探究鸟的羽毛与飞行的关系。

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探究鸟的羽毛与飞行的关系
探究鸟的羽毛与飞行的关系
器材（4人一组）
6种不同的鸟类羽毛
放大镜和镊子
测量尺
秒表
一小杯水
鸟类分类书籍
大部分工艺店里都有羽毛出售，另外还有一些不错的来源，如卡罗来纳州生物网站和本地的鸟类养殖场。你也许可以得到更多的羽毛，留着备用。但是，你应该到本地的卫生部门检验这些羽毛，以确保它们没有细菌。
背景资料
鸟的每一种羽毛都有不同的用途。羽毛的结构决定了它的作用。柔软的绒羽紧贴着皮肤，这些绒羽的间隙里充满了空气，鸟的体温使这些空气变得温暖。在绒羽上面是另一种羽毛，覆盖着鸟类流线型的身体。更大的飞羽组成了翅膀和尾巴，可以提供鸟飞行时需要的提升力和平衡力。
正是翅膀的形状使鸟类能够飞翔，而这种形状恰恰是由羽毛形成的。事实上，翅膀是一对变异了的前肢，有像手臂一样的骨骼结构。鸟的手骨比人的更长、更简单，并且愈合在一起。
“手”骨上附着的羽毛可以产生向前的推力。鸟类向前飞的动力是翅膀向后推的结果。鸟的初级飞羽向后推动空气，就像风扇的扇叶，但它们每次只转半周。翅膀向下扇动时，向后推动空气，然后翅膀向上扇动时，羽毛转动，还是向后推动空气。于是羽毛就随着翅膀的上下活动来回翻转。
进行方式
1．让学生思考鸟类羽毛的特征。然后让他们写出所知道的关于羽毛的知识，并画出他们所认为的羽毛的样子。
2．发给每组学生一个放大镜和6根羽毛，让学生知道这些羽毛分别来自哪种鸟。
3．给学生充分的时间观察这些羽毛。提供水、测量尺和秒表。让学生在20分钟内尽可能多地了解羽毛的知识。他们应该设计一个实验，利用现有的工具收集数据。
4．提醒学生记录下观察结果和数据，为每根羽毛画一幅草图。
5．让学生将他们对真正羽毛的观察结果、草图和收集的数据，与他们在观察之前所写的进行比较。
6．然后要求他们解释说明各类羽毛的不同之处以及观察到的特性。
7．鼓励学生讨论他们的结论。每组同学说出本组的想法后，其他小组可以提问。
8．让全班学生列出羽毛的共同点和不同点，然后从中推断出某些结论。
9．让全体同学讨论这6种羽毛的差异及共同之处。
10．鼓励学生推断这些羽毛分别属于哪种鸟。

延伸阅读

探究导体中的电流与两端的电压及电阻的关系

探究导体中的电流与两端的电压及电阻的关系
[教学目标]
1．通过实验探究理解电流、电压、电阻三者之间的关系。
2．学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
3．理解欧姆定律，会用欧姆定律及其变换式做有关计算。
4．会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压。体验科学探究，感悟用“控制变量法”来研究物理问题的科学方法。
5．重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。

[教学重点]欧姆定律内容，公式及计算。
[教学难点]1.试验探究电流、电压、电阻之间的关系中变阻器的作用
2.欧姆定律及变形公式的应用。
[教学模式]引导探究式
[教学准备]电压表、电流表、电阻、电池组、开关各一个，导线若干。

[教学过程]
一、达标导学
复习电路、电压、电流、电阻的概念的基础上引出电流和电压、电阻的关系。
提出问题：
通过前面的学习，同学们一定已经意识到：加在导体两端的电压越高，流过导体的电流就越大；导体的电阻越大，流过它的电流就会越小。现在，我们想进一步了解，如果知道一个导体的电阻值，还知道加在它两端的电压，能不能计算出通过它的电流呢？换句话说，电流与电阻、电压之间有什么定量关系呢？
猜想或假设
一个用电器的电阻R、它两端的电压U、通过它的电流I，这三个量之间会有什么样的关系？也许是其中的两个相乘等于第三个？也许是其中的两个相除等于第三？也许…
设计实验
实验室有阻值R各不相同的几种定值电阻。在电路中测量电阻两端的电压U和通过的电流I。对于不同的电阻，各进行几次测量，研究这三个量之间的关系。
完成测量需要哪几种仪表？在右边方框中画
出能够同时测量电压和电流的电路图。
可以增减串联电池组中电池的个数，从而改
变定值电阻两端的电压。如果你用的是学生电源，
应该怎样改变电压？还有其他方法能改变电压吗？
进行实验
按图连接电路，测量并记下几组电压和电流的值。

