初中生物核心知識可視化的深度學(xué)習(xí)
——以“鳥”的優(yōu)化設(shè)計探究實踐為例

◎ 海南省海口市海南華僑中學(xué) 陳婷婷

◎ 海南省海口市教育研究培訓(xùn)院 張永炳

鳥的相關(guān)知識在人教版初中生物八年級上冊中多次出現(xiàn)，并且抽象復(fù)雜，如“鳥”是第一章第六節(jié)的內(nèi)容，盡管學(xué)生對鳥有一定的前科學(xué)概念，但對于鳥特有的呼吸方式——雙重呼吸的實質(zhì)并不理解；結(jié)合“動物的運動”中以雞翅為例，以優(yōu)化實驗——肌肉的附著情況和運動的產(chǎn)生，突破了重難點。以鳥為中心，運用生物小實驗設(shè)計、生物模型制作和手繪生物圖可視化法，通過學(xué)生主動參與，把本冊書中瑣碎的與鳥相關(guān)的知識點串聯(lián)起來，通過“學(xué)——做——評”三環(huán)節(jié)，實現(xiàn)知識的深度學(xué)習(xí)。

一、優(yōu)化小實驗設(shè)計之“鼓動氣囊”

將學(xué)生分成3 ～5人一組，購家鴿，觀外形（尤其是胸部），捏胸肌。切開胸肌和胸骨，測量胸肌厚度，暴露內(nèi)臟器官，取一支吸管插入氣管向內(nèi)吹氣，觀察現(xiàn)象（注：吹氣后，小心剝開貼覆在氣囊上的內(nèi)臟器官，效果更顯著）。

實驗觀察后，理解“氣體交換”中的交換是基于兩個結(jié)構(gòu)間的兩種物質(zhì)進行的，即清晰可見的紅色的肺部是肺和血液兩者之間進行氣體交換，進而明白透明（非紅色）的氣囊不是氣體交換的場所，在視覺沖擊、獨立思考和判斷下更容易幫助學(xué)生銘記重難考點“氣囊不是氣體交換的場所”，引領(lǐng)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，引導(dǎo)學(xué)生巧用中文漢字字義輔助理解記憶生物核心知識。

優(yōu)化小實驗之“鼓動氣囊”的整個實驗設(shè)計注重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，通過“學(xué)”“做”解剖鴿子和吸管吹氣讓學(xué)生親眼見證有趣的生物現(xiàn)象，在每屆學(xué)生上交的實驗視頻作業(yè)中，當他們看到鼓動起的氣囊時發(fā)自內(nèi)心的驚嘆聲并“評”說具體結(jié)構(gòu)與功能，讓筆者感受到了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的愉快感、成就感、歸屬感，通過“評”總結(jié)實驗相關(guān)知識點，學(xué)生認識了生命現(xiàn)象和揭示了生命規(guī)律，在“學(xué)——做——評”三環(huán)節(jié)中由淺入深地體現(xiàn)了知識聯(lián)結(jié)、思維生成和遷移應(yīng)用。探究實踐使生物核心知識可視化，鍛煉了學(xué)生動手能力和觀察能力。

二、優(yōu)化小實驗設(shè)計之“舞動雞翅”

優(yōu)化環(huán)節(jié)（一）：觀察雞翅、舞動雞翅。

4人一組，撕開雞翅皮，觀察雞中翅上一塊肌肉與雞尖的附著情況；尋找各塊肌肉，探索各種舞動雞翅的方法：

1.利用雞中翅的肌肉可以讓雞尖向你招手舞動。

2.利用雞中翅的兩組肌肉可以讓雞尖和雞翅根來回折疊舞動。

3.利用拇指推動按壓雞翅根的肌肉可以讓雞中翅和雞尖出現(xiàn)大幅度的搖擺舞動。

然后剪斷連接雞中翅和雞翅根的肌腱觀察關(guān)節(jié)囊，剪掉關(guān)節(jié)囊觀察關(guān)節(jié)頭、關(guān)節(jié)窩和關(guān)節(jié)腔，剪開雞中翅的一根長骨觀察內(nèi)部了解長骨中空。

