發(fā)現(xiàn)式教學(xué)【教學(xué)設(shè)計】《現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容》（人教）.docx

現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容教學(xué)模式介紹：發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)認為，科學(xué)家用來解決問題、探究未知的理性策略可以傳授給學(xué)生。其模式是在學(xué)生積極參與科學(xué)探索過程，教師試圖模擬科學(xué)家解決問題的過程，使學(xué)生體會科學(xué)家如何面臨疑難境，學(xué)會搜集和加工資料，最終達到問題的解決，從而獲得在真實生活情境中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。發(fā)現(xiàn)式教學(xué)的課程環(huán)節(jié)：激趣導(dǎo)學(xué)目標導(dǎo)學(xué)導(dǎo)思點撥設(shè)問尋疑診斷反饋拓展延伸設(shè)計思路說明：多媒體展示：一張老虎圖片，提問：你看過自私的基因這本書嗎？作者為什么用這樣的標題呢？虎有成千上萬個基因，有的決定牙齒的銳利程度，有的決定肌肉的粗壯程度把自己想象成虎體內(nèi)的一個基因，你不僅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想讓越來越多的虎擁有自己的拷貝，怎樣才能達到這一目的呢？引入激發(fā)學(xué)生積極討論，引入教學(xué)主題：現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。根據(jù)教材的實際需求把要完成的教學(xué)內(nèi)容分解成層次由淺入深的各個小目標，讓學(xué)生去感知教材，鏈接生活，最大限度的使學(xué)生動口、動手、動腦，把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生。本節(jié)課利用多媒體資源對學(xué)生進行引導(dǎo)，讓學(xué)生一邊思考一邊小結(jié)本節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)，起“溫故而知新”的作用。更重要的是讓學(xué)生把新知識與舊知識聯(lián)系，形成新的概念，在自己的認知結(jié)構(gòu)中進行重組，完善知識結(jié)構(gòu)。教師按小組巡視并檢查學(xué)生對問題的解決情況，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，及時引導(dǎo)，點撥，利用教學(xué)中預(yù)設(shè)的各個層次的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。診斷反饋環(huán)節(jié)是貫穿本模式的一條主線。 從形式上看，練既可以是綜合、書面的，也可以是整體、口頭的； 從內(nèi)容上看，既可以是知識掌握，也可以是思維訓(xùn)練；既可以是鞏固強化，也可以遷移延伸；從教學(xué)程序上看，主要是安排在新課結(jié)束后鞏固所學(xué)、遷移知識、培養(yǎng)能力，但也可以安排在新課開始前的導(dǎo)入性訓(xùn)練。 “大教學(xué)觀”指出，要讓課堂教學(xué)向課外延伸，指導(dǎo)學(xué)生開展相關(guān)的課外實驗，豐富教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。通過延伸使知識系統(tǒng)化，條理化，提升認識水平，為進一步獲得生物知識奠定良好的技能與心理基礎(chǔ)。教材分析本節(jié)選自人教版普通高中課程標準實驗教科書生物（必修2）第七章現(xiàn)代生物進化理論第2節(jié)現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。 本節(jié)包括三小節(jié)：種群基因頻率的改變與生物進化、隔離與物種的形成、共同進化與生物多樣性的形成。教參中給出的參考課時是：第一小節(jié)2課時，第二、三小節(jié)各用一課時。我的構(gòu)想是在第一節(jié)整體講解現(xiàn)代生物進化理論，以幫助學(xué)生對主干知識形成整體印象，第二節(jié)專題講解數(shù)學(xué)思想生物進化中的運用，幫助學(xué)生把細枝末節(jié)深入地弄明白。教學(xué)目標【知識與能力目標】1、說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容； 2、概述生物進化理論與生物多樣性的形成。