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美国科学课程设计:化石怎么供给地球生命改变的依据

admin 2019-07-26 305人围观 ,发现0个评论

来历 | 《我国科技教育》杂志

修改 | 申晴

活动概述

本活动旨在加深学生对地质年代的了解,一切活动遵从《新一代科学教育规范》(NGSS Lead States,2013)。本活动的7节60分钟课程处理了“化石怎样供给地球生命改变的根据”“岩石、化石、岩石层和地球进程怎样协助咱们承认地球的年纪和地质史”这些中心问题。

关于每节课更详细的内容(包括附加图表、设置、辅佐技巧、学生发问和学生答复典范),可以从“网上教师攻略和美国科学课程设计:化石怎么供给地球生命改变的依据学生攻略”中找到(见NSTA链接)。

适宜年级

6年级

活动内容

第1天:岩层相对年代测定

活动所需资料:

●2种不同的岩石样本:1块含化石的石灰岩和1个火成岩(玄武岩或花岗岩)样本。

●1叠扑克牌

●100mL带刻度量筒,装有30mL水和4种或以上不同类型的沙子和砾石,如水族馆砾石、绿化用沙、当地河流或沙滩上的沙子等。

岩石堆积物的分层可以作为地球前史的攻略,也可以作为测定相对年代的东西。为了了解学生关于地球年纪的已有美国科学课程设计:化石怎么供给地球生命改变的依据常识和存在的错误观念,首要美国科学课程设计:化石怎么供给地球生命改变的依据让学生调查2个不同的岩石样本(含化石的石灰岩,以及玄武岩或花岗岩)。

接下来,让学生在学生攻略第3页上记载他们以为哪块岩石年代更陈旧,然后让他们先经过小组评论方法与火伴共享个人主意,再以整个小组为单位共享主意,以此对学生的了解进行构成性点评。这个环节尽管也可以运用图片,但最抱负的仍是运用什物样本。在讲堂完毕时,告知学生们岩石样本的实在年纪。

接下来的2项活动探求了原始水平律(一切堆积层开始都是水平堆积的)和叠覆原理(年青的岩石掩盖在年代较为长远的岩石上面)。在桌子上放置1叠扑克牌,还有1张牌独自放在边上。让学生答复哪张扑克牌是第1张放的,哪张是最终放的,以及他们是怎样知道的。学生应该能了解最底部的扑克牌是最早放的,可是假如他们没有看到放在周围的那张扑克牌是什么时分放的,他们就无法将扑克牌按时刻排序。

为了将这项活动与岩层联络起来,接下来学生们要调查当不同类型的沙子和砾石被放置到同一个带刻度且装有一部分水的量筒中时将会发作什么(图1)。跟着量筒中沙子和砾石的堆积,学生们记载水中堆积物的动态,描绘岩层的形状和方位怎样向咱们展现地球的前史。详细来说,学生们描绘堆积物怎样落到量筒底部并堆积成水平的堆积层,一层堆在别的一层上面。

第2天:判断层片状岩石的相对年纪

活动所需资料

●大峡谷岩层3D相片(需求运用3D眼镜)

http://3dparks.wr.usgs.gov/grca/index.html

●地层层序图

http://www.stategeologists.org/surveys.php

首要,教师经过如下问题引导学生剖析大峡谷岩层的3D相片。

●有谁认出这是哪里了吗?

●关于岩石的构成,你留意到了什么?

●哪一层是最陈旧的或是最年青的?

●你是怎样知道的?

学生们将他们所想的记载在学生攻略第5—6页上,并将其与前一天的活动相联络。

接下来,学生们经过剖析地层层序图学习地层叠覆律和原始水平律,地层层序图是一个区域岩石的图解表明。尽管难度很大,可是大多数学生经过与火伴协作及答复教师的即兴发问,仍是可以了解这些图的。教师的即兴发问包括:

●这怎样让你想起了咱们调查到的量筒中的沙子?

●你能分辩出哪些岩层是最年久的,哪些是最年青的吗?

