13自然選擇的證明宇宙的邊疆2023-2024學年高中語文選擇性必修下冊教師用書教學設計（統編版）學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容教材章節：第13課《自然選擇的證明宇宙的邊疆》

內容列舉：本節課選自2023-2024學年高中語文選擇性必修下冊（統編版），主要包括以下內容：

1.達爾文的自然選擇理論及其在科學史上的地位。

2.達爾文對生物進化機制的闡述，以及自然選擇在生物進化中的作用。

3.宇宙的邊疆概念，探討宇宙的起源、發展和未來。

4.宇宙學的基本知識，包括宇宙的膨脹、暗物質和暗能量等。

5.對比分析自然選擇與宇宙邊疆之間的相似性和差異性，探討它們在科學探索中的意義。核心素養目標分析1.語言建構與運用：通過分析課文中的科學論述，培養學生準確理解和運用科學術語的能力，提高其科學表達與論證水平。

2.思維發展與提升：引導學生運用批判性思維分析自然選擇理論和宇宙邊疆概念，培養其邏輯推理、抽象思考和創新能力。

3.文化傳承與理解：通過學習達爾文和宇宙學的發展歷程，增強學生對科學文化的理解，培養其尊重科學、追求真理的價值觀。

4.實踐參與與創新：鼓勵學生參與科學探究活動，運用所學知識解決實際問題，提升其實踐操作和創新能力。重點難點及解決辦法重點：

1.掌握達爾文自然選擇理論的基本內容和科學意義。

2.理解宇宙邊疆的概念及其在宇宙學中的重要性。

難點：

1.達爾文理論中自然選擇機制的深入理解。

2.宇宙學中暗物質、暗能量的抽象概念及其對宇宙發展的影響。

解決辦法：

1.自然選擇理論：

-通過案例分析，如生物進化的具體實例，幫助學生直觀理解自然選擇的過程。

-利用圖表和時間線，展示自然選擇理論的發展歷程和科學史上的重要地位。

2.宇宙邊疆概念：

-結合現代宇宙學的研究成果，使用多媒體教學資源，如宇宙探索的影像資料，幫助學生形象化理解宇宙的廣闊和復雜。

-通過小組討論和問題驅動，引導學生深入思考宇宙的起源、膨脹和未來。

突破策略：

-設計互動式課堂活動，如角色扮演、小組辯論，激發學生的學習興趣，加深對重點難點的理解。

-提供學習支架，如概念圖、思維導圖，幫助學生構建知識結構，明確學習目標。教學資源-硬件資源：多媒體教室、投影儀、計算機

-軟件資源：教學PPT、科學視頻資料、宇宙模擬軟件

-課程平臺：校園網絡教學平臺

-信息化資源：電子版教材、在線學術文章、科學新聞資訊

-教學手段：小組討論、案例分析、思維導圖制作、互動式問答教學過程設計一、導入環節（用時5分鐘）

1.創設情境：播放一段關于生物進化或宇宙探索的短片，激發學生對自然選擇和宇宙邊疆的興趣。

2.提出問題：觀看短片后，提問“你們對自然選擇有什么了解？”和“宇宙邊疆是什么？它對我們有什么意義？”

3.學生討論：讓學生簡短分享自己的看法，教師總結并引出本節課的主題。

二、講授新課（用時20分鐘）

1.自然選擇理論講解（用時7分鐘）

-簡述達爾文自然選擇理論的基本原理。

-利用PPT展示生物進化的實例，如鳥類的翅膀演變。

-引導學生思考自然選擇在生物進化中的作用。

2.宇宙邊疆概念介紹（用時7分鐘）

-通過PPT和視頻資料，介紹宇宙邊疆的概念和宇宙學的基本知識。

-討論宇宙的起源、發展和未來，以及暗物質、暗能量的作用。

3.情境模擬（用時6分鐘）

-分組討論：假設學生是科學家，如何證明自然選擇的存在？如何探索宇宙邊疆？

-學生代表分享討論成果，教師點評并總結。

三、鞏固練習（用時10分鐘）

1.練習題（用時5分鐘）

-發放練習題，要求學生在規定時間內完成，內容涵蓋自然選擇理論和宇宙邊疆的基本概念。

-教師批改并即時反饋，指出學生的理解錯誤和不足。

2.小組討論（用時5分鐘）

-學生分組討論練習題中的難題，共同尋找解決方法。

-教師選取幾組學生的討論成果進行分享，并給予評價和指導。

四、師生互動環節（用時10分鐘）

1.課堂提問（用時5分鐘）

-教師提出問題：“自然選擇和宇宙邊疆之間有什么聯系？”

-學生思考后回答，教師根據回答引導深入討論。

2.創新思維拓展（用時5分鐘）

-教師提出挑戰性問題：“如果你是一位科學家，你將如何利用自然選擇理論探索宇宙邊疆？”

-學生自由發揮，提出創意性想法，教師鼓勵并指導。

五、總結與反思（用時5分鐘）

1.教師總結本節課的主要內容，強調自然選擇理論和宇宙邊疆的重要性。

2.學生分享本節課的學習收獲，提出疑問或感悟。

3.教師布置作業，要求學生結合本節課內容，撰寫一篇關于自然選擇或宇宙邊疆的短文。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《物種起源》（達爾文）：讓學生更深入地了解自然選擇理論的起源和發展。