【過程與方法目標】形成生物進化的觀點和生物進化理論在發(fā)展的觀念。【情感態(tài)度價值觀目標】1、運用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化； 2、運用生物進化觀點解釋一些生物現(xiàn)象。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】1、種群、基因庫、基因頻率概念；2、突變和基因重組在生物進化過程中的作用。【教學(xué)難點】1、基因頻率與基因型頻率的計算；2、自然選擇對基因頻率的影響。課前準備1、多媒體課件；2、學(xué)生完成相應(yīng)預(yù)習(xí)內(nèi)容；3、學(xué)生課前查閱相關(guān)背景資料，搜集有關(guān)資料。教學(xué)過程：一、激趣導(dǎo)學(xué) “興趣是最好的老師”。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動機中的重要成分，是學(xué)習(xí)動機中最現(xiàn)實，最活躍的因素。是推動學(xué)生產(chǎn)生尋求知識，從事學(xué)習(xí)活動的強大心理動因。多媒體展示：一張老虎圖片，提問：你看過自私的基因這本書嗎？作者為什么用這樣的標題呢？虎有成千上萬個基因，有的決定牙齒的銳利程度，有的決定肌肉的粗壯程度把自己想象成虎體內(nèi)的一個基因，你不僅不愿意自己在虎的后代中消失，而且想讓越來越多的虎擁有自己的拷貝，怎樣才能達到這一目的呢？引入激發(fā)學(xué)生積極討論，引入教學(xué)主題：現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。二、目標導(dǎo)學(xué)“教是為了達到不需要教”。葉圣陶先生認為：“教師當然需教，而尤宜致力于導(dǎo)。導(dǎo)者，多方設(shè)法”。怎樣“教”呢？布盧姆在“教育目標分類學(xué)”中指出：欲使學(xué)生在課堂教學(xué)中愉快學(xué)習(xí)，主動獲取知識，在目標意識驅(qū)使下，產(chǎn)生永恒的“內(nèi)驅(qū)力”。顯然，“導(dǎo)學(xué)”環(huán)節(jié)就成為“六環(huán)節(jié)”模式中最核心的部分；也是一堂課中“時間篇幅”最長的一段?！灸繕朔纸狻?運用聯(lián)系和對比等方法解釋種群、基因庫、基因頻率的概念。 2運用數(shù)學(xué)方法討論種群基因頻率的變化和相關(guān)計算。 3通過教材的實例分析得出生物進化的實質(zhì)。 4以加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成為例，理解物種的概念，以及新物種形成的環(huán)節(jié)。三、導(dǎo)思點撥在目標導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)后，利用多媒體資源對學(xué)生進行引導(dǎo)，讓學(xué)生一邊思考一邊學(xué)習(xí)，起到加強印象的作用。更重要的是讓學(xué)生把新知識與舊知識聯(lián)系，形成新的概念，在自己的認知結(jié)構(gòu)中進行重組，完善知識結(jié)構(gòu)，總結(jié)學(xué)習(xí)方法。符合“認知思考再認知”的認知規(guī)律?！拘抡n講授】一、種群基因頻率的改變與生物進化引導(dǎo)組織學(xué)生回答課前提文。提示：一個基因所控制的性狀，對個體生存和繁殖后代的貢獻越大，擁有該基因的個體就可能越多。（一）種群是生物進化的基本單位1、種群概念提問：什么叫種群？學(xué)生：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。PPT展示：臥龍自然保護區(qū)獼猴種群和蒲公英種群。思考：判斷下列是否屬于種群？（1）一個池塘中的全部魚 （否）（2）一個池塘中的全部鯉魚 （是）（3）兩個池塘內(nèi)的全部青蛙 （否）（4）一片草地上的全部植物 （否）（5）一片草地上的成年梅花鹿 （否）2、種群的特點種群中的個體并不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳給后代。思考：同前一年的蝗蟲種群相比，新形成的蝗蟲種群在基因組成上有可能會發(fā)生變化嗎？3、種群的基因庫講授：一個種群中全部個體所含有的全部基因，種群個體多，個體差異大，基因庫越大。4、基因頻率在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比率?