《生物科学的学习过程》教案（1）

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1、生物科学的学习过程教学重点1.通过对“进化理论的创立和完善”的历程的了解来建构科学研究的基本过 程。2. 尝试像科学家一样的思考。教学难点本节的难点是尝试像科学家一样的思考，学生不仅需要知道学习生物科学的 正确方法，同时还要会用这些方法来思考生物学问题。Mi三维目标IV1. 举例说出一个科学研究的故事。2. 概述科学思维的一般过程。3. 通过“收集材料分析说明采用植物、动物和微生物材料时应注意的问题”的探究活 动，初步形成观察一推理一分类一构建模型一交流的一般科学思维方式。4. 通过对“科学家不断思考进化理论的创立和完善”的学习，感受科学思维的品 质与方法。5. 参与“收集材料分析说明采用植物

2、、动物和微生物材料时应注意的问题”的课题研 究，初步形成课题研究意识、信息的收集与甄别的能力、批判性学习的能力、交流与交往的 能力。6. 认同生物科学是一个发展的过程，理解科学思维是认识生命世界、学习生物科学的 重要方法。7. 认同科学思维是一种优秀品质，感受科学家献身科学的崇高精神，持之以恒、实事 求是的科学态度，不迷信权威、坚持迫求科学真理的人格魅力。8. 懂得利用所学的生物学知识，帮助自己进行各种抉择，并对今后的职业选择和学习 方向有更多的思考，从而过上一种健康、积极并且负责任的生活。9. 树立科学、社会、技术相统一的思想(STS)。10. 通过小组学习过程中的合作与交往培养学生的协作意

3、识与交往的态度。第一课时科学家不断思考：进化理论的创立和完善教学过程导入新课课件展示：(1) 一组蝴蝶的图片：枯叶蝶栖息在树枝上，形似一片枯叶；而另一只色彩鲜艳的蝴蝶 则在花丛中飞舞一组鸽子的图片：肉鸽体型较大，产肉率高；信鸽体形健壮，飞行、定向能力强(3) 一组哺乳动物的信息：鲸体型巨大，生活在海洋中；蝙蝠善于空中飞翔；却东猴善于 攀缘；人适宜于直立行走但是，它们有一个共同的特征，都是胎生、哺乳。(4) 鸟类、蝙蝠与蜻蜓都可以在空中飞行。但是岛类飞翔的器官是翼；蜻蜓飞行的器官 是翅；蝙蝠飞行的器官是翼手。师：通过对这些资料的分析，你能得出怎样的结论？学生活动：通过对上述信息的观察，作出相关的

4、推理，并尝试对信息进行分类，从而提 出个人结论，并在小组内交流，小组代表发言。第一组：我们认为，生物都能够适应一定的环境。第二组：我们认为，不同的鸽了种类应该来自于一个共同的祖先。第三组：我们认为，不同的哺乳动物对不同的环境的适应方式不同，但是，它们都适应 了各自的环境。而且，现有的证据可以表明，哺乳动物具有共同的起源。第四组：我们认为，在相同的环境压力下，不同的生物可能会朝向同一个方向进化。师：各神各样的生物究竟是如何形成的？学生活动：小组讨论，提出个人见解、组内交流。师：这个问题主要涉及了进化论方面的知识。对于“生命是如何发生、起源的”“生物 是如何进化的”这些谜团，一直以来都困扰着我们，

5、也是人们渴求了解的知识。人类探索生 命起源和生物进化的过程，也是科学家科学思维的过程。推进新课板书：一、科学家不断思考进化理论的创立和完善师：关于生命起源，主要的学说有哪些呢？生：神创论、自然发生说、化学起源和生物进化学说以及宇生论。师：目前，我们是否能够确定地球上生命起源的真实过程呢？生：我们不能完全确定究竟哪种学说真实反映了地球上生命来源的真实过程。师：那么，你是否知道，目前被大多数人接受的关于生命起源的学说是哪一种？生：是化学起源和生物进化学说。师：那么，你是否了解科学家创立、完善进化理论的过程呢？师：(1)进化理论是生物科学的核心理论之一，是生物学一切分支学科的基础，又是它 们研究成果

