李志珍
天津市实验中学滨海学校 300450
摘要:生物学教学强调对重要概念的理解。而渗透是潜移默化的一种教学方式,渗透进化观依托具体的生物学内容,并且需要与其它的教学策略结合使用。本文以“种群数量的变化”为例,尝试围绕本章节的重要概念进行问题设计渗透进化观,在渗透进化观的同时也帮助学生从进化观的角度理解本章节的重要概念。
关键词:进化观 重要概念 问题设计
1.研究的目的与意义
进化观的渗透有利于学生理解生命的本质,也是贯穿整个生物学领域的主线,生物进化的概念可以将大部分生物学知识构建成一个整体的框架,有助于学生从历史的角度分析生物学问题,教师围绕重要概念展开教学,选择合适的教学策略,进行合理的问题设计,既可以保证不偏离生物学的重要概念,又起到渗透观念的作用。
2.“种群数量的变化”中的重要概念
重要概念1: 可以用数学模型表示不同种群数量变化规律。
重要概念2: 种群数量受内在因素(出生率、死亡率、迁入率和迁出率)的影响,生物和非生物的外界因素通过内在因素起作用。
次要概念a: 在资源充裕环境适宜(既不存在自然选择)的条件下,种群数量变化呈现指数形式增长,即种群数量的“J”型曲线变化。
次要概念b :在环境和资源有限(存在自然选择)的条件下,种群数量经过一定时间的增长后趋于稳定, 即种群数量的“S”型曲线变化。
次要概念c :种群在生态系统可利用的生物资源和非生物资源决定了生态系统所能维持的种群大小(K值)。
次要概念d: 在自然条件下,种群数量趋于稳定后,在一定范围内波动变化。【1】【2】
3教学过程
3.1 围绕次要概念a设计问题,渗透进化观
渗透进化观:在学生形成次要概念a基础上通过问题串的问题渗透进化观,在渗透进化观的同时也能帮助学生对种群的数量变化有更深刻的理解。针对“J”型曲线进一步进行分析并提出问题串:
①“J”型曲线的形成应该具备哪些条件?同学们回答这是在理想条件下的种群数量变化
②在该条件下,你认为种群内的生存斗争激烈吗?存在过度繁殖的现象吗?
③既然不存在生存斗争,你认为存在自然选择吗?学生回答,没有淘汰,没有选择。
④假设具有A基因个体更加具有抗逆性,基因频率为0.6,a基因的基因频率为0.4,那么自由交配n代之后,种群的基因频率会如何变化?
⑤根据对以上问题的分析和推断,你认为理想条件下的该种群是否发生进化?学生推断理想条件下,没有发生进化。
综上总结:教师提供资料,学生总结种群数量变化规律,形成次要概念a,并以此为切入点,设计相关问题,渗透“自然选择在种群进化过程中发挥重要作用”的观点。
3.3 围绕次要概念b设计问题,渗透进化观
形成次要概念b:认识到在环境和资源有限的条件下,种群数量经过一定时间的增长后趋于稳定, 即种群数量的“S”型曲线变化。
教师继续进行追问在渗透进化观,并且为次要概念c的学习做出铺垫:
①种群数量变化出现“S”型曲线的原因是什么?学生回答,因为资源是有限的。
②在该条件下,你认为种群内的生存斗争激烈吗?学生回答,前期生存斗争是不激烈的,随着种群数量的增加,资源也消耗殆尽,代谢废物不能及时排出,种群的生存斗争会加剧。
教师的补充为次要概念c做铺垫:前期种群主要表现为种内互助,后期种内斗争逐渐明显。生物与生物之间,生物与环境之间相互作用,影响种群数量的变化。
③那这个种群是否存在自然选择呢?你认为哪些个体会存活下来?学生回答,由于资源有限,种群存在过度繁殖的倾向,生存斗争逐渐加剧,就有了自然选择。
④如果种群中具有A基因个体更加具有抗逆性,其基因频率为0.6,a基因的基因频率为0.4,基因频率会发生变化吗?学生回答,会发生改变。A基因的频率会增加,a基因的频率下降。
综上总结:教师提供资料,学生总结规律,学习次要概念b,并且以此为切入点,设计相关问题,引导学生在以种群作为研究对象时,在自然选择的作用下,基因频率会发生改变,适应环境的基因被种群保留并传递下去。
3.4 围绕次要概念c和d设计问题,渗透进化观
从进化角度提出问题,渗透共同进化的观点,加深学生对重要概念d的理解。
①兔子会被狐狸等天敌捕食,兔子的数量会如何变化?
学生回答:不会把兔子吃光。兔子的数量在一定范围波动。
②兔子会全部被狐狸吃光吗?为什么?
学生回答:兔子的种群数量会在K值附近波动。狐狸吃掉的是老弱病残的兔子,活下来的兔子是比较健壮的跑的比较快的。
教师补充:这对于兔子来讲,适者生存,不适者淘汰,这是自然选择。而狐狸只有跑的比较快才能抓住兔子,才能有能量的来源。这也是自然选择。兔子和狐狸在长期相互作用相互影响下达到共同进化,所以兔子的数量是在一定范围内波动的。
综上总结:学生从教师提供的资料总结出种群数量会出现波动,教师设计问题串,从进化观角度解释种群数量出现波动的原因,体现了教学中渗透进化观的意义。
4.总结反思
4.1学会建立与重要概念之间的联系,渗透“进化观”
教师渗透“进化观”要敢于创新,敢于打破章节限制。找到合适渗透进化观的切入点,建立与重要概念之间的合理联系,会形成事半功倍的效果。这对教师提出了更高的要求,不仅对进化观有一定的理解,对生物学核心概念之间的联系也必须清晰明确。
4.2设计问题串,可以促进学生“主动渗透”进化观。
设计合理的问题,可以帮助学生搭建进步的阶梯。学生从种群数量变化的数学模型直接跨越到进化与适应观的学习,是有一定难度的。教师精巧的问题设计,将一个比较难的问题,转换为几个简单的问题,学生就不会因为学习的难度存在一些内心的排斥与抵触,学生通过主动探究学习而获取的知识与能力才更容易被学生内化成自己的知识。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部. 普通高中生物课程标准(2017年版). 人民教育出版社,2017
[2]马会放, 刘恩山. 实验教学中围绕重要概念进行问题设计——以"种群数量的变化"为例[J]. 生物学通报, 2017, 52(001):25-29.