“體外受精和早期胚胎培養(yǎng)”教學(xué)設(shè)計(jì)

王麗群+邢信濤+張慶曉

1 教材分析和課標(biāo)要求

1.1 教材分析

本節(jié)課是學(xué)生在學(xué)習(xí)了體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)胚胎工程技術(shù)，著重簡(jiǎn)述哺乳動(dòng)物體外受精及早期胚胎培養(yǎng)的技術(shù)方法。體外受精在胚胎工程技術(shù)中應(yīng)用的較多，是胚胎工程技術(shù)的基礎(chǔ)。胚胎工程與基因工程、細(xì)胞工程等現(xiàn)代生物科技聯(lián)系密切，比如將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵中，在體外完成早期胚胎培養(yǎng)，然后移植到生物體內(nèi)，是基因工程與胚胎工程的結(jié)合；卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)至成熟的過程，利用的細(xì)胞工程中的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，體現(xiàn)了胚胎工程與細(xì)胞工程的結(jié)合。關(guān)于“試管嬰兒”，存在著倫理道德方面的問題，因此與“生物技術(shù)的安全性和倫理問題”這個(gè)專題也存在著一定的聯(lián)系。

1.2 課標(biāo)要求和解讀

課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：簡(jiǎn)述胚胎工程的理論基礎(chǔ)（了解）。其中知識(shí)性目標(biāo)行為動(dòng)詞“簡(jiǎn)述”為了解水平，即“能再認(rèn)或回憶知識(shí)；識(shí)別或辨認(rèn)事實(shí)、證據(jù)；舉出例子；描述對(duì)象的基本特征”。具體內(nèi)容要求是“胚胎工程理論基礎(chǔ)”。該節(jié)內(nèi)容的理論基礎(chǔ)是體外受精和早期胚胎培養(yǎng)的技術(shù)方法。體外受精時(shí)，精子和卵子必須滿足一定的條件，所以“卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)”及“精子的采集和獲能”顯得尤為重要。教師在授課中通過視頻、新聞及圖片的展示，使學(xué)生了解“試管?！鄙a(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，營(yíng)造積極的學(xué)習(xí)氛圍，達(dá)到知識(shí)、能力、情感的三維教學(xué)目標(biāo)。

2 學(xué)情分析

2.1 從學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備分析

關(guān)于試管動(dòng)物、試管嬰兒、借腹懷胎、體外受精等知識(shí)，學(xué)生對(duì)其有著一定程度的了解，這是學(xué)習(xí)該內(nèi)容的基礎(chǔ)。

2.2 從心理接受角度分析

由于有體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育這一節(jié)的內(nèi)容作鋪墊，學(xué)生對(duì)自然條件下精子和卵子的受精情況和早期胚胎發(fā)育的場(chǎng)所有一定的了解，而胚胎工程的體外受精和早期胚胎培養(yǎng)實(shí)際是在體外條件下模擬操作動(dòng)物自然受精和早期胚胎發(fā)育的，因此，學(xué)習(xí)該節(jié)，學(xué)生的心理上沒有突兀感。

2.3 從能力要求分析

該節(jié)課的知識(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生通過閱讀課本，自主學(xué)習(xí)，基本能掌握。但是由于該節(jié)內(nèi)容的技術(shù)含量高，遠(yuǎn)離學(xué)生的生活，所以讓學(xué)生以胚胎工程小專家的身份來(lái)研究、模擬“試管牛”的生產(chǎn)過程。

3 教學(xué)方法及目標(biāo)

（1） 學(xué)生通過觀看“2010年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”及“試管嬰兒”的視頻，能夠說出試管嬰兒的產(chǎn)生過程，能用通俗的語(yǔ)言向他人介紹其過程及意義。

（2） 通過閱讀課本P69～73，填寫提綱及相互交流等自主學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠說出體外受精的具體方法、步驟及早期胚胎培養(yǎng)的過程。

（3） 通過“胚胎工程小專家”的精彩講解，學(xué)生能夠描述體外受精與早期胚胎培養(yǎng)的流程，體驗(yàn)搜集資料信息的過程，體會(huì)科學(xué)探索的艱巨性。

（4） 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠畫出并講解“試管?！斌w外受精胚胎工廠化生產(chǎn)流程圖，并能解決我國(guó)牛產(chǎn)肉量和產(chǎn)奶量低的實(shí)際問題，達(dá)到所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)

