“生物的進化”課題式學習的教學設計

1 教材地位和作用

本章內容有2部分：一是簡要介紹了達爾文的自然選擇學說；二是著重講述了現代生物進化理論的內容。通過本章知識的學習，能使學生學到生物進化方面的-知識，初步理解生物進化的原因、生物的多樣性和適應性，為學習第八章“生物與環境”打下基礎。同時這還有助于學生形成生物學的基本觀點之一一一生物進化的觀點，從而幫助他們樹立形成正確的世界觀。

2 教學目標

2．1 知識目標

達爾文自然選擇學說的主要內容(A：知道)；

種群、種群基因庫、基因頻率的概念、基因頻率的計算方法、進化的實質(B：識記)。

2．2 能力目標

通過學生自主學習、合作交流等活動，使學生掌握自主學習的方法，學會與人交流和合作的能力，培養學生創造性思維能力和表達能力。

2．3 情感、態度與價值觀目標

高中生正處于世界觀形成和發展的時期，而唯物主義理論和較有說服力的進化論觀點是該年齡段學生所需的。通過對現代生物進化理論的創立過程的學習，了解科學研究與生物理論形成的一般過程，培養學生崇尚科學的態度和實事求是的精神。

3 教學重點、難點

3．1 教學重點

基因頻率的概念。

3．2 教學難點

基因頻率的概念和計算方法。

4 學情分析

4．1 知識準備

學生在初中階段，已初步了解了達爾文和他的進化思想，又學習過遺傳和變異、生物的生殖等知識，為學習生物的進化作了知識準備。

4．2 情感準備

地球上的生物具有多樣性、適應性和從低等到高等進化等現象困擾著學生，如為什么會有如此豐富多彩的生物?它們為什么會表現出驚人的適應性?為什么會進化?如何進化?……這使學生產生要去了解和解答相關現象的強烈渴望，即求知欲。

5 課前準備

5．1 資料準備

利用初中教材和高中教材等參考資料，通過因特網搜索，搜集一些關于生命的由來(準備了4種學說：進化論、特創論、智慧設計論和遷居論)、生物的進化(準備了2種學說：達爾文自然選擇學說和拉馬克的用進廢退學說)等解讀資料，經編輯后印發給學生，并要求學生結合教材進行預習。

5．2 媒體準備

本課使用的媒體主要為電腦和投影儀，即需制作好電子幻燈片。

6 教學方法和理念

6．1 引入課題研究式學習

將“現代生物進化理論的創立過程再現”作為課堂上的研究課題，分“生命的由來”、“生物的進化”和“進化論的發展”等3個環節。教師引導學生進行自主研究，開展合作學習、討論交流，并最終達成共識。這體現了以學生為主體的新課程理念，培養自主學習的良好習慣和合作、交流的意識，實現學生在教師指引下的自我發展。

6．2 師生交換角色的變式學習

在學習“種群是生物進化的單位”時，學生與教師的角色進行互換，教師轉變為接受能力、理解能力較差的“學生”，而學生轉變為“教師”，需想方設法“教”會“學生”。角色換位后，大大調動了學生的學習積極性，將使其真正成為課堂的主人。在“教”之前“教師”必須自己先學會，于是學生們便適時采用自主學習，并搭建了知識框架的雛形。他們在“教”的過程中體現價值，獲取成功的喜悅，同時通過師生、生生間的相互交流逐步完善知識框架體系，同時給予“教”后反思和總結的機會，從而使學生更好地掌握知識。

7 教學過程

教師(導入)：通過幻燈片“南方古猿→現代人→想象中的未來人等”引出：人在不斷變化，延伸到其他生物，結合幻燈片舉例“始祖馬→三趾馬→現代馬”，強調體型、趾的變化，引出：地球上的生物為什么會不斷進化?這就是本單元所要學習的內容(板書：第七章生物的進化)。

教師：其實，關于生物是不是進化而來的?如果是進化而來的，又是如何進化來的?這些問題早先已有許多不同的學說，直到現在創立廠現代生物進化理淪。在今天的這一節課中，我們就將“現代生物進化理論的創立過程再現”作為一項課題來進行研究。為廠便于同學們研究，我將本課題劃分成了3個環節：生命的由來、生物的進化和進化論的發展。(幻燈片展示，如下圖，之后該頁面一直保留至下課。)

教師：同學們根據已經掌握的知識，結合已經搜集到的資料，首先對地球上生命的由來這個環節進行研究，請同學們就此環節進行討論和交流，形成自己的觀點或想法，3min后進行交流發言。

學生反應熱烈，發言踴躍。

學生：關于生物的由來，我支持“智慧設計淪”，因為世間萬物如此奇妙，不可能由進化和自然選擇而來，必然是由某種“超級智慧”設計出了這個世界。

學生：我們也有智慧，但我們沒有設計出生物來，因此我不同意“智慧設計論”，而支持“遷居論”，認為今天在地球看到的生命起源于宇宙的另外地方的生命類型。

學生：“智慧設計論”實質上也是一種“特創論”，與“遷居論”一樣，不足之處在于沒有充分的證據。而“進化論”提供了古生物學、胚胎學等方面的證據，因此，我更支持“進化論”。(鼓掌!)

