趙文瑾 （北京大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100190）

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》提出的基本理念之一是“探究性學(xué)習(xí)”，在課程的實(shí)施建議里明確提出“引導(dǎo)并組織學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)”?！傍B(niǎo)”是人教版8年級(jí)上冊(cè)第5 單元第1 章“動(dòng)物的主要類(lèi)群”中第6 節(jié)的內(nèi)容。 在此之前教材已安排學(xué)習(xí)了無(wú)脊椎動(dòng)物的主要類(lèi)群，以及脊椎動(dòng)物中的魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)、爬行類(lèi)等，學(xué)生對(duì)動(dòng)物的結(jié)構(gòu)與功能、進(jìn)化與適應(yīng)等觀念已形成一定的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)鳥(niǎo)類(lèi)部分打下了基礎(chǔ)。筆者在“鳥(niǎo)”一節(jié)的課堂教學(xué)中，以探究活動(dòng)為主線(xiàn)，采用小組合作探究的學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體, 體驗(yàn)為主線(xiàn)，思維為主攻”的教學(xué)思想，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)體驗(yàn)和領(lǐng)悟構(gòu)建知識(shí)的過(guò)程和方法,提升能力，提高生物學(xué)核心素養(yǎng)。

1 教學(xué)目標(biāo)

1）生命觀念：通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征的觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，以及對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)與人類(lèi)生活關(guān)系的了解，進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)與功能、進(jìn)化與適應(yīng)、穩(wěn)態(tài)與平衡等。

2）科學(xué)思維：通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理等一系列的觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，進(jìn)一步培養(yǎng)邏輯思維能力。

3）科學(xué)探究：通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等一系列探究活動(dòng)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，交流合作能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，實(shí)事求是的科學(xué)精神。

4）社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識(shí)到鳥(niǎo)是維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的重要因素，愛(ài)鳥(niǎo)護(hù)鳥(niǎo)人人有責(zé)。

2 教學(xué)重、難點(diǎn)：

1）重點(diǎn)：鳥(niǎo)類(lèi)適于飛行的特點(diǎn)，鳥(niǎo)類(lèi)的主要特征；鳥(niǎo)類(lèi)在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。

2）難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究鳥(niǎo)類(lèi)適于飛行的特點(diǎn)。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 導(dǎo)入新課 教師播放本校學(xué)生觀鳥(niǎo)社團(tuán)制作的影視文件《心隨鳥(niǎo)飛翔》（影片主要展示鳥(niǎo)類(lèi)高超的飛行本領(lǐng)）， 將學(xué)生帶入美妙的鳥(niǎo)類(lèi)世界，并提出問(wèn)題：鳥(niǎo)類(lèi)何以具有如此高超的飛行本領(lǐng)？如果人類(lèi)安裝一雙翅膀，是否也能飛？鳥(niǎo)類(lèi)有哪些特點(diǎn)適于飛行？

3.2 探究鳥(niǎo)類(lèi)適于飛行的特點(diǎn) 學(xué)生5~6 人一組，在教師的指導(dǎo)下，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等全面探究鳥(niǎo)類(lèi)適于飛行的特點(diǎn)。

3.2.1 探究鳥(niǎo)的外部形態(tài)適于飛行的特點(diǎn)

活動(dòng)1：飛行比賽。

材料用品：將3 張完全相同的紙，一張折成紙飛機(jī)，一張折成方盒，另一張折成圓球。 各組派一名代表，以相同的角度、相同大小的力分別向前投擲紙飛機(jī)、方盒和圓球，觀察何者飛得最遠(yuǎn)。

結(jié)論：流線(xiàn)型的體形可減少空氣的阻力，利于飛行。

活動(dòng)2：羽毛的觀察實(shí)驗(yàn)。

材料用品：家鴿的正羽、絨羽各數(shù)片，棉布1塊，清水1 杯等。

學(xué)生先用放大鏡觀察家鴿的正羽和絨羽，了解其結(jié)構(gòu)上的差別（是否形成羽片）、不同的著生部位及功能。 將一滴水分別滴在正羽羽片上和棉布上，觀察不同的現(xiàn)象。

