巧用概念模型突破“自然選擇學說”中的難點

周芬

“自然選擇學說”是人教版高中《生物·必修2.遺傳與進化》第7章“現代生物進化理論”第一節中的核心概念，也是現代生物進化理論的核心內容，對學生的自然觀和世界觀形成有深遠的影響。

“自然選擇學說”被恩格斯譽為19世紀三大自然科學發現之一。學生在初中生物課堂上已經學過，已有初步了解，但由于遺忘和缺乏深入系統的體驗和學習，很難正確理解和把握自然選擇學說的要點和精髓。雖然教材給出了達爾文自然選擇學說的解釋模型，但學生仍對該學說的四點內容的內在聯系模糊不清。針對以上情況，筆者通過構建概念模型讓學生理解“消化”該學說四點內容的內在聯系。

課前指導學生閱讀教材中達爾文自然選擇學說的解釋模型，多媒體展示長頸鹿脖子的進化組圖，引導學生回顧初中有關進化的知識，組織學生嘗試用達爾文的觀點解釋。長頸鹿實例證明：長頸鹿在繁殖過程中存在變異現象，有頸長或頸短的變異，脖子長的可以吃到高大的樹木上的葉子，過于短的可以吃草和灌木，但介于二者間的無法獲取足夠的食物，它們便會餓死，使其數量減少，最后全部消失。因為其他長頸鹿不具有這樣的基因，在以后的繁殖過程中就不會存在脖子長度適中的長頸鹿。通過問題引導和幫助學生理解把握“過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存”對生物進化的作用，構建“自然選擇”這一概念。左下圖教師一邊講解一邊和同學一起建構，右下概念圖作為小結，概念模型如下：

先多媒體展示果蠅大量繁殖圖，直觀地告訴學生生物普遍具有過度繁殖的特性。觀察一窩多鼠圖旨在啟發學生：后代在性狀上有較大差異，即生物產生了變異。由于受到當時科學發展水平的限制，對于變異的本質達爾文還不能做出科學的解釋。但通過對人教版必修2第5章的學習學生已掌握生物變異的原因，把前后知識聯系起來，從而使分散的生物學概念系統化，形成知識體系，幫助學生記憶，提高學生的學習素養。樺尺蛾實例證明：在18世紀，英國的許多樹干上都長滿了地衣，一些體色（灰白色）的樺尺蛾可以避開獵食者，所以它的數量較多，但偶爾也能看見黑色的樺尺蛾。18世紀末，隨著工業革命的進行，燒煤的工廠排出大量濃密的黑煙。煤煙殺死了地衣熏黑了樹皮，有利于黑色的樺尺蛾生存。于是1840年前后，98%的樺尺蛾都變黑了。因此，我認為即使是相同的內容，如果教學目標不同，構建的概念模型有可能不同。把前后知識通過以下概念圖串聯起來，可以幫助學生形成比較系統的知識網絡。

通過構建概念模型，學生理解自然選擇中四個主要內容之間的聯系：（1）自然選擇學說的四點主要內容不是孤立的，而是相互聯系的。（2）遺傳和變異是自然選擇的內因，遺傳使生物保持物種的穩定性和連續性，變異使物種向前發展進化。（3）過度繁殖產生的大量個體不僅提供了更多的變異，為自然選擇提供了更多的選擇材料，而且加劇了生存斗爭。（4）變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，決定著生物進化的方向。（5）生存斗爭是自然選擇的過程，是生物進化的動力，而適者生存是自然選擇的結果。（6）遺傳和變異是基礎，過度繁殖是前提，生存斗爭是手段，適者生存是結果。

構建概念模型可以是一次教學活動的目標，也可以是在教學過程中為實現教學目標而采用的一種教學手段。

通過以下練習，可以檢測學生的掌握情況。

1.用達爾文的自然選擇學說來判斷下列敘述中正確的是（A）

A.野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們相互選擇的結果

B.長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃高處的樹葉，因此頸和前肢變得很長

C.尺蛾工業黑化現象是因為受煤煙污染而被熏黑的

D.北極熊為了適應冰天雪地的環境，所以它定向地產生了白色的變異

2.有性生殖的出現直接推動了生物的進化，其原因是（D）

A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式

B.有性生殖是經過兩個生殖細胞的結合

C.有性生殖是由減數分裂形成的

D.通過有性生殖，實現了基因重組，增強了生物的變異性

3.如圖是一農田長期使用一種農藥后害蟲群體密度變化曲線。下列敘述，不符合達爾文進化觀點的是（B）

A.隨著農藥的使用，害蟲群體的抗藥性逐漸增強

B.農藥使害蟲產生變異

C.害蟲抗藥性的形成是農藥對害蟲定向選擇的結果

D.從曲線變化可知，害蟲群體中原來就存在抗藥性個體