-《宇宙簡史》（霍金）：為學生提供宇宙學的入門知識，幫助其理解宇宙邊疆的概念。

-《自然選擇與進化生物學》：進一步探討自然選擇在現代生物學中的應用和發展。

-《暗物質與暗能量》：詳細介紹宇宙學中這兩個核心概念的研究進展和未解之謎。

2.課后自主學習與探究：

-觀看科普視頻：推薦學生觀看關于自然選擇和宇宙探索的科普視頻，如《BBC地球生命故事》、《宇宙時空之旅》等。

-參與科學實驗：鼓勵學生參與學校或社區的科學實驗活動，通過實踐操作加深對自然選擇理論的理解。

-訪問科學博物館：組織學生參觀自然歷史博物館或宇宙科學博物館，直觀感受生物進化和宇宙探索的歷史和成就。

-課后研究項目：布置學生課后進行小型的科學探究項目，如調查學校周邊的生物多樣性，或探索宇宙中的某個未解之謎。

-寫作與分享：要求學生撰寫關于自然選擇或宇宙邊疆的短文，并在課堂上分享自己的研究成果和觀點。

-加入科學社團：鼓勵學生加入學校的科學社團或興趣小組，與其他同學一起探討科學問題，進行科學實踐。

-開展科學講座：邀請相關領域的專家或學者到校進行講座，讓學生直接接觸到前沿的科學知識和研究動態。

-跨學科學習：鼓勵學生將本節課的知識與物理、化學、生物等其他學科相結合，探索跨學科的科學問題。

-持續關注科學新聞：提醒學生關注最新的科學新聞和研究成果，了解自然選擇理論和宇宙邊疆的最新進展。

-創意展示：鼓勵學生以繪畫、模型制作、視頻制作等形式，展示自己對自然選擇或宇宙邊疆的理解和創意。板書設計1.自然選擇理論重點知識點與詞句：

①自然選擇定義及核心概念：自然選擇、適者生存、不適者淘汰

②達爾文理論要點：物種變異、環境適應、生存競爭

③自然選擇的作用：生物進化驅動力、物種多樣性形成

2.宇宙邊疆概念重點知識點與詞句：

①宇宙邊疆定義：宇宙的未知領域、探索的極限

②宇宙學基本知識：宇宙膨脹、暗物質、暗能量

③宇宙的起源與發展：大爆炸理論、宇宙演化階段

3.課堂討論與互動重點詞句：

①探討自然選擇與宇宙邊疆的聯系：相似性與差異性

②科學探究方法：觀察、假設、實驗、驗證

③核心素養培養目標：批判性思維、創新能力、科學精神課后作業作業一：概念理解與分析

請根據課文內容，解釋以下概念，并分析其在自然選擇理論和宇宙邊疆研究中的重要性。

1.自然選擇

2.暗物質

答案：

1.自然選擇：自然選擇是指在自然環境中，生物體因遺傳變異而表現出不同的適應性，適應環境的個體能夠生存并繁衍后代，而不適應環境的個體則被淘汰的過程。在自然選擇理論中，這一概念是生物進化的重要驅動力，說明了物種如何通過適應環境而演化。

2.暗物質：暗物質是一種不發光、不吸收光線的物質，無法直接觀測到，但其存在可以通過引力效應推斷。在宇宙邊疆研究中，暗物質是宇宙學研究的一個重要組成部分，它對宇宙的結構和演化有著深遠的影響。

作業二：案例分析

閱讀課文中的某個生物進化案例，分析該案例如何證明自然選擇理論的有效性。

答案：

案例：胡椒蛾的顏色變化

分析：胡椒蛾在英國工業革命期間，由于環境污染導致樹皮變黑，胡椒蛾的黑色變異體更容易在黑色樹皮上隱蔽，從而逃避天敵的捕食。這一案例表明，自然選擇使得黑色變異體在污染環境中具有更高的生存率，進而逐漸成為主導種群，證明了自然選擇理論的有效性。

作業三：宇宙探索論述

根據課文內容，論述人類對宇宙邊疆探索的意義，并舉例說明。

答案：

意義：宇宙邊疆的探索是人類對未知世界的渴望和探索精神的體現，它有助于我們理解宇宙的起源、結構和未來，推動科學技術的發展，提升人類對宇宙的認知水平。

舉例：對暗物質的探索，揭示了宇宙中存在一種我們無法直接觀測到的物質，它對宇宙的演化和星系的形成有著重要作用。通過研究暗物質，人類可以更深入地理解宇宙的基本規律。

作業四：批判性思維訓練

設計一個實驗，以驗證自然選擇理論在某個特定環境下的作用。

答案：

實驗設計：研究城市環境中鳥類對食物資源的選擇。

步驟：

1.選擇一個城市公園作為實驗場所。

2.在公園內設置不同類型的食物源，如堅果、谷物和昆蟲。

3.觀察不同種類的鳥類如何選擇食物源。

4.記錄哪些鳥類在選擇特定食物源時表現出更高的成功率。

5.分析鳥類選擇食物源的行為與它們生存策略之間的關系。

作業五：創造性寫作