电阻R/Ω电压U/V电流I/A
第一次测量
第二次测量
换接另一个电阻，再次记下几组电压和电流的值。
分析和论证
（尝试对几次测量结果进行运算，找出它们之间的关系。运算是要考虑到实验会有误差，可能数据不很一致。）
结论：电流I、电阻R、电压U的关系可以用公式表示为___________________。
知识梳理：
1．欧姆定律
内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
公式：I=U/R
符号及单位：U—电压—伏特（V）R—电阻—欧姆（Ω）I—电流—安培（A）
2．额定电压：用电器正常工作时所需的电压，叫做额定电压。
3．短路：电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象，叫做短路。发生短路时，由于电流直接通过导线而不经过用电器，电阻R很小，由I=U/R知，电流很大，因而易烧坏导线或电源。
4．欧姆定律的应用
⑴求电压：由I=U/R知，导体两端的电压U=IR。
⑵求电阻：由I=U/R知，导体的电阻R=U/I。
【例1】
某导体接在20V的电路中时，电流为2A；若导体两端电压为10V，导体中电流为______A；若要使通过该导体的电流变为0.5A，则导体两端所加电压应为_______V；若该导体两端所加电压为0，则该导体阻值为_______Ω。
【思维过程】导体的电阻为R=U/I=20V/2A=10Ω。则当电压U2=10V时，
I2=U2/R=10V/10Ω=1A。当电流为I3=0.5A时，U=I3R=0.5A×10Ω=5A。由于电阻是导体的一种性质，与材料、长度、横截面积及温度有关，与导体两端是否加电压无关，所以当U=0时，R=10Ω。
【答案】1；5；10
【例2】
某同学用图6-4-5所示的电路验证在电压不变时，导体中的电
流跟导体的电阻成反比的关系。先后用5Ω、10Ω和20Ω的定
值电阻接入电路的a、b两点间，闭合开关，读出电流表的示
数填入下表。由实验数据可以看出电流跟电阻不成反比。
⑴请分析发生错误的原因。
⑵仍然使用5Ω、10Ω和20Ω三个定值电阻进行实验，验证在电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻的关系，请设计两种方法，分别画出电路图，简要写出实验步骤。（可以按需要，增添器材）
电阻（Ω）51020
电流（A）0.40.30.2
【思维过程】在研究导体中电流和电阻的关系时，要使导体两端电压不变，改变导体的电阻。图6-4-5中改变a，b两点间的电阻，但R`是定值电阻，电源电压不变，因而ab两点间的电压要发生变化，导致记下来的数据有误。
【答案】⑴实验中没有保持a、b间电压不变。
⑵方法1：利用电源电压不变如图6-4-6所示。
实验步骤：①按电路图组装电路；②依次把5Ω、10Ω、20Ω电阻接入电路，闭合开关，读出电流表示数，并记录。
方法2：调节滑动变阻器，使电阻R两端电压不变如图6-4-7所示。
实验步骤：按电路图组装电路，把5Ω、10Ω、20Ω电阻依次接入电路a、b两点间，闭合开关，调节滑动变阻器使三次电压表示数相同，读出电流表示数，并记录。
[课堂小结]：
1．欧姆定律
内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
公式：I=U/R
2．欧姆定律的应用
⑴求电压：由I=U/R知，导体两端的电压U=IR。
⑵求电阻：由I=U/R知，导体的电阻R=U/I。

[板书设计]第一节.探究导体中的电流与两端的电压及电阻的关系
一、电阻上的电流和电压的关系。
但电阻不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比
二、欧姆定律内容及公式：I=
三、例题

