《科學(xué)家的故事達(dá)爾文和他的進(jìn)化思想》教學(xué)設(shè)計(jì)(河北省縣級優(yōu)課)-八年級生物教案

達(dá)爾文和他的進(jìn)化思想繆營中學(xué)吳勝如一、教學(xué)目標(biāo)1.知識與能力（1）了解英國曼徹斯特地區(qū)的兩種樺尺蠖的數(shù)量隨環(huán)境變化而改變的事例。（2）模擬保護(hù)色的形成過程，分析生物進(jìn)化的原因。（3）了解達(dá)爾文及他的進(jìn)化思想。（4）概述自然選擇學(xué)說，形成生物進(jìn)化的基本觀點(diǎn)。2.過程與方法（1）通過對事例的分析，養(yǎng)成運(yùn)用生物知識分析生活中現(xiàn)象的能力。培養(yǎng)實(shí)際操作及動手能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生收集、分析資料的能力。3.情感態(tài)度與價值觀（1）通過對生物進(jìn)化事例的分析，使學(xué)生形成環(huán)保意識，以及環(huán)保的重要意義。（2）通過對達(dá)爾文的故事的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)，熱愛科學(xué)，獻(xiàn)身科學(xué)的態(tài)度。二、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)1．模擬保護(hù)色的形成過程的探究實(shí)驗(yàn)。2．通過模擬實(shí)驗(yàn)分析生物進(jìn)化的原因。3.人工選擇和自然選擇。難點(diǎn)由模擬保護(hù)色的形成過程，分析生物進(jìn)化的原因。三、課前準(zhǔn)備1．關(guān)于曼徹斯特地區(qū)樺尺蠖體色變化的視頻。2．教師設(shè)計(jì)一個開放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境：將兩套實(shí)驗(yàn)器材（布料與紙片或土壤與泥球）放置在教室前臺，讓學(xué)生自主選取實(shí)驗(yàn)器材。3．提前1周布置學(xué)生利用課余時間預(yù)習(xí)“模擬保護(hù)色的形成過程”一節(jié)，明確探究活動操作的具體步驟。全班學(xué)生按照自主學(xué)習(xí)小組分成8組（每組6~8人），每組推選組長各1名。課時安排1課時四、授課內(nèi)容教師：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道生物進(jìn)化的過程中，不斷有新物種的產(chǎn)生和老物種的滅絕。這是為什么呢？推動生物不斷進(jìn)化的原因是什么呢？對于這些問題，人們提出了各種不同的解釋。從18世紀(jì)后期開始有很多人探討此問題。首次提出系統(tǒng)進(jìn)化學(xué)說的是19世紀(jì)初的拉馬克，他提出用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的法則。半個世紀(jì)后，即1859年，科學(xué)的生物進(jìn)化論誕生了，主要代表是達(dá)爾文提出自然選擇的學(xué)說，關(guān)于他及他的學(xué)說我們下節(jié)課學(xué)習(xí)。最終發(fā)展成現(xiàn)代的科學(xué)形態(tài)是在孟德爾的遺傳學(xué)創(chuàng)立之后。今天，我們學(xué)習(xí)生物進(jìn)化的原因，主要是以這三位生物學(xué)家提出的觀點(diǎn)為依據(jù)的。借著前人的“肩膀”，我們通過下面一個實(shí)例來分析生物進(jìn)化的原因。多媒體課件：（有關(guān)內(nèi)容）先播放對照圖片，圖下為相關(guān)資料及討論題。（資料內(nèi)容）18世紀(jì)的英國曼徹斯特地區(qū)，山清水秀，綠樹成蔭，那里的森林及農(nóng)田生活著一種樺尺蠖，其成蟲是一種飛蛾，其名為椒花蛾。它們夜間活動，白天休止，通常棲息在有地衣覆蓋的樹干和石塊上。