“觀察鳥卵結(jié)構(gòu)”跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)

尚小娟

摘要：跨學(xué)科實(shí)踐是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的重要途徑，是生物學(xué)課程內(nèi)容體系不可缺少的一部分。通過《觀察鳥卵的結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)，倡導(dǎo)在初中生物課堂中融入跨學(xué)科實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和技能來解決實(shí)際問題，促進(jìn)學(xué)生達(dá)成生物科學(xué)素養(yǎng)，并能為各位老師在實(shí)施生物跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科實(shí)踐、學(xué)科融合、觀察鳥卵、教學(xué)設(shè)計(jì)

在新課標(biāo)中，無論是課程目標(biāo)還是課程內(nèi)容，都突出了跨學(xué)科實(shí)踐能力培養(yǎng)。俞莉丹^[1]老師在研究中提出生物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)性，在教學(xué)實(shí)踐中要注重引導(dǎo)學(xué)生探索生物學(xué)與其他學(xué)科的相互聯(lián)系。新課程標(biāo)準(zhǔn)在課程內(nèi)容中也明確提出了“通過生物學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐主題的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)生物學(xué)與社會(huì)的關(guān)系，能夠理解科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的相互關(guān)系，并嘗試運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)和方法，通過設(shè)計(jì)和制作，解決現(xiàn)實(shí)問題或生產(chǎn)特定的產(chǎn)品，發(fā)展核心素養(yǎng)。”^[2]

1 教材分析

“觀察鳥卵的結(jié)構(gòu)”選自蘇科版初中生物學(xué)教材八年級上冊第7單元第20章第1節(jié)“動(dòng)物的生殖”。從《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版》對該部分內(nèi)容無論是內(nèi)容要求方面，還是學(xué)業(yè)要求、教學(xué)提示等，都沒有對這一節(jié)內(nèi)容提出具體要求。所以，在內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)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(jīng)驗(yàn)后，依據(jù)新課標(biāo)，滲透學(xué)科融合思想，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究活動(dòng)、勤于動(dòng)手、積極思考，在探索過程融入多學(xué)科知識(shí)，在掌握鳥卵的結(jié)構(gòu)和功能同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用多學(xué)科知識(shí)分析、解決問題能力，提高生物科學(xué)素養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

基于課程標(biāo)準(zhǔn)和核心素養(yǎng)要求，制定以下教學(xué)目標(biāo)：

（1）概述鳥卵結(jié)構(gòu)與功能，樹立“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”、“生物與環(huán)境相適應(yīng)”的生命觀；

（2）通過科學(xué)探究，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，養(yǎng)成理性思維習(xí)慣，提高科學(xué)探究能力；

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

（4）培養(yǎng)珍愛生命的意識(shí)和勇于探索的精神，聯(lián)系生活實(shí)踐，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

3教學(xué)準(zhǔn)備

課前資料準(zhǔn)備：學(xué)生提前查閱有關(guān)雞蛋資料，包括雞蛋結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)價(jià)值、蛋殼成分、性質(zhì)等。

實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：雞蛋，鵪鶉蛋，食鹽，開水，白醋，放大鏡，鑷子，培養(yǎng)皿，玻璃棒，吸管，試管架，燒杯，試管等。

4?教學(xué)過程

4.1?情境導(dǎo)入：展示“國家大劇院”圖片。

教師講解國家大劇院“蛋殼”設(shè)計(jì)理念，然后引導(dǎo)學(xué)生思考：鳥卵中孕育的生命與鳥卵的結(jié)構(gòu)有著怎樣的密切聯(lián)系呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過生動(dòng)的圖片展示國家大劇院的宏偉，激發(fā)學(xué)生民族自豪感和學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生審美能力，同時(shí)展示鳥卵在仿生學(xué)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)。

4.2問題設(shè)置

頭腦風(fēng)暴：鳥卵有哪些適應(yīng)環(huán)境的結(jié)構(gòu)特征？（可參考圖1）

設(shè)計(jì)意圖：通過教師提出關(guān)鍵問題“鳥卵有哪些適應(yīng)環(huán)境的結(jié)構(gòu)特征？”，再通過頭腦風(fēng)暴，對關(guān)鍵問題進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為若干個(gè)相關(guān)聯(lián)的子問題，對子問題進(jìn)行探究，逐步解決關(guān)鍵問題。在頭腦風(fēng)暴過程中，訓(xùn)練學(xué)生積極思考、發(fā)散思維能力，能幫助學(xué)生更深入理解生命的本質(zhì)，形成整合思維。