空中飞行的动物

5．1．3空中飞行的动物
一、内容与分析
本节课要学的内容鸟类利于飞行的特点；昆虫利于飞行的特点；昆虫的特征指的是空中飞行的动物利于飞行的特点，其核心是鸟类利于飞行的特点,理解它关键就是要对鸟类的体内、外特征都要进行了解分析。学生已经学过水中、陆地动物与环境相适应的特点，本节课的内容空中飞行动物利于飞行的特点就是在此基础上的发展的。由于它还与动物的运动和行为有一定的联系,所以在本学科有重要的作用,是本学科的核心内容。教学的重点是总结、综合、分析，解决重点的关键是以图片资料分析。
二、目标与分析
1．教学目标
（1）理解鸟、昆虫等适于空中飞行的形态结构特点
（2）知道鸟类、节肢动物的特征
（3）尝试独立完成“鸟适于飞行的特点”的探究活动和对昆虫翅的“观察、思考”
2．目标解析
（1）理解鸟、昆虫等适于空中飞行的形态结构特点就是指空中飞行的动物有与其环境相适应的特点
（2）知道鸟类、节肢动物的特征就是指鸟类、节肢动物适于飞行的特点
（3）尝试独立完成“鸟适于飞行的特点”的探究活动和对昆虫翅的“观察、思考”就是指培养学生分析问题能力
三、问题诊断分析
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是鸟适于飞行的特点的探究活动的设计和实施，产生这一问题的原因是由于条件有限。要解决这一问题，就要教师举例分析，其中关键是结合图片资料分析。
四、教学支持条件
在本节课的教学中鸟适于飞行的特点，准备使用教材图片资料分析。因为使用图片资料，有利于更容易理解掌握。
五、教学过程设计
问题1：空中有哪些种类的飞行动物？
设计意图：知道动物的种类
师生活动：
导入：
空中飞行的动物
新授：
一、空中飞行的动物：
讲述：空中飞行的动物既包括先是无脊椎动物中的昆虫，和后来的脊椎动物中的鸟类及哺乳动物中的蝙蝠，它们是陆生动物，又适于飞行。
昆虫：无脊椎动物中唯一会飞的一类
鸟：绝大多数会飞，只有鸵鸟、企鹅等少数鸟不能飞行，那么今天我们了解鸟类，鸟的飞行器官：双翼
飞行使鸟类扩大了活动范围，有利于觅食和繁殖后代。
如：鸟的迁徙，可以从北到南，寻找丰富食物过冬；从南到北，返回产卵繁殖的地方
那么鸟为什么有哪么强的飞行能力？它有哪些特点适于飞行？
问题2：鸟类有哪些利于飞行的特点？
设计意图：知道各种环境中都有与其相适应的特点
师生活动：
二、鸟类适于飞行的特点：
1、鸟的外部形态与飞行相适应的特点：
①体形：流线型，可以减少空气的阻力
②双翼：前肢进化成双翼，展开呈扇形，增加与空气接触面积，便于扇动空气而飞行
正羽：长而发达，分布于双翼和尾部，羽片平整、羽轴明显，
翼相互重叠，打开之后没有缝隙，利于飞行
绒羽：正羽下方，细小，柔软的，具有保温作用
③喙：角质的喙，口腔内无牙齿，可减轻体重，利于飞行
