“探究鱼类适应水生生活的特征”实验教学设计

孙淑娟

摘 要 以探究“鱼类适于水中生活的特点”为主线，对教材中的相关实验进行拓展和延伸。以学案为载体，提供科学方法的指导，鼓励学生对实验进行改进创新，增强学生对科学知识的感性认知和探究体验，提高学生分析问题与解决问题的能力，提升学校实验教学的水平和育人效果。

关键词 学案导学 实验改进

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

文件编号： 1003 - 7586（2016）06 - 0051 - 03

1 教材分析

本节课选自济南版初中生物学七年级上册第二单元第二章第二节“脊椎动物的主要类群中的鱼类”。从内容上看，与前面学过的无脊椎动物相比，脊椎动物的结构更为复杂，进化地位更高，其中鱼类是最古老、最低等、种类数量最多的脊椎动物，与人类的关系更为密切，是知识上的延续。从内容呈现方式上来看，教材提供了丰富的图文资料，增加学生对于鱼的感性认识；通过观察、探究实验等方式，归纳总结鱼类与水生生活相适应的主要特征，并根据有无脊柱对生物进行分类，学生进一步掌握了学习动物类群的规律和方法，为后续脊椎动物的学习作了知识和方法上的铺垫。

2 学情分析

知识方面：鱼是生活中常见的生物，学生的感性认识丰富，能够说出生活中常见的鱼，知道鱼类与人类有密切的关系。但是学生对鱼类的认识仅仅停留在外部形态和生活习性等方面，对于它们的内部结构和生理特征了解不够深入，如鱼类区别于其他动物的本质特征；鱼鳃的结构及功能；各鱼鳍的功能等方面。

能力方面：中学生逻辑思维开始处于优势发展的阶段，学生具备了初步的探究能力，如观察、分析、综合、判断、推理等能力，但这些能力还有待通过实践进行提高。

3 教学目标与教学重难点

知识目标：说出鱼类适应水中生活的形态结构和生理特点；概述鱼类的主要特征。

能力目标：通过观察鱼的外形，探究鱼类的运动、呼吸、调节比重、感觉器官等实验，说明鱼类适应水中生活的形态、结构和生理特点，在实验中提高猜想、操作、观察、推理、分析、合作及创新能力。

情感、态度价值观目标：通过体验探究过程，领悟科学研究的基本方法，形成认真细致、实事求是的科学态度；认同“结构与功能相统一”的生物学观点。

教学重点：概述鱼类的主要特征，说出鱼类的形态结构适应水中生活的特点。

教学难点：探究过程中计划的制定、对实验现象的观察及对结果的分析。

4 课前准备

教师准备材料用具，带领学生自制鱼骨骼标本，进行“鱼类知识小调查”。学生收集有关鱼类资料并通过QQ群共享，学生自主学习，组建兴趣小组并分工。

材料用具：鱼缸、注射器、气球、硬纸板、研钵、培养皿、剪刀、凡士林、橡皮泥、黑色丝袜、小金鱼、鲫鱼、菠菜等。

5 教学过程

5.1 创设情境，诱思探究

课前播放有关鱼类的视频，学生畅谈对鱼类的认识，教师出示多媒体鳄鱼、鲸鱼、鲨鱼、鲍鱼、鱿鱼、鲤鱼等图片，并提出问题：“它们是鱼吗？”学生猜想，并提出问题：鱼类具有哪些主要特征呢？它们是怎样适应水生生活的呢？教师进一步引导学生猜想鱼类适于水中生活的条件，细化要探究的问题：减少阻力、提供动力、协调比重、灵敏的感觉器官、获取氧气。

设计意图：激趣、导疑、了解学生的原有的认知水平、因学定教。

5.2 自主学习，合作探究

5.2.1 提出问题，作出假设

学生研读教材，根据提供的实验材料和用具，选择要探究的主题，并制定本小组的实验方案，组内合作，组间交流，同时教师进行点拨、讲解，最终小组成员共同完善实验方案。

5.2.2 制定实验方案

经过学生的交流研讨，汇总的实验方案如下所示。

（1） 减少阻力探究组：

学生一般采用“看”（观察鲫鱼）和“摸”（触摸鱼的体表）的形式，教师指导，提示方法——观察法。

在学案中呈现问题导航，保证学生有序进行探究：

① 鲫鱼的身体分为哪几部分？

② 鲫鱼的体色如何？这种体色的作用？

③ 鲫鱼的体形如何？这种体形的意义？

④ 鲫鱼的体表有什么覆盖？用手摸一摸体表，感受体表特点，这些特点对鱼的生活有什么作用？

（2） 提供动力探究组：

为探究各鱼鳍的作用，经学生讨论，得出三种主要方法：① 剪鱼鳍；② 捆绑鱼鳍；③ 制作模型进行探究。本着保护动物，减少伤害的原则，学生一般选择第二种和第三种方法。

教师进行方法指导——设计对照实验，同时提醒学生在操作时要轻、快，减少对鱼的伤害。其中捆绑鱼鳍法对学生操作要求较高，教师展示兴趣小组学生录制的一组关于捆绑尾鳍实验的微视频，为学生的实验操作提供借鉴。

