基于思維型教學(xué)的“地球上生命的起源”教學(xué)設(shè)計(jì)

張玉菱

摘要：初中生物學(xué)知識覆蓋面廣，很多內(nèi)容都涉及到了科學(xué)史?？茖W(xué)史的學(xué)習(xí)對培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有很大幫助。但是在科學(xué)史的教學(xué)中，一個課時通常需要講解多個探究實(shí)驗(yàn)，教師無法在有限的教學(xué)時間中在課堂上再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，加之初中學(xué)生相關(guān)知識儲備不夠，如何通過課堂教學(xué)讓學(xué)生身臨其境、由淺入深地了解科學(xué)探究過程，值得我們思考。本文是基于思維型教學(xué)的“地球上生命的起源”教學(xué)設(shè)計(jì)，作者嘗試通過高效的問題串積極調(diào)動學(xué)生的思維，幫助學(xué)生逐步理解人類歷史上關(guān)于生命起源的一些重要學(xué)說，同時在科學(xué)史教與學(xué)的過程中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：思維型教學(xué);科學(xué)史;核心素養(yǎng);生命起源;初中生物

思維型教學(xué)有利于在學(xué)科教學(xué)中落實(shí)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。如何在初中生物教學(xué)中，從簡單的知識作為切入點(diǎn)提高學(xué)生的思維能力，值得我們深思。本節(jié)課以思維型教學(xué)的六大基本要素[1]，即創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、主動探究、合作交流、總結(jié)反思、應(yīng)用遷移為暗線。以探索生命奧秘、尋找實(shí)踐記憶、領(lǐng)悟科學(xué)真諦為明線。通過“發(fā)現(xiàn)問題→解決問題→提出新的問題”這一循環(huán)的思維模式，引導(dǎo)學(xué)生善于提問、樂于探究、勤于思考，落實(shí)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、教材分析

“地球上生命的起源”是人教版初中生物八年級下冊第三章第一節(jié)的內(nèi)容。關(guān)于地球上的生命究竟是從何而來，到目前為止都處于探索階段，所以教材在本節(jié)內(nèi)容設(shè)置了一個很重要的科學(xué)方法——推測。本節(jié)內(nèi)容是以探究實(shí)驗(yàn)為載體，講述探索生命起源的科學(xué)史。

二、學(xué)情分析

學(xué)生在七年級下冊已經(jīng)學(xué)習(xí)《人類的起源和發(fā)展》，初步接觸了由證據(jù)進(jìn)行推測的科學(xué)方法，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但因化學(xué)知識的缺少，在理解化學(xué)進(jìn)化說這一部分知識時，稍顯吃力，教師需合理安排教學(xué)活動，逐步引導(dǎo)，充分啟發(fā)學(xué)生思維，看似學(xué)知識，實(shí)則學(xué)方法，潛移默化地幫助學(xué)生掌握“推測”這一科學(xué)方法。

三、教學(xué)目標(biāo)

通過多個實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐探究，掌握由證據(jù)做出推測這一科學(xué)方法，落實(shí)科學(xué)探究和理性思維的發(fā)展。通過探討化學(xué)起源說，學(xué)生知道了海洋中有機(jī)物的出現(xiàn)是原始生命出現(xiàn)的基礎(chǔ)，樹立了結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，落實(shí)生命觀念的培養(yǎng)。通過探討生命的價值、生命的探索等問題，落實(shí)社會責(zé)任的培養(yǎng)。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：描述生命起源的過程;嘗試運(yùn)用證據(jù)和邏輯作出推測

教學(xué)難點(diǎn)：嘗試運(yùn)用證據(jù)和邏輯作出推測

五、教學(xué)過程

（一）叩開時間大門，探索生命奧秘（教學(xué)設(shè)計(jì)引入環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)情境，提出問題）

