“探究魚類適應(yīng)水生生活的特征”實驗教學(xué)設(shè)計

孫淑娟

摘 要 以探究“魚類適于水中生活的特點”為主線，對教材中的相關(guān)實驗進行拓展和延伸。以學(xué)案為載體，提供科學(xué)方法的指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生對實驗進行改進創(chuàng)新，增強學(xué)生對科學(xué)知識的感性認(rèn)知和探究體驗，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力，提升學(xué)校實驗教學(xué)的水平和育人效果。

關(guān)鍵詞 學(xué)案導(dǎo)學(xué) 實驗改進

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)志碼 B

文件編號： 1003 - 7586（2016）06 - 0051 - 03

1 教材分析

本節(jié)課選自濟南版初中生物學(xué)七年級上冊第二單元第二章第二節(jié)“脊椎動物的主要類群中的魚類”。從內(nèi)容上看，與前面學(xué)過的無脊椎動物相比，脊椎動物的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，進化地位更高，其中魚類是最古老、最低等、種類數(shù)量最多的脊椎動物，與人類的關(guān)系更為密切，是知識上的延續(xù)。從內(nèi)容呈現(xiàn)方式上來看，教材提供了豐富的圖文資料，增加學(xué)生對于魚的感性認(rèn)識；通過觀察、探究實驗等方式，歸納總結(jié)魚類與水生生活相適應(yīng)的主要特征，并根據(jù)有無脊柱對生物進行分類，學(xué)生進一步掌握了學(xué)習(xí)動物類群的規(guī)律和方法，為后續(xù)脊椎動物的學(xué)習(xí)作了知識和方法上的鋪墊。

2 學(xué)情分析

知識方面：魚是生活中常見的生物，學(xué)生的感性認(rèn)識豐富，能夠說出生活中常見的魚，知道魚類與人類有密切的關(guān)系。但是學(xué)生對魚類的認(rèn)識僅僅停留在外部形態(tài)和生活習(xí)性等方面，對于它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生理特征了解不夠深入，如魚類區(qū)別于其他動物的本質(zhì)特征；魚鰓的結(jié)構(gòu)及功能；各魚鰭的功能等方面。

能力方面：中學(xué)生邏輯思維開始處于優(yōu)勢發(fā)展的階段，學(xué)生具備了初步的探究能力，如觀察、分析、綜合、判斷、推理等能力，但這些能力還有待通過實踐進行提高。

3 教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重難點

知識目標(biāo)：說出魚類適應(yīng)水中生活的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點；概述魚類的主要特征。

能力目標(biāo)：通過觀察魚的外形，探究魚類的運動、呼吸、調(diào)節(jié)比重、感覺器官等實驗，說明魚類適應(yīng)水中生活的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理特點，在實驗中提高猜想、操作、觀察、推理、分析、合作及創(chuàng)新能力。

情感、態(tài)度價值觀目標(biāo)：通過體驗探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究的基本方法，形成認(rèn)真細致、實事求是的科學(xué)態(tài)度；認(rèn)同“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的生物學(xué)觀點。

教學(xué)重點：概述魚類的主要特征，說出魚類的形態(tài)結(jié)構(gòu)適應(yīng)水中生活的特點。

教學(xué)難點：探究過程中計劃的制定、對實驗現(xiàn)象的觀察及對結(jié)果的分析。

4 課前準(zhǔn)備

教師準(zhǔn)備材料用具，帶領(lǐng)學(xué)生自制魚骨骼標(biāo)本，進行“魚類知識小調(diào)查”。學(xué)生收集有關(guān)魚類資料并通過QQ群共享，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，組建興趣小組并分工。

材料用具：魚缸、注射器、氣球、硬紙板、研缽、培養(yǎng)皿、剪刀、凡士林、橡皮泥、黑色絲襪、小金魚、鯽魚、菠菜等。

5 教學(xué)過程

5.1 創(chuàng)設(shè)情境，誘思探究

課前播放有關(guān)魚類的視頻，學(xué)生暢談對魚類的認(rèn)識，教師出示多媒體鱷魚、鯨魚、鯊魚、鮑魚、魷魚、鯉魚等圖片，并提出問題：“它們是魚嗎？”學(xué)生猜想，并提出問題：魚類具有哪些主要特征呢？它們是怎樣適應(yīng)水生生活的呢？教師進一步引導(dǎo)學(xué)生猜想魚類適于水中生活的條件，細化要探究的問題：減少阻力、提供動力、協(xié)調(diào)比重、靈敏的感覺器官、獲取氧氣。

