任重而道遠(yuǎn)。筆者以“探究家鴿適應(yīng)空中飛行的特征”為例，談?wù)勅绾卧趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中，發(fā)展生命觀念，感受“結(jié)構(gòu)與功能觀”。

1 重視活動體驗(yàn)，認(rèn)識結(jié)構(gòu)與功能觀

七年級學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、自主學(xué)習(xí)能力都相對較弱，邏輯思維能力有所欠缺，對課本知識的理解與運(yùn)用、學(xué)科素養(yǎng)的認(rèn)識等，還處于初級階段。本節(jié)課在“探究家鴿適應(yīng)空中飛行的特征”實(shí)驗(yàn)之前，有必要讓學(xué)生先進(jìn)行活動體驗(yàn)，了解飛行需要具備的幾個(gè)條件，然后通過類比，將條件放在家鴿身上，讓學(xué)生初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，從而立足核心素養(yǎng)，發(fā)展生命觀念。

首先，展示白紙，并提問：怎么讓一張白紙飛得更遠(yuǎn)呢？以學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知，易說出折成紙飛機(jī)可以飛得更遠(yuǎn)。請學(xué)生同時(shí)扔紙和紙飛機(jī)，果然紙飛機(jī)飛得更遠(yuǎn)。從活動中學(xué)生可以總結(jié)出，飛行需要具備的第一個(gè)條件是外形流線型。

其次，向?qū)W生展示彈力飛機(jī)，并提問：怎么讓彈力飛機(jī)飛得更遠(yuǎn)時(shí)間更長呢？參加過航模比賽的同學(xué)，可以馬上說出增加橡皮筋繞的圈數(shù)，增加彈力，就可以飛得更高更遠(yuǎn)。由于課堂場地限制，播放課前錄制的微課視頻，很明顯橡皮筋繞150圈的彈力飛機(jī)比繞30圈的彈力飛機(jī)要飛得更遠(yuǎn)時(shí)間更長。從活動中學(xué)生可以總結(jié)出，飛行需要具備的第二個(gè)條件是要增加一定的動力。

再次，請同學(xué)用相同的力扔不同重量的紙飛機(jī)(比較一張紙折成的和十張紙折成的紙飛機(jī))，很明顯一張紙折成的紙飛機(jī)滑行的距離更長，時(shí)間更久。從活動中學(xué)生可以總結(jié)出，飛行需要具備的第三個(gè)條件是減輕自身重量。

最后，展示風(fēng)箏，提問：風(fēng)箏靠什么力飛起來？學(xué)生都放過風(fēng)箏，所以會毫不猶豫地說出在風(fēng)大的情況下容易飛起來。利用鼓風(fēng)機(jī)模擬風(fēng)，餐巾紙模擬風(fēng)箏，可以明顯看到餐巾紙被吹起來了。從活動中學(xué)生可以總結(jié)出，飛行需要具備的第四個(gè)條件是要借助一定的風(fēng)力。

通過以上四個(gè)活動，學(xué)生親歷體驗(yàn)，總結(jié)出物體飛行需要解決的問題是外形流線型、增加動力、減輕重量、借助風(fēng)力四個(gè)條件。同理，在自然界中公認(rèn)的飛行家——鳥類，它能在空中自由飛翔，也必須解決這些問題。那么鳥類是如何解決這些難題的呢？我們可以從哪些方面來探究呢？通過類比，認(rèn)識結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，可以從家鴿的體形、翼展、骨骼和胸肌、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)六個(gè)方面，帶領(lǐng)學(xué)生正式進(jìn)入探究鳥類適應(yīng)空中飛行的特征實(shí)驗(yàn)。

用以上四個(gè)活動體驗(yàn)作為引入，不僅以游戲的形式讓學(xué)生參與其中，更重要的是讓學(xué)生在提高興趣的同時(shí)，總結(jié)飛行具備的條件。初步認(rèn)識“結(jié)構(gòu)與功能觀”，知道該從哪些方面入手來探究鳥類飛行的特點(diǎn)，學(xué)會從實(shí)際生活現(xiàn)象中歸納思考問題。