伴隨著雞翅的各種舞動，學(xué)生自發(fā)地出現(xiàn)了驚嘆聲、歡笑聲、掌聲、討論聲和交流聲，這就是筆者想實現(xiàn)的“五聲課堂”，更是實現(xiàn)“學(xué)——做——評”深度學(xué)習(xí)的課堂。而筆者也真正親身感受到了“教學(xué)相長”四字的真諦：是故學(xué)然后知不足，教然后知困。知不足然后能自反也，知困然后能自強也。故曰“教學(xué)相長”也。在教學(xué)過程中，教師自身的教與學(xué)相輔相成、相互促進；教師的教與學(xué)生的學(xué)互相促進、共同進步。

老師通過親手操作和積累教學(xué)經(jīng)驗，只發(fā)現(xiàn)了第一種和第二種“舞動雞翅”的方法，這已經(jīng)可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣了，而這個實驗實踐的驚喜竟在于學(xué)生在探索到了前兩種“舞動雞翅”的方法后，充分調(diào)動了自己的觀察力和思考力，在好奇和興趣的加持下，探索到了第三種更讓人驚嘆的“舞動雞翅”的方法，點燃了學(xué)生更高的興趣點，滿足了學(xué)生更大的成就感，激活了學(xué)生更全面的科學(xué)思維。老師也從中獲得了寶貴的教學(xué)素材，反思了教學(xué)設(shè)計的優(yōu)化，引發(fā)了新的教學(xué)思考，滿足了教師的幸福感。

優(yōu)化環(huán)節(jié)（二）：模型制作、遷移應(yīng)用。

通過學(xué)生活動和優(yōu)化模型，明確肘關(guān)節(jié)處的兩組肌肉的附著和運動的產(chǎn)生。

請一位學(xué)生配合老師完成活動：用一根繩代表肱二頭肌，一端綁在上臂，另一端跨過肘關(guān)節(jié)綁在前臂上；再牽拉繩出現(xiàn)屈肘運動，從而直觀發(fā)現(xiàn)肌肉需跨過關(guān)節(jié)附著在不同的骨上，并使肌肉似繩只能牽拉不能復(fù)位可視化；然后請學(xué)生思考如何讓前臂復(fù)位，得出應(yīng)該跨過肘關(guān)節(jié)加綁第二根繩，拉動代表肱三頭肌的第二根繩出現(xiàn)伸肘運動，從而使需要兩組肌肉才能相互配合活動可視化。

優(yōu)化模型：在原有的兩根長木條、一根吸管和一個塑料薄膜材料的基礎(chǔ)上，增加第二根吸管和第二個塑料薄膜模擬肱三頭肌，吹氣第一根吸管使代表肱二頭肌的塑料薄膜鼓起來出現(xiàn)屈肘；放氣后，吹氣第二根吸管使代表肱三頭肌的塑料薄膜鼓起來出現(xiàn)伸肘（圖1）。

圖1 肘肌肉的附著和運動模型設(shè)計

在活動開展過程中，操作過程呈現(xiàn)的用具足夠大，出現(xiàn)的現(xiàn)象足夠吸引人，有趣味性和調(diào)動性。甚至有些學(xué)生課后用這樣的方式玩起了游戲，這是真正自發(fā)地內(nèi)化了課堂學(xué)習(xí)，真正做到了生物核心知識可視化。

在模型制作過程中，原本選擇氣球模擬肌肉，然而發(fā)現(xiàn)氣球的彈性太大影響了模型呈現(xiàn)的效果，后來嘗試用背心式塑料袋模擬肌肉，又出現(xiàn)漏氣、難固定和難鼓起來的問題，經(jīng)過多次嘗試，學(xué)生最后找到了好操作、易固定、效果佳的塑料薄膜作為模擬肌肉的素材。經(jīng)歷了這個過程，筆者總結(jié)得知選擇適合的生物模型素材要考慮多個因素，包括模型結(jié)構(gòu)和安裝、模型操作的可行性、素材的特性、呈現(xiàn)的效果等，只有綜合考慮這些因素，才能選擇出適合的素材制作模型，從而更好地支持課堂教學(xué)。優(yōu)化模型將抽象的知識形象化，將生物核心知識可視化，深化了學(xué)生對知識的理解，用巧思和巧手將枯燥的知識巧妙地傳授給了學(xué)生，培養(yǎng)了生物學(xué)科綜合素養(yǎng)。

