11.3 运动的形成 教学设计-2024-2025学年北师大版生物七年级下册

《第3节 运动的形成》教学设计 基本信息 课题 第3节 运动的形成 学科及年级 初中生物，七年级下册 教材版本 北京师范大学出版社（北师大版）生物学七年级下册 【课时教材分析】 本节课选自北师大版七年级下册第11章《人体的运动》中的第3节《运动的形成》，是继“骨”“关节”“骨骼肌”等基础知识之后的核心整合内容。教材以“屈肘与伸肘”这一日常动作切入，系统阐述了躯体运动是由骨、关节和骨骼肌三者协同完成的生理机制。通过图文结合的方式展示了肱二头肌和肱三头肌的位置关系，并借助模型制作活动引导学生理解肌肉收缩如何牵引骨绕关节运动。同时，教材引入杠杆原理解释前臂运动的力学特点，体现结构与功能相适应的生命观念。此外，还强调神经系统对肌肉收缩的调控作用以及能量来源于有机物氧化分解，渗透多系统协调参与生命活动的整体观。本节内容承上启下，既是对前两节知识的应用深化，也为后续学习体育锻炼的意义奠定基础。 【课时学情分析】 七年级学生已具备一定的观察力和好奇心，生活中频繁接触各种运动现象，如跑步、跳跃、写字等，对“人为什么会动”有朴素认知。在前期学习中，学生已经掌握了骨的基本结构、关节的组成及骨骼肌的分布概况，为本课学习提供了必要的知识储备。然而，他们对于“运动是如何具体形成的”仍存在模糊认识，容易将运动归因于单一器官的作用，缺乏系统性思维。此外，抽象概念如“神经调节”“能量供应”“杠杆原理”对学生而言理解难度较大。学生的动手能力正处于快速发展阶段，喜欢参与实验和模型构建类活动，但科学探究的规范性和逻辑性尚需引导。因此，教学应立足生活情境，通过直观演示、动手建模和问题驱动等方式，帮助学生建立“结构—功能—调控”三位一体的运动形成机制认知体系。 【课时设计思想】 本课以“真实问题导向+模型探究实践”为主线，围绕“为什么我们的手臂能弯曲和伸直？”这一核心问题展开教学。采用议题式教学法统领课堂，设置“揭秘手臂运动密码”为主题任务，贯穿始终。通过情境导入激发兴趣，利用教材图示和实物类比降低认知门槛；实施合作探究法组织学生分组制作伸肘屈肘模型，在“做中学”中体验骨、关节、骨骼肌三者的关系；结合讲授法精讲关键概念，辅以动画微视频突破难点；最后回归生活，探讨体育锻炼的价值，落实健康行为培养。整个设计遵循“感知—操作—建构—迁移”的认知规律，注重学科核心素养的融合发展，强调跨学科联系（物理杠杆、化学供能），促进学生形成结构与功能观、物质与能量观、系统与平衡观等生命观念。 【教学目标】 生命观念： 1. 能够描述骨、关节、骨骼肌在运动中的作用，理解三者协同完成躯体运动的机制，形成“结构与功能相适应”的生命观念。 2. 能够说明运动过程中能量的来源及神经系统的调控作用，初步建立“生物体是一个统一整体”的系统观。 科学思维： 1. 通过分析伸肘和屈肘模型的工作原理，运用归纳与演绎的方法推理不同状态下肌肉的收缩与舒张关系。 2. 借助前臂杠杆模型，比较其与物理杠杆的异同，发展类比推理和批判性思维能力。 探究实践： 1. 能依据提供的材料器具，小组合作设计并制作伸肘和屈肘模型，模拟真实运动过程，提升动手能力和工程思维。 2. 能够观察模型运作现象，记录实验结果，提出改进建议，发展科学探究技能。 态度责任： 1. 认识到体育锻炼对青少年骨骼和肌肉发育的重要意义，增强主动参与体育活动的责任意识。 2. 树立科学运动的理念，关注自身身体健康，养成良好的坐立行姿势习惯。 【教学重难点】 【教学重点】 1. 阐明躯体运动是由骨、关节和骨骼肌共同完成的，理解三者之间的协作关系。 2. 解释在屈肘和伸肘运动中，肱二头肌和肱三头肌分别处于收缩或舒张状态的功能分工。 【教学难点】 1. 理解骨骼肌只能牵拉骨而不能推开骨，因此需要成对肌肉协调配合才能完成双向运动。 2. 领会前臂屈肘运动属于费力杠杆，虽不省力但能增大运动幅度，理解其对人类精细操作功能的适应性意义。 