动物的运动实验创新设计研究

导语：动物的运动实验创新设计研究一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

摘要：“动物的运动”是新人教版生物学八年级上册中的一个重要实验，存在实验材料不易获得、材料成本高、实验效果欠佳等不足。为此，可遵循初中生从感性到理性的认知规律，利用简便易得的材料，引导学生进行模型建构，化抽象为具体。创新设计实验具有操作性强、重复性佳、趣味性浓等特点，可有效帮助学生对“运动系统的组成”“骨、关节和肌肉的协调配合”等重要知识点的理解。同时，学生在学习“做中学”驱动课程内容后，非常便于其实现对知识的内化。

关键词：动物的运动；实验效果；创新设计；模型建构

“动物的运动”是新人教版生物学八年级上册第五单元第二章“动物的运动和行为”第一节的内容。本节内容以哺乳动物为例,探讨动物运动的结构基础和基本原理，通过对本节内容的学习，学生将对动物的运动系统有一个初步的认知，认同生物体结构与功能相统一的生物学思想,关注生命安全，追求健康生活方式。

1教材实验分析

“运动系统的组成”与“骨、关节和肌肉的协调配合”是本节教学的重点难点。在初中学生的思维中，抽象逻辑思维虽然开始占优势，但在很大程度上仍属于经验型，他们的逻辑思维还需要感性经验的支持［1］。因此，教学设计需遵循从感性到理性的认知规律，尽量依托具体、形象的材料，创设贴近学生生活的情境，促进学生进行抽象的思维活动［2］。在本节教学中，为帮助学生构建重要概念，教师应当将实验教学作为突破教学重难点的一把利剑，积极引导学生自行设计并建构模型，即让学生像科学家一样去思考探究。

2教材实验设计的优点及不足

教材对“动物的运动”这一实验操作的描述是：第一，观察剖开的哺乳动物如家兔、羊的关节，对照关节示意图，观察关节的结构。注意关节是由哪几部分组成的，想一想关节在运动中起什么作用。第二，取一个完整的鸡翅（已除去羽毛），用解剖剪除去皮肤，观察肌肉是怎样附着在骨上的，依次拉动每一组肌肉，观察骨的运动，然后除去肌肉，观察骨与骨之间的连接［3］。2.1教材实验设计的优点。应当指出，生物实验的开展有一项基本原则：有“实物”不用“虚物”，有“活物”不用“死物”。对于本节内容，教材建议使用哺乳动物（如家兔或羊）的关节和完整的鸡翅。实践证明，“实物”的使用首先给学生带来视觉冲击，容易激发学生的求知欲和学习兴趣，即这种情绪和氛围有利于后续教学活动的开展；其次，贴近生活实际是“实物”的最大优势，能准确、真实地向学生揭示科学知识的原理，加深教学印象，有利于学生对知识的理解。2.2教材实验设计的不足。（1）实验材料不易获得，实验成本较高。第一，对于多数学校而言，家兔或羊等哺乳动物的关节在市场中并不容易买到，即便能买到，大多数关节的结构也不甚完整，且需要提前与买家协商预定并说明所需关节的具体要求，这样做才能买到相对完整的关节。第二，虽然在市面上很容易获得鸡翅尖和鸡翅中，但完整的鸡翅却不容易遇到，这无疑给实验教师出了一个难题。（2）实验开出有效性欠佳。学生观察鸡翅实物，能有效掌握动物的运动系统是由骨、关节和肌肉组成的等知识点，且学生能很直观地了解骨、关节和肌肉的形态以及它们之间的关系，但不能很好地解释动物运动的根本原因是由于肌肉两端的肌腱部分跨过关节连在两块不同的骨上，通过肌肉的收缩和舒张，继而使得骨的位置发生改变，从而产生运动这一原理。这个过程如果仅凭教师用语言讲解，学生理解起来就会很吃力，觉得抽象、深奥；若改用动画展示，则又稍欠说服力。那么怎样才能化繁为简、化抽象为具体，从而帮助学生深刻地理解动物运动的原理呢？为回答这一问题，笔者设计了一个较为理想的实验方案。