经过发问“你怎样知道的”或“你为何这么说”,进一步剖析学生对上述问题的答复。假如学生难以答复,让他们把在图中调查到的内容与在沙子活动时调查到的内容进行比照,或是与在观看大峡谷相片时调查到的内容比照。终究,一切学生应该都可以分辩出埋在地里最深的岩层是最年久的岩层,并可以根据岩层的相对方位对岩层和地质事情进行根据年代的比照。

第3天:展现随时刻发生的改变

活动所需资料

地球杯(见图2)。地球杯包括2个不同的岩层,每个岩层含有某种植物或动物化石。

●1号杯:底层岩层是棕色砾石,里边有三叶美国科学课程设计:化石怎么供给地球生命改变的依据虫化石;顶层岩层是蓝色砾石,里边有腕足类动物化石。

●2号杯:底层岩层为含有腕足类动物化石的蓝色层;顶层为含有鱼化石的棕色砾石。持续依照此种色彩和化石调配预备剩下杯子

制造地球杯资料

●8个通明或磨砂塑料杯

●2袋不同巨细(细砾和粗砾)、不同色彩的堆积物(从商铺的水族馆物品区域可找到)

●三叶虫和人类模型

●以下物品模型各2个:腕足类动物、鱼、爬虫类、花朵、恐龙和哺乳动物。三叶虫和腕足类动物最好用真实的化石,其他物品用小号儿童塑料玩具替代即可

经过活动学生可以将岩层叠覆原理、动物区系演替和相对年代联络起来。

学生4人1组,像古生物学家那样在他们的地球杯中完结1次开掘,然后画下并标示他们的发现。学生们在仔细发掘第1个岩层的进程中,会发现1种生物“化石”,然后在第2个岩层中会发现别的1块“化石”,这些“化石”展现了地球前史中生命的生物学演化。

学生们停下来并在学生攻略第9页画出这些“化石”,并画出周边岩石的巨细和色彩,直到他们的杯子都空了。学生们或许想要把岩石分红一堆堆放置,以便于记住他们在每一个岩层中开掘出来的“化石”。

接下来,学生们根据生物体在岩层中的方位制造1张相对地质时刻表(图3)。但是,直到他们在白板大将岩层和生物体配对之前(图4),大多数学生关于生物体在岩层中的方位所代表的含义还不清楚。向学生提出探求性问题以引导他们与之前的活动相相关,如“哪个生物体愈加陈旧/年青?你怎样知道的”。

接下来,问询学生他们是否留意到白板上的某种形式,然后问他们在地球前史上哪种生物体是最早呈现的,以及他们怎样知晓其他生命体早于人类呈现。评论地质学家怎样运用动物区系演替和相对年代为时刻表添加细节信息,并将其拓宽到愈加年青或愈加陈旧的岩层中。

第4天:地球前史时刻轴

活动所需资料

●收银机卷纸(每组1卷),可以从网上或是工作用品商铺购买

●供学生剪下来并贴在时刻轴上的带有时刻的化石图(见NSTA链接)

接下来,咱们将讲堂发出资猜中的植物和动物剪下来贴到时刻跨度为46亿年的时刻轴上,将动植物呈现的相对次序与肯定时刻联络在一起。为了制造时刻轴,学生需求在纸上画一个份额代表地质时刻。各小组学生在收银机卷纸上测验承认丈量46亿年的适宜的份额尺。经过测验,终究,学生们会得出定论,适宜的份额应该是100cm代表10亿年。

下一步,学生们将讲堂发出资料(见NSTA链接)中的生物体用胶水张贴到时刻轴上。用胶带把完结的时刻轴贴到教室前面,这样学生们可以比照互相的时刻轴并进行评论。 

第5天:在大规模内匹配岩层

活动所需资料

以下区域的地层层序图

●大峡谷

https://3dparks.wr.usgs.gov/coloradoplateau/grandcanyon_strat.htm

●布赖斯峡谷

https://3dparks.wr.usgs.gov/coloradoplateau/bryce_strat.htm

●锡安国家公园

https://www.nps.gov/zion/learn/nature/rock-layers.htm

第5天,学生们寻觅美国布赖斯峡谷、大峡谷、锡安国家公园3个区域的地层层序图中的联络。经过比较不同区域的岩层,学生们了解到地质学家可以运用岩石的相对年纪撰写一份完好的地球前史和地质年代记载。

