動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究
時(shí)間:2022-07-03 09:47:47
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摘要:“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)”是新人教版生物學(xué)八年級上冊中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn),存在實(shí)驗(yàn)材料不易獲得、材料成本高、實(shí)驗(yàn)效果欠佳等不足。為此,可遵循初中生從感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,利用簡便易得的材料,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型建構(gòu),化抽象為具體。創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)具有操作性強(qiáng)、重復(fù)性佳、趣味性濃等特點(diǎn),可有效幫助學(xué)生對“運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成”“骨、關(guān)節(jié)和肌肉的協(xié)調(diào)配合”等重要知識點(diǎn)的理解。同時(shí),學(xué)生在學(xué)習(xí)“做中學(xué)”驅(qū)動(dòng)課程內(nèi)容后,非常便于其實(shí)現(xiàn)對知識的內(nèi)化。
關(guān)鍵詞:動(dòng)物的運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn)效果;創(chuàng)新設(shè)計(jì);模型建構(gòu)
“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)”是新人教版生物學(xué)八年級上冊第五單元第二章“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和行為”第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容以哺乳動(dòng)物為例,探討動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和基本原理,通過對本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生將對動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有一個(gè)初步的認(rèn)知,認(rèn)同生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生物學(xué)思想,關(guān)注生命安全,追求健康生活方式。
1教材實(shí)驗(yàn)分析
“運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成”與“骨、關(guān)節(jié)和肌肉的協(xié)調(diào)配合”是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)。在初中學(xué)生的思維中,抽象邏輯思維雖然開始占優(yōu)勢,但在很大程度上仍屬于經(jīng)驗(yàn)型,他們的邏輯思維還需要感性經(jīng)驗(yàn)的支持[1]。因此,教學(xué)設(shè)計(jì)需遵循從感性到理性的認(rèn)知規(guī)律,盡量依托具體、形象的材料,創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的情境,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行抽象的思維活動(dòng)[2]。在本節(jié)教學(xué)中,為幫助學(xué)生構(gòu)建重要概念,教師應(yīng)當(dāng)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為突破教學(xué)重難點(diǎn)的一把利劍,積極引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)并建構(gòu)模型,即讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去思考探究。
2教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及不足
教材對“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)”這一實(shí)驗(yàn)操作的描述是:第一,觀察剖開的哺乳動(dòng)物如家兔、羊的關(guān)節(jié),對照關(guān)節(jié)示意圖,觀察關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)。注意關(guān)節(jié)是由哪幾部分組成的,想一想關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)中起什么作用。第二,取一個(gè)完整的雞翅(已除去羽毛),用解剖剪除去皮膚,觀察肌肉是怎樣附著在骨上的,依次拉動(dòng)每一組肌肉,觀察骨的運(yùn)動(dòng),然后除去肌肉,觀察骨與骨之間的連接[3]。2.1教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)指出,生物實(shí)驗(yàn)的開展有一項(xiàng)基本原則:有“實(shí)物”不用“虛物”,有“活物”不用“死物”。對于本節(jié)內(nèi)容,教材建議使用哺乳動(dòng)物(如家兔或羊)的關(guān)節(jié)和完整的雞翅。實(shí)踐證明,“實(shí)物”的使用首先給學(xué)生帶來視覺沖擊,容易激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣,即這種情緒和氛圍有利于后續(xù)教學(xué)活動(dòng)的開展;其次,貼近生活實(shí)際是“實(shí)物”的最大優(yōu)勢,能準(zhǔn)確、真實(shí)地向?qū)W生揭示科學(xué)知識的原理,加深教學(xué)印象,有利于學(xué)生對知識的理解。2.2教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足。(1)實(shí)驗(yàn)材料不易獲得,實(shí)驗(yàn)成本較高。第一,對于多數(shù)學(xué)校而言,家兔或羊等哺乳動(dòng)物的關(guān)節(jié)在市場中并不容易買到,即便能買到,大多數(shù)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)也不甚完整,且需要提前與買家協(xié)商預(yù)定并說明所需關(guān)節(jié)的具體要求,這樣做才能買到相對完整的關(guān)節(jié)。第二,雖然在市面上很容易獲得雞翅尖和雞翅中,但完整的雞翅卻不容易遇到,這無疑給實(shí)驗(yàn)教師出了一個(gè)難題。(2)實(shí)驗(yàn)開出有效性欠佳。學(xué)生觀察雞翅實(shí)物,能有效掌握動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是由骨、關(guān)節(jié)和肌肉組成的等知識點(diǎn),且學(xué)生能很直觀地了解骨、關(guān)節(jié)和肌肉的形態(tài)以及它們之間的關(guān)系,但不能很好地解釋動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的根本原因是由于肌肉兩端的肌腱部分跨過關(guān)節(jié)連在兩塊不同的骨上,通過肌肉的收縮和舒張,繼而使得骨的位置發(fā)生改變,從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)這一原理。這個(gè)過程如果僅憑教師用語言講解,學(xué)生理解起來就會(huì)很吃力,覺得抽象、深?yuàn)W;若改用動(dòng)畫展示,則又稍欠說服力。那么怎樣才能化繁為簡、化抽象為具體,從而幫助學(xué)生深刻地理解動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的原理呢?為回答這一問題,筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)較為理想的實(shí)驗(yàn)方案。