教師用課件展示鳥(niǎo)類(lèi)身體的尾部有尾脂腺，分泌的油脂常被鳥(niǎo)用喙啄取涂于羽毛上， 有防止羽毛變形和被水浸濕的作用。

結(jié)論：正羽由羽軸和羽片構(gòu)成，對(duì)飛行起決定作用。 絨羽不形成羽片，主要起到保溫等作用。 家鴿的羽毛上涂有油脂，不易被水浸濕。

活動(dòng)3：撕扇子。

學(xué)生觀察正羽在翅膀上的排列方式——覆瓦狀排列，思考這樣排列有什么好處？并將事先準(zhǔn)備的紙扇撕成數(shù)條，扇一扇，感覺(jué)一下氣流的大小；再將撕碎的紙條一條壓一條粘好 （每相鄰2 條有一部分重疊），再扇一扇，感覺(jué)一下氣流的大小。

結(jié)論：覆瓦狀排列不易通風(fēng)，有利于扇動(dòng)空氣。

活動(dòng)4： 測(cè)量家鴿的體長(zhǎng)和翼展長(zhǎng)。

提前組織生物學(xué)興趣小組的學(xué)生在課外測(cè)量家鴿的體長(zhǎng)、翼展長(zhǎng)，并將活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行拍攝，記錄原始數(shù)據(jù)用于課堂分析。

提示：家鴿身上可能帶有病原微生物，應(yīng)選用養(yǎng)殖機(jī)構(gòu)規(guī)范飼養(yǎng)的家鴿，測(cè)量之前應(yīng)戴口罩、橡膠手套，預(yù)防過(guò)敏或感染。

結(jié)論：家鴿的翼展長(zhǎng)大于體長(zhǎng)。較長(zhǎng)的翅膀有利于扇動(dòng)空氣。

教師補(bǔ)充說(shuō)明：擅飛的鳥(niǎo)類(lèi)兩翼一般都狹長(zhǎng)。

3.2.2 探究鳥(niǎo)的肌肉骨骼系統(tǒng)適于飛行的特點(diǎn)

活動(dòng)1：利用圖文分析家鴿肌肉系統(tǒng)的特點(diǎn)。

教師展示家鴿肌肉系統(tǒng)的圖片， 并提供相關(guān)的文字資料。 學(xué)生分析家鴿肌肉系統(tǒng)的特點(diǎn)。

文字資料（節(jié)選）：……鳥(niǎo)類(lèi)的胸大肌和胸小肌分別控制扇翅和揚(yáng)翅的動(dòng)作。 在善飛的類(lèi)群其重量可達(dá)體重的1／5~1／4， 人的胸肌大約只占體重的1／120。

結(jié)論：胸肌發(fā)達(dá)，適于飛行。

活動(dòng)2：觀察及測(cè)量。

學(xué)生觀察家鴿的骨骼標(biāo)本和圖片， 家鴿的骨胳中哪一塊最發(fā)達(dá)？用軟尺測(cè)量龍骨突的高度，并計(jì)算其占身長(zhǎng)的百分比。 思考高聳的胸骨對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)飛行的意義是什么？

結(jié)論：胸骨發(fā)達(dá)，有高聳的龍骨突，為發(fā)達(dá)的胸肌提供了附著之處。

活動(dòng)3：比較骨密度實(shí)驗(yàn)。

材料用品：家鴿（或家雞）的肋骨和脊椎骨，家兔的肋骨和脊椎骨，飽和食鹽水2 000 mL、1 000 mL燒杯2 個(gè)，鑷子1 把。

實(shí)驗(yàn)操作： 將家鴿和家兔的骨分別放入盛有1 000 mL 飽和食鹽水的2 個(gè)大燒杯中。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：家鴿（或家雞）的骨浮在液面上，家兔的骨沉在杯底。