【教学课时】 1课时（45分钟） 【教学策略】 采用议题式教学法、情境探究法、合作探究法与讲授法相结合的教学策略。以“揭秘手臂运动密码”为核心议题，创设真实问题情境；通过模型制作活动实现“做中学”；教师适时点拨讲解，帮助学生建构科学概念；运用小组合作方式促进交流与反思，强化学习效果。 【教学准备】 教师准备：多媒体课件（含伸肘屈肘动态动画）、教材插图投影、人体骨骼模型、橡皮筋、硬纸板剪成的骨形片、图钉、胶带等模型材料包若干组。学生课前预习课本相关内容，了解肱二头肌与肱三头肌的大致位置。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、情境导入，引发思考 一、情境导入，揭示课题 （1）、创设生活情境，提出核心问题 教师站立讲台前，缓缓举起右臂做出“举手回答问题”的动作，然后缓慢放下手臂，再做一次快速握拳—松开的动作。边做动作边提问：“同学们，请注意看我的手臂，它刚刚完成了哪些动作？这些看似简单的动作，背后究竟隐藏着怎样的生物学奥秘呢？我们每个人每天都在进行无数个动作，比如翻书、写字、打篮球，那么，你们有没有想过，我们的身体到底是怎样完成这些运动的呢？” 等待学生回应后继续引导：“今天，我们就从最熟悉的动作开始研究——屈肘和伸肘。请大家跟我一起做一个动作：把你的右手放在左肩上，然后慢慢弯曲肘部，让前臂向上抬起，感受一下上臂前侧有什么变化？再试着伸直手臂，感受上臂后侧的变化。” 给予学生1-2分钟时间亲自体验并交流感受。 （2）、展示教材图示，引出探究主题 教师利用PPT清晰展示教材第130页图11-7“肱二头肌和肱三头肌的位置模式图”， 并标注出肱二头肌位于上臂前方，起点有两个头附着于肩胛骨，止点连接前臂桡骨；肱三头肌位于上臂后方，起点有三个头分别附着于肩胛骨下方和肱骨，止点连接尺骨。 提问：“从这张图我们可以看出，这两块肌肉都跨越了肘关节，并且分别连接着上臂骨（肱骨）和前臂骨（桡骨、尺骨）。那么，当我们要弯曲手臂时，是哪块肌肉在发力？它是如何拉动骨头产生运动的？接下来，让我们通过一个有趣的模型来揭开这个秘密。” 1. 观察老师的示范动作，回忆自己日常中的类似动作。 2. 按照老师指令亲身体验屈肘与伸肘动作，用手触摸上臂前后两侧肌肉，感受其紧张与放松的变化。 3. 积极发言分享体验结果，如“弯手臂时前面鼓起来了”“伸直时后面绷紧了”。 4. 观察教材图示，对照自身手臂，初步建立肌肉位置的空间认知。 通过亲身参与和直观感知，激活已有经验，激发探究欲望；利用教材原图确保信息准确性，避免误导；以具体动作切入抽象知识，降低学习门槛，实现由感性到理性的过渡。 二、模型建构，合作探究 二、指导建模，探究机理 （1）、明确任务要求，分发材料工具 教师宣布：“现在我们将化身‘人体工程师’，利用手中的材料制作一个‘伸肘和屈肘模型’，来模拟真实的运动过程。请各小组组长领取材料包，内含：两块硬纸板（代表上臂骨和前臂骨）、橡皮筋两条（分别代表肱二头肌和肱三头肌）、胶带（代表肌腱）、图钉（代表肘关节）。我们的目标是让这个模型能够真实再现手臂的弯曲与伸直。” 同时投影展示教材第131页“制作伸肘和屈肘模型”的目的要求与方法步骤，并逐条解读： “第一步，请用图钉将两块硬纸板的一端固定在一起，形成可活动的铰链结构，这就是我们的‘肘关节’。” “第二步，用胶带将一条橡皮筋的一端固定在‘上臂骨’靠近关节处偏上的位置，另一端固定在‘前臂骨’远离关节的一端外侧——注意，这条橡皮筋要跨过关节前方，模拟的是肱二头肌。” “第三步，将另一条橡皮筋一端固定在‘上臂骨’靠近关节处偏下的位置，另一端固定在‘前臂骨’远离关节的一端内侧——这条橡皮筋跨过关节后方，模拟的是肱三头肌。” （2）、巡视指导操作，引导观察现象 学生分组动手制作模型期间，教师巡回指导，重点关注以下几点： 1. 检查关节是否牢固但又能自由转动； 2. 