6、的总结和概括。(2) 对生物进化的原因、方式、步骤等方面的深层探索，已成为自然科学的前沿研究领 域。(3) 近年来，随着分子生物学的飞速发展，先进的生物技术对构成生物体大分子的结构 与功能进行了精确定位和量化分析，初步揭示了蛋白质与核酸之间的相互作用、相互制约等 复杂的关系和发展演化趋势，对探索生命现象的本质和系统演化机制有着重要的指导意义, 因此在生物进化理论上开拓新的研究领域可促使进化理论进一步得到完善。(4) 在进化理论的创立与完善过程中，拉马克、达尔文、木村资生等一批伟大的科学家 作出了卓越的贡献；在他们的背后，是更多的知名的与不知名的科学工作者，他们为推动对 于生命起源与进化的研究而

7、作出的默默的奉献是无法估量的。师：下面，我们一起来回顾进化理论的创立与完善的过程，分析关于不同生物进化理论 的要点以及理论间的差异，寻找支持其理论的相关证据，分享科学探索过程给我们带来的美 的享受，通过“用事实说话”的方式来实证科学。板书:(一)拉马克和进化理论案例一：拉马克和进化理论“用进废退、获得性性状遗传”学生活动：学生阅读文木Pg “拉马克和进化理论”的相关内容后，在一个小组内交流自 己的观点。选出一个组员扮演主持人角色，其他组员按照学术观点分成二组，一方赞同“用 进废退、获得性性状遗传”，称之为甲方：；另一方否定“用进废退、获得性性状遗传”， 称之为乙方：0甲方：拉马克认为生物具有变

8、异的特性，主张生物是进化的，环境变化是物种变化的原 因，环境起了变化，生物也随着发生变化，有的器官由于使用而发达，不用则退化，这样变 化了的性状(获得性)能够遗传下去。他提出器官的“用进废退”和“获得性遗传”理论。乙方：我们赞同物种是进化的观点，但是我们不能苟同“用进废退”和“获得性遗传” 的论点。甲方：我们可以通过以下证据来论证我们的论点。(1)食蚁兽的舌头之所以细长，是因 为经常舔食蚂蚁的结果；(2)又如，殿鼠长期生活在地下，眼暗长期不使用就退化了；(3) 鹅、天鹅一类动物颈长、腿短，是由于它们为了要从河底取食，但又无力使腿部变长，只得 不断伸长颈部，年长月久，便出现这样的类型。乙方：我们

9、无法重现食蚁兽、贱鼠等动物的进化历程，但是，我们现有的许多实验都不 支持“用进废退”和“获得性遗传”的理论。甲方：请说出你们的证据以论证你们的观点。乙方：科学家曾经做过一个“老鼠断尾实验”，就是将一只老鼠的尾切断，让其繁殖下 一代，再切断了代的尾，就这样连续25代实验，但是发现第26代鼠依旧是正常的尾，而非 无尾或短尾。甲方：我们承认“用进废退”和“获得性遗传”的理论可能存在缺陷的或者说是不完善 的地方。乙方：师：(1)双方的观点都有一定的道理，这场科学的争论很有意义。(2) 首先，我们一致认为拉马克“用进废退”和“获得性遗传”的理论在人们信奉“神 创论”的时代是有积极意义的，他的理论开辟了进

10、化理论的先河。(3) 但是，我们的确发现拉马克的理论存在着很大的缺陷：我们知道，生物的一切性状 都与蛋白质有关，而蛋白质并不能在亲代和了代间传递遗传信息，只有DNA中的碱基顺序发 生了变化，才能引起遗传性状的改变。食蚁兽的舌头细长了，不能影响生殖细胞，所以获得 性通常是不能够遗传的。(4) 当然，现代遗传学家并不排除环境的作用会给简单的有机体带来某些可遗传的变异 的可能性。(5) 同时，他的学说过分强调动物的主观愿望对于生物进化的作用。这一点通常不能被 相关科学证据所证实。所以，现在的社会公众和绝大多数的学者大多不接受拉马克的“用进废退”和“获 得性遗传”的理论。师：那么，让我们一起来探索进化

11、论的完善过程。案例二：达尔文和进化理论课件展示：(1) 杳尔斯达尔文的图片、物种起源图片。(2) 物种起源绪论摘录：“当我以博物学者的身份参加贝格尔号皇家军舰航游世界 时，我曾在南美洲看到有关生物的地理分布以及现存生物和古代生物的地质关系的某些事 实，这些事实深深地打动了我。正如本书以后各章所要论述的那样，这些事实似乎对于物种 起源提出了一些说明这个问题曾被我们最伟大的哲学家之一 称为神秘的物种起源问题 的曙光”。(3) 达尔文在其巨著物种起源中，从分类学、形态学、胚胎学、生物地理学、古生 物学等方面，列举许多事实，证明不同生物之间具有一定的亲缘关系，古代生物和现代生物 之间有着共同的祖先。学

