基于思維型教學(xué)的“地球上生命的起源”教學(xué)設(shè)計(jì)

張玉菱

摘要：初中生物學(xué)知識(shí)覆蓋面廣，很多內(nèi)容都涉及到了科學(xué)史。科學(xué)史的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有很大幫助。但是在科學(xué)史的教學(xué)中，一個(gè)課時(shí)通常需要講解多個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，教師無(wú)法在有限的教學(xué)時(shí)間中在課堂上再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加之初中學(xué)生相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不夠，如何通過(guò)課堂教學(xué)讓學(xué)生身臨其境、由淺入深地了解科學(xué)探究過(guò)程，值得我們思考。本文是基于思維型教學(xué)的“地球上生命的起源”教學(xué)設(shè)計(jì)，作者嘗試通過(guò)高效的問(wèn)題串積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，幫助學(xué)生逐步理解人類(lèi)歷史上關(guān)于生命起源的一些重要學(xué)說(shuō)，同時(shí)在科學(xué)史教與學(xué)的過(guò)程中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：思維型教學(xué);科學(xué)史;核心素養(yǎng);生命起源;初中生物

思維型教學(xué)有利于在學(xué)科教學(xué)中落實(shí)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。如何在初中生物教學(xué)中，從簡(jiǎn)單的知識(shí)作為切入點(diǎn)提高學(xué)生的思維能力，值得我們深思。本節(jié)課以思維型教學(xué)的六大基本要素[1]，即創(chuàng)設(shè)情境、提出問(wèn)題、主動(dòng)探究、合作交流、總結(jié)反思、應(yīng)用遷移為暗線。以探索生命奧秘、尋找實(shí)踐記憶、領(lǐng)悟科學(xué)真諦為明線。通過(guò)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→解決問(wèn)題→提出新的問(wèn)題”這一循環(huán)的思維模式，引導(dǎo)學(xué)生善于提問(wèn)、樂(lè)于探究、勤于思考，落實(shí)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、教材分析

“地球上生命的起源”是人教版初中生物八年級(jí)下冊(cè)第三章第一節(jié)的內(nèi)容。關(guān)于地球上的生命究竟是從何而來(lái)，到目前為止都處于探索階段，所以教材在本節(jié)內(nèi)容設(shè)置了一個(gè)很重要的科學(xué)方法——推測(cè)。本節(jié)內(nèi)容是以探究實(shí)驗(yàn)為載體，講述探索生命起源的科學(xué)史。

二、學(xué)情分析

學(xué)生在七年級(jí)下冊(cè)已經(jīng)學(xué)習(xí)《人類(lèi)的起源和發(fā)展》，初步接觸了由證據(jù)進(jìn)行推測(cè)的科學(xué)方法，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。但因化學(xué)知識(shí)的缺少，在理解化學(xué)進(jìn)化說(shuō)這一部分知識(shí)時(shí)，稍顯吃力，教師需合理安排教學(xué)活動(dòng)，逐步引導(dǎo)，充分啟發(fā)學(xué)生思維，看似學(xué)知識(shí)，實(shí)則學(xué)方法，潛移默化地幫助學(xué)生掌握“推測(cè)”這一科學(xué)方法。

三、教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐探究，掌握由證據(jù)做出推測(cè)這一科學(xué)方法，落實(shí)科學(xué)探究和理性思維的發(fā)展。通過(guò)探討化學(xué)起源說(shuō)，學(xué)生知道了海洋中有機(jī)物的出現(xiàn)是原始生命出現(xiàn)的基礎(chǔ)，樹(shù)立了結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，落實(shí)生命觀念的培養(yǎng)。通過(guò)探討生命的價(jià)值、生命的探索等問(wèn)題，落實(shí)社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：描述生命起源的過(guò)程;嘗試運(yùn)用證據(jù)和邏輯作出推測(cè)

教學(xué)難點(diǎn)：嘗試運(yùn)用證據(jù)和邏輯作出推測(cè)

五、教學(xué)過(guò)程

（一）叩開(kāi)時(shí)間大門(mén)，探索生命奧秘（教學(xué)設(shè)計(jì)引入環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題）

