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人教版初中生物学动物类群部分的教材编写说明及教学建议

编辑:hbhmzdq 发布时间:2013-11-12 18:44:30点击次数:

 

人教版初中生物学动物类群部分的教材编写说明及教学建议
人民教育出版社/课程教材研究所 吴成军
摘要:新修订后的生物学课程标准大幅度地增加了动物类群的内容。新修订的动物类群部分以动物进化的顺序为主线来构建教材体系;无脊椎动物强调了动物的运动和摄食行为,脊椎动物强调了动物的多样性、与人类生活的关系;以外部形态和结构为重点,教材总结了2~4条动物的主要特征,以减轻学生的学习负担。针对动物类群的教学建议,本文提出了紧抓教学目标;引导学生认真观察;从动物的生活与环境相适应的角度来认识动物的特征;善用对比学习;巧用认知冲突等教学建议。
关键词:动物类群;教材体系;教学建议
 1.      课程标准的变化及教材体系的分析
《义务教育生物学课程标准(2011版)》大幅度地增加了动物类群的内容,相比修订前的《全日制义务教育生物学课程标准(实验稿)》,无脊椎动物增加了腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物的主要特征以及它们与人类生活的关系;脊椎动物增加了两栖类、爬行类的主要特征以及它们与人类生活的关系[1]。与2001年以前颁布的教学大纲相比,基本上恢复了动物类群的知识内容。正是由于课程标准的变化,新修订的教材也要反映这种变化,增加动物类群的内容介绍。
 新修订的教材考虑到两个方面的因素:一是必须改变原教材按照动物所生活的环境来安排动物类群的编写体系。这是因为,新增加了比较多的动物类群,不同类群的动物可以生活在同一环境中,同一类群的动物可以生活在不同的环境中,同一种动物也可以在不同的环境中生活,因此,仅用水中、陆地和空中三种环境是无法清楚阐明动物的主要特征及其与环境之间的关系的;二是考虑到动物类群的知识又不能讲得很深,过深不符合课程标准将动物类群定位于生物的多样性这一要求,不利于学生对动物类群的学习,同时也会占用大量的教学和学习时间,压缩生物学中其他内容的学习和学生开展探究活动的时间,因此,新修订的教材既要改变按照环境来介绍动物类群的编排体系,又要避免大纲教材中关于动物类群的外部形态和生理结构等方面的全面介绍。
 基于大纲教材中关于动物类群的介绍都是按照进化的顺序进行的,因此,新修订的动物类群的介绍也是采用这一条主线。但需要考虑的是,讲述动物进化时需要大量的动物形态和生理结构方面的知识,便于学生比较其进化顺序,但如果过多讲述这些内容,则违背了学习动物类群的目的,加重学生的学习负担,不利于学生持续兴趣地学习动物类群的知识;另一方面,新修订的教科书也要考虑到动物的生活习性、形态结构和生理功能,以及动物的生活与环境之间所具有的协调和适应的关系。
 2. 教材体系的设计及其考虑
 教材在构建动物类群新体系时考虑到了以下几个方面。
 21 以动物进化顺序为主线
 以动物进化的顺序介绍各类动物,这是动物类群部分教材呈现的主线,需要从整体上分析所有的动物类群才能明确这条主线。从局部来看,每节还是以独立介绍各种动物类群的主要特征为教学目的。
 22 教材在各类动物介绍的篇幅上存在差异
 无脊椎动物的形态结构相对简单,与学生的关系相对较远,有些动物类群的多样性并不明显,也不要求学生掌握,同时考虑到进化关系相近的两种无脊椎动物的特征比较接近,有共同特征,便于比较学习,因此,教材将两类无脊椎动物排成一节;与之相对应的脊椎动物,由于多样性比较明显,同时与人类的关系比较紧密,学生更易观察和学习,故将鱼类、鸟类和哺乳类各单独成节;两栖动物和爬行动物的形态结构和生活习性有很多相似之处,是典型的认识动物进化关系的两类动物,因此,将其放在一节中介绍较为合理。