2 落實(shí)分組實(shí)驗(yàn)，了解結(jié)構(gòu)與功能觀

初中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提倡在實(shí)驗(yàn)課堂上進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，科學(xué)探究不僅是科學(xué)家工作的基本方式，也是科學(xué)課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和有效的教學(xué)方式。認(rèn)真落實(shí)好分組實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)分工更明確，能讓學(xué)生更深入地了解結(jié)構(gòu)與功能觀，增強(qiáng)對生命觀念的認(rèn)知，提高核心素養(yǎng)。

本次實(shí)驗(yàn)以家鴿為例來探究鳥類適應(yīng)空中飛行的特征，每個(gè)小組的探究任務(wù)不同，明確分工。

2.1 第一組：探究家鴿的外形

①摸：流線型的體型，有利于減少空氣阻力；②看：羽毛能保持流線型體型；③辨：分辨正羽、絨羽的區(qū)別，結(jié)合參考資料了解其分布與功能。

通過“摸一摸”，深入了解家鴿的外形，具有流線型的結(jié)構(gòu)，能減少空氣阻力；通過“看”與“辨”，深入了解家鴿的羽毛分為正羽、絨羽。正羽用于飛翔，絨羽用于保溫。體表的正羽，形成一層防風(fēng)外殼，使鳥呈流線型輪廓。翼及尾上的正羽，對飛翔及平衡起決定作用。家鴿的翅膀輕輕展開，你將發(fā)現(xiàn)排列整齊的較大型的羽毛，這些羽毛既有彼此重疊的部分，又相互留有空隙，這樣既能扇動空氣產(chǎn)生動力，又能減少阻力。

2.2 第二組：探究家鴿的翼展

量：測量家鴿的翼寬、體寬，計(jì)算比例后，總結(jié)出飛行的器官是翼。

通過“量一量”，能具體感受到家鴿寬大的翼展，當(dāng)家鴿飛行時(shí)，兩翼的羽毛會撐開并增大其表面，兩翼寬大，能更好地借助風(fēng)力與空氣浮力。

2.3 第三組：探究家鴿的骨骼和胸肌

①摸：胸肌發(fā)達(dá)，為飛行提供動力；②稱：骨骼輕，減輕重量；③穿一穿：長骨中空，減輕重量；胸骨發(fā)達(dá)，附著發(fā)達(dá)的肌肉。

通過手電筒照一照，可以發(fā)現(xiàn)家鴿的頭骨和胸骨可以透過光線，說明很薄；“稱一稱”家鴿頭骨、胸骨、長骨等的重量，發(fā)現(xiàn)很輕；剪去長骨兩端，用線“穿一穿”，可以看到線從長骨中穿過，表明長骨是中空的，可以減輕重量；“摸一摸”龍骨突兩側(cè)附著的肌肉，明顯感受到胸肌發(fā)達(dá)，為飛行提供強(qiáng)大的動力。

2.4 第四組：探究家鴿的呼吸系統(tǒng)

根據(jù)資料分析，了解鳥類用肺呼吸，氣囊有輔助呼吸的作用。

家鴿的呼吸系統(tǒng)不直觀、較抽象，先播放雙重呼吸的視頻，讓學(xué)生對其結(jié)構(gòu)有初步的認(rèn)識，然后通過模擬實(shí)驗(yàn)認(rèn)識雙重呼吸，如圖1～3所示。

圖1 空氣進(jìn)入模擬實(shí)驗(yàn)

圖2 第一次氣體交換模擬實(shí)驗(yàn)

圖3 第二次氣體交換模擬實(shí)驗(yàn)

大氣球周圍連接上數(shù)個(gè)小氣球，大氣球模擬的是一個(gè)肺，小氣球模擬肺周圍的氣囊。用打氣筒向大氣球中打氣，手捏住氣球口，發(fā)現(xiàn)所有氣球都充滿氣體鼓起來。再松開手，首先大氣球中的氣體出來，此時(shí)模擬的是第一次呼吸，然后小氣球中的氣體經(jīng)過大氣球，從出口出來，此時(shí)模擬的是第二次呼吸，這樣雙重呼吸就能更好地被學(xué)生所理解，學(xué)生對“結(jié)構(gòu)與功能觀”有了更深入的了解。

