资源简介

《古代生物的多样性》
学校名称 执教老师
涉及学科 科学 教学对象 小学六年级
教材版本 教科版 课时数 1课时
学段 □学前教育 □特殊教育 小学 □初中 □高中
主题类别 □单学科大单元 □跨学科大单元 其他：项目学习
教学环境 □智慧学习环境 多媒体教学环境 □混合学习 □其他
学习 空间 教学设备 投影 一体机 □交互式白板 笔记本 □ 平板电脑 □录播 □其他
学生设备 □人手一台 小组一台 □同桌一台 □没有设备
桌椅模式 □单人单桌矩阵 □双人同桌矩阵 小组式圆桌矩阵
一、案例设计背景与目的
随着科学技术的日益进步，生命科学已分化出动物学、植物学、微生物学、人类学、免疫学、胚胎学、遗传学等分支，对义务教育阶段的学生来说，不必深入了解生命科学每一个子学科的理论，而应了解生命科学领域学习基本方法与思考方式，学习其中的科学精神和科学思想。因此《科学课程标准（2022年版）》面向生命科学领域凝练了四大核心概念--生命系统的构成层次、生物体的稳态与调节、生物与环境的相互关系、生命的延续与进化。 本案例《古代生物的多样性》属于教科版小学科学六年级下册第二单元的第6课时，聚焦《科学课程标准（2022年版）》“生命的延续与进化”这一核心概念。本领域内容学习有助于帮助学生逐渐理解生物通过生殖和遗传实现生命的延续和种族的繁衍，通过进化实现生命的发展这一生物学基本规律，掌握“遗传与进化”的科学概念、规律和观点，形成科学的自然观，树立真爱生命的情感态度。本课内容在整个单元中处于承上启下的作用，研究生物的多样性是为了更好地保护生物的多样性，同时也是为了保护我们人类自己。 《生物的多样性》单元结构 小学阶段，学生对遗传、变异、生存竞争、进化等概念还未能构建起较为全面和本质的认识，所以本内容要求仍是指导学生从现象层面初步了解化石和相关知识。因此本案例利用虚拟现实技术，分小组让学生通过虚拟技术观察已灭绝生物（恐龙、猛犸象）和当今大象，比较它们的异同，同时通过观察更多的化石标本，与现代生物的进行比较，使学生认识到很多在地球上不复存在的生物与现今存活的生物具有相似之处，从而搜集生物进化的相关证据，实施论证教学，让学生初步认识地球上几十亿年来存在过的生物激起发展历程，为进一步建构生物化科学观念做准备。
二、教学理念（如基于问题的学习、个性化学习、探究性教学、分层教学等）
深度学习理念 根据课程标准的要求：能依据收集到的化石资料开展讨论交流，能参与对遗传与进化研究的求证过程，因此根据深度学习理念，本案例注重在深度学习的过程利用最近发展区，把学生原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学生进行知识的处理和转化，指导学生搜集生物进化的相关证据，交流生物进化的不同该观点，实施论证教学，提升学生的批判性思维，提高学生的知识迁移与问题解决能力，培养学生的核心素养。 探究式学习理念 本案例以学生为中心，基于学生的认知水平和知识经验，注重教学细节，层层递进。教学设计中利用问题作为导向，引导学生在认识古代生物多样性的基础上，利用虚拟实验技术，让学生通过观察，与现今生物进行比较，推测古代生物特点及古代生物的生存环境，理解生物的遗传变异与环境的因素的共同作用导致了生物的进化。
三、教材与教学内容分析（划分知识点）
《古代生物的多样性》是教科版小学科学六年级下册《生物的多样性》单元的第6课，指向课程标准里的8.6中的“根据化石资料，举例说出已灭绝的生物；描述和比较灭绝生物与当今某些生物的相似之处”内容要求，要求学生能举例说出已灭绝生物和当今某些生物的相似之处，认识进化现象，能够通过直观的生物现象发现相关的规律，但不能理解生物的繁殖、进化、多样性的原因。此前，学生通过学习已经知道了地球上存在不同的生物，不同生物具有不同的特征，并且已经描述比较过生物后代和亲代的异同。本课的内容则落在“描述已灭绝的生物，并比较灭绝生物和当今某些生物的相似之处”上。通过观察化石认识古生物，推导其与现存生物的关联，这些内容都可以以小组交流的形式展开学习，开展这些活动对学生来说有一定的困难，因此，应用虚拟实验技术，引导学生在虚拟环境与古代生物互动，增强学生的探究热情。通过探究学习总结得出古代生物的物种具有多样性，知道生物的遗传变异和环境共同作用导致了生物的进化。通过本案例的探究活动也有助于学生形成稳定与变化的跨学科概念。
