周芬
“自然選擇學說”是人教版高中《生物·必修2.遺傳與進化》第7章“現代生物進化理論”第一節(jié)中的核心概念,也是現代生物進化理論的核心內容,對學生的自然觀和世界觀形成有深遠的影響。
“自然選擇學說”被恩格斯譽為19世紀三大自然科學發(fā)現之一。學生在初中生物課堂上已經學過,已有初步了解,但由于遺忘和缺乏深入系統(tǒng)的體驗和學習,很難正確理解和把握自然選擇學說的要點和精髓。雖然教材給出了達爾文自然選擇學說的解釋模型,但學生仍對該學說的四點內容的內在聯系模糊不清。針對以上情況,筆者通過構建概念模型讓學生理解“消化”該學說四點內容的內在聯系。
課前指導學生閱讀教材中達爾文自然選擇學說的解釋模型,多媒體展示長頸鹿脖子的進化組圖,引導學生回顧初中有關進化的知識,組織學生嘗試用達爾文的觀點解釋。長頸鹿實例證明:長頸鹿在繁殖過程中存在變異現象,有頸長或頸短的變異,脖子長的可以吃到高大的樹木上的葉子,過于短的可以吃草和灌木,但介于二者間的無法獲取足夠的食物,它們便會餓死,使其數量減少,最后全部消失。因為其他長頸鹿不具有這樣的基因,在以后的繁殖過程中就不會存在脖子長度適中的長頸鹿。通過問題引導和幫助學生理解把握“過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存”對生物進化的作用,構建“自然選擇”這一概念。左下圖教師一邊講解一邊和同學一起建構,右下概念圖作為小結,概念模型如下:
先多媒體展示果蠅大量繁殖圖,直觀地告訴學生生物普遍具有過度繁殖的特性。觀察一窩多鼠圖旨在啟發(fā)學生:后代在性狀上有較大差異,即生物產生了變異。由于受到當時科學發(fā)展水平的限制,對于變異的本質達爾文還不能做出科學的解釋。但通過對人教版必修2第5章的學習學生已掌握生物變異的原因,把前后知識聯系起來,從而使分散的生物學概念系統(tǒng)化,形成知識體系,幫助學生記憶,提高學生的學習素養(yǎng)。樺尺蛾實例證明:在18世紀,英國的許多樹干上都長滿了地衣,一些體色(灰白色)的樺尺蛾可以避開獵食者,所以它的數量較多,但偶爾也能看見黑色的樺尺蛾。18世紀末,隨著工業(yè)革命的進行,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,我認為即使是相同的內容,如果教學目標不同,構建的概念模型有可能不同。把前后知識通過以下概念圖串聯起來,可以幫助學生形成比較系統(tǒng)的知識網絡。
通過構建概念模型,學生理解自然選擇中四個主要內容之間的聯系:(1)自然選擇學說的四點主要內容不是孤立的,而是相互聯系的。(2)遺傳和變異是自然選擇的內因,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)展進化。(3)過度繁殖產生的大量個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。(4)變異一般是不定向的,而自然選擇是定向的,決定著生物進化的方向。(5)生存斗爭是自然選擇的過程,是生物進化的動力,而適者生存是自然選擇的結果。(6)遺傳和變異是基礎,過度繁殖是前提,生存斗爭是手段,適者生存是結果。
構建概念模型可以是一次教學活動的目標,也可以是在教學過程中為實現教學目標而采用的一種教學手段。
通過以下練習,可以檢測學生的掌握情況。
1.用達爾文的自然選擇學說來判斷下列敘述中正確的是(A)
A.野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們相互選擇的結果
B.長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃高處的樹葉,因此頸和前肢變得很長
C.尺蛾工業(yè)黑化現象是因為受煤煙污染而被熏黑的
D.北極熊為了適應冰天雪地的環(huán)境,所以它定向地產生了白色的變異
2.有性生殖的出現直接推動了生物的進化,其原因是(D)
A.有性生殖是高等生物所存在的生殖方式
B.有性生殖是經過兩個生殖細胞的結合
C.有性生殖是由減數分裂形成的
D.通過有性生殖,實現了基因重組,增強了生物的變異性
3.如圖是一農田長期使用一種農藥后害蟲群體密度變化曲線。下列敘述,不符合達爾文進化觀點的是(B)
A.隨著農藥的使用,害蟲群體的抗藥性逐漸增強
B.農藥使害蟲產生變異
C.害蟲抗藥性的形成是農藥對害蟲定向選擇的結果
D.從曲線變化可知,害蟲群體中原來就存在抗藥性個體