田莉
教材分析
《地球上生命的起源》是初中生物八年級(下)第三章《生命起源和生物進化》中的一節(jié)內(nèi)容。談到生物的進化,自然要先探討地球上的生命起源,這樣符合學生的認知規(guī)律。但本節(jié)內(nèi)容與傳統(tǒng)的章節(jié)相比有很大不同,具有一定的開放性和抽象性,這無疑加大了教學的難度。在教學中,我們應緊扣課程標準,抓住重難點,采用多種教學方法,通過設置一系列問題,環(huán)環(huán)相扣,引發(fā)學生積極思考。
學情分析
本課的教學對象是八年級的學生,生命起源相關知識一直是學生感興趣、想探索的一個話題。學生在小學就接觸過生命起源的相關知識,但對最原始的生命是怎樣出現(xiàn)的這個問題卻解釋不清。因此,我們先讓學生在課前分組進行材料的收集,并聯(lián)系生活實際對這些問題進行分析和討論,然后針對本課難點——米勒實驗制作了微視頻,該微視頻打破傳統(tǒng),采用一步一動、視頻與圖片結合的方法,讓學生邊思考邊發(fā)現(xiàn),不僅能培養(yǎng)他們尊重客觀事實、不迷信權威、敢于質疑的思維品質,還能使其進一步理解、掌握關于生命起源的一些假說。
教學目標
知識與技能目標:了解生命起源的不同觀點;解釋米勒實驗的設計原理及結論。
過程與方法目標:培養(yǎng)運用證據(jù)和邏輯進行分析和推測的能力。
情感態(tài)度與價值觀目標:培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度、積極探索的科學精神和探索生命奧秘的興趣;培養(yǎng)尊重客觀事實、不迷信、敢于懷疑的思維品質。
教學環(huán)境與準備
聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)的計算機、教師提前制作好的相關微視頻、學習素材、微課程實施方案等。
教學過程
1.興趣先導,視頻引入
出示46億年前的地球火山噴發(fā)、熔巖瀑布、熾熱炎炎等圖片,使學生意識到原始地球上并沒有生命,原始大氣中也并沒有氧氣。然后用模擬原始地球環(huán)境的相關視頻導入本節(jié)課課題。
設計意圖:這樣能引發(fā)學生的學習興趣,使其思維一下進入活躍狀態(tài),并能使學生愿意主動探究、積極思考,做學習的主人,同時也能為學習“米勒實驗”做好鋪墊。
2.角色互換,從學生的角度討論眾多起源學說
師:關于生命的誕生眾說紛紜,你知道哪些?
生1:中國有女媧造人的傳說,西方有神創(chuàng)造萬物的傳說。
生2:那是神話傳說,沒有切實的證據(jù)。有沒有可能是自己產(chǎn)生的?古語不是有“腐草為蠅,腐肉生蛆”一說嗎?
生3:早在1860年,巴斯德就用曲頸瓶實驗證明肉湯不能產(chǎn)生微生物,徹底否定了自然發(fā)生說。其實,有關生命起源的推測不僅需要豐富的聯(lián)想和想象,還需要確鑿的證據(jù),更需要嚴密的邏輯。
學生從思考這些理論,轉為用嚴密的科學思維去判斷哪些理論更為可靠。
設計意圖:以對話的形式,從學生的角度概述生命起源其他觀點,不僅讓學生印象深刻,還使其感受到團隊學習的氛圍,并愿意融入其中,自然感受到化學起源學說更可靠。
3.生命起源學說中“化學起源學說”——米勒實驗
師:生命是在原始地球溫度逐漸下降以后,在極其漫長的時間內(nèi),由非生命物質經(jīng)過極其復雜的化學過程,一步一步演變而來的。那么原始地球為生命的起源提供了哪些條件呢?在這些原始條件下,能產(chǎn)生生命物質嗎?這些問題引起了科學界的思考。
教師將原始地球條件與米勒實驗進行分步對比,解釋生命起源的第一步——有機小分子的形成。
師:原始大氣的成分主要是甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣等,并沒有氧氣。米勒將這些氣體注入密閉的裝置中,模擬原始大氣。在原始海洋底部有持續(xù)不斷的地熱,能不斷地為原始大氣補充水蒸氣(如圖1)。
除了地熱外,原始地球的空中還有電閃雷鳴。為了模擬閃電,米勒讓正負電極在充滿原始大氣的容器中持續(xù)放電(如圖2)。
在裝置下方有一個冷凝管,你知道模擬的是什么嗎?對,原始地球還會降雨,原始大氣的物質會隨降雨落入原始海洋。米勒通過活塞取樣找到了氨基酸等有機物,為生命誕生提供了重要證據(jù)(如圖3)。
設計意圖:分步對比使復雜的米勒實驗簡單化、情境化,讓學生的記憶更為深刻,使抽象的實驗教學即使沒有教師也可以順暢進行。同時,學生能感受到科學的推測不僅需要豐富的聯(lián)想和想象,還需要確鑿的證據(jù),更需要有嚴密的邏輯。
4.知識鞏固,形成結論,探索新知
師:米勒和其他學者的實驗說明,原始地球上盡管不能形成生命,但能產(chǎn)生構成生物體的有機物。地球上的生命到底起源于哪里?目前尚無定論。以事實為依據(jù)的科學爭論,對促進人類的認識是非常有益的。關于生命起源的過程,科學家從未停止過探索的腳步,通過本節(jié)課的學習,你能不能沿著科學家的足跡繼續(xù)探究呢?
