地球上生命的起源教學(xué)設(shè)計(jì)

.#:第7頁(yè)地球上生命的起源教學(xué)設(shè)計(jì)第一節(jié)地球上生命的起源教學(xué)目的1.可以描繪“化學(xué)起源說(shuō)〞中關(guān)于生命起源的過(guò)程;2.關(guān)注生命起源的不同觀點(diǎn)，以及新的研究進(jìn)展;3.解釋米勒實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理及結(jié)果，鍛煉運(yùn)用證據(jù)和邏輯進(jìn)展分析和推測(cè)的才能;教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.重點(diǎn)：描繪“化學(xué)起源說(shuō)〞中關(guān)于生命起源的過(guò)程、關(guān)注生命起源的各種觀點(diǎn)。2.難點(diǎn)：描繪“化學(xué)起源說(shuō)〞中關(guān)于生命起源的過(guò)程。課前準(zhǔn)備1.有關(guān)宇宙起源、星系形成和生命起源假說(shuō)的視頻資料2.學(xué)生課前通過(guò)閱讀科普書籍理解生命起源的各種觀點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)老師活動(dòng)導(dǎo)入：世界各地關(guān)于生命起源的神話傳說(shuō)閱讀資料展示?圣經(jīng)?片段和“女媧造人〞、“自然發(fā)生說(shuō)〞的古文，將學(xué)生帶入悠遠(yuǎn)而神秘的氣氛，引導(dǎo)學(xué)消費(fèi)生興趣原始地球的形成學(xué)生代表介紹宇宙大爆炸、星云假說(shuō)，其余學(xué)生根據(jù)資料總結(jié)原始地球狀況幫助學(xué)生代表準(zhǔn)備發(fā)言，提供視頻和圖片資料，指導(dǎo)學(xué)生推理、總結(jié)米勒實(shí)驗(yàn)證明了原始地球可以產(chǎn)生生命起源所必須的小分子的有機(jī)物觀察米勒實(shí)驗(yàn)的裝置，分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理和結(jié)果提供視頻資料，指導(dǎo)學(xué)生觀察、分析，簡(jiǎn)單講解有關(guān)化學(xué)知識(shí)從有機(jī)物到細(xì)胞的過(guò)程觀察小實(shí)驗(yàn)和圖片，推理想象將幾滴油滴入水中，振蕩食管，讓學(xué)生觀察經(jīng)久不散的小油滴。簡(jiǎn)單講解由有機(jī)物組成細(xì)胞的可能性。生命起源的其它觀點(diǎn)學(xué)生代表交流發(fā)言，介紹生命起源的其它觀點(diǎn)。其它學(xué)生分析這些觀點(diǎn)分別有什么證據(jù)支持，又有什么證據(jù)反對(duì)組織學(xué)生交流，提供視頻資料教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)老師：〔通過(guò)圖片展示廣袤的宇宙、絢麗的銀河、燦爛的太陽(yáng)系行星、蔚藍(lán)的地球……〕廣袤宇宙有無(wú)數(shù)的星體，然而只有我們蔚藍(lán)的地球母親孕育了千姿百態(tài)的生命。這些生命是怎樣來(lái)到這地球上的呢?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，我們的祖先曾經(jīng)有這樣的傳說(shuō)?！八渍f(shuō)天地開拓，未有人民，女媧摶黃土作人。劇務(wù)，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(xué)為大家解釋一下?學(xué)生：說(shuō)開天辟地以來(lái)，地球上本沒(méi)有人，女媧用黃土捏泥人。老師：很好，那么什么叫“劇務(wù)〞，又什么是“引繩于泥中，舉以為人〞呢?學(xué)生：大概是太勞累了，就用繩子浸在泥里，再舉起來(lái)，甩出的泥點(diǎn)變成人。老師：看來(lái)我們的同學(xué)們知識(shí)很淵博呀，那么，今天的科學(xué)家們對(duì)生命起源又有什么見解呢?〔按照事先抽簽的順序進(jìn)展小組發(fā)言。下面是發(fā)言的提綱，真正發(fā)言中不僅有形象生動(dòng)的事例，還配合了老師提供的錄像?！承〗M1：我們小組負(fù)責(zé)介紹“宇宙起源〞這部分內(nèi)容。根據(jù)“宇宙大爆炸〞的理論〔這是目前一般承受的學(xué)說(shuō)〕，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(yùn)動(dòng)著，并且緩慢地收縮，逐漸形成了一個(gè)密度較大的實(shí)體。由于收縮時(shí)磨擦產(chǎn)生的熱量，溫度繼續(xù)上升，直到在高溫下發(fā)生熱核反響，釋放出宏大的能量，這時(shí)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(tuán)塊。這就是行星的形成。小組2：我們小組來(lái)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(guò)程中溫度很高，所以當(dāng)?shù)厍虮韺訙囟戎饾u下降時(shí)就表現(xiàn)為頻繁的火山活動(dòng)?；鹕絿姲l(fā)出的氣體，形成了大氣層。這個(gè)大氣層不同于如今地球的大氣層，它是沒(méi)有氧氣、氮?dú)獾?，但有很多的水蒸汽。隨著地球外表溫度降低，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(fù)責(zé)匯報(bào)“米勒實(shí)驗(yàn)〞：1953年，斯坦利·米勒在玻璃儀器里模擬原始地球條件進(jìn)展了一項(xiàng)試驗(yàn)：〔用動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)儀器〕。