素养为本的“脊椎动物”项目教学设计与实践

陈逸丰 刘 兆

（1.宁波市海曙区集士港镇中学 浙江宁波 315016）（2.温州市瓯海区外国语学校 浙江温州 325200）

1 项目主题分析

“脊椎动物”是华师大版初中《科学》七年级上册第二章第一节“动物的主要类群”第一课时的教学内容。系统学习本节内容，理解“脊椎动物的演化历程符合一定的顺序；动物的特定结构决定了特有的功能，这些功能是与生存环境相适应的”是学生建构“分类观”“结构决定功能”等观念的基础。教材大体上按照生物进化的顺序介绍了5类脊椎动物的主要特征，知识点繁多细碎。笔者以“脊椎动物的崛起”设计了学习项目，旨在引导学生在探究和实践中进行学习。

2 项目教学目标与评价标准

2.1 学情分析

初中学生接触到各类动物的机会较少，对于动物有着强烈的好奇心和求知欲。小学阶段的科学课程涵盖了一部分动物相关的内容，因此学生对于动物已经有了一定的认识。在“艳丽多姿的生物”一节，学生初步认识了“生物和生存环境是相适应的”，为本节课的学习做好准备。在技能上，学生现已具备分类的生活经验，有分类的基础。在之前的教学活动中通过记录豆类种子发芽、观察虾的生活形态等活动学习了科学观察的方法，具备一定科学观察的能力。在此基础上，教师通过创设情景，激发学生思维，引导其主动思考5类脊椎动物的主要特征及其与环境之间的关系。

2.2 教学目标

①能够说出脊椎动物的分类及相关代表动物；能正确判断某一脊椎动物所属类别。

②在对常见生物分类的过程中，初步学习科学分类的方法；在观看生物学家考证脊椎动物演化的过程中，学习“基于证据推理”的科学方法。

③通过对常见动物的学习，增强人与自然生物和谐相处的意识。通过“生态卡片”和创意写作，强化“结构功能相适应”的生命观。

2.3 评价标准

教学活动中的生态卡片制作和创意写作均需学生进行成果汇报。汇报采用表1、表2进行生生互评，量化打分。

表1 生态卡片成果汇报量化表

表2 创意协作成果汇报量化表

3 项目任务及教学流程

3.1 项目任务

本项目学习的核心任务是制作脊椎动物生态卡片。为降低项目难度，笔者将其拆解为3个子项目：制作水生动物生态卡片、制作陆生动物生态卡片、制作未来生物生态卡片（图1）。

图1 “脊椎动物”项目教学流程

3.2 教学流程

3.2.1 拼接脊柱

教师展示情境：在地球长达50亿年左右的悠久历史中，动物从海洋爬上陆地，飞向天空，迄今为止已知的动物有150多万种。动物种类如此繁多，生物学家根据这些动物的形态结构将其分为两大类。观察生物模型，试着找出它们之间最大的区别，寻找生物学家分类的依据。学生通过观察模型，发现提供的生物骨骼模型可按照有无脊椎分为两大类。教师要求学生拆散打乱鱼的脊柱，并将脊椎骨按照自上而下的次序排列。此时，教师提示学生触摸自己的脊椎，指出：人类也有共同的结构，生物学家按照有无脊椎将生物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类。教师呈现课程核心任务——制作专属的生态卡片，并要求学生依托生物多样性设计卡片，卡片包括配图、文字说明、技能、进化树等附属内容。

图2 生态卡片

教师将任务进行拆解，首先引导学生进行动物分类。学生指出动物分为水生和陆生。教师展示情境：陆地动物起源于水生动物。5亿年前地球上的生物还生活在汪洋大海中，最初的鱼类如何进化自己的特征去征服海洋？

教师播放视频介绍：昆明鱼是目前发现最古老的脊椎动物。出土的化石表明，它的身体中出现了脊椎的雏形，伴随着肌肉收缩，它可以灵活地摆动。这种运动推动周围的水流获得充足的动力，可以游得更快更远。从此，鱼类占领河流、湖泊、海洋。

之后，教师以七鳃鳗为例，引导学生观察鱼的形态，对比七鳃鳗，指出鱼的重要结构，并观察鱼在水中的运动，思考鱼鳍、鳃、侧线系统起到的作用。教师追问：如果鱼的侧线系统受损，对它的生存有什么影响？学生思考发言，教师归纳。随后，学生完成子任务：制作水生动物生态卡片，向大家简要介绍卡片信息。