12、生活动：学生阅读文本Pg “达尔文和进化理论”的相关内容，并与“拉马克和进化理 论”进行对比分析，在一个小组内交流自己的观点。师：达尔文的“自然选择”学说的中心内容是什么？主要内容是什么？生：在达尔文学说的体系中，中心内容是自然选择学说，其内容主要是：生物的变异是 不定向的，而自然选择是定向的，只有最能适应环境的类型才能生存下去，并且能够产生后 代，而那些与环境不相适应的类型就被淘汰；即“遗传变异”“过度繁殖”“生存斗争”和 “自然选择、适者生存”。课件展示：一组长颈鹿的图片、文字与视频，以介绍长颈鹿的形态特征。师：我们能否以“自然选择”学说解释长颈鹿物种的形成过程？学生活动：结合文本Pg “

13、达尔文和进化理论”的相关内容的阅读，自主提出个人见解并 交流。生长颈鹿的祖先的后代，颈部有的长一点，有的短一点。颈长一些的个体，能够吃到充 足的树叶，因而发育良好，能够产生后代，而颈短一些的个体，因吃不到充足的食物而被淘 汰。在后代中，由于变异的缘故，有的个体颈更长一些，有的跟前代一样长，有的则更短些。 能获得充足食物而且能够生殖后代的，只有颈部更长一些的个体，其他个体就都被淘汰了。 这样一代一代地选择下去，经过漫长的年代，在自然界就创造出现代的长颈鹿来。师：那么，从科学思维角度出发，我们需要经历观察生物学现象、展开合理推理、进行 合理分类、建立修正模型，交流分享经验等过程。那么，你是否能以“

14、自然选择”学说解释 生物进化的过程来领悟上述科学思维过程呢？学生活动：自主思考观察生物学现象、展开合理推理、进行合理分类、建立修正模型, 交流分享经验等过程，进行小组讨论。生：达尔文的“自然选择”学说的解释模型可以是：师：达尔文在生物科学的探索中，取得了巨大的发现。请问，其成功除了个人天赋外, 还有哪些原因？生甲：天道酬勤。生乙：勤于观察。生丙：善于思考、有科学的思维方式。生丁：科学的思维方式与科学的态度。师：（1）达尔文学说是有史以来比较完整的进化理论，他的自然选择学说论据丰富充分, 对人们的思想，对自然科学都产生了深远的影响，具有划时代的意义。（2）经典达尔文学说和现代综合达尔文主义都认为

15、，日然选择是生物进化的主要机制之 一。它们认为生物进化主要包括三个步骤：即种群内的突变和重组提供了进化的原始材料; 自然选择确定了进化的方向；隔离导致物种的形成。而进化的实质是以上三少所导致的基因 频率的改变。（3）但是，从新达尔文主义的观点来看，还存在着一些问题。%1 达尔文对变异，特别是遗传的变异非常重视，他认为只有遗传的变异才能作为进化的 材料，但对于遗传变异的机理，没有做出木质的回答。例如，安康羊是一种短腿的绵羊，是从长腿的绵羊中突变产生出来的。他认为某些变异 是自然而然地发生的，原因还不知道，安康羊的产生就属此类。达尔文认为原因不明所发生 的变异，在进化上的意义不大。现在知道，原因不明的变异归根到底就是由突变所引起的变 异，跟不定变异（亦即遗传的变异）实际上是一致的。%1 选择学说仍存在着一些重要问题有待解决：首先，对于新基因的产生不能做出合理的 解释，因为突变只能从一个等位基因变成另外一个等位基因，重组更不能使基因的数量增加。 而生物宏观进化的微观基础主要体现在基因数量和调控机制的发杂化，即从细菌的儿十个基 因到高等生物的数万个基因的形成原理。%1 其次，有关进化的速率问题无法解释，例如，选择学说用重组来说明进化过程中丰富 的原始材料，而重组只有在有性生殖时才会出现，依此类推，生物世代的长短应与进化速率 有关，世代