“生物進化的原因”一節的教學設計

李 越 祝劍飛

(江蘇省江陰市第一初級中學 214432)

1教材分析

蘇科版初中生物學教材第23章“生物的進化”主要講述地球上的生物是怎樣來的，豐富多彩的生物是怎樣演變進化而適應生存環境的。從知識角度看，本章內容是前1章“生物的遺傳與變異”的延續，其中第3節“生物進化的原因”是在學生初步了解生命的起源與生物進化的歷程后進一步探討的問題，是本章教學的重點內容，其教學重難點是：在了解人工選擇的基礎上，理解英國曼徹斯特地區的兩種樺尺蛾的數量隨環境變化而改變的事例，認同自然選擇學說，形成生物進化的基本觀點。為達成教學目標，教師可因勢利導，從生活實際出發，通過課外調查、資料分析、觀看動畫、課內游戲等探究活動，加強學生的感性認識，使學生初步認識遺傳變異是生物進化的內在原因，環境改變是生物進化的外在動力，生物只有適應不斷變化的環境才能生存和發展。

2教學目標

2.1 知識目標 描述人工選擇的過程和條件；說出生物數量隨環境的變化而改變的實例；概述自然選擇學說。

2.2 能力目標 通過調查生活中人工選擇的實例，以及原雞進化原因的分析，模擬保護色形成過程和解釋樺尺蛾數據圖表的活動，培養調查、觀察和資料處理等科學探究能力。

2.3 情感態度與價值觀目標 形成生物進化的基本觀點；通過了解環境變化可以導致生物數量改變的事實，強化環保意識；領悟達爾文的科學成就、科學精神和科學態度。

3教學過程

教學引入：師生一起觀看動畫《生物的進化樹》，觀察“生命進化的長河”圖片。教師設問：生物進化有哪些規律？(從簡單到復雜，從低等到高等，從水生到陸生)生物為什么會不斷向前進化呢？換言之，生物進化的原因是為什么？(下面，通過5個環節開始我們今天的學習)

3.1 走近達爾文 師生共同觀看教材插圖“貝格爾號環球科學考察路線”。學生閱讀教材信息庫“達爾文和自然選擇理論”。

學生分組討論：①對達爾文一生的科學研究有重大影響的是一次什么考察?考察路線大概是怎樣的？(乘坐“貝格爾”號環球科學考察。考察路線是從英國出發，橫穿大西洋，到達南美洲，繞過南美洲南端，穿越太平洋，到達大洋洲，橫跨印度洋，繞過非洲好望角，再次穿過大西洋，到達南美洲，第三次渡過大西洋，返回英國)②達爾文以畢生精力完成的是什么著作? 其中提出了什么觀點?(《物種起源》；提出了以自然選擇為基礎的進化學說)③達爾文進化論的產生有哪些歷史條件？(文藝復興、宗教改革和啟蒙運動相繼發生，思想解放運動不斷高漲；資產階級革命和工業革命的巨大推動作用；科學技術的進步，生物學知識的積累，細胞學說的確立；法國生物學家拉馬克生物進化思想的影響；馬爾薩斯人口論的啟示)

教師歸納：任何科學理論的創立，總有其必然性和偶然性。進化論創立的必然性是上述的歷史條件，而其偶然性則是出現了達爾文這個偉人，達爾文的故事對我們有哪些啟示？(先讓學生回答)要成為合格公民或一流科學家，必須熱愛科學、尊重實踐；敢于質疑、勇于探索。

3.2 人工選擇的啟示 除了科學考察以外，達爾文從司空見慣的生物變異現象入手，即從人工選擇形成新品種的過程中得到啟發進行了研究(師生共同觀看教材中“原雞和幾個品種的雞”插圖)。

學生分組討論：①幾個品種的雞(課前調查)與原雞相比，它們分別有何不同？(略)②這些品種的雞是怎樣產生的？ (家養原雞會產生不同變異；有些變異得到遺傳積累；根據人們的需要和愛好，進行選育；逐代定向選擇，培育出不同的新品種)③你調查的生物是什么？它們的原始野生祖先是什么？通過人類的培養它們現在有哪些品種？各自有什么特征？它們是怎樣培養出來的？(參照不同品種雞的形成過程，如不同品種的梨、菊花，不同品種的狗、牛)

教師歸納：什么叫人工選擇？(先由學生回答)就是根據人們的需求和愛好，經過不斷的選擇形成生物新品種的過程。

3.3 樺尺蛾的數量變化 在了解人工選擇的許多實例后知道，人工選擇對生物新品種的形成起了決定性作用，聯想到自然界中形形色色的生物，在進化過程中，是什么在起著選擇作用呢？

師生活動：一人在一張紅色的大紙上放了很多混合的赤橙黃綠青藍紫小紙片(課前準備)，另一人以最快的時間把它們撿到盒子中，哪一種小紙片最晚被撿完？為什么？ (活動注意：第2人要把自己當成捕食者，選取彩色小紙片時，一定不要特意尋找某一種顏色的小紙片。結果分析：赤色的最遲被撿完，和背景色相近的不易被發現)。

