《地球上生命的起源》微課程教學(xué)設(shè)計(jì)

房嫻

教材分析

《地球上生命的起源》是人教版初中生物八年級(jí)下冊(cè)第七單元第三章《生命起源和生物進(jìn)化》第3節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容中米勒實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理和分析是重點(diǎn)，也是學(xué)生理解的難點(diǎn)，所以在微課程設(shè)計(jì)選點(diǎn)時(shí)，我們最終選擇了以“米勒實(shí)驗(yàn)”展開微課程設(shè)計(jì)，通過對(duì)米勒模擬原始地球條件的實(shí)驗(yàn)分析和討論，讓學(xué)生理解生命起源過程的第一步（即如何由原始大氣到有機(jī)分子演變），進(jìn)而理解生命起源的全過程，樹立生命的物質(zhì)性觀點(diǎn)，培養(yǎng)科學(xué)的世界觀。

學(xué)情分析

本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是八年級(jí)的學(xué)生。地球上生命的起源問題，一直是科學(xué)家們關(guān)注和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一，也是學(xué)生愿意學(xué)習(xí)、了解和樂于參與的話題，而且很多學(xué)生通過書刊、電視等媒體，對(duì)生命的起源已經(jīng)有了初步的了解。通過學(xué)習(xí)七年級(jí)下冊(cè)中三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化相關(guān)知識(shí)，學(xué)生已初步具備一定的知識(shí)基礎(chǔ)。通過近兩年的初中生物專業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)生也初步具備分析米勒實(shí)驗(yàn)的能力，可以在微課及輔助材料的指導(dǎo)下自學(xué)理解本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：解釋米勒實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理及結(jié)論。

過程與方法目標(biāo)：通過對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)的分析，鍛煉運(yùn)用證據(jù)和邏輯進(jìn)行分析和推測(cè)的能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)的介紹，進(jìn)行珍愛生命的情感教育。

教學(xué)環(huán)境與準(zhǔn)備

聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)、教師提前制作好的相關(guān)微視頻、學(xué)習(xí)素材、微課程實(shí)施方案等。

教學(xué)過程

1.興趣先導(dǎo)，情境引入

圖片導(dǎo)入：出示現(xiàn)在生機(jī)勃勃的地球圖片和原始地球圖片。

師：這張照片美嗎？它展現(xiàn)了現(xiàn)在地球上生機(jī)勃勃的景象，那么46億年前的地球是什么樣子的呢？（設(shè)問）那時(shí)的地球天空中或赤日炎炎，或電閃雷鳴，地面上火山噴發(fā)，熔巖橫流。你認(rèn)為這樣的環(huán)境中會(huì)有生命存在嗎？答案是否定的。但科學(xué)家們已通過實(shí)驗(yàn)證明，正是這樣惡劣的環(huán)境為形成原始生命創(chuàng)造了條件。1953年，美國(guó)青年學(xué)者米勒模擬原始地球的條件和大氣成分，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：“興趣是最好的老師”。由于學(xué)生對(duì)“地球上生命的起源”這個(gè)問題很感興趣，所以，對(duì)現(xiàn)在地球圖片和原始地球圖片的強(qiáng)烈對(duì)比，能刺激學(xué)生的感官，充分激發(fā)學(xué)生對(duì)“地球上生命的起源”這個(gè)問題的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。

2.穩(wěn)扎穩(wěn)打，夯實(shí)基礎(chǔ)

學(xué)生觀看教學(xué)視頻自學(xué)，完成下列學(xué)習(xí)任務(wù)：

任務(wù)一：資料分析。閱讀課本第47～48頁(yè)資料，思考問題：①原始地球大氣的成分有哪些？②原始大氣與現(xiàn)在的大氣成分有什么明顯的不同？

任務(wù)二：觀看視頻“米勒實(shí)驗(yàn)”。思考三個(gè)問題：①米勒實(shí)驗(yàn)裝置中通入的是什么氣體？②米勒實(shí)驗(yàn)中火花放電模擬了什么過程？③米勒實(shí)驗(yàn)最后收集到的是什么物質(zhì)？

分析米勒實(shí)驗(yàn)：下面請(qǐng)觀察米勒實(shí)驗(yàn)裝置這幅圖片（如右上圖），探討幾個(gè)問題。米勒將甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣等氣體泵入一個(gè)密封的裝置內(nèi)，對(duì)水進(jìn)行加熱，沸騰后會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，這些氣體混合在一起，模擬了什么呢？模擬的就是原始大氣。接下來，米勒在密封容器中通過電極放電產(chǎn)生火花，這模擬了什么呢？模擬的是原始地球上的閃電。通過冷凝器冷卻水，模擬降雨，最后在溶液中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)化合物，這些有機(jī)化合物是制造蛋白質(zhì)的基本成分。

