生命的誕生教學設計
生命的誕生教學設計
教學目標
1.能夠描述“化學起源說”中關(guān)于生命起源的過程；
2.關(guān)注生命起源的不同觀點，以及新的研究進展；
3.解釋米勒實驗的設計原理及結(jié)果，鍛煉運用證據(jù)和邏輯進行分析和推測的能力；
教學重點和難點
1.重點：描述“化學起源說”中關(guān)于生命起源的過程、關(guān)注生命起源的各種觀點。
2.難點：描述“化學起源說”中關(guān)于生命起源的過程。
課前準備
1.有關(guān)宇宙起源、星系形成和生命起源假說的視頻資料
2.學生課前通過閱讀科普書籍了解生命起源的各種觀點
教學過程設計
教師：（通過圖片展示廣袤的宇宙、絢麗的銀河、燦爛的太陽系行星、蔚藍的地球??）廣袤宇宙有無數(shù)的星體，然而只有我們蔚藍的地球母親孕育了千姿百態(tài)的生命。這些生命是怎樣來到這地球上的呢？
關(guān)于這個問題，我們的祖先曾經(jīng)有這樣的傳說。——“俗說天地開辟，未有人民，女媧摶黃土作人。劇務，力不暇供，乃引繩于泥中，舉以為人。故富貴者，黃土人；貧賤者，引繩人也。”（引自《太平御覽》卷七八）
哪位同學為大家解釋一下？
學生：說開天辟地以來，地球上本沒有人，女媧用黃土捏泥人。
教師：很好，那么什么叫“劇務”，又什么是“引繩于泥中，舉以為人”呢？學生：大概是太勞累了，就用繩子浸在泥里，再舉起來，甩出的泥點變成人。教師：看來我們的同學們知識很淵博呀，那么，今天的科學家們對生命起源又有什么見解呢？
（按照事先抽簽的順序進行小組發(fā)言。下面是發(fā)言的提綱，真正發(fā)言中不僅有形象生動的事例，還配合了教師提供的錄像。）
小組1：我們小組負責介紹“宇宙起源”這部分內(nèi)容。根據(jù)“宇宙大爆炸”的理論(這是目前一般接受的學說)，150億年前宇宙發(fā)生了大爆炸，爆炸噴射出了由氫和氦組成的星云，星云旋轉(zhuǎn)運動著，并且緩慢地收縮，逐漸形成了一個密度較大的實體。由于收縮時磨擦產(chǎn)生的熱量，溫度繼續(xù)上升，直到在高溫下發(fā)生熱核反應，釋放出巨大的能量，這時就形成了一顆恒星。在恒星周圍還有大量的氣體和塵埃，它們彼此吸引、碰撞而聚合成為小的團塊。這就是行星的形成。小組2：我們小組來介紹原始地球的情況：根據(jù)第一小組介紹的宇宙爆炸的理論，地球逐漸收縮過程中溫度很高，所以當?shù)厍虮韺訙囟戎饾u下降時就表現(xiàn)為頻繁的火山活動。火山噴發(fā)出的氣體，形成了大氣層。這個大氣層不同于現(xiàn)在地球的大氣層，它是沒有氧氣、氮氣的，但有很多的水蒸汽。隨著地球表面溫度降低，大氣層中的水蒸汽冷卻形成雨水降落到地面上，雨水在地殼下陷及低落處聚集而成原始的海洋。原始海洋鹽分很低，但溶解了大量的甲烷等火山噴發(fā)出的物質(zhì)。
小組3：我們組負責匯報“米勒實驗”：1953年，斯坦利·米勒在玻璃儀器里模擬原始地球條件進行了一項試驗：（用動畫展示實驗儀器）。一個星期后他檢測出很多簡單的有機物，包括氰化氫、尿素，最重要的是：米勒還在他的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)了甘氨酸和丙氨酸，這是所有氨基酸中最簡單的，也是在各種蛋白質(zhì)中最常見的。
