好课实录从挖掘机到“仿生学”
?教学背景 《骨骼、关节和肌肉》是教科版四年级上册《我们的身体》单元的第二课。在第一课《身体的结构》中，学生从整体上认识了人体的结构，从本课开始进入到人体各大系统的局部观察之中。授课教师从独特的爱好“挖掘机”引入，带学生看挖掘机视频，玩挖掘机模型，进而迁移到仿生源头——骨骼、关节和肌肉。等学生充分观察自身的骨骼、关节和肌肉后，教师组织学生举哑铃，并分析各部分的作用。再到最后，给模拟版的挖掘机提出改进建议，推动技术的发展。 本课“仿生学”概念的引入，使学生在关注自己个体的同时，认识到人类作为自然界的一员，有着极为精密的身体结构和难以复制的功能，从而重新审视人类自身的价值，更加热爱生命。 ?教学实录 环节一：趣味导入，引出挖掘机 师：给大家上课感到非常亲切，我的儿子和你们一样的年龄，他最喜欢各种车，你们喜欢吗？ 生1：我喜欢赛车，因为它跑起来像猎豹一样快。 生2：我喜欢跑车，因为它流线型的造型很美。 师：老师也有自己喜欢的车，这款车世界闻名，能适应各种复杂的路况，动力十足。 （学生翘首以待，教师出示挖掘机图片） （学生哄堂大笑） 师：看来你们对挖掘机有偏见，我给大家播放一段挖掘机的视频，看完以后，再来看看你们对挖掘机有什么不同的印象。 （播放挖掘机视频） 师：你们发现了挖掘机的什么优点？ 生3：我看到了挖掘机巨大的机械臂。 生4：我看到了挖掘机能在陡峭的山崖间工作。 （设计意图：教师在趣味的对白和挖掘机令人震撼的视频中导入学习主题，以挖掘机为载体既符合学生的童趣，更能突出机械的强大能力，为“仿生学”的登场做好铺垫） 师：我不仅喜欢挖掘机，还对它进行了深入研究（出示自己组装的简易挖掘机模型）。 师：别小看这个模型，它还能灵活操控（教师操作模型）。 （学生跃跃欲试） 师：是不是很有趣？我准备了许多这样的小模型，课堂上认真探究的小组就可以获得奖励。 （学生兴趣高涨） 师：现在先让我带大家认识一下挖掘机的结构（结合图片，介绍大臂、小臂、铲斗、液压杆和旋转点）。 师：我们的身体也有类似的结构，你发现了吗？请说说理由。 生5：大臂、小臂像骨骼，都长长的。 生6：旋转点像关节，都可以活动。 生7：液压杆像肌肉，能提供动力。 师：很好！今天就让我们一起来认识一下它们。 环节二：初步认知上肢的骨骼、关节和肌肉 师：刚才我们说了挖掘机的这些结构很像我们的上肢，那我们就来观察一下上肢的骨骼、关节和肌肉，找一找它们在哪里，长什么样？ 师：伸出左上肢，跟着老师一起用摸的方法观察自己左上肢里的骨骼、关节和肌肉。 （学生把观察到的样子先在组内口头交流，再把确定的样子画在学习单中） 生1：上臂有一根又粗又长的骨骼，小臂有一根骨骼，骨骼与骨骼之间有一个关节把它们连起来，然后连着手掌，手掌里有许多小骨骼和小关节。 师：很好，对于这个小组的学习单，其他组还有补充吗？ 生2：小臂这里是两根骨骼。 生3：我们组觉得，关节不是单独存在的，它们更像是两根骨骼“咬合”在一起。 生4：我们还发现，肌肉是包裹在骨骼的周围。 师：我们的上肢正像同学们所观察到的那样（出示完整的人的上肢轮廓图）。上臂有一根长长的骨骼，叫肱骨，前臂这里有两根骨骼，手掌这里有许多根小骨，骨与骨之间都有关节，外面都裹着肌肉。 师：下边请各小组在原来的基础上修正和完善自己的学习单。 （设计意图：教师用摸和画的方式，与学生一起观察自己既陌生又熟悉的上肢，了解骨骼、关节和肌肉的位置及特点，丰富学生认知的细节。慢且安静，这种专注观察的方式，既是本节课的需要，更是学生课堂观察的培养目标。同时，学生体会到，对观察物体的认识是一个逐步完善的过程，所以在原有基础上的修正和完善正是这一理念的体现） 环节三：骨骼、关节和肌肉的运动和功能 师：我们已经了解了它们的基本样子，那么在运动中，它们会变化吗？ 生1：肌肉鼓起来。 生2：可能变硬。 师：真的有这些变化吗？我们一起做个动作观察一下。 （教师边演示边介绍）左手拿住哑铃，慢慢移到胸前，注意眼睛一定要仔细看：骨骼、关节、肌肉有什么变化？再慢慢伸直，观察它们又有什么变化？也可以用右手边摸边思考：骨骼、关节和肌肉在刚才的过程中各起什么作用？ 师：实验效率高的小组，还将另外获得一份材料，额外完成一个实验。 （学生动手实验，教师巡视指导，学生将变化和作用记录在学习单上，完成快的小组获得一节pvc管，试着用实验论证：如果骨骼、关节和肌肉中的其中一个不能参与了，会产生什么后果） 师：它们是怎样变化的？ 生3：我们发现，移动的时候，骨骼的位置跟着哑铃发生了变化，关节随着骨骼发生了转动。 生4：我们发现，哑铃平举时，上臂肌肉是平的，弯曲时，肌肉变鼓变硬。 师：同学们对变化的观察非常仔细，从这些变化中，你们觉得它们各起了什么作用？ 生5：骨骼起到支撑作用，关节帮助转动，肌肉提供了动力。 师：那么，假如它们中有一个不能参与了，会怎么样？ 生6：我们试着把pvc管套在了关节上，就无法完成刚才的动作。 师：是的，不仅是关节，完成动作需要骨骼、关节和肌肉的共同参与、协调配合、缺一不可。 师：其实挖掘机的这些结构就是在仿照我们上肢的骨骼、关节和肌肉，但是只仿了一部分，与我们的上肢比比，你们觉得谁更精密？ 生7：手掌比铲斗更加灵活。 生8：我们的关节转动更灵活，而且转动角度大。 师：所以我们的上肢更加精密，而且这么精密的骨骼、关节和肌肉不单上肢有，全身各处还有许多。 （出示人体骨骼模型） 师：一个正常的成年人有206块骨骼，与之相应的骨骼肌有600多块，经常锻炼身体可以使我们的骨骼粗壮，肌肉发达，关节更加灵活。 环节四：人体“仿生学” 师：除了挖掘机，生活中还有不少物体也在仿照我们，你能举例吗？ 生1：台灯，它仿照了我们的脊柱。 生2：机器人，仿照了我们的许多结构，也能替我们做许多事情。 师：是的，这样的事例还有许多，科学上还专门把这个领域称为人体仿生学。但是直到今天，这些机械能完全代替我们人类吗？ 生3：不能。 师：关于我们人体的奥秘还有许多，你们还想继续研究人体的哪些奥秘？ 生4：我想研究马拉松运动员耐力非常好的秘密。 生5：我想研究人体是如何感到疼痛的。 （设计意图：学生结合自己的生活经验，寻找身边熟悉的物体。通过讨论，不仅知道了人体仿生学这门学科，更重要的是激发了他们研究人体奥秘的兴趣） 环节五：拓展延伸 师：大家利用老师奖励的挖掘机模型玩一玩。玩的时候，对照自己的身体结构，想想看，这个模型还能如何改进？ 生1：给铲子加入更多的关节，使它更灵活。 生2：把注射器管子中的水变成油，使它更润滑。 生3：换更大的注射器，增加力度。 师：每个人将改进的想法记录在学习单上，并利用课余时间实践一下。 ?教学反思
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