在初中生物實驗教學中有效構建重要概念模式初探
——以蘇教版八年級“脊椎動物的運動系統”為例

（江蘇省南京市金陵中學溧水分校 江蘇南京 211200）

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》在教學建議中明確指出：加強和完善實驗教學，關注重要概念的學習。然而，在日常教學中，不少教師為了概念而概念，課堂索然無味或者空有熱鬧，忽略學生構建重要概念循序漸進的過程。生物學概念是在具體的生物學事實的基礎上抽象而來。因此，構建概念的最佳途徑應該讓學生自己動手進行實驗。學生可通過動手實驗探究，挖掘事實，理解生物學現象，進而抽象概括出生物學規律，并由此初步建立生物學概念。那么在初中實驗教學中，如何循序漸進有效的構建生物學重要概念呢？筆者以“脊椎動物的運動系統”一節進行嘗試，談談自己初淺的做法。

1 教材分析

“脊椎動物的運動系統”是蘇教版八年級上冊第十七章第二節“動物的運動依賴于一定的結構”的第二課時內容。本節涉及的重要概念是：動物因逃避敵害，爭奪食物和棲息地，完成繁殖所進行的運動，是在神經系統和內分泌系統的調節下，由骨骼、骨骼肌和關節共同完成。這一概念是動物行為和動物行為生理基礎概念建構的前提，因此，學生對本節的重要概念的透徹理解極其關鍵。教材圍繞著這一重要概念主要安排了觀察脊椎動物骨骼（豬骨骼）示意圖、觀察關節實驗、對照人的屈肘和伸肘示意圖觀察思考動作如何完成等多個活動。在教學過程中，合理處理這些活動，讓學生循序漸進的構建、理解、應用本節生物學重要概念，是實現本節教學目標的關鍵所在。

2 教學目標

（1）能用生物學術語完整地說出運動系統的組成及各組成器官與功能相適應的結構特點。

（2）通過制作肌肉牽動骨運動的模型和豬關節探究實驗，理解運動產生的原理，認同“結構與功能相適應”基本觀念。

（3）通過脫臼、骨折、肌肉拉傷等案例分析，關注運動安全，建立適度運動、科學健身的理念。

3 概念建構的基本過程

3.1 創設情境，引入重要概念

教師播放剪輯視頻《動物冬季運動會實況報道》，提出問題：視頻中參加運動的是更加高等的脊椎動物，它們的運動不僅需要相應的運動器官，還需要有關運動的更高一級的結構層次——運動系統的參與。這個系統有哪些器官組成？

設計意圖：有趣的情境能瞬間抓住學生的眼球，激發學生對重要概念的求知欲。教師通過精彩紛呈的運動會報道，在讓學生領略不同脊椎動物獨特運動技能的同時，提出疑問，吸引了學生對脊椎動物的運動系統這一概念的有意注意，自然而然引出本節重要生物學概念——運動系統的組成。

3.2 微課演示，構建重要概念

教師課前將牛蛙的后肢去皮，保留腓腸肌，剔除其余多余的肌肉，錄制演示實驗微課視頻。具體操作：①用解剖針挑起腓腸肌，指出肌肉是附著在骨上的粉紅色的束狀結構。②解剖針挑起腓腸肌的兩端，找出肌腱。肌腱是白色、有韌性的組織，它將肌肉與骨連在一起。③用手捏住蛙的后肢的外端，向內外做伸縮運動。④解剖剪剪開骨與骨連接處，認識關節的存在，并指認腓腸肌兩端肌腱附著的位置。

學生觀看演示實驗解決以下問題：①觀察肌肉的形態特點（觀察肌肉形狀、顏色等）；②尋找腓腸肌的兩端附著位置（肌肉附著在幾塊骨上），并在圖上圈出；③想一想運動系統是由哪些器官組成。

設計意圖：本節教材安排的實驗是觀察豬關節，為了讓學生對運動系統有一個整體到局部的認識，筆者考慮增加整體認識運動系統組成的解剖實驗。豬骨上的肌肉及附著位置不易觀察，故選擇較易觀察的材料——蛙的后肢。由于后面還需進行分組實驗觀察豬關節，考慮課堂時間有限和成本問題，本次延伸實驗不太適合做學生分組實驗，所以設置為演示實驗。同時為了讓所有學生都能清晰觀察到實驗過程，采用了微課形式展示演示實驗。演示實驗微視頻在實驗材料不易獲取或實驗現象稍縱即逝等較難開展的情況下可以輔助實驗教學，化抽象為直觀，實現思維可視化，幫助學生初步構建重要概念。通過微課視頻，學生可以直觀認識到蛙的運動系統的組成及各組成器官的特點，幫助對抽象的概念建立直觀的印象，初步構建運動系統組成這一重要概念。

3.3 實驗探究，理解重要概念

學生自主學習關節各結構組成，每四人一組，按照實驗指導進行豬關節觀察實驗。實驗結束后組內分析、討論關節各結構特點及存在意義。

教師指導實驗：①上下扳動，感受關節的靈活度；②用剪刀剪開關節囊，拉一拉關節囊，感受其韌性；③摸一摸關節軟骨表面，感受關節腔的滑度；④解剖針戳一戳骨與軟骨，對比骨與軟骨的硬度；⑤將標有關節各結構的標簽貼到相應位置。

