小学五年级科学 身体的运动（第2课时）协同机制与健康生活 教学设计

小学五年级科学身体的运动（第2课时）协同机制与健康生活教学设计

一、教材与学情分析

（一）【基础】教材分析

本课是教科版五年级上册《健康生活》单元的第二课，在整个单元中起着承上启下的关键作用。承上，在于它承接了第一课关于身体健康指标的整体认知，将视角从宏观的健康标准引入到微观的身体系统工作机制；启下，在于它为后续学习心脏、血液等其它生命系统的协同工作提供了方法论基础，即通过体验、建模、类比的方式来探究人体“暗箱”。本课的核心教学内容在于引导学生认识人体运动系统的组成，理解骨、关节和肌肉在运动中的协同关系，并树立保护运动系统、促进健康生活的意识。教材编排遵循从感性体验到理性分析，再到模型建构与应用迁移的认知规律，通过“举哑铃”的体验活动引发认知冲突，借助“制作模型”的探究活动实现概念建构，最后通过“研讨与拓展”将所学知识应用于生活实际，体现了科学探究与实践的核心素养导向。

（二）【重要】学情分析

五年级的学生正处于前青春期，身体发育加速，他们对自身的运动充满好奇，但对于身体内部究竟如何运作却知之甚少。在日常生活中，学生能清晰地意识到骨骼的存在（如摸到膝盖、手肘），也能感受到用力时肌肉的绷紧，但对于关节在运动中的枢纽作用、肌肉收缩与舒张的协同机制以及三者如何精密配合完成一个简单动作，缺乏系统、科学的认知。这一阶段的学生抽象逻辑思维开始发展，但仍需具体形象和经验事实的支持。他们具备一定的动手能力和小组合作经验，这为开展体验活动和模型制作提供了可能。然而，如何将内在的、不可直接观察的生理过程，通过外部活动与模型清晰地揭示出来，并引导学生进行准确的科学描述和逻辑推理，是本节课教学设计的出发点与落脚点，也是实现思维型探究的关键。

二、【核心】教学目标与素养指向

（一）科学观念

1.【基础】知道人体的运动系统由骨、关节和肌肉共同组成。

2.【核心目标】理解并能够解释身体的运动是由骨、关节和肌肉在神经系统的调节下协同工作完成的，三者各司其职、缺一不可。肌肉收缩产生动力，牵引骨骼绕关节产生运动。

3.【重要】认识到体育运动、正确的姿势和均衡的营养对促进骨、关节和肌肉的健康生长至关重要。

（二）科学思维

1.【高阶思维】通过体验举哑铃活动，运用分析、比较的方法，推理出骨、关节和肌肉在运动中的不同作用。

2.【难点突破】通过设计与制作手臂运动模型，运用类比与模型思维，将抽象的人体内部运动机制转化为具体、可视化的物理模型，并能依据模型解释真实人体的运动原理。

3.能够运用语言、图示等方式准确、有序地描述骨、关节和肌肉在特定运动中的协同配合过程。

（三）探究实践

1.能够运用看、摸、感觉等多种感官和方法，有目的地观察并记录举起哑铃过程中上肢各部分的变化。

2.能够根据设计意图，选择合适的材料（如硬纸板、橡皮筋、螺丝、线绳等）合作制作一个可以运动的骨、关节和肌肉协作模型，并能对自己和他人的模型进行评价与改进。

3.能够通过观察、比较，发现生活中结构与功能与人体的骨、关节、肌肉相似的物体。

（四）态度责任

1.在探究活动中，表现出对人体运动奥秘的好奇心和探究兴趣，愿意主动与他人合作交流、分享研究发现与成果。

2.【高频考点】树立珍爱身体、保护运动系统的健康意识，能够在日常学习和生活中自觉保持正确姿势，形成科学锻炼、合理膳食的生活态度。

3.初步体会结构与功能相适应的跨学科思想，感悟科学技术（如仿生学）与人类生活的密切联系。

三、教学重难点

（一）教学重点

认识骨、关节和肌肉的协同工作关系，理解三者是如何共同配合完成身体运动的。

（二）教学难点

通过建模与体验，理解“肌肉收缩产生动力，牵引骨骼绕关节运动”这一协同机制，并能准确描述和阐释这一过程。

四、教学准备

（一）教师准备

教学课件（包含人体骨骼图、肌肉图、各类运动视频、仿生学应用如挖掘机、塔吊图片等）、人体骨骼模型（如有条件）、哑铃或装有适量水的矿泉水瓶若干、示范用模型材料（硬纸板条、螺丝螺帽、橡皮筋、打孔器等）、护具（护肘、护膝）实物。

