（北师大2024版）生物八年级上册活动二 自制人工孵化箱孵化鸡卵 大单元教学设计

活动二自制人工孵化箱孵化鸡卵跨学科实践活动名称自制人工孵化箱孵化鸡卵年级八年级跨学科实践活动涉及学科1.生物学学科概念(1)受精卵是鸡个体发育的起点。(2)鸡卵在孵化过程中所需要的能量主要来源于受精卵的卵黄中有机物的氧化分解。2.其他学科概念物理学科概念孵化鸡卵的过程中，加热装置产生的热量主要通过对流或传导传递给鸡卵。3.跨学科概念活动涉及的跨学科概念包括系统与模型、因果关系等。(1)母鸡抱窝孵蛋可以看作一个系统，用人工孵化箱模拟这个系统中的自然条件，控制鸡卵所处环境的温度、湿度、透气性、翻动频率等条件，从而孵化受精鸡卵。(2)因果关系：温度、湿度、空气等外界因素会影响鸡卵的正常孵化。跨学科实践活动目标1.通过鸡卵的人工孵化过程认识鸟类的繁殖和发育方式，说明温度、湿度、空气等环境条件对鸡胚发育的影响，解释环境条件能够影响生物的生活。2.结合调查资料，分析受精鸡卵孵化的自然条件，比较、选择合适的材料器具，模拟鸡卵孵化的温度、湿度、空气等条件，体验人工孵化器的发明和发展的过程。3.观察、记录鸡卵的人工孵化过程，分析并尝试解决孵化过程中遇到的问题。4.体验人工孵化的乐趣和意义，认同人工孵化在家禽养殖和科学研究方面的价值。课程实施规划环节实践任务课时设计方案任务1：以小组为单位查阅资料或参观养殖场，了解鸡卵孵化需要的条件和过程。(课下完成)交流讨论什么样的鸡卵才能孵化出雏鸡，以及怎样甄别这些鸡卵；如何满足鸡卵的孵化条件，生活中的哪些材料、器具可供利用，鸡卵孵化的过程中需要注意哪些事项。任务2：以小组为单位讨论孵化箱设计方案，绘制鸡卵孵化箱的设计图，并结合鸡卵孵化需要的环境条件，制订鸡卵孵化的方案。任务3：师生共同确定鸡卵孵化箱制作和观察鸡卵孵化过程的评价量表。1实施方案任务4：选用教师提供的材料器具或自备生活中简单易得的材料器具，根据鸡卵孵化箱的设计方案制作人工孵化箱。任务5：通过多次模拟和预实验，设定好温度、湿度等环境条件，记录鸡卵孵化箱的温度、湿度等环境条件的变化情况和变化规律，及时作出调整，确保人工孵化箱内的温度波动尽量小。任务6：根据鸡卵孵化方案的设计，使用自制的人工孵化箱孵化鸡卵。任务7：全面记录孵化鸡卵过程中的现象、数据、关键问题及解决方案等。(课下完成)任务7-1：定期翻蛋，使用数字标记的方法，避免翻蛋时遗漏。任务7-2：定期照蛋、称重，观察鸡卵在不同孵化期的发育情况和质量变化情况。1展示交流任务8：各组展示本组孵化箱的制作过程和鸡卵的孵化过程，描述孵化过程出现的现象、问题、解决方案等。任务8-1：各组对其他小组孵化箱的制作过程、鸡卵的孵化过程等提出问题或建议，并作出评价。1任务8-2：各组交流、讨论，结合本组孵化箱和鸡卵孵化存在的问题及同学的建议，反思、总结并完善孵化箱的制作方案和鸡卵孵化方案，为下一次孵化积累经验。跨学科实践活动课时教学设计(第1课时)——明确任务，设计方案学习目标1.小组合作查阅资料，阐释鸡卵孵化所需条件与孵化过程，以鸡卵发育为例说明鸟类卵生、体外发育的生长发育特点，说明外界温度、湿度等因素对鸡卵发育的影响。2.针对鸡卵孵化条件展开交流讨论，辨别能孵化出雏鸡的鸡卵，合理选择材料并规划制作方法，提升分析与决策能力。3.绘制鸡卵孵化箱设计图，制订孵化方案，提升动手实践与方案策划能力，养成严谨的科学态度。学情分析学生在生活中对鸡卵的结构较为熟悉，部分学生还见过母鸡孵卵，个别学生甚至使用过孵化器孵化鸡卵，这为开展鸡卵人工孵化活动奠定了一定的认知基础。但大部分学生对鸡卵的发育过程了解甚少，教师需要在课堂上就如何模拟鸡卵孵化条件制作孵化箱进行系统指导。