提醒学生橡皮筋的安装方向必须正确，否则无法模拟真实运动； 3. 鼓励小组成员分工协作，一人固定部件，一人粘贴，一人调试。 待大部分小组完成模型后，发出指令：“请大家先轻轻拉动代表肱二头肌的橡皮筋，观察前臂骨发生了什么变化？然后再拉动代表肱三头肌的橡皮筋，又看到了什么现象？” 引导学生重复几次操作，仔细观察并记录现象。 （3）、组织讨论交流，提炼科学结论 组织全班汇报：“哪个小组愿意展示你们的模型，并描述你们观察到的现象？” 预设学生回答：“拉前面的橡皮筋，前臂就抬起来了，像是在弯胳膊；拉后面的橡皮筋，前臂就落下去了，像是在伸直胳膊。” 教师追问：“如果同时拉两条橡皮筋会怎样？能不能只靠一块肌肉完成来回运动？” 引导学生发现：“不能，因为肌肉只能收缩产生拉力，不能主动推开骨头。所以必须有一对肌肉相互配合，一个收缩时另一个舒张，才能完成双向运动。” 最终总结：“很好！这正是生物学上的一个重要原理——骨骼肌总是成对地分布在可活动的关节周围，它们互为拮抗肌。在屈肘时，肱二头肌收缩，肱三头肌舒张；在伸肘时，正好相反，肱三头肌收缩，肱二头肌舒张。” 1. 小组领取材料，明确分工，按照步骤动手组装模型。 2. 正确安装橡皮筋，确保其走向与教材图示一致。 3. 实际操作拉动橡皮筋，观察前臂纸板的运动方向。 4. 记录实验现象，小组内部讨论肌肉与骨骼的联动关系。 5. 代表上台展示模型运行过程，口头汇报观察结果。 通过动手建模将抽象概念具象化，增强学习趣味性；在实践中理解“肌肉牵引骨绕关节运动”的核心机制；培养团队协作能力和科学探究精神；通过观察与推理，自主建构拮抗肌协同工作的概念。 三、深化理解，拓展延伸 三、深化认知，联系实际 （1）、引入杠杆原理，解析运动效率 教师提问：“我们都知道，使用工具可以省力。那么，我们的手臂在屈肘时是不是也像省力杠杆一样呢？” 展示教材第132页图11-8“杠杆和前臂工作原理比较示意图”， 并进行讲解：“当我们拿起一本书或一个水杯时，前臂就像一根杠杆。肘关节是支点，手中物体的重力是阻力，而肱二头肌收缩产生的拉力是动力。” 对比物理中的三种杠杆类型，指出：“大家注意看，动力作用点（肌肉附着点）离支点很近，而阻力作用点（手部）离支点较远。这意味着我们需要用较大的肌肉力量去克服较小的手持重量——这是一种典型的费力杠杆。” 追问：“既然费力，那这样的结构有什么好处呢？” 引导学生思考并回答：“虽然费力，但只要肌肉稍微缩短一点，就能让手移动很大的距离，提高了动作的灵活性和精确度。” 总结：“没错！这种设计牺牲了力量，换来了速度和范围，特别适合人类进行精细操作，比如写字、画画、弹琴。” （2）、强调神经调控，揭示完整链条 教师进一步提问：“肌肉是怎么知道什么时候该收缩的呢？” 回归教材原文：“其实，引起骨骼肌收缩的刺激来自于神经传来的兴奋。也就是说，当你想弯手的时候，大脑发出指令，通过神经传递到肱二头肌，它才会收缩。这是一个受神经系统精密调控的过程。” 补充说明：“而且，肌肉收缩还需要能量，这些能量来自肌细胞内的有机物（如葡萄糖）与氧气发生氧化分解反应，这个过程离不开呼吸系统和循环系统的支持。” 构建整体图景：“所以说，看似简单的屈肘动作，实际上涉及运动系统、神经系统、呼吸系统、循环系统等多个系统的协同工作。” （3）、联系现实生活，倡导健康行为 教师引导：“既然运动如此复杂又重要，我们应该如何保护自己的运动系统呢？” 组织学生阅读教材第132页‘体育锻炼促进青少年骨骼和骨骼肌的发育’部分内容，并提问：“经常参加体育锻炼对我们的骨骼和肌肉有哪些好处？” 鼓励学生结合自身经历分享体会，如“打球后感觉力气变大了”“跳绳多了腿更有劲了”。 教师总结：“科学的体育锻炼不仅能增强肌肉力量、提高关节灵活性，还能促进骨骼生长，使身体更加强壮。但也要注意适度，避免受伤。希望大家都能养成坚持锻炼的好习惯！” 1. 