一個(gè)星期后他檢測(cè)出很多簡(jiǎn)單的有機(jī)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(jiǎn)單的，也是在各種蛋白質(zhì)中最常見的。小組4：我們匯報(bào)“其它生物學(xué)家的研究〞：米勒試驗(yàn)結(jié)果公布后，許多生物學(xué)家便也開場(chǎng)進(jìn)展同樣的實(shí)驗(yàn)，他們都證實(shí)了米勒的實(shí)驗(yàn)。到1968年，蛋白質(zhì)構(gòu)造中的每一種重要的氨基酸，都用這樣的實(shí)驗(yàn)制成了。美籍西班牙生物化學(xué)家胡安·奧羅于1961年和1962年實(shí)驗(yàn)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)不疑心生命所必需的所有化學(xué)物質(zhì)，都可以在早期地球的海洋中被制造出來(lái)。小組5：我們匯報(bào)的題目是“從有機(jī)物到原始生命〞：當(dāng)科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)定原始地球可以形成簡(jiǎn)單有機(jī)物，就推斷經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間，這些簡(jiǎn)單有機(jī)物就可能形成脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜的有機(jī)物。他們浸泡在原始海洋中，可能形成小泡。假設(shè)小泡中恰好包住了蛋白質(zhì)、核酸及其它物質(zhì)的適當(dāng)混合物，就可能形成類似原核細(xì)胞的構(gòu)造。但是這些過(guò)程完全都是推測(cè)，有些科學(xué)家做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，如奧巴林的“微球體〞實(shí)驗(yàn)和?？怂沟摹邦惖鞍踪|(zhì)〞實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中都還有疑點(diǎn)。所以，關(guān)于有機(jī)物如何形成生命的，如今還沒(méi)有人能說(shuō)明白。小組6：我們匯報(bào)的內(nèi)容是“宇宙中的生命〞：首先，類似太陽(yáng)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，還要行星到恒星的間隔恰到好處、有水存在、與地球有類似的化學(xué)組成。計(jì)算說(shuō)明，在上述400億顆單星中，充其量也只有100萬(wàn)顆的周圍有能使生命進(jìn)化到高級(jí)階段的行星。不過(guò)每顆行星上的生命應(yīng)當(dāng)處于不同的進(jìn)化階段。經(jīng)過(guò)科學(xué)家計(jì)算，可以進(jìn)化到高科技程度，并能發(fā)射無(wú)線電波的行星，大概只有250萬(wàn)顆。假如它們均勻地分布在銀河系中，那么相鄰兩顆之間的間隔約為4600光年。因此我們認(rèn)為，宇宙中還有生命存在是完全可能的，但我們恐怕暫時(shí)無(wú)法同他們進(jìn)展有效的聯(lián)絡(luò)。老師：同學(xué)們準(zhǔn)備充分，發(fā)言全面，帶我們領(lǐng)略了宇宙的神奇微妙，也讓我們?yōu)楦鲊?guó)科學(xué)家的精彩研究而感慨。我們經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，也將掌握這些科學(xué)研究方法，去探究更多的奧秘。教學(xué)反思新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出：“義務(wù)教育階段的生物課程是國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的，以進(jìn)步學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)為目的的必修課程〞。而認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的基石。老師在創(chuàng)造性地處理教材的時(shí)候，應(yīng)充分注意有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)的教育內(nèi)容。在這一節(jié)的教學(xué)里，我有意識(shí)地組織學(xué)生補(bǔ)充了“宇宙大爆炸〞、“其它科學(xué)家的奉獻(xiàn)〞、“從有機(jī)物到細(xì)胞〞等科學(xué)假說(shuō)、實(shí)驗(yàn)，并特別強(qiáng)調(diào)“這些假說(shuō)只是一家之言，還有很多科學(xué)家提出了其它觀點(diǎn)〞，就是希望學(xué)生可以更好地理解科學(xué)的本質(zhì)。這樣設(shè)計(jì)是根據(jù)如下闡述：“由于所有的科學(xué)概念均依賴于實(shí)驗(yàn)和觀察的證實(shí)，所以從原那么上講，當(dāng)出現(xiàn)新的證據(jù)時(shí)，一切科學(xué)知識(shí)都可能發(fā)生變化。能量守恒定律和運(yùn)動(dòng)定律等科學(xué)核心概念已經(jīng)經(jīng)過(guò)了廣泛的證實(shí)，因此在他們被檢驗(yàn)過(guò)的那些領(lǐng)域