学生对见证小鸡孵化的过程充满浓厚兴趣，参与积极性高，为活动开展提供了良好的情感动力。重点难点1.查阅资料，了解鸡卵孵化的条件和过程，认识鸟类繁殖和发育的方式。2.小组讨论，分析受精鸡卵孵化的自然条件，确定合适的材料器具和制作方法，运用多学科知识和工程学思想设计人工孵化箱。教学过程环节学生活动教师组织设计意图提出问题，明确任务1.课前准备：查阅资料，了解鸡卵孵化需要哪些条件和鸡卵的孵化过程。有条件的学生可以参观附近的养殖场，请教技术人员，了解孵化设备、孵化条件控制、孵化过程中的关键1.课前任务：(1)布置学生课下查阅资料或参观养殖场的任务。(2)确定制作孵化箱所需的材料，进行预实验。1.通过资料查阅和参观访谈，培养学生收集、分析、整理信息，以及交流、合作的因素、对常见问题的建议和处理经验，为设计、自制孵化箱并成功孵化出雏鸡提供有价值的参考。2.课上分享资料查阅和调研的结果，交流讨论：怎样甄别出能够孵化出雏鸡的受精卵；鸡卵孵化需要哪些条件，为什么需要这些条件，如何满足鸡卵的孵化条件；鸡卵孵化过程中需要注意哪些事项；可以利用生活中的哪些材料，还需要购置哪些材料。3.明确任务：结合鸡卵孵化需要的环境条件，讨论、绘制鸡卵孵化箱的设计图。根据查阅的相关资料和调研结果制订孵化鸡卵的实施方案。4.讨论、制订制作鸡卵孵化箱和观察鸡卵孵化过程的评价量表。2.组织学生分享讨论，引导学生从能量供应的角度理解、分析鸡卵孵化所需要的条件，思考能够满足孵化条件的材料。3.组织学生讨论每种材料的优缺点，引导学生设计出更合理的方案。4.指导学生制订评价量表。能力。2.引导学生在做中学，在学中做，提高学生的思维能力和解决实际问题的能力。3.鼓励学生自主选择材料、提出有创意的设计，提高学生的思辨、创新能力和创新意识。设计装置制作方案和模拟观察方案1.以小组为单位设计鸡卵孵化箱，绘制设计图(图1、图2)。1.引导学生设计、讨论制作方案。(1)容器的选择：纸箱、塑料箱、泡沫箱。(2)温度控制可考虑以下几个方面。①加热装置：小太阳灯、热水袋、电热毯、加热1.围绕孵化过程中所需的两个最重要的条件，即温度和湿度，通过设计、交流、改进装置，设计更优的制作方设计的孵化箱要满足鸡卵孵化所需的温度，并保证温度的相对稳定，同时保证鸡卵孵化的环境有一定的湿度和透气性。2.设计孵化方案，运用一定的方法和技巧。例如：使用记号笔对所有鸡卵进行标记，既可以避免翻蛋时出现遗漏，又可以关注到翻蛋的角度是否到位；孵化过程可以使用强光手电筒进行照蛋，检查鸡胚的发育情况：利用手机应用小程序进行数据统计和图片记录。3.小组展示、交流方案，根据其他小组同学提出的建议改进、完善设计。4.小组讨论、分工，根据鸡卵孵化箱设计图，课下搜集并准备更加合适、易得的材料用具。垫。②保温材料：棉絮、垫子等。③控温装置：温度计、温度控制器。(3)湿度的控制：水杯、湿毛巾等。2.指导孵化方案：使用记号笔做标记，选择不同口径的水杯，毛巾折叠不同层数，使用强光手电筒照蛋等。3.组织各小组交流、讨论、改进。4.引导学生思考：如何才能使人工孵化箱内的温度更加稳定?引导学生进一步完善设计方案。案，提高学生的比较、分析、建模及小组合作解决问题的能力。2.指导学生解决影响孵化成功率的关键问题，提高解决实际问题的能力。3.通过小组互助、组内研讨，改进、完善设计方案，提高表达、交流能力和合作意识。课时反思性教学改进本活动是跨学科实践活动，强调以学生为中心，鼓励或引导学生自主设计探究实验并对结果进行解释，体现了活动的开放性及学生的主体地位。通过探究实验加深学生对于“鸟类的生殖和发育”“环境影响生物”等重要生物学概念和其他跨学科概念的理解。