白利霞 李玉玲
摘? 要:進(jìn)化發(fā)展觀是最具生物學(xué)屬性的生命觀念,在教學(xué)中滲透該觀念既是生物教學(xué)之需要,也是學(xué)生自身發(fā)展之需要。為加強(qiáng)在初中生物教學(xué)中對(duì)進(jìn)化發(fā)展觀的培養(yǎng),本文結(jié)合人教版初中生物八年級(jí)上下冊(cè)的相關(guān)教學(xué)案例,通過概念建構(gòu)、活動(dòng)探究、思維整合、問題解決等多種策略,初步探討了在初中生物教學(xué)中培養(yǎng)進(jìn)化發(fā)展觀的途徑。
關(guān)鍵詞:生命觀念;進(jìn)化發(fā)展觀;生物教學(xué)
“生命觀念”是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及其相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象,是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn),是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀念和思想方法,是學(xué)科核心素養(yǎng)的集中體現(xiàn)。其中“進(jìn)化發(fā)展觀”是最核心也是最具有生物學(xué)屬性的生命觀念,它是從時(shí)間維度去理解生命的思想與觀念,它能夠回答“生命從哪兒來(lái)、現(xiàn)在如何、到哪兒去以及它為什么是這樣”等問題。在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)進(jìn)化發(fā)展觀,既符合學(xué)生由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由具體到抽象的認(rèn)知規(guī)律,又有助于幫助學(xué)生理解適者生存、優(yōu)勝劣汰的自然法則,理解生命由簡(jiǎn)到繁,由低等到高等的變化過程。因此,在初中生物教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)進(jìn)化發(fā)展觀的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。那么,如何在具體的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)化發(fā)展觀的培養(yǎng)?筆者將結(jié)合具體的教學(xué)案例對(duì)相關(guān)策略進(jìn)行初步的探討,具體如下。
1.概念建構(gòu),凝練進(jìn)化發(fā)展觀
對(duì)于初中生進(jìn)化發(fā)展觀的培養(yǎng)而言,進(jìn)化發(fā)展觀并不等同于生物學(xué)重要概念,它具有統(tǒng)攝性和上位性,是眾多概念的歸納和總結(jié)。進(jìn)化發(fā)展觀并不是一蹴而就的,而是在學(xué)習(xí)了眾多基本概念并將這些概念內(nèi)化之后形成的??v觀人教版初中生物教材中進(jìn)化發(fā)展觀的知識(shí)內(nèi)容,主要包含在第五單元“生物圈中的其他生物”、第六單元“生物的多樣性及其保護(hù)”和第七單元“生物圈中生命的延續(xù)與進(jìn)化”中,涉及課標(biāo)中多個(gè)重要概念。為了促進(jìn)學(xué)生形成進(jìn)化發(fā)展觀,教師要在充分分析教材和課標(biāo)的基礎(chǔ)上,對(duì)這些概念進(jìn)行整合并建構(gòu)起進(jìn)化發(fā)展觀視角下的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
例如,要讓學(xué)生理解“生物的遺傳變異和環(huán)境因素的共同作用,導(dǎo)致了生物的進(jìn)化”這一重要概念時(shí),需要具體的基礎(chǔ)知識(shí):①生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代。在遺傳的過程中,DNA是主要的遺傳物質(zhì),基因是包含遺傳信息的DNA片段,生物的性狀是正是由這些基因所控制;②基因所攜帶的遺傳信息是可變的,這種變異產(chǎn)生的結(jié)果有好有壞。在自然選擇的作用下,只有發(fā)生有利變異的個(gè)體才可以生存下去,進(jìn)而使這種有利的基因得以積累;③生物的適應(yīng)性及多樣性均是自然選擇的結(jié)果。有了這些基礎(chǔ)知識(shí)作為支撐,學(xué)生對(duì)生物進(jìn)化的原因就可以有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。