到1848年，有關(guān)椒花蛾的報(bào)道都是淺色的。直到1850年在英國工業(yè)中心曼徹斯特才第一次報(bào)道有黑色型突變。隨著英國工業(yè)化的日益擴(kuò)大，煙塵和廢氣開始污染工業(yè)城市和近郊，使地衣不能生長而樹皮裸露，椒花蛾棲息的背景由淺色地衣變?yōu)樯钌珮涓?，于是黑色椒花蛾逐漸增加，在曼徹斯特達(dá)到90%以上，而在未受污染的農(nóng)業(yè)區(qū)主要仍是淺色型?？茖W(xué)家們做了這樣一個實(shí)驗(yàn)：他們先把數(shù)量相等的淺色的樺尺蠖和深色的樺尺蠖同時放到樹干上，然后用望遠(yuǎn)鏡觀察到樹干上所發(fā)生的情況。一群愛吃樺尺蠖的鳥兒飛過之后，他們發(fā)現(xiàn)，淺色樺尺蠖所剩無幾，而大部分深色樺尺蠖卻逃過了這場災(zāi)難。討論題：1．黑色樺尺蠖的出現(xiàn)對于后代的生存有何意義？2．黑色樺尺蠖的數(shù)量由少數(shù)逐漸變?yōu)槎鄶?shù)，而淺色樺尺蠖數(shù)量的減少，主要是受什么的影響？3．請你試著解釋樺尺蠖體色變化的原因？你從中受到哪些啟發(fā)？學(xué)生1：黑色樺尺蠖的出現(xiàn)屬于自然變異的結(jié)果，在環(huán)境改變的情況下這種突變對其后代的生存是有利的。學(xué)生2：黑色樺尺蠖數(shù)量逐漸增加，由少數(shù)變?yōu)槌Ｒ婎愋?，主要受環(huán)境的影響，一方面工廠排出的煙煤殺死了地衣，使樹皮變黑；另一方面樺尺蠖的天敵決定樺尺蠖的不同顏色的數(shù)量。學(xué)生3：樺尺蠖體色變化是由于體內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，而且變異的性狀傳給了后代；并且是在外界環(huán)境變化及天敵的影響下，變異個體逐漸增加的結(jié)果。我認(rèn)為：工廠排放出的煤煙是導(dǎo)致樺尺蠖顏色改變的關(guān)鍵，說到底是環(huán)境污染迫使生物性狀發(fā)生改變。所以，在工業(yè)高度發(fā)達(dá)的今天，更應(yīng)注重環(huán)境保護(hù)，減少工業(yè)“三廢”對環(huán)境的污染。教師：通過對樺尺蠖體色變化的分析，我們知道了“遺傳和變異”是樺尺蠖體色變化的基礎(chǔ)，而環(huán)境的改變是它體色變化的外在動力。如果要使英國曼徹斯特地區(qū)的淺色的樺尺蠖又重新恢復(fù)為常見類型，你認(rèn)為該怎樣做？學(xué)生：我們應(yīng)關(guān)掉曼徹斯特周圍的工廠，保持樺尺蠖生活區(qū)域內(nèi)清潔的空氣，保持天敵的數(shù)目不變。這樣淺色樺尺蠖便成為常見類型。教師：由樺尺蠖體色變化的分析，我們可推想生物圈中不同種類生物的進(jìn)化原因，是否與這一事例相類似呢？學(xué)生：是。教師：盡管我們不能重復(fù)樺尺蠖體色變化的整個過程，但我們可以設(shè)法模擬。模擬探究有助于你對這一現(xiàn)象的理解以及對生物進(jìn)化原因的直觀印象和深層次的理解。在模擬探究之前，我們先了解自然界中幾種常見的利用保護(hù)色捕食或防御敵害的例子。注：打開多媒體課件（關(guān)于雷鳥、變色龍等體色隨環(huán)境而變化；或者枯葉蝶、菜青蟲、青蛙等在不同環(huán)境中的體色對比）。教師：圖中動物的體色與周圍環(huán)境的色彩非常相似，這就是保護(hù)色。具有保護(hù)色的動物不易被其他動物發(fā)現(xiàn)，這對它躲避敵害或者捕食獵物是十分有利的。這種保護(hù)色是如何形成的？接下來我們模擬保護(hù)色的形成過程來探究保護(hù)色是如何形成的。注：教師在做此實(shí)驗(yàn)前需強(qiáng)調(diào)以下注意事項(xiàng)：1．全班分組，各組員統(tǒng)一聽從組長的指揮。2．不論彩色布料或彩紙顏色必須單一，每小組所選顏色可不一樣；彩色小紙片顏色應(yīng)多樣化，但其中之一最好與彩色布料或彩紙的顏色一致或相近。3．提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時一定要把自己想象成“捕食者”，在選取彩色小紙片時，不要事先觀察小紙片的位置，一定不要特意尋找某一種顏色的小紙片。