四、教学目标（三维目标分类或学科核心素养分类）
根据《科学课程标准（2022年版）》的学习内容要求和学业要求，本案例的教学目标设计如下： 科学观念：通过研究化石知道几种已灭绝的生物,认识古代生物的多样性。 科学思维：能够依据收集到的化石资料，推测一些古代生物与现存生物的相似之处，认识进化现象。 探究实践：利用VR实验系统进行观察、对比，依据收集到的化石资料开展讨论交流，比较古今生物的异同，参与对遗传与进化研究的求证过程。 态度责任：意识到对古代生物的研究有助于我们认识生物及其地球环境的发展变化，体会科学研究的意义。
五、教学重难点
重点：根据化石信息分析出古代生物的多样性。 难点：通过观察比较、查阅资料等方法收集证据，参与对遗传与进化研究求证过程，写出相应的研究报告。
六、学习者特征分析
六年级的学生对恐龙及猛犸象的了解具有一定基础，也会很好奇，非常适合引导学生开展对古生物及其化石的研究活动。本课的活动主要是通过观察进行探索，需要学生具有一定的观察能力、根据相关证据论证能力和合作探究精神。
七、教学环境、工具及资源准备（包括硬件环境和软件资源）
我校建立一间先进的虚拟实验室，配置了15台便携式一体机，并配有带追踪反光点3D跟踪眼镜及非跟踪转换眼镜，以及支持对虚拟对象进行3个自由度坐标轴移动及3个自由度坐标轴的转动的触控笔，应用于科学教学，后又成为中央电教馆虚拟实验校，在使用虚拟设备上有了一定的经验。 根据本案例的设计，需要准备以下的教学资源：装有虚拟实验的笔记本电脑（学生小组学习使用）、教学课件、生物化石、记录表、放大镜等。 本案例使用的虚拟现实技术（VR）是Z-central极倍资源中心的资源(如下图）。
八、教学活动设计（一个或多个课时）
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 媒体资源设计意图
复习回顾 导入课题 复习前面学习内容，串联知识体系，引发思考。 知识串联：回顾旧知 2.提问及追问：引发思考 3.揭示主题 回顾之前的学习，思考问题。 本环节使用课件以图片的形式展示前面的三节的学习主要内容，直观地把知识串联起来，让学生有一个整体认识，明确本节课的学习任务。
聚焦问题 激发兴趣 了解化石，通过研究化石推测古代生物的特点。 引导学生认识化石，了解通过化石研究古生物特点的重要性。 阅读书本资料，认识化石，了解化石的作用。 本环节使用课件以图片展示，带领学生进入考古现场，认识化石。
探索交流 解决问题 分组探究古代生物（恐龙、猛犸象）的特点，收集证据，得到结论。 引导学生使用虚拟实验设备进行探究活动。 1.分组讨论，确定探究目标。 2.使用虚拟实验设备进行对古生物的化石进行探究。 本环节运用虚拟实验系统开展探究活动，应用虚拟实验系统让学生身临其境，收集恐龙和猛犸象化石资料，推测古代生物与现代生物的相似之处。
引导学生交流展示，运用搜集的证据开展辩证学习。 展示汇报，并回答以下问题： (1)通过研究猛犸象化石，你知道了猛犸象是怎样的？ (2)对比猛犸象和现在的大象，你们觉得猛犸象与哪种象更接近，为什么？ (3)请你们猜测，在我们广东省内有没有可能会发现猛犸象的化石？为什么？ (4)你们研究的是哪些恐龙化石？ (5)推测它们有什么特点？你们觉得它与现在的哪种生物相似？ 4.根据古生物的化石，推测地貌。在我们广东省内发现了这些化石，请各位考古学家，推测这三个地方在远古时代是什么地貌？ 5.思考问题，通过问题认识“进化”和“灭绝”。 问题：在上述的生物中有些在今天看不到了，有些还依然存活，你们认为是什么原因呢？ 展示汇报使用实物投影，让全班同学能清晰地了解其他同学所搜集的证据，有效地进行交流探讨，寻找答案，解决问题。 此环节使用课件以图片资料展示，让学生阅读图片的文字资料进行思考问题。
