資源簡介

第一章 宇宙中的地球
第三節
“地球的歷史”教學設計
一、教學目標
①結合實例，了解地層與化石在研究地球演化中的作用。
②據圖說出沉積巖地層、古生物化石與地質年代表構建的關系。
③通過地質年代表等資料，簡要描述不同地質年代的時間尺度。
④能夠抓住生物演化、海陸變遷、礦產形成等線索說明各個階段地球的標志性過程。
⑤感悟人類文明的短暫以及宇宙新陳代謝的規律，樹立人與自然和諧相處的觀念。
二、怎么教
1、具體教學過程
教學流程 教學活動 設計意圖
導入新課 提問：本章的章標題是什么？ 學生回答：宇宙中的地球 邏輯起點是宇宙，上下四方為宇，古往今來為宙，讓學生明白前兩節是從空間的角度看地球，本節是從時間的角度看地球
播放視頻 引出問題 播放侏羅紀世界的電影片段并提問：為什么身材壯大的恐龍會消失？地球曾經都發生過怎樣的變化？ 播放電影片段是為了引起學生的興趣點，為后面的設問做鋪墊，把學生的思維引到地球的歷史上
承轉過渡 有的同學可能聽說了是隕石撞擊地球，那么撞擊之后，地球的環境發生了怎樣的變化？類似的生物大滅絕事件共發生過五次，我們要想了解地球的曾經往事，最主要的途徑就是研究地層。 將注意力從恐龍轉到地層中
知識鋪墊 我們都知道，地球已經多少歲了？學生回答：46億歲。那么在地球形成之初，表面是一片巖漿火海，隨著溫度逐漸降低，慢慢冷卻成了固體的地殼，也就是從這一刻開始，地殼中的巖石就記錄著地球的點點滴滴，記錄著地球的歷史。 鋪墊基礎知識，要想有地層記錄歷史，首先要有固體的巖石，所以先講解固體的地殼來源
承轉過渡 然而地球的演化史是非常復雜的，因為在地球演化過程中出現多次巖漿活動和地殼運動，把原來完整的地殼弄得支離破碎，地球的歷史就像一本殘缺不全的書，有一些頁碼缺失了，有一些模糊不清了。那么我們要想了解過去就必須梳理《地球的歷史》這本厚書的頁碼順序，從而恢復地球的演化歷史。 用類比的方式，將地層記錄歷史比喻成厚厚的大書，每一層地層就像是一張書頁。讓學生較為直觀地感受到地層以及察覺我們接下來要所做事情的方向，或者說是共同完成一個任務：梳理出地球的歷史這本書的頁碼順序。
設問過渡 我們剛才說最主要的途徑是研究地層，那么什么是地層呢？ 思路拉到主線上，開始研究地層
概念對比 讓學生對比巖層與地層的涵義 巖層是中性詞，地層在巖層的基礎上賦予了時間屬性，具有了先后順序，目的是突出時間屬性
知識拓展 一層層的巖石就是巖層，那么這種外觀的巖層主要是什么巖石呢，就是沉積巖 通過巖層的構造推出沉積巖并學習沉積巖的兩大顯著特點：層理構造以及含有化石
承轉過渡 既然巖層是一層層堆積的，那么在沒有其他干擾的情況下應該是最底層的先沉積，最上面的后沉積，于是地層的層序就是下老上新。我們可以利用這個層序來梳理頁碼順序。但是這個只能判斷出哪老哪新，至于老到什么程度，新到什么程度該怎么辦呢？這就需要研究地層中的化石了。 得出第一個梳理方法：巖層的下老上新，緊接著把學生的思路引到化石上。
概念理解 展示古生物化石遺體和遺跡的圖片，從化石的種類和形跡推理出其當時的生活環境；不同的地層有不同的化石種類 體會化石的研究意義以及生物演化的規律：由簡單到復雜、由低級向高級
結論綜合 ①由剛才地層的下老上新層序結合化石的演化規律讓學生試著推出巖層的新老以及所包含化石的簡單或復雜的關系。 ②由地層的時間屬性與化石演化的種類綜合得出：同種化石存在于同時代的地層中 由所學新知得出梳理頁碼的兩條法則
承轉過渡 我們利用地層的下老上新以及古生物的演化規律將全球的沉積巖的年齡順序梳理出來，這種方法叫做相對年齡，具體到多少年就不知道了；另外，世界上除了沉積巖還有巖漿巖和變質巖，它不是沉積形成的也沒有化石，那怎么確定其年齡呢？ 總結上述方法為相對年齡，為絕對年齡的引出做鋪墊
