地球的历史 教案 高中地理人教必修1

第一章 宇宙中的地球
第三节
“地球的历史”教学设计
一、教学目标
①结合实例，了解地层与化石在研究地球演化中的作用。
②据图说出沉积岩地层、古生物化石与地质年代表构建的关系。
③通过地质年代表等资料，简要描述不同地质年代的时间尺度。
④能够抓住生物演化、海陆变迁、矿产形成等线索说明各个阶段地球的标志性过程。
⑤感悟人类文明的短暂以及宇宙新陈代谢的规律，树立人与自然和谐相处的观念。
二、怎么教
1、具体教学过程
教学流程 教学活动 设计意图
导入新课 提问：本章的章标题是什么？ 学生回答：宇宙中的地球 逻辑起点是宇宙，上下四方为宇，古往今来为宙，让学生明白前两节是从空间的角度看地球，本节是从时间的角度看地球
播放视频 引出问题 播放侏罗纪世界的电影片段并提问：为什么身材壮大的恐龙会消失？地球曾经都发生过怎样的变化？ 播放电影片段是为了引起学生的兴趣点，为后面的设问做铺垫，把学生的思维引到地球的历史上
承转过渡 有的同学可能听说了是陨石撞击地球，那么撞击之后，地球的环境发生了怎样的变化？类似的生物大灭绝事件共发生过五次，我们要想了解地球的曾经往事，最主要的途径就是研究地层。 将注意力从恐龙转到地层中
知识铺垫 我们都知道，地球已经多少岁了？学生回答：46亿岁。那么在地球形成之初，表面是一片岩浆火海，随着温度逐渐降低，慢慢冷却成了固体的地壳，也就是从这一刻开始，地壳中的岩石就记录着地球的点点滴滴，记录着地球的历史。 铺垫基础知识，要想有地层记录历史，首先要有固体的岩石，所以先讲解固体的地壳来源
承转过渡 然而地球的演化史是非常复杂的，因为在地球演化过程中出现多次岩浆活动和地壳运动，把原来完整的地壳弄得支离破碎，地球的历史就像一本残缺不全的书，有一些页码缺失了，有一些模糊不清了。那么我们要想了解过去就必须梳理《地球的历史》这本厚书的页码顺序，从而恢复地球的演化历史。 用类比的方式，将地层记录历史比喻成厚厚的大书，每一层地层就像是一张书页。让学生较为直观地感受到地层以及察觉我们接下来要所做事情的方向，或者说是共同完成一个任务：梳理出地球的历史这本书的页码顺序。
设问过渡 我们刚才说最主要的途径是研究地层，那么什么是地层呢？ 思路拉到主线上，开始研究地层
概念对比 让学生对比岩层与地层的涵义 岩层是中性词，地层在岩层的基础上赋予了时间属性，具有了先后顺序，目的是突出时间属性
知识拓展 一层层的岩石就是岩层，那么这种外观的岩层主要是什么岩石呢，就是沉积岩 通过岩层的构造推出沉积岩并学习沉积岩的两大显著特点：层理构造以及含有化石
承转过渡 既然岩层是一层层堆积的，那么在没有其他干扰的情况下应该是最底层的先沉积，最上面的后沉积，于是地层的层序就是下老上新。我们可以利用这个层序来梳理页码顺序。但是这个只能判断出哪老哪新，至于老到什么程度，新到什么程度该怎么办呢？这就需要研究地层中的化石了。 得出第一个梳理方法：岩层的下老上新，紧接着把学生的思路引到化石上。
概念理解 展示古生物化石遗体和遗迹的图片，从化石的种类和形迹推理出其当时的生活环境；不同的地层有不同的化石种类 体会化石的研究意义以及生物演化的规律：由简单到复杂、由低级向高级
结论综合 ①由刚才地层的下老上新层序结合化石的演化规律让学生试着推出岩层的新老以及所包含化石的简单或复杂的关系。 ②由地层的时间属性与化石演化的种类综合得出：同种化石存在于同时代的地层中 由所学新知得出梳理页码的两条法则
承转过渡 我们利用地层的下老上新以及古生物的演化规律将全球的沉积岩的年龄顺序梳理出来，这种方法叫做相对年龄，具体到多少年就不知道了；另外，世界上除了沉积岩还有岩浆岩和变质岩，它不是沉积形成的也没有化石，那怎么确定其年龄呢？ 总结上述方法为相对年龄，为绝对年龄的引出做铺垫
