例析初中學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的培養(yǎng)

李學(xué)斌

(江蘇省南京師范大學(xué)第二附屬初級中學(xué) 儀征 211900)

“進(jìn)化與適應(yīng)觀”是生物學(xué)科核心素養(yǎng)——生命觀念中的一個關(guān)鍵能力。進(jìn)化是生物學(xué)中最重要的概念之一，進(jìn)化思想為人們理解生命的歷史、各種生物之間的關(guān)系，以及生命依賴于物理環(huán)境提供了統(tǒng)一的準(zhǔn)則，生物進(jìn)化的概念提供了將大部分生物學(xué)知識構(gòu)建成一個整體的框架[1]。

初中學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”尚待形成，可通過初中生物學(xué)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解：“地球上多種多樣的生物是經(jīng)過長期進(jìn)化形成的”“生物能適應(yīng)所生存的環(huán)境，也是生物長期進(jìn)化的結(jié)果”和“以自然選擇學(xué)說為核心的生物進(jìn)化理論，解釋了生物進(jìn)化的原因”，并能夠用上述觀點(diǎn)作出解釋、判斷。本文結(jié)合蘇科版初中生物學(xué)教學(xué)案例，通過知識建構(gòu)、理性思辨、活動促進(jìn)和問題解決等策略，幫助學(xué)生形成進(jìn)化適應(yīng)觀。

1 知識建構(gòu)，凝練“進(jìn)化與適應(yīng)觀”

初中學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的形成，必須要在課堂上建構(gòu)合適、有效形成觀念的重要概念，以及能形成這些重要概念的具體知識體系。縱觀教材中“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的知識內(nèi)容，主要包含在第二單元“我們生活的生物圈”、第五單元“環(huán)境中生物的多樣性”和第七單元“生命的延續(xù)和進(jìn)化”中，涉及課標(biāo)中十多個重要概念，而每一個重要概念，又需要許多生物學(xué)事實(shí)性知識作為基礎(chǔ)。

例如，要讓學(xué)生理解重要概念“地球上生活著各種各樣的生物，可以根據(jù)特征將生物進(jìn)行分類”，這就需要許多基礎(chǔ)知識：①要讓學(xué)生了解分類的思想，如為什么要分類，如何分類；②要讓學(xué)生了解生物的科學(xué)分類，是依據(jù)生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、發(fā)育和習(xí)性等方面特征的相似程度將生物進(jìn)行分類；③要讓學(xué)生理解“界、門、綱、目、科、屬、種”等生物分類單位的關(guān)系與內(nèi)涵。而有了生物科學(xué)分類的思想和分類體系等重要概念，學(xué)生就可大致勾畫出生物進(jìn)化的脈絡(luò)。

“生物與環(huán)境”“生物多樣性”和“生命的延續(xù)和進(jìn)化”等單元知識的鋪墊比較重要，在相應(yīng)單元教學(xué)中，教師應(yīng)該以重要概念為核心，構(gòu)建知識體系。同時，要以重要概念為支點(diǎn)，幫助學(xué)生梳理知識，凝練“進(jìn)化與適應(yīng)觀”。

2 理性思辨，形成“進(jìn)化與適應(yīng)觀”

初中學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的形成，不僅是有關(guān)生物進(jìn)化、適應(yīng)方面知識簡單的堆積，還必須不斷地體驗(yàn)和感悟生物學(xué)知識所蘊(yùn)含的科學(xué)思想。教師可通過精心設(shè)計問題串，引導(dǎo)學(xué)生比較、分析、討論和反思，進(jìn)而形成“進(jìn)化與適應(yīng)觀”。

例如，教材中在介紹“生物多樣性”這一節(jié)主題時，是按照生物生活的場所，分為“水中的生物”“地面上生物”“空中的生物”和“土壤里的生物”等四個章節(jié)。如此安排，雖然符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，但打亂了生物科學(xué)分類體系，學(xué)生所學(xué)有關(guān)動物、植物和微生物等的知識時，內(nèi)容交錯，雜亂無序，難以形成“進(jìn)化與適應(yīng)觀”。此時，就需要教師在這些章節(jié)中精心處理教材中的知識了。如在學(xué)習(xí)完“水中的生物”“地面上生物”一節(jié)后，教師要及時引導(dǎo)學(xué)生將藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物這五類植物主要特征進(jìn)行比較(表1)。在比較的基礎(chǔ)上，再通過問題串引導(dǎo)學(xué)生反思：所有的植物都有六大器官嗎？哪一類植物最高等？高等在哪里？種子繁殖比孢子繁殖高等在哪里呢？被子植物比裸子植物高等在哪里？為什么藻類植物是低等植物？通過比較分析，思考討論，學(xué)生不僅系統(tǒng)地鞏固了植物主要類群知識，而且還揭示了其中的進(jìn)化規(guī)律，總結(jié)出生物“簡單到復(fù)雜、低等到高等和水生到陸生”的進(jìn)化趨勢。

