高中生物第二节生物科学的学习过程第1课时示范教案 苏教版.doc

第二节生物科学的学习过程在学习了“身边的生物科学”的基础上，我们开始学习本章的第二节。本节内容主要分为：科学家不断思考进化理论的创立和完善；像科学家一样的思考“科学思维”两部分。(1)关于“科学家不断思考进化理论的创立和完善”部分，教材主要讲述了科学家拉马克、达尔文、木村资生的进化理论，通过进化理论的创立和不断完善的科学发展史，生动地说明了科学理论是一个逐步建立、完善的过程。生物进化理论是生物学学科体系的轴心，有关进化的思想、事实、原理和规律，始终贯穿于生物学科的教学之中。近年来，随着分子生物学的理论和技术的发展，许多学者也相继提出了一些新的进化观点。在生物进化研究领域中，最有争议的热点问题集中在两个方面，一是生物进化的机制，二是生物进化的方式(渐变还是突变)，本节均有所涉及。在介绍不同进化理论时教师可让学生分析拉马克理论的缺陷，拉马克理论对达尔文自然选择学说的启示，以及木村资生等科学家的“中性突变进化”理论对自然选择学说作出的进一步完善。教师在教学中不要过分局限于教科书，根据本节的学习目标，可灵活补充学生感兴趣、较熟悉的生物科学研究的史实来拓展学生的视野，尽量通过科学史实的描述，让学生对科学研究的基本过程有一个感性的、深刻的认识，促进学生科学探究思维的发展，但在教学中要尽量避免堆砌史实。第二节生物科学的学习过程(2)像科学家一样的思考“科学思维”部分，文本主要描述了科学思维的一般过程：观察推理分类建立模型交流。通过这部分内容的学习，学生不仅能认识到科学成果产生、形成和发展的历史进程，还能进一步了解生物学家的研究方法，受到科学态度和科学方法的熏陶和教育。教师要从中努力挖掘蕴涵其中的科学研究的基本过程，使学生深刻领悟科学研究中科学思维的重要意义，体验观察、推理、分类、建立模型、交流等过程在科学研究中的重要价值。教材设计的主要目的是让学习者体验科学思维的过程与方法，初步形成批判性思维、实事求是的科学态度与不断探索，勇于创新的科学精神。本节共设置了2个“积极思维”、1个“边做边学”、1个“继续探究”、1个“评价指南”。教师可根据各种活动特点，合理运用教学策略，组织学生开展活动。另外，本章有1个重要的图群：“脊椎动物起源与进化的简要示意图”；函数图1张：以氨基酸的置换率计算蛋白质的进化速率。教师可根据图的特点合理展示图片，图文结合，帮助学生理解相关知识。教学重点 1.通过对“进化理论的创立和完善”的历程的了解来建构科学研究的基本过程。2尝试像科学家一样的思考。教学难点 本节的难点是尝试像科学家一样的思考，学生不仅需要知道学习生物科学的正确方法，同时还要会用这些方法来思考生物学问题。教具准备 教师通过网络等途径收集的一组有关“进化理论的创立和完善”的图片、文字信息(有条件的学校可以将相关信息做成多媒体网页，并与相关网站做成链接)。课时安排 2课时1举例说出一个科学研究的故事。2概述科学思维的一般过程。3通过“收集材料分析说明采用植物、动物和微生物材料时应注意的问题”的探究活动，初步形成观察推理分类构建模型交流的一般科学思维方式。4通过对“科学家不断思考进化理论的创立和完善”的学习，感受科学思维的品质与方法。5参与“收集材料分析说明采用植物、动物和微生物材料时应注意的问题”的课题研究，初步形成课题研究意识、信息的收集与甄别的能力、批判性学习的能力、交流与交往的能力。6认同生物科学是一个发展的过程，理解科学思维是认识生命世界、学习生物科学的重要方法。7认同科学思维是一种优秀品质，感受科学家献身科学的崇高精神，持之以恒、实事求是的科学态度，不迷信权威、坚持追求科学真理的人格魅力。8懂得利用所学的生物学知识，帮助自己进行各种抉择，并对今后的职业选择和学习方向有更多的思考，从而过上一种健康、积极并且负责任的生活。