2.活動(dòng)探究,形成進(jìn)化發(fā)展觀
進(jìn)化思想是生物學(xué)中最核心的思想,它是溝通核心概念的橋梁,也是生物學(xué)的靈魂。在具體的教學(xué)實(shí)踐中,教師應(yīng)利用多種途徑,幫助學(xué)生形成進(jìn)化發(fā)展觀。
例如,在“生物進(jìn)化的原因”一節(jié)的教學(xué)時(shí),因教材內(nèi)容具有一定的抽象性,教師應(yīng)因地制宜,設(shè)法開展活動(dòng),讓學(xué)生在真實(shí)的活動(dòng)情境中理解生物進(jìn)化的原因。具體活動(dòng)如下:
活動(dòng)1:角色扮演——長(zhǎng)頸鹿長(zhǎng)頸的形成過程。選擇一位高且壯的男生扮演脖子長(zhǎng)的長(zhǎng)頸鹿,一位矮且瘦的男生扮演脖子短的長(zhǎng)頸鹿,讓他們?cè)谝?guī)定時(shí)間內(nèi)比賽摘取貼在黑板高處的樹葉(便利貼),最后統(tǒng)計(jì)數(shù)量,看誰(shuí)摘得多。提問:同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了什么?為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況?長(zhǎng)此以往,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?教師總結(jié):為了爭(zhēng)奪有限的生存資源,長(zhǎng)頸鹿種群內(nèi)部發(fā)生了生存斗爭(zhēng),脖子長(zhǎng)且身體強(qiáng)壯的長(zhǎng)頸鹿因占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)而存活下來(lái)。再由教師補(bǔ)充資料:長(zhǎng)頸鹿繁殖力的小資料,通過資料可以看出許多生物都會(huì)產(chǎn)生大量的后代。提問:這么多的后代,什么樣后代才能存活下來(lái)?什么樣的個(gè)體才能吃到更多的食物?那么,這些脖子更長(zhǎng)的個(gè)體究竟是怎樣產(chǎn)生的?最終只有發(fā)生什么樣的個(gè)體更容易生存下來(lái)?決定某種變異是有利還是不利的因素又是什么?最后由教師總結(jié):生物的過度繁殖和資源的有限性會(huì)使個(gè)體間發(fā)生生存斗爭(zhēng),在生存斗爭(zhēng)中,適者生存并將有利變異遺傳給后代,不適者被淘汰,這就是自然選擇。
活動(dòng)2:模擬探究——保護(hù)色的形成過程。
設(shè)計(jì)提出問題,做出假設(shè),制定計(jì)劃等步驟進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。
(1)提出問題:螞蚱體色為何與草地顏色如此相近?
(2)做出假設(shè):螞蚱體色與環(huán)境相似,不易被天敵發(fā)現(xiàn)而存活下去。
(3)制定計(jì)劃:①準(zhǔn)備50片柳葉(根據(jù)實(shí)際情況也可選擇與草地顏色相近的小紙片)和50片與柳葉同等大小但顏色不同的小紙片;②在學(xué)?;蛘吖珗@選擇一塊1m×1m正方形草地,將上述準(zhǔn)備好的小紙片用小釘子隨機(jī)地固定于地面上;③按照事先分好的生物興趣小組(5人一組),分配任務(wù):組長(zhǎng)(1人):組織、監(jiān)督、計(jì)時(shí);組員(2人):隨機(jī)捕食獵物(紙片),每人捕食3次,計(jì)數(shù)員(2人):計(jì)數(shù);④方法與要求:兩名組員背對(duì)草地,在轉(zhuǎn)頭后的30秒內(nèi)摘取紙片,到時(shí)后交給計(jì)數(shù)員。重復(fù)以上做法3次。要求不得猶豫不決,不得刻意挑選紙片顏色;⑤3次之后,統(tǒng)計(jì)“幸存者”中各種顏色的紙片數(shù)量;⑥假設(shè)每個(gè)“幸存者”都能產(chǎn)生3個(gè)后代,而且體色與自己相同。計(jì)算“幸存者的后代”數(shù),之后將“后代”隨機(jī)固定于草地上。⑦重復(fù)第④~⑥步,重復(fù)至少4次。每輪開始記錄各種顏色小紙片的數(shù)量。
