《科学家的故事达尔文和他的进化思想》教学设计(河北省县级优课)-八年级生物教案

达尔文和他的进化思想缪营中学吴胜如一、教学目标1.知识与能力（1）了解英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境变化而改变的事例。（2）模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。（3）了解达尔文及他的进化思想。（4）概述自然选择学说，形成生物进化的基本观点。2.过程与方法（1）通过对事例的分析，养成运用生物知识分析生活中现象的能力。培养实际操作及动手能力。（2）培养学生收集、分析资料的能力。3.情感态度与价值观（1）通过对生物进化事例的分析，使学生形成环保意识，以及环保的重要意义。（2）通过对达尔文的故事的学习，培养学生尊重客观事实，热爱科学，献身科学的态度。二、重点难点重点1．模拟保护色的形成过程的探究实验。2．通过模拟实验分析生物进化的原因。3.人工选择和自然选择。难点由模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。三、课前准备1．关于曼彻斯特地区桦尺蠖体色变化的视频。2．教师设计一个开放性的实验环境：将两套实验器材（布料与纸片或土壤与泥球）放置在教室前台，让学生自主选取实验器材。3．提前1周布置学生利用课余时间预习“模拟保护色的形成过程”一节，明确探究活动操作的具体步骤。全班学生按照自主学习小组分成8组（每组6~8人），每组推选组长各1名。课时安排1课时四、授课内容教师：通过上节课的学习，我们知道生物进化的过程中，不断有新物种的产生和老物种的灭绝。这是为什么呢？推动生物不断进化的原因是什么呢？对于这些问题，人们提出了各种不同的解释。从18世纪后期开始有很多人探讨此问题。首次提出系统进化学说的是19世纪初的拉马克，他提出用进废退和获得性遗传的法则。半个世纪后，即1859年，科学的生物进化论诞生了，主要代表是达尔文提出自然选择的学说，关于他及他的学说我们下节课学习。最终发展成现代的科学形态是在孟德尔的遗传学创立之后。今天，我们学习生物进化的原因，主要是以这三位生物学家提出的观点为依据的。借着前人的“肩膀”，我们通过下面一个实例来分析生物进化的原因。多媒体课件：（有关内容）先播放对照图片，图下为相关资料及讨论题。（资料内容）18世纪的英国曼彻斯特地区，山清水秀，绿树成荫，那里的森林及农田生活着一种桦尺蠖，其成虫是一种飞蛾，其名为椒花蛾。它们夜间活动，白天休止，通常栖息在有地衣覆盖的树干和石块上。到1848年，有关椒花蛾的报道都是浅色的。直到1850年在英国工业中心曼彻斯特才第一次报道有黑色型突变。随着英国工业化的日益扩大，烟尘和废气开始污染工业城市和近郊，使地衣不能生长而树皮裸露，椒花蛾栖息的背景由浅色地衣变为深色树干，于是黑色椒花蛾逐渐增加，在曼彻斯特达到90%以上，而在未受污染的农业区主要仍是浅色型。科学家们做了这样一个实验：他们先把数量相等的浅色的桦尺蠖和深色的桦尺蠖同时放到树干上，然后用望远镜观察到树干上所发生的情况。一群爱吃桦尺蠖的鸟儿飞过之后，他们发现，浅色桦尺蠖所剩无几，而大部分深色桦尺蠖却逃过了这场灾难。讨论题：1．黑色桦尺蠖的出现对于后代的生存有何意义？2．黑色桦尺蠖的数量由少数逐渐变为多数，而浅色桦尺蠖数量的减少，主要是受什么的影响？3．请你试着解释桦尺蠖体色变化的原因？你从中受到哪些启发？学生1：黑色桦尺蠖的出现属于自然变异的结果，在环境改变的情况下这种突变对其后代的生存是有利的。学生2：黑色桦尺蠖数量逐渐增加，由少数变为常见类型，主要受环境的影响，一方面工厂排出的烟煤杀死了地衣，使树皮变黑；另一方面桦尺蠖的天敌决定桦尺蠖的不同颜色的数量。