（二）学生准备（分组材料）

哑铃或500ml左右的矿泉水瓶一个、硬纸板条（长约30cm，宽约3cm）两张、螺丝螺帽一套、粗细不同的橡皮筋若干、线绳、剪刀、透明胶带。学习任务单。

五、【核心】教学实施过程

（一）创设情境，聚焦问题

上课伊始，教师播放一段精彩的篮球比赛或舞蹈视频片段，引导学生关注运动员或舞者身体的灵活运动。随后，教师发出指令，请全体学生起立，做一个简单的“手臂伸直侧平举——手臂弯曲触摸肩膀”的连续动作。做完后，教师抛出核心问题：“同学们，我们的手臂为什么能如此灵活地完成屈和伸的动作？在这个看似简单的运动中，我们身体内部的哪些‘零部件’参与了工作？它们又是怎样配合的呢？”由此揭示本课课题——身体的运动。这一导入环节从学生熟悉的生活场景和自身体验切入，旨在迅速激发学生的前认知，将他们的注意力聚焦到本节课的核心探究问题上，同时渗透“结构与功能”的基本观念。【基础】

（二）初步体验，感知协同

活动1：我是“小小体验师”——举哑铃探奥秘

1.【重要】明确任务与观察方法：教师指导学生以小组为单位，拿出准备好的哑铃或矿泉水瓶。首先明确任务：用优势手（如右手）拿起哑铃，慢慢地、有控制地完成一次“放下——提起”的完整动作。在此过程中，教师强调观察方法的多元性：“我们不仅要‘看’手臂外形的变化，更重要的是用另一只手（左手）作为‘探测器’，通过‘按’和‘摸’，去感知右上臂内部不同部位的变化。特别要注意在屈臂和伸臂两个不同阶段，你摸到的肌肉硬度有什么不同？肘关节内部有什么感觉？”

2.分层体验与感知：学生开始分组活动。教师巡视，并适时进行引导性提问。第一层次：整体感知。让学生反复做几次，感受手臂的运动主要是哪部分在动。第二层次：【难点】精细感知。引导学生重点用左手按住右上臂的前侧（肱二头肌区域）和后侧（肱三头肌区域），交替进行屈臂和伸臂动作。让学生交换左右手，再次体验。第三层次：聚焦关节。让学生在屈伸过程中，用左手手指按住肘关节后方，感受关节的转动。

3.信息汇总与初步描述：体验结束后，教师组织全班进行信息交流。邀请几位学生分享他们的发现。教师将学生的描述性语言进行提炼并板书：“屈臂时，上臂前侧变硬、鼓起；伸臂时，上臂后侧变硬、鼓起。”“肘关节在转动，像门的合页一样。”教师此时点明：鼓起变硬的部分主要是“肌肉”；在内部支撑我们身体、让我们能摸到硬邦邦的部分是“骨骼”；而能够活动、让我们弯曲的地方是“关节”。由此，初步建立起三个核心概念的表象。

（三）模型建构，破解机制

活动2：我是“小小工程师”——制作手臂运动模型

1.【高阶思维】提出问题，明确建模目标：教师肯定学生们的细致观察，同时提出新的挑战：“我们的手能摸到肌肉的紧张和松弛，能感觉到关节的转动，但我们无法直接看到它们在里面到底是怎么配合的。有什么办法能把我们手臂内部的运动情况‘透明化’，让我们‘看’个明白呢？”引导学生提出“做个模型”的解决方案。教师出示材料：硬纸板条、螺丝螺帽、橡皮筋。并提出驱动性任务：“现在，你们就是工程师，请利用这些材料，小组合作设计并制作一个能模仿手臂屈伸运动的模型，并且要用你们的模型，讲清楚骨、关节和肌肉在运动中是怎样配合的。”

2.【难点突破】设计与制作：学生分组进行模型制作。这是一个充满挑战和创造力的过程。教师巡视，针对学生可能出现的典型问题进行启发式指导。例如：

指导点1（如何模拟关节）：学生可能会直接用透明胶带缠绕两个纸板。教师可引导学生思考：“用胶带缠死的关节还能灵活转动吗？什么材料既能连接两个‘骨头’，又能让它们自由转动？”引导学生发现螺丝螺帽或者工字钉的妙用，理解“关节”必须是活动连接。