設計意圖:該環(huán)節(jié)不僅強調(diào)培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、積極探索的科學精神和探索生命奧秘的興趣,還希望能培養(yǎng)他們尊重客觀事實、不迷信、敢于懷疑的思維品質。
5.總結反思,自測評價
(1)畫龍點睛
科學家推測,原始大氣在高溫、紫外線以及雷電等自然條件的長期作用下,形成了許多簡單的——。后來地球的溫度逐漸降低,形成了降雨,這些——又隨著雨水進入湖泊和河流,最終匯集到原始的——中。
(2)慧眼識珠
①原始大氣層里不含( )
A.氧氣 B.氫氣
C.甲烷 D.硫化氫
②關于科學推測,正確的敘述是( )
A.科學推測需要確鑿的證據(jù)
B.科學推測需要嚴密的邏輯
C.科學推測需要豐富的聯(lián)想和想象
D.以上三項都需要
(3)資料分析
圖4是米勒關于原始地球的模擬實驗裝置,請?zhí)顚懗鲈撗b置中的一些名稱,并回答下面的問題。
①米勒在A裝置中泵入了甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣等氣體。該裝置模擬了——的條件和——的成分。
②這個實驗通過進行火花放電模擬——為其提供能量。
③B中為——。
④C中為含有——的溶液。
⑤米勒的實驗說明:——。
教學反思
這節(jié)課通過分析科學家實驗,讓學生了解了關于生命起源的幾種假說,無論學生支持哪一種觀點,或許他還有自己的觀點,都需要有充足的證據(jù)來證明這些觀點,這樣人們才會信服這些觀點。因此,我們不是要學生接受哪種觀點,而是讓他們了解這些觀點,學習運用證據(jù)和邏輯進行分析和推測,為他們以后的探索或接受新觀點提供一個基礎。當然,關于生命起源的問題還有許多難題有待研究和解決,這需要多學科的綜合、合作,所以學生要學好各門功課,為將來從事生命科學研究奠定堅實的知識基礎。
設計亮點
1.教學設計
(1)分角色飾演——緊扣學生心理
我們以對話的形式,從學生的角度討論眾多的生命起源學說,不僅讓學生印象深刻,還使其感受到團隊學習的氛圍,并愿意融入其中,自然感受到化學起源學說更可靠。同時,運用科學的方法讓學生自主學習,談論生命起源的后續(xù)過程甚至生物進化,如人類的起源以化石作為直接證據(jù)等。
(2)米勒實驗——實驗是檢驗真理的標準,體會證據(jù)和推測之間的關系
我們圍繞證據(jù)和推測之間的嚴密關系介紹米勒實驗,將Flash、視頻分散穿插其中,以達到普通PowerPoint的視頻效果,從而讓學生感受到科學的推測不僅需要豐富的聯(lián)想和想象,還需要確鑿的證據(jù),更需要有嚴密的邏輯。
(3)情感升華——引導學生像科學家一樣思考
在“鞏固知識,形成結論”環(huán)節(jié),我們告訴學生以事實為依據(jù)的科學爭論,對促進人類的認識是非常有益的。關于生命起源的過程,科學家從未停止過探索的腳步。由此引導學生像科學家一樣思考,沿著科學家的足跡繼續(xù)探究。
2.技術支持
(1)微視頻——美觀實用,繪聲繪色
在視覺效果上,微視頻不拘泥于固定思維,大膽使用Camtasia Studio軟件,通過轉頁、縮放動作等功能生成生動有趣的演示文稿,做到了視頻與PowerPoint的完美結合。
在內(nèi)容呈現(xiàn)上,微視頻根據(jù)學生的心理特點,用比較震撼的視頻導入課題;而對于生命起源的眾多傳說,則采用對話的形式,形象生動,內(nèi)容充實。
(2)網(wǎng)絡反饋——靈活多樣
倡導學生通過多媒體、家?;拥确绞綄崿F(xiàn)師生、生生之間的零距離交流,打破傳統(tǒng)教學的局限。