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《生物进化的原因》教案

教学目标及教学重点、难点

教学目标：

1.模拟保护色的形成过程，分析生物进化的原因。

2.概述自然选择学说的主要内容，认同生物进化的基本观点。

教学重点：

概述自然选择学说的主要内容。

教学难点：

模拟保护色的形成过程。

教学过程(表格描述)

教学环节

主要教学活动

设置意图

导入

示影片《侏罗纪世界》、《冰河世纪》插图，设问：恐龙、剑齿虎、猛犸象，这些动物现在只能在电影中看到，为什么这些曾在地球上称霸一时的动物们现在销声匿迹了呢？在生物进化的漫长历史中，有些生物种类绝灭了，而新的生物种类又不断产生？那么，推动生物进化的原因是什么呢？我们今天就来学习《生物进化的原因》

通过学生喜爱的影片激发学生的兴趣与探索欲望

1.探索桦尺蛾的体色变化之谜

现象：示1850-1950年间英国曼彻斯特地区桦尺蛾工业黑化的图文资料

问题：桦尺蛾体色变化的原因是什么？

引导学生猜测，作出假设。

示科学家的假设1：桦尺蛾的黑化是在污染物的刺激下产生的。

引导学生使用“现象-假设-证据-验证”的方法进行科学研究。

示科学家用以验证假设1的实验：“煤渣喂养”实验、“有毒气体处理”实验。基于多个实验证据，这一假设最终被证明是错误的。

引导学生再一次观察与比较这两张照片，发现在被煤烟熏黑的树干上，深色桦尺蛾更不容易被发现。

示科学家（塔特）的假设2：“黑化”是随机产生的变异类型，由于鸟类不容易发现和捕食停在被煤烟熏黑的树干上的黑蛾，因此黑蛾数量逐渐增加。

分别介绍用以验证假设2的凯特威尔蛾的桦尺蛾标记重捕实验与麦克·马杰鲁斯的自然观察结果。凯特威尔的实验结果说明与环境颜色相似的蛾的生存机会更高，不过凯特威尔的实验并没有直接观察到鸟类在野外有选择性地捕食深黑色蛾或灰白色蛾，而是间接的推论。麦克·马杰鲁斯观察记录的结果则直接显示鸟类有选择的捕食是2002-2007年剑桥的深色蛾比例下降的一个主要因素。

问题解决：通过诸多科学家们的实验与观察，塔特的假设得到了验证，与环境颜色相似的桦尺蛾确实更具有生存优势。

引出保护色的定义——像桦尺蛾进化出的这种与周围环境相似的体色叫做“保护色”。引导学生使用线下、线上模拟实验模拟动物保护色的形成。

播放线上虚拟实验室中的模拟实验视频

引导学生思考实验过程中的细节与实验结果：

（1）一种青蛙有不同的体色，在生物学中被称为什么现象？

（2）浅绿色蛙的后代还是浅绿色，深绿色蛙的后代还是深绿色，这是什么现象？

（3）两种体色蛙的幸存者数量有什么变化规律？这与环境有什么关系？

通过对模拟实验过程与结果的分析，小结动物保护色的形成（生物进化）过程：

遗传与变异是生物进化的基础与前提，自然环境对有利变异进行选择，动物保护色的形成是经过一代又一代自然环境选择的结果。

第一部分总结：通过众多科学家的努力以及我们的模拟实验，通过“观察-假设-验证”的研究方法，桦尺蛾的保护色形成之谜终于得到了合理的解释。

采用桦尺蛾的体色变化之谜揭开过程这一科学史学习，将生物进化原因的研究具体化、直观化，并以“现象-假设-证据-验证”为主线组织素材，凸显科学方法的培养。并在科学史教学中让学生体会科学研究不是一帆风顺的，寻找答案的过程往往很曲折，需要坚持不懈的科学精神做支撑。

引入线上、线下的模拟实验，采用游戏化的教学方式，让学生进行体验式的学习，加深对自然选择过程的理解。

2.达尔文和他的进化思想

过渡：现在被人们普遍接受的进化理论是达尔文在1859年提出的自然选择学说，而对1850到1950年间曼彻斯特地区桦尺蛾工业黑化原因的解释正符合达尔文的自然选择学说。

引导学生进入第二部分的学习：达尔文和他的进化思想

介绍达尔文的生平，尤其是贝格尔号上长达五年的环球考察过程中的所见所闻对达尔文思想的改变。

事实1：在南美洲，达尔文发现了古犰狳的化石，它们与现代生活着的犰狳十分相似，但又有所不同。

观点1：这是否说明现代的动物是由古代的动物进化而来的呢？

事实2：加拉帕戈斯群岛上栖息着13种地雀，这些小鸟的共同祖先是从南美洲迁来的，但不同岛上的地雀各有其特点，其喙形和大小都与它们所吃的食物相适应。

观点2：物种可能是在不断朝着适应环境的方向变化着的。

事实3：人们饲养的动物和栽培的植物，都是从野生原种经过代代的精心选择和培育形成的。达尔文自己曾选择一些尾羽丰满的鸽子，通过杂交选育出尾羽呈巨大扇形的鸽子。

观点3：从人工选择的过程及结果中得到启发，达尔文深信，自然界中也一定存在着与人工选择相似的过程，即自然选择。

来自其他理论的启示：马尔萨斯的《人口论》中“为生存而斗争”的观点让达尔文想到自然界的生存斗争。

综合整理观点，形成理论：经过大量的观察和研究，达尔文提出了自然选择学说，并于1859年发表了《物种起源》这部巨著，提出了以自然选择学说为核