設(shè)計意圖：激趣、導(dǎo)疑、了解學(xué)生的原有的認(rèn)知水平、因?qū)W定教。

5.2 自主學(xué)習(xí)，合作探究

5.2.1 提出問題，作出假設(shè)

學(xué)生研讀教材，根據(jù)提供的實驗材料和用具，選擇要探究的主題，并制定本小組的實驗方案，組內(nèi)合作，組間交流，同時教師進行點撥、講解，最終小組成員共同完善實驗方案。

5.2.2 制定實驗方案

經(jīng)過學(xué)生的交流研討，匯總的實驗方案如下所示。

（1） 減少阻力探究組：

學(xué)生一般采用“看”（觀察鯽魚）和“摸”（觸摸魚的體表）的形式，教師指導(dǎo)，提示方法——觀察法。

在學(xué)案中呈現(xiàn)問題導(dǎo)航，保證學(xué)生有序進行探究：

① 鯽魚的身體分為哪幾部分？

② 鯽魚的體色如何？這種體色的作用？

③ 鯽魚的體形如何？這種體形的意義？

④ 鯽魚的體表有什么覆蓋？用手摸一摸體表，感受體表特點，這些特點對魚的生活有什么作用？

（2） 提供動力探究組：

為探究各魚鰭的作用，經(jīng)學(xué)生討論，得出三種主要方法：① 剪魚鰭；② 捆綁魚鰭；③ 制作模型進行探究。本著保護動物，減少傷害的原則，學(xué)生一般選擇第二種和第三種方法。

教師進行方法指導(dǎo)——設(shè)計對照實驗，同時提醒學(xué)生在操作時要輕、快，減少對魚的傷害。其中捆綁魚鰭法對學(xué)生操作要求較高，教師展示興趣小組學(xué)生錄制的一組關(guān)于捆綁尾鰭實驗的微視頻，為學(xué)生的實驗操作提供借鑒。

為保證探究的順利進行，學(xué)案中呈現(xiàn)問題導(dǎo)航：

① 觀看鯽魚游泳，注意鯽魚在前進、轉(zhuǎn)彎、靜止時各種魚鰭的動作，試著猜測各種魚鰭所起的作用。

② 探究魚鰭實驗過程中，動作輕緩、迅速。

③ 鯽魚的運動是只靠魚鰭就能完成嗎？鯽魚哪些部位的肌肉最發(fā)達？還有哪些結(jié)構(gòu)與運動有關(guān)？

（3） 協(xié)調(diào)比重探究組：

很多學(xué)生認(rèn)為：魚通過控制魚鰾中氣體量的多少而上升或下降。教師進一步出示鯊魚資料：鯊魚恰恰沒有魚鰾，但是它仍能上升或下降，靠不停地游動保證身體不至于沉入水底。通過這則資料，學(xué)生作出進一步假設(shè)：魚鰾的功能是可以調(diào)節(jié)身體的比重，使魚停留在任一水層。

探究魚鰾的功能，學(xué)生一般采用模擬實驗的方法，初步設(shè)想是用礦泉水瓶模擬魚，在瓶中放入石子模擬魚內(nèi)臟，瓶內(nèi)空腔模擬魚鰾，用吸管向模擬“魚鰾”中吹氣，“魚”能停留在任何一水層，通過類比實驗體會魚鰾的作用。

教師進行方法指導(dǎo)——模擬實驗法，同時出示有關(guān)魚鰾的相關(guān)資料，并說明有的魚鰾有鰾管，有的魚鰾無鰾管。學(xué)生設(shè)計的這些模擬實驗主要模擬的是喉鰾魚類的魚鰾的作用，該模擬實驗具有一定的局限性。教師要提醒學(xué)生遵循實驗設(shè)計的科學(xué)性原則，使學(xué)生的邏輯思維嚴(yán)密化和深入化。

（4） 靈敏感覺器官探究組：

根據(jù)生活經(jīng)驗，如有很多深海的魚眼睛退化但仍然能躲避障礙物，及有關(guān)側(cè)線的相關(guān)資料，學(xué)生推測魚的感覺器官是側(cè)線。學(xué)生設(shè)計如下方案：