9树立科学、社会、技术相统一的思想(STS)。10通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意识与交往的态度。第一课时科学家不断思考：进化理论的创立和完善课件展示：(1)一组蝴蝶的图片：枯叶蝶栖息在树枝上，形似一片枯叶；而另一只色彩鲜艳的蝴蝶则在花丛中飞舞(2)一组鸽子的图片：肉鸽体型较大，产肉率高；信鸽体形健壮，飞行、定向能力强(3)一组哺乳动物的信息：鲸体型巨大，生活在海洋中；蝙蝠善于空中飞翔；猕猴善于攀缘；人适宜于直立行走但是，它们有一个共同的特征，都是胎生、哺乳。(4)鸟类、蝙蝠与蜻蜓都可以在空中飞行。但是鸟类飞翔的器官是翼；蜻蜓飞行的器官是翅；蝙蝠飞行的器官是翼手。师：通过对这些资料的分析，你能得出怎样的结论？学生活动：通过对上述信息的观察，作出相关的推理，并尝试对信息进行分类，从而提出个人结论，并在小组内交流，小组代表发言。第一组：我们认为，生物都能够适应一定的环境。第二组：我们认为，不同的鸽子种类应该来自于一个共同的祖先。第三组：我们认为，不同的哺乳动物对不同的环境的适应方式不同，但是，它们都适应了各自的环境。而且，现有的证据可以表明，哺乳动物具有共同的起源。第四组：我们认为，在相同的环境压力下，不同的生物可能会朝向同一个方向进化。师：各种各样的生物究竟是如何形成的？学生活动：小组讨论，提出个人见解、组内交流。师：这个问题主要涉及了进化论方面的知识。对于“生命是如何发生、起源的”“生物是如何进化的”这些谜团，一直以来都困扰着我们，也是人们渴求了解的知识。人类探索生命起源和生物进化的过程，也是科学家科学思维的过程。板书：一、科学家不断思考进化理论的创立和完善师：关于生命起源，主要的学说有哪些呢？生: 神创论、自然发生说、化学起源和生物进化学说以及宇生论。师：目前，我们是否能够确定地球上生命起源的真实过程呢？生: 我们不能完全确定究竟哪种学说真实反映了地球上生命来源的真实过程。师：那么，你是否知道，目前被大多数人接受的关于生命起源的学说是哪一种？生: 是化学起源和生物进化学说。师：那么，你是否了解科学家创立、完善进化理论的过程呢？师：(1)进化理论是生物科学的核心理论之一，是生物学一切分支学科的基础，又是它们研究成果的总结和概括。(2)对生物进化的原因、方式、步骤等方面的深层探索，已成为自然科学的前沿研究领域。(3)近年来，随着分子生物学的飞速发展，先进的生物技术对构成生物体大分子的结构与功能进行了精确定位和量化分析，初步揭示了蛋白质与核酸之间的相互作用、相互制约等复杂的关系和发展演化趋势，对探索生命现象的本质和系统演化机制有着重要的指导意义，因此在生物进化理论上开拓新的研究领域可促使进化理论进一步得到完善。(4)在进化理论的创立与完善过程中，拉马克、达尔文、木村资生等一批伟大的科学家作出了卓越的贡献；在他们的背后，是更多的知名的与不知名的科学工作者，他们为推动对于生命起源与进化的研究而作出的默默的奉献是无法估量的。师：下面，我们一起来回顾进化理论的创立与完善的过程，分析关于不同生物进化理论的要点以及理论间的差异，寻找支持其理论的相关证据，分享科学探索过程给我们带来的美的享受，通过“用事实说话”的方式来实证科学。板书：(一)拉马克和进化理论案例一：拉马克和进化理论“用进废退、获得性性状遗传”学生活动：学生阅读文本P6“拉马克和进化理论”的相关内容后，在一个小组内交流自己的观点。选出一个组员扮演主持人角色，其他组员按照学术观点分成二组，一方赞同“用进废退、获得性性状遗传”，称之为甲方：；另一方否定“用进废退、获得性性状遗传”，称之为乙方：。甲方：拉马克认为生物具有变异的特性，主张生物是进化的，环境变化是物种变化的原因，环境起了变化，生物也随着发生变化，有的器官由于使用而发达，不用则退化，这样变化了的性状(获得性)能够遗传下去。