 23 从运动和摄食的角度描述,以培养学生的观察能力
 在介绍无脊椎动物时,考虑到有些动物比较细小或不常见,同时从学生喜欢学习的角度出发,增加对这些动物类群主要特征的感性认识,教材特别强调了从运动和摄食的角度对这些动物类群的代表动物进行描述,而对其内部的生理结构特征则不做具体要求。这种编排既减轻了学生学习的负担,抓住了主要矛盾,同时又培养了学生学会观察动物的外部形态,从外部形态中获取动物类群的主要特征的学习方法。教材开篇在章引言中就提到:“动物是多种多样的,你平时所看到的虫鱼鸟兽都是动物。为什么说它们都是动物呢?也许你会说,因为它们都能运动。其实,动物与植物还有一个显著的区别:动物不能像植物那样通过光合作用制造有机物,只能靠摄取食物来获得现成的有机物,从而维持生存和繁衍。” [2]开篇点题很有意义,帮助学生从运动和摄食的角度来学习动物类群,是一种学习方法的介绍,也是一种学习目标的介绍,便于培养学生的观察能力和学习能力。既然把常规的观察方法作为学习动物类群主要特征的重要方法,因此,不易过多介绍动物类群的主要特征,不宜涉及难度较大的神经系统、循环系统、排泄系统等生理结构方面的特征。为此,教材在介绍每种动物类群的主要特征时,主要选择了2~4条涉及外部形态、运动器官和消化器官等方面的特征进行介绍。
 24 选取与人类关系密切的动物进行介绍,以适应学生的认知特点
 传统的动物类群的介绍都会涉及代表动物或典型动物,一般是先介绍代表动物的形态结构,然后再介绍同类的其他动物,最后归纳出该动物类群的主要特征。对于无脊椎动物而言,从代表动物中获取该动物类群的主要特征的呈现方法和学习方法是适宜的。但对于脊椎动物来说,由于同类动物种类众多,多样性非常明显,而且常见动物易于观察,与人类的关系都比较密切,因此,教材就从多样性的角度引入该类群动物的介绍,然后通过观察某种或某些动物的形态结构(主要是外部形态),总结这类动物的主要特征,最后介绍该类群动物与人类生活的关系。这种不用先从代表动物的角度学习动物的主要特征,也正是基于学生的认知情况和认知特点来安排的。
 3. 教学建议及其思考
 31紧紧围绕着教材中设定的教学目标进行教学
 动物类群的增加和教材体系的变化,让动物类群的学习目标和教学目标的变化最为明显,也不易教师把握。教学时既不能过度强化动物的生理结构特征,增加动物类群的主要特征的学习和介绍,又不能过分从动物与环境相适应,动物的结构与功能相适应的角度来学习动物的特征。正确的教学目标是:紧扣教材中的“通过本节学习,你将知道:”这一栏目的学习目标来进行教学。这一栏目中的学习目标与课程标准中的具体内容是一致的,即,动物类群的主要特征是什么?它们与人类的生活有什么关系?[2]在这两个问题中,前者要求教师把握好主要特征的具体内涵,即教材中动物类群主要特征的黑体字部分,如腔肠动物的主要特征:身体呈辐射对称;体表有刺细胞;有口无肛门。至于其他的特征,如只有两个胚层(外胚层和内胚层)、有触手、神经系统简单、可以进行有性和无性生殖等特征,这些特征中有些内容在教材中出现了,但并没有出现在黑体字中,作为该动物类群的主要特征进行归纳和总结,有些特征教材中并没有进行阐述,在教学中,部分老师会不自觉地加入这些内容,将教材中没有的特征作为重要内容加入到教学环节中,供学生学习和掌握,这样做势必会增加学生的负担,同时内容过多的动物类群的特征的学习,有可能变成了动物学专业课的学习,势必会影响学生学习的兴趣,从而不利于动物类群的学习。
32引导学生细心观察动物的外部形态,从中总结出该动物类群的主要特征
 教材中动物类群的主要特征大多数是通过观察外部形态和一些简单的生理结构总结、归纳而形成的。因此,观察法在学习动物类群的知识时非常重要,以教材中无脊椎动物的主要特征(黑体字部分)为例,这些特征完全可以通过引导学生认真观察动物的形态和结构,特别是外部形态而获得动物类群的主要特征。
              表1  无脊椎动物的主要特征[2]

