“觀察鳥卵結構”跨學科教學設計

尚小娟

摘要：跨學科實踐是培養科技創新人才的重要途徑，是生物學課程內容體系不可缺少的一部分。通過《觀察鳥卵的結構》教學設計，倡導在初中生物課堂中融入跨學科實踐，引導學生綜合運用多個學科的知識和技能來解決實際問題，促進學生達成生物科學素養，并能為各位老師在實施生物跨學科教學實踐提供一定的參考價值。

關鍵詞：跨學科實踐、學科融合、觀察鳥卵、教學設計

在新課標中，無論是課程目標還是課程內容，都突出了跨學科實踐能力培養。俞莉丹^[1]老師在研究中提出生物學與其他學科的關聯性，在教學實踐中要注重引導學生探索生物學與其他學科的相互聯系。新課程標準在課程內容中也明確提出了“通過生物學與社會·跨學科實踐主題的學習，學生能夠認識生物學與社會的關系，能夠理解科學、技術、工程學、數學等學科的相互關系，并嘗試運用多學科的知識和方法，通過設計和制作，解決現實問題或生產特定的產品，發展核心素養。”^[2]

1 教材分析

“觀察鳥卵的結構”選自蘇科版初中生物學教材八年級上冊第7單元第20章第1節“動物的生殖”。從《義務教育生物學課程標準：2022年版》對該部分內容無論是內容要求方面，還是學業要求、教學提示等，都沒有對這一節內容提出具體要求。所以，在內容設計時有更大的拓展空間，在參考了吳海燕^[2]、吳建軍^[3]、王芳^[4]、孫淑娟^[5]等多位老師的課堂經驗后，依據新課標，滲透學科融合思想，引導學生主動參與探究活動、勤于動手、積極思考，在探索過程融入多學科知識，在掌握鳥卵的結構和功能同時，培養學生綜合利用多學科知識分析、解決問題能力，提高生物科學素養。

2 教學目標

基于課程標準和核心素養要求，制定以下教學目標：

（1）概述鳥卵結構與功能，樹立“結構與功能相適應”、“生物與環境相適應”的生命觀；

（2）通過科學探究，發揮主觀能動性，養成理性思維習慣，提高科學探究能力；

（3）在探究活動中，融合化學、物理等不同學科知識，提高學科融合意識，逐步構建綜合學科思維；

（4）培養珍愛生命的意識和勇于探索的精神，聯系生活實踐，增強社會責任感。

3教學準備

課前資料準備：學生提前查閱有關雞蛋資料，包括雞蛋結構、營養價值、蛋殼成分、性質等。

實驗材料準備：雞蛋，鵪鶉蛋，食鹽，開水，白醋，放大鏡，鑷子，培養皿，玻璃棒，吸管，試管架，燒杯，試管等。

4?教學過程

4.1?情境導入：展示“國家大劇院”圖片。

教師講解國家大劇院“蛋殼”設計理念，然后引導學生思考：鳥卵中孕育的生命與鳥卵的結構有著怎樣的密切聯系呢？

設計意圖：通過生動的圖片展示國家大劇院的宏偉，激發學生民族自豪感和學習熱情，培養學生審美能力，同時展示鳥卵在仿生學中的應用，培養學生學以致用的意識。

4.2問題設置

頭腦風暴：鳥卵有哪些適應環境的結構特征？（可參考圖1）

設計意圖：通過教師提出關鍵問題“鳥卵有哪些適應環境的結構特征？”，再通過頭腦風暴，對關鍵問題進行分解，轉化為若干個相關聯的子問題，對子問題進行探究，逐步解決關鍵問題。在頭腦風暴過程中，訓練學生積極思考、發散思維能力，能幫助學生更深入理解生命的本質，形成整合思維。

4.3 實驗探索活動：

根據導學案中“探究任務單”分組開展實驗探究，鼓勵在探究過程中使用2門或多門學科知識。

4.3.1?看一看：觀察雞蛋和鵪鶉蛋的形狀，單手握住雞蛋看能否輕易捏碎？用放大鏡觀察雞蛋的表面會發現什么？如何進行驗證？

設計意圖：通過觀察、抓握和設計探究方法培養學生觀察能力和科學探究能力，并滲透力、壓力、壓強、熱脹冷縮等物理學知識，理解殼型結構的優勢。在探究過程中，解決子問題“鳥卵的外形有什么特征？”，初步形成生物學的結構與功能觀。

4.3.2?泡一泡：將雞蛋或鵪鶉蛋放入白醋中，觀察現象，為什么會出現該現象？

設計意圖：通過利用生活中常見的材料進行實驗探究，可以激發學生學習興趣，感受自然科學的魅力，滲透化學現象和知識，提高學科融合意識。在七年級上冊驗證“呼吸作用產生二氧化碳”的實驗中，學生已經了解到二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的特性，學生可以利用該性質，進一步探究雞蛋放入白醋后產生的氣體是什么。在探究過程中，了解鳥卵卵殼的化學組成。

4.3.3?敲一敲：對照課本101頁圖20-2，先熟悉鳥卵各結構名稱，然后用鑷子后端將卵殼鈍端輕輕敲出裂痕，用鑷子剝開卵殼，除去外卵殼膜，尋找氣室和內卵殼膜。用鑷子擴大破口，將其內容物緩慢的倒入碗或盤中，你能認識雞蛋的各部分結構嗎？如何驗證卵黃膜的存在？

