鄭艷
摘 要 主要就“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容”這節(jié)課,反思課堂教學(xué)過程中出現(xiàn)的一些問題,結(jié)合教材分析,針對(duì)新課的引入、教學(xué)空間的拓展、教學(xué)形式的組織等方面如何提高教學(xué)有效性,提出了個(gè)人的一些見解。
關(guān)鍵詞 教學(xué)敘事 生物進(jìn)化 挖掘教材 合作學(xué)習(xí) 有效教學(xué)
中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
1 提出問題
現(xiàn)代生物進(jìn)化理論不僅是生物學(xué)中的一種具有重要地位的基礎(chǔ)理論,同時(shí),也是一種對(duì)世界觀、自然觀、人生觀的形成有著重要影響的理論。學(xué)生在通過這一部分知識(shí)學(xué)習(xí)之后,可以了解達(dá)爾文之后的進(jìn)化理論的發(fā)展,加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的感悟和理解,體會(huì)科學(xué)理論的形成和發(fā)展并不是一蹴而就的過程,而是凝聚了眾多科學(xué)家的艱辛努力、汗水與智慧的結(jié)晶才有的成果,同時(shí)亦可以進(jìn)一步樹立生物進(jìn)化的觀點(diǎn)及辯證唯物主義的觀點(diǎn)。
本節(jié)課的核心內(nèi)容是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,包括:種群是生物進(jìn)化的基本單位;突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料;自然選擇決定進(jìn)化的方向。而這一理論是在達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,但這一理論并非是對(duì)其的全盤否定,相反,是對(duì)達(dá)爾文理論的一種繼承、修正、完善。達(dá)爾文理論由于受制于當(dāng)時(shí)科學(xué)理論、研究方法及技術(shù)手段,同時(shí)缺乏必要的遺傳學(xué)知識(shí),所以只能從生物性狀水平上研究,甚至不能解決“子代為什么會(huì)與親本存在差異”這樣簡單的問題。而現(xiàn)代生物進(jìn)化理論則借助于遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展,極大地豐富和發(fā)展了達(dá)爾文的“自然選擇學(xué)說”。
本節(jié)課的知識(shí)是作為人教版高中生物教材《必修2·遺傳與進(jìn)化》的最后一章內(nèi)容,學(xué)生在此之前已經(jīng)了解了相關(guān)遺傳與變異的基礎(chǔ)知識(shí),掌握了生物的雜交、自交、基因型、表現(xiàn)型概率的計(jì)算以及生物變異的類型和特點(diǎn)等內(nèi)容。本章內(nèi)容的第一節(jié)介紹了現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來,學(xué)生已經(jīng)初步了解了之前的一些理論。由于教科書知識(shí)條理清晰,邏輯性強(qiáng),于是筆者采用了以下教學(xué)流程:種群的概念→基因庫→基因頻率及其變化→突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料。至于自然選擇決定生物進(jìn)化的方向這部分內(nèi)容,則放入下一課時(shí)。
2 引入新課——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情
筆者以前在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí),用神創(chuàng)論、用進(jìn)廢退學(xué)說和自然選擇學(xué)說3張圖片導(dǎo)入新課,然后介紹由于當(dāng)時(shí)科學(xué)水平發(fā)展的限制,達(dá)爾文并不能清楚地解釋生物的遺傳和變異現(xiàn)象。同時(shí),對(duì)于物種大爆發(fā)也不能究其根源,所以學(xué)生就很有必要沿著科學(xué)家的研究蹤跡,繼續(xù)探究生物進(jìn)化的規(guī)律。然后就進(jìn)入了現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)來看,這是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容并不是一無所知,這樣的引入無法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。縱使后面的內(nèi)容再怎么精彩,也不能算是一節(jié)成功的課。
如何引入新課,才能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情呢?
