“体外受精和早期胚胎培养”教学设计

王丽群+邢信涛+张庆晓

1 教材分析和课标要求

1.1 教材分析

本节课是学生在学习了体内受精和早期胚胎发育的基础上，进一步学习胚胎工程技术，着重简述哺乳动物体外受精及早期胚胎培养的技术方法。体外受精在胚胎工程技术中应用的较多，是胚胎工程技术的基础。胚胎工程与基因工程、细胞工程等现代生物科技联系密切，比如将基因表达载体导入受精卵中，在体外完成早期胚胎培养，然后移植到生物体内，是基因工程与胚胎工程的结合；卵母细胞在体外培养至成熟的过程，利用的细胞工程中的动物细胞培养技术，体现了胚胎工程与细胞工程的结合。关于“试管婴儿”，存在着伦理道德方面的问题，因此与“生物技术的安全性和伦理问题”这个专题也存在着一定的联系。

1.2 課标要求和解读

课程标准要求为：简述胚胎工程的理论基础（了解）。其中知识性目标行为动词“简述”为了解水平，即“能再认或回忆知识；识别或辨认事实、证据；举出例子；描述对象的基本特征”。具体内容要求是“胚胎工程理论基础”。该节内容的理论基础是体外受精和早期胚胎培养的技术方法。体外受精时，精子和卵子必须满足一定的条件，所以“卵母细胞的采集和培养”及“精子的采集和获能”显得尤为重要。教师在授课中通过视频、新闻及图片的展示，使学生了解“试管牛”生产的各个环节，让学生自主学习、合作学习，营造积极的学习氛围，达到知识、能力、情感的三维教学目标。

2 学情分析

2.1 从学生的知识储备分析

关于试管动物、试管婴儿、借腹怀胎、体外受精等知识，学生对其有着一定程度的了解，这是学习该内容的基础。

2.2 从心理接受角度分析

由于有体内受精和早期胚胎发育这一节的内容作铺垫，学生对自然条件下精子和卵子的受精情况和早期胚胎发育的场所有一定的了解，而胚胎工程的体外受精和早期胚胎培养实际是在体外条件下模拟操作动物自然受精和早期胚胎发育的，因此，学习该节，学生的心理上没有突兀感。

2.3 从能力要求分析

该节课的知识相对简单，学生通过阅读课本，自主学习，基本能掌握。但是由于该节内容的技术含量高，远离学生的生活，所以让学生以胚胎工程小专家的身份来研究、模拟“试管牛”的生产过程。

3 教学方法及目标

（1） 学生通过观看“2010年诺贝尔生理学和医学奖”及“试管婴儿”的视频，能够说出试管婴儿的产生过程，能用通俗的语言向他人介绍其过程及意义。

（2） 通过阅读课本P69～73，填写提纲及相互交流等自主学习，学生能够说出体外受精的具体方法、步骤及早期胚胎培养的过程。

（3） 通过“胚胎工程小专家”的精彩讲解，学生能够描述体外受精与早期胚胎培养的流程，体验搜集资料信息的过程，体会科学探索的艰巨性。

（4） 通过本节课的学习，学生能够画出并讲解“试管牛”体外受精胚胎工厂化生产流程图，并能解决我国牛产肉量和产奶量低的实际问题，达到所学知识的融会贯通。

4 教学设计

4.1 课前准备

（1） 教师准备好导学案及课后延伸拓展学案。

（2） 教师制作好课堂使用的多媒体课件。

（3） 组织“胚胎工程小专家”，制定他们要讲解的课题，由他们自己查阅资料，制作相关的多媒体课件，教师整理。

4.2 情景导入

教师播放新闻让学生了解2010年诺贝尔生理学或医学奖内容——试管婴儿。医学统计显示，世界上每10对夫妇中就有一对有生育问题，而试管婴儿技术可以帮助绝大多数夫妇实现有自己后代的梦想。

教师呈现婴儿从试管里爬出来的图片，让学生明确试管婴儿不是这样产生的。

教师播放“试管婴儿”相关视频：生育是人类正常生理现象，它使我们得以代代相传。但一些人因为生殖器官的病变或生殖细胞的缺陷造成了不孕，如有位男性的精子数量太少而且精子不能向前游，只是胡乱地扭动，无法与卵子结合。针对这种情况，医生首先给这位男性的妻子注射雌性激素以刺激卵巢多产生成熟的卵子。这次她的卵巢排出18个卵子，有12个是成熟的。医生精心挑选出他的12个精子，分别置入12个卵子中，然后将受精卵置于近似母体环境的培养皿中，让它们发育。3 d后，经检查12个卵子中有8个成功受精，医生选出4个胚胎，利用导管将胚胎置于妻子的子宫内，2周后就可以知道是否怀孕了。自从第一例试管婴儿路易斯布朗于1978年降生至今，试管婴儿技术已让无数生育有困难的夫妇得偿所愿。

观看视频后，教师提出问题：试管婴儿能解决什么实际问题？主要操作是什么？这样引出本节课的主题——体外受精和早期胚胎培养。

4.3 教学过程

学生通过数据分析，了解到我国奶牛、肉牛和国际上优良品种的差距。教师引导学生说出解决方案，并讨论这些方案的可行性：价格太高，买一头优质牛需要3万～5万元，消费不起，因此排除大量引进的方案；牛的生育率很低，一头牛一胎只产一头犊牛，一生只能生育4、5次，因此排除少量引进、自然繁殖的方案；细胞核移植技术难度很大，不容易成功；所以选择试管动物技术这个方案。

学生利用8 min阅读教材P69～73，自主完成学案的相关内容，接着由胚胎工程小专家讲解试管牛生产的各个具体环节及“试管牛”工厂化生产的流程图。由于卵母细胞的数量有限，而精子的数量很多，提出保存剩余精子的方法——冷冻保存。

教师提出关于“试管婴儿”现在还面临一些伦理方面的问题，比如精子库中的精子冷冻20年之后，利用试管婴儿技术获得的婴儿与提供精子的人有什么关系？课后，学生可以课后就这种生育方式进行讨论。

最后，师生总结：试管动物技术，应用在人身上就产生了试管婴儿，用在动物身上就产生了试管动物，它的过程包括2个环节，其中体外受精在体外进行的。正因为如此，我们称之为试管婴儿，受精器具相当于人体的输卵管。

4.4 课堂总结（略）

4.5 课堂延伸

教师提出相关问题，学生进行解答。如：试管婴儿的产生用到了哪些生物技术？它与正常婴儿的产生有何异同？卵巢中卵母细胞采集之后要培养至减数第二次分裂的中期，采用的生物技术是什么？试管婴儿和正常婴儿的区别是什么？

试管动物技术还存在着一些缺陷，比如说试管牛的胚胎利用率还很低，试管婴儿还存在一些健康问题，这些问题都有待攻克。