《生物进化的那些事》教学案例分析

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  《中国学生发展核心素养》研究成果是由教育部委托北京师范大学,联合国内高校近百位专家成立课题组,历时3年研究完成的。学生发展核心素养指学生应具备的,能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养,具体细化为人文情怀等十八个基本要点。
  小学科学课程标准指出,小学生对周围世界具有强烈的好奇心和求知欲,小学科学课程的组织和教学要兼顾知识、社会、儿童三者的需求,将科学本质、科学思想、科学知识、科学方法等学习内容嵌入儿童喜闻乐见的科学主题中,创设愉快的教学氛围,保护学生的好奇心和求知欲,激发学生学习科学的兴趣,引导学生主动探究,积累生活经验,增强课程的意义和趣味性。
  去年底,我在参加完“全国青少年科学教育研讨会”后要上一节研讨课,基于对全人教育和中国学生发展核心素养的认识,以及学生“对生物进化的碎片化认识与好奇”和“师资课时不足”的矛盾,结合粤教科技版《科学》六年级上册的《自然选择》一课,将研讨课定为《生物进化的那些事》,并对本课定了以下基调:一是淡化知识本位,关注思维养成;二是弱化学科界限,关注全人教育;三是改变教师控制课堂的良构问题的设计。为此,有了以下设计:
  一、引出问题,注重推理
  师:(出示电视剧《来自星星的你》剧照)一提到生物进化,就绕不开“人是怎么来的”这个问题。前段时间,看完这部电视剧,我终于找到答案了,我们真的是来自星星的你。谁来猜一猜,老师为什么这么说?
  (学生可能认为老师说的是猩猩的“猩”。)
  师:非常聪明,知识面相当广,但老师今天要讲的这个“星”真的就是天上星星的“星”。
  设计意图:通过学生感兴趣的话题引出熟悉的主题,在表象思维的巨大反差下,开门见山,直入主题,激发学生的好奇。
  师:为什么我会这么说呢?科学是讲究证据的,物质都由元素组成,元素主要由原子组成,那原子又是怎么来的?
  (出示资料:太阳、天狼星、北河三和大角星的直观对比图。原子来源于恒星内部的核聚变,恒星质量越大,释放的原子越大。而像太阳这样的小质量恒星,衰老后连铁都产生不出来,最多只能到碳。)
  师:(出示《新华字典》最后页的元素周期表,让学生近距离感知碳的排序大小)太阳目前只能释放出氦原子,即使到衰老时也只能释放到碳,那地球上其他原子都来自哪里?比如说铁、铜、氧等。
  (学生很容易回答:来自更大的恒星。)
  师:更大的恒星所释放的物质又如何来到太阳系,组成地球,直到有人类?
  (出示资料:超新星爆炸。大质量恒星在晚年发生崩溃、瓦解时产生的爆炸现象,这种爆炸使原本一颗不显眼的恒星突然间异常明亮,爆发时,亮度在极短的时间内猛增到原来的几百万倍,所产生的“碎片”以光速的十分之一的速度向外扩散。)
  设计意图:以证据为基础,运用各种信息分析和逻辑推理得出结论,公开研究结果,接受质疑,不断地更新和深入,是科学探究的主要特点,而丰富的、多样化的情景有助于学生突破知识技能的局限而获得更广泛的迁移。本环节通过基于证据的科学学习并提供必要的资源,让学生在严密的逻辑碰撞中经历一次高阶思维训练过程。
  二、达尔文的成就不是偶然
  师:超新星爆炸给地球带来物质是众多假设之一,其中最关键的一步便是猜想,而且这个猜想必须基于一定的证据。科学史上著名的英国博物学家、生物学家、进化论的奠基人达尔文著有《物种起源》一书,为什么偏偏会是他,而不是其他人?他有什么过人之处?
  我给他总结了一下,主要有“三拼”,大家看看是否有道理?
