基于思维型教学的“地球上生命的起源”教学设计

张玉菱

摘要：初中生物学知识覆盖面广，很多内容都涉及到了科学史。科学史的学习对培养学生生物学学科核心素养有很大帮助。但是在科学史的教学中，一个课时通常需要讲解多个探究实验，教师无法在有限的教学时间中在课堂上再现实验过程，加之初中学生相关知识储备不够，如何通过课堂教学让学生身临其境、由浅入深地了解科学探究过程，值得我们思考。本文是基于思维型教学的“地球上生命的起源”教学设计，作者尝试通过高效的问题串积极调动学生的思维，帮助学生逐步理解人类历史上关于生命起源的一些重要学说，同时在科学史教与学的过程中发展学生核心素养。

关键词：思维型教学;科学史;核心素养;生命起源;初中生物

思维型教学有利于在学科教学中落实学生思维能力的培养。如何在初中生物教学中，从简单的知识作为切入点提高学生的思维能力，值得我们深思。本节课以思维型教学的六大基本要素[1]，即创设情境、提出问题、主动探究、合作交流、总结反思、应用迁移为暗线。以探索生命奥秘、寻找实践记忆、领悟科学真谛为明线。通过“发现问题→解决问题→提出新的问题”这一循环的思维模式，引导学生善于提问、乐于探究、勤于思考，落实学生思维能力的培养，从而提升学生的核心素养。

一、教材分析

“地球上生命的起源”是人教版初中生物八年级下册第三章第一节的内容。关于地球上的生命究竟是从何而来，到目前为止都处于探索阶段，所以教材在本节内容设置了一个很重要的科学方法——推测。本节内容是以探究实验为载体，讲述探索生命起源的科学史。

二、学情分析

学生在七年级下册已经学习《人类的起源和发展》，初步接触了由证据进行推测的科学方法，为本节课的学习奠定了基础。但因化学知识的缺少，在理解化学进化说这一部分知识时，稍显吃力，教师需合理安排教学活动，逐步引导，充分启发学生思维，看似学知识，实则学方法，潜移默化地帮助学生掌握“推測”这一科学方法。

三、教学目标

通过多个实验的实践探究，掌握由证据做出推测这一科学方法，落实科学探究和理性思维的发展。通过探讨化学起源说，学生知道了海洋中有机物的出现是原始生命出现的基础，树立了结构与功能观、物质与能量观，落实生命观念的培养。通过探讨生命的价值、生命的探索等问题，落实社会责任的培养。

四、教学重难点

教学重点：描述生命起源的过程;尝试运用证据和逻辑作出推测

教学难点：尝试运用证据和逻辑作出推测

五、教学过程

（一）叩开时间大门，探索生命奥秘（教学设计引入环节：创设情境，提出问题）

武陵山脉山清水秀，长江流域物产丰富。放眼祖国的大好山川，纵览地球上的秀丽美景，在现在的地球上，生物用他们最美丽的姿态展现着生命的魅力。教师通过图片展示现在地球的美丽景色。然后播放原始地球想象视频，视频为科学家通过现有证据推测出的四十六亿年前的原始地球环境：岩浆横流、火山爆发、电闪雷鸣等。学生看完视频后提出以下想要探究的问题：地球上的生命是怎样形成的？原始地球上是如何产生生命的？多种多样的生命形态是如何形成的？

设计意图：通过图片和视频，引起学生的视觉冲击，激发学生的学习兴趣，同时引导学生主动提出想要探究的问题，从新课导入环节开门见山，探讨生命的起源。

（二）进入时空隧道，寻找实践记忆（教学设计探究—解释环节：主动探究，合作交流）

本环节主要包含了4个思维活动。每个活动都包含提出问题—解决问题—提出新问题三个环节。在这一循环的思维模式中，逐步培养学生的学科核心素养。

【活动一：神创论】老师提出问题：关于生命起源，人类最早提出的猜想是什么？并提供女娲造人、亚当夏娃的艺术图片。学生解决问题：古人认为生命是神创造的。学生发现新的问题：神创论的说法并不成立。

【活动二：自然发生说】老师提出问题：生命既然不是神创造的，那它从何而来？并提供腐草化萤、腐肉生粗等文字资料。学生得出结论：总结出“自然发生说”，即生命是从非生命的物质中产生的。学生提出新的问题：如何用实验证明萤火虫不是腐草产生的？蛆不是腐肉产生的？学生解决问题：将腐肉放在容器里盖起来，就不会生蛆了。老师解释问题：1668年，意大利医学家雷迪用实验证明蛆不是腐肉产生的，但这个实验解决了生命起源的问题吗？学生提出新的问题：雷迪的实验抨击了自然发生说，但没有解释导致新鲜肉腐烂的霉菌从何而来。