表1 植物主要類群比較表

同樣，也可以在學(xué)生學(xué)習(xí)完“空中的生物”一節(jié)以后，引導(dǎo)學(xué)生將脊椎動物的魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類這五類脊椎動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，在精心設(shè)計的問題引領(lǐng)下，在學(xué)生頭腦中播下生物進(jìn)化的“種子”。

3 活動促進(jìn)，強(qiáng)化“進(jìn)化與適應(yīng)觀”

有了“生物與環(huán)境”“生物多樣性”等生物重要概念和基礎(chǔ)知識的鋪墊，學(xué)生已經(jīng)或多或少地形成了生物進(jìn)化的思想。在“生命的延續(xù)和進(jìn)化”一節(jié)的教學(xué)時，因教材內(nèi)容的理論性過強(qiáng)，教師應(yīng)因時、因地制宜，設(shè)法開展活動，讓學(xué)生追尋科學(xué)家的思維軌跡，理解生物的進(jìn)化。具體活動如下：

活動1：繪制生物進(jìn)化樹。生物學(xué)家根據(jù)各種生物進(jìn)化證據(jù)所提供的信息，繪制了生物進(jìn)化樹。生物進(jìn)化樹不僅能簡明地表示出生物進(jìn)化的主要?dú)v程，顯示各類生物之間的親緣關(guān)系，而且還揭示生物進(jìn)化的趨勢。在教材配套的實(shí)驗(yàn)手冊中，有進(jìn)化樹的剪圖、貼圖活動。如果沒有現(xiàn)成的，也可在網(wǎng)上搜索后打印出來。讓學(xué)生動手剪圖、貼圖，能真切地感受到生物進(jìn)化路徑和進(jìn)化的地位。

活動2：走近地層化石。化石的形成過程距離今天太遙遠(yuǎn)，教學(xué)中一定要巧設(shè)活動，吸引學(xué)生參與其中，產(chǎn)生思維碰撞：①觀察化石實(shí)物，讓學(xué)生弄清楚什么是化石？化石是如何形成的？為什么化石證據(jù)是生物進(jìn)化最直接的證據(jù)？②觀察不同地質(zhì)年代生物的化石，如馬的前肢化石，設(shè)問：為什么不同地質(zhì)年代，馬的化石會有變化呢？是什么原因?qū)е逻@一變化？③觀察中間類型始祖鳥、種子蕨化石。設(shè)問：始祖鳥化石既具有爬行動物特征，又具有鳥的特征，說明什么問題呢？上述活動后，經(jīng)小組討論、交流，教師最后進(jìn)行歸納整理。

通過以上的活動，讓學(xué)生參與其中，或疑或思，或動或辯，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同生物是進(jìn)化的，了解生物進(jìn)化的路徑并理解生物進(jìn)化的原因。

4 問題解決，內(nèi)化“進(jìn)化與適應(yīng)觀”

學(xué)生掌握了生物進(jìn)化方面的知識后，并不等于就已經(jīng)形成了“進(jìn)化與適應(yīng)觀”，能力形成離不開實(shí)際運(yùn)用。在真實(shí)的生活、生產(chǎn)實(shí)踐中，學(xué)生能否評價相關(guān)言行的科學(xué)性，能否解決真實(shí)情境中的具體問題，是衡量學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”形成與否的重要標(biāo)志。

例如，去年在美國發(fā)現(xiàn)了首例對所有已知抗生素均有抵抗力的“超級細(xì)菌”，隨后包括我國在內(nèi)的許多國家都有病例報道。去年年底，江蘇省就規(guī)定二級以上公立醫(yī)院全面停止門診患者靜脈輸注抗菌藥物。那超級細(xì)菌的抗藥性是如何產(chǎn)生的呢？這和頻繁輸注抗菌藥物有關(guān)嗎？又如，在講到生物學(xué)分類知識時，適時展示我國“蛟龍”號深海載人潛水器在馬里亞納海溝7.062km海底拍攝的海底生物圖片，讓學(xué)生鑒別屬于哪一類生物？提出問題：科學(xué)家將這些生物樣品帶回研究時，發(fā)現(xiàn)全都死了，為什么呢？海底生物是如何適應(yīng)深海環(huán)境的，這種適應(yīng)性又是如何形成的？通過對鮮活的生活案例討論、分析，并做出科學(xué)判斷，能提高學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”能力。

經(jīng)常性將生物學(xué)知識和現(xiàn)實(shí)生活有機(jī)結(jié)合，將最新的科研成果展示于課堂，讓學(xué)生接觸真實(shí)的問題情境，從而學(xué)會用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，不僅激活了生物學(xué)課堂教學(xué)，還使學(xué)生在討論交流、問題解決過程中逐步形成了科學(xué)的“生命觀念”。

(基金項(xiàng)目：江蘇省基礎(chǔ)教育課改重大項(xiàng)目“學(xué)科核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力的研究”，No.2015jssjys-01；江蘇省揚(yáng)州市規(guī)劃課題“基于元認(rèn)知發(fā)展的初中生物學(xué)重要概念教學(xué)的實(shí)踐研究”，No.G/15/P/065)