武陵山脈山清水秀，長江流域物產(chǎn)豐富。放眼祖國的大好山川，縱覽地球上的秀麗美景，在現(xiàn)在的地球上，生物用他們最美麗的姿態(tài)展現(xiàn)著生命的魅力。教師通過圖片展示現(xiàn)在地球的美麗景色。然后播放原始地球想象視頻，視頻為科學(xué)家通過現(xiàn)有證據(jù)推測出的四十六億年前的原始地球環(huán)境：巖漿橫流、火山爆發(fā)、電閃雷鳴等。學(xué)生看完視頻后提出以下想要探究的問題：地球上的生命是怎樣形成的？原始地球上是如何產(chǎn)生生命的？多種多樣的生命形態(tài)是如何形成的？

設(shè)計(jì)意圖：通過圖片和視頻，引起學(xué)生的視覺沖擊，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時引導(dǎo)學(xué)生主動提出想要探究的問題，從新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)開門見山，探討生命的起源。

（二）進(jìn)入時空隧道，尋找實(shí)踐記憶（教學(xué)設(shè)計(jì)探究—解釋環(huán)節(jié)：主動探究，合作交流）

本環(huán)節(jié)主要包含了4個思維活動。每個活動都包含提出問題—解決問題—提出新問題三個環(huán)節(jié)。在這一循環(huán)的思維模式中，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

【活動一：神創(chuàng)論】老師提出問題：關(guān)于生命起源，人類最早提出的猜想是什么？并提供女媧造人、亞當(dāng)夏娃的藝術(shù)圖片。學(xué)生解決問題：古人認(rèn)為生命是神創(chuàng)造的。學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題：神創(chuàng)論的說法并不成立。

【活動二：自然發(fā)生說】老師提出問題：生命既然不是神創(chuàng)造的，那它從何而來？并提供腐草化螢、腐肉生粗等文字資料。學(xué)生得出結(jié)論：總結(jié)出“自然發(fā)生說”，即生命是從非生命的物質(zhì)中產(chǎn)生的。學(xué)生提出新的問題：如何用實(shí)驗(yàn)證明螢火蟲不是腐草產(chǎn)生的？蛆不是腐肉產(chǎn)生的？學(xué)生解決問題：將腐肉放在容器里蓋起來，就不會生蛆了。老師解釋問題：1668年，意大利醫(yī)學(xué)家雷迪用實(shí)驗(yàn)證明蛆不是腐肉產(chǎn)生的，但這個實(shí)驗(yàn)解決了生命起源的問題嗎？學(xué)生提出新的問題：雷迪的實(shí)驗(yàn)抨擊了自然發(fā)生說，但沒有解釋導(dǎo)致新鮮肉腐爛的霉菌從何而來。

【活動三：斯帕蘭扎尼的肉湯實(shí)驗(yàn)】老師提出問題：霉菌從何而來？請同學(xué)利用以下材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：酒精燈、燒瓶、棉花塞、肉湯。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并解決問題：導(dǎo)致肉湯變質(zhì)的霉菌來源于空氣中。老師解釋問題：1765年，斯帕蘭扎尼用肉湯實(shí)驗(yàn)證明導(dǎo)致肉湯變質(zhì)的微生物是來源于外界。但這個實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時被一些人提出了質(zhì)疑，你看出來了嗎？學(xué)生提出新的問題：斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)將空氣完全阻隔在了燒瓶以外，就算燒瓶里有生命，也會因?yàn)槿毖醵鵁o法生存。

【活動四：巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)】老師提出問題：如何解決斯帕蘭扎尼實(shí)驗(yàn)存在的問題？學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并解決問題：如果能保證瓶子里有空氣，且瓶子里的空氣是滅過菌的，就可以了。老師解釋問題：19世紀(jì)60年代，法國微生物學(xué)家巴斯德進(jìn)行了著名的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)印證了導(dǎo)致肉湯變質(zhì)的微生物來源于瓶外。學(xué)生提出新的問題：巴斯德實(shí)驗(yàn)也沒有解釋燒瓶以外的微生物是來自哪里的，即沒有解決地球上的生命究竟從何而來。