武陵山脈山清水秀，長(zhǎng)江流域物產(chǎn)豐富。放眼祖國(guó)的大好山川，縱覽地球上的秀麗美景，在現(xiàn)在的地球上，生物用他們最美麗的姿態(tài)展現(xiàn)著生命的魅力。教師通過(guò)圖片展示現(xiàn)在地球的美麗景色。然后播放原始地球想象視頻，視頻為科學(xué)家通過(guò)現(xiàn)有證據(jù)推測(cè)出的四十六億年前的原始地球環(huán)境：巖漿橫流、火山爆發(fā)、電閃雷鳴等。學(xué)生看完視頻后提出以下想要探究的問(wèn)題：地球上的生命是怎樣形成的？原始地球上是如何產(chǎn)生生命的？多種多樣的生命形態(tài)是如何形成的？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)圖片和視頻，引起學(xué)生的視覺(jué)沖擊，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出想要探究的問(wèn)題，從新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)開(kāi)門(mén)見(jiàn)山，探討生命的起源。

（二）進(jìn)入時(shí)空隧道，尋找實(shí)踐記憶（教學(xué)設(shè)計(jì)探究—解釋環(huán)節(jié)：主動(dòng)探究，合作交流）

本環(huán)節(jié)主要包含了4個(gè)思維活動(dòng)。每個(gè)活動(dòng)都包含提出問(wèn)題—解決問(wèn)題—提出新問(wèn)題三個(gè)環(huán)節(jié)。在這一循環(huán)的思維模式中，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

【活動(dòng)一：神創(chuàng)論】老師提出問(wèn)題：關(guān)于生命起源，人類(lèi)最早提出的猜想是什么？并提供女?huà)z造人、亞當(dāng)夏娃的藝術(shù)圖片。學(xué)生解決問(wèn)題：古人認(rèn)為生命是神創(chuàng)造的。學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題：神創(chuàng)論的說(shuō)法并不成立。

【活動(dòng)二：自然發(fā)生說(shuō)】老師提出問(wèn)題：生命既然不是神創(chuàng)造的，那它從何而來(lái)？并提供腐草化螢、腐肉生粗等文字資料。學(xué)生得出結(jié)論：總結(jié)出“自然發(fā)生說(shuō)”，即生命是從非生命的物質(zhì)中產(chǎn)生的。學(xué)生提出新的問(wèn)題：如何用實(shí)驗(yàn)證明螢火蟲(chóng)不是腐草產(chǎn)生的？蛆不是腐肉產(chǎn)生的？學(xué)生解決問(wèn)題：將腐肉放在容器里蓋起來(lái)，就不會(huì)生蛆了。老師解釋問(wèn)題：1668年，意大利醫(yī)學(xué)家雷迪用實(shí)驗(yàn)證明蛆不是腐肉產(chǎn)生的，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)解決了生命起源的問(wèn)題嗎？學(xué)生提出新的問(wèn)題：雷迪的實(shí)驗(yàn)抨擊了自然發(fā)生說(shuō)，但沒(méi)有解釋導(dǎo)致新鮮肉腐爛的霉菌從何而來(lái)。

【活動(dòng)三：斯帕蘭扎尼的肉湯實(shí)驗(yàn)】老師提出問(wèn)題：霉菌從何而來(lái)？請(qǐng)同學(xué)利用以下材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：酒精燈、燒瓶、棉花塞、肉湯。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并解決問(wèn)題：導(dǎo)致肉湯變質(zhì)的霉菌來(lái)源于空氣中。老師解釋問(wèn)題：1765年，斯帕蘭扎尼用肉湯實(shí)驗(yàn)證明導(dǎo)致肉湯變質(zhì)的微生物是來(lái)源于外界。但這個(gè)實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)被一些人提出了質(zhì)疑，你看出來(lái)了嗎？學(xué)生提出新的問(wèn)題：斯帕蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)將空氣完全阻隔在了燒瓶以外，就算燒瓶里有生命，也會(huì)因?yàn)槿毖醵鵁o(wú)法生存。

【活動(dòng)四：巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)】老師提出問(wèn)題：如何解決斯帕蘭扎尼實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題？學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并解決問(wèn)題：如果能保證瓶子里有空氣，且瓶子里的空氣是滅過(guò)菌的，就可以了。老師解釋問(wèn)題：19世紀(jì)60年代，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德進(jìn)行了著名的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)印證了導(dǎo)致肉湯變質(zhì)的微生物來(lái)源于瓶外。學(xué)生提出新的問(wèn)題：巴斯德實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有解釋燒瓶以外的微生物是來(lái)自哪里的，即沒(méi)有解決地球上的生命究竟從何而來(lái)。