动物类群
外部形态特征(教材中的黑体字部分)
腔肠动物
身体呈辐射对称;体表有刺细胞;有口无肛门
扁形动物
身体呈两侧对称;背腹扁平;有口无肛门
线形动物
身体细长,呈圆柱形;体表有角质层;有口有肛门
环节动物
身体呈圆筒形,由许多彼此相似的体节组成;靠刚毛或足辅助运动
软体动物
柔软的身体表面有外套膜,大多具有贝壳;运动器官是
节肢动物
体表有坚韧的外骨骼;身体和附肢都分节

首先要尽可能地创造条件让学生观察实体动物。例如,水螅、蚯蚓、缢蛏、蝗虫、河虾、鲫鱼等代表动物。实体动物最能吸引学生的观察兴趣,也最能从中发现本动物不同于其他动物类群的主要特征。
 其次可观察动物标本或切片。例如,观察蛔虫、昆虫、鸟类的标本,观察水螅、血吸虫的切片,等等,以增加感性认识。因此,教师需要提前进行准备并逐步积累动物的标本和切片,让学生最大限度地真实感受动物的形态和结构。
 第三,用好教材中动物的形态和结构图片。可从人教网站上下载这些图片,也可以从书本上进行扫描。教学时去掉文字说明,由学生认真观察总结,或进行检验和测评。
 最后,从播放动物的视频中引导学生观察,这也是激发学生学习兴趣的有效手段。播放视频前最好提出需要学生认真观察的问题,让学生带着问题进行观察,这样做的效果最好。例如,在观察水螅的运动和摄食的视频前,可以提出以下问题供学生思考:(1)水螅的身体能分出背面和腹面,左侧和右侧吗?这样的体形与捕食有什么关系?(2)水螅是靠哪些器官来捕食水蚤的?(3)水螅有口有肛门吗?观看动物视频时可随时暂停播放,让学生讨论和回答相关问题。
 需要说明的是,判断一个动物属于哪个类群,通常会根据该动物的外部形态进行初步判断,如果外部特征不足以作出判断的话,则还需要从内部的生理结构上进一步寻找证据。教材中所涉及的无脊椎动物都是一些典型的动物,基本上都可以从外部形态特征上进行判断。对于脊椎动物而言,需要涉及其内部的生理结构,如呼吸、生殖等等结构。
 33从动物的生活与环境相适应的角度分析的动物结构及生理特点,有利于学生认识到动物在长期进化过程中,逐渐具有与环境相适应的结构特征。
 学习动物类群的主要特征时,一定要结合动物所生活的环境引导学生认真细致的观察和分析。例如,学习寄生动物的生理结构时,就要结合该动物的寄生环境来理解其生理结构。寄生生活的动物因为获取现成的营养物质,因此消化器官高度退化,但由于其生活受到寄主的影响,需要大量繁殖后代来维持种的延续,因此这类动物的生殖系统高度发达。具体到不同的寄生虫,其寄生的部位和对寄主的依赖程度对其形态结构又有重要的影响,如血吸虫和蛔虫都是寄生在人体中的寄生虫,血吸虫以吸食血液为生,因此消化器官基本上完全退化,而蛔虫是以人体肠胃中的食糜为生,因此,还需要一些简单的消化器官以帮助消化。另一方面,血吸虫寄生在动物的静脉处,此处相对安全,而蛔虫寄生的地方由于动物的消化液中含有大量的消化酶和酸性物质,需要具有保护作用的角质层。再如,两栖动物和爬行动物的身体结构如皮肤、呼吸器官、血液循环系统等都与水中和陆地的环境相适应;爬行动物的皮肤结构与陆地干燥环境相适应;鸟类形态结构与飞行生活相适应。这些事例说明,动物教学中一方面要引导学生从动物与环境相适应的角度讨论,分析动物的形态结构与生理功能相适应的特点,另一方面引导学生认识到,动物的生活总是与环境相适应的,如果环境发生变化,而动物的形态或生理结构没有什么改变,该动物类群很可能就会走向灭亡,这些内容都可以帮助学生形成动物在长期的进化过程中,逐渐形成具有与环境相适应的结构特点,并具有与结构相适应的生理功能,为学习动物的进化打下基础。
34 通过比较的方式学习各动物类群的主要特征,认识它们之间的进化关系
 动物的分类正是依据动物的形态和生理结构方面的特征而进行的划分,而形态与生理结构方面的特征又正是依据类群动物的共同特征进行的归类和总结。将动物分成不同的类群则是依据不同动物类群之间的差异而进行的分类。因此,学习动物学,比较是其中重要的学习方法之一。教材将一些动物类群两两排成一节,也有让学生进行比较学习的意思。比较可以找出这些动物的相同之处,但更能看出这些动物的差异,分析这些差异,可以看出动物的进化期势,理解动物类群最为主要的特征。下面表格呈现了相邻进化动物类群的比较及进化趋势。
                      表2  动物类群的进化比较