学生在发现问题、界定问题、解决问题的开放性的学习过程中，建立起教材知识与现实生活之间的关联，也有助于提升学生运用所学知识解决现实问题的能力。跨学科实践活动课时教学设计(第2课时)——实施方案，观察现象学习目标1.选用合适的材料器具，依据设计方案成功制作人工孵化箱，提升动手实践能力和创新思维。2.通过多次模拟实验和预实验，设定和调控孵化箱温度、湿度等环境条件，记录环境条件变化并及时调整，确保孵化环境稳定，养成严谨的科学态度，提高数据处理能力。3.按照鸡卵孵化方案，使用自制人工孵化箱进行鸡卵孵化，全面、细致地记录孵化过程中的现象、数据及遇到的关键问题，并提出解决方案，提高观察能力和问题解决能力。4.通过观察鸡卵在不同孵化期的发育情况和质量变化，描述鸡胚发育的大体过程。学情分析在第1课时设计方案的基础上，学生对孵化鸡卵的理论知识有了进一步掌握，但在将理论转化为实践操作的过程中，仍面临诸多挑战。虽然已明确制作孵化箱的思路，但在实际选用教师提供的材料器具或自备生活中简单易得的材料器具时，对材料的特性和适用性判断不够准确，在制作过程中可能出现结构不稳定、功能不完善等问题。在多次模拟和预实验中，学生可能对设定温度、湿度等环境条件的操作不够熟练，难以快速将孵化箱调整到适宜状态，对记录环境条件变化数据的分析能力也较为薄弱，面对温度波动等问题时，缺乏有效的应对策略。重点难点1.根据设计方案，利用材料器具制作出符合要求的人工孵化箱。2.通过多次模拟实验和预实验，设定并调控孵化箱的温度、湿度等环境条件，孵化鸡卵并做好记录。教学过程环节学生活动教师组织设计意图制作装置根据鸡卵孵化箱设计图，选择适宜的材料器具制作人工孵化箱。指导学生制作孵化箱，帮助学生解决实际操作中遇到的问题。通过制作，提高动手操作能力、合作解决问题的能力。开展模拟实验，设定温度、湿度1.将温度控制器(简称温控器)和加热器正确连接，插上电源，设定温控器的启动温度和停止温度，将温控器的温度探头固定于孵化箱内部，使用表1记录人工孵化箱内的温度变化情况。表1模拟实验，设定温度模拟次数启动温度停止温度箱内温度保持时长调节时长1234通过多次实验，得出最终设定的温控器的加热温度和停止温度，使孵化箱内的温度维持在37.5℃~37.8℃。2.监测孵化箱内的湿度，使用表2记录放置不同口径大小的水杯或不同大小的毛巾对孵化箱内湿度的影响。表2模拟实验，设定湿度模拟次数杯口直径毛巾面积箱内湿度保持时间1234通过多次实验，得出最终能够维持孵化箱内湿度的最佳方1.指导学生安全用电，同时引导学生探究实践，同时温度上升到停止温度后，加热器的余热会导致温度持续上升。热量散失后，温控器会使加热器重新启动。怎样设定启动温度和停止温度，才能使孵化箱内的温度波动尽量小?2.引导分析：根据液体蒸发原理，杯口直径和湿毛巾的折叠面积大小决定了水与空气的接触面积。在相同环境条件下，暴露在空气中的面积越大，水分蒸发量也就越多，进而对整体湿度产生影响。1.通过模拟实验探索维持孵化箱内最适温度的启动温度和停止温度，使其保持的时间最长，调节所需的时间最短。培养学生坚持不懈的精神和严谨的科学态度。2.引导学生探索维持孵化箱内最适孵化湿度的最佳方案，提高学生的思维能力和综合利用所学知识解决实际问题的能力。式，使孵化箱内的湿度保持在50%~55%，以满足鸡卵孵化的需求。放置鸡卵，准备孵化以小组为单位，将人工孵化箱的温度、湿度等环境条件调试至最合适的状态，使用记号笔依次将鸡卵标号，保持一定间距，放置在孵化箱中，开始进行孵化。