以上四個(gè)活動(dòng)的設(shè)計(jì)意圖：探究解釋環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重要環(huán)節(jié)，關(guān)于生命起源的探究實(shí)驗(yàn)非常多，課堂上短短的40分鐘無(wú)法展示，教師只能通過(guò)高效的問(wèn)題串引導(dǎo)學(xué)生思考。在這一環(huán)節(jié)中，通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐探討，在提出問(wèn)題—解決問(wèn)題—提出新問(wèn)題三個(gè)環(huán)節(jié)這一循環(huán)的思維模式中，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在潛移默化中掌握由證據(jù)做出推測(cè)這一科學(xué)方法，落實(shí)科學(xué)探究和理性思維的發(fā)展。這一過(guò)程正是體現(xiàn)了思維型教學(xué)的優(yōu)越性。

（三）掌握科學(xué)方法，領(lǐng)悟科學(xué)真諦（教學(xué)設(shè)計(jì)遷移環(huán)節(jié)：總結(jié)反思，應(yīng)用遷移）

教師提出問(wèn)題：隨著科學(xué)技術(shù)的改進(jìn)，科學(xué)家們通過(guò)一次又一次的實(shí)踐，大致提出了兩中看法：1、宇生說(shuō);2、化學(xué)起源學(xué)說(shuō)。你更支持哪一種說(shuō)法呢？學(xué)生根據(jù)自己已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或者直覺(jué)做出選擇。教師給大家提供了一些資料（這些資料分別支持宇生說(shuō)和化學(xué)起源說(shuō)），請(qǐng)同學(xué)們從中找出證據(jù)支撐你的觀點(diǎn)。學(xué)生從信封中取出資料，以學(xué)術(shù)辯論會(huì)的形式，盡可能多的為自己所支持的觀點(diǎn)提供證據(jù)。教師總結(jié)，其實(shí)這兩種假說(shuō)都有證據(jù)支持。但是，從現(xiàn)有證據(jù)來(lái)看，大多數(shù)學(xué)者更支持化學(xué)起源學(xué)說(shuō)。教師通過(guò)分析米勒實(shí)驗(yàn)總結(jié)出化學(xué)起源學(xué)說(shuō)。教師啟發(fā)學(xué)生：我們?nèi)匀粺o(wú)法肯定地說(shuō)地球上生命一定是化學(xué)物質(zhì)逐步進(jìn)化而來(lái)，但在科學(xué)家一次又一次的思維切磋和實(shí)踐探究中，我們推測(cè)出了一種又一種可能。尋找證據(jù)，做出推測(cè)，我們相信，總有一天生命起源的真相會(huì)被我們揭開(kāi)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)探討化學(xué)起源說(shuō)，學(xué)生知道了海洋中有機(jī)物的出現(xiàn)是原始生命出現(xiàn)的基礎(chǔ)，樹(shù)立了結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，落實(shí)生命觀念的培養(yǎng)。通過(guò)探討生物生命的價(jià)值、生命起源的探索、生物多樣性的保護(hù)等問(wèn)題，落實(shí)社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。

六、板書(shū)設(shè)計(jì)

七、教學(xué)反思

科學(xué)史是生物學(xué)知識(shí)很重要的一部分。初中生物教材將部分科學(xué)史內(nèi)容以小字部分呈現(xiàn)，但不代表這些知識(shí)不重要，講解科學(xué)史就是站在前人的肩膀上看遠(yuǎn)方，也是在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。在科學(xué)史的教學(xué)中，教師要高效整合教材，深挖教材內(nèi)容上的關(guān)聯(lián)性。另外，學(xué)生因相關(guān)交叉學(xué)科如化學(xué)等知識(shí)儲(chǔ)備不夠，故教學(xué)設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的知識(shí)規(guī)律和心理規(guī)律，課堂知識(shí)要由淺入深。想要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，教師在問(wèn)題串的設(shè)置上就一定要科學(xué)緊湊環(huán)環(huán)相扣，而這也是思維型教學(xué)的一種表達(dá)方式。科學(xué)史的學(xué)習(xí)除了幫助學(xué)生掌握知識(shí)外，對(duì)提升學(xué)生收集分析信息的能力、邏輯思維能力等都有很大幫助，是培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、社會(huì)責(zé)任的良好載體。充分挖掘科學(xué)史的內(nèi)涵，設(shè)計(jì)科學(xué)史的高效教學(xué)，任重道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡衛(wèi)平：思維型教學(xué)的六個(gè)基本環(huán)節(jié)該如何有效落實(shí)？（源自網(wǎng)絡(luò)）.2A6D48F3-B6E9-4858-A24A-77A9CE883EA3