4．要及時記錄小紙片的數(shù)量，并進(jìn)行分析。5．分析探究后面的討論題。實(shí)驗(yàn)討論完畢。各小組匯報(bào)其探究結(jié)果。學(xué)生1：通過5代的篩選，幸存者數(shù)最多的是紅色，因?yàn)槲覀兘M的布料是紅色的。學(xué)生2：我們組的結(jié)果是：藍(lán)色數(shù)量最多，與布料的顏色一致。學(xué)生3：通過5代篩選，幸存者數(shù)最多的是與布料顏色相近的粉紅色……注：教師引導(dǎo)學(xué)生回答討論2、3、4題。學(xué)生1：在第一代與第二代之間代表生物多樣性的彩色紙片顏色種類很接近。而到了第五代，彩紙片的顏色種類大大減少，只保留與布料顏色相近的幾種。學(xué)生2：我們組黃色在“幸存者”群體中沒有代表。因?yàn)槲覀兘M所用的布料是紅色的，黃色紙片放在上面對比非常明顯，所以“捕食者”最先將黃色捕捉。學(xué)生3：我認(rèn)為保護(hù)色的形成過程與它的天敵和周圍環(huán)境有關(guān)系。與環(huán)境顏色較接近的就不容易被天敵發(fā)現(xiàn)，反之則易被捉住。這樣與環(huán)境相適應(yīng)的生物得以繁衍，它的體色便成了保護(hù)色。推動生物進(jìn)化的動力是環(huán)境的改變，遺傳與變異是基礎(chǔ)。注：教師應(yīng)針對學(xué)生的回答給予客觀、公正、鼓勵性的評價，對回答不完善的同學(xué)給以補(bǔ)充。教師：保護(hù)色的形成過程是與周圍環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)果。這是自然環(huán)境對生物進(jìn)行選擇的一個方面。除了保護(hù)色之外你還能舉出其他方面的例子嗎？學(xué)生：有一種蝴蝶，它的翅膀展開很像眼鏡蛇體表的花紋，這樣它可以避免它的天敵一種鳥的捕食。教師：這是一種警戒色。學(xué)生：有一種竹節(jié)蟲，它的軀體與四肢修長。當(dāng)爬在竹上，如果不動我們很難發(fā)現(xiàn)它。這也許是它存活下來的一個原因。教師：這是一種擬態(tài)，模擬與周圍相似的物體，不易被其天敵發(fā)現(xiàn)。像保護(hù)色、擬態(tài)、警戒色等都是在生物進(jìn)化過程中，通過長期的自然選擇而逐漸形成的適應(yīng)性特征。由此，我們可以看出自然選擇在生物進(jìn)化的過程中所起的作用，生物只有適應(yīng)不斷變化的環(huán)境才能生存和繁衍。教師：我們通過對英國曼徹斯特地區(qū)樺尺蠖體色變化的分析，以及模擬保護(hù)色的探究活動，了解生物進(jìn)化的原因。哪位同學(xué)試著分析一下生物進(jìn)化的原因。學(xué)生：導(dǎo)致生物進(jìn)化的基礎(chǔ)是遺傳與變異，動力是環(huán)境的改變，生物只有適應(yīng)不斷變化的環(huán)境才能生存和繁衍。教師：我們所了解的這些觀點(diǎn)主要來自于達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，他的進(jìn)化思想是以大量的事實(shí)為依據(jù)，因此，具有科學(xué)性、客觀性的特點(diǎn)，也就被廣大的科學(xué)家及人們所接受。那么達(dá)爾文和他的進(jìn)化思想是怎樣產(chǎn)生的呢？接下來大家先閱讀“科學(xué)家的故事”，你會從中找到答案的。注：學(xué)生閱讀，教師板書，同時打開幻燈機(jī)。投影片：1．達(dá)爾文花費(fèi)畢生的精力著成了一部巨著是什么？在這部書中他提出了什么樣的進(jìn)化觀點(diǎn)？2．通過對達(dá)爾文小故事的學(xué)習(xí)，你受到哪些啟發(fā)？注：學(xué)生閱讀討論后回答。學(xué)生1：達(dá)爾文的巨著是《物種起源》；在此書中他提出了自然選擇學(xué)說，并認(rèn)為生物是逐漸進(jìn)化的。