知識拓展 講解同位素測年的絕對年齡方法以及絕對年齡方法的缺陷：誤差大，所以要兩種方法綜合 明白我們人類是在不斷探索與研究中，更新更準確的方法一定會被研究出來
承轉過渡 于是我們將相對年齡和絕對年齡方法相結合，根據地層順序、生物演化階段、巖石年齡等，按照一定的時間單位從而形成了書上這張地質年代表。 明白地質年代表的由來
滲透地理思想方法 我們利用劃塊的地理學思想將地質年代表進行逐級劃分。首先將宙劃分成兩塊：前寒武紀和顯生宙，進一步將顯生宙劃分成三個代，十二個紀。對于12個紀的記憶采用聯想法。 將冗長的時間尺度梳理得井然有序。利用故事聯想法可以引起學生的興趣，從而不會產生枯燥情緒。
提出問題 第一個紀是寒武紀，提出問題：為什么寒武紀能夠成為顯生宙的開端？ 目的是讓學生知曉基本的時代劃分的依據
形象感知 播放把46億年壓縮成24小時的抖音視頻，感悟在大自然面前的人類是多么渺小與短暫 在有了上述的劃塊的基礎上進一步感知地球的歷史演化過程
趁熱打鐵 隨堂練習題 知識應用
布置作業 展示下次課的地理作業，同時也是一次地理活動 調動學生的積極性與參與度
2、教學邏輯
本節課的邏輯起點是地層，據此通過邏輯演繹的方式構建連環問題，從而勾勒出本節課的邏輯主線。構建地質年代表的基礎是地層。我們要想了解過去，“以今論古”，最主要的途徑就是研究地層，從而就能大致確定地層的新老順序。
問題一：為什么地層有助于構建地質年代表呢？因為自從地殼形成之后，地表一直進行著沉積作用，沉積巖在沒有受到劇烈的構造活動的時候往往可以根據地層的層序律——下老上新來判斷先后順序。
問題二：既然是下老上新，那么老到什么程度？新到什么程度？這就需要地層中的化石來幫助判別了。
問題三：為什么地層中的化石有助于構建地質年代表呢？因為不同物種的出現具有一定的順序。另外，還可以根據古生物化石推斷當時的古地理環境。任何生物均是生活在特定的時空范圍內，所以它們的習性和身體形態、結構等勢必反映著其生活的環境特征，因此可以根據古生物的演化特點大致判別古生物的生存年代以及古地理環境特征，從而有助于構建地質年代表。
問題四：地層與化石是什么關系？老地層所含生物較低級與簡單，新地層所含生物較高級，因而可以根據地層及其所含的古生物化石來判斷地層的新老順序。此外，由于任一生物均生活在特定的地質時期內，所以在不同地區、同一時代的地層含有同一時代的生物；同一地區、不同時代地層含有不同時代的生物化石。
問題五：世界上除了沉積巖還有巖漿巖和變質巖，它不是沉積形成的也沒有化石，那怎么確定其年齡呢？這時就要引出同位素測年的絕對年齡方法。我們將相對年齡和絕對年齡方法相結合，根據地層順序、生物演化階段、巖石年齡等，按照一定的時間單位從而形成了書上這張地質年代表。
利用劃區思想將地質年代表進行逐級劃分。首先將“宙”劃分成兩塊：前寒武紀和顯生宙。然后進一步將顯生宙劃分成三個代、十二個紀。利用劃區的地理學思想方法將大尺度的地球歷史逐級劃分成幾塊，從而使得復雜的歷史長河變得更有時間秩序。
問題六：地質年代表在劃分成兩大塊的時候為什么要以寒武紀為分界點？科學家在研究古老地層時發現距今5.41億年以前，地層中埋藏的化石以藻類化石和軟體動物留下的遺跡化石為主，生命形態都很簡單，而此后動物化石的數量和種類都呈爆發式地增長，并出現了大量有硬殼或骨骼的動物化石，生物結構也呈現出越來越復雜的趨勢，因此科學家將硬體生物的大量出現，作為劃分一個新的地質年代的標志，并將這一地質年代命名為寒武紀，代表地球上有大量生物開始出現的新時期，顯生宙由此開始。
3、板書設計
由此可以生成具有內在聯系的問題鏈條，從而構建出本節課的教學邏輯路徑圖：
三、教學反思
