现代生物进化理论由来深度学习的教学设计

许豇羽

【摘要】以“奥运会五环旗的颜色有什么意义”这一问题作为主线，通过剖析资料、建构模型、拓展情境，多维立体地落地生物学核心素养，实现对“进化与适应观”的深度学习。

【关键词】进化观;生物学核心素养;深度学习

一、教学设计理念

本文尝试以“奥运会五环旗的颜色有什么意义”这一问题为主线，挖掘不同肤色人种适应性特征的形成过程，使学生初步认同人种肤色适应性特征的形成是进化的结果。应用“拉马克学说”和“达尔文自然选择学说”分别解释人种适应性特征的形成，使学生理解两种学说观点的同时思考其矛盾之处，培养批判性思维。基于情感态度价值观的角度再谈皮埃尔·德·顾拜旦先生的“奥运五环旗的设计理念”，深化学生的社会责任，实现对进化和适应观的深度学习。

二、教学过程

（一）情境激趣，创设问题

教师播放“奥运会旗五环的由来”视频后半段——“历届奥运会五环旗的文艺表演展示”，创设尚美课堂，激发学生兴趣，引入问题：“你知道奥运会五环旗的颜色代表什么含义吗？”学生经讨论得出：“黄色象征黄色人种，代表亚洲;黑色象征黑色人种，代表非洲;蓝色代表欧洲，红色代表美洲，绿色代表大洋洲。”教师追问：“世界上根据肤色一共分为几大人种？你知道人种肤色不同的原因吗？”并顺势引入先行组织的材料——世界上三大人种早期起源于180万年前的非洲，随后扩散至亚洲和欧洲等地，形成不同适应性特征的差异（如非洲黑种人体内黑色素多，便于抵挡紫外线，减少紫外线辐射损害;欧洲白种人体内黑色素少，易吸收紫外线，促进皮肤中胆固醇转化成维生素D，促进对钙和磷的吸收，减少佝偻病[1]）。教师设问：“如何简单概述不同人种适应性特征的形成？”基于对材料的理解和初中所学知识，学生能很快说出人种适应性特征的形成是进化的结果。

设计意图：以“奥运会旗五环的由来”这一视频导入，创设尚美课堂，激发学生兴趣。通过对先行组织资料的分析，使学生明确人种的适应性特征的形成是进化的结果，形成进化与适应观。

（二）剖析资料，辨析“拉马克学说”

教师展示拉马克文献资料，让学生基于文献资料，概述拉马克学说的主要观点。学生归纳概括为：“用进废退”和获得性遗传。教师接着提出问题：“如果用拉马克观点解释人种适应性特征的形成，该怎么解释呢？”学生讨论后得出：“黑色人种为了抵挡紫外线，产生更多的黑色素，因而肤色变黑;白色人种为了不得佝偻病，减少黑色素的产生以吸收紫外线，促进维生素D的合成，因而肤色变白。”教师追问：“如今便利的交通让不同人种的交流成为可能，如果一名非洲黑人来到欧洲，按照拉马克学说，他的肤色会怎样？白人来到非洲又会怎样呢？”学生基于拉马克学说得出：“黑色人种来到紫外线弱的地区，黑色素会‘废退，肤色变白，而且后代能‘获得性遗传从而变白;白色人种到非洲（紫外线强）会‘用进，肤色会变黑，后代也能“获得性遗传”从而变黑。”教师追问：“现实情况下，你认同拉马克的观点么？我们应该如何评价拉马克学说？”让小组同学合作探讨该问题并发表观点。

设计意图：让学生基于文献资料概述拉马克学说观点，培养学生基于生物学事实的归纳概括能力，建构拉马克学说的概念模型。让学生基于拉马克学说解释人种适应性特征的形成，培养学生对概念的理解能力。通过设置反向情境“根据拉马克学说思考不同人种到环境相异地区肤色如何变化”，引发学生理论与现实的认知矛盾，培养学生的批判性思维。

（三）模型建构，剖析“达尔文自然选择学说”

1.建构概念模型，初识概念。教师展示达尔文文献资料，使学生基于资料进行小组探讨，派代表在黑板上用打印好的四字磁贴卡片构建达尔文自然选择学说概念模型（图1），实现学生对自然选择学说概念的初步理解。

