尚小娟

摘要：跨學科實踐是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的重要途徑，是生物學課程內(nèi)容體系不可缺少的一部分。通過《觀察鳥卵的結(jié)構》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(yǎng)，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(nèi)容，都突出了跨學科實踐能力培養(yǎng)。俞莉丹^[1]老師在研究中提出生物學與其他學科的關聯(lián)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(lián)系。新課程標準在課程內(nèi)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(shù)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(xiàn)實問題或生產(chǎn)特定的產(chǎn)品，發(fā)展核心素養(yǎng)?！?sup>[^2]

1 教材分析

“觀察鳥卵的結(jié)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(jié)“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(nèi)容無論是內(nèi)容要求方面，還是學業(yè)要求、教學提示等，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(jīng)驗后，依據(jù)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(jié)構和功能同時，培養(yǎng)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(yǎng)。

2 教學目標

基于課程標準和核心素養(yǎng)要求，制定以下教學目標：

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

（2）通過科學探究，發(fā)揮主觀能動性，養(yǎng)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(yǎng)珍愛生命的意識和勇于探索的精神，聯(lián)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(jié)構、營養(yǎng)價值、蛋殼成分、性質(zhì)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(yǎng)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(jié)構有著怎樣的密切聯(lián)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(fā)學生民族自豪感和學習熱情，培養(yǎng)學生審美能力，同時展示鳥卵在仿生學中的應用，培養(yǎng)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(huán)境的結(jié)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(huán)境的結(jié)構特征？”，再通過頭腦風暴，對關鍵問題進行分解，轉(zhuǎn)化為若干個相關聯(lián)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(fā)散思維能力，能幫助學生更深入理解生命的本質(zhì)，形成整合思維。

4.3 實驗探索活動：

根據(jù)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(fā)現(xiàn)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(yǎng)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(jié)構的優(yōu)勢。在探究過程中，解決子問題“鳥卵的外形有什么特征？”，初步形成生物學的結(jié)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(xiàn)象，為什么會出現(xiàn)該現(xiàn)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(fā)學生學習興趣，感受自然科學的魅力，滲透化學現(xiàn)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(chǎn)生二氧化碳”的實驗中，學生已經(jīng)了解到二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的特性，學生可以利用該性質(zhì)，進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。用鑷子擴大破口，將其內(nèi)容物緩慢的倒入碗或盤中，你能認識雞蛋的各部分結(jié)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(yǎng)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(nèi)部結(jié)構特點。鳥卵結(jié)構特點與功能是本節(jié)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(jié)構名稱，探究各結(jié)構特點與功能，進一步形成生物學的結(jié)構與功能觀。在探究過程中，明確鳥卵的外部和內(nèi)部結(jié)構，完成子問題，明確鳥卵有哪些適應環(huán)境的結(jié)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(xiàn)象。

設計意圖：通過簡單的實驗探究滲透蛋白質(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)”實驗和生活中煎煮雞蛋經(jīng)驗，明確卵白的主要成分為蛋白質(zhì)，并進一步激發(fā)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(xiàn)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(yǎng)、起保護作用、提供氧氣、胚胎發(fā)育等方面總結(jié)鳥卵各結(jié)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(jié)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(jié)，認識鳥卵的結(jié)構與功能，從而掌握本節(jié)課重點，并在完成概念圖過程中將知識形成知識系統(tǒng)，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(jié)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(xiàn)象，更深入理解鳥卵的結(jié)構特點是與其功能和生活環(huán)境是相適應的，樹立生物學的“結(jié)構與功能相適應”、“生物與環(huán)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(xiàn)象，培養(yǎng)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(chǎn)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(jié)構，將自己的研究過程和結(jié)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(yǎng)發(fā)散思維、提高科學探究能力和平面設計能力，培養(yǎng)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(jié)升華：鳥卵不僅是生物學研究的材料，它的結(jié)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(fā)，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(jié)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(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。

設計意圖：通過滲透學科融合思想和情感教育，培養(yǎng)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(huán)境意識，升華生命品質(zhì)。

5?教學反思

《觀察鳥卵的結(jié)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(diào)動學生對于不同學科知識內(nèi)在聯(lián)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(yǎng)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(shù)學等多學科領域知識融合，打通所有關聯(lián)學科，實現(xiàn)多系統(tǒng)學科知識系統(tǒng)集成，從而不斷促進學生思維的開發(fā)和核心素養(yǎng)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(chuàng)新與探索，提高學生生物學核心素養(yǎng)?？鐚W科學習培養(yǎng)的是學生在現(xiàn)實情境中識別現(xiàn)象并在此基礎上用多學科的知識解決并解釋現(xiàn)實生活中實際問題的能力。因此，教師需要轉(zhuǎn)變教育教學觀念，創(chuàng)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(wǎng)絡首發(fā)）.

[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(jié)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(fā)育”一節(jié)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(fā)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