【活动三：斯帕兰扎尼的肉汤实验】老师提出问题：霉菌从何而来？请同学利用以下材料设计实验：酒精灯、烧瓶、棉花塞、肉汤。学生设计实验并解决问题：导致肉汤变质的霉菌来源于空气中。老师解释问题：1765年，斯帕兰扎尼用肉汤实验证明导致肉汤变质的微生物是来源于外界。但这个实验在当时被一些人提出了质疑，你看出来了吗？学生提出新的问题：斯帕兰扎尼的实验将空气完全阻隔在了烧瓶以外，就算烧瓶里有生命，也会因为缺氧而无法生存。

【活动四：巴斯德的鹅颈瓶实验】老师提出问题：如何解决斯帕兰扎尼实验存在的问题？学生设计实验并解决问题：如果能保证瓶子里有空气，且瓶子里的空气是灭过菌的，就可以了。老师解释问题：19世纪60年代，法国微生物学家巴斯德进行了著名的鹅颈瓶实验印证了导致肉汤变质的微生物来源于瓶外。学生提出新的问题：巴斯德实验也没有解释烧瓶以外的微生物是来自哪里的，即没有解决地球上的生命究竟从何而来。

以上四个活动的设计意图：探究解释环节是本节课的重要环节，关于生命起源的探究实验非常多，课堂上短短的40分钟无法展示，教师只能通过高效的问题串引导学生思考。在这一环节中，通过多个实验的实践探讨，在提出问题—解决问题—提出新问题三个环节这一循环的思维模式中，逐步培养学生的学科核心素养，让学生在潜移默化中掌握由证据做出推测这一科学方法，落实科学探究和理性思维的发展。这一过程正是体现了思维型教学的优越性。

（三）掌握科学方法，领悟科学真谛（教学设计迁移环节：总结反思，应用迁移）

教师提出问题：随着科学技术的改进，科学家们通过一次又一次的实践，大致提出了两中看法：1、宇生说;2、化学起源学说。你更支持哪一种说法呢？学生根据自己已有的知识经验或者直觉做出选择。教师给大家提供了一些资料（这些资料分别支持宇生说和化学起源说），请同学们从中找出证据支撑你的观点。学生从信封中取出资料，以学术辩论会的形式，尽可能多的为自己所支持的观点提供证据。教师总结，其实这两种假说都有证据支持。但是，从现有证据来看，大多数学者更支持化学起源学说。教师通过分析米勒实验总结出化学起源学说。教师启发学生：我们仍然无法肯定地说地球上生命一定是化学物质逐步进化而来，但在科学家一次又一次的思维切磋和实践探究中，我们推测出了一种又一种可能。寻找证据，做出推测，我们相信，总有一天生命起源的真相会被我们揭开。

设计意图：通过探讨化学起源说，学生知道了海洋中有机物的出现是原始生命出现的基础，树立了结构与功能观、物质与能量观，落实生命观念的培养。通过探讨生物生命的价值、生命起源的探索、生物多样性的保护等问题，落实社会责任的培养。

六、板书设计

七、教学反思

科学史是生物学知识很重要的一部分。初中生物教材将部分科学史内容以小字部分呈现，但不代表这些知识不重要，讲解科学史就是站在前人的肩膀上看远方，也是在发展学生核心素养。在科学史的教学中，教师要高效整合教材，深挖教材内容上的关联性。另外，学生因相关交叉学科如化学等知识储备不够，故教学设计要符合学生的知识规律和心理规律，课堂知识要由浅入深。想要充分调动学生的思维，教师在问题串的设置上就一定要科学紧凑环环相扣，而这也是思维型教学的一种表达方式。科学史的学习除了帮助学生掌握知识外，对提升学生收集分析信息的能力、逻辑思维能力等都有很大帮助，是培养学生的生命观念、社会责任的良好载体。充分挖掘科学史的内涵，设计科学史的高效教学，任重道远。

参考文献：

[1]胡卫平：思维型教学的六个基本环节该如何有效落实？（源自网络）.2A6D48F3-B6E9-4858-A24A-77A9CE883EA3