素養(yǎng)為本的“脊椎動物”項目教學(xué)設(shè)計與實踐

陳逸豐 劉 兆

（1.寧波市海曙區(qū)集士港鎮(zhèn)中學(xué) 浙江寧波 315016）（2.溫州市甌海區(qū)外國語學(xué)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(xué)》七年級上冊第二章第一節(jié)“動物的主要類群”第一課時的教學(xué)內(nèi)容。系統(tǒng)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)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(jié)構(gòu)決定了特有的功能，這些功能是與生存環(huán)境相適應(yīng)的”是學(xué)生建構(gòu)“分類觀”“結(jié)構(gòu)決定功能”等觀念的基礎(chǔ)。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(shè)計了學(xué)習(xí)項目，旨在引導(dǎo)學(xué)生在探究和實踐中進行學(xué)習(xí)。

2 項目教學(xué)目標與評價標準

2.1 學(xué)情分析

初中學(xué)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(xué)階段的科學(xué)課程涵蓋了一部分動物相關(guān)的內(nèi)容，因此學(xué)生對于動物已經(jīng)有了一定的認識。在“艷麗多姿的生物”一節(jié)，學(xué)生初步認識了“生物和生存環(huán)境是相適應(yīng)的”，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好準備。在技能上，學(xué)生現(xiàn)已具備分類的生活經(jīng)驗，有分類的基礎(chǔ)。在之前的教學(xué)活動中通過記錄豆類種子發(fā)芽、觀察蝦的生活形態(tài)等活動學(xué)習(xí)了科學(xué)觀察的方法，具備一定科學(xué)觀察的能力。在此基礎(chǔ)上，教師通過創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)其主動思考5類脊椎動物的主要特征及其與環(huán)境之間的關(guān)系。

2.2 教學(xué)目標

①能夠說出脊椎動物的分類及相關(guān)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(xué)習(xí)科學(xué)分類的方法；在觀看生物學(xué)家考證脊椎動物演化的過程中，學(xué)習(xí)“基于證據(jù)推理”的科學(xué)方法。

③通過對常見動物的學(xué)習(xí)，增強人與自然生物和諧相處的意識。通過“生態(tài)卡片”和創(chuàng)意寫作，強化“結(jié)構(gòu)功能相適應(yīng)”的生命觀。

2.3 評價標準

教學(xué)活動中的生態(tài)卡片制作和創(chuàng)意寫作均需學(xué)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(tài)卡片成果匯報量化表

表2 創(chuàng)意協(xié)作成果匯報量化表

3 項目任務(wù)及教學(xué)流程

3.1 項目任務(wù)

本項目學(xué)習(xí)的核心任務(wù)是制作脊椎動物生態(tài)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(tài)卡片、制作陸生動物生態(tài)卡片、制作未來生物生態(tài)卡片（圖1）。

圖1 “脊椎動物”項目教學(xué)流程

3.2 教學(xué)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(xué)家根據(jù)這些動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)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(qū)別，尋找生物學(xué)家分類的依據(jù)。學(xué)生通過觀察模型，發(fā)現(xiàn)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(xué)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(xué)生觸摸自己的脊椎，指出：人類也有共同的結(jié)構(gòu)，生物學(xué)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(xiàn)課程核心任務(wù)——制作專屬的生態(tài)卡片，并要求學(xué)生依托生物多樣性設(shè)計卡片，卡片包括配圖、文字說明、技能、進化樹等附屬內(nèi)容。

圖2 生態(tài)卡片

教師將任務(wù)進行拆解，首先引導(dǎo)學(xué)生進行動物分類。學(xué)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(fā)現(xiàn)最古老的脊椎動物。出土的化石表明，它的身體中出現(xiàn)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(lǐng)河流、湖泊、海洋。