教師：很好!通過剛才的的討論與交流，我們明確了只有進化論的觀點才能提供較為有力的證據，因此我們比較認同“進化論”的觀點。那么，生物為什么會進化?又如何進化的?

教師：農民們有個百思不得其解的問題：為什么在經常使用某種農藥后，其殺蟲效果會越來越差?現在需要大家來幫他們解決這個問題，請同學們根據已經掌握的知識，對第二個環節——“生物的進化”進行研究，請同學們通過討論和交流，來形成自己的觀點或想法，3min后進行交流發言。

學生開展自主學習研究、討論和交流。

學生：我認為農藥的殺蟲效果會越來越差，是由于農藥的使用，使一小部分害蟲產生了抗藥性，這些害蟲活了下來，再通過遺傳，使后代中具有抗藥性的個體越來越多。

學生：我認為有些害蟲本來就具有抗藥性，是由于農藥的使用才使它的這種特性體現出來。

學生：我支持前者!

學生：我支持后者!

學生：我認為兩種觀點都有道理!

學生們不斷地地議淪著，各自強調自己的答案是對的。

教師：很好!現在已經產生了2種沖突的觀點，即到底是由于農藥的使用導致害蟲產生抗藥性，還是害蟲原先存在著抗藥性。其實，在很早以前就已經有類似的2種沖突的觀點，即拉馬克的“用進廢退學說”與達爾文“自然選擇學說”的沖突(簡單介紹拉馬克及“用進廢退學說”)。所以，你們剛才有人充當了拉馬克，而有人充當了達爾文。

學生：對，拉馬克的觀點在日常生活中也較為常見，如運動員因經常體育訓練而使運動能力突出，再如學習之后不及時鞏固就會很快遺忘等。這只是個體的變異。

學生：對，這種“進”或“退”是不能遺傳給下一代的，如單眼皮的人去美容院拉了雙眼皮，但她的基因末改變，因此，她的雙眼皮性狀是不可遺傳的：這就是拉馬克的“用進廢退學說”的局限性——獲得性遺傳。所以害蟲抗藥性的增強是因為抗藥性本身就存在，是遺傳的。(學生們會意地笑著)

教師：很好!盡管拉馬克的觀點帶有唯心主義色彩，但拉馬克是生物進化論是奠基人，他為達爾文提出“自然選擇學說”鋪平了道路。因此達爾文的“自然選擇學說”能很好地解釋農藥的殺蟲效果為什么會越來越差：(板書：—、自然選擇學說)請同學們從自然選擇學說的內容出發來替農民們把該問題給解決了。(學生歸納、教師板書，接著實踐：“解釋長頸鹿是如何進化的?”，從而明確自然選擇學說的4個內容及它們之間的關系、重要意義。)

教師：現在我們支持的達爾文的自然選擇學說有沒有局限性呢?那又會是什么呢?隨著生物科學的發展，它又將怎樣發展?(板書：3、局限性)

學生：由于受當時科學發展水平的限制，自然選擇學說也存在局限性。比如，它只是從個體水平解釋生物的進化，且不能從遺傳和變異的本質上來闡明它們對生物進化的作用。

教師：很好!下面我們就進入第三階段的研究——進化淪的發展。對達爾文的自然選擇學說的不足加以彌補和完善就可以了。那么—卜而我們該如何來對它進行彌補和完善呢?

學生：生物學家將遺傳學、生態學等研究成果引入到進化論的研究中，逐漸彌補了達爾文的自然選擇學說的不足，從而形成了現在的以自然選擇學說為基礎的現代生物進化理淪。

教師：對!請大家舉例說明。(板書：二、現代生物進化理論)

學生：例如，生態學知識的發展，使我們認識到一種牛物的進化并不是個體的進化，這就需要我們從個體水平上升到群體水平來研究生物的進化。

學生：再如，遺傳學知識的發展，使我們可以從遺傳和變異的本質上來研究導致進化的內在因素，而這就是現代生物進化理論的內容之一：種群是生物進化的單位。

教師：好!(板書：1、種群是生物進化的單位)

教帥：下面的學習過程，我們不妨換一下角色，山同學們來當“教師”，先備課，之后再“教”“學生”對3個概念理解及基因頻率的計算方法，請注意，現在你們面前的這位“學生”的接受能力相對較差，“老師們”可得耐心點，準備得充分些!

學生自主學習，尋找最佳的“教法”。

交換角色后的學習過程：

(此時學生成了老師，表現得非常興奮，但他們也很耐心，不斷為裝糊涂的教師糾正著錯誤。以下分別以引號代表角色換位。)

“學生”：請問老師，什么是種群?(板書：(1)種群)

“教師”：生活在同一地點的同種生物的一群個體。

“學生”：我懂了，讓我舉個例子請老師幫我分析一下是否正確好嗎?如“一池溏中的全部的魚”。

“教師”：不對不對，應該是全部的鯉魚是一個種群。

“學生”：那好，我再舉一例看是否正確，如“一座山上全部三個月大的眼鏡蛇”

“教師”：不對，應該是全部的眼鏡蛇。這一群個體是生活在同一地點的全部個體總和，學生，這下你清楚了嗎?(一片笑聲!)

