許 明
(江蘇省丹陽市實驗學校 江蘇丹陽 212300)
“探究雞卵的結構”是蘇科版初中生物學教材8年級上冊第20 章“動物的生殖和發(fā)育”第1 節(jié)“動物的生殖”第2 課時的內(nèi)容?!读x務教育生物學課程標準(2011年版)》對這部分內(nèi)容的具體要求是:描述鳥的生殖過程[1]。在此之前,學生學習了植物的生殖,掌握了受精的概念,在日常生活中對雞卵有一定的感性認識,但不夠全面:對雞卵的結構認識不完整,名稱不夠科學,對各結構的作用認識不夠,沒有考慮到雞卵的結構對鳥類適應陸生環(huán)境的生物學意義。在教學中,筆者將雞卵的結構和各結構的作用作為本節(jié)課的重點,將雞卵中與陸地生活相適應的結構特點定為本節(jié)課教學難點。本節(jié)課嘗試通過學生的自主探究發(fā)現(xiàn)“雞卵的秘密”,在知識構建的同時,培養(yǎng)學生提出問題能力、觀察能力、實驗方案的設計與實施能力、結果分析與表達能力[2],達到提升學生科學探究素養(yǎng)的目的。
1)知識目標:概述雞卵的結構和各結構的主要作用;舉例說明雞卵中與陸地生活相適應的結構特點。
2)能力目標:嘗試提出雞卵有關問題;學會用系統(tǒng)觀察法觀察雞卵;嘗試設計與實施實驗探究雞卵各結構的作用;嘗試分析雞卵相關實驗結果并進行表達與交流。
3)情感態(tài)度與價值觀目標:認同結構與功能相統(tǒng)一原則;認同生物的結構與環(huán)境相適應的原則;體驗科學探究中團隊合作探究的樂趣。
2.1 創(chuàng)設問題情境導入新課 教師播放視頻《雞卵發(fā)育21 天》,引導學生觀看視頻并提出自己想知道的問題。根據(jù)學生所提問題,構建本節(jié)課的框架(圖1)。
圖1 “雞卵”學習框架
用有趣的視頻《雞卵發(fā)育21 天》引導學生提出自己的問題,其中蘊含了發(fā)散設問方法,促進他們對問題進行多維度思考,提出有價值的問題。學生提出的問題很多,例如:雞卵是由哪些結構組成的?雞卵的哪個結構發(fā)育成了小雞?其他結構有什么作用?是否所有的雞卵都能發(fā)育成小雞?這有利于培養(yǎng)學生提出問題的能力。師生共同整理補充提出的問題,構建本節(jié)課的整體框架,讓探究目標更明確。
2.2 整體感知雞卵 通過觀察、解剖感知雞卵的外形與結構。
2.2.1 外形篇 引導學生觀察雞卵,對比下列哪幅圖(圖2)更能凸顯雞卵的外形特征?