結(jié)論：家鴿的骨比家兔的輕——實(shí)質(zhì)上是密度小。

教師補(bǔ)充說(shuō)明：鳥(niǎo)類(lèi)的骨是所有脊椎動(dòng)物中比重最小的。 鳥(niǎo)類(lèi)的骨骼占體重的5%~6%，人的骨骼占體重18%以上。 鳥(niǎo)類(lèi)骨骼輕便、牢固。 在多數(shù)長(zhǎng)骨、帶骨和頭骨內(nèi)，都有氣囊侵入或在發(fā)育早期形成眾多的氣腔。 長(zhǎng)骨骨壁薄，在骨壁內(nèi)墻常有許多縱橫交錯(cuò)的骨質(zhì)梁架加固,提高了骨骼的承重性。骨骼的變形、愈合現(xiàn)象明顯而廣泛，使骨架更加堅(jiān)固。

3.2.3 探究鳥(niǎo)的內(nèi)臟器官適于飛行的特點(diǎn)

活動(dòng)1：利用圖文分析鳥(niǎo)類(lèi)消化系統(tǒng)的特點(diǎn)。

教師展示家鴿消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：有喙無(wú)齒；直腸短，并提供相關(guān)的文字資料：

……雀形目的鳥(niǎo)吃的谷物、果實(shí)或昆蟲(chóng)，經(jīng)消化吸收后形成殘?jiān)?.5 h 后就隨糞便排出。

綠頭鴨吃進(jìn)的食物，經(jīng)消化吸收后形成殘?jiān)?.5 h 后就隨糞便排出。雀形目的鳥(niǎo)一天所吃食物相當(dāng)于其體重的10%~30%。 蜂鳥(niǎo)一天所吃的蜜漿， 約等于其體重的2 倍。 體重為1 500 g 的雀鷹，能在一晝夜吃掉800～1 000 g 肉。

結(jié)論：有喙無(wú)齒，直腸短，不貯存糞便，減輕飛行負(fù)擔(dān)；食量大，消化力強(qiáng)，供能及時(shí)、充足、持久。

鳥(niǎo)類(lèi)飛行時(shí)需要的氧氣量大約是靜止時(shí)的20 多倍。 鳥(niǎo)類(lèi)的呼吸系統(tǒng)如何提供大量氧氣？

活動(dòng)2：利用圖片、動(dòng)畫(huà)分析鳥(niǎo)類(lèi)呼吸系統(tǒng)的特點(diǎn)。

教師展示鳥(niǎo)類(lèi)呼吸系統(tǒng)的圖片， 說(shuō)明氣囊的存在和作用。利用動(dòng)畫(huà)課件演示鳥(niǎo)的雙重呼吸。學(xué)生用自己的語(yǔ)言描述雙重呼吸的概念和意義。

結(jié)論：雙重呼吸提高了供氧效率。單位時(shí)間內(nèi)可分解更多的有機(jī)物，釋放更多的能量。

雙重呼吸是鳥(niǎo)類(lèi)特有的呼吸方式， 也是適應(yīng)飛行最重要的生理特征之一，但很難看到真實(shí)、動(dòng)態(tài)的過(guò)程。這是教學(xué)難點(diǎn)。通過(guò)動(dòng)畫(huà)課件模擬再現(xiàn)這一過(guò)程，不僅生動(dòng)形象、引發(fā)興趣，且便于學(xué)生理解，符合初中生的認(rèn)知能力，突破了難點(diǎn)。

鳥(niǎo)類(lèi)通過(guò)呼吸作用釋放的能量， 一部分用于進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)，另一部分用于維持體溫。教師利用幻燈片展示表1。

表1 鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)的體溫比較

學(xué)生據(jù)表得知：相比其他動(dòng)物，鳥(niǎo)類(lèi)的體溫高而恒定，適應(yīng)高空低溫環(huán)境。

鳥(niǎo)類(lèi)消化系統(tǒng)吸收的大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)， 以及呼吸系統(tǒng)吸收的大量氧氣，如何運(yùn)輸至全身各處？

活動(dòng)3：圖表分析鳥(niǎo)類(lèi)循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)（表2）。