三、優(yōu)化思維導(dǎo)圖設(shè)計之“鳥”手繪圖

“鳥”手繪圖的設(shè)計結(jié)合了一筆畫鴿子、手繪生物圖和優(yōu)化題目突破重難點。通過圖2思維導(dǎo)圖的呈現(xiàn)，筆者初步嘗試生物學(xué)大單元教學(xué)，運用鳥這個主題，以實驗、活動、模型和思維導(dǎo)圖為導(dǎo)向，讓學(xué)生可以從不同于課本的角度學(xué)習(xí)和思考課程中的核心知識；讓學(xué)生不斷探索未知、不斷解決問題、不斷總結(jié)思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力；讓學(xué)生在討論中掌握知識、運用技能、表達交流，成為教學(xué)的主體。以鳥為載體，重建知識聯(lián)系、重立知識目標、重塑教學(xué)思路，重構(gòu)核心知識的教學(xué)框架，開辟新的教學(xué)思維。

圖2 優(yōu)化思維導(dǎo)圖設(shè)計之“鳥”手繪圖

將鳥身上不同部位結(jié)合中文字義和生物繪圖，結(jié)合美術(shù)學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生美育，使相關(guān)鳥的知識體系化、可視化，突出教學(xué)重點，突破教學(xué)難點，有利于學(xué)生構(gòu)建知識框架，并且在手繪過程中培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。

在生物中考的試題中，考察生物圖一直是重頭戲，尤其是有連續(xù)性、情況復(fù)雜和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物圖，對于學(xué)生而言絕對是難啃的一塊知識，筆者突破該難點的方法是教師帶頭手繪生物圖，引領(lǐng)學(xué)生也必須手繪生物圖，這一做法絕對是切實有效的。學(xué)生通過繪圖不僅陶冶情操、愛上生物，而且能將生物圖刻進腦海，手繪生物圖不僅有助于知識點可視化和提高學(xué)習(xí)效率，而且有助于增進師生感情。

筆者通過知識點可視化的手繪生物圖將抽象知識整理成直觀清晰易理解的形象化知識，增強教學(xué)的直觀性；細細分析宏觀知識里的有關(guān)聯(lián)的微觀知識點，使其串聯(lián)起來建構(gòu)思維導(dǎo)圖，給學(xué)生留下直觀的整體印象，方便學(xué)生對知識的理解和記憶，為建立知識體系奠定牢固的基礎(chǔ)；從全新的視角回顧結(jié)合舊教法和新興的信息教學(xué)技術(shù)，不僅通過信息技術(shù)給教學(xué)帶來的太多精彩的教學(xué)圖片和視頻，還保留舊教法中教師應(yīng)具備的讓學(xué)生佩服的生物繪圖功底、生物實驗技能和中文底蘊。

生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是很容易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是學(xué)生動手就會有很大驚喜的一門基礎(chǔ)學(xué)科。在初中生物教學(xué)中教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生通過“學(xué)——做——評”，實現(xiàn)知識聯(lián)結(jié)、思維生成和遷移應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)，從而主動學(xué)習(xí)知識，而不只是被動死記硬背知識。教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容多嘗試各種方式方法將生物核心知識可視化，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中思，思中總結(jié)，有效地加深學(xué)生對知識的理解、記憶和掌握，達到教學(xué)效果的最優(yōu)化，用驚喜有趣的方法讓學(xué)生感受探索生物的樂趣，用智慧護航學(xué)生繼續(xù)前行的生物學(xué)習(xí)之路。