圖2 雞卵的外形示意圖
通過比較學生很快發(fā)現(xiàn)圖C 更能凸顯雞卵的外形特征,繼續(xù)觀察鵪鶉卵、鴕鳥卵、象鳥卵等,發(fā)現(xiàn)這些鳥類的卵和雞卵一樣都具有外形特征:一端為鈍端,一端為尖端。組織學生討論:這樣的結構有何生物學意義?(家雞是由原雞演化來的,原雞筑盤狀巢,這樣在孵化、翻卵過程中卵不至于滾離太遠,利于親代的孵化)
引導學生通過比較卵的外形,尋找類似形狀,有利于學生學會比較觀察法;對鳥卵外形生物學意義的探討促進學生初步體驗結構與功能是相統(tǒng)一的原則。
2.2.2 結構篇 環(huán)節(jié)1:引導學生打開雞卵,觀察其結構,并將看到的結構畫在白板上,貼上標簽(提前發(fā)放,看到多少結構貼多少)。選擇3 組典型的結構圖進行全班展示(圖3)。
圖3 學生繪制的雞卵結構示意圖
3 組學生分別介紹自己的觀察方法。第1 組學生采用中間一分為二的方式直接打開雞卵,他們甚至沒有關注到雞卵一端鈍圓一端稍尖,觀察能力有待提高;第2 組從中間敲破雞卵,逐層剝開觀察,但觀察不夠仔細,沒有發(fā)現(xiàn)系帶與胚盤存在;第3 組采用了由外到內(nèi)、由鈍端到尖端的方法觀察雞卵,觀察的結構比較全面。
教師點評:采用由外到內(nèi)、由鈍圓到尖端的系統(tǒng)觀察法,觀察到的雞卵結構更全面。在平時的觀察活動中要采用系統(tǒng)觀察法進行科學觀察;觀察還需更仔細;在結構圖繪制中各組結構比例并不科學,還需進一步改進。
環(huán)節(jié)2:師生共同歸納得出本實驗的系統(tǒng)觀察法和實驗步驟:剖去卵殼→剖去外卵殼膜觀察氣室→剖去內(nèi)卵殼膜→將內(nèi)容物倒入培養(yǎng)皿中,觀察各部分結構→尋找“小白點”(胚盤)。
環(huán)節(jié)3:重新發(fā)一枚雞卵,各組用系統(tǒng)觀察法科學地觀察,按比例繪制結構圖,并給各結構貼上標簽。
環(huán)節(jié)4:組織學生用實物投影展示并介紹探究結果。
先讓學生用自己的方式打開雞卵,觀察結構;通過比較各組的觀察方法和繪制的結構圖,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)觀察法更科學、觀察到的結構更全面。組織各組用系統(tǒng)觀察法進行第2 次觀察。雖然是一枚小小的雞卵,但使用的觀察方法不同,結果迥異。學生從中深刻體會到系統(tǒng)觀察法的重要性。
2.3 深入探究雞卵 創(chuàng)設有趣的小實驗探究雞卵各結構的功能,尋找其陸生環(huán)境相適應的結構特點。
2.3.1 功能篇
探究活動1:卵殼的功能。
環(huán)節(jié)1:播放有趣的視頻《成年人單腳站立在鴕鳥卵上》,引導學生發(fā)現(xiàn)卵殼對外力有一定的承
受能力;組織學生單手均勻用力握雞卵,從中體驗雞卵卵殼的保護作用。
環(huán)節(jié)2:組織學生用放大鏡觀察雞卵卵殼,可觀察到其表面凹凸不平。提供探究實驗超市,物品包括60℃溫水、三角架、石棉網(wǎng)、酒精燈、沙子、生雞蛋。引導學生根據(jù)超市材料設計并通過實驗證明卵殼上有氣孔存在(圖4)。
圖4 探究雞卵卵殼氣孔實驗
實驗1:將雞卵置于60℃溫水中,可觀察到卵殼表面有氣泡產(chǎn)生。
實驗2:將生雞蛋放在沙子里,加熱一段時間后卵殼表面有液珠冒出。
得出結論:雞卵卵殼上有許多氣孔。教師展示資料:卵殼在電鏡下觀察圖,卵殼上約有7 000 多個肉眼看不見的小孔,外面的空氣通過氣孔能進入卵殼內(nèi),并貯存在氣室里,為胚胎發(fā)育提供氧氣。
探究活動2:卵白的功能。引導學生思考:雞卵放在沙子中加熱一段時間后卵殼上出現(xiàn)許多小液珠,這些小液珠來自雞卵的什么結構?