；蝾l率= 種群中該基因的數(shù)目 / 全部等位基因的總數(shù)=純合子頻率+1/2雜合子頻率基因型頻率= 該基因型個體數(shù) / 該種群個體總數(shù) PPT展示實例：如某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?基因頻率= 種群中該基因的數(shù)目 / 全部等位基因的總數(shù)=純合子頻率+1/2雜合子頻率提問：若在伴性遺傳中的基因頻率怎么計算？例：某學(xué)校男女各有100人，其中XBXB占50人，XBXb占30人，XbXb占20人，XBY占80人，XbY占20人，求XB、Xb的基因頻率。教師指導(dǎo)，學(xué)生計算。在自由交配等理想條件下，討論下一代種群基因組成的變化。思考與討論：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么;(1)該種群產(chǎn)生的A配子和a配子的比率各是多少?(2)子代基因型的頻率各是多少?(3)子代種群的基因頻率各是多少?學(xué)生討論計算并填表。提示：（1）A配子占60%，a配子占40%。（2）子代基因型頻率：AA占36%；Aa占48%；aa占16%。（3）子代種群的基因頻率：A占60%；a占40%?？偨Y(jié)：由此可見，如果滿足上述五個條件，種群的基因頻率可以世代相傳不發(fā)生變化，保持平衡。子代基因型頻率也不發(fā)生變化。這就是哈代溫伯格平衡，也叫遺傳平衡定律。在一個大的群體中，沒有自然選擇，沒有突變，沒有遷入遷出，無論自交和自由交配多少代種群基因頻率不變，自由交配子代基因型比例也不變，但自交基因型比例會改變。學(xué)生計算并比較自由交配和自交的結(jié)果。思考1：上述結(jié)論是在滿足五個假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計算的，對自然界的種群來說，這五個條件都能成立嗎？ 特別是如果第點假設(shè)（基因A和a都不產(chǎn)生突變,即沒有基因突變和染色體變異。）成立這與前面我們所學(xué)的基因突變的哪個特性相違背？提示：滿足五個假設(shè)條件的種群是理想的種群，在自然條件下,這樣的種群是不存在的。這也從反面說明了在自然界中，種群的基因頻率遲早要發(fā)生變化。思考2：如果該種群出現(xiàn)新的突變型，也就是產(chǎn)生新的等位基因（A2），種群的基因頻率會變化嗎？基因A2的頻率可能會怎樣變化？提示：基因突變突變產(chǎn)生的新基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化?；駻2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益還是有害的，這往往取決于生物生存的環(huán)境。總結(jié)：通過討論基因頻率的變化可以認識到，自然界中種群的基因頻率一定會發(fā)生變化，也就是說種群的進化是必然的。PPT展示：生物進化的實質(zhì)：種群的進化過程就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。（二）突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料提問：影響種群基因頻率的因素有哪些呢？講授：基因突變、染色體變異、自然選擇、遷入遷出、遺傳漂變。其中突變和基因重組是產(chǎn)生進化的原材料，生物自發(fā)突變的頻率很低，而且突變大多是有害的，基因突變產(chǎn)生的等位基因，通過有性生殖中的基因重組，可以形成多種多樣的基因型，從而使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。（三）自然選擇決定生物進化的方向講授：在自然選擇的作用下，具有有利變異的個體有更多的機會產(chǎn)生后代，基因頻率會不斷提高，相反，不利變異的個體留下后代的機會少，因此，種群的基因頻率會發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進化。二、隔離與物種的形成1、物種的概念：能在自然條件下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。講授：物種：在自然狀態(tài)下能互相交配，并產(chǎn)生出可育后代的一群生物個體。如：全世界的人都是一個物種，無論白人黑人黃種人結(jié)婚，都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代。再如：所有的馬是一個物種，所有的驢也是一個物種。但馬和驢不是一個物種，因為馬與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力。