生命的誕生教學(xué)設(shè)計(jì)
生命的誕生教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1.能夠描述“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)行分析和推測(cè)的能力；
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.重點(diǎn)：描述“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)：描述“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)閱讀科普書籍了解生命起源的各種觀點(diǎn)
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
教師：（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)問題，我們的祖先曾經(jīng)有這樣的傳說(shuō)�！八渍f(shuō)天地開辟，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)，地球上本沒有人，女媧用黃土捏泥人。
教師：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。教師：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)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(dòng)的事例，還配合了教師提供的錄像。）
小組1：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(這是目前一般接受的學(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)生熱核反應(yīng)，釋放出巨大的能量，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)大氣層不同于現(xiàn)在地球的大氣層，它是沒有氧氣、氮?dú)獾�，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(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)行了一項(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)家便也開始進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)，他們都證實(shí)了米勒的實(shí)驗(yàn)。到1968年，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)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)不懷疑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。假如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)胞的結(jié)構(gòu)。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，現(xiàn)在還沒有人能說(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，還要行星到恒星的距離恰到好處、有水存在、與地球有類似的化學(xué)組成。計(jì)算表明，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，能夠進(jìn)化到高科技水平，并能發(fā)射無(wú)線電波的行星，大概只有250萬(wàn)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(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)行有效的聯(lián)系。
教師：同學(xué)們準(zhǔn)備充分，發(fā)言全面，帶我們領(lǐng)略了宇宙的神奇奧妙，也讓我們?yōu)楦鲊?guó)科學(xué)家的精彩研究而感嘆。我們經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，也將掌握這些科學(xué)研究方法，去探索更多的奧秘。
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，以提高學(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。教師在創(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)家的貢獻(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)生能夠更好地理解科學(xué)的本質(zhì)。
這樣設(shè)計(jì)是依據(jù)如下論述：“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)，所以從原則上講，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)，因而在他們被檢驗(yàn)過(guò)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(jìn)化的細(xì)節(jié)和全球變暖問題），新的證據(jù)一旦出現(xiàn)很可能要導(dǎo)致現(xiàn)有概念的變化或當(dāng)前沖突的解決。在信息依然支離破碎的情況下，科學(xué)概念不完整是一種正常現(xiàn)象，不過(guò)這也是取得重大突破的機(jī)會(huì)。”
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