基于思維型教學的“地球上生命的起源”教學設計

張玉菱

摘要：初中生物學知識覆蓋面廣，很多內容都涉及到了科學史。科學史的學習對培養學生生物學學科核心素養有很大幫助。但是在科學史的教學中，一個課時通常需要講解多個探究實驗，教師無法在有限的教學時間中在課堂上再現實驗過程，加之初中學生相關知識儲備不夠，如何通過課堂教學讓學生身臨其境、由淺入深地了解科學探究過程，值得我們思考。本文是基于思維型教學的“地球上生命的起源”教學設計，作者嘗試通過高效的問題串積極調動學生的思維，幫助學生逐步理解人類歷史上關于生命起源的一些重要學說，同時在科學史教與學的過程中發展學生核心素養。

關鍵詞：思維型教學;科學史;核心素養;生命起源;初中生物

思維型教學有利于在學科教學中落實學生思維能力的培養。如何在初中生物教學中，從簡單的知識作為切入點提高學生的思維能力，值得我們深思。本節課以思維型教學的六大基本要素[1]，即創設情境、提出問題、主動探究、合作交流、總結反思、應用遷移為暗線。以探索生命奧秘、尋找實踐記憶、領悟科學真諦為明線。通過“發現問題→解決問題→提出新的問題”這一循環的思維模式，引導學生善于提問、樂于探究、勤于思考，落實學生思維能力的培養，從而提升學生的核心素養。

一、教材分析

“地球上生命的起源”是人教版初中生物八年級下冊第三章第一節的內容。關于地球上的生命究竟是從何而來，到目前為止都處于探索階段，所以教材在本節內容設置了一個很重要的科學方法——推測。本節內容是以探究實驗為載體，講述探索生命起源的科學史。

二、學情分析

學生在七年級下冊已經學習《人類的起源和發展》，初步接觸了由證據進行推測的科學方法，為本節課的學習奠定了基礎。但因化學知識的缺少，在理解化學進化說這一部分知識時，稍顯吃力，教師需合理安排教學活動，逐步引導，充分啟發學生思維，看似學知識，實則學方法，潛移默化地幫助學生掌握“推測”這一科學方法。

三、教學目標

通過多個實驗的實踐探究，掌握由證據做出推測這一科學方法，落實科學探究和理性思維的發展。通過探討化學起源說，學生知道了海洋中有機物的出現是原始生命出現的基礎，樹立了結構與功能觀、物質與能量觀，落實生命觀念的培養。通過探討生命的價值、生命的探索等問題，落實社會責任的培養。

四、教學重難點

教學重點：描述生命起源的過程;嘗試運用證據和邏輯作出推測

教學難點：嘗試運用證據和邏輯作出推測

五、教學過程

（一）叩開時間大門，探索生命奧秘（教學設計引入環節：創設情境，提出問題）

武陵山脈山清水秀，長江流域物產豐富。放眼祖國的大好山川，縱覽地球上的秀麗美景，在現在的地球上，生物用他們最美麗的姿態展現著生命的魅力。教師通過圖片展示現在地球的美麗景色。然后播放原始地球想象視頻，視頻為科學家通過現有證據推測出的四十六億年前的原始地球環境：巖漿橫流、火山爆發、電閃雷鳴等。學生看完視頻后提出以下想要探究的問題：地球上的生命是怎樣形成的？原始地球上是如何產生生命的？多種多樣的生命形態是如何形成的？

設計意圖：通過圖片和視頻，引起學生的視覺沖擊，激發學生的學習興趣，同時引導學生主動提出想要探究的問題，從新課導入環節開門見山，探討生命的起源。

（二）進入時空隧道，尋找實踐記憶（教學設計探究—解釋環節：主動探究，合作交流）

本環節主要包含了4個思維活動。每個活動都包含提出問題—解決問題—提出新問題三個環節。在這一循環的思維模式中，逐步培養學生的學科核心素養。

【活動一：神創論】老師提出問題：關于生命起源，人類最早提出的猜想是什么？并提供女媧造人、亞當夏娃的藝術圖片。學生解決問題：古人認為生命是神創造的。學生發現新的問題：神創論的說法并不成立。

【活動二：自然發生說】老師提出問題：生命既然不是神創造的，那它從何而來？并提供腐草化螢、腐肉生粗等文字資料。學生得出結論：總結出“自然發生說”，即生命是從非生命的物質中產生的。學生提出新的問題：如何用實驗證明螢火蟲不是腐草產生的？蛆不是腐肉產生的？學生解決問題：將腐肉放在容器里蓋起來，就不會生蛆了。老師解釋問題：1668年，意大利醫學家雷迪用實驗證明蛆不是腐肉產生的，但這個實驗解決了生命起源的問題嗎？學生提出新的問題：雷迪的實驗抨擊了自然發生說，但沒有解釋導致新鮮肉腐爛的霉菌從何而來。

