师:同学们好,欢迎走进科学课堂。今天我们一起学习六年级上册最后一课——探究技能推断。首先请看一段视频。
(视频播放)
长颈鹿:我是长颈鹿,是陆地上最高的动物。假如你住在二楼,我路过你家,不用垫脚尖就可以透过窗子看到你。我们的家乡在非洲,那里的日出和日落很美,但也很危险。为了躲避捕猎者和其他猛兽,我们通常不会躺下来睡觉,因为我们太高了,从躺着到站起来太麻烦,所以我们每天只睡两个小时,其余时间如果困了就站着打盹,如果实在累了就会卧下休息。对了,问你一个问题,长颈鹿的脖子可真长啊,那它祖先的脖子也这么长吗?
师:同学们,你们可以先猜想一下。我们来听一听同学的猜想。
生1:我猜想长颈鹿祖先的脖子本来就是这么长的。
生2:长颈鹿祖先的脖子可能没有这么长,我们没有办法直接观察呀。
师:是的,当我们试图找出导致某种现象或某个事件发生的原因,但又不能直接观察到其原因时,往往需要运用推断这种科学方法。在科学学习中,我们常用推断的方法认识一些未知的现象。同学们,怎样进行科学推断呢?一般有6个基本流程。首先根据观察到的现象进行猜想,然后对自己的猜想提出观点,接下来搜集证据支持自己的观点,用搜集的证据尝试解释自己的观点,最后还要评价我们的观点是否合理。
这节课我们就按照这6个基本流程来学习探究现象。在哺乳动物中,长颈鹿是一种特殊的动物,它们的颈和四肢都非常长。但是人们从化石中发现,长颈鹿祖先的颈和四肢并没有现代的长颈鹿这么长。长颈鹿的颈和四肢为什么比它们的祖先长呢?要探究这个问题,我们首先需要了解古长颈鹿的生活习性及生活环境等信息后才能做出猜想。
通过网络搜索发现,在几百万年前,地球上生活着长颈鹿的祖先,它们和其他普通的鹿一样,也是以地面上的小草、灌木和矮树的叶子为食。后来地球气候和生态环境发生了变化,小草、灌木和矮树数量逐渐减少,导致食物匮乏。经历了漫长的时间,面对这种恶劣的情况,长颈鹿的祖先发生了什么变化,从而避免了与其他食草动物的竞争呢?根据网络信息,同学们是怎样猜想的?一起来看一看。
生3:长颈鹿祖先的脖子是不是越伸就变得越长了?
生4:使脖子长、腿长的长颈鹿祖先更容易得到食物,颈长腿长的长颈鹿能吃到足够的食物而存活下来。个头不高的长颈鹿因得不到足够的食物而死亡。
师:长颈鹿的哪些特征在长期的进化过程中得到了保留?其原因是什么呢?请同学们根据猜想提出自己的观点。
生5:长颈鹿总是伸长脖子去吃高处的树叶,脖子越伸就变得越长了。
生6:颈长腿长的长颈鹿更容易得到足够的食物,从而适应环境变化生存下来。
师:同学们,接下来我们就要通过网络搜索、图书馆查阅书籍等方式搜集相关证据,支持自己的观点。下面请屏幕前的你用自己喜欢的方式搜集证据,开始吧。
(学生搜集证据)
师:我们来看一看同学们搜集的证据。
生7:我是通过图书馆查阅资料的方式发现长颈鹿通常只食用高处的树叶。
生8:我是通过网络搜索的方式发现长颈鹿群体中有不同身高的长颈鹿。
生9:我也是通过网络搜索的方式发现长颈鹿长期锻炼形成的身体特征,如发达的肌肉、粗糙的皮肤等,属于后天形成的,不能遗传。
师:我们所搜集的证据是否能支持自己的观点?能否解释长颈鹿颈长、四肢长的特征形成的原因呢?妍妍同学,你来解释。
妍妍:在缺乏青草的干旱时期,那些颈长腿长的长颈鹿会有较多的机会吃到高处的树叶,能够生存下来并繁殖后代。而那些颈部和四肢较短的长颈鹿则无法得到足够的食物,不容易生存下来,更无法繁殖后代,所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。长颈鹿经过了一代又一代漫长的进化过程,才形成了现在的样子,这就是自然选择。
师:同学们,最后还要评价我们推断出来的结论是否合理。我们可以开展自我评价、同学互评、老师点评。琪琪同学,你来评价一下。
琪琪:我觉得我们推断出来的结论能够解释长颈鹿颈、长腿长的特征,这个结论是合理的。
师:长颈鹿适者生存,颈长腿长的特征是适应环境变化的特征,在长期的进化过程中得到保留,所以我们的推断是合理的。同学们,科学家是如何推断长颈鹿的进化过程的呢?我们来看一段视频。
(视频播放)
其实长颈鹿拥有长脖子的时间并不算长,大约在1400万年前。长颈鹿的祖先和位于非洲扎伊尔森林分布的霍加皮很像,不仅没有长长的脖子,而且腿部也很短,看起来和斑马有些相似。但是随着长颈鹿到达草原生活后,非洲大草原丰富的物种和残酷的竞争压力也扑面而来,众多草食性动物将低处的树叶抢食一空,使长颈鹿在很长的时间里不仅要面对捕食者的威胁,而且还需要非常辛苦地寻找食物。这时候脖子较长的长颈鹿因为能够更容易吃到高处的树木枝叶,而出现了一定的竞争优势,因为高处的树叶没有动物能够采食,只要脖子变长便可以拥有丰富的食物。于是在漫长的自然选择中,长脖子的长颈鹿因为丰富的食物,无论是生存还是择偶都拥有着很强的优势,而那些脖子较短的长颈鹿则往往因为食物匮乏而丧失传递基因的能力。在这种情况下,长长的脖子成为长颈鹿最为重要的竞争手段,不仅可以吃到其他动物无法采食的树木枝叶,而且还可以更好地观测捕食者,拥有更强的择偶能力。无论是在种内竞争还是种外竞争,脖子更长的长颈鹿都拥有更强的优势。与此同时,大长腿也成为重要的演化方向。腿和脖子更长的长颈鹿往往更容易将自己的基因传递下去,而相对于那些脖子较短的长颈鹿则在漫长的时间里逐渐消亡。在大约500万年前,长颈鹿已经演化出和现在差不多的样子,凭借着挺拔的身姿,在非洲大草原的生态圈中拥有了自己的一席之地,并存活至今。