之后，教師以七鰓鰻為例，引導(dǎo)學(xué)生觀察魚的形態(tài)，對比七鰓鰻，指出魚的重要結(jié)構(gòu)，并觀察魚在水中的運動，思考魚鰭、鰓、側(cè)線系統(tǒng)起到的作用。教師追問：如果魚的側(cè)線系統(tǒng)受損，對它的生存有什么影響？學(xué)生思考發(fā)言，教師歸納。隨后，學(xué)生完成子任務(wù)：制作水生動物生態(tài)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(xué)生直觀地認識脊柱的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，在拼接脊柱的活動中澄清脊椎和脊柱的概念。學(xué)生對比七鰓鰻，識別現(xiàn)代魚類的重要結(jié)構(gòu)，認識魚的形態(tài)結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(qū)域運動。聯(lián)系游泳的經(jīng)歷，在水中運動和岸上有何區(qū)別？學(xué)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(tài)和結(jié)構(gòu)上要做出哪些改變？學(xué)生分析后得到表3。接著，學(xué)生閱讀兩棲類和爬行類相關(guān)材料，分別以一種典型動物為例制作生態(tài)卡片，簡要說明這兩類脊椎動物是如何適應(yīng)陸地生活的，指出爬行動物完全適應(yīng)了陸地生活。

表3 生物對陸地生活的適應(yīng)

教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗，結(jié)合魚類、爬行類等生物骨骼標本，推理出生物適應(yīng)陸地生活所具備的特征，其目的在于發(fā)展學(xué)生基于證據(jù)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(xué)家認為鳥類在500萬年之后環(huán)境急劇變冷的情況下仍然是天空的統(tǒng)治者。鳥類為什么能夠從幾億年前就在空中占領(lǐng)優(yōu)勢？它們的哪些形態(tài)結(jié)構(gòu)起到了關(guān)鍵作用？學(xué)生發(fā)言，指出鳥類相關(guān)的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能。此時，教師引導(dǎo)學(xué)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(tài)結(jié)構(gòu)及其功能

這一環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)的情境時間跨度很長，教師創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生找出鳥類的關(guān)鍵特征，再聯(lián)系鴕鳥等特例進行提問，提高學(xué)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(jù)統(tǒng)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(xué)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(qū)動學(xué)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(fā)展的重要意義。補充人類“入侵”與史前生物消失之間的相關(guān)性，激發(fā)學(xué)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(zhàn)任務(wù)：分發(fā)脊椎動物生態(tài)卡片，向?qū)W生說明創(chuàng)意寫作主題。《未來狂想曲》中科學(xué)家假想，500萬年后，人類科技獲得大發(fā)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(huán)境的急劇變化導(dǎo)致生物大滅絕，人類開啟太空探索計劃。設(shè)計3張生態(tài)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(xué)生對未來生物充滿了好奇。假想環(huán)境劇變后的生物形態(tài)，一方面意在調(diào)動學(xué)生的想象力，一方面是綜合利用本節(jié)課的知識，使學(xué)生進一步認識到生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)決定了功能，并且與環(huán)境相適應(yīng)。

4 項目教學(xué)反思

脊椎動物是學(xué)生學(xué)習(xí)生物分類的第一課，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計是為了喚醒學(xué)生對生命發(fā)自內(nèi)心的敬畏。在教學(xué)設(shè)計中，筆者首先嘗試將碎片的事實性知識系統(tǒng)化。五大脊椎動物的主要特征屬于事實性知識，國內(nèi)外不同版本的教材在本節(jié)內(nèi)容的安排上都偏向于介紹，顯得非常細碎。教學(xué)設(shè)計將碎片化的知識串聯(lián)起來，使得學(xué)生不僅能夠清楚地記憶知識，更能夠明白脊椎動物關(guān)鍵特征的出現(xiàn)是有其特定價值的。在第二環(huán)節(jié)“海洋中的進化”安排介紹昆明魚化石結(jié)構(gòu)的意義就在于此。其次，本節(jié)課中將情境線索作為教學(xué)的明線，從情境中提煉問題，以核心問題驅(qū)動學(xué)生思考。情境創(chuàng)設(shè)以學(xué)科情境為主，輔以生活情境。五大脊椎動物相關(guān)知識融于“脊椎動物逐步演化”這一情境，有利于學(xué)生從整體的視角把握本節(jié)課的知識，也有利于學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)“無脊椎動物”“植物主要類群”等內(nèi)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。