基于證據的問題解決教學
——以 “生物的進化”教學為例

夏 駿

杭州錢塘新區啟源中學 浙江 杭州 310018

一、教學起因

《生物的進化》是浙教版九年級下冊的第一章的內容,在平時的教學中,不管是教師還是學生,對此內容看似是毫無疑問,很理所當然的接受。但是大多數學生都是被動的接受,并不符合目前培養學生核心素養所提倡的。若教師在課堂中提問學生化石是如何形成的,學生按教材所給的內容按部就班的回答即可,這樣即沒有充分調動學生的積極性,對于學生的思維更是沒有任何幫助。化石成為生物進化的有力證據是如何進行推理的?除了化石外解剖學、胚胎學和DNA分子等其它證據又是如何論證的呢?這些問題在我們的教學中并未很好的解決,學生對于我們所講解的內容也只是全然接受,這樣的教學會讓學生以為科學知識是永恒不變的,違背了科學本質——科學知識具有可變性。

因此本文利用基于證據的問題解決教學引導學生通過角色扮演、推理論證以問題解決的方式展開學習。

二、教學設計方法及目標

基于以上的分析,在本文中創設了基于證據的問題解決教學方式及教學目標。

如圖1,基于事實創設問題情境,吸引學生的注意力,達到學生最近發展區引發思考,引出事實揭露表象。設置階梯問題進行教學設計,為學生提供思考的空間及深度。

根據生物學的核心素養我確定了以下目標:

①通過對馬化石的觀察與分析,得出結構與功能相適應的生物觀念,體現了生物是不斷的在進化的并且生物與環境是相適應的。

②通過神創論與進化論之間的對比以及在進化論不斷修正完善的過程當中培養質疑能力以及批判性思維能力。

③學會科學論證:證據需要在事實基礎上分析推理、通過論證得出。

④通過神創論的反駁提出進化論的觀點并在觀察、提問、小組合作、交流討論中得出化石、胚胎比較學、比較解剖學等事實進過推理分析成為證據支持進化論觀點。

⑤通過學習樹立保護環境、保護生物的社會責任意識。

三、教學實錄

1.創設問題情境 引出事實 揭露表象

師:同學們看過哪些和外星人有關的電影?

生:舉例所看過的電影——星球大戰等.

師:外星人存在嗎?這幅圖片中的外星人是真實的嗎?

生:外星人不存在,這是我們想象出來的。

師:目前由于科學技術的限制,我們還沒有足夠的證據證明外星人的存在。讓我們回到古代,當時的科技并沒有那么發達,當時的人們認為自然界中多種多樣的生物是如何被創造的呢?

生:神創造的。

師:能具體展開嗎?(若回答不上來)你想一想我國古時候的人們是怎么認為的呢?

生:女媧造人、天工開物

師:(展示神創論PPT)神創論其實又叫特創論,特創論者認為:在宇宙歷史的某一特殊時刻,由上帝一次性創造(板書:神創造的)出各種生物,最初有多少種,現在就有多少種(板書:物種是不變的),各種生物之間沒有任何的親緣關系(板書:物種與物種間無親緣關系)。這些特創論的依據是什么?

生:回答說出各種依據

師:很顯然它沒有充足可靠的證據支持,到了文藝復興時期,人們有了新的發現,人們對于從古希臘開始就被發現的化石有了新的認識,今天老師也給同學們帶來了一些化石,請同學們仔細觀察,你發現了什么?

生:發現了有不同種類的生物。

師:(展示PPT,主要展示已經滅絕的生物化石)同學們這些化石中的生物還存在嗎?你的這個發現能用來支持神創論嗎?

生:滅絕了,不能

2.設置階梯問題 推理分析 邏輯推測

師:由于這新的認識,人們開始質疑神創論,并開始著手研究所發現的證據——化石,同學們你覺得當時的科學家們在什么樣類型的巖石中能夠有機會找到化石呢?

生:沉積巖

師:當時的人們又是如何將巖石與化石建立起聯系的呢?若當時的你發現一塊這樣的巖石你會怎么想?

生:①被認為是流星隕落后的產物。②看上去不像生物體的被歸為礦石。③是和生物體沒有任何關系的自然形成的石像。

師:聯系課外閱讀資料羅伯特·胡克在1665年出版的《顯微圖譜》一書中,描述了他用顯微鏡觀察石化木和木頭并進行了比較,通過不同點及相同點的分析推理得出木頭是如何轉變為石化木的。

師:請同學們根據沉積巖形成的特點,小組討論化石是如何形成的?根據化石形成的特點,將不同生物化石貼到最早出現的地層中,你有什么樣的推測?

生:描述化石的形成,

師:根據你剛才的描述,在我所給大家的這幅地層中,最底下的這一層在這幅圖中代表什么?

生:年代最久遠

師:其實科學家們的發現和我們修正以后的基本一致,按照年代順序對所發現的不同化石進行分析,你有怎樣的發現?

生:隨著時間的發展,有些生物滅絕了,后來出現的生物,原來是沒有的;水生到陸生,低級到高級,簡單到復雜。

師:你的這些發現支持了怎樣的假設?

生:物種是可變的,生物是在不斷演化(進化)的。

師:物種是在變化的,既然生物在不斷進化的,那么物種與物種之間是否存在著親緣關系呢?

生:存在著親緣關系

師:這就是當時人們所提出的進化論當中的一部分內容,科學家們為了檢驗自己的假設,通過同類的化石標本按年代的先后順序排列起來,再次我們以科學家發現的馬的化石標本為例,你有哪些發現(請小組討論,完成任務二)。

師:這些馬的形態結構有什么不同?

生:三趾之間變為單趾,體形逐漸變大

師:為什么會有這樣的變化呢?你的推測是什么?

生:可能和環境有關

師:你的分析支持了怎樣的觀點?

生:物種是可變的

師:科學家門還發現了生活在海洋中的腔棘魚的化石,但是在1938年,在南非附近的印度洋中捕獲腔棘魚。通過對兩者的比較,你有怎樣的發現?

生:腔棘魚沒有太大變化。

師:為什么沒有太大的變化,你有怎樣的推測?

生:可能它所處的環境沒有太大的變化。

師:說明生物與環境之間相適應。請同學們推測一下幾百萬年以后,腔棘魚又會變的怎么樣呢?

生:不會有太大的變化,因為它的環境并不會有很大的變化。

3.利用問題延伸 形成證據 利用證據

師:除了化石的證據外,是否還有其它的證據可以佐證呢?(展示胚胎學上的證據)請同學們猜一下哪個是人的胚胎?

生:難以確定

師:因為相似所以難以確定。胚胎學上的證據說明了什么?

生:生物之間存在親緣關系,可能來自于同一個祖先

師:還有比較學上的證據,形態和功能不同,但它們所在部位和結構組成是相似的。也能夠支持進化論中的觀點。隨著科技的發展,現代的我們還有哪些證據可以支持進化論的觀點的呢?

生:DNA鑒定等

師:隨著技術的發展,我們所認同的假說不斷的被修正和完善。