组织学生观察古生物化石从而认识更多的古生物。 探究活动二：阅读文字资料和观察古生物化石，认识更多的古代生物。 本环节使用电脑和古生物标本，放大镜等工具进行探究活动。通过观察更多古生物化石和阅读有关古生物的电子资料，认识更多的古生物，使学生加深了对古代生物多样性的认识，打开了学生的视野，同时培养学生的阅读能力，为之后自制科学书和手抄报奠定了基础。
引导学生总结归纳得出古代生物具有多样性。 总结归纳：古代生物的具有多样性。
回顾整理 反思提升 1.研讨研究古生物的意义。 2.反思及评价。 引导学生整理归纳探究古生物的意义，反思与评价。 1.思考并回答问题：我们认识了这么多的古生物，你觉得研究古生物有什么意义呢？ 2.谈谈本次学习有什么收获。 3.对自己和小组其他成员进行评价。
知识拓展 布置作业 介绍课外阅读的书籍及有关化石的展览，布置实践作业。 介绍课外阅读的书籍及有关化石的展览，布置实践作业。 实践作业：到博物馆观察其他化石或者阅读相关书籍了解更多古生物知识，有兴趣的同学请自制科学书或手抄报。
九、教学流程图
本课先通过观察典型古生物化石，描述古生物的形态，推测古生物的生存环境；比较其与现代生物的异同，认识古代生物的多样性，让学生理解现存生物都是由古生物进化来的，从而对遗传变异现象在生物中的作用进行一定的了解，理解对古生物化石研究的重要意义。最后在拓展部分让学生去博物馆观察其他化石或者阅读相关书籍了解更多古生物知识，自制科学书或手抄报，拓展学生的视野。通过观察化石认识古生物，推导其与现存生物的关联。本案例的教学流程如下图： 本课设置的问题链：
十、学习评价设计
1.本案例《在科学标准》指导下，其强化过程评价，重视“教-学-评”一体化关注学生在探究或称中的真实表现与思维活动。 教学目标（教）学习任务（学）成果评价（评）目标1：在观察古代生物猛犸象化石探究活动中，学生能举例说出已灭绝生物（猛犸象）和当今大象的相似之处，认识进化现象。 目标2：在观察恐龙化石和观察更多的古生物化石的探究过程中，学生能总结归纳出古代生物是多种多样的。 目标3：运用考古学家探究古代生物的科学方法（观察、对比、推测），学生能根据化石特点推测出古时代的地形地貌及古生物的生存环境，认识生物的遗传变异和环境变异共同作用产生进化。任务1： 对比猛犸象和现在的大象，你们觉得猛犸象与哪种象更接近，为什么？ 任务2：请你们猜测，在我们广东省内有没有可能会发现猛犸象的化石？为什么？ 任务3：你们研究的是哪些恐龙化石？推测它们有什么特点？你们觉得它与现在的哪种生物相似？ 任务4：请看这三则新闻报道，在我们广东省内发现了这些化石，请各位考古学家，推测这三个地方在远古时代是什么地貌？ 任务5：总结全课，即时评价，对自我的学习情况进行评价总结。 优秀：能根据化石特点与当今某些动物比较，他们之间的相似之处，并能根据化石的特点推测古生物生存环境的特点，并与当今动物进行联系，理解生物的遗传变异和环境变异共同作用产生进化。 良好：能找出古生物与当今某些动物的相似之处，根据古生物的特点推测古生物的生存环境，了解生物的遗传变异和环境变异共同作用产生进化。 合格：能找出古生物化石的特点，知道生物的遗传变异和环境变异共同作用产生进化。
学习效果评价
十一、教学创新与亮点特色
1.研读课标，根据学生认知规律，设计真实场景，进行大单元设计 本单元的主要学习的内容是生物的多样性，首先了解古今生物的多样性是由于遗传和变异的原因，知道生物的遗传变异和环境的因素的共同作用导致了生物的进化，然后提出如何保护生物的多样性，培养学生爱护环境，爱护生物的意识。基于新课标的要求，教学要有大单元设计的意识，而且从学生的认知来看每一节课不是单独的，而是有一定的学习支架形成的，因此在导入部分通过复习巩固“由于遗传和变异我们身边才会存在多种多样的生物“，然后提出“古代生物是不是和现代生物一样也是多种多样的？”的问题，利用这个问题引导学生在之前学习相关内容的基础上进行思考，快速进入本课的探究活动。 