時間和空間就像是一枚硬幣的兩面，利用時空耦合的思想可以進行第一章的大單元整體設計，對于本節內容則處于這個大單元的一個環節上即從時間的角度看待地球，在時間尺度下描述空間中所發生的地質事件。
赫特納在其著作《地理學——它的歷史、性質和方法》一書中指出，地理學的基本思想是根據空間的差別性，將空間劃分為大陸、地區、地方和地點來理解地表[3]。因此在解決地理問題的時候，首先要把認識對象放在地理表層的特定空間當中，也就是要劃出一塊地方加以認識——劃區（塊）。可以劃分成不同類型以及不同尺度的區域，因此劃區（塊）是地理學重要的方法之一。
對于地質年代表來說，我們可以將空間上劃區的方法轉化到對時間尺度的劃分。根據地球演化的歷史過程，劃分出不同時間尺度下的年代。從一開始說到的“古往今來為宙”可知，地質年代表中最大的時間單位就是宙，根據教材中提到的在寒武紀之前生命形式簡單且數量稀少，在寒武紀之后則呈現大爆發式增長，于是可以將宙分成兩大塊，隱生宙和顯生宙。從名字上就可以看出端倪，用隱生宙更能體現出前寒武紀的生物表現。緊接著隱生宙又分成了三塊內容，分別是冥古宙、太古宙、元古宙；顯生宙分成三塊內容，分別是古生代、中生代、新生代。這三個代又被分成十二個紀，因此地質年代表就按照宙、代、紀等單位劃分出來了。
對于每一塊時間尺度下的地球歷史階段有它當時演化的過程，于是這個時候就要給足學生描述這個過程的機會。可以利用各種方式，例如角色扮演法、科普演講大賽、小組合作展示等方法讓學生對每一個階段進行整體的描述，因為自然要素是相互制約、相互影響的，所以我們可以讓學生先對某一個地質年代進行整體介紹，介紹的內容可以是書上給的海陸格局的變化、礦產的形成以及生物的演化等等，除此之外還可以增加學生在收集信息時候發現的事件，都可以加進去作為補充。在這個過程中鍛煉的不僅是學生去獲取信息的能力，還有口頭表達能力以及溝通交流能力等。
根據時空耦合思想，我們要將空間中所發生的事件以時間的角度串聯起來。因此，當各個小組描述完每一個年代的地球演化過程后，我們需要抽出其中的描述線索，使之貫穿于每一個年代之中，從而達到時間維度的連續性與系統性。例如動物的演化過程從原核生物—真核生物—海生無脊椎動物—脊椎動物—兩棲動物—爬行動物—哺乳動物，最后要將這樣的描述線索進行提取，使學生有一個整體的認知。
教材中提到“生物總是從低級到高級、從簡單到復雜進化的”，雖然從現象上觀察確實是如此的，但是這樣的表述就給我們一種感覺，好像生物的演化有一個已經設定好的方向。已故的美國古生物學家 Stephen Jay Gould 有一個著名的“左墻理論”，他說最早的生命有著最簡單的結構，之后生命的演化其實是沒有方向性的，但是從生物的復雜性角度講，最小復雜度是一個左墻，阻擋生物繼續向左擴展，所以生物只好向復雜性增加的角度演化。在這個過程中，每一次演化都不具有顯著的方向性，但是生物群總體卻演化出越來越復雜的生物，于是我們就很自然地認為生物演化是有方向的，可是統計一下就會發現，復雜生物的個體是非常少的，而那些簡單生物的個體數量卻非常多，它們依然存在，只不過我們更容易看見復雜性生物罷了。
對于這樣的理論闡述，我們在教學中應如何思考教學的言語表述需要進一步地思考，那么讓學生認識生物進化不是按照一定的方向進化有什么意義呢？筆者認為，生命的演化沒有方向性，在隨機地向前發展演變時體現出了越來越多的復雜性，這樣的認識更加客觀，是大自然自身發展變化的結果，并沒有誰為大自然已經設計好了前進方向，一切都是地理環境各要素之間的相互作用產生的結果，因此我們要認識自然、尊重自然，在此過程中培養學生的批判性思維和科學探究精神。
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