“观察鸟卵结构”跨学科教学设计

尚小娟

摘要：跨学科实践是培养科技创新人才的重要途径，是生物学课程内容体系不可缺少的一部分。通过《观察鸟卵的结构》教学设计，倡導在初中生物课堂中融入跨学科实践，引导学生综合运用多个学科的知识和技能来解决实际问题，促进学生达成生物科学素养，并能为各位老师在实施生物跨学科教学实践提供一定的参考价值。

关键词：跨学科实践、学科融合、观察鸟卵、教学设计

在新课标中，无论是课程目标还是课程内容，都突出了跨学科实践能力培养。俞莉丹^[1]老师在研究中提出生物学与其他学科的关联性，在教学实践中要注重引导学生探索生物学与其他学科的相互联系。新课程标准在课程内容中也明确提出了“通过生物学与社会·跨学科实践主题的学习，学生能够认识生物学与社会的关系，能够理解科学、技术、工程学、数学等学科的相互关系，并尝试运用多学科的知识和方法，通过设计和制作，解决现实问题或生产特定的产品，发展核心素养。”^[2]

1 教材分析

“观察鸟卵的结构”选自苏科版初中生物学教材八年级上册第7单元第20章第1节“动物的生殖”。从《义务教育生物学课程标准：2022年版》对该部分内容无论是内容要求方面，还是学业要求、教学提示等，都没有对这一节内容提出具体要求。所以，在内容设计时有更大的拓展空间，在参考了吴海燕^[2]、吴建军^[3]、王芳^[4]、孙淑娟^[5]等多位老师的课堂经验后，依据新课标，渗透学科融合思想，引导学生主动参与探究活动、勤于动手、积极思考，在探索过程融入多学科知识，在掌握鸟卵的结构和功能同时，培养学生综合利用多学科知识分析、解决问题能力，提高生物科学素养。

2 教学目标

基于课程标准和核心素养要求，制定以下教学目标：

（1）概述鸟卵结构与功能，树立“结构与功能相适应”、“生物与环境相适应”的生命观；

（2）通过科学探究，发挥主观能动性，养成理性思维习惯，提高科学探究能力；

（3）在探究活动中，融合化学、物理等不同学科知识，提高学科融合意识，逐步构建综合学科思维；

（4）培养珍爱生命的意识和勇于探索的精神，联系生活实践，增强社会责任感。

3教学准备

课前资料准备：学生提前查阅有关鸡蛋资料，包括鸡蛋结构、营养价值、蛋壳成分、性质等。

实验材料准备：鸡蛋，鹌鹑蛋，食盐，开水，白醋，放大镜，镊子，培养皿，玻璃棒，吸管，试管架，烧杯，试管等。

4 教学过程

4.1 情境导入：展示“国家大剧院”图片。

教师讲解国家大剧院“蛋壳”设计理念，然后引导学生思考：鸟卵中孕育的生命与鸟卵的结构有着怎样的密切联系呢？

设计意图：通过生动的图片展示国家大剧院的宏伟，激发学生民族自豪感和学习热情，培养学生审美能力，同时展示鸟卵在仿生学中的应用，培养学生学以致用的意识。

4.2问题设置

头脑风暴：鸟卵有哪些适应环境的结构特征？（可参考图1）

设计意图：通过教师提出关键问题“鸟卵有哪些适应环境的结构特征？”，再通过头脑风暴，对关键问题进行分解，转化为若干个相关联的子问题，对子问题进行探究，逐步解决关键问题。在头脑风暴过程中，训练学生积极思考、发散思维能力，能帮助学生更深入理解生命的本质，形成整合思维。

4.3 实验探索活动：

根据导学案中“探究任务单”分组开展实验探究，鼓励在探究过程中使用2门或多门学科知识。

4.3.1 看一看：观察鸡蛋和鹌鹑蛋的形状，单手握住鸡蛋看能否轻易捏碎？用放大镜观察鸡蛋的表面会发现什么？如何进行验证？

设计意图：通过观察、抓握和设计探究方法培养学生观察能力和科学探究能力，并渗透力、压力、压强、热胀冷缩等物理学知识，理解壳型结构的优势。在探究过程中，解决子问题“鸟卵的外形有什么特征？”，初步形成生物学的结构与功能观。

4.3.2 泡一泡：将鸡蛋或鹌鹑蛋放入白醋中，观察现象，为什么会出现该现象？

设计意图：通过利用生活中常见的材料进行实验探究，可以激发学生学习兴趣，感受自然科学的魅力，渗透化学现象和知识，提高学科融合意识。在七年级上册验证“呼吸作用产生二氧化碳”的实验中，学生已经了解到二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性，学生可以利用该性质，进一步探究鸡蛋放入白醋后产生的气体是什么。在探究过程中，了解鸟卵卵壳的化学组成。

4.3.3 敲一敲：对照课本101页图20-2，先熟悉鸟卵各结构名称，然后用镊子后端将卵壳钝端轻轻敲出裂痕，用镊子剥开卵壳，除去外卵壳膜，寻找气室和内卵壳膜。用镊子扩大破口，将其内容物缓慢的倒入碗或盘中，你能认识鸡蛋的各部分结构吗？如何验证卵黄膜的存在？