表2 鳥(niǎo)類(lèi)與人的心臟大小及心博次數(shù)的比較

結(jié)論：循環(huán)系統(tǒng)發(fā)達(dá)，高效運(yùn)輸養(yǎng)料、氧氣和代謝廢物。

泌尿系統(tǒng)承擔(dān)著排出體內(nèi)代謝廢物的重任，鳥(niǎo)類(lèi)的泌尿系統(tǒng)具有什么特點(diǎn)？

活動(dòng)4：圖文分析鳥(niǎo)類(lèi)泌尿系統(tǒng)的特點(diǎn)。

教師提問(wèn)：你見(jiàn)過(guò)鳥(niǎo)類(lèi)的排尿方式嗎？鳥(niǎo)類(lèi)的尿是什么樣的？展示家鴿的糞便照片，解讀上面顯示的白色物質(zhì)，并說(shuō)明：鳥(niǎo)類(lèi)的尿大都含有尿酸，而不是哺乳類(lèi)的尿素。尿酸不像尿素易溶于水，常呈半凝固的白色晶體。鳥(niǎo)類(lèi)排尿失水很少，不具膀胱，形成的尿連同糞便隨時(shí)排出體外。

結(jié)論：不具膀胱，尿液隨糞便及時(shí)排出體外，有利于減輕飛行時(shí)的體重。

3.3 歸納總結(jié) 學(xué)生根據(jù)以上探究活動(dòng)歸納總結(jié)鳥(niǎo)類(lèi)適于飛行的特點(diǎn)，概述鳥(niǎo)類(lèi)主要特征。

3.4 探究鳥(niǎo)類(lèi)與人類(lèi)生活的關(guān)系 學(xué)生以小組為單位討論交流鳥(niǎo)類(lèi)與人類(lèi)的關(guān)系。

總結(jié)鳥(niǎo)類(lèi)與人類(lèi)的關(guān)系： ①鳥(niǎo)類(lèi)幫助人類(lèi)控制消滅農(nóng)田、森林和草原的害蟲(chóng)、害鼠；②鳥(niǎo)類(lèi)傳播花粉、種子，在植物擴(kuò)散、更新和植被的演替中起了重要的作用；③鳥(niǎo)類(lèi)啟迪人類(lèi)發(fā)明創(chuàng)造，例如飛機(jī)等；④鳥(niǎo)類(lèi)為人類(lèi)提供肉、蛋，以及羽絨、羽毛等物質(zhì)產(chǎn)品；⑤鳥(niǎo)是人類(lèi)文明的組成部分：以鳥(niǎo)為代表的音樂(lè)、舞蹈（《百鳥(niǎo)朝鳳》《孔雀舞》）；以鳥(niǎo)為代表的國(guó)旗（墨西哥、贊比亞、厄瓜多爾等）、國(guó)徽（美國(guó)、泰國(guó)等）。

總之， 鳥(niǎo)類(lèi)是維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的重要因素，是人類(lèi)生存發(fā)展的重要伙伴，愛(ài)鳥(niǎo)護(hù)鳥(niǎo)人人有責(zé)。

4 課后反思

本節(jié)課是以建構(gòu)主義的教學(xué)理論為依據(jù)設(shè)計(jì)的探究式教學(xué)課程，具有以下特點(diǎn)：

1）補(bǔ)充重組教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)學(xué)生的思維特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和重組。無(wú)論是對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)形態(tài)結(jié)構(gòu)還是生理特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)都遵循了由感性到理性，由形象思維到抽象思維的認(rèn)知規(guī)律。

2）在教學(xué)方法上變“教”為“誘”。 在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中不斷創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境， 讓學(xué)生置身于解決實(shí)際生物學(xué)問(wèn)題的情境之中，身臨其境地進(jìn)行探究。教師只是學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建者， 學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者和引領(lǐng)者，引導(dǎo)、點(diǎn)撥、激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的思想。

3）以學(xué)生的發(fā)展為本。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、判斷、歸納總結(jié)等一系列環(huán)節(jié)，提高其邏輯思維水平，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。

4）探究式教學(xué)與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)相比耗時(shí)長(zhǎng)，其實(shí)施更有賴(lài)于課堂教學(xué)的有序性，必須制定好課堂規(guī)則，才能收到良好的效果。