观察杠杆示意图，理解前臂作为费力杠杆的工作原理。 2. 思考并回答费力杠杆的优势所在，认识到结构与功能的适应性。 3. 明确神经系统在运动控制中的主导作用，理解多系统协作的重要性。 4. 阅读教材相关内容，归纳体育锻炼的益处。 5. 分享个人运动体验，树立积极锻炼的健康意识。 将生物学知识与物理学原理融合，提升综合思维能力；揭示运动背后的神经调控与能量代谢机制，培养学生系统观念；联系生活实际，强化社会责任意识，促进健康生活方式的养成。 四、巩固练习，检测反馈 四、课堂练习，巩固提升 （1）、呈现典型题目，组织独立作答 教师投影出示教材第133页“思考与练习”第1题： “有关人体手臂动作的描述，正确的是（ ）。 A. 肱二头肌与肱三头肌同时收缩，手臂会弯曲 B. 肱二头肌收缩，肱三头肌收缩，手臂会弯曲 C. 肱二头肌收缩，肱三头肌舒张，手臂会弯曲 D. 肱二头肌与肱三头肌同时舒张，手臂会弯曲” 要求学生独立思考，选择正确答案，并说明理由。 （2）、开展互动评讲，强化正确认知 邀请学生回答，重点关注错误选项的辨析： 对A项解释：“两者同时收缩会导致关节僵直，无法完成弯曲动作。” 对B项指出：“表述重复，逻辑不清。” 对D项说明：“同时舒张则无动力来源，手臂自然下垂。” 最终确认C为正确答案，并再次强调：“只有当肱二头肌收缩、肱三头肌舒张时，才能实现屈肘。” 接着出示拓展题：“猎豹奔跑时，其运动系统由哪些部分组成？这与人类有何共同之处？” 引导学生迁移知识，得出“均由骨、关节、骨骼肌组成，体现动物界结构功能的统一性”的结论。 1. 审题思考，独立完成选择题。 2. 主动举手回答问题，阐述判断依据。 3. 听取教师点评，纠正错误理解。 4. 尝试解答拓展题，实现知识迁移应用。 通过典型习题检测学习成效，及时发现问题；通过错因分析加深对拮抗肌工作原理的理解；通过拓展题促进知识迁移，提升综合应用能力。 【作业设计】 一、基础巩固题 1. 填空题： （1）人体的躯体运动是由______、______和______三部分共同完成的。 （2）在屈肘运动中，______收缩，______舒张；在伸肘运动中，______收缩，______舒张。 （3）骨骼肌的收缩受到________系统的调节和控制。 （4）运动所需的能量来自于肌细胞内________的氧化分解。 二、识图分析题 观察下图（绘制简化的伸肘屈肘模型图，标出骨、关节、橡皮筋模拟的肌肉），回答问题： （1）图中A、B两条橡皮筋分别模拟的是哪两块肌肉？ （2）当拉动A时，模型呈现什么动作？此时B处于何种状态？ （3）为什么不能仅靠一块肌肉完成屈伸交替运动？ 三、实践探究题 请你在家中寻找合适的材料（如木棍、绳子、瓶盖等），重新设计并制作一个改进版的伸肘屈肘模型。要求： 1. 写出所用材料清单； 2. 绘制简单的设计草图； 3. 说明你的模型相比课堂模型有哪些优点（如更灵活、更耐用等）。 下节课带来展示并讲解。 【教学反思】 本节课整体达到了预期教学目标，学生参与度高，特别是在模型制作环节表现出极大的热情和创造力。通过亲手搭建伸肘屈肘模型，学生不仅直观理解了“骨骼肌收缩牵引骨绕关节运动”的基本原理，还在实践中深刻体会到拮抗肌协同工作的必要性，有效突破了教学难点。尤其是在讨论“为何不能单靠一块肌肉完成双向运动”时，学生通过尝试失败的操作得出了“肌肉只能拉不能推”的结论，这种基于证据的推理过程极大地促进了科学思维的发展。此外，将物理杠杆原理融入生物学教学，帮助学生建立起跨学科的知识网络，增强了对“结构与功能相适应”这一核心观念的理解。不过，在时间分配上仍有优化空间，模型制作耗时略长，导致最后的拓展讨论稍显仓促。今后可提前准备好部分半成品材料，或增加小组数量减少每组工作量，以提高效率。同时，个别学生在理解“神经系统调控”这一抽象概念时仍存在困难，未来可考虑加入简单的电刺激模拟实验视频，进一步增强直观性。 学科网（北京）股份有限公司 $