《现代生物进化理论的主要内容》教学设计

《现代生物进化理论的主要内容》教学设计

芦竹艳

对于新教材中的理论探究课，如何才能体现课改精神，采用什么样的教学方法才不至于回归到传统的授课模式中。笔者在全市新课程观摩课中对本节课作了较好地处理，即以探究生物进化的本质为主线，转变传统的接受式学习为探究性学习，以期达到知识、能力、情感三结合的教学目标。本节课不仅受到了与会教师和专家的好评，且受到了学生的喜爱。在此将本节课的教学设计整理成文，以期起到抛砖引玉的作用。

一、教材分析及设计思想

1.指导思想

波普尔曾提出“科学不等于真理，知识本质是猜测性的”，而学习又是对知识的一种主动构建活动。新一轮课程改革的锋芒也十分明确地指向学生学习方式这个触及教学领域灵魂的问题上，旨在改变课程实施过程中过分依赖教材、过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象，倡导学生主动参与、探究发现、合作交流的学习方式，注重学生的经验与学习兴趣，通过质疑、小组合作讨论等学习方式，利于学生对比较抽象的理论知识的理解。

2.教材分析

“种群基因频率的改变与生物进化”是人教版高中生物必修模块二，第七章第二节《现代生物进化理论的主要内容》的第一个课时内容。它是一节理论性非常强的课，表面看似简单，但要从本质上探究生物进化的原因，从数学角度量化生物进化的本质，难度还是比较大的。《生物课程标准》在对本节课的要求中，使用的行为动词“说明”属于理解水平，要求学生能把握内在的逻辑联系；能与已有知识建立联系；能解释、推断等。因此，本节课在简单评价了达尔文进化理论具有一定的历史局限性之后，着重“从性状水平深入到基因水平；从个体水平上升到种群水平”使原有进化理论得以修正和扩展。这样有助于学生理解科学不是一个静态的体系，而是一个不断发展的动态过程；在科学领域没有终极真理，存在质疑和争论不仅是正常的，而且能促进科学的进步，从而使学生更好地理解现代生物进化理论的本质。

3.学情分析

（1）通过初中有关生物进化内容的学习以及本章《现代生物进化理论的由来》的介绍，学生对拉马克的进化思想和达尔文的进化理论都有了一定的了解，且在分析达尔文自然选择学说贡献的同时，讨论了它的局限性，为修正、深入和扩展达尔文自然选择学说埋下了伏笔，也为本节继续讨论现代生物进化理论奠定了基础。

（2）学生通过本模块《孟德尔的豌豆杂交实验》的学习，能够比较顺利完成基因频率的计算，并以此进行讨论、分析得出结论。

二、教学目标、重点与难点

1.教学目标

（1）知识目标：解释种群、种群基因库、基因频率等概念。

（2）能力目标：运用数学方法讨论种群基因频率的变化；说明现代生物进化的主要内容。

（3）情感目标：形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念。

2.教学重点与难点

（1）教学重点：种群、种群基因库、基因频率等概念。

（2）教学难点：基因频率的概念；生物进化的本质是基因频率的改变。

三、教学策略

1.本节的引入采用一段具有“搞笑”作用的视频，表面看似“搞笑”，实质隐含了关于生物进化的一系列信息，从视频内容的讨论，可看出达尔文自然选择学说中的某些观点与现代遗传学所揭示的遗传和变异的本质之间有冲突，进而进入本节课所要探究的问题。

2.通过具体事例的讨论，具体问题的辨析，阅读教材找出关键词等方法，引导学生分析，突出种群在时空条件、组成、数量、生殖和遗传组成上的共同的关键特征，从而形成种群、基因库和基因频率的概念，同时也明确了种群是生殖的基本单位。

3.通过生物表现型和基因型的关系，分析讨论种群基因频率的改变才是生物进化的内在原因，进而得出种群是生物进化的单位。

4.采用教材“思考与讨论”中的项目，让学生采用不同的方法进行三代基因频率的计算，依据计算结果进行讨论，使学生认可自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。

