培養(yǎng)初中學(xué)生進(jìn)化與適應(yīng)觀的教學(xué)改進(jìn)

方許武

著名生物學(xué)家恩斯特·邁爾認(rèn)為：“進(jìn)化是生物學(xué)中最重要的概念。如果不考慮進(jìn)化的話，對(duì)生物學(xué)中任何為什么的問(wèn)題都無(wú)法得出確切的答案。”任何事物都存在產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，產(chǎn)生即生命的起源，發(fā)展即生物的進(jìn)化。生物進(jìn)化既是“自然選擇”的過(guò)程，也是“適者生存”的過(guò)程。在進(jìn)化上的適應(yīng)包含個(gè)體生存力和繁殖力提高兩層含義，而且是針對(duì)某一特定環(huán)境的適應(yīng)，當(dāng)時(shí)間和空間改變后，原來(lái)的適應(yīng)與不適應(yīng)都會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，引起物種的進(jìn)化或淘汰。

1生物科學(xué)核心素養(yǎng)中的進(jìn)化與適應(yīng)觀

生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任為生物學(xué)學(xué)科核心素素養(yǎng)，其中進(jìn)化與適應(yīng)觀是生命觀念中的重要關(guān)鍵能力。

通過(guò)初中生物課的學(xué)習(xí)，初中生要具備進(jìn)化與適應(yīng)觀，理解物種產(chǎn)生、優(yōu)勝劣汰的自然法則，理解生物由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低等到高、由微觀到宏觀的變化，并能形成科學(xué)的進(jìn)化發(fā)展觀，最終形成科學(xué)的自然觀和世界觀，指導(dǎo)學(xué)生探究生命活動(dòng)規(guī)律，解決實(shí)際問(wèn)題。

2初中生生命觀念中的進(jìn)化與適應(yīng)觀的內(nèi)涵

生命觀念中的進(jìn)化與適應(yīng)觀包括3層含義：①生物多樣性是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，而生物進(jìn)化是自然選擇的結(jié)果;②生物的進(jìn)化與適應(yīng)觀還體現(xiàn)在生物都是在不斷的進(jìn)化與發(fā)展的;③進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系是在某一特定環(huán)境下維持的。

3初中生物進(jìn)化與適應(yīng)觀的教學(xué)實(shí)踐

3.1多角度強(qiáng)化生物體的進(jìn)化與適應(yīng)觀念

在初中生物學(xué)“豐富多彩的生物世界”“生命起源和生物進(jìn)化”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)時(shí)，教師通常借助豐富的圖片、標(biāo)本、視頻等載體，在遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生理解生物多樣性是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，而生物進(jìn)化是自然選擇的結(jié)果。教師還需要給學(xué)生從多角度強(qiáng)化生物的進(jìn)化與適應(yīng)觀。

蘇教版八年級(jí)上冊(cè)中重點(diǎn)介紹了達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)：達(dá)爾文認(rèn)為，地球上的生物一般都具有很強(qiáng)的生殖能力，但是由于食物和生物空間的條件有一定的限度，生物會(huì)為爭(zhēng)奪必須的食物和生活空間等進(jìn)行激烈的生存斗爭(zhēng)，其結(jié)果往往是勝者能更好地繁衍生息，敗者最終被淘汰。在初中階段，達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)可以概括為：過(guò)度繁殖→生存斗爭(zhēng)→遺傳變異→適者生存。教學(xué)時(shí)，教師可以通過(guò)多種手段，從宏觀、微觀以及構(gòu)建概念關(guān)系圖等多角度幫助學(xué)生理解自然選擇學(xué)說(shuō)，強(qiáng)化進(jìn)化與適應(yīng)觀念。