在本次設(shè)計(jì)中,筆者擺脫了教材的限制,并沒有采用課本“自私的基因”那個(gè)例子,而是選擇了一張圖片、一段視頻。這段視頻介紹了英國的遺傳學(xué)家通過研究表明人類的進(jìn)化過程將會(huì)停滯不前,人類的體能及智能已經(jīng)到了可能達(dá)到的最高程度,醫(yī)學(xué)和科技的進(jìn)步意味著適者生存的說法將不再完全正確。
選擇了動(dòng)物貓鼬的圖片,貓鼬是一種身高僅12英寸的小型哺乳動(dòng)物,在群體中有一些靈敏度高、比較勇敢的個(gè)體會(huì)擔(dān)當(dāng)“哨兵”,當(dāng)發(fā)現(xiàn)天敵來襲時(shí),會(huì)發(fā)出警報(bào),提醒同伴注意躲避,全然不顧自己被抓獲的危險(xiǎn)。若按照自然選擇學(xué)說來看,這樣的個(gè)體將不斷被淘汰,最終消亡。但實(shí)際上每一代群體中總會(huì)有這樣的哨兵出現(xiàn),這些“敏捷”的、“勇敢”的基因并不會(huì)隨著個(gè)體的死亡而消失,于是就很自然地將研究對(duì)象由個(gè)體水平轉(zhuǎn)向群體水平。
這樣的設(shè)計(jì)大大促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得到了高漲。在教學(xué)中,如果教師耍點(diǎn)“小聰明”,不局限于教材,而是將教材當(dāng)作一種工具,靈活運(yùn)用教材,也許會(huì)有意想不到的收獲。
3 挖掘教材——充分拓展教學(xué)空間
在原先的教學(xué)設(shè)計(jì)中,筆者并沒有將“自然選擇決定生物進(jìn)化的方向”放入本節(jié)課中,因?yàn)榘凑债?dāng)時(shí)的預(yù)計(jì),用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化是一個(gè)比較重要的知識(shí),學(xué)生的思考分析討論必將會(huì)耗費(fèi)較大一段時(shí)間,如果將這部分內(nèi)容也算進(jìn)去的話,可能在45 min內(nèi)很難有效地將知識(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生,整節(jié)課就會(huì)囫圇吞棗,草草了事。后來經(jīng)過再思考,才發(fā)現(xiàn)原來的想法過于想當(dāng)然。如果教師能夠在有限實(shí)踐的課堂中,適當(dāng)?shù)刂匦陆M織,深入挖掘,充分整合教材資源,完全可以使課堂教學(xué)不會(huì)馬虎了事,反而能培養(yǎng)學(xué)生的思考分析能力,提高他們的探究技能,從而順利完成教學(xué)目標(biāo)。
在“自然選擇決定生物進(jìn)化的方向”這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí),筆者對(duì)教材的知識(shí)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,將課本知識(shí)結(jié)成“點(diǎn)”,連成“線”和“面”,從而達(dá)到以生為本、事半功倍的目的。在以英國曼徹斯特地區(qū)的樺尺蠖為例,探究自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響時(shí),先播放了視頻《生物進(jìn)化的原因——自然選擇》,并將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分解,以材料形式呈現(xiàn)給學(xué)生,供其思考。
材料1:英國的曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蠖,夜間活動(dòng),白天棲息在樹干上。自然條件下樺尺蠖觸角和足有長的也有短的,體色有深些的也有淺些的。
材料2:試驗(yàn)表明,樺尺蠖之間能進(jìn)行相互雜交,黑色的樺尺蠖雜交能產(chǎn)生淺色的樺尺蠖,而淺色的樺尺蠖之間雜交,其后代都是淺色的。
材料3:19世紀(jì)中葉以前,淺色的樺尺蠖數(shù)量較多,到20世紀(jì)中葉則是黑色的樺尺蠖成了常見類型。這種現(xiàn)象被成為樺尺蠖的“工業(yè)黑化現(xiàn)象”。
材料4:19世紀(jì)時(shí),該地區(qū)的樹干上長滿了地衣。后來,隨著工業(yè)的發(fā)展,工廠排出的煤煙使地衣不能生存,結(jié)果樹皮裸露并被熏成黑褐色
材料5:19世紀(jì),樺尺蠖種群中黑色基因(S)頻率為5%,淺灰色基因(s)頻率為95%。20世紀(jì),樺尺蠖種群中黑色基因(S)頻率為95%,淺灰色基因(s)頻率為5%。
教師依次列出5則材料,并配以相關(guān)問題呈遞給學(xué)生,使其在不知不覺中完成思考分析,再以數(shù)學(xué)方法來探究自然選擇對(duì)種群基因頻率的影響,從而達(dá)到感性認(rèn)識(shí)與理性分析相結(jié)合。最終學(xué)生的材料分析能力、數(shù)學(xué)思維能力都得到了培養(yǎng)與提高。