學(xué)生2：我們應(yīng)學(xué)習(xí)達(dá)爾文認(rèn)真觀察、不怕吃苦、勤于思考、勤于實(shí)踐、不斷探索的精神以及尊重客觀事實(shí)、熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的態(tài)度和精神。注：教師對學(xué)生的回答給予贊賞性評價。通過第2小題的回答引起學(xué)生熱愛科學(xué)，獻(xiàn)身科學(xué)情感上的共鳴。教師：了解了達(dá)爾文這位偉大的科學(xué)家歷經(jīng)千難萬苦，嘔心瀝血完成巨著《物種起源》，你們想了解他在這本書中提到的被人們普遍接受的一種進(jìn)化學(xué)說——自然選擇學(xué)說，這個觀點(diǎn)的主要內(nèi)容就在咱們書上。好，大家抓緊時間將它迅速閱讀，然后看投影片上的問題。教師板書，并打開投影片。投影片：1．你是如何理解生物普遍具有很強(qiáng)的繁殖能力的？2．生物的繁殖能力是如此強(qiáng)大，但是事實(shí)上每種生物的后代能夠生存下來的卻很少，這是什么原因呢？3．引起生物變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。有的變異可以遺傳，有的不能夠遺傳。但哪些變異可以遺傳呢？4．試著概括達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說。5．對于長頸鹿長頸的形成原因，請用自然選擇學(xué)說解釋。學(xué)生1：比如：大象是一種繁殖很慢的動物，但是如果每一頭雌象一生（30～90歲）產(chǎn)仔6頭，每頭活到30歲，而且都能進(jìn)行繁殖的話，那么到750年以后，一對象的后代就可達(dá)到1900萬頭。因此，按照理論上的計(jì)算，就是繁殖不是很快的動物、植物，也會在不太長的時期內(nèi)產(chǎn)生大量的后代而占滿整個地球。可見，生物普遍具有很強(qiáng)的生殖能力。學(xué)生2：雖然每種動物的繁殖能力很強(qiáng)，但生物賴以生存的食物和空間都是非常有限的，任何生物要生存下去，就得為獲取足夠的食物和空間而進(jìn)行生存斗爭。由于生存斗爭，導(dǎo)致生物大量死亡，結(jié)果只有少數(shù)個體生存下來。學(xué)生3：達(dá)爾文認(rèn)為，在自然界中，生物個體都有遺傳和變異的特性，只有那些具有有利變異的個體才能在斗爭中生存下來，并將這些變異遺傳給了下一代；而具有不利變異的個體則容易被淘汰。這就是適者生存，不適者被淘汰的自然法則。學(xué)生4：達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說其主要內(nèi)容有四點(diǎn)：①過度繁殖；②生存斗爭；③遺傳和變異；④適者生存。注：教師對這幾位同學(xué)的回答給予補(bǔ)充，回答準(zhǔn)確的給予肯定、鼓勵。同時教師可將第四位同學(xué)概括的內(nèi)容讓其板書到黑板上。回答繼續(xù)進(jìn)行。學(xué)生5：自然選擇學(xué)說是這樣解釋的：古代長頸鹿的長頸與短頸可以遺傳。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化，比如缺乏青草的時候，頸長的可以吃到高處的樹葉得以生存下來，繁衍后代。而頸短的因?yàn)槌圆坏綐淙~，活下來的數(shù)目很少，其后代也更少，許多代以后，短頸的就被淘汰。所以我們今天看到的長頸鹿都是長頸的。教師：通過分析與思考，我想大家已對達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說有了較深的理解。根據(jù)你對本節(jié)內(nèi)容的理解，如何理解自然選擇？學(xué)生：自然選擇就是指自然界中的生物，在生存斗爭中，適者生存，不適者被淘汰的現(xiàn)象。教師：概括得很好。生物的進(jìn)化就是通過遺傳變異和自然選擇來實(shí)現(xiàn)的。五、課堂小結(jié)教師：通過對英國曼徹斯特地區(qū)的兩種樺尺蠖的數(shù)量隨環(huán)境變化而改變的事例分析，以及模擬保護(hù)色的形成過程的探究，初步了解了生物進(jìn)化的原因。簡單地可歸納為