(4)實(shí)施計(jì)劃:分組實(shí)驗(yàn),記錄結(jié)果。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:與草地顏色相近的紙片存留數(shù)多,其他顏色存留數(shù)少。
(6)得出結(jié)論:螞蚱體色與生存環(huán)境相似,不易被捕食者發(fā)現(xiàn),容易存活下來(lái),而體色與環(huán)境不同的個(gè)體易被捕食者發(fā)現(xiàn)而淘汰。
3.思維整合,強(qiáng)化進(jìn)化發(fā)展觀
縱觀初中生物學(xué),進(jìn)化思想其實(shí)是貫穿在其中的一條紅線。初中生物學(xué)的每一章內(nèi)容幾乎都滲透著生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。挖掘、篩選和整合這些進(jìn)化點(diǎn),對(duì)于幫助學(xué)生科學(xué)地認(rèn)識(shí)自然界和建立起科學(xué)的進(jìn)化發(fā)展觀來(lái)說是有很大幫助的。
例如,在復(fù)習(xí)課中對(duì)動(dòng)物的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理時(shí),可具體以動(dòng)物形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的進(jìn)化、個(gè)體發(fā)育的進(jìn)化及其生命活動(dòng)調(diào)節(jié)方式的進(jìn)化為主線對(duì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行整合,具體參考以下思路來(lái)建構(gòu)知識(shí)脈絡(luò)。
(1)形態(tài)結(jié)構(gòu)特征上的進(jìn)化。一些較為低等的多細(xì)胞動(dòng)物,如腔腸動(dòng)物、扁形動(dòng)物和線形動(dòng)物等,它們各部分身體結(jié)構(gòu)都較為簡(jiǎn)單,整個(gè)身體呈現(xiàn)較為原始的對(duì)稱方式。直到魚類的出現(xiàn),動(dòng)物體內(nèi)出現(xiàn)了由脊柱骨組成的脊柱,為了適應(yīng)多變的環(huán)境,它們的軀體結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些改變,如魚的身體呈現(xiàn)流線型來(lái)減小魚在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)遇到的阻力,爬行動(dòng)物體表覆蓋有角質(zhì)的鱗片來(lái)適應(yīng)陸地上較為干燥的環(huán)境等。動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征總的進(jìn)化趨勢(shì)為:簡(jiǎn)單→復(fù)雜。
(2)個(gè)體發(fā)育的進(jìn)化。如下:①受精方式:魚類和兩棲類的受精過程和胚胎發(fā)育在體外的水環(huán)境中進(jìn)行,爬行類和鳥類的受精和胚胎發(fā)育在體外完成,哺乳動(dòng)物的受精和胚胎發(fā)育則在體內(nèi)進(jìn)行。受精方式總的進(jìn)化趨勢(shì)為:體外受精→體內(nèi)受精;②生殖方式:魚類、爬行類和鳥類的生殖方式為卵生,需要體外環(huán)境條件適宜時(shí)才可以繼續(xù)發(fā)育成完整的個(gè)體。哺乳類的生殖方式為胎生,這種方式大大提高了幼體的成活率。生殖方式總的進(jìn)化趨勢(shì)為:卵生→胎生;③運(yùn)動(dòng)方式:無(wú)脊椎動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式都較為簡(jiǎn)單,如線形動(dòng)物沒有專門的運(yùn)動(dòng)器官、環(huán)節(jié)動(dòng)物靠剛毛或疣足輔助運(yùn)動(dòng)等。脊椎動(dòng)物則出現(xiàn)了較為發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官,如魚類鰭的出現(xiàn)和鳥類翼的形成都有助于完成相關(guān)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)方式總的進(jìn)化趨勢(shì)為:低等→高等。