“學生”：什么是種群我明白了，可研究種群與進化有什么關系呢?

“教師”：種群中個體是可以彼此交配的，種群是生物繁殖的基本單位。通過繁殖，可以把上一代的基因傳遞給下一代。所以現代生物進化理論已上升到了群體水平，當然要先從種群水平來研究。

“學生”：一個種群的基因到底有多少?又怎么來表述?

“教師”：基因庫。(齊聲回答!)一個種群的全部個體所含的全部基因。它因種而異。

“學生”：某一個個體是否包含該種群的全部基因呢?(板書：(2)基因庫)

“教師”：不是，一個個體的基因只是基因庫中的一部分，否則生物就不會因一個個體的死亡而丟失一些優良的基因了。

“學生”：謝謝“老師們”，你們解釋得很清楚了，那請問我若想知道我們這個學校內雙眼皮的人有多少，雙眼皮的基因占多少又該如何來推測呢?雙眼皮是由顯性基因控制的。

“教師”：(一番商量后)全校每人發張表格讓每個師生如實填寫，稍后作統計即可知道共有雙眼皮的人數。至于后者要運用基因頻率這個概念，即某種基因在某個種群中出現的頻率。

“教師”：對，小一點的種群可直接汁算，大的種群只有抽樣統計了。(板書：(3)基因頻率)

“學生”：真夠有水平的一群老師!那清你們幫我來做做下面一道題吧．順便把解題規律告訴我(呈現例1)。

“教師”：別急啊學生，老師幫你學。(一陣笑聲!)(一學生上黑板解題，下面學生幫他規范答題方式。)(另一學生上黑板書寫答題規律，兩個公式：

“學生”：這種類型的題我會了，可這是抽樣調查中知道不同基因型的個體數來計算的，你們看，下面這題是知道基因型的百分率的又該怎么辦?(呈現例2)

(草稿上推導后一學生上黑板再寫出第二組公式：)

“教師”：還有問題嗎盡管問來!(笑聲!)

“學生”：當然有，看例3。(呈現例3：某人群中每10000人中有一白化病患者(aa)，則該人群中帶有a基因的雜合體概率是多少?)前面的那些我是會了，可這題我又不會了，你們看看能幫我解決嗎?

學生們相互商討，不得而解，不停地搖頭。

“教師”：老師，您就別裝了，快幫我們理理思路吧!

教師：好吧，提個醒吧，雌雄配子A和9在受精作用時有什么結合特點?

學生：知道了，隨機結合。我來板演它們的結合結果吧。

該學生在黑板上用棋盤法列出了4種組合和3種基因型所占比例。

很多學生：哦!知道了。即AA基因型頻率，即Aa基因型頻率，即aa基因型頻率，那么，可求出P，而則即可求解。

教師：剛才同學們分析的就是遺傳平衡定律，即，則有PA2即AA基因型頻率，。即Aa基因型頻率，P。2即aa基因型頻率。剛才我們研究了有關基因頻率的計算，但研究基因頻率與進化又有什么關系呢?

學生：生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發生變化的過程。

教師：很好!(板書：(4)基因頻率的改變——生物進化的實質)。

最后請學生圍繞板書做課堂總結。

8 教學反思

在課題式教學中教師不僅僅是教學活動的參與者、組織者，更是教學活動的引導者、激勵者。根據新課程標準關于“培養學生科學素養，倡導探究性學習”的理念，本節課設計了2種不同的教學策略來開展不同程度的自主探究性學習，一是在目標指引下進行課題式研究，二是為了“教”而學。目的是讓學生做到既要關注知識結論，更要關注知識的發生和發展過程，突出學生在學習中的主體地位。在本節課中，來自學生各方的發言不斷產生著各種各樣的互動效應。而我自認為值得借鑒的地方是：當學生的觀點一致時，我總是引導學生互相補充；當學生的觀點一致，但探究的角度不同時，我總是引導學生互相輝映；當學生的觀點相悖時，我總是引導學生展開爭論，相互啟發……

由于生命的起源、生物的進化都屬于假說，通過課題式學習，一方面使學生體會到科學研究要尊重科學，區分假說與臆測、憑空想象等；另一方面讓學生明確追求真理的艱難及學習科學家們的不屈不撓的探索精神；另外還為學生對科學的研究留下無限空間。。通過師生角色對換式學習，在“學生”的不斷裝糊涂和不斷“犯錯誤”下，由“教師”不斷替“學生”澄清概念和糾錯中讓學生實現“現代生物進化理論的內涵”的意義建構。通過突出理論創立過程的研究，發揮了學生的主觀能動性，又鍛煉了學生的思維能力，更使學生掌握了研究科學知識和現象的一般方法。