学生3：桦尺蠖体色变化是由于体内的遗传物质发生变异，而且变异的性状传给了后代；并且是在外界环境变化及天敌的影响下，变异个体逐渐增加的结果。我认为：工厂排放出的煤烟是导致桦尺蠖颜色改变的关键，说到底是环境污染迫使生物性状发生改变。所以，在工业高度发达的今天，更应注重环境保护，减少工业“三废”对环境的污染。教师：通过对桦尺蠖体色变化的分析，我们知道了“遗传和变异”是桦尺蠖体色变化的基础，而环境的改变是它体色变化的外在动力。如果要使英国曼彻斯特地区的浅色的桦尺蠖又重新恢复为常见类型，你认为该怎样做？学生：我们应关掉曼彻斯特周围的工厂，保持桦尺蠖生活区域内清洁的空气，保持天敌的数目不变。这样浅色桦尺蠖便成为常见类型。教师：由桦尺蠖体色变化的分析，我们可推想生物圈中不同种类生物的进化原因，是否与这一事例相类似呢？学生：是。教师：尽管我们不能重复桦尺蠖体色变化的整个过程，但我们可以设法模拟。模拟探究有助于你对这一现象的理解以及对生物进化原因的直观印象和深层次的理解。在模拟探究之前，我们先了解自然界中几种常见的利用保护色捕食或防御敌害的例子。注：打开多媒体课件（关于雷鸟、变色龙等体色随环境而变化；或者枯叶蝶、菜青虫、青蛙等在不同环境中的体色对比）。教师：图中动物的体色与周围环境的色彩非常相似，这就是保护色。具有保护色的动物不易被其他动物发现，这对它躲避敌害或者捕食猎物是十分有利的。这种保护色是如何形成的？接下来我们模拟保护色的形成过程来探究保护色是如何形成的。注：教师在做此实验前需强调以下注意事项：1．全班分组，各组员统一听从组长的指挥。2．不论彩色布料或彩纸颜色必须单一，每小组所选颜色可不一样；彩色小纸片颜色应多样化，但其中之一最好与彩色布料或彩纸的颜色一致或相近。3．提醒学生在实验时一定要把自己想象成“捕食者”，在选取彩色小纸片时，不要事先观察小纸片的位置，一定不要特意寻找某一种颜色的小纸片。4．要及时记录小纸片的数量，并进行分析。5．分析探究后面的讨论题。实验讨论完毕。各小组汇报其探究结果。学生1：通过5代的筛选，幸存者数最多的是红色，因为我们组的布料是红色的。学生2：我们组的结果是：蓝色数量最多，与布料的颜色一致。学生3：通过5代筛选，幸存者数最多的是与布料颜色相近的粉红色……注：教师引导学生回答讨论2、3、4题。学生1：在第一代与第二代之间代表生物多样性的彩色纸片颜色种类很接近。而到了第五代，彩纸片的颜色种类大大减少，只保留与布料颜色相近的几种。学生2：我们组黄色在“幸存者”群体中没有代表。因为我们组所用的布料是红色的，黄色纸片放在上面对比非常明显，所以“捕食者”最先将黄色捕捉。学生3：我认为保护色的形成过程与它的天敌和周围环境有关系。与环境颜色较接近的就不容易被天敌发现，反之则易被捉住。这样与环境相适应的生物得以繁衍，它的体色便成了保护色。推动生物进化的动力是环境的改变，遗传与变异是基础。注：教师应针对学生的回答给予客观、公正、鼓励性的评价，对回答不完善的同学给以补充。教师：保护色的形成过程是与周围环境相适应的结果。这是自然环境对生物进行选择的一个方面。除了保护色之外你还能举出其他方面的例子吗？学生：有一种蝴蝶，它的翅膀展开很像眼镜蛇体表的花纹，这样它可以避免它的天敌一种鸟的捕食。教师：这是一种警戒色。学生：有一种竹节虫，它的躯体与四肢修长。当爬在竹上，如果不动我们很难发现它。这也许是它存活下来的一个原因。教师：这是一种拟态，模拟与周围相似的物体，不易被其天敌发现。像保护色、拟态、警戒色等都是在生物进化过程中，通过长期的自然选择而逐渐形成的适应性特征。由此，我们可以看出自然选择在生物进化的过程中所起的作用，生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。教师：我们通过对英国曼彻斯特地区桦尺蠖体色变化的分析，以及模拟保护色的探究活动，了解生物进化的原因。