为保证探究的顺利进行，学案中呈现问题导航：

① 观看鲫鱼游泳，注意鲫鱼在前进、转弯、静止时各种鱼鳍的动作，试着猜测各种鱼鳍所起的作用。

② 探究鱼鳍实验过程中，动作轻缓、迅速。

③ 鲫鱼的运动是只靠鱼鳍就能完成吗？鲫鱼哪些部位的肌肉最发达？还有哪些结构与运动有关？

（3） 协调比重探究组：

很多学生认为：鱼通过控制鱼鳔中气体量的多少而上升或下降。教师进一步出示鲨鱼资料：鲨鱼恰恰没有鱼鳔，但是它仍能上升或下降，靠不停地游动保证身体不至于沉入水底。通过这则资料，学生作出进一步假设：鱼鳔的功能是可以调节身体的比重，使鱼停留在任一水层。

探究鱼鳔的功能，学生一般采用模拟实验的方法，初步设想是用矿泉水瓶模拟鱼，在瓶中放入石子模拟鱼内脏，瓶内空腔模拟鱼鳔，用吸管向模拟“鱼鳔”中吹气，“鱼”能停留在任何一水层，通过类比实验体会鱼鳔的作用。

教师进行方法指导——模拟实验法，同时出示有关鱼鳔的相关资料，并说明有的鱼鳔有鳔管，有的鱼鳔无鳔管。学生设计的这些模拟实验主要模拟的是喉鳔鱼类的鱼鳔的作用，该模拟实验具有一定的局限性。教师要提醒学生遵循实验设计的科学性原则，使学生的逻辑思维严密化和深入化。

（4） 灵敏感觉器官探究组：

根据生活经验，如有很多深海的鱼眼睛退化但仍然能躲避障碍物，及有关侧线的相关资料，学生推测鱼的感觉器官是侧线。学生设计如下方案：

① 用放大镜观察侧线；

② 用眼罩蒙上鱼的眼睛，用玻璃棒顺时针搅拌水流，看它能否躲避障碍物；

③ 用凡士林涂抹侧线，用玻璃棒顺时针搅拌水流，看它是否能躲避障碍物。

教师进行方法指导：注意实验材料的选择，遮住鱼的眼睛和封住侧线是本实验的关键点，认真观察、客观描述。

（5） 获取氧气探究组：

学生主要采用观察的方法：将小金鱼放入盛有清水的培养皿中，这样可以限制小鱼的运动，用滴管在鱼口前约1 cm处滴加菠菜汁，观察从哪里流出来。进一步作出猜测：鱼口与鳃盖的交替张合是鱼在进行呼吸，鱼的呼吸器官是鳃，并观察鱼鳃。教师提示滴管的正确使用方法。

教师在学案中呈现问题导航：

① 鳃的主要部分是鳃丝，它为什么是鲜红色的？为什么既多又细？

② 鱼离开水后，很快就会死亡，原因是什么？怎样判断鱼是否新鲜？

设计意图：学生自行设计实验，交流方案，完善方案，提高学生提出问题、作出假设、设计实验、创新等各种探究能力。教师同时利用多媒体及学案，帮助学生找到突破重难点的方法和路径，为探究的有效进行提供帮助。

5.2.3 实施计划，得出结论

明确实验方案后，学生开始实验，实验中以学案及问题导航为指导，准确记录实验现象，分析实验结论，完成实验报告，同时记录在实验中出现的问题及对实验进行改进。

5.2.4 表达交流，总结提升

完成实验后，教师引导学生进行总结提升，部分学生还对实验进行了创新：

（1） 提供动力探究组的学生用自制的鱼模型演示尾鳍在游泳中的作用（图1）；还有学生用玩具鱼模拟尾鳍的作用（图2），实验方法简便易行，实验现象明显。

（2） 调节比重探究组的学生经过实验证实模拟鱼不能很好地控制气球中的气体多少，实验可行性较差，因此将模型进行了改进，用注射器模拟鱼，用彩色石头模拟鱼的内脏，用注射器中的空腔模拟鱼鳔（图3）。实验现象也非常明显。

（3） 灵敏感觉器官探究组的学生在实验时遇到困难，实验效果不佳，组内进行了反思：① 一般鱼缸太小，鲫鱼活动不开，不能完全避开障碍物。② 用黑色丝袜遮住鱼的眼睛，不好操作，丝袜太窄，易脱落，太宽易罩住鳃盖。③用凡士林密封侧线，凡士林易脱落，效果不佳。图4是该组学生对实验材料的改进。

（4） 获得氧气探究组的学生用鲫鱼做实验，将滴管改为注射器，更容易控制蔬菜汁的量，更容易在鱼口处定位，同时操作也比使用滴管简单。

最后教师引领学生观察“鱼骨骼”模型，重点观察脊柱和脊椎骨，并思考：鱼与前面学过的无脊椎动物的区别是什么？脊柱的功能是什么？进一步判断“它们是鱼吗”？（鲸鱼、鲨鱼、鱿鱼、鲍鱼、鲫鱼、鳄鱼的图片），并尝试应用已学到的知识进行分类。

5.3 盘点收获，建构体系

教师提出问题：总结鱼类的主要特征。鱼类的哪些特征适于在水中生活？今天的探究过程给你什么启发？

6 板书设计

参考文献：

[1] 许明.“探究鱼类水中生活的秘密”的自主探究教学[J].生物学教学，2015（5）：16-18.

[2] 杨守菊.走进名师课堂[M].山东：山东人民出版社，2010：160-164.