如图3，将小太阳灯替换为加热垫，加热垫上方放置水袋，水袋上面放置鸡卵，将温控器探头置于一个鸡卵的下方，使孵化箱内的温度更加稳定。提示要点：1.孵化鸡卵的最适温度是37.5℃~37.8℃,湿度是50%~55%。2.合理的间隔有利于孵化器内的空气形成良好的热对流，鸡卵受热更均匀；有利于鸡胚从周围环境中获取氧气，排出二氧化碳；可以降低有害微生物在鸡卵之间传播的可能性，提高孵化成功率。3.利用水的比热容相对较大的原理，提高温度控制的稳定性。通过呼吸作用、传染病及物理学中的热传递、气体扩散等概念，引导学生理解鸡卵需要间隔一定距离放置的原理。促进学生从多学科视角分析问题，促进其对知识的深度理解，提升学生的科学思维能力。促进学生利用物理知识解决问题。孵化鸡卵(课下完成)1.孵化过程的前18天，每天定时手动翻蛋3~5次，每次参照标号位置翻蛋45°，防止胚胎与蛋壳粘连，促进胚胎运动，增加氧气供应，帮助胚胎血管和卵黄囊更好地接触。注意：翻蛋时要轻、稳、慢，避免对胚胎造成损伤。1.提供资料：翻蛋可使鸡卵受热均匀，还能改变鸡卵内部与外界空气的相对位置，有利于气体扩散，提升气体交换效率。2.提供资料：在人工孵化鸡卵时，照蛋可以直1.指导学生理解关键步骤中的生物学和物理原理，提升孵化成功率。2.通过记录孵化过程中的发育情况及遇到2.定期用照蛋器照蛋，检查鸡胚发育情况，记录鸡卵内黑影变化、血管分布等数据和照片。在孵化5~7天时进行照蛋，此时发育正常的胚胎血管网鲜明，呈放射状分布，有明显的黑色小点，即胚胎(图4)。在孵化11~16天时照蛋，此时胚胎变大，占卵体的大部分，可看到胚胎在卵内活动(图5)。观监测胚胎发育，判断其是否正常发育，明确所处阶段，及时察觉发育迟缓、畸形、停止发育等异常，便于尽早处理；同时，还有利于及时寻找、发现问题，调整孵化环境。鸡卵发育异常可能是温度、湿度不当引起的，如温度过高导致胚胎早亡、湿度不足导致气室过大等。从胚胎血管状况能推测气体交换是否正常。3.提供资料：如果鸡卵的质量减少过多，可能需要降低湿度或调整通风条件。质量低于标准值或高于正常范围的鸡卵可能无法正常孵化，需要剔除。4.提供资料：孵化后期(19~21天)应调整温度至37~37.2℃,提高湿度至65%~70%,人工帮助雏鸡出壳时要轻轻剥开卵壳，拉出头部，清除黏液和鼻孔周围的污垢，避免呼吸阻塞。的问题，思考解决方案，提升观察能力、数据处理能力和问题解决能力。3.记录不同孵化期的质量变化数据，结合照蛋观察到的情况，理解鸡胚发育的过程和规律。提高观察及整理、分析数据的能力。4.出壳过程中和成功孵化后，给予雏鸡严谨、科学的护理，提升珍爱生命的科学态度。3.定期称重，用表3记录鸡卵不同孵化期的质量变化情况。表3鸡卵孵化过程质量记录孵化天数第1天第5天第11天第18天质量根据记录的数据，利用手机应用小程序生成折线图，观察鸡卵质量变化，分析胚胎发育情况，判断孵化温度、湿度是否适宜，及时优化孵化条件，并筛选出异常蛋，提高孵化成功率。4.如果温度、湿度等环境条件适宜，鸡卵孵化到19~21天会出壳。此时要注意减少不必要的翻蛋。若雏鸡明显无力自行出壳，需要及时进行人工干预。5.雏鸡成功出壳后，迅速将其转移至温暖的育雏箱中，给予雏鸡适宜的温度、湿度等环境条件，避免受凉。出壳后24h可提供碎谷物和水，注意卫生，有条件的可以做好疫苗接种等疾病预防工作。课时反思性教学改进1.强调用电安全，提醒学生及时记录制作装置和孵化过程中遇到的问题，并提出解决办法。2.要提醒学生，孵化的不同阶段，温度和湿度的需求不同：孵化前期(1~18天)的温度通常需要保持在37.5~37.8°C,相对湿度为50%~55%，以提高孵化率和减少弱雏的产生。