素養為本的“脊椎動物”項目教學設計與實踐

陳逸豐 劉 兆

（1.寧波市海曙區集士港鎮中學 浙江寧波 315016）（2.溫州市甌海區外國語學校 浙江溫州 325200）

1 項目主題分析

“脊椎動物”是華師大版初中《科學》七年級上冊第二章第一節“動物的主要類群”第一課時的教學內容。系統學習本節內容，理解“脊椎動物的演化歷程符合一定的順序；動物的特定結構決定了特有的功能，這些功能是與生存環境相適應的”是學生建構“分類觀”“結構決定功能”等觀念的基礎。教材大體上按照生物進化的順序介紹了5類脊椎動物的主要特征，知識點繁多細碎。筆者以“脊椎動物的崛起”設計了學習項目，旨在引導學生在探究和實踐中進行學習。

2 項目教學目標與評價標準

2.1 學情分析

初中學生接觸到各類動物的機會較少，對于動物有著強烈的好奇心和求知欲。小學階段的科學課程涵蓋了一部分動物相關的內容，因此學生對于動物已經有了一定的認識。在“艷麗多姿的生物”一節，學生初步認識了“生物和生存環境是相適應的”，為本節課的學習做好準備。在技能上，學生現已具備分類的生活經驗，有分類的基礎。在之前的教學活動中通過記錄豆類種子發芽、觀察蝦的生活形態等活動學習了科學觀察的方法，具備一定科學觀察的能力。在此基礎上，教師通過創設情景，激發學生思維，引導其主動思考5類脊椎動物的主要特征及其與環境之間的關系。

2.2 教學目標

①能夠說出脊椎動物的分類及相關代表動物；能正確判斷某一脊椎動物所屬類別。

②在對常見生物分類的過程中，初步學習科學分類的方法；在觀看生物學家考證脊椎動物演化的過程中，學習“基于證據推理”的科學方法。

③通過對常見動物的學習，增強人與自然生物和諧相處的意識。通過“生態卡片”和創意寫作，強化“結構功能相適應”的生命觀。

2.3 評價標準

教學活動中的生態卡片制作和創意寫作均需學生進行成果匯報。匯報采用表1、表2進行生生互評，量化打分。

表1 生態卡片成果匯報量化表

表2 創意協作成果匯報量化表

3 項目任務及教學流程

3.1 項目任務

本項目學習的核心任務是制作脊椎動物生態卡片。為降低項目難度，筆者將其拆解為3個子項目：制作水生動物生態卡片、制作陸生動物生態卡片、制作未來生物生態卡片（圖1）。

圖1 “脊椎動物”項目教學流程

3.2 教學流程

3.2.1 拼接脊柱

教師展示情境：在地球長達50億年左右的悠久歷史中，動物從海洋爬上陸地，飛向天空，迄今為止已知的動物有150多萬種。動物種類如此繁多，生物學家根據這些動物的形態結構將其分為兩大類。觀察生物模型，試著找出它們之間最大的區別，尋找生物學家分類的依據。學生通過觀察模型，發現提供的生物骨骼模型可按照有無脊椎分為兩大類。教師要求學生拆散打亂魚的脊柱，并將脊椎骨按照自上而下的次序排列。此時，教師提示學生觸摸自己的脊椎，指出：人類也有共同的結構，生物學家按照有無脊椎將生物分為脊椎動物和無脊椎動物兩大類。教師呈現課程核心任務——制作專屬的生態卡片，并要求學生依托生物多樣性設計卡片，卡片包括配圖、文字說明、技能、進化樹等附屬內容。

圖2 生態卡片

教師將任務進行拆解，首先引導學生進行動物分類。學生指出動物分為水生和陸生。教師展示情境：陸地動物起源于水生動物。5億年前地球上的生物還生活在汪洋大海中，最初的魚類如何進化自己的特征去征服海洋？

教師播放視頻介紹：昆明魚是目前發現最古老的脊椎動物。出土的化石表明，它的身體中出現了脊椎的雛形，伴隨著肌肉收縮，它可以靈活地擺動。這種運動推動周圍的水流獲得充足的動力，可以游得更快更遠。從此，魚類占領河流、湖泊、海洋。

之后，教師以七鰓鰻為例，引導學生觀察魚的形態，對比七鰓鰻，指出魚的重要結構，并觀察魚在水中的運動，思考魚鰭、鰓、側線系統起到的作用。教師追問：如果魚的側線系統受損，對它的生存有什么影響？學生思考發言，教師歸納。隨后，學生完成子任務：制作水生動物生態卡片，向大家簡要介紹卡片信息。