4 合作學(xué)習(xí)——有效教學(xué)的重要途徑
在最初的教學(xué)中,不包括“自然選擇決定生物進(jìn)化的方向”這一內(nèi)容,所以45 min的時(shí)間頗為充足,對(duì)基因頻率隨著雜交、自交的變化趨勢(shì)的講解分析比較詳細(xì),由此推出哈代—溫伯格的遺傳平衡定律,甚至涉及到了遺傳漂變。后來,隨著教學(xué)計(jì)劃的改變,課堂容量增加了,但教學(xué)時(shí)間并未改變,所以在對(duì)教材知識(shí)作結(jié)構(gòu)化處理的同時(shí),改變了教學(xué)方式。
學(xué)生主體觀是現(xiàn)代教育觀念的核心所在,把學(xué)生放在教學(xué)的主體位置,面向全體學(xué)生是教師追求的目標(biāo),而合作學(xué)習(xí)恰恰是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),提高課堂教學(xué)效率的重要途徑。在探究基因頻率變化的教學(xué)過程中,筆者采用了合作學(xué)習(xí)的方式,將全班學(xué)生分成了4組,并給每組學(xué)生布置任務(wù)如下:
4個(gè)學(xué)習(xí)小組都必須完成的任務(wù):在五種條件都具備的前提下,計(jì)算后代基因頻率和基因型頻率的改變;
以下的任務(wù)不要求都完成,每個(gè)小組完成相對(duì)應(yīng)的任務(wù),時(shí)間允許,可以完成其他的任務(wù)。
組一:在討論題2中的群體滿足五個(gè)條件的情況下,計(jì)算子二代、子三代的基因頻率與基因型頻率;分析一下各代基因頻率與基因型頻率相同嗎?
組二:某個(gè)種群中有AA 30個(gè),Aa 60個(gè),aa 10個(gè),現(xiàn)這10個(gè)aa個(gè)體失去了求偶和交配能力,則隨機(jī)交配一代后,A和a基因頻率分別為多少?
組三:某個(gè)種群中有AA 30個(gè),Aa 60個(gè),aa 10個(gè),其中有一個(gè)aa個(gè)體突變?yōu)锳a,則A和a基因頻率分別為多少?
組四:某小島上原有果蠅20 000只,其中基因型VV、Vv、vv的果蠅分別占15%、55%和30%。若此時(shí)從島外入侵了2 000只基因型為VV的果蠅,且所有果蠅均隨機(jī)交配,則F1代中V的基因頻率約為多少?
布置任務(wù)后,學(xué)生進(jìn)行思考、討論、計(jì)算,教師并沒有成為旁觀者,對(duì)學(xué)生放任自流,而是監(jiān)控整個(gè)合作學(xué)習(xí)的過程,并對(duì)巡視過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行指導(dǎo)與糾正。就在思考討論中,學(xué)生能夠深切體會(huì)到種群大小、是否自由交配、有無遷入和遷出、變異以及自然選擇給基因頻率的改變帶來的影響。而這種思考討論正是知識(shí)建構(gòu)的過程,通過學(xué)生自己動(dòng)腦思考、動(dòng)手探究獲得的知識(shí)往往是最深刻的。
合作學(xué)習(xí)不僅僅表現(xiàn)在學(xué)生對(duì)某些問題的討論分析上,更可以用于課前預(yù)習(xí)、材料搜集,或者課堂的探究活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。已有更多的研究者發(fā)現(xiàn)合作學(xué)習(xí)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維,加強(qiáng)學(xué)生的集體觀念和合作意識(shí),改善師生關(guān)系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣方面具有重要意義。
課堂教學(xué)是一門科學(xué),同時(shí)也是一種藝術(shù)。一名教師作為課堂教學(xué)的主導(dǎo)者,不是簡單地將知識(shí)灌輸給學(xué)生,而是根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、課程標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)教材知識(shí)進(jìn)行整合重構(gòu),為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供充分的材料,讓學(xué)生積極參與形成概念的分析、比較、歸納、綜合、抽象、概括等一系列思維活動(dòng),從使而知識(shí)不斷生成,不斷建構(gòu),學(xué)生的合作精神、創(chuàng)新能力也得到了提高。
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