四、教学过程

1.创设情景，引入课题

［视频播放］引入新课采用了一段看似“搞笑”，实际上蕴含了一定进化思想的视频。该视频从原始海洋到生命的发生，从单细胞生物到多细胞生物，从水生生物到陆生生物，直到站立行走的“人”的诞生。整个视频以一个个体为单位，不仅体现了生物是进化的，且利用镜头的快慢体现了生物在不同进化阶段所持续的时间。画面形象逼真，生物的行为又生动幽默，极大地吸引了学生的眼球。

［问题］看视频捕捉信息。让学生发散思维，交流看法、提出可质疑的问题。

［解决途径］学生随意举手发言，谈想法、看法，提出自己的见解和问题。视频的播放，不仅使学生对本节课产生了浓厚的兴趣，且感悟了生物是进化的，又由于视频的局限，学生又提出了很多疑惑的问题。借此让学生充分表达自己的观点、收获和想法，同时教师不失时机引导学生找到该视频所缺乏的科学性问题——“个体在进化”，以此引入本节课的内容——《现代生物进化理论的主要内容》，以期在有限的时间内修正达尔文进化理论的局限性。

［教师小结引课］本视频给我们的启示是生物是进化的，但如同达尔文解释的那样：它局限于个体的进化；描述的是个体性状的改变。而生物个体的有利变异，只有在该种生物的某一群体中才能传递、扩散，而性状本身也是无法传递和扩散的，所以达尔文的理论具有时代的局限性，需要发展和修正。

［设计意图］活跃课堂气氛，锻炼学生发现问题、提出问题的能力。同时由于呈现的视频形象、生动、幽默，引起了学生极大的兴趣。通过捕捉视频信息，引发问题冲突，经学生开放式的讨论，教师的及时引导而切入本节内容。

2.种群的学习

［问题情景］（整节课通过对以下同一事例不同层面的问题分析，逐步到达问题的核心）讨论：假如在红色翅昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅的变异个体，且绿色比红色更不易被捕食。请推测：昆虫的翅色将怎样变化？

［解决问题的途径］小组讨论。问题看似简单，大多数学生不假思索、争先恐后给出“红色个体逐渐减少，绿色个体逐渐增多”的答案。但由于考虑问题并非全面，往往又会引起部分考虑问题较多的学生质疑——“不一定”，教师趁势将学生质疑的问题再抛给学生，鼓励小组成员全面分析、讨论与交流。经过几个回合的辩论，学生达成共识，该问题的任何答案都是有条件的，进而再总结、讨论假如翅色变成绿色所需要的条件：真实遗传（可遗传的变异、繁殖和交配）。

［问题］趁热打铁提出：要满足上述条件，交配繁殖的范围有哪些限制？

［解决途径］个人思考、谈看法，教师举例引导，结果“同种”“雌雄”“同一地域”等一系列条件逐渐显现。借此让学生回忆“满足上述条件的生命单位是什么？”，此时不仅“种群”的答案呼之即出（板书：一、种群）。阅读教材进一步辨析种群概念：山上所有的马尾松（　）一片草地上所有的昆虫（　）一个学校所有的男生（　）。学生较顺利地小结出种群的概念，并认同种群是繁殖的单位。

［设计意图］让学生学会质疑，鼓励学生敢于质疑。教师及时搭建交流的平台，充分发挥学生自主学习的积极性，体现学生的主体地位。在知识目标上，达到学生对种群概念的进一步巩固，并认可种群是繁殖的单位，为种群是生物进化的单位做好铺垫。

3.探讨生物进化的本质

［问题情境］教师引导：生物的外在表现主要是通过基因决定的，倘若该种群翅色由红色进化为绿色，其控制翅色的基因将如何变化？

［解决途径］假设、推断，教师完善学生用词（基因频率），得出控制绿色的基因频率在逐代增加（红色在减少）的结论。教师进一步引导：本问题讨论的范围是什么？学生较为轻松地理解基因频率改变的范围是“种群”。进化的实质又是什么？由于分析到位，学生能理解是基因频率的改变，但总结不到位，尚需教师进一步点拨（完善板书：—、……是进化的单位及二、生物进化的实质是种群基因频率的改变）。

