“生物進(jìn)化的學(xué)說(shuō)”一節(jié)基于經(jīng)驗(yàn)與思維的教學(xué)設(shè)計(jì)

謝敏英

(江蘇省常州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 常州 213000)

1 教材分析

“生物進(jìn)化的學(xué)說(shuō)”是蘇教版初中生物學(xué)教材八年級(jí)上冊(cè)第16章第3節(jié)的內(nèi)容。教材中安排了達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)、生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)在發(fā)展等內(nèi)容，雖通過(guò)資料閱讀和討論探究加拉帕戈斯群島上地雀的進(jìn)化，但離學(xué)生的生活較遠(yuǎn)，學(xué)生對(duì)生物進(jìn)化的原因缺乏感性認(rèn)識(shí)的鋪墊，因此很難通過(guò)演繹與推理、模型與建模等方法形成對(duì)生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)的理性認(rèn)識(shí)。教學(xué)中，達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)既是本節(jié)的重點(diǎn)又是難點(diǎn)。本節(jié)通過(guò)強(qiáng)化經(jīng)驗(yàn)及感性認(rèn)識(shí)，并設(shè)計(jì)一系列逐步深入的活動(dòng)升華至抽象認(rèn)識(shí)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

2 教學(xué)目標(biāo)

基于課程標(biāo)準(zhǔn)并圍繞學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 舉例說(shuō)明生物進(jìn)化的自然選擇學(xué)說(shuō)及其意義，理解加拉帕戈斯群島上地雀進(jìn)化的原因。

(2) 通過(guò)分析加拉帕戈斯群島上仙人掌雀喙的進(jìn)化過(guò)程，理解生物的遺傳變異和環(huán)境因素的共同作用導(dǎo)致了生物的進(jìn)化。

(3) 通過(guò)分析和討論加拉帕戈斯群島上地雀進(jìn)化的原因，形成建模思維；學(xué)習(xí)達(dá)爾文實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 拼眼力，引入新課 展示存在連續(xù)進(jìn)化關(guān)系的不同動(dòng)物的圖片(恐龍逐步進(jìn)化成早期鳥(niǎo)類)，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)動(dòng)物之間結(jié)構(gòu)形態(tài)之間區(qū)別和聯(lián)系，對(duì)這些動(dòng)物的進(jìn)化關(guān)系進(jìn)行排序并說(shuō)明理由。師生共同分析，對(duì)生物進(jìn)化的原因產(chǎn)生疑問(wèn)，導(dǎo)入新課。

設(shè)計(jì)意圖： 由對(duì)存在連續(xù)進(jìn)化關(guān)系的動(dòng)物進(jìn)行排序活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入本節(jié)的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 漸入情境，思維相隨 播放達(dá)爾文的視頻，引導(dǎo)學(xué)生的思維跟隨達(dá)爾文乘坐的“貝格爾號(hào)”艦起航。對(duì)“貝格爾號(hào)”艦的考察路線進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并介紹促使“達(dá)爾文與上帝分手”的地方——加拉帕戈斯群島。

設(shè)計(jì)意圖： 對(duì)達(dá)爾文以及達(dá)爾文考察的島嶼形成感性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)在情感、情緒上與達(dá)爾文達(dá)成共鳴，為后續(xù)達(dá)爾文生物進(jìn)化論的推理演繹鋪墊認(rèn)知和情緒基礎(chǔ)。

3.3 層層深入，思維升華 通過(guò)設(shè)計(jì)三個(gè)層層遞進(jìn)的體驗(yàn)及思維活動(dòng)，對(duì)加拉帕戈斯群島上地雀喙的演化原因進(jìn)行逐層分析。

活動(dòng)一： 根據(jù)不同地雀(鶯雀、大嘴地雀、仙人掌雀)的喙的形態(tài)找到與之相匹配的食物(果實(shí)種子、昆蟲(chóng)、仙人掌花)，并說(shuō)明理由。經(jīng)學(xué)生分析討論后，教師再播放視頻，呈現(xiàn)正確的匹配方式。

設(shè)計(jì)意圖： 地雀喙與食物的匹配既可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生命觀念中“形態(tài)與功能觀”“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的感官認(rèn)知，同時(shí)架起一級(jí)階梯通向?qū)Φ厝膏沟淖兓^(guò)程的演繹和推理。

活動(dòng)二： 包含3個(gè)小活動(dòng)

(1) 模擬仙人掌島上雀鳥(niǎo)的取食： 以長(zhǎng)短不同的鑷子模擬不同長(zhǎng)度的雀鳥(niǎo)喙，在高約12 cm的窄口玻璃瓶中放入些許黃豆粒，以此模擬藏在花朵深處的花蜜。選派兩名學(xué)生，分別用長(zhǎng)鑷子和短鑷子從窄口瓶中夾出黃豆粒，看誰(shuí)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)夾得多。通過(guò)比賽結(jié)果得出結(jié)論： 喙長(zhǎng)的雀鳥(niǎo)更容易吃到花朵深處的花蜜。