知识拓展 讲解同位素测年的绝对年龄方法以及绝对年龄方法的缺陷：误差大，所以要两种方法综合 明白我们人类是在不断探索与研究中，更新更准确的方法一定会被研究出来
承转过渡 于是我们将相对年龄和绝对年龄方法相结合，根据地层顺序、生物演化阶段、岩石年龄等，按照一定的时间单位从而形成了书上这张地质年代表。 明白地质年代表的由来
渗透地理思想方法 我们利用划块的地理学思想将地质年代表进行逐级划分。首先将宙划分成两块：前寒武纪和显生宙，进一步将显生宙划分成三个代，十二个纪。对于12个纪的记忆采用联想法。 将冗长的时间尺度梳理得井然有序。利用故事联想法可以引起学生的兴趣，从而不会产生枯燥情绪。
提出问题 第一个纪是寒武纪，提出问题：为什么寒武纪能够成为显生宙的开端？ 目的是让学生知晓基本的时代划分的依据
形象感知 播放把46亿年压缩成24小时的抖音视频，感悟在大自然面前的人类是多么渺小与短暂 在有了上述的划块的基础上进一步感知地球的历史演化过程
趁热打铁 随堂练习题 知识应用
布置作业 展示下次课的地理作业，同时也是一次地理活动 调动学生的积极性与参与度
2、教学逻辑
本节课的逻辑起点是地层，据此通过逻辑演绎的方式构建连环问题，从而勾勒出本节课的逻辑主线。构建地质年代表的基础是地层。我们要想了解过去，“以今论古”，最主要的途径就是研究地层，从而就能大致确定地层的新老顺序。
问题一：为什么地层有助于构建地质年代表呢？因为自从地壳形成之后，地表一直进行着沉积作用，沉积岩在没有受到剧烈的构造活动的时候往往可以根据地层的层序律——下老上新来判断先后顺序。
问题二：既然是下老上新，那么老到什么程度？新到什么程度？这就需要地层中的化石来帮助判别了。
问题三：为什么地层中的化石有助于构建地质年代表呢？因为不同物种的出现具有一定的顺序。另外，还可以根据古生物化石推断当时的古地理环境。任何生物均是生活在特定的时空范围内，所以它们的习性和身体形态、结构等势必反映着其生活的环境特征，因此可以根据古生物的演化特点大致判别古生物的生存年代以及古地理环境特征，从而有助于构建地质年代表。
问题四：地层与化石是什么关系？老地层所含生物较低级与简单，新地层所含生物较高级，因而可以根据地层及其所含的古生物化石来判断地层的新老顺序。此外，由于任一生物均生活在特定的地质时期内，所以在不同地区、同一时代的地层含有同一时代的生物；同一地区、不同时代地层含有不同时代的生物化石。
问题五：世界上除了沉积岩还有岩浆岩和变质岩，它不是沉积形成的也没有化石，那怎么确定其年龄呢？这时就要引出同位素测年的绝对年龄方法。我们将相对年龄和绝对年龄方法相结合，根据地层顺序、生物演化阶段、岩石年龄等，按照一定的时间单位从而形成了书上这张地质年代表。
利用划区思想将地质年代表进行逐级划分。首先将“宙”划分成两块：前寒武纪和显生宙。然后进一步将显生宙划分成三个代、十二个纪。利用划区的地理学思想方法将大尺度的地球历史逐级划分成几块，从而使得复杂的历史长河变得更有时间秩序。
问题六：地质年代表在划分成两大块的时候为什么要以寒武纪为分界点？科学家在研究古老地层时发现距今5.41亿年以前，地层中埋藏的化石以藻类化石和软体动物留下的遗迹化石为主，生命形态都很简单，而此后动物化石的数量和种类都呈爆发式地增长，并出现了大量有硬壳或骨骼的动物化石，生物结构也呈现出越来越复杂的趋势，因此科学家将硬体生物的大量出现，作为划分一个新的地质年代的标志，并将这一地质年代命名为寒武纪，代表地球上有大量生物开始出现的新时期，显生宙由此开始。
3、板书设计
由此可以生成具有内在联系的问题链条，从而构建出本节课的教学逻辑路径图：
三、教学反思