分析加拉帕格斯群島上地雀的進(jìn)化過(guò)程是學(xué)生理解自然選擇學(xué)說(shuō)的重要載體。教師通過(guò)展示圖片資料并加以分析，讓學(xué)生很快從宏觀上理解：不同島嶼上的地雀只有進(jìn)化出適應(yīng)環(huán)境的喙才能獲得生存的權(quán)利，并最終在生存斗爭(zhēng)中獲勝，而那些沒(méi)有進(jìn)化出適應(yīng)環(huán)境的喙的地雀在生存斗爭(zhēng)中被淘汰，即：果實(shí)島——鑿狀喙、昆蟲島——原始喙、仙人掌島——尖長(zhǎng)喙、種子島——粗尖喙。通過(guò)這樣的分析，學(xué)生還不能真正理解自然選擇學(xué)說(shuō)，有部分學(xué)生甚至?xí)M(jìn)入這樣的認(rèn)識(shí)誤區(qū)：這些地雀是通過(guò)主動(dòng)的進(jìn)化來(lái)適應(yīng)環(huán)境并生存下來(lái)的。這時(shí)，教師就需要進(jìn)一步引入微觀概念——遺傳和變異，并強(qiáng)調(diào)變異在進(jìn)化中的重要作用，通過(guò)具體例子幫助學(xué)生分析并理解：變異是隨機(jī)的，而自然選擇是定向的。教師可以結(jié)合多媒體分析：在果實(shí)島上的地雀可以隨機(jī)產(chǎn)生鑿狀喙、尖長(zhǎng)喙、粗尖喙的變異或者保留原始喙，但是最終只有適應(yīng)果實(shí)島的具有鑿狀喙的地雀才能夠活下來(lái)并繁殖后代，將鑿狀喙的變異遺傳給后代。當(dāng)然，這些后代也會(huì)隨機(jī)產(chǎn)生變異，但是產(chǎn)生其他類型喙的地雀終將被淘汰。漸漸地，果實(shí)島上的地雀都是鑿狀喙了，而其他幾座小島上也在發(fā)生著類似的自然選擇。再如，為了幫助學(xué)生理解有利變異與不利變異，教師適時(shí)引入長(zhǎng)頸鹿頸長(zhǎng)的原因這一典型例子，從而讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到進(jìn)化是有利變異不斷積累的過(guò)程。通過(guò)多角度分析，教師幫助學(xué)生正確理解概念并糾正誤區(qū)，促進(jìn)學(xué)生形成正確的進(jìn)化與適應(yīng)觀。

在學(xué)習(xí)完相關(guān)章節(jié)內(nèi)容后，學(xué)生可以通過(guò)設(shè)計(jì)制作概念圖（圖1）來(lái)從整體上認(rèn)識(shí)并內(nèi)化進(jìn)化與適應(yīng)觀。在此過(guò)程中，學(xué)生充分調(diào)動(dòng)在平時(shí)課堂中所形成的概念，建立概念之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，從而形成一個(gè)大的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，進(jìn)一步建立進(jìn)化與適應(yīng)觀。

3.2強(qiáng)化生物的進(jìn)化與適應(yīng)觀還體現(xiàn)在生物都是在不斷進(jìn)化與發(fā)展的

依據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》十大主題之一的“生物的多樣性”內(nèi)容，地球上的生物是多種多樣的，依據(jù)一定的特征，可將各種生物分成不同的類群。生物多樣性是生物億萬(wàn)年進(jìn)化的結(jié)果，是大自然的寶貴財(cái)富。以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的進(jìn)化理論，解釋了生物進(jìn)化和發(fā)展的原因。在教學(xué)中，教師要有意滲透“生物體都是在不斷進(jìn)化和發(fā)展的”這一思想。

例如，化石為生物進(jìn)化提供了直接證據(jù)，師生共同對(duì)不同時(shí)期馬的化石進(jìn)行詳細(xì)分析：5000萬(wàn)年前，始祖馬體型只有現(xiàn)代狐貍那樣大，前足4趾，后足3趾，生活在樹林中;4000萬(wàn)年前，馬的體型已有現(xiàn)代羊那樣大，前足3趾，后足3趾，生活在樹林中;2000萬(wàn)年前，馬由樹林進(jìn)入草原生活，四肢增長(zhǎng)，中趾長(zhǎng)成唯一著地的趾，具備了快速奔跑的能力;1000萬(wàn)-300萬(wàn)年前的馬，體型已和現(xiàn)代馬相似，前后肢都只有中趾著地，兩旁的側(cè)趾退化，能飛快地奔跑，適合在草原上生活。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：從馬的進(jìn)化歷程上來(lái)看，馬的體型和趾的結(jié)構(gòu)發(fā)生了怎樣的變化？馬的生活環(huán)境發(fā)生了怎樣的變化？再過(guò)幾千萬(wàn)年馬還會(huì)是現(xiàn)在的樣子嗎？這樣從而幫助學(xué)生理解馬的進(jìn)化歷程其實(shí)是自然選擇的結(jié)果，并使學(xué)生進(jìn)一步理解：同種生物是在不斷地進(jìn)化和發(fā)展的。再如，學(xué)生通過(guò)分析始祖鳥化石、遼西鳥化石，認(rèn)識(shí)到：在進(jìn)化過(guò)程中當(dāng)變異積累到一定程度，生物可以進(jìn)化成更高等級(jí)的物種，以適應(yīng)新的生活環(huán)境，這也是自然選擇的結(jié)果。最后，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手完成進(jìn)化樹的拼圖游戲，從宏觀角度更加系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)生物是在不斷進(jìn)化和發(fā)展的，并遵循從單細(xì)胞到多細(xì)胞、從低等到高等、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從水生到陸生的發(fā)展規(guī)律。