教师利用生物骨骼模型，促进学生直观地认识脊柱的形态和结构，在拼接脊柱的活动中澄清脊椎和脊柱的概念。学生对比七鳃鳗，识别现代鱼类的重要结构，认识鱼的形态结构所具备的功能及对鱼类生存的影响。

3.2.2 陆地革命

教师呈现情境：早期海洋的竞争相当激烈，一部分鱼类为了避开捕食者和觅食的竞争，开始向浅水区域运动。联系游泳的经历，在水中运动和岸上有何区别？学生回答后，教师归纳，进一步追问：要脱离水在陆地上生活，生物在形态和结构上要做出哪些改变？学生分析后得到表3。接着，学生阅读两栖类和爬行类相关材料，分别以一种典型动物为例制作生态卡片，简要说明这两类脊椎动物是如何适应陆地生活的，指出爬行动物完全适应了陆地生活。

表3 生物对陆地生活的适应

教师引导学生根据生活经验，结合鱼类、爬行类等生物骨骼标本，推理出生物适应陆地生活所具备的特征，其目的在于发展学生基于证据合理推测的能力。

3.2.3 从陆地飞向天空

教师展示情境：鸟类起源于恐龙时代，在国外纪录片《未来狂想曲》中，一些科学家认为鸟类在500万年之后环境急剧变冷的情况下仍然是天空的统治者。鸟类为什么能够从几亿年前就在空中占领优势？它们的哪些形态结构起到了关键作用？学生发言，指出鸟类相关的形态结构及其功能。此时，教师引导学生进一步辩证思考：鸡、鸭、鸵鸟不能飞行，为什么也属于鸟类？

表4 鸟类的形态结构及其功能

这一环节创设的情境时间跨度很长，教师创设情境，引导学生找出鸟类的关键特征，再联系鸵鸟等特例进行提问，提高学生辩证思考的能力。

3.2.4 哺乳动物的胜利

教师展示情境：生存在地球上的生物中，有个非凡的群体占据统治地位，地球上最大、最快、最聪明的生物，都属于这一群体——哺乳动物。哺乳动物的曙光恰恰是恐龙灭绝的时期，为什么哺乳动物能够在恐龙灭绝时期顺利存活？学生带着问题阅读教材，找到哺乳动物的主要特征（表5），并思考这些特征如何帮助哺乳动物在地球的每个角落生存繁衍。

表5 哺乳类的特征及其功能

教师利用问题，驱动学生主动阅读教材，找到哺乳动物的主要特征，并积极思考这些特征对哺乳动物生存发展的重要意义。补充人类“入侵”与史前生物消失之间的相关性，激发学生对生命的敬畏，树立人与自然和谐相处的理念。

3.2.5 未来生物遐想

教师布置挑战任务：分发脊椎动物生态卡片，向学生说明创意写作主题。《未来狂想曲》中科学家假想，500万年后，人类科技获得大发展，我们得到了地球生物的基因库，可以制造混合生物。与此同时，地球重新进入冰河时期，地球环境的急剧变化导致生物大灭绝，人类开启太空探索计划。设计3张生态卡片，自行决定你将带上飞船的3种生物，简要说明你的理由。

学生对未来生物充满了好奇。假想环境剧变后的生物形态，一方面意在调动学生的想象力，一方面是综合利用本节课的知识，使学生进一步认识到生物的形态结构决定了功能，并且与环境相适应。

4 项目教学反思

脊椎动物是学生学习生物分类的第一课，本节课的教学设计是为了唤醒学生对生命发自内心的敬畏。在教学设计中，笔者首先尝试将碎片的事实性知识系统化。五大脊椎动物的主要特征属于事实性知识，国内外不同版本的教材在本节内容的安排上都偏向于介绍，显得非常细碎。教学设计将碎片化的知识串联起来，使得学生不仅能够清楚地记忆知识，更能够明白脊椎动物关键特征的出现是有其特定价值的。在第二环节“海洋中的进化”安排介绍昆明鱼化石结构的意义就在于此。其次，本节课中将情境线索作为教学的明线，从情境中提炼问题，以核心问题驱动学生思考。情境创设以学科情境为主，辅以生活情境。五大脊椎动物相关知识融于“脊椎动物逐步演化”这一情境，有利于学生从整体的视角把握本节课的知识，也有利于学生在后续学习“无脊椎动物”“植物主要类群”等内容时进行思维的正迁移，主动将分散的知识代入到生物演化的情境中。