4.1 課前準(zhǔn)備

（1） 教師準(zhǔn)備好導(dǎo)學(xué)案及課后延伸拓展學(xué)案。

（2） 教師制作好課堂使用的多媒體課件。

（3） 組織“胚胎工程小專家”，制定他們要講解的課題，由他們自己查閱資料，制作相關(guān)的多媒體課件，教師整理。

4.2 情景導(dǎo)入

教師播放新聞讓學(xué)生了解2010年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)內(nèi)容——試管嬰兒。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)顯示，世界上每10對(duì)夫婦中就有一對(duì)有生育問題，而試管嬰兒技術(shù)可以幫助絕大多數(shù)夫婦實(shí)現(xiàn)有自己后代的夢(mèng)想。

教師呈現(xiàn)嬰兒從試管里爬出來(lái)的圖片，讓學(xué)生明確試管嬰兒不是這樣產(chǎn)生的。

教師播放“試管嬰兒”相關(guān)視頻：生育是人類正常生理現(xiàn)象，它使我們得以代代相傳。但一些人因?yàn)樯称鞴俚牟∽兓蛏臣?xì)胞的缺陷造成了不孕，如有位男性的精子數(shù)量太少而且精子不能向前游，只是胡亂地扭動(dòng)，無(wú)法與卵子結(jié)合。針對(duì)這種情況，醫(yī)生首先給這位男性的妻子注射雌性激素以刺激卵巢多產(chǎn)生成熟的卵子。這次她的卵巢排出18個(gè)卵子，有12個(gè)是成熟的。醫(yī)生精心挑選出他的12個(gè)精子，分別置入12個(gè)卵子中，然后將受精卵置于近似母體環(huán)境的培養(yǎng)皿中，讓它們發(fā)育。3 d后，經(jīng)檢查12個(gè)卵子中有8個(gè)成功受精，醫(yī)生選出4個(gè)胚胎，利用導(dǎo)管將胚胎置于妻子的子宮內(nèi)，2周后就可以知道是否懷孕了。自從第一例試管嬰兒路易斯布朗于1978年降生至今，試管嬰兒技術(shù)已讓無(wú)數(shù)生育有困難的夫婦得償所愿。

觀看視頻后，教師提出問題：試管嬰兒能解決什么實(shí)際問題？主要操作是什么？這樣引出本節(jié)課的主題——體外受精和早期胚胎培養(yǎng)。

4.3 教學(xué)過程

學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析，了解到我國(guó)奶牛、肉牛和國(guó)際上優(yōu)良品種的差距。教師引導(dǎo)學(xué)生說出解決方案，并討論這些方案的可行性：價(jià)格太高，買一頭優(yōu)質(zhì)牛需要3萬(wàn)～5萬(wàn)元，消費(fèi)不起，因此排除大量引進(jìn)的方案；牛的生育率很低，一頭牛一胎只產(chǎn)一頭犢牛，一生只能生育4、5次，因此排除少量引進(jìn)、自然繁殖的方案；細(xì)胞核移植技術(shù)難度很大，不容易成功；所以選擇試管動(dòng)物技術(shù)這個(gè)方案。

學(xué)生利用8 min閱讀教材P69～73，自主完成學(xué)案的相關(guān)內(nèi)容，接著由胚胎工程小專家講解試管牛生產(chǎn)的各個(gè)具體環(huán)節(jié)及“試管?！惫S化生產(chǎn)的流程圖。由于卵母細(xì)胞的數(shù)量有限，而精子的數(shù)量很多，提出保存剩余精子的方法——冷凍保存。

教師提出關(guān)于“試管嬰兒”現(xiàn)在還面臨一些倫理方面的問題，比如精子庫(kù)中的精子冷凍20年之后，利用試管嬰兒技術(shù)獲得的嬰兒與提供精子的人有什么關(guān)系？課后，學(xué)生可以課后就這種生育方式進(jìn)行討論。

最后，師生總結(jié)：試管動(dòng)物技術(shù)，應(yīng)用在人身上就產(chǎn)生了試管嬰兒，用在動(dòng)物身上就產(chǎn)生了試管動(dòng)物，它的過程包括2個(gè)環(huán)節(jié)，其中體外受精在體外進(jìn)行的。正因?yàn)槿绱?，我們稱之為試管嬰兒，受精器具相當(dāng)于人體的輸卵管。

4.4 課堂總結(jié)（略）

4.5 課堂延伸

教師提出相關(guān)問題，學(xué)生進(jìn)行解答。如：試管嬰兒的產(chǎn)生用到了哪些生物技術(shù)？它與正常嬰兒的產(chǎn)生有何異同？卵巢中卵母細(xì)胞采集之后要培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期，采用的生物技術(shù)是什么？試管嬰兒和正常嬰兒的區(qū)別是什么？

試管動(dòng)物技術(shù)還存在著一些缺陷，比如說試管牛的胚胎利用率還很低，試管嬰兒還存在一些健康問題，這些問題都有待攻克。