2、鸟的内部结构与飞行相适应的特点：
①胸肌特别发达：提供强大的动力，扇动双翼，利于飞行
②骨骼
胸骨：是全身面积最大的骨骼，但轻而薄，中央突出，称之为龙骨突，家禽类不适于飞行，龙骨突越凸，附着肌肉面积大，越平，附着肌肉面积小。两侧又附着发达的肌肉，利于飞行。
长骨：（前肢骨，后肢骨）中空，有空气，骨轻而坚固，减轻体重，利于飞行
③飞行是剧烈运动，需要消耗大量的能量，所以鸟类食量大，消化能力强，粪便不贮存，减重，利于飞行。
讲述：鸟类飞行时的需氧量也大，大约是静止时的20多倍，那么它有哪些特点来满足氧的需求呢？
④飞行时需氧量大：
a、心脏肌肉发达，血液循环快，送氧能力强，产热也多，体温偏高（根据P23页表格资料，鸟的心脏与心搏的比较）
b、气囊：与肺相通、辅助肺呼吸，满足飞行时对氧的需求
双重呼吸：双翼举起时，气囊扩张，外界气体进入肺，一部分会进入气囊，在肺部的气体进行气体交换，而双翼下垂了，气囊收缩，空气又进入肺，又一次进行气体交换，这样就满足了飞行时对氧的需求
总结鸟的特征：
体表被覆羽毛、前肢变成翼，有发达的胸肌，有很强的飞行能力，体内有气囊，辅助肺呼吸，体温高而恒定。
问题3：昆虫有哪些利于飞行的特点？
设计意图：知道各种环境中都有与其相适应的特点
师生活动：
讲述：现在探究无脊椎动物中唯一会飞的动物，也是种类最多的一类动物—昆虫
我们已知的一些昆虫，有益的如：蜜蜂、家蚕。有害的如：蝗虫、蚜虫、瓢虫危害农作物。目前已知昆虫种类超过了100万。数量也是动物中最多的，分布十分广泛。
三、昆虫
1、具有较强的飞行能力，有三对足，能爬行；有的昆虫的足特化成跳跃足，能跳跃；大多数昆虫都有翅，只有极少数的，如：蚂蚁、跳蚤。
2、观察、思考：
昆虫的翅与鸟的翼结构不同，但都有适于飞行的共同点？
扇形面（扇动空气，产生向上的升力），相对于自身身体大小，双翅具有轻、薄、表面积大，有利于扇动空气产生飞行动力。
有利于寻找食物、躲避敌害，寻偶交配，寻找适宜的栖息场所等。
3、以蝗虫为例探究昆虫的特征
身体分头、胸、腹三部分
运动器官是足和翅，都着生在胸部；胸肌发达，附着在外骨骼上，外骨骼有保护和支持内部器官，防止水分散失等作用
4、节肢动物的特征：
昆虫在分类学上，属于节肢动物门，其中的一纲，昆虫纲，节肢动物还有蜘蛛，蝎是蛛形纲；蜈蚣、马陆是多足纲；虾、蟹、水蚤是甲壳纲，归纳节肢动物门的特征：由许多体节构成；体表有外骨骼；足和触角分节
四、总结
本章我们对各种环境中的动物进行了了解，其实很多动物并不局限于水中、陆地、空中，而是相互跨越多种环境活动的
如：空中飞行的动物仍以陆地或水域作为栖息地；而水中生活的动物到陆地产卵；有些动物幼体在水中生活，成体生活在陆地上，两栖动物的青蛙的幼体蝌蚪生活在水中，用鳃呼吸，经变态发育成幼蛙后，就水陆两栖生活，用肺呼吸，同时用皮肤辅助呼吸。

