《义务教育生物学课程标准（2022年版）》明确指出应重视运用以探究为特点的教学策略，选择恰当的真实情境，引导学生从真实情境中提出问题，指导学生主动获取证据，高度关注学生学习过程的实践经历与主动参与
［1］。实验是开展科学探究的重要方法。“观察鸡卵的结构”属于课标中“遗传与进化”学习主题，要求学生形成重要概念——“生物通过有性生殖或无性生殖产生后代”。“观察鸡卵的结构”实验主要探究鸡卵的结构和功能，为学习鸟的生殖和发育打下基础。在学习此内容前，学生已经学习了昆虫和两栖动物的生殖与发育，对鸡卵有一定了解，知道卵壳、卵黄、卵白，但认识不够全面，也不清楚各结构的功能，难以理解鸟类的形态结构与陆地生活相适应的特点，对结构与功能相适应的生命观念认识不深刻。
笔者以提升学生核心素养为出发点和落脚点，对“观察鸡卵的结构”实验材料和方案进行优化，充分发挥学生的主体地位，将引领学生探究鸡卵的结构和功能作为重点，将理解结构与功能相适应的生命观念作为难点。通过自主探究，促进学生对结构与功能相适应的生命观念的深度理解，从而提升生物学学科核心素养。经过实践，笔者提炼出基于核心素养提升的“二阶六步”实验教学模式，如
表1所示。
1 教学目标
（1） 生命观念：通过自主探究鸡卵的结构与功能，培育结构与功能相适应的生命观念。
（2） 科学思维：通过解决提出的问题，培养学生尊重事实、运用多种方法分析解决问题的能力。
（3） 探究实践：通过自主探究，培养科学探究、应用跨学科知识解决问题的能力。
（4） 态度责任：学会运用科学的态度辩证思考问题，培养关心爱护鸟类的情感。
2 实验教学过程
2.1 创设实验情境，激发探究兴趣
教师播放学生自制的“白醋泡鸡蛋”实验视频，并展示浸泡好的软壳卵，引导学生观察并对比软壳卵和硬壳卵的外观差异。让学生分别用手握住两个不同的卵，感受卵壳的作用。学生在感知到软壳卵和硬壳卵的差异后，提出以下具有探究价值的问题：①卵壳为什么那么坚硬？为什么醋能使卵壳变软？②为什么软壳卵外表摸起来是湿润的，而硬壳卵摸起来是干燥的？
【设计意图】根据实验教学目标和内容，结合学生真实的个人经历，创设实验情境，引导学生提出问题，激发他们的实验探究兴趣。
2.2 自主实践探究，培育学科素养
在引导学生对鸡卵的结构（卵壳、气孔、卵壳膜、气室等）进行观察时，遵循发现问题—分析问题—解决问题的逻辑，引导学生主动探究鸡卵的结构，深入理解科学探究的过程和意义，同时，为重要概念的建构奠定认知基础。
（1） 探究卵壳的作用。
为了让学生直观体验卵壳的坚硬，组织卵壳“抗压测试”：取一枚鸡蛋，将其放入凹槽中，在鸡蛋上方放置砖头，当学生在放置第8块砖头时，卵壳破裂。学生以小组为单位对卵壳的化学本质开展实践探究。通过查阅资料得到信息：卵壳与石头具有相同的成分——碳酸钙，碳酸钙能与稀盐酸产生化学反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。学生在教师的指导下分别进行卵壳与稀盐酸、石沙与稀盐酸的反应，观察到产生的气体均能使澄清石灰水变浑浊，从而证实了卵壳的化学本质，也帮助学生认识到了卵壳坚硬的原因以及在白醋中卵壳消失的“真相”。
对于为什么软壳卵外表摸起来是湿润的，学生分析可能的原因是卵壳具有减少水分蒸发的作用，并设计如下验证实验方案：将两枚相同大小的鸡蛋（一个硬壳，一个软壳）放置在相同的环境中，用称重法记录它们在一定时间内的质量变化，重复实验3次。学生设计实验表格，并将数据统计在
表2中，实验数据验证了他们的猜想。通过引导，学生分析出卵壳的这一特性对于保护卵内胚胎、维持卵内环境稳定具有重要意义。
【设计意图】在上述实验探究中，学生从“抗压测试”到探究鸡卵的化学本质，再到称重鸡卵，综合运用了化学、物理知识解决生物学问题，培养了其跨学科学习的能力。学生从现象到本质深刻认识到卵壳坚硬的原因及卵壳的保护作用。
（2） 探究卵壳上的气孔。
坚硬的卵壳是不是密封不透气的？学生用放大镜观察，发现鸡卵的表面是凹凸不平的，推测卵壳上有气孔。为了验证推测，设计并开展如下两个实验。
实验①：将鸡卵放入40~50 ℃的温水中，观察到鸡卵表面出现气泡。
实验②：取下鸡卵的蛋壳并去除壳内膜，用酒精棉球擦拭蛋壳内面，在蛋壳内面滴上红色染色液，15 min后，发现蛋壳外表面出现很多小红点，进一步推测小红点的位置就是气孔的位置。
【设计意图】通过引导学生由表及里开展实验探究，明确卵壳并不是密不透气的，而是有很多气孔，能够进行气体交换。