首要,引导学生们评论各地层层序图代表的数据。然后,学生们共同研究岩石剖面图差异、岩石类型多样性、地质时期规模,以及化石的相似性和差异性。之后,学生对3张地层层序图进行比较和比照,以承认哪个区域的岩石序列最陈旧、哪个区域的最年青。

此处,关于学生来说,比较便利有用的方法是将3张图从学生攻略中取出,并排放到桌上进行比较,以承认岩石的相对年代(图5)。他们应该可以发现一个国家公园中最年青的岩层或许是另一个国家公园中最陈旧的岩层。比照剖析的结果在3张图中构成了一种阶梯状形式。这个进程被称作相关剖析。

假如学生难以完结,就让他们回想之前的活动,例如扑克牌和带刻度量筒活动。在那些活动中,他们学会了怎样承认最陈旧和最年青的岩层。在承认了地层层序图中最陈旧和最年青的岩层后,学生们运用表中李瑞妍的根据和前期活动中所获取的常识记载并解说他们的主意。经过剖析不同区域岩层之间的相关,学生了解了地质学家怎样运用这些岩层制造地球前史和相对年代表。

第6天:制造地质年代表

活动所需资料

● 运用规范化石、植物群和动物群制造的地质年代表

最终,学生经过剖析学生攻略第23页上的简略地质年代表,学习化石怎样为地质年代和生物演化供给根据。年代表有助于学生了解在地质年代中特定植物群和动物群的来历和灭绝,运用地层叠覆律和原始水平律,稳固对岩层、相对年代、规范化石和生物改变之间联络的知道。运用考虑题培育学生对动植物品种的外形和丰厚性(动物区系演替)的了解。

在本活动中,学生还要学习“规范化石”常识。规范化石是那些只在特定时期存在的生物化石,可用作承认其地点岩层的地质年代的根据。为查看学生是否把握了规范化石的含义和用处,让他们根据年代表所供给的信息,提出规范化石的操作性界说。然后,让学生在肯定时刻轴上调查这些化石,剖析是什么将它们分隔的。

抱负状况下,学生会发现规范化石在特定时期存在,而且可被用于承认它们地点岩层的称号或年代。发问学生怎美国科学课程设计:化石怎么供给地球生命改变的依据样运用规范化石制造地质年代表。为了鼓舞学生将地质年代表与曾经的活动联络起来,可以问如下的问题:

●最陈旧的化石有哪些?(三叶虫)

●最年青的化石有哪些?(人类)

●假如地质学家一起发现了尖翼石燕和镜眼虫化石,那么这些岩石是什么时分构成的?(泥盆纪晚期到密西西比纪前期)

●什么生物体协助承认古生代?(三叶虫)

●什么生物体协助承认中生代?(恐龙)

●什么生物体协助承认新生代?(丰厚多样的哺乳动物)

为了承认学生现已了解了现在所学习的概念,进行一次评价以查看他们的了解状况(见第42页)。

第7天:评论

学生经过小组评论回忆讲堂所学并与全班同学共享他们的主意,以此完毕本次活动。该评论稳固了学生对化石、岩层和地球进程怎样协助承认地球年纪和地质前史,以及怎样供给地球生命发作改变的根据的了解。到现在,学生们应该可以:

●将日常活动按相对次序排序

●非正式地界说水中堆积物堆积的相关原理

●找到不同区域层片状岩层之间的相关

●将不同品种的动植物按相对年代次序排列,并放到正确的地质年代或时刻段

●制造一个可以按次序放置不同品种动植物的肯定时刻轴

定论

活动完毕后,学生将可以分辩不同区域岩层之间的联络,并可以解说地质学家怎样运用岩层和化石了解地球的年纪和地质史。这些引导探求性课程让学生们发生更深入的相关,构成新的了解,运用科学推理技巧,像科学家相同考虑和举动,并为他们了解史前国际奠定了根底。

NSTA链接

讲义、教师攻略和学生攻略

www.nsta.org/scope1217

本活动事例改编自《我国科技教育》杂志2018年第4期NSTA专栏文章。

(声明:除STEAM在线原创文章外,STEAM在线共享和转载的文章皆为促进STEAM教育在我国的传达,非商业用处,都会注明来历,如文章、相片的原作者有贰言,请联络咱们快速处理或删去,谢谢支撑。)

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