生物与环境的关系

人们周围的生物

教学目标：
1、认识目标：（1）、举例说出生物的主要类群。
（2）、举例说出生物的生命现象。
2、能力目标：（1）、培养学生观察自然、分析总是表达观点的能力。
（2）、培养学生积极参与讨论并与他人协作的精神。
3、情感目标：培养学生热爱自然、关爱生物的情感意识。
教学重点难点：
举例说出生物的生命现象。通过生物的生命现象的学习，让学生掌握生物的共性，初步了解生物的生命现象；学练习，进一步熟悉生物的主要类群。

教学媒体：多媒体介绍部分生物易于识别特征的背景资料。
教学过程：
（展示张謇及南通博物苑的图片）同学们，作为南通人，一定知道张謇先生，张謇先生生开1905年创建了中国人自己的第一所博物馆-----南通博物苑。南通博物苑不公陈列了大量生物标本，还有一个在全国所有博物馆中独一无二的特色，那就是它除了室内展馆，还有室外展馆。创建时张謇先生特意设立了植物园和动物园。张謇先生这样做就是为了弘扬中国传统文化中“师法自然”的思想。师法自然也就是向自然学习，研究大自然中活生生的生物，从中获取无穷无尽的灵感。今天这节课，就让我们一起来认识一下-----我们周围的生物（展示图片）
那么，什么是生物呢？（展示树林图片）
当我们徜徉在这样一个幽静的树林中，脚下踏着湿润的泥土，感受着清新的空气，触摸着透过树叶倾泻而下的阳光，聆听着小溪潺潺的流水声。我们想问泥土、空气、阳光、水是生物学吗？（请学生回答）。哪些是生物呢？（请学生回答）。泥土、空气、阳光、水等被称为非生物。生物与非生物的主要区别是什么？（请学生回答）。生物的英文是livingthings;即有生命的东西。非生物叫non-livingthings,即无生命的东西。由生物和非生物共同构成了生机勃勃的自然界。也许有同学又要问了：什么是有生命呢？作为生物会表现出哪些生命现象呢？让我们欣赏完大自然的几个精彩片段之后，再来讨论这个问题。
（展示含羞草图片）这是什么植物？含羞草。用手碰碰含羞草，它会有什么反应？（请学生回答）。（展示光合作用、狮子、甲壳虫视频）。下面我们要看的是针鼹，一种卵生的，却能哺乳的奇怪的动物。（展示针鼹、荷花、种子萌发、蝌蚪发育、仙人球视频）。
来自大自然中的几个精彩片段，我们已经欣赏完了，在其中，你们发现了哪些生命现象呢？（请同学们分组讨论，汇报结果）。
我们已经总结出了这样一些的生命现象。你们还能说出生物其它生命现象吗？我们来作点提示（展示父子、母子照片），这张照片上，你们能发现什么生命现象？看看这一张，这是我和我儿子，你们看，我儿子小眼睛单眼皮，我可是大眼睛双眼皮。这说明生物上下代之间会出变异的现象。（展示尿尿小童的图片）。现在你们想到了生物什么生命现象？能排出身体内产生的废物。（展示植物细胞、动物细胞图片）。我们再来看这一张，这是植物细胞，这是动物细胞，除病毒以外，绝大多数生物都是由细胞有规律地构成的一个完整的有机整体。也就是说生物都有严整的结构。形形色色的生物居然有我们将继续讨论。现在，让我们来轻松一下。请大家欣赏一场特殊的足球比赛。（展示机器人足球比赛视频）。
你们看这些机器人足球运动员能运动吗？足球过来了，它们也能以合适的方向冲上前去踢球，这也是对刺激反应了，这此机器人算生物吗？
我现在，请同学们观察图片，讲座上面的是不是生物？我们一起来认识一下这些生物。蚯蚓、蜗牛、蝴蝶、鲨鱼、青蛙、蜥蜴、鸡、狮子、油松、肾蕨、葫芦藓、海带。除了这些生物以外，在我们的周围，在日常生活中，我们还能见到哪些其它生物呢？（请同学们分组讨论，汇报结果）。地球上已知的生物有180万种以上。如此繁多的生物，我们怎么样才能更好地研究、利用和保护它们呢？需要进行分类。让我们来做一些尝试。我们把同学们举出的生物归纳在这儿（打出生物名称），我们一起来找一找，看看它们跟哪一幅图上的生物是同一类。（请同学们参考背景资料，分组讨论，汇报结果）。
如果要把图中的生物分为两大类，应该如何分？（学生回答）。动物可以分为两部分，蚯蚓、蜗牛、蝴蝶是一部分，鲨鱼、青蛙、蜥蜴、鸡、狮子是另一部分。请你们想一想，这两部分动物有什么明显的不同？（学生回答）。前者被称为无脊椎动物，后者称为脊椎动物。无脊椎动物约占动物总数的95%。进一步细分，植物中，海带、紫菜等属于藻类植物；葫芦藓、地钱等属于苔藓植物；肾蕨、凤尾蕨等属于蕨类植物；无脊椎动物中蚯蚓、水蛭等属于软体动物；青蛙、蟾蜍等属于两栖动物；鸡、鸽子等属于鸟类；狮子、兔子等属于哺乳动物。
（学生进行分类练习）
地球上众多的生物有着奇妙的生命现象，我们应该关爱所有的生物。有人会说关爱生物，我懂啊，像国宝大熊猫、可爱的白暨豚是需要关爱,像路边的小草等生物就不需要关爱.你同意这样的说法吗?为什么?(请同学们阅读材料,讨论回答。)
每年的5月22日是国际生物多样性，今年的主题是“生物多样性：全人类食物、水和健康的保障”。它提醒我们生物与人类息息相关，在地球上，我们还拥有许许多多跟我们共同生活的生物伙伴。生物多样性是生物在地球上经过几十亿年发展进化的结果，是人类赖以生存的物质基础。我们必须时时刻刻关爱生物、呵护生命。关爱身边的生物，也就是关爱人类自己！