教師利用生物骨骼模型，促進學生直觀地認識脊柱的形態和結構，在拼接脊柱的活動中澄清脊椎和脊柱的概念。學生對比七鰓鰻，識別現代魚類的重要結構，認識魚的形態結構所具備的功能及對魚類生存的影響。

3.2.2 陸地革命

教師呈現情境：早期海洋的競爭相當激烈，一部分魚類為了避開捕食者和覓食的競爭，開始向淺水區域運動。聯系游泳的經歷，在水中運動和岸上有何區別？學生回答后，教師歸納，進一步追問：要脫離水在陸地上生活，生物在形態和結構上要做出哪些改變？學生分析后得到表3。接著，學生閱讀兩棲類和爬行類相關材料，分別以一種典型動物為例制作生態卡片，簡要說明這兩類脊椎動物是如何適應陸地生活的，指出爬行動物完全適應了陸地生活。

表3 生物對陸地生活的適應

教師引導學生根據生活經驗，結合魚類、爬行類等生物骨骼標本，推理出生物適應陸地生活所具備的特征，其目的在于發展學生基于證據合理推測的能力。

3.2.3 從陸地飛向天空

教師展示情境：鳥類起源于恐龍時代，在國外紀錄片《未來狂想曲》中，一些科學家認為鳥類在500萬年之后環境急劇變冷的情況下仍然是天空的統治者。鳥類為什么能夠從幾億年前就在空中占領優勢？它們的哪些形態結構起到了關鍵作用？學生發言，指出鳥類相關的形態結構及其功能。此時，教師引導學生進一步辯證思考：雞、鴨、鴕鳥不能飛行，為什么也屬于鳥類？

表4 鳥類的形態結構及其功能

這一環節創設的情境時間跨度很長，教師創設情境，引導學生找出鳥類的關鍵特征，再聯系鴕鳥等特例進行提問，提高學生辯證思考的能力。

3.2.4 哺乳動物的勝利

教師展示情境：生存在地球上的生物中，有個非凡的群體占據統治地位，地球上最大、最快、最聰明的生物，都屬于這一群體——哺乳動物。哺乳動物的曙光恰恰是恐龍滅絕的時期，為什么哺乳動物能夠在恐龍滅絕時期順利存活？學生帶著問題閱讀教材，找到哺乳動物的主要特征（表5），并思考這些特征如何幫助哺乳動物在地球的每個角落生存繁衍。

表5 哺乳類的特征及其功能

教師利用問題，驅動學生主動閱讀教材，找到哺乳動物的主要特征，并積極思考這些特征對哺乳動物生存發展的重要意義。補充人類“入侵”與史前生物消失之間的相關性，激發學生對生命的敬畏，樹立人與自然和諧相處的理念。

3.2.5 未來生物遐想

教師布置挑戰任務：分發脊椎動物生態卡片，向學生說明創意寫作主題。《未來狂想曲》中科學家假想，500萬年后，人類科技獲得大發展，我們得到了地球生物的基因庫，可以制造混合生物。與此同時，地球重新進入冰河時期，地球環境的急劇變化導致生物大滅絕，人類開啟太空探索計劃。設計3張生態卡片，自行決定你將帶上飛船的3種生物，簡要說明你的理由。

學生對未來生物充滿了好奇。假想環境劇變后的生物形態，一方面意在調動學生的想象力，一方面是綜合利用本節課的知識，使學生進一步認識到生物的形態結構決定了功能，并且與環境相適應。

4 項目教學反思

脊椎動物是學生學習生物分類的第一課，本節課的教學設計是為了喚醒學生對生命發自內心的敬畏。在教學設計中，筆者首先嘗試將碎片的事實性知識系統化。五大脊椎動物的主要特征屬于事實性知識，國內外不同版本的教材在本節內容的安排上都偏向于介紹，顯得非常細碎。教學設計將碎片化的知識串聯起來，使得學生不僅能夠清楚地記憶知識，更能夠明白脊椎動物關鍵特征的出現是有其特定價值的。在第二環節“海洋中的進化”安排介紹昆明魚化石結構的意義就在于此。其次，本節課中將情境線索作為教學的明線，從情境中提煉問題，以核心問題驅動學生思考。情境創設以學科情境為主，輔以生活情境。五大脊椎動物相關知識融于“脊椎動物逐步演化”這一情境，有利于學生從整體的視角把握本節課的知識，也有利于學生在后續學習“無脊椎動物”“植物主要類群”等內容時進行思維的正遷移，主動將分散的知識代入到生物演化的情境中。