化石密码之恐龙脚印追踪

化石密码之恐龙脚印追踪
作者：***
来源：《中国科技教育》2021年第04期
馆校结合跨界融合式PBL探究活动，是指在以问题为导向的探究活动中，充分利用馆校多种科普资源，将多学科知识巧妙地融入探究实践中，运用多学科以多角度进行探究，培养参
与者探索精神和思维创新能力。

江苏科技馆开展的“化石密码之恐龙脚印追踪”探究活动，就是采取立足科技馆既有展品资源，对接学校课标并运用跨界、融合与创新的开发思路，取得良好的科学教育效果。

作为馆校结合跨界融合式的PBL科学教育活动，“恐龙脚印追踪”是“化石密码”系列第2部分，侧重对遗迹化石——脚印化石的科学探究。

该活动面向小学五六年级学生，对接《义务教育小学科学课程标准》中物质科学和生命科学等多个知识领域，将自然博物馆的化石分析和科技馆的基础学科知识相结合，综合运用科技馆内与地质、力学等相关的展品展项和恐龙等影视资料，围绕揭秘恐龙化石脚印展开科学探究活动。

活动目标
科学知识：从恐龙脚印化石获知与恐龙相关的信息，包括种类、身高、体型、运动及演化的联系。

科学探究：通过活动让学生围绕脚印化石给出的问题进行思考，学会基于恐龙脚印化石提供的证据进行推理，并依据实验进行探究;学会运用实验和推理手段，初步学习分析、综合、比较、分类、概括、推理等思维方法，运用实验器材完成探究过程。

科学态度：培养学生对事物探究的热情，学生能够依据观察到的恐龙脚印化石特征，寻找信息，推测原因，给出合理解释，并运用实验验证推理，与团队分享见解，进而修正认识。

科学技术、社会与环境：思考生物与环境之间的相互依存关系，理解进化发展与适应环境是生物发展永恒的主题，并通过实际行动树立保护环境的意识。

活动内容
引入与提问
活动开始，由科技辅导员扮演的警察根据罪犯留下脚印破案的情境导入，从中弓I出恐龙脚印化石也包含许多信息“密码”，鼓励学生用科学探究方法逐一“解码”。

在学生分组观察恐龙脚印化石仿真模型和真实脚印化石图片后，向学生提出3个问题，学生根据问题进行探究。

问题1：能否根据恐龙脚印化石的长度、形状和大小推测恐龙的大概身高、体型？
问题2：兽脚类恐龙脚印有什么特点？能否猜想出它的运动特点？
问题3：将鸟类脚趾和恐龙脚趾对比，哪种恐龙脚印与鸟类脚印最接近？说明了什么？
教学分析：该年龄段学生大都知道化石可以提供古生物的大致外形外貌，但对于脚印化石包含古生物信息却知之甚少。

由此引入，并针对恐龙脚印提出相关问题，可激发学生的兴趣并引领学生对恐龙脚印进行全面观察。

观察与分析
对于第1个问题，每组学生在科技辅导员的指导下测量小组成员的身高与脚长，通过计算得出身高和脚长的比例大概在6：1到7：1之间，学生由此推测恐龙的脚长和身高可能也有一定比例关系。

接下来，学生观察现代动物的脚印和体型图片，发现脚印面积越大，它们的体型一般就越大。

然后，科技辅导员引导学生观察蜥脚类和兽脚类恐龙模型，學生对比恐龙脚掌后发现，恐龙脚印面积越大，它们的体型一般也越大。

依据问题2，学生观察发现兽脚类恐龙的脚印前脚掌清晰而后脚掌不明显，推测它们运动时是前脚掌着地。

针对问题3，学生将鸟类脚趾和恐龙脚趾对比后，发现兽脚类脚趾与鸟类脚趾最接近，猜测兽脚类恐龙可能演化成了鸟类。

教学分析：这一环节学生先要学会仔细观察，找出观察对象的特点，再加以合理的分析与推理。

强调学生观察和记录（记录小组成员身高与脚长数据）要细致，才能找出脚印化石之间的相似与差异;推理过程应科学合理。

实践与验证
在上个环节的基础上，学生根据学习单上科学家提供的恐龙脚印和身高数据，通过计算推测恐龙身高与脚长的比例大约是4：1。

在验证脚印与体型体重环节中，学生穿上不同形状的恐龙脚掌鞋套在海绵上行走，测量海绵下陷的高度后发现鞋套（脚掌）面积越大，海绵下陷越小。

然后，学生在教室参与压力压强小实验并到科技馆亲身体验钉床后发现：当重量一定时，受力面积越大，压强越小，因此理解了体重大的恐龙，只有脚掌面积大才能行走自如。

依据问题2，辅导员让学生参与50米跑和50米走，体验跑步时只有前脚掌落地的感觉。

接着，让学生体验趣味实验，了解作用力与反作用力。

学生分别坐在带轮子的椅子上互推，借助游戏体会前脚掌着地时可获得向前的反作用力，使速度变快。

针对问题3，科技辅导员组织学生观看
4D电影《重返白垩纪》，验证兽脚类恐龙大部分是肉食性恐龙，善于奔跑;影片还演示了兽脚类恐龙的一支最终演化成鸟类的过程。

教学分析：学生通过动手实践和亲身体验，能够加深对脚印所含信息的认知。

通过穿鞋套行走和钉床体验，让学生明白脚印的形状不仅和动物体重有关，还和压力与压强有关。

通过推椅子游戏，使学生把前脚掌着地的化石脚印与动物获得向前的反作用力相联系，理解脚印为什么可提供恐龙奔跑状态的证据。

这一环节既是探究的深入，也是对学生分析推测正确与否的检验。

交流与总结
学生分组进行讨论得出结论恐龙脚印越长、面积越大，恐龙的体型越大;兽脚类恐龙大部分是肉食类恐龙，善于奔跑;兽脚类恐龙的一支演化成鸟类。

在科技辅导员指导下学生进一步讨论环境如何变化致使恐龙灭绝，然后每组制作漂流瓶倡议保护环境。

学生将制作的环保倡议书放入漂流瓶，悬挂在教室的学习角，让学生对探究活动的收获与感悟通过“漂流”的方式传递下去。

教学分析：该环节通过每组选一名代表进行总结和分组制作漂流瓶的活动，分享了组员对恐龙身高、体型、运动特点及演化的认识，以及对保护环境的思考。

创新点与亮点
多学科跨界融合
课程以恐龙脚印为探究聚焦点，结合科技馆矿石、化石标本、力学等多学科展品展项，涉及痕迹学、力学、运动力学、古生物学等多学科知识，在活动中力图为学生营造多学科、多视角、多思维维度的探究过程。

活动形式多样
活动采用丰富多样的探究手段，突出“演”“探”“创”“展”。

在活动中不仅穿插动手小制作、小实验、漂流瓶成果展示等，还有团队竞赛、情境导入、趣味实验课等多种活动表现形式，将情境再现、观察分析、实验体验、联想推理等多种方式巧妙融合在一起，突出运用科技馆特有资源对化石进行科学解密的探究主题。

多种教法、学法灵活应用
活动强调以学生为主体，学生既是探究的主体，又是动手的主体、体验的主角。

在活动中灵活运用情境教学法、PBL教学法等多种教学方法，使学生在连贯有趣的活动中体验“假设验证得出结论”的过程。

活动中贯穿观察、提问、设想猜测、动手实验、亲身验证、成果展示、表达交流等多种活动内容，让学生在体验科学探究的过程中，建构基础性科学知识，获得初步探究能力，培养学生的辩证思维。