思考：兩個組合是否為同一個物種，判斷的依據(jù)是什么？物種可以分布在自然界不同的區(qū)域，只有在可以發(fā)生隨機交配、繁衍，使基因能夠世代傳遞的一定區(qū)域內(nèi)的同種全部個體的集合才是一個種群。2、隔離的類型隔離：不同種群個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。分為地理隔離和生殖隔離。地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。生殖隔離：不同物種之間的個體不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生可育的后代的現(xiàn)象。思考：隔離和物種的形成又有何關(guān)系呢？3、隔離在物種形成中的作用實例分析：在一個山谷中，生活著一個鼠種群。雌鼠和雄鼠之間可以自由交配，繁衍后代。后來山洪爆發(fā)，在山谷中形成了一條洶涌的大河。將整個鼠種群分成了兩個部分，一半在河這邊，一半在那邊。就這樣過了幾千年。后來，河流干涸了，兩個鼠種群又會合在一起。它們發(fā)現(xiàn)彼此大不相同，它們?yōu)槭裁磿蟛幌嗤?？還能算是同一個物種嗎？學(xué)生思考。閱讀教材P120資料回答下列問題：1.不同島嶼上的地雀種群，產(chǎn)生突變的情況一樣嗎？（不一樣。因為突變是隨機發(fā)生的。）2.對不同島嶼上的地雀種群來說，環(huán)境的作用有無差別？這對種群基因頻率的變化會產(chǎn)生什么影響？（有差異，不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導(dǎo)致種群基因頻率朝不同的方向改變。）3.如果這片海域只有一個小島，還會形成這么多種地雀嗎?（不會。因為個體間有基因的交流。）以加拉帕格斯群島不同種地雀形成為例進行圖解。4、物種的形成方式物種形成的方式有多種，經(jīng)過長期地理隔離而達到生殖隔離是比較常見的方式。提問：物種的形成都需要地理隔離嗎？提示：如二倍體西瓜和四倍體西瓜，因此隔離是物種形成的必要條件。三、共同進化與生物多樣性的形成（一）共同進化問：什么是共同進化？1、共同進化的概念：不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化。2、資料分析，PPT展示資料。思考：捕食者的存在是不是對被捕食者有害無益呢？提示：捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進種群發(fā)展的作用；而且捕食者一般不能將所有的獵物都吃掉，否則自己也無法生存，這就是所謂的“精明的捕食者”策略?？偨Y(jié)：生物的進化與無機環(huán)境的變化也是相互影響的。（二）生物多樣性的形成講授：生物多樣性的內(nèi)容：基因多樣性物種的個體數(shù)量多，個體 之間的差異大，構(gòu)成基因庫的基因種類多。物種多樣性地球上已經(jīng)被人類記錄的物種約有200萬種左右。估計現(xiàn)在全世界生存著約5001000萬種生物，許多還沒有被人類所發(fā)現(xiàn)。生態(tài)系統(tǒng)多樣性不同物種需要不同的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性是物種多樣性的重要條件。仔細觀察下圖，討論以下問題。1、最早出現(xiàn)的生物是哪一類生物？它們生活在什么環(huán)境中？ 厭氧的單細胞生物，它們生活在海洋中。2、多細胞生物大約是什么時期出現(xiàn)的？它們生活在什么環(huán)境中？ 在寒武紀出現(xiàn)的，它們生活在海洋中。3、最早登陸的生物是植物還是動物？為什么？ 植物，否則動物登陸后就會餓死。4、同今天你所看到的地球相比，寒武紀時地球上的生態(tài)系統(tǒng)有什么特點？ 當時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中。5、恐龍是什么時候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性會產(chǎn)生怎樣的影響？ 恐龍是在中生代后期絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復(fù)雜的?？铸埖慕^滅有利于哺乳動物的繁盛。（三）生物進化理論在發(fā)展關(guān)于自然選擇的作用還存在爭論：1、有人主張，決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累；2、但更多的學(xué)者認為，基因突變并不是都是中性的，有些基因突變反映在個體的性狀上，與環(huán)境相適應(yīng)的程度有差異，因此，不能否認自然選擇的作用。 