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第三节　生物进化的原因
本节旨在引导学生超越“生物如何进化”的描述性认知，深入探究其内在动力与机制。教材编排遵循“现象—探究—理论—反思”的科学认知规律：首先以“海岛昆虫”和“桦尺蛾体色变化”这两个经典实例创设问题情境，激发学生思考；继而通过“模拟保护色的形成过程”实验探究，让学生亲身体验自然选择的动态过程，将抽象理论转化为可感知的实践活动；在此基础上，教材系统介绍了达尔文的自然选择学说，并以其对长颈鹿长颈进化的解释为例，阐述了“过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存”四大要点；最后，教材通过“思维训练”环节对长颈鹿的例子提出合理质疑，并引入性选择等现代进化理论观点，深刻揭示了科学理论的开放性和发展性。本节内容完美实现了从事实到理论、从接受知识到批判性思考的飞跃。
学生已经了解了生物进化的历程和证据，对“进化”有了初步的概念，但对于“为什么会进化”，即其内在驱动力，仍感到抽象和困惑。他们可能从科普读物中听说过“物竞天择，适者生存”，但对其具体内涵和运作机制理解不深，甚至可能产生“生物为适应而主动变异”的拉马克式误解。学生已具备一定的逻辑推理和数据分析能力，热衷于参与动手实验和角色扮演活动。然而，他们对“概率”“种群基因频率变化”等微观的、统计性的概念接触较少。因此，教学需充分利用有趣的实例和模拟实验，将自然选择过程可视化、可操作化，让学生在活动中自己建构起核心概念。同时，要引导他们辩证地看待经典理论，初步接触现代进化理论的发展，培养其科学质疑精神。
生命观念 1.初步形成基于自然选择学说的生物进化观，理解“适应”是自然选择的结果，而非生物主动意愿的产物。 2.能用自然选择学说解释生物界的适应性和多样性现象。
科学思维 1.能够分析桦尺蛾等实例，推断自然选择在其中发挥的作用。 2.能够通过模拟实验的数据，分析保护色的形成过程，并据此推断自然选择的基本原理。 3.能够对经典解释提出合理质疑，并尝试从不同角度（如性选择）解释生物现象。
探究实践 1.体验“作出假设—制定计划—实施计划—得出结论—讨论交流”的完整探究过程。 2.理解模拟实验是研究无法直接观察的宏观、漫长过程的重要科学方法。
态度责任 1.认识到科学理论是不断发展和完善的，培养敢于质疑、严谨求实的科学态度。 2.明确自然选择学说适用于生物界，不能简单套用于人类社会，树立正确的社会历史观。
教学重点：达尔文自然选择学说的主要内容；通过实例和模拟实验理解自然选择是生物进化的主要原因。
教学难点：理解自然选择学说中“过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存”四个要点之间的逻辑关系（突破策略：使用概念图进行梳理，结合多个实例分析）；理解“适应”是自然选择的结果，而非原因，并理性看待对经典理论的质疑与发展（突破策略：通过模拟实验的数据分析逆向推理，开展“学术辩论”）。
教师准备：多媒体课件（包含海岛昆虫图、曼彻斯特地区环境对比图、桦尺蛾图、雷鸟换羽图、长颈鹿争论资料）；“模拟保护色形成”实验材料（多种颜色的正方形彩纸或布、100张以上各种颜色的小纸片、数据记录表）；自然选择四大要点概念卡片。
学生准备：预习教材P63～68内容；以小组为单位（5～6人），明确分工（组长、记录员、捕食者等）。
一、导入新课
多媒体展示“经常刮大风的海岛上无翅或残翅昆虫特别多”的图片：
请同学们大胆猜测一下，为什么在这个海岛上，无翅或残翅的昆虫反而成了优势类型？（引导学生从“大风”环境角度思考：有翅的容易被吹走淹死，无翅或残翅的反而存活下来）
环境是如何“筛选”出这些适应性的特征的？这背后隐藏着怎样的普遍规律？今天，我们就通过一个著名的案例，来揭开生物进化原因的神秘面纱。
二、探究新知
探究一　实例分析——桦尺蛾的工业黑化
教师图文并茂地讲述英国曼彻斯特地区桦尺蛾在1850年前后（浅色多）和1950年前后（深色多）的体色变化故事，突出环境从“林木葱茏”到“烟熏树皮”的改变。介绍科学家所做的观察实验（放出等量、不同体色的桦尺蛾，鸟捕食后浅色桦尺蛾所剩无几）。
引导学生分析讨论：(1)1850年前后，为什么浅色桦尺蛾多？
(2)1950年前后，为什么变成了深色桦尺蛾多？
(3)驱动这种变化的关键力量是什么？
提示：(1)环境色浅，浅色体色是保护色。
(2)环境变深，浅色桦尺蛾易被捕食，深色桦尺蛾存活并繁殖后代更多。
(3)环境变化→鸟的捕食→不同体色个体的存活率差异。
教师过渡：讲述“保护色”的概念，并提问：保护色是天生的吗？它是如何形成的？
探究二　模拟实验——见证保护色的诞生
教师提问：动物的保护色是怎样形成的？