【活動三：斯帕蘭扎尼的肉湯實驗】老師提出問題：霉菌從何而來？請同學利用以下材料設計實驗：酒精燈、燒瓶、棉花塞、肉湯。學生設計實驗并解決問題：導致肉湯變質的霉菌來源于空氣中。老師解釋問題：1765年，斯帕蘭扎尼用肉湯實驗證明導致肉湯變質的微生物是來源于外界。但這個實驗在當時被一些人提出了質疑，你看出來了嗎？學生提出新的問題：斯帕蘭扎尼的實驗將空氣完全阻隔在了燒瓶以外，就算燒瓶里有生命，也會因為缺氧而無法生存。

【活動四：巴斯德的鵝頸瓶實驗】老師提出問題：如何解決斯帕蘭扎尼實驗存在的問題？學生設計實驗并解決問題：如果能保證瓶子里有空氣，且瓶子里的空氣是滅過菌的，就可以了。老師解釋問題：19世紀60年代，法國微生物學家巴斯德進行了著名的鵝頸瓶實驗印證了導致肉湯變質的微生物來源于瓶外。學生提出新的問題：巴斯德實驗也沒有解釋燒瓶以外的微生物是來自哪里的，即沒有解決地球上的生命究竟從何而來。

以上四個活動的設計意圖：探究解釋環節是本節課的重要環節，關于生命起源的探究實驗非常多，課堂上短短的40分鐘無法展示，教師只能通過高效的問題串引導學生思考。在這一環節中，通過多個實驗的實踐探討，在提出問題—解決問題—提出新問題三個環節這一循環的思維模式中，逐步培養學生的學科核心素養，讓學生在潛移默化中掌握由證據做出推測這一科學方法，落實科學探究和理性思維的發展。這一過程正是體現了思維型教學的優越性。

（三）掌握科學方法，領悟科學真諦（教學設計遷移環節：總結反思，應用遷移）

教師提出問題：隨著科學技術的改進，科學家們通過一次又一次的實踐，大致提出了兩中看法：1、宇生說;2、化學起源學說。你更支持哪一種說法呢？學生根據自己已有的知識經驗或者直覺做出選擇。教師給大家提供了一些資料（這些資料分別支持宇生說和化學起源說），請同學們從中找出證據支撐你的觀點。學生從信封中取出資料，以學術辯論會的形式，盡可能多的為自己所支持的觀點提供證據。教師總結，其實這兩種假說都有證據支持。但是，從現有證據來看，大多數學者更支持化學起源學說。教師通過分析米勒實驗總結出化學起源學說。教師啟發學生：我們仍然無法肯定地說地球上生命一定是化學物質逐步進化而來，但在科學家一次又一次的思維切磋和實踐探究中，我們推測出了一種又一種可能。尋找證據，做出推測，我們相信，總有一天生命起源的真相會被我們揭開。

設計意圖：通過探討化學起源說，學生知道了海洋中有機物的出現是原始生命出現的基礎，樹立了結構與功能觀、物質與能量觀，落實生命觀念的培養。通過探討生物生命的價值、生命起源的探索、生物多樣性的保護等問題，落實社會責任的培養。

六、板書設計

七、教學反思

科學史是生物學知識很重要的一部分。初中生物教材將部分科學史內容以小字部分呈現，但不代表這些知識不重要，講解科學史就是站在前人的肩膀上看遠方，也是在發展學生核心素養。在科學史的教學中，教師要高效整合教材，深挖教材內容上的關聯性。另外，學生因相關交叉學科如化學等知識儲備不夠，故教學設計要符合學生的知識規律和心理規律，課堂知識要由淺入深。想要充分調動學生的思維，教師在問題串的設置上就一定要科學緊湊環環相扣，而這也是思維型教學的一種表達方式。科學史的學習除了幫助學生掌握知識外，對提升學生收集分析信息的能力、邏輯思維能力等都有很大幫助，是培養學生的生命觀念、社會責任的良好載體。充分挖掘科學史的內涵，設計科學史的高效教學，任重道遠。

參考文獻：

[1]胡衛平：思維型教學的六個基本環節該如何有效落實？（源自網絡）.2A6D48F3-B6E9-4858-A24A-77A9CE883EA3