3實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
3.1學(xué)生開展體驗(yàn)活動(dòng),并利用微視頻突破重點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn),但由于哺乳動(dòng)物關(guān)節(jié)不易獲得,很難滿足實(shí)際教學(xué)的需求,特別是當(dāng)所需實(shí)驗(yàn)材料數(shù)量多的時(shí)候(班級多、學(xué)生多),所花費(fèi)的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用必然較高。因此,筆者嘗試錄制解剖并觀察哺乳動(dòng)物關(guān)節(jié)的微視頻,以幫助學(xué)生認(rèn)識組成運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的骨、關(guān)節(jié)、肌肉及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能。這樣就在關(guān)節(jié)材料缺少的情況下,學(xué)生也能通過觀看微視頻的方式了解與認(rèn)識組成運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的各部分結(jié)構(gòu)和功能。此外,對于硬件設(shè)施較好的學(xué)校而言,還可以通過實(shí)物展臺對此實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行演示,這樣會(huì)使學(xué)生對關(guān)節(jié)的認(rèn)識更加深刻,從而實(shí)現(xiàn)對本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)的突破,達(dá)到較好的教學(xué)效果。3.2創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)并制作模型,突破難點(diǎn)。新課標(biāo)明確提出了要使學(xué)生“初步具有生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能、一定的科學(xué)探究和實(shí)踐能力,養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣”[4]。因此,教學(xué)活動(dòng)不應(yīng)僅停留在讓學(xué)生記住零散的生物學(xué)事實(shí)上,而應(yīng)對事實(shí)進(jìn)行抽象和概括,建立生物學(xué)重要概念,并以此建構(gòu)合理的知識框架[5]?;诖耍趪@“運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生”這個(gè)重要概念進(jìn)行教學(xué)時(shí),筆者遵循學(xué)生認(rèn)知從感性到理性的規(guī)律,創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位動(dòng)手設(shè)計(jì)并制作“骨、關(guān)節(jié)和肌肉的協(xié)調(diào)配合”模型,從而突破了教學(xué)難點(diǎn)。具體模型見圖1。(1)制作材料:硬紙板(也可替換為塑料板等其他材料)、長條狀氣球、小號長尾書夾、配套的螺絲釘和螺絲帽、剪刀、鉛筆。(2)制作過程:先在硬紙板上描畫出人自由上肢骨的形態(tài),將肱骨與橈尺骨用螺絲釘和螺絲帽連接起來(模擬骨與骨之間的連接——關(guān)節(jié)),然后吹起兩只長條形氣球并將兩頭扎緊(模擬附著在自由上肢骨上的肱二頭肌和肱三頭肌),最后用小號長尾書夾將兩只氣球的兩端(模擬肌腱)分別固定在硬紙板的兩側(cè),模擬肌肉跨過關(guān)節(jié)連接在兩塊不同的骨上。(3)模型使用說明:通過改變長尾書夾在硬紙板上所固定的位置來模擬骨骼肌附著在骨的不同位置。當(dāng)長尾書夾跨過關(guān)節(jié)固定在兩塊不同的骨上時(shí),牽拉模擬肱二頭肌的氣球會(huì)使橈尺骨上抬,出現(xiàn)類似于人屈肘的運(yùn)動(dòng);牽拉模擬肱三頭肌的氣球,則會(huì)使橈尺骨恢復(fù)原來的位置,類似于人伸肘的運(yùn)動(dòng);當(dāng)長尾書夾未跨過關(guān)節(jié)、固定在同一塊骨上時(shí),則無法使骨的位置發(fā)生改變,即不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。
4實(shí)驗(yàn)反思
學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)一般要按照未知問題的思維過程來設(shè)計(jì),這是由學(xué)生解決問題的一個(gè)探索過程、一個(gè)積極思維的過程、一個(gè)將知識真正內(nèi)化的過程所決定的。對實(shí)驗(yàn)“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)”進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀,效果更明顯,能為學(xué)生提供更加感性、形象而具體的知識表達(dá)方式,在很大程度上減輕了他們學(xué)習(xí)抽象概念的困難,為他們盡快掌握概念和規(guī)律以及鞏固記憶創(chuàng)造了條件。特別是,在學(xué)生設(shè)計(jì)并制作“骨、關(guān)節(jié)和肌肉的協(xié)調(diào)配合”模型時(shí),無形之中會(huì)倒逼學(xué)生去思考、去探究“運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的條件是什么”“運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的本質(zhì)是什么”“骨、關(guān)節(jié)、肌肉是如何協(xié)調(diào)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的”等一系列問題。在學(xué)生建構(gòu)并制作模型結(jié)束后,這些問題也將隨之得到解決。同時(shí),實(shí)驗(yàn)有利于引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厝ズ献魈骄?,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力,而且進(jìn)一步向?qū)W生滲透了生物體結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學(xué)基本思想。
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作者:梁旭 單位:新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二中學(xué)