教師在教學(xué)中有意滲透“生物體都是在不斷進(jìn)化和發(fā)展的”這一思想，有利于讓學(xué)生形成科學(xué)的進(jìn)化發(fā)展觀：進(jìn)化使生命現(xiàn)象不斷向更高組織化水平發(fā)展，也使社會(huì)的組織水平日益提高;進(jìn)化本質(zhì)上就是進(jìn)步，進(jìn)化是必然的，進(jìn)步也是必然的;進(jìn)化是生物與環(huán)境相互作用的過(guò)程，個(gè)體只有把自己放在系統(tǒng)整體的生態(tài)環(huán)境中，適應(yīng)環(huán)境并找到自己的生態(tài)位才能獲得最佳發(fā)展。教師要引導(dǎo)學(xué)生積極應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)、生活與環(huán)境的變化，由被動(dòng)選擇轉(zhuǎn)向主動(dòng)適應(yīng)，讓生命富有質(zhì)量。

3.3強(qiáng)化進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系是在某一特定環(huán)境下維持的

教學(xué)中，教師還要讓學(xué)生理解進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系是在某一特定環(huán)境條件下維持的，當(dāng)原有生物生活的環(huán)境發(fā)生變化，原來(lái)的適應(yīng)與不適應(yīng)都會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，從而引起物種的進(jìn)化或淘汰。例如，教材在介紹有利變異與不利變異這一重要內(nèi)容時(shí)，筆者通過(guò)讓學(xué)生利用自然選擇的原理分析并解釋英國(guó)污染區(qū)樺尺蛾的黑化現(xiàn)象，來(lái)進(jìn)一步明確：有利變異和不利變異不是一成不變的，適應(yīng)當(dāng)時(shí)環(huán)境的變異才是有利變異。當(dāng)環(huán)境改變后，原來(lái)的不利變異可能會(huì)變成有利變異，獲得生存的機(jī)會(huì)并存活下來(lái)，從而使得整個(gè)種群發(fā)生進(jìn)化，而原來(lái)的有利變異可能變成不利變異，從而失去生存機(jī)會(huì)被淘汰。在此基礎(chǔ)上，教師可適當(dāng)延伸，引導(dǎo)學(xué)生分析：長(zhǎng)腿安康羊突變產(chǎn)生的短腿安康羊的變異在自然環(huán)境下為不利變異，因?yàn)樗鼈儾簧朴诒寂埽y以躲避敵害;而在生產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境下則為有利變異，因?yàn)樗鼈円子谌︷B(yǎng)。通過(guò)多種類型的實(shí)例分析，在理解自然選擇的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系是在某一特定環(huán)境下維持的這一核心思想。

以上是筆者在初中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)化與適應(yīng)觀的一些教學(xué)改進(jìn)。生物教學(xué)中蘊(yùn)含著豐富的進(jìn)化與適應(yīng)觀的培養(yǎng)契機(jī)。教師只要善于利用各種途徑加以滲透，就能使學(xué)生真正將進(jìn)化與適應(yīng)觀融入到自身的價(jià)值觀中，讓教育擺脫功利化和模式化的影響，讓教育回歸教育的本質(zhì)，讓學(xué)生自由、全面地發(fā)展。