孵化后期(19~21天)温度需要降低，通常控制在37.0~37.2°C,湿度增加至65%~70%，以促进胚胎的正常发育和出壳时的健康状态。关注温度、湿度的同时，通风和空气流动也是关键因素，需要确保孵化器内空气流通良好。3.翻蛋时，避免因晃动幅度过大导致胚胎无法继续发育。孵化后期(19~21天)避免触动鸡卵，以免雏鸡在壳内位置改变，无法顺利啄壳。4.成功孵化鸡卵后要注意雏鸡护理，保障雏鸡的健康。跨学科实践活动课时教学设计(第3课时)————项目总结，提升认识学习目标1.通过展示鸡卵孵化箱的自制过程和鸡卵的孵化过程，以及孵化过程中的现象、问题和解决方案，提升表达能力和成果展示能力。2.积极参与对其他小组的评价和提问，能够客观、准确地对他人孵化箱的制作和鸡卵孵化过程提出建设性意见，提升批判性思维和多角度分析问题的能力。3.通过组内交流和讨论，发现本小组孵化箱制作和鸡卵孵化过程中存在的问题，进行深入反思和总结，完善孵化箱制作方案和鸡卵孵化方案，为后续实践积累宝贵经验，提升自我反思和改进能力。4.体验人工孵化的乐趣和意义，充分认识到人工孵化在家禽养殖和科学研究中的价值，增强解决生产生活问题的责任意识和实践能力。学情分析1.在前期的孵化过程中，学生经历了成功与失败，对鸡卵孵化有了更深刻的认识，但对于如何系统分析问题、总结经验，构建完整的知识体系，还需要教师的引导和帮助。2.每个小组在孵化箱制作及鸡卵孵化过程中都有自己的经验和教训，通过展示、交流、讨论，能促进组间相互学习。教师要引导学生提升改进意识，深化对环境因素影响生物发育的理解，进一步明确科学知识在实际生活中的应用价值。重点难点1.展示孵化箱制作过程和鸡卵孵化过程中出现的现象及问题解决方案。2.组间交流评价，反思总结本小组存在的问题，完善孵化箱制作和鸡卵孵化方案。教学过程环节学生活动教师组织设计意图小组展示以小组为单位进行展示、汇报。1.阐述本组孵化箱的制作过程，包括材料的选择、制作步骤，以图片的形式呈现照蛋观察到的鸡卵孵化过程，如胚胎发育的不同阶段和啄壳现象。2.分享孵化过程中遇到的问题及解决方法，如对温度和湿度的控制。讲述所面临的问题，如温度、湿度波动，胚胎发育异常等，并讲解针对这些问题所采取的解决方案。3.提出在本次孵化过程中尚未解决的问题，如某些环境因素难以精准控制等。提示展示要点，指导学生根据要点以小组为单位展示、汇报。关注学生表达的逻辑性、完整性及团队协作表现。通过展示汇报梳理反思整个研究过程，提升与人合作、善于倾听、虚心接受的意识和能力，促使学生将实践经验转化为跨学科素养。组间交流1.其他各小组对展示、汇报的小组依据评价量表进行评价，并就以下问题进行交流讨论：(1)各小组汇报中的亮点是什么?哪些方面值得你学习借鉴?(2)各小组的活动存在哪些不足?你有哪些改进建议?(3)在本次活动中，你最大的1.引导学生依据评价量表积极、客观地展开评价，鼓励学生大胆发表自己的观点和改进建议。2.引导学生尊重他人的改进建议和意见，科学、合理地完善自己的装置。1.通过互评促进知识共享和经验交流，拓宽思维。培养分析、评判能力和表达能力，提升合作意识。2.提升与人合收获是什么?2.倾听同学的评价和建议，在组间讨论的基础上进行组内讨论，依据评价量表进行自评后，丰富、完善自己设计的装置。作、善于倾听、虚心接受的意识和能力。教师点评听取教师点评，积极思考，反思本小组和自己在活动中的表现：1.展示交流过程是否条理清晰、简明扼要，全面准确。2.制作材料的选择是否合理，孵化箱的设计、鸡卵孵化方案是否科学有效。3.制作孵化箱的过程中，是否及时发现并解决了问题。4.自己承担了哪些工作，哪些完成得比较好，哪些需要进一步努力。对