图1：达尔文自然选择学说概念模型

2.建构物理模型，认知概念。教师出示资料：在一片面积有限的空地上生活着矮茎向日葵，矮茎向日葵中偶然出现了一株高茎向日葵（变异），假设高茎向日葵能自己繁育后代，且高茎向日葵的后代都是高茎（遗传）。每株向日葵都能产生数百粒种子（过度繁殖），大部分被鸟儿啄食不能发芽（与生物间的生存斗争），一株向日葵平均能繁殖三株向日葵。向日葵离不开光照，一旦50%的光照被遮挡，向日葵就会因缺乏光照而死亡（与环境间的生存斗争）。教师向学生提出问题：“基于以上材料在黑板上用向日葵磁贴卡片模拟若干代后空地上的向日葵分布，并应用自然选择学说模型解释这种分布（适应性特征的形成）原因。”

3.应用概念模型，解释人种适应性特征的形成。教师让学生进行小组讨论，尝试应用构建好的“达尔文自然选择学说概念模型”解释人种适应性特征的形成。学生做出如下解释：“人种都有繁殖后代倾向（过度繁殖），人种有黑色、白色等多种颜色（变异）且可以稳定遗传给后代（遗传）。非洲纬度高，紫外线强，黑色人种皮肤黑色素多，易抵抗紫外线辐射（和环境间的生存斗争），从而有机会存活下来（适者生存），进而生育出更多的后代，白色人种则相反，不适应紫外线强的环境，因而不容易在非洲存活下來。经过长期的自然选择，非洲的黑色人种越来越多，从而导致人种在非洲朝着黑色人种的方向定向进化。在欧洲等地则恰好相反。”

4.剖析概念模型，辨析自然选择学说。教师设问：“已知向日葵是异花传粉植物，若只有一株向日葵变成高茎，高茎向日葵的适应性特征能在后代保留么？高茎向日葵的后代一定是高茎么？达尔文认为生物进化以个体为基本单位，有利变异个体的后代一定是有利的，你认同他的观点么？若不认同，你认为应如何完善？”学生基于以上三个问题进行小组讨论，得出以下结论：“进化不是以个体为单位，而是以种群为单位;进化过程遗传的是基因，而非性状本身;达尔文的自然选择学说有待完善，但对于推翻神创论、推动科学的发展、促进‘辩证看待事物观念的形成具有重要意义。”教师顺势指出达尔文以后自然选择学说的发展：以生物个体为单位发展到以种群为单位，从性状水平发展到基因水平，从而逐步形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。

设计意图：本环节通过文献资料，建构自然选择学说的概念模型和物理模型，深化学生对达尔文自然选择学说的认识。应用自然选择学说概念模型解释人种适应性特征的形成，培养学生以应用模型解决问题的逻辑思维能力。剖析概念模型，辨析达尔文的自然选择学说，培养了学生的批判性思维，使学生认识到自然选择学说在开拓、继承、修正中深化和发展。

（四）拓展情境，升华责任

教师接着展示奥运五环旗图片，设置问题：“你知道会旗上为什么五环紧密相扣吗？奥运会旗的底色——白色代表什么含义吗？”教师播放“奥运会旗五环的由来”视频前半段——“国际奥委会对奥运会五环旗的设计理念的解读”，学生基于视频材料得出“五环相扣代表五大洲所有人种、所有民族（含殖民地民族）的团结友谊，旗帜的底色——白色代表了所有国家都毫无例外地能在自己国家的旗帜下公正、坦诚地参加比赛，象征着奥运会为各种肤色人种、各民族间的和平事业服务的思想”。

三、教学反思

本节课围绕“人种适应性特征的形成是进化的结果”这一核心概念，在课堂中贯穿“奥运会五环旗的颜色有什么意义”这一问题主线，通过剖析资料、建构模型、拓展情境等活动，培养了学生的进化和适应观，培育了他们多维度的科学思维，使他们升华了社会责任，多维立体地落地生物学核心素养，实现了对进化与适应观的深度学习。

参考文献

[1]吴新智，崔娅铭.人种及其演变[J].科学通报，2016，61（34）：3630-3637.