［设计意图］从昆虫翅色（性状表现）的改变到引起其改变的原因（基因频率）的探究，这是由表及里的转折，也是一个难点。由于学生的问题意识还达不到，必须通过教师有意识的提出问题，给学生搭建一个可以讨论且能继续探究的平台。在此教师起到了很好的画龙点睛作用，也使学生对问题的讨论落到了本质上。

4.基因频率和基因库的概念及计算方法

［问题情境］如何用语言或简单的数学式表达基因频率呢？

［解决途径］感悟、小结。有了上述讨论、分析，基因频率的概念呼之即出，由此又引出了基因库的概念，但用语言总结还需师生共同完善。理解了概念，学生可以轻松、顺利地掌握基因频率计算的方法。

［设计意图］学会总结，学会归纳，锻炼语言表达能力。

［问题情境］实际操练。计算：在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60、和10个，求该种群A和a基因的频率？

［解决途径］计算，并请同学黑板演示。

［设计意图］通过例题的计算，可加强对计算方法的巩固，同时为下一个问题的引出做好铺垫。

5.基因频率变化的意义

［问题情境］既然进化的本质是种群基因频率的改变，通过计算判断该种群是否进化了？计算：这一种群繁殖若干后代以后，其基因频率会不会发生变化呢？

［解决途径］分组计算（AA、Aa、aa计算组），分别给出答案及计算方法。通过不同小组上报计算结果及计算方法（分离定律、基因频率与基因型频率的互算），同学们不约而同发现了规律——基因频率代代不变！至此又一次自发引起了“为什么？”的讨论。在教师引导下，师生达成共识：基因频率不变的五大条件（①该种群非常大；②所有的雌雄个体都能自由交配；③没有迁入和迁出；④自然选择对不同表现型的生物个体没有作用；⑤这对基因不发生突变，并且携带这对基因的染色体不发生异常），在自然界是无法实现的，进而得出结论——生物进化是必然的！）

［设计意图］进一步巩固、拓展计算方法，掌握基因型频率到基因频率及基因频率到基因型频率的互换计算。同时也让学生感悟到生物是否进化也可以通过“量变”来衡量，以此引起了学生的极大兴趣。

［问题情境］通过本节课的学习，你有哪些收获？感悟？还有哪些困惑？

［设计意图］通过本节课的学习，利用以上几个小问题，让学生放开思维的羁绊，不仅对本节课作以小结，且使学生对达尔文进化论的局限性，对现代生物进化理论的内容有了进一步的认识，感悟到在科学领域没有终极真理，存在质疑和争论不仅是正常的，而且能促进科学的进步。

五、教学反思

本节课理论性较强，很容易回归到传统的教学模式，使学生陷于被动接受知识、死记硬背结果的学习方式中。为了体现新课改精神，落实课改理念，本节课通过情境设置、问题探讨，以思维探究、解决问题为主线，通过对种群基因频率改变所建立的教学模型，采用了讨论、分析、发散思维、合作学习为基础的教学模式。整节课教师作为一个引导者，努力创设情境激发学生的问题意识，让学生在已有的知识背景下提出可以探究的问题，同时作为一个合作者与学生共同经历整节课的探究历程，在学生遇到疑难时，教师又以指导者的身份给学生以指点。使学生从宏观和微观两方面来理解种群是进化的单位及基因频率的改变才是种群进化的本质，进而体验探究、自主构建知识体系的过程。

六、专家点评《现代生物进化理论的主要内容》

课堂教学应注重学生如何学而不是教师如何教，本节课是一节立意高、将新课程理念落到实处的好课。整节课自然流畅，很好地把握了课程标准的尺度，到位而不越位。授课过程中注重了知识体系和能力体系的构建和培养，体现了科学的发展变化和自我修正的完善过程，将三维目标落到了实处。

学生参与方面：通过师生对话、学生对话、文本对话等活动，做到了全员、全过程的有效参与。通过任务型教学，引导学生去看、去想，说出自己的看法，调动学生积极思维，教师在这一过程中起到了主导作用，提高了学生参与的有效性。

教师基本功好，语言表达能力强，提问时用词到位，语言亲和力强，学生易接受。用词准确，过渡、提问自然，板书美观，多媒体应用恰到好处。

总的来说，是符合新课程背景及要求的一节好的生物示范课。

西安市教研室　高　平