引导学生阅读教材P64～66“实验·探究”中的步骤，组织学生分小组开展相应活动，教师明确注意事项（“捕食者”不要特意寻找，需要快速随机抓取）。各小组领取材料，严格按照步骤进行5代模拟。记录员认真填写数据记录表。
实验结束后，各组汇报数据，思考：(1)第五代中，哪种颜色的“幸存者”最多？
(2)第一代和第五代之间，“幸存者”数目有何变化？
(3)是否所有颜色都有“幸存者”？
提示：(1)与背景色颜色相近的“幸存者”幸存数目最多。
(2)某一种颜色显著增加，其他减少甚至消失。
(3)不一定，取决于初始变异和选择强度。
师生总结：保护色是环境对生物不定向变异进行定向选择的结果。与环境色彩相似的个体更易生存和繁殖，经过多代积累，整个群体的体色就与环境趋于一致。
探究三　理论建构——自然选择学说
教师过渡：我们的保护色模拟实验，其实完美再现了达尔文自然选择学说的核心思想。
教师以桦尺蛾为例，结合模拟实验数据，动态阐释自然选择学说的四个要点及其逻辑关系：①过度繁殖：桦尺蛾能产生大量后代（模拟实验中的大量小纸片）。②生存斗争：食物、空间有限，还有天敌（鸟）的捕食。③遗传和变异：后代既有浅色也有深色（小纸片颜色的差异）。④适者生存：在污染的环境中，深色是有利变异，携带此变异的个体生存和繁殖的机会更多（深色小纸片幸存多，后代多），浅色个体被淘汰。
多媒体展示教材P67图6－25“长颈鹿的自然选择示意图”：
　　
引导学生尝试用自然选择学说的四个要点，解释长颈鹿长颈的形成。
探究四　思维训练——合理质疑与理论发展
教师过渡：然而，科学就是在质疑中前进的。对于长颈鹿长颈的解释，科学家提出了新的看法。
多媒体展示教材P68“思维训练”中的质疑理由：长颈鹿也取食不太高的灌木；高度不足三米的幼鹿也要取食，它们能存活；长颈不便等。详细介绍“性选择”假说——长颈帮助雄性争斗，胜者获得更多交配权。
组织学生分为两组讨论，你更倾向于哪种解释？自然选择（取食）还是性选择（求偶）？小组讨论后，派代表陈述理由。
教师引导学生思考：这两种观点是否绝对矛盾？（不一定，可能共同作用）它们是否都否定了自然选择？（没有，性选择是自然选择的一种特殊形式，都是“适者生存”，只是“适”的标准不同）
教师总结：达尔文理论是基石，现代综合进化理论在此基础上融合了遗传学等新知识，变得更加丰富。“质疑”是为了让科学更接近真理。
跨学科综合实践：
主题：《“未来生物”设计大赛：预测环境变化下的进化》
形式：小组项目式学习（周期：1～2周）
任务与学科融合：
(1)语文：撰写一篇短文，从该生物的视角讲述其种群的“进化故事”，并讨论人类活动对生物进化方向的巨大影响及其伦理责任。
(2)艺术：绘制“现在”与“未来”的生态环境对比图。
成果展示：举办“未来生物博览会”，每个小组展示其设计成果和故事，由师生共同投票评选出“最合理进化奖”“最具创意奖”等。
三、课堂小结
本节课通过海岛昆虫和桦尺蛾等实例，引导学生分析生物适应现象，理解自然选择的核心机制。借助模拟实验，学生直观体验了保护色的形成过程，认识到变异、遗传和环境选择在进化中的作用。通过探讨长颈鹿长颈成因的争议，学生体会到科学理论的发展性和思辨的重要性。最终总结出：进化是遗传、变异与自然选择共同作用的结果，环境对适应性特征进行定向选择，使种群不断演变和适应。
第三节　生物进化的原因
一、桦尺蛾的工业黑化原因：环境改变→天敌选择→群体体色改变
二、保护色的形成：环境对不定向变异进行定向选择
　三、达尔文自然选择学说：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存
四、理论的发展与质疑
案例：长颈鹿长颈成因（取食选择 VS 性选择）
启示：科学理论在质疑中发展完善
核心：生物通过遗传、变异和自然选择，不断进化
本节课的成功之处在于真正让学生成为了学习的主体和知识的建构者。“模拟保护色的形成”实验设计精巧，数据直观有力，使学生对自然选择的理解从“听故事”层面跃升到“亲历者”层面，教学效果显著。从实例到实验，再从实验上升到理论，最后对理论进行批判性思考的教学流程，符合学生的认知规律，有效地突破了教学重难点。最后的辩论环节将课堂推向高潮，培养了学生的科学思辨能力。
可能的不足在于，模拟实验的操作和数据记录需要较长时间，课堂节奏紧凑，需教师精准把控，对小组的合作效率要求较高。对于理解能力稍弱的学生，自然选择四个要点之间的逻辑关系仍需教师用更多比喻和实例进行反复强化。
跨学科实践项目“未来生物设计”极具前瞻性和趣味性，能极大地激发学生的创造力和综合应用能力，但需要引导学生确保其设计建立在合理的科学推理之上，而非天马行空的想象。总体而言，本节课是一节充分体现探究式教学理念、有效培养学生核心素养的成功课例。
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