基于一轮复习的“生物的进化”教学设计研究

袁丞墅

摘  要：生物学科的一轮复习不应该是原有知识点的重新讲授，而应该是一个推进基础知识框架模型化和知识点间联系有机化的过程。“生物的进化”在高中生物学科中看似是一个存在感不强的知识点，但在整个高中生物课本中都穿插、渗透了生物进化的思想。因此，“生物的进化”一轮复习就具备了从一个更高的维度上去设计和开展教学的可能性。

关键词：进化;一轮复习;教学设计

一、根据学情，设计科学、合理的教学目标

教学目标不仅是教师在课堂教学中的出发点，更是学生在课堂学习中的立足点。作为教学主体的学生而言，后者的作用显得更加重要。因此，教学目标的设计不应该仅仅基于课本和教师，更多的时候应该考虑学生的学习基础和接受能力。“生物的进化”的核心在于生物的传承和发展，“共同由来学说”体现了传承，“自然选择学说”则体现了发展。因此，教学目标可设定为：1.理解共同由来学说和自然选择学说对现代生物进化理论的影响。2.尝试从分子、细胞、个体、种群、群落和生态系统角度描述生物的进化。通过这样的目标，在学生已经掌握生物进化基本理论的基础上，形成较为完整的经纬脉络，并且逐步建立用进化的思维去解释一些生物问题的意识。

二、材料分析，建立清晰、递进的进化意识

生物一轮复习要面向全体学生，不同学生的学习基础有一定的差距，同时，生物的进化作为一个存在感不强的知识点，学生的遗忘率是比较高的。适当的基础回顾，有利于学生尽快唤醒知识储备，进入复习状态。基础回顾尽可能不要出现选择题，要以填空为主，这样既可避免学生胡乱选择，又可促进学生熟悉书本。填空的主要内容可以“生物的进化”中核心概念和学生日常易错概念为主。例如，支持共同进化学说的证据有              、

、              以及细胞和分子水平。自然选择学说包括

、                  、遗传和变异、               。

设计教学过程是教学设计中的主要内容，一节课的课容量是极为有限的，如何在有限的时间里完成预设的教学目标，是教学过程设计中要着重考虑的方面。在该教学设计中，可采取从微观到宏观，材料带入、问题引领、思考比较、踩点成线的方式。

（一）从分子角度看进化

当我们从一个极为微观的角度去看待生物时，它们都是由一个个微小的生物分子组成的，因此生物的进化可以反映在这样的微观角度，生物的进化也就是组成生物的分子不断发展变化的过程。教学中，可以通过对阅读材料的精心设计，来引导学生从微观的角度去重新认识生物的进化。例如，材料1：人类与猩猩以及长臂猿的某段同源DNA上的差异分别为2.4%和5.3%。人类与黑猩猩基因的差异仅有3%;材料2：2017年，我国的科学家将深圳拟兰作为主要研究对象，通过对拟兰进行基因组测序以及功能的分析，发现它有474个特有的基因家族，拟兰的这种多样性源于进化过程中相关基因家族的扩张、收缩;该拟兰的花无唇瓣、无完整的花柱，是由于以B-AP3为主的基因丢失所引起的……这就从基因角度解开了兰花的进化之谜;材料3：从细菌到人类，在蛋白质的生物合成中几乎都使用同一套三聯体的密码;材料4：ATP几乎是所有细胞生命活动的直接能源物质。材料之后可以通过问题链的设计，启发学生发现进化背后的生物分子，实现从生物分子角度来认识生物的共同由来，认识生物的发展变化。

（二）从细胞角度看进化

除病毒等少数生物外，细胞是一切生物的基本组成单位，但即便是病毒，也不能够脱离细胞而单独生存发展。因此，生物的进化在细胞层面就有了非常典型而明确的体现，从简单的原核细胞到复杂的真核细胞，从全能战士的单细胞生物到分工合作的多细胞生物，从原始生命的出现到细胞学说的建立。教学中，可以通过一些课本材料的整理和设计，来唤醒学生细胞层面的进化记忆。例如，材料1：已知地球上最为古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在土壤、河流、海洋等自然环境中仍可以发现古细菌，这些古细菌在结构上全部有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA;材料2：细胞学说认为，细胞是一个有机的整体，一切动物和植物都是由细胞发育而形成的，并且由细胞以及细胞产物所构成;材料3：病毒由蛋白质和核酸组成，虽然不具有细胞结构，但必须寄生于活细胞中，利用宿主细胞所提供的原料和能量进行增殖，因此病毒的生命活动离不开活细胞。