时间和空间就像是一枚硬币的两面，利用时空耦合的思想可以进行第一章的大单元整体设计，对于本节内容则处于这个大单元的一个环节上即从时间的角度看待地球，在时间尺度下描述空间中所发生的地质事件。
赫特纳在其著作《地理学——它的历史、性质和方法》一书中指出，地理学的基本思想是根据空间的差别性，将空间划分为大陆、地区、地方和地点来理解地表[3]。因此在解决地理问题的时候，首先要把认识对象放在地理表层的特定空间当中，也就是要划出一块地方加以认识——划区（块）。可以划分成不同类型以及不同尺度的区域，因此划区（块）是地理学重要的方法之一。
对于地质年代表来说，我们可以将空间上划区的方法转化到对时间尺度的划分。根据地球演化的历史过程，划分出不同时间尺度下的年代。从一开始说到的“古往今来为宙”可知，地质年代表中最大的时间单位就是宙，根据教材中提到的在寒武纪之前生命形式简单且数量稀少，在寒武纪之后则呈现大爆发式增长，于是可以将宙分成两大块，隐生宙和显生宙。从名字上就可以看出端倪，用隐生宙更能体现出前寒武纪的生物表现。紧接着隐生宙又分成了三块内容，分别是冥古宙、太古宙、元古宙；显生宙分成三块内容，分别是古生代、中生代、新生代。这三个代又被分成十二个纪，因此地质年代表就按照宙、代、纪等单位划分出来了。
对于每一块时间尺度下的地球历史阶段有它当时演化的过程，于是这个时候就要给足学生描述这个过程的机会。可以利用各种方式，例如角色扮演法、科普演讲大赛、小组合作展示等方法让学生对每一个阶段进行整体的描述，因为自然要素是相互制约、相互影响的，所以我们可以让学生先对某一个地质年代进行整体介绍，介绍的内容可以是书上给的海陆格局的变化、矿产的形成以及生物的演化等等，除此之外还可以增加学生在收集信息时候发现的事件，都可以加进去作为补充。在这个过程中锻炼的不仅是学生去获取信息的能力，还有口头表达能力以及沟通交流能力等。
根据时空耦合思想，我们要将空间中所发生的事件以时间的角度串联起来。因此，当各个小组描述完每一个年代的地球演化过程后，我们需要抽出其中的描述线索，使之贯穿于每一个年代之中，从而达到时间维度的连续性与系统性。例如动物的演化过程从原核生物—真核生物—海生无脊椎动物—脊椎动物—两栖动物—爬行动物—哺乳动物，最后要将这样的描述线索进行提取，使学生有一个整体的认知。
教材中提到“生物总是从低级到高级、从简单到复杂进化的”，虽然从现象上观察确实是如此的，但是这样的表述就给我们一种感觉，好像生物的演化有一个已经设定好的方向。已故的美国古生物学家 Stephen Jay Gould 有一个著名的“左墙理论”，他说最早的生命有着最简单的结构，之后生命的演化其实是没有方向性的，但是从生物的复杂性角度讲，最小复杂度是一个左墙，阻挡生物继续向左扩展，所以生物只好向复杂性增加的角度演化。在这个过程中，每一次演化都不具有显著的方向性，但是生物群总体却演化出越来越复杂的生物，于是我们就很自然地认为生物演化是有方向的，可是统计一下就会发现，复杂生物的个体是非常少的，而那些简单生物的个体数量却非常多，它们依然存在，只不过我们更容易看见复杂性生物罢了。
对于这样的理论阐述，我们在教学中应如何思考教学的言语表述需要进一步地思考，那么让学生认识生物进化不是按照一定的方向进化有什么意义呢？笔者认为，生命的演化没有方向性，在随机地向前发展演变时体现出了越来越多的复杂性，这样的认识更加客观，是大自然自身发展变化的结果，并没有谁为大自然已经设计好了前进方向，一切都是地理环境各要素之间的相互作用产生的结果，因此我们要认识自然、尊重自然，在此过程中培养学生的批判性思维和科学探究精神。
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