 动物类群
主要特征
进化趋势
进化趋势
进化趋势
腔肠动物
身体呈辐射对称;体表有刺细胞;有口无肛门
 
身体从辐射对称进化为两侧对称
 
 
 
 
 
 
 
 
从水生进化到陆生,从简单进化为复杂,从低等进化到高等
扁形动物
身体呈两侧对称;背腹扁平;有口无肛门
有口无肛门进化为有口有肛门
线形动物
身体细长,呈圆柱形;体表有角质层;有口有肛门
身体从圆柱形进化为圆筒形,有体节;无运动器官进化为有辅助运动的器官
环节动物
身体呈圆筒形,由许多彼此相似的体节组成;刚毛或足辅助运动
 
辅足进化为专门的运动器官
软体动物
柔软的身体表面有外套膜,大多具有贝壳;运动器官是
表面由外套膜进化为坚韧的外骨骼;由不分节的足进化为分节的附肢
节肢动物
体表有坚韧的外骨骼;身体和附都分节
 
由无脊椎动物进化到脊椎动物
生活在水中;体表常有鳞片覆盖;用鳃呼吸;通过尾部和躯干部的摆动以及鳍的协调作用游泳
 
 
由鳃呼吸过渡到用鳃和肺都能进行呼吸
两栖动物
幼体生活在水中,用鳃呼吸;成体大多生活在陆地上,也可在水中游泳,用肺呼吸,皮肤可辅助呼吸
体表裸露进化为体表覆盖角质的鳞片或甲;无明显的保护结构进化为有卵壳保护
爬行动物
体表覆盖角质的鳞片或甲;用肺呼吸;在陆地上产卵,卵表面有坚韧的卵壳
 