（三）从个体角度看进化

个体角度是学生最容易理解的一个角度，也是现代进化理论奠基人达尔文在研究生物进化时的角度。在这个角度的材料中可以展现一些个体同源器官方面的差异，以便于学生有一个具体的切入点来比较并得出结论。例如，材料1：展示鲸的鳍、蝙蝠的翼、猫的前肢和人的上肢的比较解剖图;材料2：人类的胚胎在发育早期会出现尾和鳃裂，这与鱼的胚胎发育非常相似。只是随着发育的不断推进，人类的尾和鳃裂都消失了，而成年的鱼类却仍然保留着这两种结构。不仅如此，在胚胎发育早期，已知的脊椎动物都有彼此相似的发展阶段。这样，通过不同种生物个体之间相似性和差异性的材料引导和问题解答，学生一般都能正确认识个体角度所体现出来的进化。

（四）从种群角度看进化

种群是生物进化和繁殖的基本单位，任何脱离了种群的个体进化都不具有长期的可延续性。从这个角度看待生物的进化也就意味着要从一个宏观的角度去认识和理解进化。不仅是进化对生物个体带来的影响，而是要把更多的焦点集中在进化对某个生物种群发展带来的影响。因此，在材料的设计方面应该更加注重引导学生发现个体变化对整体变化的影响。例如，材料1：进化的实质是种群基因频率的定向改变。如果某个种群非常庞大、没有迁入迁出、所有雌雄个体间都能自由交配并繁殖后代、不发生突变以及自然选择对该种群不起作用，那么该种的基因频率则不会发生任何改变，该种群也就不会进化。在问题的设计方面，则可通过一些具体的数值计算，将抽象的进化具象化为数值的变化。例如，“某种群中AA 30只、Aa 60只、aa 10只，该种群中A、a基因频率分别为多少？某种群中A基因频率60%，a基因频率40%，该种群随机交配，则F1中AA、Aa、aa的比例分别为多少？”这样类似的基因频率和基因型频率的计算，可方便学生的理解和掌握种群水平的进化。

（五）从群落、生态系统角度看进化

相对于种群而言，群落、生态系统这个角度则更为宏观。地球上某种生物的生存繁衍、发展变化，时时刻刻受到周边其他物种以及生存环境的影响，同时，也会影响着周边其他物种以及生存环境。这些联系和改变，既影响着生物的进化，也受到生物进化的影响，此为共同进化。生态系统角度的进化研究往往具有较强的生态工程实施指导意义。因此，在材料的设计方面应该更加注重材料的真实性和实用性。例如，材料1：我国内蒙古大草原弃耕以后农田的恢复以及演替情况。内蒙古大草原在农业耕作前的原始植被是具稀疏灌木丛的贝加尔针茅草原，当农业开垦后，种植了几年的小麦，而后又因小麦产量下降并弃耕。弃耕以后的一两年内部分杂草形成优势，如猪毛菜、黄蒿、狗尾草等;黄蒿在两到三年内占据绝对优势;三四年后，根茎禾草入侵，如野古草、羊草、狼尾草等，并逐渐占据优势，演替进入到了根茎禾草阶段。七八年后，该地区的土壤变得坚实，丛生禾草大量定居，并逐渐代替了根茎禾草，恢复到了以贝加尔针茅为优势的群落。整个演替过程需经历十到十五年，该过程又会因土壤的侵蚀程度、耕作时间的长短以及周围原始物种的距离而有所区别;材料2：经过漫长的共同进化过程，地球上不但出现了千姿百态的物种，而且形成了繁纷多样的环境。在生物的进化历程中，蓝细菌的出现，为地球提供了大量的氧气。过量的氧气无法完全耗尽，便会从地球逃逸出去，并在地球引力的作用下，形成了臭氧层，防止紫外线的侵蚀，这样又为生物从水生到陆生创造了条件。地球上不仅出现了千姿百态的物种，以及物种背后多种多样的基因，进而形成了繁纷复杂的环境。

通过分子、细胞、个体、种群、群落和生态系统这五个角度去重新审视生物的进化，从而形成了一条贯穿高中生物必修、选择性必修课本的主线，紧密联系了分子生物学、细胞生物学、生态学和进化学，对学生一轮复习过程中大知识框架的构建有着非常重要的作用。

三、课后反思，形成发展、辩证的思维方式

关于生物的进化，从来都不是只有一种声音，例如，从线粒体的产生来说就有内共生学说和非内共生学说，生物表观遗传在生物进化中的作用，决定生物进化方向的是否为中性突变的积累等等。我们需要做的是认真对待所学知识的主流观点，不排斥、不针对其他非主流观点，用发展、辩证的眼光去看待它们，用实验和时间去探究它们，从而形成在特定阶段对于某一知识最为客观和准确的认识。

参考文献：

[1]李维炯. 全国各类成人高等学校招生考试统考教材 专升本 生态学基础 （修订版）[M]. 北京：北京邮電大学出版社， 2006.

[2]孙振钧， 周东兴. 生态学研究方法[M]. 北京：科学出版社， 2010.

[3]刘富林. 高中新课程同步课时学案： 人教版. 生物. 3 ： 必修[M]. 郑州：大象出版社， 2011.