（3） 观察卵壳膜和气室。
引导学生按照敲除钝端卵壳→观察卵壳外膜→观察气室→观察卵壳内膜的顺序进行实验。通过组间交流，学生发现鸡卵的气室大小存在差异。引导学生结合对气孔的观察进一步分析原因：鸡卵随着存放时间的延长，通过气孔蒸发的水分越多，进入的空气越多，气室就越大。学生受此启发，提出鸡蛋气室的大小是判断鸡蛋新鲜度的重要依据，购买鸡蛋时，为了选到更新鲜的鸡蛋，可以用手机手电筒照射鸡蛋，判断气室的大小。
【设计意图】引导学生从现象到本质分析影响气孔大小的原因，启发式地让学生获得生活经验，实现了从实验走向生活、回归生活的理念。
（4） 观察系带、卵黄膜、卵黄、卵白。
将用白醋浸泡好的软壳卵进行滚动，学生通过观察发现：停止滚动时，卵黄缓缓浮上来，并可以清晰地看到卵黄上的小白点。为什么卵黄能够复位？学生倒出鸡卵内容物，观察到卵黄两侧的系带。用镊子拨动系带和卵黄膜，学生发现拨动系带时卵黄也跟着动；挑破卵黄膜后，卵黄流出，从而证实了系带的固定作用和卵黄膜的保护作用。
卵白几乎透明，像水一样，是否含有蛋白质？学生将双缩脲试剂滴加到卵白稀释液中，观察到紫色反应，从而证实卵白中含有蛋白质。随后，教师出示卵白和卵黄的主要营养成分表（
表3），学生通过对比发现，卵黄所含的营养物质比卵白更全面，除了水和蛋白质，还有胆固醇、多种维生素以及矿物质等。此时，学生意识到只吃卵白不吃卵黄的做法是不可取的。
【设计意图】通过多角度、多方法开展探究，学生主动运用已有知识解决新问题，既促进了对已有知识的深度理解，又提升了知识的应用能力。
（5） 观察胚盘。
教师播放“鸡卵发育”视频，直观呈现鸡卵的孵化过程，引导学生观察胚盘的变化，学生不难发现能孵化成小鸡的结构是胚盘，促进学生形成对动物结构层次的深入理解，感悟生命的发展历程，树立爱鸟护鸟意识，为保护生物多样性贡献青春力量，潜移默化地培养学生的世界观、人生观。
（6） 总结概括，建立观念。
观念的形成不是一蹴而就的，是一个循序渐进的过程，需要在具体的情境中运用科学思维方法，开展科学探究活动，建构一系列概念，通过进一步的抽象和概括，才能形成对生命活动规律及其本质的认识
［2］。为了帮助学生建立结构与功能相适应的观念，引导学生总结鸡卵的结构及在鸡卵发育中的功能，并将鸡卵与鱼卵、青蛙卵进行对比，学生思考影响鸡卵结构形成的环境因素，从而真正理解鸟类的形态结构与鸟类在陆地上生活相适应的特点。
（7） 精准拓展。
当观看到小鸡破壳而出的情景时，学生提出疑惑：刚孵化的小鸡怎么有力量啄破坚硬的卵壳？他们分析卵壳的凹凸面受力情况可能不一样。经过小组讨论后，学生制订实验方案：取两枚蛋壳，一枚凸面向上，一枚凹面向上，用两支削得不太尖的铅笔从离蛋壳10 cm高处落下，记录蛋壳的破裂情况。
实验结果表明，凹面向上的蛋壳受损概率远大于凸面向上的蛋壳。分析后得出结论：蛋壳凸面向上可以承受的力比凹面向上可以承受的力大得多。通过联系物理知识，学生分析得出卵壳凸面可以将它承受的压力均匀地分散到卵壳各处，而卵壳凹面则会将力集中到一点上。教师再展示运用卵壳的这一原理进行建筑设计的案例，学生感受到生物学与人类生活的密切关系，从而进一步增强学习生物学的兴趣。
由于卵壳坚硬且有气孔存在容易着色，可融入美术学科，指导学生“画蛋”。学生将实验中用过的蛋壳收集起来，洗净、晾干、戳碎，再用圆规尖挑着粘贴到画板上，制作成蛋壳粘贴画，活动结束后，将所有作品在全校进行展示。通过作画拓展，激发学生的创造力和想象力，提高审美素养，既完成了概念的建构，又实现了创造美、感受美的美育目标。
3 教学反思
在“观察鸡卵的结构”实验中，以白醋让蛋壳“消失”的真实现象作为情境导入，指导学生提出问题，根据已有知识储备对问题进行分析和尝试性解释，引导学生主动参与实验设计过程，开展实验探究，记录实验结果，并进行交流，进而解决问题。而后根据学生的认知规律，进一步展开对鸡卵其他结构的探究。
通过学生主动参与“发现问题—分析问题—解决问题”的实验探究全过程，培养了学生的创新精神和实践能力，助力能力、素养综合提升；通过运用跨学科知识探究鸡卵各结构的功能，促进知识结构化，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。学生通过本实验探究，既实现了重要概念的建构，同时也有效提升了学科核心素养。
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