小組4：我們匯報“其它生物學家的研究”：米勒試驗結(jié)果公布后，許多生物學家便也開始進行同樣的實驗，他們都證實了米勒的實驗。到1968年，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的每一種重要的氨基酸，都用這樣的實驗制成了。美籍西班牙生物化學家胡安·奧羅于1961年和1962年實驗生成了嘌呤、核糖和脫氧核糖，這是DNA和RNA的組成成分。1967年波南帕魯瑪又合成了一種屬于“卟啉”類的分子，而綠色植物中極重要的葉綠素分子也屬于卟啉類。至此，人們已經(jīng)不懷疑生命所必需的所有化學物質(zhì)，都可以在早期地球的海洋中被制造出來。
小組5：我們匯報的題目是“從有機物到原始生命”：當科學家通過實驗認定原始地球可以形成簡單有機物，就推斷經(jīng)過漫長的時間，這些簡單有機物就可能形成脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等復雜的有機物。他們浸泡在原始海洋中，可能形成小泡。假如小泡中恰好包住了蛋白質(zhì)、核酸及其它物質(zhì)的適當混合物，就可能形成類似原核細胞的結(jié)構(gòu)。但是這些過程完全都是推測，有些科學家做了相關(guān)的實驗，如奧巴林的“微球體”實驗和福克斯的“類蛋白質(zhì)”實驗，但在實驗設計中都還有疑點。所以，關(guān)于有機物如何形成生命的，現(xiàn)在還沒有人能說明白。小組6：我們匯報的內(nèi)容是“宇宙中的生命”：首先，類似太陽的恒星在銀河系內(nèi)1000億顆，其中單星大約是400億顆。假定所有單星都帶有行星，還要行星到恒星的距離恰到好處、有水存在、與地球有類似的化學組成。計算表明，在上述400億顆單星中，充其量也只有100萬顆的周圍有能使生命進化到高級階段的行星。不過每顆行星上的生命應當處于不同的進化階段。經(jīng)過科學家計算，能夠進化到高科技水平，并能發(fā)射無線電波的行星，大概只有250萬顆。如果它們均勻地分布在銀河系中，則相鄰兩顆之間的距離約為4600光年。因此我們認為，宇宙中還有生命存在是完全可能的，但我們恐怕暫時無法同他們進行有效的聯(lián)系。
教師：同學們準備充分，發(fā)言全面，帶我們領(lǐng)略了宇宙的神奇奧妙，也讓我們?yōu)楦鲊茖W家的精彩研究而感嘆。我們經(jīng)過學習，也將掌握這些科學研究方法，去探索更多的奧秘。
教學反思
新課程標準中明確指出：“義務教育階段的生物課程是國家統(tǒng)一規(guī)定的，以提高學生生物科學素養(yǎng)為目的的必修課程”。而認識科學的本質(zhì)，是學生科學素養(yǎng)的基石。教師在創(chuàng)造性地處理教材的時候，應充分注意有利于學生認識科學本質(zhì)的教育內(nèi)容。在這一節(jié)的教學里，我有意識地組織學生補充了“宇宙大爆炸”、“其它科學家的貢獻”、“從有機物到細胞”等科學假說、實驗，并特別強調(diào)“這些假說只是一家之言，還有很多科學家提出了其它觀點”，就是希望學生能夠更好地理解科學的本質(zhì)。
這樣設計是依據(jù)如下論述：“由于所有的科學概念均依賴于實驗和觀察的證實，所以從原則上講，當出現(xiàn)新的證據(jù)時，一切科學知識都可能發(fā)生變化。能量守恒定律和運動定律等科學核心概念已經(jīng)經(jīng)過了廣泛的證實，因而在他們被檢驗過的那些領(lǐng)域似乎不大容易發(fā)生變化。在那些數(shù)據(jù)尚不完整，理解尚不充分的領(lǐng)域（例如人類進化的細節(jié)和全球變暖問題），新的證據(jù)一旦出現(xiàn)很可能要導致現(xiàn)有概念的變化或當前沖突的解決。在信息依然支離破碎的情況下，科學概念不完整是一種正常現(xiàn)象，不過這也是取得重大突破的機會。”
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