巧用概念模型突破“自然選擇學(xué)說(shuō)”中的難點(diǎn)獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

巧用概念模型突破“自然選擇學(xué)說(shuō)”中的難點(diǎn)獲獎(jiǎng)科研報(bào)告“自然選擇學(xué)說(shuō)”是人教版高中《生物·必修2.遺傳與進(jìn)化》第7章“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”第一節(jié)中的核心概念，也是現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的自然觀和世界觀形成有深遠(yuǎn)的影響。

“自然選擇學(xué)說(shuō)”被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)三大自然科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。學(xué)生在初中生物課堂上已經(jīng)學(xué)過(guò)，已有初步了解，但由于遺忘和缺乏深入系統(tǒng)的體驗(yàn)和學(xué)習(xí)，很難正確理解和把握自然選擇學(xué)說(shuō)的要點(diǎn)和精髓。雖然教材給出了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型，但學(xué)生仍對(duì)該學(xué)說(shuō)的四點(diǎn)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系模糊不清。針對(duì)以上情況，筆者通過(guò)構(gòu)建概念模型讓學(xué)生理解“消化”該學(xué)說(shuō)四點(diǎn)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系。

課前指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型，多媒體展示長(zhǎng)頸鹿脖子的進(jìn)化組圖，引導(dǎo)學(xué)生回顧初中有關(guān)進(jìn)化的知識(shí)，組織學(xué)生嘗試用達(dá)爾文的觀點(diǎn)解釋。長(zhǎng)頸鹿實(shí)例證明：長(zhǎng)頸鹿在繁殖過(guò)程中存在變異現(xiàn)象，有頸長(zhǎng)或頸短的變異，脖子長(zhǎng)的可以吃到高大的樹(shù)木上的葉子，過(guò)于短的可以吃草和灌木，但介于二者間的無(wú)法獲取足夠的食物，它們便會(huì)餓死，使其數(shù)量減少，最后全部消失。因?yàn)槠渌L(zhǎng)頸鹿不具有這樣的基因，在以后的繁殖過(guò)程中就不會(huì)存在脖子長(zhǎng)度適中的長(zhǎng)頸鹿。通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)和幫助學(xué)生理解把握“過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異、適者生存”對(duì)生物進(jìn)化的作用，構(gòu)建“自然選擇”這一概念。左下圖教師一邊講解一邊和同學(xué)一起建構(gòu)，右下概念圖作為小結(jié)，概念模型如下：

先多媒體展示果蠅大量繁殖圖，直觀地告訴學(xué)生生物普遍具有過(guò)度繁殖的特性。觀察一窩多鼠圖旨在啟發(fā)學(xué)生：后代在性狀上有較大差異，即生物產(chǎn)生了變異。由于受到當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，對(duì)于變異的本質(zhì)達(dá)爾文還不能做出科學(xué)的解釋。但通過(guò)對(duì)人教版必修2第5章的學(xué)習(xí)學(xué)生已掌握生物變異的原因，把前后知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，從而使分散的生物學(xué)概念系統(tǒng)化，形成知識(shí)體系，幫助學(xué)生記憶，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)。樺尺蛾實(shí)例證明：在18世紀(jì)，英國(guó)的許多樹(shù)干上都長(zhǎng)滿了地衣，一些體色（灰白色）的樺尺蛾可以避開(kāi)獵食者，所以它的數(shù)量較多，但偶爾也能看見(jiàn)黑色的樺尺蛾。18世紀(jì)末，隨著工業(yè)革命的進(jìn)行，燒煤的工廠排出大量濃密的黑煙。煤煙殺死了地衣熏黑了樹(shù)皮，有利于黑色的樺尺蛾生存。于是1840年前后，98%的樺尺蛾都變黑了。因此，我認(rèn)為即使是相同的內(nèi)容，如果教學(xué)目標(biāo)不同，構(gòu)建的概念模型有可能不同。把前后知識(shí)通過(guò)以下概念圖串聯(lián)起來(lái)，可以幫助學(xué)生形成比較系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)構(gòu)建概念模型，學(xué)生理解自然選擇中四個(gè)主要內(nèi)容之間的聯(lián)系：（1）自然選擇學(xué)說(shuō)的四點(diǎn)主要內(nèi)容不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。（2）遺傳和變異是自然選擇的內(nèi)因，遺傳使生物保持物種的穩(wěn)定性和連續(xù)性，變異使物種向前發(fā)展進(jìn)化。（3）過(guò)度繁殖產(chǎn)生的大量個(gè)體不僅提供了更多的變異，為自然選擇提供了更多的選擇材料，而且加劇了生存斗爭(zhēng)。（4）變異一般是不定向的，而自然選擇是定向的，決定著生物進(jìn)化的方向。（5）生存斗爭(zhēng)是自然選擇的過(guò)程，是生物進(jìn)化的動(dòng)力，而適者生存是自然選擇的結(jié)果。（6）遺傳和變異是基礎(chǔ)，過(guò)度繁殖是前提，生存斗爭(zhēng)是手段，適者生存是結(jié)果。

構(gòu)建概念模型可以是一次教學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)，也可以是在教學(xué)過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而采用的一種教學(xué)手段。

通過(guò)以下練習(xí)，可以檢測(cè)學(xué)生的掌握情況。

1.用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)來(lái)判斷下列敘述中正確的是（A）

A.野兔的保護(hù)色和鷹銳利的目光是它們相互選擇的結(jié)果

B.長(zhǎng)頸鹿經(jīng)常努力伸長(zhǎng)頸和前肢去吃高處的樹(shù)葉，因此頸和前肢變得很長(zhǎng)

C.尺蛾工業(yè)黑化現(xiàn)象是因?yàn)槭苊簾熚廴径谎诘?/p>

D.北極熊為了適應(yīng)冰天雪地的環(huán)境，所以它定向地產(chǎn)生了白色的變異

2.有性生殖的出現(xiàn)直接推動(dòng)了生物的進(jìn)化，其原因是（D）

A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式

B.有性生殖是經(jīng)過(guò)兩個(gè)生殖細(xì)胞的結(jié)合

C.有性生殖是由減數(shù)分裂形成的

D.通過(guò)有性生殖，實(shí)現(xiàn)了基因重組，增強(qiáng)了生物的變異性

3.如圖是一農(nóng)田長(zhǎng)期使用一種農(nóng)藥后害蟲(chóng)群體密度變化曲線。下列敘述，不符合達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)的是（B）

A.隨著農(nóng)藥的使用，害蟲(chóng)群體的抗藥性逐漸增強(qiáng)

B.農(nóng)藥使害蟲(chóng)產(chǎn)生