(3)生命活動(dòng)調(diào)節(jié)方式的進(jìn)化。單細(xì)胞原生生物生理形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)神經(jīng)系統(tǒng),它們接受刺激并產(chǎn)生反應(yīng)是依靠生物膜的流動(dòng)性。低等多細(xì)胞動(dòng)物(如海蜇)的神經(jīng)系統(tǒng)比較原始,開始出現(xiàn)了由神經(jīng)細(xì)胞組成的神經(jīng)網(wǎng),但并沒有形成神經(jīng)中樞。比海蜇更高等的動(dòng)物已經(jīng)形成中樞神經(jīng)系統(tǒng),特別是腦的出現(xiàn),可以調(diào)節(jié)機(jī)體通過反射弧接受刺激并產(chǎn)生反應(yīng)與外界環(huán)境相適應(yīng)。調(diào)節(jié)方式總的進(jìn)化趨勢(shì)為:非條件反射→條件反射。
4.問題解決,內(nèi)化進(jìn)化發(fā)展觀
學(xué)生在掌握了生物進(jìn)化方面的知識(shí)后,并不代表著就已經(jīng)形成了進(jìn)化發(fā)展觀。教師要在學(xué)生所掌握的知識(shí)基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用進(jìn)化發(fā)展觀分析、解決問題,便可內(nèi)化升華、鞏固觀念。例如,枯葉蝶因其形態(tài)酷似枯葉而得名,該種成蟲極擅飛行,多停留在樹干或有落葉的地面。提問:為何枯葉蝶多愿停留在樹干或有落葉的地面?這與我們所學(xué)過的那類現(xiàn)象較為相似?我們把這類一種生物模擬環(huán)境中其他物體從而獲得好處的現(xiàn)象叫做擬態(tài),那么擬態(tài)和保護(hù)色的區(qū)別又在哪里?請(qǐng)你嘗試說說擬態(tài)的形成過程。該問題的解決也可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然選擇使不同生物對(duì)環(huán)境形成適應(yīng)的多樣性。再如:在2018年年底,有科研人員在西洞庭湖牛屎洲上,首次發(fā)現(xiàn)了盒子草、長(zhǎng)葉赤瓟、紫菀、甜麻、黃獨(dú)、龍蝦花、菝葜八種植物,展示這幾種植物的圖片,讓學(xué)生進(jìn)行根據(jù)所學(xué)的知識(shí)對(duì)這八種植物進(jìn)行分類。該問題解決所用到的生物分類的方法,是研究生物學(xué)的基本方法之一,也是闡明生物進(jìn)化的依據(jù)之一。綜上,通過對(duì)這些真實(shí)的生活案例討論、分析,并作出科學(xué)判斷,能夠有效發(fā)展學(xué)生的進(jìn)化發(fā)展觀。
進(jìn)化發(fā)展觀作為最具學(xué)科特色的生命觀念之一,它的形成不是一蹴而就的,而是在對(duì)生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展完善起來(lái)的。在初中生物教學(xué)過程中培養(yǎng)形成進(jìn)化發(fā)展觀的價(jià)值不僅在于滿足當(dāng)前生物學(xué)教學(xué)的需求,它對(duì)學(xué)生日后對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)乃至對(duì)其他生命觀念的形成都是有重要意義的。同時(shí),進(jìn)化發(fā)展觀的形成為學(xué)生解決個(gè)人和社會(huì)問題的也提供了方法策略,即指向社會(huì)責(zé)任,讓學(xué)生在日常生活中能以進(jìn)化發(fā)展觀指導(dǎo)自己的一言一行,在困難與挫折面前,不是一味的躲避,而是由被動(dòng)選擇轉(zhuǎn)向主動(dòng)適應(yīng),積極應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)、生活和環(huán)境的變化。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.
[2]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[M].北京:人民教育出版社,2012.
[3]梁愈.高中生物學(xué)中的進(jìn)化點(diǎn)[J].生物學(xué)通報(bào),2014,49(3):12-14.
[4]李學(xué)斌.例析初中學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的培養(yǎng)[J].生物學(xué)教學(xué),2018,43(2):27-28.