關(guān)于物種的形成是否是漸變也還存在著爭議。總之進化理論不會停滯不前，而是在不斷發(fā)展。總結(jié)：PPT投影四、設(shè)問尋疑通過目標導(dǎo)學(xué)和導(dǎo)思點撥環(huán)節(jié)后，完成了教學(xué)的基本目標，解決了學(xué)生帶共性的問題，但每個學(xué)生都是一個世界，他們難免還存在著個別特殊問題，所以安排一定時間接受質(zhì)疑、咨詢、解惑，實現(xiàn)因材施教。教師按小組巡視并檢查學(xué)生對問題的解決情況，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，及時引導(dǎo)，點撥，利用教學(xué)中預(yù)設(shè)的各個層次的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。設(shè)問：1、生物多樣性的原因？提示：(1)根本原因：基因(DNA分子結(jié)構(gòu))的多樣性。不同DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目、種類、排列順序不同決定了DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性。(2)直接原因：蛋白質(zhì)的多樣性。蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者和體現(xiàn)者。組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)四個因素決定了蛋白質(zhì)的多樣性。(3)從生物進化的角度看，生物的多樣性是多種多樣的環(huán)境對生物的不定向變異進行定向選擇的結(jié)果。2、生物進化的總趨勢是？提示：簡單復(fù)雜，低等高等，水生陸生，異養(yǎng)自養(yǎng)，厭氧需氧，原核生物真核單細胞生物多細胞生物，無性生殖有性生殖。五、診斷反饋診斷反饋環(huán)節(jié)是一個靈活而流動的環(huán)節(jié)，是貫穿本模式的一條主線。 從形式上看，練既可以是綜合、書面的，也可以是整體、口頭的；既可以是說，也可以是聽；既可以是知識掌握，也可以是思維訓(xùn)練；既可以是獨立作業(yè)，也可以是集體討論。 從內(nèi)容上看，既可以是知識掌握，也可以是思維訓(xùn)練；既可以是鞏固強化，也可以遷移延伸。從教學(xué)程序上看，雖然主要是安排在新課結(jié)束后鞏固所學(xué)、遷移知識，培養(yǎng)能力，但也可以安排在新課開始前的導(dǎo)入性訓(xùn)練；還可以安排在新課進行中的發(fā)現(xiàn)性訓(xùn)練或強化訓(xùn)練?！菊n堂診斷】1.下列關(guān)于種群的說法不正確的是（ C ） A.種群是生物進化的基本單位B.種群是生物繁殖的基本單位C.中國大陸上所有老虎是一個種群 D.同一種群的個體可以自由交配2.下列關(guān)于基因庫的敘述正確的是 ( C )A.一個種群中一個個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫B.一個種群中全部個體所含有的顯性基因叫做這個種群的基因庫C.一個種群中全部個體所含有的全部基因叫做這個種群的基因庫D.一個種群的基因庫會隨著種群中一代一代的死亡而消減和滅亡3.某海島上生活著一種昆蟲，經(jīng)調(diào)查翅的長度和個體數(shù)的關(guān)系（縱坐標為個體數(shù)量，橫坐標為翅的長度）。后來該小島上經(jīng)常刮大風，若干年后再進行調(diào)查，你認為最能代表此時情況的曲線是( D )4.蟲媒花與某些能夠傳粉的昆蟲表現(xiàn)出了驚人的相互適應(yīng)，形成這種現(xiàn)象的原因是（ D ）A.種內(nèi)斗爭的結(jié)果 B.定向變異的結(jié)果C.種間互助的結(jié)果 D.共同進化的結(jié)果5.關(guān)于共同進化的表述，正確的是（ D ）A.物種可以單獨進化B.捕食者的存在對被捕食者無害C.物種之間的共同進化是通過種間互助實現(xiàn)的D.一個物種的形成或絕滅會影響其他若干物種的進化六、拓展延伸此環(huán)節(jié)屬于延伸階段，“大教學(xué)觀”指出，要讓課堂教學(xué)向課外延伸，指導(dǎo)學(xué)生開展相關(guān)的課外實驗，豐富教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。生物學(xué)科本身就是一門實驗性的自然學(xué)科。通過課外生物實踐培養(yǎng)學(xué)生熱愛生命、熱愛科學(xué)、熱愛自然的情感。通過延伸使知識系統(tǒng)化，條理化，提升認識水平，為進一步獲得