哪位同学试着分析一下生物进化的原因。学生：导致生物进化的基础是遗传与变异，动力是环境的改变，生物只有适应不断变化的环境才能生存和繁衍。教师：我们所了解的这些观点主要来自于达尔文的自然选择学说，他的进化思想是以大量的事实为依据，因此，具有科学性、客观性的特点，也就被广大的科学家及人们所接受。那么达尔文和他的进化思想是怎样产生的呢？接下来大家先阅读“科学家的故事”，你会从中找到答案的。注：学生阅读，教师板书，同时打开幻灯机。投影片：1．达尔文花费毕生的精力著成了一部巨著是什么？在这部书中他提出了什么样的进化观点？2．通过对达尔文小故事的学习，你受到哪些启发？注：学生阅读讨论后回答。学生1：达尔文的巨著是《物种起源》；在此书中他提出了自然选择学说，并认为生物是逐渐进化的。学生2：我们应学习达尔文认真观察、不怕吃苦、勤于思考、勤于实践、不断探索的精神以及尊重客观事实、热爱科学、献身科学的态度和精神。注：教师对学生的回答给予赞赏性评价。通过第2小题的回答引起学生热爱科学，献身科学情感上的共鸣。教师：了解了达尔文这位伟大的科学家历经千难万苦，呕心沥血完成巨著《物种起源》，你们想了解他在这本书中提到的被人们普遍接受的一种进化学说——自然选择学说，这个观点的主要内容就在咱们书上。好，大家抓紧时间将它迅速阅读，然后看投影片上的问题。教师板书，并打开投影片。投影片：1．你是如何理解生物普遍具有很强的繁殖能力的？2．生物的繁殖能力是如此强大，但是事实上每种生物的后代能够生存下来的却很少，这是什么原因呢？3．引起生物变异的根本原因是环境条件的改变。有的变异可以遗传，有的不能够遗传。但哪些变异可以遗传呢？4．试着概括达尔文的自然选择学说。5．对于长颈鹿长颈的形成原因，请用自然选择学说解释。学生1：比如：大象是一种繁殖很慢的动物，但是如果每一头雌象一生（30～90岁）产仔6头，每头活到30岁，而且都能进行繁殖的话，那么到750年以后，一对象的后代就可达到1900万头。因此，按照理论上的计算，就是繁殖不是很快的动物、植物，也会在不太长的时期内产生大量的后代而占满整个地球。可见，生物普遍具有很强的生殖能力。学生2：虽然每种动物的繁殖能力很强，但生物赖以生存的食物和空间都是非常有限的，任何生物要生存下去，就得为获取足够的食物和空间而进行生存斗争。由于生存斗争，导致生物大量死亡，结果只有少数个体生存下来。学生3：达尔文认为，在自然界中，生物个体都有遗传和变异的特性，只有那些具有有利变异的个体才能在斗争中生存下来，并将这些变异遗传给了下一代；而具有不利变异的个体则容易被淘汰。这就是适者生存，不适者被淘汰的自然法则。学生4：达尔文的自然选择学说其主要内容有四点：①过度繁殖；②生存斗争；③遗传和变异；④适者生存。注：教师对这几位同学的回答给予补充，回答准确的给予肯定、鼓励。同时教师可将第四位同学概括的内容让其板书到黑板上。回答继续进行。学生5：自然选择学说是这样解释的：古代长颈鹿的长颈与短颈可以遗传。当环境发生变化，比如缺乏青草的时候，颈长的可以吃到高处的树叶得以生存下来，繁衍后代。而颈短的因为吃不到树叶，活下来的数目很少，其后代也更少，许多代以后，短颈的就被淘汰。所以我们今天看到的长颈鹿都是长颈的。教师：通过分析与思考，我想大家已对达尔文的自然选择学说有了较深的理解。根据你对本节内容的理解，如何理解自然选择？学生：自然选择就是指自然界中的生物，在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的现象。教师：概括得很好。生物的进化就是通过遗传变异和自然选择来实现的。五、课堂小结教师：通过对英国曼彻斯特地区的两种桦尺蠖的数量随环境变化而改变的事例分析，以及模拟保护色的形成过程的探究，初步了解了生物进化的原因。简单地可归纳为