4.3 實(shí)驗(yàn)探索活動(dòng)：

根據(jù)導(dǎo)學(xué)案中“探究任務(wù)單”分組開展實(shí)驗(yàn)探究，鼓勵(lì)在探究過程中使用2門或多門學(xué)科知識(shí)。

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(huì)發(fā)現(xiàn)什么？如何進(jìn)行驗(yàn)證？

設(shè)計(jì)意圖：通過觀察、抓握和設(shè)計(jì)探究方法培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和科學(xué)探究能力，并滲透力、壓力、壓強(qiáng)、熱脹冷縮等物理學(xué)知識(shí)，理解殼型結(jié)構(gòu)的優(yōu)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(xué)的結(jié)構(gòu)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(xiàn)象，為什么會(huì)出現(xiàn)該現(xiàn)象？

設(shè)計(jì)意圖：通過利用生活中常見的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，感受自然科學(xué)的魅力，滲透化學(xué)現(xiàn)象和知識(shí)，提高學(xué)科融合意識(shí)。在七年級上冊驗(yàn)證“呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生已經(jīng)了解到二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的特性，學(xué)生可以利用該性質(zhì)，進(jìn)一步探究雞蛋放入白醋后產(chǎn)生的氣體是什么。在探究過程中，了解鳥卵卵殼的化學(xué)組成。

4.3.3?敲一敲：對照課本101頁圖20-2，先熟悉鳥卵各結(jié)構(gòu)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(nèi)卵殼膜。用鑷子擴(kuò)大破口，將其內(nèi)容物緩慢的倒入碗或盤中，你能認(rèn)識(shí)雞蛋的各部分結(jié)構(gòu)嗎？如何驗(yàn)證卵黃膜的存在？

設(shè)計(jì)意圖：通過觀察、對比書本模式圖和實(shí)物圖、設(shè)計(jì)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較、分析能力和科學(xué)探究能力，在探究過程中掌握鳥卵內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。鳥卵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能是本節(jié)課重點(diǎn)，通過觀察與探究，可以幫助學(xué)生更深入了解鳥卵各結(jié)構(gòu)名稱，探究各結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能，進(jìn)一步形成生物學(xué)的結(jié)構(gòu)與功能觀。在探究過程中，明確鳥卵的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成子問題，明確鳥卵有哪些適應(yīng)環(huán)境的結(jié)構(gòu)特征。

4.3.4沖一沖：蛋清倒入燒杯中，加入適量開水?dāng)嚢?，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：通過簡單的實(shí)驗(yàn)探究滲透蛋白質(zhì)遇熱變性的性質(zhì)，結(jié)合七年級上冊“鑒定食物中的蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)和生活中煎煮雞蛋經(jīng)驗(yàn)，明確卵白的主要成分為蛋白質(zhì)，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的熱情，讓學(xué)生意識(shí)到知識(shí)源于生活，知識(shí)豐富生活，要學(xué)會(huì)利用科學(xué)知識(shí)理解生活中的現(xiàn)象。在探究過程中，明確了卵白的化學(xué)成分，進(jìn)一步了解鳥卵的化學(xué)組成。

4.4?互動(dòng)探究活動(dòng)

4.4.1?互動(dòng)探究：以小組為單位討論實(shí)驗(yàn)探究過程中遇到的問題，從提供營養(yǎng)、起保護(hù)作用、提供氧氣、胚胎發(fā)育等方面總結(jié)鳥卵各結(jié)構(gòu)對應(yīng)的功能，思考鳥卵有哪些適應(yīng)陸地生活的特征？完成導(dǎo)學(xué)案中鳥卵結(jié)構(gòu)和功能的概念圖，如圖2。

設(shè)計(jì)意圖：通過小組討論引導(dǎo)學(xué)生嘗試去思考、學(xué)會(huì)提問、完成歸納總結(jié)，認(rèn)識(shí)鳥卵的結(jié)構(gòu)與功能，從而掌握本節(jié)課重點(diǎn)，并在完成概念圖過程中將知識(shí)形成知識(shí)系統(tǒng)，掌握生物學(xué)基本知識(shí)，形成基本的生命觀念。

4.4.2?交流展示：各小組學(xué)生代表利用投影展示等匯報(bào)本組探究實(shí)驗(yàn)和互動(dòng)探究成果，分享鳥卵各結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能對應(yīng)關(guān)系、適應(yīng)陸地生活的特征。

