例析初中學生“進化與適應觀”的培養(yǎng)

李學斌

(江蘇省南京師范大學第二附屬初級中學 儀征 211900)

“進化與適應觀”是生物學科核心素養(yǎng)——生命觀念中的一個關鍵能力。進化是生物學中最重要的概念之一，進化思想為人們理解生命的歷史、各種生物之間的關系，以及生命依賴于物理環(huán)境提供了統(tǒng)一的準則，生物進化的概念提供了將大部分生物學知識構建成一個整體的框架[1]。

初中學生“進化與適應觀”尚待形成，可通過初中生物學課程學習，使學生理解：“地球上多種多樣的生物是經過長期進化形成的”“生物能適應所生存的環(huán)境，也是生物長期進化的結果”和“以自然選擇學說為核心的生物進化理論，解釋了生物進化的原因”，并能夠用上述觀點作出解釋、判斷。本文結合蘇科版初中生物學教學案例，通過知識建構、理性思辨、活動促進和問題解決等策略，幫助學生形成進化適應觀。

1 知識建構，凝練“進化與適應觀”

初中學生“進化與適應觀”的形成，必須要在課堂上建構合適、有效形成觀念的重要概念，以及能形成這些重要概念的具體知識體系。縱觀教材中“進化與適應觀”的知識內容，主要包含在第二單元“我們生活的生物圈”、第五單元“環(huán)境中生物的多樣性”和第七單元“生命的延續(xù)和進化”中，涉及課標中十多個重要概念，而每一個重要概念，又需要許多生物學事實性知識作為基礎。

例如，要讓學生理解重要概念“地球上生活著各種各樣的生物，可以根據特征將生物進行分類”，這就需要許多基礎知識：①要讓學生了解分類的思想，如為什么要分類，如何分類；②要讓學生了解生物的科學分類，是依據生物形態(tài)、結構、生理、發(fā)育和習性等方面特征的相似程度將生物進行分類；③要讓學生理解“界、門、綱、目、科、屬、種”等生物分類單位的關系與內涵。而有了生物科學分類的思想和分類體系等重要概念，學生就可大致勾畫出生物進化的脈絡。

“生物與環(huán)境”“生物多樣性”和“生命的延續(xù)和進化”等單元知識的鋪墊比較重要，在相應單元教學中，教師應該以重要概念為核心，構建知識體系。同時，要以重要概念為支點，幫助學生梳理知識，凝練“進化與適應觀”。

2 理性思辨，形成“進化與適應觀”

初中學生“進化與適應觀”的形成，不僅是有關生物進化、適應方面知識簡單的堆積，還必須不斷地體驗和感悟生物學知識所蘊含的科學思想。教師可通過精心設計問題串，引導學生比較、分析、討論和反思，進而形成“進化與適應觀”。

例如，教材中在介紹“生物多樣性”這一節(jié)主題時，是按照生物生活的場所，分為“水中的生物”“地面上生物”“空中的生物”和“土壤里的生物”等四個章節(jié)。如此安排，雖然符合學生的認知規(guī)律，但打亂了生物科學分類體系，學生所學有關動物、植物和微生物等的知識時，內容交錯，雜亂無序，難以形成“進化與適應觀”。此時，就需要教師在這些章節(jié)中精心處理教材中的知識了。如在學習完“水中的生物”“地面上生物”一節(jié)后，教師要及時引導學生將藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物這五類植物主要特征進行比較(表1)。在比較的基礎上，再通過問題串引導學生反思：所有的植物都有六大器官嗎？哪一類植物最高等？高等在哪里？種子繁殖比孢子繁殖高等在哪里呢？被子植物比裸子植物高等在哪里？為什么藻類植物是低等植物？通過比較分析，思考討論，學生不僅系統(tǒng)地鞏固了植物主要類群知識，而且還揭示了其中的進化規(guī)律，總結出生物“簡單到復雜、低等到高等和水生到陸生”的進化趨勢。