設計意圖：通過觀察、對比書本模式圖和實物圖、設計探究方法，培養學生觀察、比較、分析能力和科學探究能力，在探究過程中掌握鳥卵內部結構特點。鳥卵結構特點與功能是本節課重點，通過觀察與探究，可以幫助學生更深入了解鳥卵各結構名稱，探究各結構特點與功能，進一步形成生物學的結構與功能觀。在探究過程中，明確鳥卵的外部和內部結構，完成子問題，明確鳥卵有哪些適應環境的結構特征。

4.3.4沖一沖：蛋清倒入燒杯中，加入適量開水攪拌，觀察實驗現象。

設計意圖：通過簡單的實驗探究滲透蛋白質遇熱變性的性質，結合七年級上冊“鑒定食物中的蛋白質”實驗和生活中煎煮雞蛋經驗，明確卵白的主要成分為蛋白質，并進一步激發學生學習和科學探究的熱情，讓學生意識到知識源于生活，知識豐富生活，要學會利用科學知識理解生活中的現象。在探究過程中，明確了卵白的化學成分，進一步了解鳥卵的化學組成。

4.4?互動探究活動

4.4.1?互動探究：以小組為單位討論實驗探究過程中遇到的問題，從提供營養、起保護作用、提供氧氣、胚胎發育等方面總結鳥卵各結構對應的功能，思考鳥卵有哪些適應陸地生活的特征？完成導學案中鳥卵結構和功能的概念圖，如圖2。

設計意圖：通過小組討論引導學生嘗試去思考、學會提問、完成歸納總結，認識鳥卵的結構與功能，從而掌握本節課重點，并在完成概念圖過程中將知識形成知識系統，掌握生物學基本知識，形成基本的生命觀念。

4.4.2?交流展示：各小組學生代表利用投影展示等匯報本組探究實驗和互動探究成果，分享鳥卵各結構特點與功能對應關系、適應陸地生活的特征。

設計意圖：通過交流展示學會運用科學語言解釋生命現象，更深入理解鳥卵的結構特點是與其功能和生活環境是相適應的，樹立生物學的“結構與功能相適應”、“生物與環境相適應”的生命觀。在展示過程中，通過利用科學語言解釋生命現象，培養學生初步掌握科學思維方法，強化學生的科學思維習慣和能力，

4.4.3?拓展探究：

布置學生課后通過查閱資料，利用雞蛋進行各種實驗探究，如：雞蛋放入白醋中產生的氣體是什么？如何驗證？在白醋中放置一晝夜后蛋殼會有什么變化？冰箱蛋架上雞蛋如何放置？如何測量雞蛋的最大承受重量？怎么判斷雞蛋是否新鮮？要以小組為單位畫出或拍照標注出鳥卵結構，將自己的研究過程和結果做成海報張貼在班級宣傳欄上。

設計意圖：從課堂延伸到課外，通過查閱資料、開展實驗探究和制作海報，進一步鞏固知識、培養發散思維、提高科學探究能力和平面設計能力，培養學生利用已有知識思考實際生活中遇到的問題，學會解釋與解決。

4.5 總結升華：鳥卵不僅是生物學研究的材料，它的結構和孕育的生命在物理學、化學、仿生學、建筑學、美學等領域中還有很多應用和啟發，國家大劇院的設計靈魂——外殼、生命和開放，代表了一個時代的結束與另一個新的時代的開始。希望我們每位同學都能像我們的祖國一樣，勇于探索、不懼困難，破殼而出、綻放生命。

最后，提醒學生清洗實驗器材，整理實驗臺面，將實驗中產生的垃圾倒入指定地方，蛋殼、蛋黃、蛋白分開傾倒，處理后用作花肥。

設計意圖：通過滲透學科融合思想和情感教育，培養學生學習過程中多學科融合意識，提高學生社會責任意識，熱愛自然、珍愛生命、保護環境意識，升華生命品質。

5?教學反思

《觀察鳥卵的結構》活動設計是跨學科教學實踐的一次嘗試，符合生物學課程基本理念，融入化學、物理、藝術等相關學科知識，調動學生對于不同學科知識內在聯系性的思考，積極探索、實踐與展示，讓學生在科學探究過程中體會科學的奧秘和成功的喜悅，提高學生多學科融合意識，促進生物科學素養的提高。但是，跨學科融合還可以更深入，還可以嘗試將歷史、地理、數學等多學科領域知識融合，打通所有關聯學科，實現多系統學科知識系統集成，從而不斷促進學生思維的開發和核心素養的提高。

總之，初中生物學教學中應注重綜合多學科知識，加強跨學科教學實踐，不僅有利于學生更好地從原理上理解生物學，提高生物學學習效率，還有利于培育學生綜合運用多學科知識解決實際問題能力，促進學生不斷創新與探索，提高學生生物學核心素養。跨學科學習培養的是學生在現實情境中識別現象并在此基礎上用多學科的知識解決并解釋現實生活中實際問題的能力。因此，教師需要轉變教育教學觀念，創新方法，在平時課堂教學中滲透跨學科學習理念。

參考文獻

[1]?俞莉丹.跨學科學習視角下的初中生物學教學設計與實施[J].生物學教學，2022.10.14（網絡首發）.

[2]?中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2022年版）.北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]?吳海燕.“動物的生殖”一節的探究活動教學設計[J].生物學教學，2015，40（12）：28-30.

[4]?吳建軍.“鳥的生殖和發育”一節的探究式教學設計與反思[J].中學生物學，2017，33（8）：40-42.

[5]?王芳.“鳥類的生殖和發育”的教學設計[J].中學生物學，2007，23（8）：22-25.

江蘇省徐州市市級課題“初中生物學跨學科主題教學實踐研究”，課題編號：GH14-23-ZD013