设计意图：通过观察、对比书本模式图和实物图、设计探究方法，培养学生观察、比较、分析能力和科学探究能力，在探究过程中掌握鸟卵内部结构特点。鸟卵结构特点与功能是本节课重点，通过观察与探究，可以帮助学生更深入了解鸟卵各结构名称，探究各结构特点与功能，进一步形成生物学的结构与功能观。在探究过程中，明确鸟卵的外部和内部结构，完成子问题，明确鸟卵有哪些适应环境的结构特征。

4.3.4冲一冲：蛋清倒入烧杯中，加入适量开水搅拌，观察实验现象。

设计意图：通过简单的实验探究渗透蛋白质遇热变性的性质，结合七年级上册“鉴定食物中的蛋白质”实验和生活中煎煮鸡蛋经验，明确卵白的主要成分为蛋白质，并进一步激发学生学习和科学探究的热情，让学生意识到知识源于生活，知识丰富生活，要学会利用科学知识理解生活中的现象。在探究过程中，明确了卵白的化学成分，进一步了解鸟卵的化学组成。

4.4 互动探究活动

4.4.1 互动探究：以小组为单位讨论实验探究过程中遇到的问题，从提供营养、起保护作用、提供氧气、胚胎发育等方面总结鸟卵各结构对应的功能，思考鸟卵有哪些适应陆地生活的特征？完成导学案中鸟卵结构和功能的概念图，如图2。

设计意图：通过小组讨论引导学生尝试去思考、学会提问、完成归纳总结，认识鸟卵的结构与功能，从而掌握本节课重点，并在完成概念图过程中将知识形成知识系统，掌握生物学基本知识，形成基本的生命观念。

4.4.2 交流展示：各小组学生代表利用投影展示等汇报本组探究实验和互动探究成果，分享鸟卵各结构特点与功能对应关系、适应陆地生活的特征。

设计意图：通过交流展示学会运用科学语言解释生命现象，更深入理解鸟卵的结构特点是与其功能和生活环境是相适应的，树立生物学的“结构与功能相适应”、“生物与环境相适应”的生命观。在展示过程中，通过利用科学语言解释生命现象，培养学生初步掌握科学思维方法，强化学生的科学思维习惯和能力，

4.4.3 拓展探究：

布置学生课后通过查阅资料，利用鸡蛋进行各种实验探究，如：鸡蛋放入白醋中产生的气体是什么？如何验证？在白醋中放置一昼夜后蛋壳会有什么变化？冰箱蛋架上鸡蛋如何放置？如何测量鸡蛋的最大承受重量？怎么判断鸡蛋是否新鲜？要以小组为单位画出或拍照标注出鸟卵结构，将自己的研究过程和结果做成海报张贴在班级宣传栏上。

设计意图：从课堂延伸到课外，通过查阅资料、开展实验探究和制作海报，进一步巩固知识、培养发散思维、提高科学探究能力和平面设计能力，培养学生利用已有知识思考实际生活中遇到的问题，学会解释与解决。

4.5 总结升华：鸟卵不仅是生物学研究的材料，它的结构和孕育的生命在物理学、化学、仿生学、建筑学、美学等领域中还有很多应用和启发，国家大剧院的设计灵魂——外壳、生命和开放，代表了一个时代的结束与另一个新的时代的开始。希望我们每位同学都能像我们的祖国一样，勇于探索、不惧困难，破壳而出、绽放生命。

最后，提醒学生清洗实验器材，整理实验台面，将实验中产生的垃圾倒入指定地方，蛋壳、蛋黄、蛋白分开倾倒，处理后用作花肥。

设计意图：通过渗透学科融合思想和情感教育，培养学生学习过程中多学科融合意识，提高学生社会责任意识，热爱自然、珍爱生命、保护环境意识，升华生命品质。

5 教学反思

《观察鸟卵的结构》活动设计是跨学科教学实践的一次尝试，符合生物学课程基本理念，融入化学、物理、艺术等相关学科知识，调动学生对于不同学科知识内在联系性的思考，积极探索、实践与展示，让学生在科学探究过程中体会科学的奥秘和成功的喜悦，提高学生多学科融合意识，促进生物科学素养的提高。但是，跨學科融合还可以更深入，还可以尝试将历史、地理、数学等多学科领域知识融合，打通所有关联学科，实现多系统学科知识系统集成，从而不断促进学生思维的开发和核心素养的提高。

总之，初中生物学教学中应注重综合多学科知识，加强跨学科教学实践，不仅有利于学生更好地从原理上理解生物学，提高生物学学习效率，还有利于培育学生综合运用多学科知识解决实际问题能力，促进学生不断创新与探索，提高学生生物学核心素养。跨学科学习培养的是学生在现实情境中识别现象并在此基础上用多学科的知识解决并解释现实生活中实际问题的能力。因此，教师需要转变教育教学观念，创新方法，在平时课堂教学中渗透跨学科学习理念。

参考文献

[1] 俞莉丹.跨学科学习视角下的初中生物学教学设计与实施[J].生物学教学，2022.10.14（网络首发）.

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2022年版）.北京：北京师范大学出版社，2022.

[3] 吴海燕.“动物的生殖”一节的探究活动教学设计[J].生物学教学，2015，40（12）：28-30.

[4] 吴建军.“鸟的生殖和发育”一节的探究式教学设计与反思[J].中学生物学，2017，33（8）：40-42.

[5] 王芳.“鸟类的生殖和发育”的教学设计[J].中学生物学，2007，23（8）：22-25.

江苏省徐州市市级课题“初中生物学跨学科主题教学实践研究”，课题编号：GH14-23-ZD013