實驗1:卵白中加熱水,出現(xiàn)白色固體物質(zhì),發(fā)現(xiàn)卵白秘密1:含有蛋白質(zhì)。
實驗2:用注射器伸入卵白并注射空氣,卵殼上滲出許多小水珠,發(fā)現(xiàn)卵白的秘密2:含有許多水分。
實驗3:解剖雞卵,觀察卵白位置,發(fā)現(xiàn)卵白的秘密3:為卵黃、胚胎提供緩沖和保護。引導學生總結得出:卵白有一定的保護作用,并為胚胎發(fā)育提供水分與養(yǎng)料。
探究活動3:卵殼膜的功能。引發(fā)質(zhì)疑:卵白中含有水分,卵殼有大量的氣孔,為什么水分沒有從卵殼溢出?觀察課前2 天用白醋浸泡去殼的雞卵,用針刺入卵殼膜中,卵殼膜破裂、內(nèi)容物流出(圖5),說明卵殼膜有一定的保護作用。
圖5 探究卵殼膜的功能實驗
探究活動4:卵黃的功能。教師展示雞卵卵黃的營養(yǎng)成分表,學生觀察、分析得出結論:卵黃為胚胎發(fā)育提供主要營養(yǎng)。
探究活動5:系帶和卵黃膜的功能。引導學生回顧在生活中用搖晃法選購新鮮雞蛋,反思:雞蛋搖晃有聲音可能是哪些原因引起的?(卵黃膜破了,卵黃散落或2 條系帶斷裂,致使卵黃脫離束縛)從中分析得出:卵黃膜有保護卵黃的作用;系帶具有固定卵黃的作用。
探究活動6:胚盤的功能。教師展示圖片資料:養(yǎng)殖場在孵化小雞前先用照蛋燈去掉無精蛋。引導學生比較照蛋燈下受過精的雞卵和未受精的雞卵的特點;觀察雞卵發(fā)育過程,發(fā)現(xiàn)雛雞是由胚盤發(fā)育來的。
創(chuàng)設各種體驗活動讓學生進行自主構建雞卵各結構的功能。其中蘊含著學生科學探究素養(yǎng)的培養(yǎng),例如,探究活動2 中蘊含了學生實驗方案設計與實施能力的培養(yǎng);探究活動3 中蘊含了觀察能力培養(yǎng);探究活動4、活動5 中蘊含了數(shù)據(jù)或現(xiàn)象分析能力的培養(yǎng);探究活動6 則培養(yǎng)了學生比較觀察能力。在整個活動中,學生可體會到結構與功能相統(tǒng)一的原則。
2.3.2 適應篇 教師展示圖片資料:蛙卵的發(fā)育和雞卵的發(fā)育。引導學生用比較觀察法分析蛙卵與雞卵的發(fā)育環(huán)境有何不同?(脫離水的限制)用所學的知識尋找雞卵有哪些結構和陸地生活環(huán)境相適應。讓學生在比較中分析,并得出結論,充分認同生物的結構與環(huán)境相適應的原則。
2.4 總結 本節(jié)課你學到了什么?展示雞卵結構功能拖拉動畫,引導學生利用所學的知識將結構與功能名稱拖到相應位置。各組完善白板上結構圖。
通過動畫構建概念體系,學生在實際操作與表達交流中,分析與表達的能力得到提升。
學生科學探究素養(yǎng)的提升需落地于課堂教學,這對教師提出更高的要求,在知識構建的同時要關注學生科學探究素養(yǎng)關鍵能力的培養(yǎng),要調(diào)整教學的結構,創(chuàng)設更多的探究活動。在本節(jié)課中,將“觀察雞卵的結構”專門設計成一節(jié)課,并進行拓展,其中貫穿了多個探究活動:課堂伊始通過有趣的視頻《雞卵發(fā)育21 天》有意識培養(yǎng)學生提出問題能力;2 次對雞卵結構的觀察讓學生深刻體驗到系統(tǒng)觀察法的重要性;在各結構功能的教學中,靈動創(chuàng)設了6 項特殊的探究活動,學生興趣盎然,積極性很高,在探究過程中比較觀察能力、方案設計與實施能力、結果分析與表達能力都得到一定的提升。最后通過動畫拖拉、DIY 完善白板上結構圖的形式幫學生對所學的知識進行整體梳理,建立完整的概念體系,這也是結果分析與表達能力形成的過程。相信通過一次次這樣的課堂實踐活動,學生的各項關鍵能力將逐漸形成,結出“科學探究素養(yǎng)”之果。