表1 植物主要類群比較表

同樣，也可以在學生學習完“空中的生物”一節(jié)以后，引導學生將脊椎動物的魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類這五類脊椎動物的形態(tài)結構進行比較，在精心設計的問題引領下，在學生頭腦中播下生物進化的“種子”。

3 活動促進，強化“進化與適應觀”

有了“生物與環(huán)境”“生物多樣性”等生物重要概念和基礎知識的鋪墊，學生已經或多或少地形成了生物進化的思想。在“生命的延續(xù)和進化”一節(jié)的教學時，因教材內容的理論性過強，教師應因時、因地制宜，設法開展活動，讓學生追尋科學家的思維軌跡，理解生物的進化。具體活動如下：

活動1：繪制生物進化樹。生物學家根據各種生物進化證據所提供的信息，繪制了生物進化樹。生物進化樹不僅能簡明地表示出生物進化的主要歷程，顯示各類生物之間的親緣關系，而且還揭示生物進化的趨勢。在教材配套的實驗手冊中，有進化樹的剪圖、貼圖活動。如果沒有現成的，也可在網上搜索后打印出來。讓學生動手剪圖、貼圖，能真切地感受到生物進化路徑和進化的地位。

活動2：走近地層化石。化石的形成過程距離今天太遙遠，教學中一定要巧設活動，吸引學生參與其中，產生思維碰撞：①觀察化石實物，讓學生弄清楚什么是化石？化石是如何形成的？為什么化石證據是生物進化最直接的證據？②觀察不同地質年代生物的化石，如馬的前肢化石，設問：為什么不同地質年代，馬的化石會有變化呢？是什么原因導致這一變化？③觀察中間類型始祖鳥、種子蕨化石。設問：始祖鳥化石既具有爬行動物特征，又具有鳥的特征，說明什么問題呢？上述活動后，經小組討論、交流，教師最后進行歸納整理。

通過以上的活動，讓學生參與其中，或疑或思，或動或辯，引導學生認同生物是進化的，了解生物進化的路徑并理解生物進化的原因。

4 問題解決，內化“進化與適應觀”

學生掌握了生物進化方面的知識后，并不等于就已經形成了“進化與適應觀”，能力形成離不開實際運用。在真實的生活、生產實踐中，學生能否評價相關言行的科學性，能否解決真實情境中的具體問題，是衡量學生“進化與適應觀”形成與否的重要標志。

例如，去年在美國發(fā)現了首例對所有已知抗生素均有抵抗力的“超級細菌”，隨后包括我國在內的許多國家都有病例報道。去年年底，江蘇省就規(guī)定二級以上公立醫(yī)院全面停止門診患者靜脈輸注抗菌藥物。那超級細菌的抗藥性是如何產生的呢？這和頻繁輸注抗菌藥物有關嗎？又如，在講到生物學分類知識時，適時展示我國“蛟龍”號深海載人潛水器在馬里亞納海溝7.062km海底拍攝的海底生物圖片，讓學生鑒別屬于哪一類生物？提出問題：科學家將這些生物樣品帶回研究時，發(fā)現全都死了，為什么呢？海底生物是如何適應深海環(huán)境的，這種適應性又是如何形成的？通過對鮮活的生活案例討論、分析，并做出科學判斷，能提高學生“進化與適應觀”能力。

經常性將生物學知識和現實生活有機結合，將最新的科研成果展示于課堂，讓學生接觸真實的問題情境，從而學會用所學知識解決實際問題，不僅激活了生物學課堂教學，還使學生在討論交流、問題解決過程中逐步形成了科學的“生命觀念”。

(基金項目：江蘇省基礎教育課改重大項目“學科核心素養(yǎng)與關鍵能力的研究”，No.2015jssjys-01；江蘇省揚州市規(guī)劃課題“基于元認知發(fā)展的初中生物學重要概念教學的實踐研究”，No.G/15/P/065)