2.5 第五組：探究家鴿的消化系統(tǒng)

①根據(jù)資料分析出家鴿食量大、消化快；②解剖嗉囊和肌胃。

由于家鴿的消化系統(tǒng)太小，不利于觀察，而雞也是鳥類，所以用雞的消化系統(tǒng)代替。展現(xiàn)雞的消化系統(tǒng)：食道連著嗉囊，再到肌胃，切開嗉囊會有未消化的食物存在，說明有儲存食物的作用，而切開肌胃，可以看到正在消化的食物中還伴有小的石子，由于沒有牙齒，說明小的石子是用來研磨食物的。

2.6 第六組：探究家鴿的循環(huán)系統(tǒng)

①根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析出家鴿的心臟大、心跳快；②簡單解剖家鴿心臟，了解有四腔。

用聽診器聽一聽家鴿的心跳，發(fā)現(xiàn)心臟跳動得快而有力；由于七年級學(xué)生還未學(xué)過心臟與血液循環(huán)的知識，因此筆者解剖好雞的心臟，講解其有四腔等知識，使學(xué)生進(jìn)一步地了解家鴿發(fā)達(dá)的血液循環(huán)系統(tǒng)。

以每一小組為單位，分工合作，共同探究，不僅節(jié)約了課堂時(shí)間，而且大大提高了學(xué)習(xí)效率，也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。關(guān)鍵能更好地深入了解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，加強(qiáng)生命觀念的教育。

3 加強(qiáng)表達(dá)交流，理解結(jié)構(gòu)與功能觀

小組交流探究報(bào)告后，集中每個(gè)小組的探究報(bào)告，教師作補(bǔ)充，歸納總結(jié)家鴿適應(yīng)飛行生活的特征。

最后從家鴿遷移到鳥類，總結(jié)歸納鳥類適應(yīng)飛行生活的特征：身體呈流線型，被覆羽毛，前肢變成翼；骨骼很薄，長骨中空，身體異常輕盈；發(fā)達(dá)的胸肌可以驅(qū)動雙翼上下扇動；用肺呼吸，以氣囊輔助呼吸。體溫恒定增強(qiáng)了對生存環(huán)境的適應(yīng)能力。

通過表格的形式，能更加形象直觀地表達(dá)出鳥類適應(yīng)飛行生活的特點(diǎn)，學(xué)生更容易看清和牢記。更重要的是，表格左邊是結(jié)構(gòu)，右邊是功能，再一次強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，學(xué)生更加理解核心素養(yǎng)下、生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀。

本節(jié)課最后，筆者給學(xué)生留了兩道討論題。第一，還可以從其他什么方面來探究鳥類適于飛行的特征呢？在課堂上學(xué)生對結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)由認(rèn)識到了解，再到理解，逐步加深，已經(jīng)初步形成了生命觀念，提升了自身的核心素養(yǎng)。所以，在思考問題時(shí)，也會從鳥類結(jié)構(gòu)出發(fā)，比如眼睛，為什么在萬米高空鳥類還能睜大雙眼，自由自在地往前飛翔呢？而人類卻在風(fēng)大的情況下連眼睛都睜不開呢？第二，氣囊除了輔助呼吸，還有什么作用呢？氣囊位于各器官之間，就像氣球一樣，當(dāng)吸入氣體時(shí)就會鼓起來，此時(shí)就會使周圍的器官分隔開來，從而減少器官之間的摩擦等。因此，要找準(zhǔn)方向，從結(jié)構(gòu)出發(fā)，尋找資料，理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

在生物實(shí)驗(yàn)課堂上，應(yīng)以核心素養(yǎng)為立足點(diǎn)，發(fā)展生命觀念，形成“結(jié)構(gòu)與功能觀”，從而更好地形成科學(xué)的世界觀與自然觀，用生命觀念更好地去認(rèn)識生物的統(tǒng)一性與多樣性，將理論知識運(yùn)用于生活中，解決更多的實(shí)際問題。