  (出示资料:拼爹。1825年,整个欧洲在战争的洗礼下满目疮夷,出生在医生家庭的达尔文16岁便被父亲送进了爱丁堡大学学医,但他无意学医,即便进了农学院,仍然经常到野外采集动植物标本并对自然历史产生了浓厚的兴趣。父亲认为他“游手好闲”“不务正业”,一怒之下,1828年将他送到剑桥大学,改学神学。但是达尔文对自然历史的兴趣变得越加浓厚,完全放弃了对神学的学习。在剑桥期间,达尔文结识了当时著名的植物学家J.亨斯洛和著名地质学家席基威克,并接受了植物学和地质学研究的科学训练。他一直坚持兴趣并深入学习,为其日后成为著名的博物学家奠定了坚实的基础。)
  师:博物学家就是非常有学识的人。由于当时科技落后,很多时候因为风俗、语言不同以及对当地的环境认识不足,会影响人们的交流。为顺利开展交流,很多商队、考察团都会带上一个博物学家,也就是相当于当今的“高级导游”。
  达尔文除了拼爹,还拼爹的爹和娘的爹。
  (出示资料:爷爷和外公。爷爷伊拉斯谟斯·达尔文,医学家、博物学家、诗人、发明家、生理学家,是最早提出演化观念的学者之一;外公乔赛亚·威基伍德【注意姓什么】,工业革命的伟大领袖,英国瓷器之父,著名的“山寨”土豪。为什么这么说?中国丝绸之路主要有三件法宝:瓷器、茶叶、丝绸,当年他外公就是从“山寨”中国瓷器开始的,证据便是根据专家认证,其名下著名瓷器“蓝色洋葱”其实并不是洋葱,而是临摹中国的石榴或者桃,由于技术不纯熟,使我们认為是洋葱。)
  师:从这个角度,我们觉得一方面要坚持自己正确的兴趣,另一方面良好的家庭教育是一个人成长的关键。
  (出示资料:拼媳妇。达尔文为无神论者,不被一般人接纳。艾玛·韦奇伍德【通过姓判断初始关系】,出身大户,聪明伶俐、有学识,包容科学,尽管生育10个孩子,3个夭折、3个不育、其余智力低下【为什么?亲近结婚】,但仍不反对达尔文追求科学,更是他手稿的主要审稿者。)
  (出示资料:拼爱好。拿破仑全面革命之后的欧洲百废待兴,为发展经济,各国都重视对外贸易,加强货物流通,达尔文随英国海军考察船“贝格尔”号考察南美洲等地,5年间,收集了5500多种植物标本,为《物种起源》的撰写奠定了基础。其中有个小故事,为了养鸟,他在船上种植草芦,从而发现了植物的向光性。)   三、疑点重重的加拉帕戈斯
  师:在达尔文考察历程中,最神奇的地方莫过于加拉帕戈斯群岛。
  (出示资料和问题:呈现加拉帕戈斯群岛和岛上生物图片——火山地貌且气候多样,奇花异草荟萃、珍禽怪兽云集,号称“生物进化活博物馆”。问题1:为什么在“登岛须知”上明确写明以下内容——不允许运输任何活的生物进入海岛,或从一个岛屿携带到另一个岛屿;不要给动物喂食或投放任何食物到无人居住的岛屿。问题2:加拉帕戈斯群岛在南美大陆以西1000公里,为太平洋上火山“喷出”的岛屿,除海鸟外,其他鸟类都无法正常抵达,但奇怪的是“岛上的地雀有14种之多,而周围海岸以1种为主”,它们是怎么过去的?为什么品种那么多?)
  设计意图:学生的学习不仅要知其然,更要知其所以然,但相关知识的获得不能仅来源于教师机械地传输,更需要学生在问题和兴趣的驱动下,自觉、有效地获取、评估、鉴别、使用信息。《中国学生发展核心素养》提出要学会学习,其中就包括了乐学善学、勤于反思、信息意识。以疑点重重的加拉帕戈斯为结尾,充分调动学生学习情趣,让他们在持续高涨的兴趣中自我学习,期待下一堂课的早日到来。
  四、后续支撑
  师:在未来几节课中,我们将结合网上资料,具体探讨生活在距离南美洲大陆1000公多里以外的加拉帕戈斯群岛上体形大小、鸟喙形状、羽毛颜色、声音、饮食和行为等方面各有不同的13种地雀进化成因,同时结合病毒的适应性变异、意大利高鼻子村、长颈鹿与霍加狓等多个例子认识“自然选择学说”,了解“恐龙灭绝”的多种学说。
  设计意图:能力的培养必须与某个具体的问题相联系,必须有对“实际对象”的观察,必须有关于“实际对象”的数据。
  后记
  不少教师认为,不做探究实验的课就不是科学课。面对本节课这样类型的课,即便是好好上,大多数教师也只是带着学生把教材上提供的素材进行“地毯式地扫荡”一遍,不管是记忆的、理解的、掌握的、运用的,或是精读的、自读的,也不管“课标”是怎么规定的,凡是教材上出现的,哪怕是课下注释和说明,都视为知识点,“扫完”即止。整个过程中,教师带着学生将学期初早已看完的素材重新过了一遍,原本兴趣高的孩子继续“无聊”了一次,兴趣弱的也沒能找到触发点,结果是教师课讲了,学生重温了,时间耗完了,课也浪费了。
  本课教学设计面向发展学生核心素养,基于全人教育思想,以学生的视角,提供结构化的课程资源,贯穿逻辑性的思维分析,让学生的兴趣在了解科学发展史的基础上持续高涨,内容丰富了,共鸣点多了,学习的动力也就更足了。
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