根据教材的内容和课程标准的要求，本课的内容落在“描述已灭绝的生物，并比较灭绝生物和当今某些生物的相似之处”上，要求学生根据已灭绝生物的特征与现在的生物进行比较，寻找它们的相似之处，并根据相关证据，交流生物进化的不同观点。因此我把这节课设计成阅读交流课，把学生分成两大组，分别阅读恐龙和猛犸的象的资料，根据资料收集证据，展开讨论，以此培养学生的阅读归纳推理能力。 2.调整主题，进行项目研究，结合虚拟实验技术，把学生带入到真实的场景中开展沉浸式学习 古生物所存在的时代对于学生来说很陌生，如何让学生能够沉浸主题开展论证教学习是一个难点，因此我对教材的主题进行调整，把课程主题改为“我们的考古之行--探究古代生物的多样性”，让学生以考古学家身份进入考古现场，结合我校的虚拟实验技术，把学生带入到真实的场景中开展沉浸式学习。 为了让学生了解更多地古生物，增加一个观察化石标本的环节，如果只是让学生阅读文本资料，学生会觉得单调，那么在交流总结后，让学生动手观察化石，拉近古生物与学生的距离，推动学生学习的热情至高潮，在热情高涨的情景中认识更多的古生物，总结出古生物与现在生物一样，也是多种多样的，这样记忆深刻，容易达成教学目标。 3.设计问题链引导思考，培养学生的辩证思维，深入理解生物的遗传与进化的内涵 如何让学生能根据收集的资料提取生物信息，归纳总结出古代生物据有多样性，深入理解生物的遗传与进化的内涵。通过多次调整，我最后采用通过不断的提问、追问引导学生思考和理解。如在交流分享到阶段提出“你通过分析资料，发现猛犸象是怎样的呢？”，“请根据你的理解，猜想在广东地区能否挖掘出猛犸象的化石？为什么？“最后再追问“通过比较猛犸象与现在大象的特征，你认为猛犸象与现在的哪种象较接近，为什么？“通过问题的层层递进，让学生能根据资料总结出猛犸象的特点以及根据比较推测出猛犸象与现代大象的相似之处，培养学生论证思维。 4.根据学习内容及学生情况设计拓展任务，延续学生的探究热情。 本课原本安排的拓展任务是制作化石模型，考虑课堂的时间有限，制作模型的时间较长，因此改变拓展任务，从身边的事物入手，让学生参观博物馆或阅读科普书籍，结合自己的所看所思所想制作自己的科学书或手抄报，从而进一步认识古生物。
十二、教学案例反思
本课教学设计遵循了面向“面向全体学生，立足素养发展，激发学生学习动机，加强探究实践，重视综合评价，促进学生发展”的理念，根据教师课堂观察及学生的表现，学生对这种多技术融合的课堂非常感兴趣，教学效果很好，学生参与度高。 教学中以创设真实情景，问题引导、直观教学为主要教法，将虚拟实验系统，实物投影、图片等技术工具与资源融入教学，以小组合作和自主探究为主要学法，体现学生的主体地位，引导学生进入虚拟的远古时期，探索生活在480万年前的猛犸象、生活在2亿年前的恐龙，以及远古的各种生物并对比当今的生物，认识进化的过程。通过以上的教学手段引导学生完成探究活动，达到预期的效果。 纵观整节课还存在不足之处，教师还需要精进在各个环节对学生的引导、提问，实现更积极、有效的指导，对于学生评价方面还要继续加强，设计好评价表以达到本课的评价目的。
十三、案例推广办法与经验总结
推广办法： 三地联合教研：本案例在小学科学虚拟实验教学研讨活动暨广州、龙岩、毕节科学学科联合教研中展示，帮助其他老师了解更多的信息技术，结合实际运用到自己的课堂中。 作为研讨课进性案例学习和理论知识学习，科组内再上研讨课，促进教师再学习后进性实践。 通过教学资源平台进性推广展示，其他教师进性教学观摩、讨论、交流，研讨学习课例中的信息技术手段，并运用到自己的课堂中。 经验总结： 1.研读课程标准，分析教材； 2.多看优质课例，互相学习探讨，讲课例中的可行之处运用到自己的课堂中； 3.情景教学，激发学生探索兴趣，提供自主学习机会，培养自主参与和意识能力。
注：要求撰写设计方案时，语言精练、内容准确，尽可能图文并茂，附上图片、表格、链接等材料。

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