由变温动物进化到恒温动物
体表覆羽;前肢变成翼;有喙无齿;有气囊辅助肺呼吸
 
由卵生进化到胎生
哺乳动物
体表被毛;胎生,哺乳;牙齿有门齿、犬齿和臼齿的分化
 

 35正确认识代表动物和动物类群的主要特征,关注动物的多样性
对于无脊椎动物而言,认识动物类群的主要特征一般是以代表动物为例进行介绍的,在这个基础上再介绍该类群的其他动物,然后归纳总结该动物类群的主要特征。正因为对代表动物的学习非常重要,因此,有些教师就会花费大量的时间学习这些动物,对代表动物所涉及的形态、结构及其生理功能都当作重点来学习,并要求学生掌握,这种做法显然是不对的。首先我们要认识到对代表动物的学习是为理解该动物类群的主要特征而服务的,不是单纯为了学习该动物的形态结构特征的。另一方面,一种动物类群中可能有多个代表动物。正因为如此,不要将代表动物的学习当成学习动物类群的全部内容。
每种动物类群的主要特征有很多,教材限于篇幅的原因和从减轻学生学习负担的角度出发,只列出了2~4条主要特征,而有些重要的特征并不没有呈现,教学时教师首先要保证这些黑体字特征的学习,即从教学策略上要建立起围绕着这些特征学习的教学活动;其次需要考虑的是,在学生学有余力和有充足教学时间的情况下,可以适当增加其他重要特征的介绍。这样做既保证了教学目标的准确落实,也为比较动物类群的进化关系提供了更多的参考资料。
需要注意的是,每个动物类群都有自己特有的特征,如具有辐射对称的腔肠动物,在水中能用鳃呼吸,在陆地上用肺呼吸的两栖动物,等等。但有些特征是几个动物类群都具有的,如爬行动物的“用肺呼吸”,也是鸟类和哺乳类的特征。因此,仅根据一条特征区分不同类群的动物可能是不合适的,必须综合几条特征进行判断。这也是教学时我们必须要求学生理解动物类群2~4条主要特征的原因之一。
另外,教学时需要注意不要将动物类群的特征进行绝对化,即判断一个动物是否是某类群的动物,不能死搬硬套其中的特征,如符合这几条特征就是该类群动物,否则反之,这种教学观念是不科学的。动物的多样性和特异性表明,总有些动物是处于不同类群动物之间的过渡动物,它们所具有的特征在两类动物中都有所体现。例如,鸭嘴兽和针鼹是卵生,但归为哺乳动物,正是因为它们在爬行动物和哺乳动物之间是呈过渡类型的动物,它们具有哺乳的特征,将其归为哺乳动物。因此,正确看待动物的多样性和特异性,关系学生正确看待生物的共性和差异性,认识到生命的复杂与美丽的认知观的形成。
36巧用认知冲突激发学生的学习兴趣
前概念是指学生在未学习科学概念之前就已通过经验或其他的学习途径所知道的概念。学生建立起的前概念中有很多概念是模糊不清的、不全面的、甚至错误的或者不科学的,尤其是动物类群的学习更是如此。例如,鲸是鱼类;鳝鱼是爬行动物;海马不是鱼类是哺乳动物;龟和鳖在水中和陆地都能生活,所以是两栖动物;是能飞的,不能飞,所以鸡不是鸟;蝙蝠能飞是,不是哺乳动物,等等。这些前概念在学生的头脑中具有一定的顽固性,即使学生学完动物类群的主要特征,也不一定能转变过来,变成科学的概念。
研究表明,要真正改变学生的错误概念,首先是从根本上让学生认识到他头脑中所具有的概念是错误的、不科学的,这样他才有动力和兴趣去探究正确的概念。因此,设置问题情景,引起学生的认知冲突,然后引导学生去探究正确的概念是一种非常重要的教学方法。例如,在讲鱼类时,教师可以设置如下的情景:“海马的头部与马相似,体内有脊椎,能在海里垂直游动,有人认为海马似马,是哺乳动物,还有人认为海马背部有,在水中用鳃呼吸,更像是鱼类,你同意哪种观点呢?” [3],这样的问题情景自然而然会引出学生的关于鱼的哺乳动物的前概念;又如,教材在“两栖动物和爬行动物”一节中安排的“想一想,议一议”栏目中的问题:“青蛙和龟既可以在水中游泳,也可以在陆地生活,然而,青蛙属于两栖动物,而龟却属于爬行动物,这是为什么呢?”,[2]这个问题情景直接点出了学生头脑中已存在的模糊概念。充分利用好这些问题情景,激发学生的认知冲突,引起学生的探究兴趣和动力,势必起到事半功倍的教学效果。
 
总之,按照动物进化的顺序编排教材体系,不是简单回到大纲教材的时代,而是在倡导探究式学习和重视概念教学的理念下,考虑到现有课时制约的一种重新设计,是一种新的设想和创造。在使用教材的过程中,对动物类群编排的理解及其实际的教学过程,肯定会存在不同的意见,甚至是争论,这是一种正常的现象。因此,加强对动物类群部分教材的研究、教学目标及策略的研究是新的形势下教师必须进行的一项重要任务。
参考文献
 [1] 中华人民共和国义务教育生物学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2012(1): 24.
 [2] 义务教育教科书 生物学 八年级上册 [M].北京:人民教育出版社,2012(1):2-39.
 [3] 吴成军.初中生物学教科书中如何体现概念的传递、形成和转变过程的思考[J].北京:课程·教材·教法,2012(4):66-73 .
本文发表于2013年第9期的《中学生物教学》杂志
 

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