以上四個活動的設(shè)計(jì)意圖：探究解釋環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重要環(huán)節(jié)，關(guān)于生命起源的探究實(shí)驗(yàn)非常多，課堂上短短的40分鐘無法展示，教師只能通過高效的問題串引導(dǎo)學(xué)生思考。在這一環(huán)節(jié)中，通過多個實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐探討，在提出問題—解決問題—提出新問題三個環(huán)節(jié)這一循環(huán)的思維模式中，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在潛移默化中掌握由證據(jù)做出推測這一科學(xué)方法，落實(shí)科學(xué)探究和理性思維的發(fā)展。這一過程正是體現(xiàn)了思維型教學(xué)的優(yōu)越性。

（三）掌握科學(xué)方法，領(lǐng)悟科學(xué)真諦（教學(xué)設(shè)計(jì)遷移環(huán)節(jié)：總結(jié)反思，應(yīng)用遷移）

教師提出問題：隨著科學(xué)技術(shù)的改進(jìn)，科學(xué)家們通過一次又一次的實(shí)踐，大致提出了兩中看法：1、宇生說;2、化學(xué)起源學(xué)說。你更支持哪一種說法呢？學(xué)生根據(jù)自己已有的知識經(jīng)驗(yàn)或者直覺做出選擇。教師給大家提供了一些資料（這些資料分別支持宇生說和化學(xué)起源說），請同學(xué)們從中找出證據(jù)支撐你的觀點(diǎn)。學(xué)生從信封中取出資料，以學(xué)術(shù)辯論會的形式，盡可能多的為自己所支持的觀點(diǎn)提供證據(jù)。教師總結(jié)，其實(shí)這兩種假說都有證據(jù)支持。但是，從現(xiàn)有證據(jù)來看，大多數(shù)學(xué)者更支持化學(xué)起源學(xué)說。教師通過分析米勒實(shí)驗(yàn)總結(jié)出化學(xué)起源學(xué)說。教師啟發(fā)學(xué)生：我們?nèi)匀粺o法肯定地說地球上生命一定是化學(xué)物質(zhì)逐步進(jìn)化而來，但在科學(xué)家一次又一次的思維切磋和實(shí)踐探究中，我們推測出了一種又一種可能。尋找證據(jù)，做出推測，我們相信，總有一天生命起源的真相會被我們揭開。

設(shè)計(jì)意圖：通過探討化學(xué)起源說，學(xué)生知道了海洋中有機(jī)物的出現(xiàn)是原始生命出現(xiàn)的基礎(chǔ)，樹立了結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，落實(shí)生命觀念的培養(yǎng)。通過探討生物生命的價值、生命起源的探索、生物多樣性的保護(hù)等問題，落實(shí)社會責(zé)任的培養(yǎng)。

六、板書設(shè)計(jì)

七、教學(xué)反思

科學(xué)史是生物學(xué)知識很重要的一部分。初中生物教材將部分科學(xué)史內(nèi)容以小字部分呈現(xiàn)，但不代表這些知識不重要，講解科學(xué)史就是站在前人的肩膀上看遠(yuǎn)方，也是在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。在科學(xué)史的教學(xué)中，教師要高效整合教材，深挖教材內(nèi)容上的關(guān)聯(lián)性。另外，學(xué)生因相關(guān)交叉學(xué)科如化學(xué)等知識儲備不夠，故教學(xué)設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的知識規(guī)律和心理規(guī)律，課堂知識要由淺入深。想要充分調(diào)動學(xué)生的思維，教師在問題串的設(shè)置上就一定要科學(xué)緊湊環(huán)環(huán)相扣，而這也是思維型教學(xué)的一種表達(dá)方式?？茖W(xué)史的學(xué)習(xí)除了幫助學(xué)生掌握知識外，對提升學(xué)生收集分析信息的能力、邏輯思維能力等都有很大幫助，是培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、社會責(zé)任的良好載體。充分挖掘科學(xué)史的內(nèi)涵，設(shè)計(jì)科學(xué)史的高效教學(xué)，任重道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡衛(wèi)平：思維型教學(xué)的六個基本環(huán)節(jié)該如何有效落實(shí)？（源自網(wǎng)絡(luò)）.2A6D48F3-B6E9-4858-A24A-77A9CE883EA3