① 用放大鏡觀察側(cè)線；

② 用眼罩蒙上魚的眼睛，用玻璃棒順時針攪拌水流，看它能否躲避障礙物；

③ 用凡士林涂抹側(cè)線，用玻璃棒順時針攪拌水流，看它是否能躲避障礙物。

教師進行方法指導(dǎo)：注意實驗材料的選擇，遮住魚的眼睛和封住側(cè)線是本實驗的關(guān)鍵點，認(rèn)真觀察、客觀描述。

（5） 獲取氧氣探究組：

學(xué)生主要采用觀察的方法：將小金魚放入盛有清水的培養(yǎng)皿中，這樣可以限制小魚的運動，用滴管在魚口前約1 cm處滴加菠菜汁，觀察從哪里流出來。進一步作出猜測：魚口與鰓蓋的交替張合是魚在進行呼吸，魚的呼吸器官是鰓，并觀察魚鰓。教師提示滴管的正確使用方法。

教師在學(xué)案中呈現(xiàn)問題導(dǎo)航：

① 鰓的主要部分是鰓絲，它為什么是鮮紅色的？為什么既多又細？

② 魚離開水后，很快就會死亡，原因是什么？怎樣判斷魚是否新鮮？

設(shè)計意圖：學(xué)生自行設(shè)計實驗，交流方案，完善方案，提高學(xué)生提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、創(chuàng)新等各種探究能力。教師同時利用多媒體及學(xué)案，幫助學(xué)生找到突破重難點的方法和路徑，為探究的有效進行提供幫助。

5.2.3 實施計劃，得出結(jié)論

明確實驗方案后，學(xué)生開始實驗，實驗中以學(xué)案及問題導(dǎo)航為指導(dǎo)，準(zhǔn)確記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)論，完成實驗報告，同時記錄在實驗中出現(xiàn)的問題及對實驗進行改進。

5.2.4 表達交流，總結(jié)提升

完成實驗后，教師引導(dǎo)學(xué)生進行總結(jié)提升，部分學(xué)生還對實驗進行了創(chuàng)新：

（1） 提供動力探究組的學(xué)生用自制的魚模型演示尾鰭在游泳中的作用（圖1）；還有學(xué)生用玩具魚模擬尾鰭的作用（圖2），實驗方法簡便易行，實驗現(xiàn)象明顯。

（2） 調(diào)節(jié)比重探究組的學(xué)生經(jīng)過實驗證實模擬魚不能很好地控制氣球中的氣體多少，實驗可行性較差，因此將模型進行了改進，用注射器模擬魚，用彩色石頭模擬魚的內(nèi)臟，用注射器中的空腔模擬魚鰾（圖3）。實驗現(xiàn)象也非常明顯。

（3） 靈敏感覺器官探究組的學(xué)生在實驗時遇到困難，實驗效果不佳，組內(nèi)進行了反思：① 一般魚缸太小，鯽魚活動不開，不能完全避開障礙物。② 用黑色絲襪遮住魚的眼睛，不好操作，絲襪太窄，易脫落，太寬易罩住鰓蓋。③用凡士林密封側(cè)線，凡士林易脫落，效果不佳。圖4是該組學(xué)生對實驗材料的改進。

（4） 獲得氧氣探究組的學(xué)生用鯽魚做實驗，將滴管改為注射器，更容易控制蔬菜汁的量，更容易在魚口處定位，同時操作也比使用滴管簡單。

最后教師引領(lǐng)學(xué)生觀察“魚骨骼”模型，重點觀察脊柱和脊椎骨，并思考：魚與前面學(xué)過的無脊椎動物的區(qū)別是什么？脊柱的功能是什么？進一步判斷“它們是魚嗎”？（鯨魚、鯊魚、魷魚、鮑魚、鯽魚、鱷魚的圖片），并嘗試應(yīng)用已學(xué)到的知識進行分類。

5.3 盤點收獲，建構(gòu)體系

教師提出問題：總結(jié)魚類的主要特征。魚類的哪些特征適于在水中生活？今天的探究過程給你什么啟發(fā)？

6 板書設(shè)計

參考文獻：

[1] 許明.“探究魚類水中生活的秘密”的自主探究教學(xué)[J].生物學(xué)教學(xué)，2015（5）：16-18.

[2] 楊守菊.走進名師課堂[M].山東：山東人民出版社，2010：160-164.