(2) 以上述體驗(yàn)活動(dòng)為啟發(fā)，根據(jù)推測(cè)，畫(huà)一畫(huà)仙人掌雀喙“變”長(zhǎng)的過(guò)程并解釋原因(圖1)。

圖1 仙人掌雀喙的變化示意圖

經(jīng)過(guò)討論辨析，將上述過(guò)程以文字方式表達(dá)如下： ①達(dá)爾文地雀產(chǎn)生的大量后代(過(guò)度繁殖)；②它們必須吃到食物才能生存下來(lái)(生存斗爭(zhēng))；③它們的喙并不完全相同(有長(zhǎng)有短)，存在著現(xiàn)象；④遷至加拉帕戈斯群島后，各個(gè)島嶼上的不同。以仙人掌島為例，只有具有的喙，地雀才能吃到花蜜，而具有的喙的地雀，會(huì)由于吃不到食物而死亡，即。

(3) 根據(jù)上述思維過(guò)程，請(qǐng)學(xué)生分組討論，食用昆蟲(chóng)、果實(shí)種子等地雀的喙的進(jìn)化結(jié)果，即食用昆蟲(chóng)的地雀喙呈鑷子狀，食用果實(shí)種子的地雀喙呈鑿狀。

根據(jù)上述梳理，小結(jié)達(dá)爾文生物進(jìn)化論的四大要點(diǎn)： 過(guò)度繁殖、遺傳變異、生存斗爭(zhēng)、適者生存。

設(shè)計(jì)意圖： 通過(guò)模擬仙人掌雀取食的過(guò)程，形成“喙長(zhǎng)的雀鳥(niǎo)更容易吃到花蜜”這一經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，并以此為基礎(chǔ)，以“畫(huà)”這種直觀形式表達(dá)“進(jìn)化過(guò)程”

這一抽象思維。最后，通過(guò)同伴討論形式，對(duì)不同意見(jiàn)進(jìn)行剖析，形成相對(duì)統(tǒng)一的進(jìn)化觀點(diǎn)，并進(jìn)一步總結(jié)出達(dá)爾文生物進(jìn)化論的四大要點(diǎn)。

活動(dòng)三： 選擇相應(yīng)的卡片(過(guò)度繁殖、資源有限或環(huán)境惡劣、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異、適者生存)貼入方框(圖2)，構(gòu)建達(dá)爾文生物進(jìn)化論模型。同時(shí)，根據(jù)模型總結(jié)生物進(jìn)化的內(nèi)部動(dòng)力、外部原因和進(jìn)化結(jié)果，引出“自然選擇學(xué)說(shuō)”這一說(shuō)法，并結(jié)合“樺尺蛾的進(jìn)化”這一案例進(jìn)行具體應(yīng)用及說(shuō)明。

圖2 達(dá)爾文生物進(jìn)化論“自然選擇學(xué)說(shuō)”模型

設(shè)計(jì)意圖： 對(duì)達(dá)爾文生物進(jìn)化論的內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行深度理解后，通過(guò)模型建構(gòu)深化科學(xué)抽象思維，理解“自然”對(duì)生物的“選擇”作用。

3.4 首尾呼應(yīng)，思維回歸 再次展示恐龍到早期鳥(niǎo)類的進(jìn)化圖，提問(wèn)： 根據(jù)對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，你能推測(cè)恐龍進(jìn)化成早期鳥(niǎo)類的可能過(guò)程及原因嗎？學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容發(fā)揮想象，推測(cè)恐龍進(jìn)化的過(guò)程，符合達(dá)爾文進(jìn)化論即可。

設(shè)計(jì)意圖： 讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行想象、推理，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“自然選擇學(xué)說(shuō)”的認(rèn)識(shí)和理解。

3.5 拓展延伸，思維辯證 除了達(dá)爾文提出的“自然選擇學(xué)說(shuō)”，還有其他的生物進(jìn)化論嗎？展示文字及圖片資料，對(duì)用進(jìn)廢退主義、新達(dá)爾文主義學(xué)說(shuō)、綜合進(jìn)化論、分子進(jìn)化中性學(xué)說(shuō)等其他生物進(jìn)化論進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。讓學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)或討論，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物進(jìn)化論隨著學(xué)科的發(fā)展也在不斷發(fā)展。

設(shè)計(jì)意圖： 為學(xué)生打開(kāi)一扇了解不同生物進(jìn)化論的窗，學(xué)會(huì)從不同角度去理解不同進(jìn)化論的優(yōu)點(diǎn)和不足，體驗(yàn)辯證思維。

4 教學(xué)反思

為幫助學(xué)生突破重點(diǎn)、難點(diǎn)，采用視頻、體驗(yàn)活動(dòng)、圖片、繪畫(huà)等直觀形式或資源進(jìn)行教學(xué)，并通過(guò)層層遞進(jìn)的三個(gè)活動(dòng)，使學(xué)生以探索的角度、表達(dá)和推理的方式，完成基于經(jīng)驗(yàn)的思維升華，最后通過(guò)對(duì)多種生物進(jìn)化論的介紹，使學(xué)生獲得多角度、辯證發(fā)展的思維體驗(yàn)。