指导点2（如何模拟肌肉）：学生可能不知道橡皮筋该固定在什么位置。教师可引导学生回到真实体验：“当我们屈臂时，是哪一块肌肉收缩？它连接在哪儿？”引导学生观察自己的手臂，发现肌肉是附着在骨头上的。因此，橡皮筋（肌肉）的两端必须分别固定在两块“骨头”（纸板）上，并且要跨过“关节”。

指导点3（如何模拟拮抗）：学生可能只固定一根橡皮筋，发现模型只能向一侧弯曲，无法主动伸展。这时教师可以引导学生再次体验伸臂时是后侧肌肉变硬，从而启发他们再添加一根橡皮筋模拟另一组肌肉，固定在“骨头”的另一侧。当学生成功用两根橡皮筋（一组模拟肱二头肌，一组模拟肱三头肌）实现模型的主动屈和伸时，他们对肌肉协同工作的理解将达到一个高峰。

3.模型展示与解读：模型制作完成后，教师组织“产品发布会”。邀请几个有代表性的小组上台展示他们的模型，并对照模型讲解手臂屈伸的运动过程。要求学生用规范的语言描述：“当我们拉动前侧‘肌肉’（橡皮筋）时，它收缩变短，带动前臂‘骨骼’（下纸板）绕着‘关节’（螺丝）向上转动，完成屈臂动作；当我们拉动后侧‘肌肉’时，它收缩，带动前臂‘骨骼’向下转动，完成伸臂动作。”【高频考点】

4.教师精讲，升华认识：在学生充分展示和交流的基础上，教师利用人体骨骼模型和示意图进行总结性讲解，明确指出：骨是运动的杠杆，关节是运动的枢纽，肌肉是运动的动力源。这三者各司其职，又在神经系统的协调下紧密配合，共同完成了我们身体的每一个动作。任何一方的功能受损，都会影响我们正常的运动。

（四）研讨应用，内化观念

1.【热点】回归生活，解释现象：再次回到课始的举哑铃活动，请学生用刚建构的模型知识，完整、准确地描述举一次哑铃的过程中，骨、关节和肌肉是如何协同工作的。教师可以引导学生用“首先……然后……最后……”的句式进行有序表达，培养逻辑思维的严密性。

2.【高频考点】迁移拓展，认识仿生：教师展示挖掘机工作、塔吊吊臂、合页开合等图片或短视频，提出问题：“这些人类创造的机械，它们哪些部分的结构和作用，与我们的骨、关节、肌肉相似？”引导学生进行类比分析，例如：挖掘机的钢臂相当于骨，连接处的液压轴相当于关节，提供动力的液压装置和油缸相当于肌肉。这一环节不仅加深了学生对人体运动系统功能的理解，更让他们体会到科学、技术、工程与生命的奇妙联系，初步感知仿生学的思想。

3.【重要】联系自我，指导生活：教师将话题从探究引向自身，提出研讨问题：“青少年时期是骨骼和肌肉发育的关键期，为了促进它们的健康生长，我们在生活中应该怎么做？又该怎样避免运动损伤？”组织学生结合生活经验和教材“资料”进行小组讨论。学生可能会提出：坚持体育锻炼、保持正确的坐立行姿势、运动前充分热身、必要时佩戴护具、多吃富含蛋白质和钙的食物、保证充足睡眠等。教师对学生的回答进行归纳和补充，特别是要强调“科学锻炼”和“正确姿势”的重要性，并顺势展示一些不良姿势（如低头弯腰写作业、歪着身子看书）导致的后果图片（如脊柱侧弯），【基础】将态度责任的培养落到实处。

（五）总结提炼，拓展延伸

1.课堂总结：教师引导学生回顾本节课的探究历程：我们从体验中发现疑问，通过亲手建构模型破解了运动的奥秘，最后又将这个奥秘用来解释生活和指导健康。再次强调人体的运动系统是一个由骨、关节和肌肉组成的精密整体，它们协同工作，赋予我们活动的自由。

2.【拓展】布置课后探究任务：“观察家中的一件工具或用品，如剪刀、钳子、折叠椅等，分析它的哪个部分分别起到了类似骨、关节或肌肉的作用，把你的发现记