學生得出實驗結論：關節頭和關節窩的表面有一層光滑的軟骨，可以減小骨與骨之間的摩擦。另外，關節囊的內表面還能分泌滑液，像潤滑油一樣，因此關節才比較靈活。而關節囊又能牢固地把相鄰兩骨連接起來，外面再加上堅韌的韌帶，更增加了關節的牢固性。

智能電網，也就是實現了智能化的電網。目前對于智能電網的運用，從我國的現狀來看，主要運用在特高壓電網網架的建設工作上，組織協調各級的電網，并將高科技技術和現代化信息融入到現有的電網技術當中，形成一套功能上非常完善的智能化電網系統。智能電網系統在發生故障的時候能夠及時的進行修復，并能夠讓故障發生形成的損失達到最小，讓經濟損失有效的降低。

設計意圖：在生物學實驗中，學生可通過觀察、分析、歸納等一系列過程，理解生物學現象，進而抽象概括出生物學規律，并初步建立生物學概念。教師應該盡可能地創造條件，讓學生動手實驗探索。本環節中，學生需要在自主學習的基礎上，根據實驗指導自主開展實驗，這樣對觀察、解剖、比較都有了明確的方向。在每一步操作過程中，學生可以得出相應的結論，在每一個結論的基礎上再進行下一個實驗。根據實驗的逐步指導，學生一層一層地探究和體驗，逐步獲得相關的知識，從而加深對關節既牢固又靈活這一概念的認識和理解。

3.4 模擬體驗，強化重要概念

3.4.1 體驗屈肘和伸肘的運動

學生把手臂高高伸起，進行屈肘和伸肘動作，歸納參與該運動的結構。學生感受：在屈肘時，肱二頭肌收縮，同時肱三頭肌舒張；伸肘時，肱二頭肌舒張，同時肱三頭肌收縮的不同狀態。

3.4.2 制作肌肉牽動骨的模型

以硬紙板模擬骨骼、橡皮筋模擬肌肉、釘子固定模擬肌腱附著位置，學生分組制作模型（圖1），模擬屈肘和伸肘運動過程。教師啟發思考：在運動產生過程中，骨骼肌、骨和關節的作用分別是什么？

設計意圖：制作模型并操作模型體驗運動的過程就是對概念遷移和再應用的過程，既可以強化學生對重要概念的理解，也是檢測學生對重要概念的理解過程。因此，學生制作模型和體驗運動，既鞏固了脊椎動物運動系統組成的概念，突出重點，又幫助直觀認識運動產生原理，促進理解概念，突破難點。除此以外，這兩個活動設置更為主要的意義在于有助于學生關注自身的結構，激發對如何保護自己，如何在運動中不受傷害等方面應用的求知欲。強化概念和檢驗概念理解的最佳途徑就是將概念用于生活，服務于生活，這也是教學的最終目的。

3.5 連線生活，應用重要概念

教師提供一組生活材料，啟發學生利用所學知識解釋日常生活現象。具體材料如下：

資料二：足球天才西塞在一場比賽中脛骨骨折，無法運動，遺憾告別賽場。醫生認為發生骨折后，不要急于搬動病人，應立即請專業人員固定骨折部位。

資料三：著名運動員劉翔由于跟腱受傷，導致缺席兩屆奧運會，醫生認為應禁止傷者站立或走動，最好趴著伸直腳尖后固定受傷部位。

教師引導學生分析材料，認識運動產生的前提是運動系統結構的完整，同時幫助學生建立適度運動、科學健身的理念。

設計意圖：由于重要概念是以學生的感性認識為基礎建立起來的理性認識，因此要讓學生在體驗中學習，在體驗中感受，特別是一些與他們自身有關的知識。這樣他們對知識的理解會更加深刻，也更有利于今后的運用。像這樣將理論應用到實踐，讓學生對概念有更深刻的認識的同時，提高學生的生物學學科核心素養，形成對概念的遷移與運用的能力，這也是生物課堂教學的根本所在。

3.6 繪制概念圖，歸納重要概念

教師用概念圖（圖2）列出本節課的重要概念，并且和學生一起歸納小結。

設計意圖：概念圖既可以將眾多的生物學概念直觀地呈現，利于學生進行知識整合，在頭腦中形成知識框架，完善認知結構，進一步將概念落到實處；又可以評價學生對本節重要概念的理解和掌握，以便于教師判斷教學目標達成情況。

4 教學反思

本節課的教學重點是脊椎動物的運動系統的組成，難點在于豬關節的觀察實驗。在以往的教學中，大多數教師采用的策略是通過直接向學生展示圖片和視頻，總結出脊椎動物的運動系統。學生學習的過程是灌注式，更多的仍是通過死記硬背把結果記下來，對學生科學思維和科學探究素養的提升有限，也不能讓學生深切感受到結構與功能相適應的觀念。所以，教師在進行教學時，應注重學生內在概念的形成，讓學生去探究、去感受，小組再研討得出結論逐步形成概念。在教學設計的最后，教師讓學生在學案中獨立完成脊椎動物運動系統概念圖，然后分享交流。這是一個總結提升的過程，既能培養學生的專業語言表達能力，又能考查這節課的教學效果，相應的生命觀念和社會責任也滲入其中，讓學生在潛移默化中受到影響。