溫故而知新：請(qǐng)你回憶七年級(jí)食物消化相關(guān)知識(shí)，你能說出蛋白質(zhì)是由哪些成分組成的嗎？（稍停頓）

蛋白質(zhì)可以最終被消化成氨基酸，所以氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本成分。米勒實(shí)驗(yàn)最終收集的溶液中含有的有機(jī)物就是氨基酸，所以這說明在一定的條件下，原始地球的原始大氣中的各種成分能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N氨基酸。

此外，還有一些學(xué)者模擬原始地球的大氣成分，在實(shí)驗(yàn)室里制成了另一些有機(jī)物。這些實(shí)驗(yàn)表明，盡管原始地球上不能形成生命，卻能產(chǎn)生構(gòu)成生物體的有機(jī)物，這些有機(jī)物匯集到原始海洋中不斷相互作用，經(jīng)過極其漫長(zhǎng)的歲月，在地球形成后的10億年左右，才逐漸形成了原始生命。

設(shè)計(jì)意圖：先通過資料分析，了解原始大氣的基本成分，以及原始大氣和現(xiàn)在大氣成分的區(qū)別，為對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)的分析理解打好知識(shí)基礎(chǔ)。然后學(xué)生通過觀看介紹米勒實(shí)驗(yàn)的視頻，形成對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)過程的初步感性認(rèn)識(shí)。最后教師定格在米勒實(shí)驗(yàn)裝置圖片，重點(diǎn)介紹米勒實(shí)驗(yàn)的過程及原理，引導(dǎo)學(xué)生分析理解實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3.知識(shí)鞏固，情感升華

小結(jié)：米勒實(shí)驗(yàn)最后收集到的是氨基酸等有機(jī)物，這說明在一定的條件下，原始地球的原始大氣中的各種成分能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N氨基酸。

情感升華：生命的誕生如此不易，我們應(yīng)該如何對(duì)待現(xiàn)存的生命，尤其是那些瀕臨滅絕的生物呢？倘若地球上的一種生物滅絕了，那么它將會(huì)永遠(yuǎn)消失。因此，我們要珍惜現(xiàn)有的生物，并保護(hù)好它們，保護(hù)地球。

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)的分析理解，總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，鞏固本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容。希望學(xué)生能明白“生命的誕生是曲折不易的，地球上的萬物皆有它存在的道理。珍愛生命，保護(hù)生物，保護(hù)地球”，這樣的情感升華教育是非常有必要的。

4.總結(jié)反思，自測(cè)評(píng)價(jià)

我們通過三道題來檢驗(yàn)一下學(xué)習(xí)效果，請(qǐng)你將答案填寫在微課程實(shí)施方案中。

①（單選）原始大氣成分中沒有下列哪種物質(zhì)？

A.水蒸氣 B.氨

C.氧氣 D.甲烷

②分析并填空：

米勒實(shí)驗(yàn)中的火花放電，模擬的是__________________。

通過米勒的模擬實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是__________________。

③你認(rèn)為在現(xiàn)在的地球環(huán)境條件下，地球上會(huì)不會(huì)再形成原始生命？為什么？

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)的形成性測(cè)驗(yàn)題和微視頻配合度高，針對(duì)性強(qiáng)，使學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)更加有效。多樣的題型也能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)情感目標(biāo)的評(píng)價(jià)。

教學(xué)反思

1.微課程設(shè)計(jì)，選準(zhǔn)點(diǎn)很重要

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，微課程設(shè)計(jì)應(yīng)該選取一節(jié)內(nèi)容中最重要、最難理解的或者最需要通過提前學(xué)習(xí)來獲取知識(shí)的一個(gè)點(diǎn)。這樣能起到突破重難點(diǎn)的作用。

我們團(tuán)隊(duì)的微課程設(shè)計(jì)選擇了“米勒實(shí)驗(yàn)”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這是我們積極討論研究后選中的重難點(diǎn)。我們?cè)O(shè)想，學(xué)生預(yù)習(xí)了本節(jié)課內(nèi)容后，最大的感觸應(yīng)該是太抽象、看不懂，而“米勒實(shí)驗(yàn)”應(yīng)該是其中最容易讓學(xué)生產(chǎn)生疑惑的一個(gè)內(nèi)容，可以用微課程的形式讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)，以便課上進(jìn)行深層次的學(xué)習(xí)，也可以在課內(nèi)讓學(xué)生先自主學(xué)習(xí)，再組織討論。這樣的教學(xué)方式可以較好地突破本節(jié)課的重難點(diǎn)。