學生分組討論：①從1890年至1960年，英國曼徹斯特地區兩種體色的樺尺蛾數量發生了什么變化？(淺色樺尺蛾數量由多到少，深色樺尺蛾數量由少到多)②工廠長期排放的黑煙對兩種體色樺尺蛾的數量變化產生了怎樣的影響？(由于黑煙污染，淺色樺尺蛾停息在灰黑色的樹干上，目標顯著，易被鳥類發現而不易生存；深色樺尺蛾停息在灰黑色的樹干上，體色與環境比較一致，不易被鳥類發現而生存下來；這樣，經過一代一代的選擇，所以在工業污染區的深色樺尺蛾占多數)③假如樹林里沒有捕食樺尺蛾的小鳥，這兩種樺尺蛾的數量還會發生這樣的變化嗎？(不一定，假如樹林里除了小鳥，還有或沒有樺尺蛾的其他捕食天敵存在，有黑煙污染時，仍會或不會發生這樣的變化)

教師歸納：教材在內容安排上，先是人工選擇，再是自然選擇，這符合達爾文對進化原因的實際探究過程和認識過程，體現了生物學知識的產生與發展過程。

3.4 自然選擇學說 師生共同觀看《過度繁殖》《生存斗爭》《遺傳變異》和《適者生存》4個視頻。學生分組討論：①自然選擇的基礎是什么？(過度繁殖：大量繁殖，多數死亡，少數生存。例如，象的壽命可達100歲，如果每對象一年生產6頭小象，經過740年～750年，1對象的后代就可達1900萬頭。事實上，象的數量遠沒有那么多，只是基本保持平衡。為什么多數生物會死亡呢？)②自然選擇的外因(動力)是什么？(生存斗爭：自然界中，生物需要的食物和空間都是有限的，各種生物為了爭奪有限的生存條件而斗爭。哪些生物在生存斗爭中勝出？)③自然選擇的內因是什么？(遺傳變異：變異分為不遺傳的變異和可遺傳的變異，可遺傳的變異又可分為有利變異和不利變異。不同變異的生物在生存斗爭中會有什么不同的結果？)④自然選擇的結果是什么？(適者生存：發生了有利變異的個體在生存斗爭中占優勢，能生存下來，并繁殖后代)

教師歸納：什么叫自然選擇？自然界中的生物，經過激烈的生存斗爭，發生了有利變異(適應環境)的個體能生存下來，發生了不利變異(不適應環境)的個體則被淘汰，即“適者生存，不適者被淘汰”。

3.5 綜合思考 學生分組討論：①用農藥消滅害蟲，開始時效果顯著，過一段時間后藥效明顯下降，其主要原因是農藥使這些害蟲產生了抗藥性嗎？(不是！主要是害蟲本來就存在抗藥性變異的個體，農藥殺死的是不具抗藥性的個體，具有抗藥性的個體保留了下來，并把抗藥性遺傳給了后代。換言之，農藥對害蟲的抗藥性變異起了定向選擇作用，抗藥性變異經過遺傳逐代積累，最后形成了具有抗藥性的新品種，農藥對其就不起作用)②從選擇因素、選擇結果和選擇速度方面比較人工選擇和自然選擇。(略)③達爾文學說有哪些不足之處？《物種起源》出版后，又出現了哪些主要的進化理論？(限于當時的科學水平，演繹推理多于事實證據，強調生物進化的“漸進性”而未能認識到“跳躍性”等。現代綜合進化論、分子進化中性論、間斷平衡論)④生物進化的歷程是否已經完成？如果還在進行，我們為什么不易發現生物的進化? (生物進化仍在不斷進行中。自然選擇的進程十分緩慢，生物界的豐富多彩是經過億萬年的選擇慢慢形成的)

教師小結：①生物的適應性：適者生存，不適者被淘汰，因而目前在地球上生活的各種生物都是適應環境的；②生物的多樣性：自然界的環境有不同類型，不同類型的環境對生物的差異進行選擇，就形成了適應不同環境的多種生物；③不管是人工選擇還是自然選擇，都涉及可遺傳的變異、定向選擇、遺傳給后代、逐代積累四個環節，其中“定向選擇”從人工選擇來說決定于是否符合人的需要，從自然選擇來說決定于是否適應自然環境。

人類的“有利變異”既指優生優育，更指后天的個人努力，它已遠遠超越了先天遺傳，海倫·凱勒和霍金等人的成就即是最好例證。適者生存，不適者被淘汰。作為自然界中的一員，我們每位同學都應該好好學習，苦練本領，不僅能積極地適應環境，更能合理地改造環境，讓生活變得更美好。

4教學反思

本節教學過程中，先對生活中常見的人工選擇現象進行了調查分析，再對自然選擇學說進行研究探討，從生活入手的學習，容易為學生所接受。同時，通過滲透科學史和科學方法的的教育，理解科學·技術·社會之間的關系，力求實現教學過程的完整性和創造性。通過學習，讓學生不僅學到知識，提高動手操作能力、分析推理能力和小組合作能力，還能初步形成歷史唯物主義和辯證唯物主義的世界觀。