設(shè)計(jì)意圖：通過交流展示學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)語言解釋生命現(xiàn)象，更深入理解鳥卵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是與其功能和生活環(huán)境是相適應(yīng)的，樹立生物學(xué)的“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”、“生物與環(huán)境相適應(yīng)”的生命觀。在展示過程中，通過利用科學(xué)語言解釋生命現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生初步掌握科學(xué)思維方法，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣和能力，

4.4.3?拓展探究：

布置學(xué)生課后通過查閱資料，利用雞蛋進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)探究，如：雞蛋放入白醋中產(chǎn)生的氣體是什么？如何驗(yàn)證？在白醋中放置一晝夜后蛋殼會(huì)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(biāo)注出鳥卵結(jié)構(gòu)，將自己的研究過程和結(jié)果做成海報(bào)張貼在班級宣傳欄上。

設(shè)計(jì)意圖：從課堂延伸到課外，通過查閱資料、開展實(shí)驗(yàn)探究和制作海報(bào)，進(jìn)一步鞏固知識(shí)、培養(yǎng)發(fā)散思維、提高科學(xué)探究能力和平面設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生利用已有知識(shí)思考實(shí)際生活中遇到的問題，學(xué)會(huì)解釋與解決。

4.5 總結(jié)升華：鳥卵不僅是生物學(xué)研究的材料，它的結(jié)構(gòu)和孕育的生命在物理學(xué)、化學(xué)、仿生學(xué)、建筑學(xué)、美學(xué)等領(lǐng)域中還有很多應(yīng)用和啟發(fā)，國家大劇院的設(shè)計(jì)靈魂——外殼、生命和開放，代表了一個(gè)時(shí)代的結(jié)束與另一個(gè)新的時(shí)代的開始。希望我們每位同學(xué)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(xué)生清洗實(shí)驗(yàn)器材，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)面，將實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)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(shè)計(jì)意圖：通過滲透學(xué)科融合思想和情感教育，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中多學(xué)科融合意識(shí)，提高學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)，熱愛自然、珍愛生命、保護(hù)環(huán)境意識(shí)，升華生命品質(zhì)。

5?教學(xué)反思

《觀察鳥卵的結(jié)構(gòu)》活動(dòng)設(shè)計(jì)是跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐的一次嘗試，符合生物學(xué)課程基本理念，融入化學(xué)、物理、藝術(shù)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對于不同學(xué)科知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系性的思考，積極探索、實(shí)踐與展示，讓學(xué)生在科學(xué)探究過程中體會(huì)科學(xué)的奧秘和成功的喜悅，提高學(xué)生多學(xué)科融合意識(shí)，促進(jìn)生物科學(xué)素養(yǎng)的提高。但是，跨學(xué)科融合還可以更深入，還可以嘗試將歷史、地理、數(shù)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)融合，打通所有關(guān)聯(lián)學(xué)科，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)集成，從而不斷促進(jìn)學(xué)生思維的開發(fā)和核心素養(yǎng)的提高。

總之，初中生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重綜合多學(xué)科知識(shí)，加強(qiáng)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐，不僅有利于學(xué)生更好地從原理上理解生物學(xué)，提高生物學(xué)學(xué)習(xí)效率，還有利于培育學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題能力，促進(jìn)學(xué)生不斷創(chuàng)新與探索，提高學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)。跨學(xué)科學(xué)習(xí)培養(yǎng)的是學(xué)生在現(xiàn)實(shí)情境中識(shí)別現(xiàn)象并在此基礎(chǔ)上用多學(xué)科的知識(shí)解決并解釋現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際問題的能力。因此，教師需要轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，創(chuàng)新方法，在平時(shí)課堂教學(xué)中滲透跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念。

參考文獻(xiàn)

[1]?俞莉丹.跨學(xué)科學(xué)習(xí)視角下的初中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].生物學(xué)教學(xué)，2022.10.14（網(wǎng)絡(luò)首發(fā)）.

[2]?中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[3]?吳海燕.“動(dòng)物的生殖”一節(jié)的探究活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué)，2015，40（12）：28-30.

[4]?吳建軍.“鳥的生殖和發(fā)育”一節(jié)的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)與反思[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（8）：40-42.

[5]?王芳.“鳥類的生殖和發(fā)育”的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)生物學(xué)，2007，23（8）：22-25.

江蘇省徐州市市級課題“初中生物學(xué)跨學(xué)科主題教學(xué)實(shí)踐研究”，課題編號：GH14-23-ZD013