他提出器官的“用进废退”和“获得性遗传”理论。乙方：我们赞同物种是进化的观点，但是我们不能苟同“用进废退”和“获得性遗传”的论点。甲方：我们可以通过以下证据来论证我们的论点。(1)食蚁兽的舌头之所以细长，是因为经常舔食蚂蚁的结果；(2)又如，鼹鼠长期生活在地下，眼睛长期不使用就退化了；(3)鹅、天鹅一类动物颈长、腿短，是由于它们为了要从河底取食，但又无力使腿部变长，只得不断伸长颈部，年长月久，便出现这样的类型。乙方：我们无法重现食蚁兽、鼹鼠等动物的进化历程，但是，我们现有的许多实验都不支持“用进废退”和“获得性遗传”的理论。甲方：请说出你们的证据以论证你们的观点。乙方：科学家曾经做过一个“老鼠断尾实验”，就是将一只老鼠的尾切断，让其繁殖下一代，再切断子代的尾，就这样连续25代实验，但是发现第26代鼠依旧是正常的尾，而非无尾或短尾。甲方：我们承认“用进废退”和“获得性遗传”的理论可能存在缺陷的或者说是不完善的地方。乙方：师：(1)双方的观点都有一定的道理，这场科学的争论很有意义。(2)首先，我们一致认为拉马克“用进废退”和“获得性遗传”的理论在人们信奉“神创论”的时代是有积极意义的，他的理论开辟了进化理论的先河。(3)但是，我们的确发现拉马克的理论存在着很大的缺陷：我们知道，生物的一切性状都与蛋白质有关，而蛋白质并不能在亲代和子代间传递遗传信息，只有DNA中的碱基顺序发生了变化，才能引起遗传性状的改变。食蚁兽的舌头细长了，不能影响生殖细胞，所以获得性通常是不能够遗传的。(4)当然，现代遗传学家并不排除环境的作用会给简单的有机体带来某些可遗传的变异的可能性。(5)同时，他的学说过分强调动物的主观愿望对于生物进化的作用。这一点通常不能被相关科学证据所证实。(6)所以，现在的社会公众和绝大多数的学者大多不接受拉马克的“用进废退”和“获得性遗传”的理论。师：那么，让我们一起来探索进化论的完善过程。案例二：达尔文和进化理论课件展示：(1)查尔斯达尔文的图片、物种起源图片。(2)物种起源绪论摘录：“当我以博物学者的身份参加贝格尔号皇家军舰航游世界时，我曾在南美洲看到有关生物的地理分布以及现存生物和古代生物的地质关系的某些事实，这些事实深深地打动了我。正如本书以后各章所要论述的那样，这些事实似乎对于物种起源提出了一些说明这个问题曾被我们最伟大的哲学家之一称为神秘的物种起源问题的曙光”。(3)达尔文在其巨著物种起源中，从分类学、形态学、胚胎学、生物地理学、古生物学等方面，列举许多事实，证明不同生物之间具有一定的亲缘关系，古代生物和现代生物之间有着共同的祖先。学生活动：学生阅读文本P6“达尔文和进化理论”的相关内容，并与“拉马克和进化理论”进行对比分析，在一个小组内交流自己的观点。师：达尔文的“自然选择”学说的中心内容是什么？主要内容是什么？生: 在达尔文学说的体系中，中心内容是自然选择学说，其内容主要是：生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的，只有最能适应环境的类型才能生存下去，并且能够产生后代，而那些与环境不相适应的类型就被淘汰；即“遗传变异”“过度繁殖”“生存斗争”和“自然选择、适者生存”。课件展示：一组长颈鹿的图片、文字与视频，以介绍长颈鹿的形态特征。师：我们能否以“自然选择”学说解释长颈鹿物种的形成过程？学生活动：结合文本P6“达尔文和进化理论”的相关内容的阅读，自主提出个人见解并交流。生长颈鹿的祖先的后代，颈部有的长一点，有的短一点。颈长一些的个体，能够吃到充足的树叶，因而发育良好，能够产生后代，而颈短一些的个体，因吃不到充足的食物而被淘汰。在后代中，由于变异的缘故，有的个体颈更长一些，有的跟前代一样长，有的则更短些。能获得充足食物而且能够生殖后代的，只有颈部更长一些的个体，其他个体就都被淘汰了。这样