3实验的创新设计

3.1学生开展体验活动，并利用微视频突破重点。运动系统的组成是本节课的教学重点，但由于哺乳动物关节不易获得，很难满足实际教学的需求，特别是当所需实验材料数量多的时候（班级多、学生多），所花费的实验费用必然较高。因此，笔者尝试录制解剖并观察哺乳动物关节的微视频，以帮助学生认识组成运动系统的骨、关节、肌肉及其结构特点和功能。这样就在关节材料缺少的情况下，学生也能通过观看微视频的方式了解与认识组成运动系统的各部分结构和功能。此外，对于硬件设施较好的学校而言，还可以通过实物展台对此实验过程进行演示，这样会使学生对关节的认识更加深刻，从而实现对本节课教学重点的突破，达到较好的教学效果。3.2创设情境，引导学生建构并制作模型，突破难点。新课标明确提出了要使学生“初步具有生物学实验操作的基本技能、一定的科学探究和实践能力，养成科学思维的习惯”［4］。因此，教学活动不应仅停留在让学生记住零散的生物学事实上，而应对事实进行抽象和概括，建立生物学重要概念，并以此建构合理的知识框架［5］。基于此，在围绕“运动的产生”这个重要概念进行教学时，笔者遵循学生认知从感性到理性的规律，创设情境，引导学生以小组为单位动手设计并制作“骨、关节和肌肉的协调配合”模型，从而突破了教学难点。具体模型见图1。（1）制作材料：硬纸板（也可替换为塑料板等其他材料）、长条状气球、小号长尾书夹、配套的螺丝钉和螺丝帽、剪刀、铅笔。（2）制作过程：先在硬纸板上描画出人自由上肢骨的形态，将肱骨与桡尺骨用螺丝钉和螺丝帽连接起来（模拟骨与骨之间的连接——关节），然后吹起两只长条形气球并将两头扎紧（模拟附着在自由上肢骨上的肱二头肌和肱三头肌），最后用小号长尾书夹将两只气球的两端（模拟肌腱）分别固定在硬纸板的两侧，模拟肌肉跨过关节连接在两块不同的骨上。（3）模型使用说明：通过改变长尾书夹在硬纸板上所固定的位置来模拟骨骼肌附着在骨的不同位置。当长尾书夹跨过关节固定在两块不同的骨上时，牵拉模拟肱二头肌的气球会使桡尺骨上抬，出现类似于人屈肘的运动；牵拉模拟肱三头肌的气球，则会使桡尺骨恢复原来的位置，类似于人伸肘的运动；当长尾书夹未跨过关节、固定在同一块骨上时，则无法使骨的位置发生改变，即不会产生相应的运动。

4实验反思

学生实验活动一般要按照未知问题的思维过程来设计，这是由学生解决问题的一个探索过程、一个积极思维的过程、一个将知识真正内化的过程所决定的。对实验“动物的运动”进行创新设计，可使实验现象更直观，效果更明显，能为学生提供更加感性、形象而具体的知识表达方式，在很大程度上减轻了他们学习抽象概念的困难，为他们尽快掌握概念和规律以及巩固记忆创造了条件。特别是，在学生设计并制作“骨、关节和肌肉的协调配合”模型时，无形之中会倒逼学生去思考、去探究“运动产生的条件是什么”“运动产生的本质是什么”“骨、关节、肌肉是如何协调产生运动的”等一系列问题。在学生建构并制作模型结束后，这些问题也将随之得到解决。同时，实验有利于引导学生科学、严谨地去合作探究，不仅培养了学生的创新思维能力和动手实践能力，而且进一步向学生渗透了生物体结构和功能相统一的生物学基本思想。

参考文献

［1］朱智贤，林崇德.思维发展心理学［M］.第1版.北京:北京师范大学出版社，1986.

［2］平亚茹.在“动物的运动”一节教学中应用问题引领思维建构基本观念［J］.生物学教学，2015(7):8～10.

［3］课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心.义务教育教科书生物八年级上册［M］.北京：人民教育出版社，2013.

［4］中华人民共和国教育部.义务教育生物课程标准(2011年版)［S］.北京:人民教育出版社，2012.

［5］解凯彬.生物实验教学现状分析及对教师实验教学行为调适的若干建议［J］.新课程教学，2013(6):4～7.

作者:梁旭 单位:新疆生产建设兵团第二中学