2.信息技術(shù)與學(xué)科整合，推進(jìn)高效教學(xué)

信息技術(shù)和生物教學(xué)的整合，使教師的教和學(xué)生的學(xué)都更加有效。例如，我們選取了“米勒實(shí)驗(yàn)”的視頻，把原始地球的動(dòng)態(tài)狀況和米勒實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)操作融為一體，直觀地把原本抽象的模擬實(shí)驗(yàn)“演活了”，讓學(xué)生對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)中各種裝置的作用一目了然。將傳統(tǒng)的圖片教學(xué)立體化，也非常符合初中生的認(rèn)知規(guī)律，能比較輕松地突破教學(xué)難點(diǎn)，有效提高課堂教學(xué)效率。

3.取長(zhǎng)補(bǔ)短，相信團(tuán)隊(duì)的力量

在這次NOC活動(dòng)中，我們感受到了互相學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短的重要性。在進(jìn)行微課程設(shè)計(jì)和實(shí)施方案時(shí)，我們?nèi)讼纫黄鹄迩逭w思路，設(shè)計(jì)教學(xué)流程，再深入探討“如何導(dǎo)入”“如何過渡”等細(xì)節(jié)，制作PPT，一起完善修改。由一位教師負(fù)責(zé)錄制微視頻，另外兩位教師一起根據(jù)PPT的思路，完成微課程設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，這樣的分工合作使我們制作的微視頻和設(shè)計(jì)實(shí)施方案更配套，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)使用起來也更有效。此外，我們也學(xué)習(xí)了其他團(tuán)隊(duì)的微課程設(shè)計(jì)，聽取了不少建議，如調(diào)整技能性檢測(cè)的題目，采用圖文并茂的形式幫助學(xué)生解決問題等。

設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

1.教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)，教學(xué)流程完整

對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)的分析和討論既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，且該實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室無法進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，初中生理解起來比較困難，所以我們選用了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)來進(jìn)行微課程設(shè)計(jì)。教學(xué)過程完整，依次包含了情境導(dǎo)入、資料分析、觀看視頻、實(shí)驗(yàn)分析、情感升華、自我檢測(cè)六個(gè)環(huán)節(jié)，它對(duì)重難點(diǎn)分析到位，能有效幫助學(xué)生突破這個(gè)重難點(diǎn)。

2.教學(xué)手段多樣化，提高教學(xué)有效性

我們對(duì)現(xiàn)在地球和原始地球的兩幅圖片進(jìn)行對(duì)比后拋出問題，直入主題，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生愿學(xué)、樂學(xué)，使學(xué)習(xí)更加有效。另外，我們選取了一段“米勒實(shí)驗(yàn)”的視頻，將抽象的思維可視化，能幫助學(xué)生理解米勒實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。我們通過讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置的圖片，一邊講述實(shí)驗(yàn)過程，一邊拋出三個(gè)問題，也有助于他們理解米勒實(shí)驗(yàn)的過程，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論及意義，有效提升學(xué)習(xí)效果。

3.關(guān)注學(xué)習(xí)過程，注重學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

我們微視頻的講解語言感染力強(qiáng)，導(dǎo)入設(shè)疑部分引人入勝，讓學(xué)生有想繼續(xù)一探究竟的沖動(dòng)；有難度的問題中間有適當(dāng)?shù)耐ｎD，可以給學(xué)生思考的時(shí)間；連貫的語言過渡，清晰的講解思路，能幫助學(xué)生更好地享受學(xué)習(xí)的過程。

另外，我們的評(píng)價(jià)部分注重學(xué)生對(duì)自主學(xué)習(xí)過程的自我評(píng)價(jià)，形成性測(cè)驗(yàn)題由易到難，形式多樣，圖文并茂，使學(xué)生愿意嘗試，特別是最后一題屬于情感的升華，實(shí)現(xiàn)了情感目標(biāo)的評(píng)價(jià)；同時(shí)，我們也注重對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)，這些測(cè)驗(yàn)結(jié)果有助于教師及時(shí)掌握學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中遇到的問題，以便在課堂教學(xué)中進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。