“體外受精和早期胚胎培養”教學設計

王麗群+邢信濤+張慶曉

1 教材分析和課標要求

1.1 教材分析

本節課是學生在學習了體內受精和早期胚胎發育的基礎上，進一步學習胚胎工程技術，著重簡述哺乳動物體外受精及早期胚胎培養的技術方法。體外受精在胚胎工程技術中應用的較多，是胚胎工程技術的基礎。胚胎工程與基因工程、細胞工程等現代生物科技聯系密切，比如將基因表達載體導入受精卵中，在體外完成早期胚胎培養，然后移植到生物體內，是基因工程與胚胎工程的結合；卵母細胞在體外培養至成熟的過程，利用的細胞工程中的動物細胞培養技術，體現了胚胎工程與細胞工程的結合。關于“試管嬰兒”，存在著倫理道德方面的問題，因此與“生物技術的安全性和倫理問題”這個專題也存在著一定的聯系。

1.2 課標要求和解讀

課程標準要求為：簡述胚胎工程的理論基礎（了解）。其中知識性目標行為動詞“簡述”為了解水平，即“能再認或回憶知識；識別或辨認事實、證據；舉出例子；描述對象的基本特征”。具體內容要求是“胚胎工程理論基礎”。該節內容的理論基礎是體外受精和早期胚胎培養的技術方法。體外受精時，精子和卵子必須滿足一定的條件，所以“卵母細胞的采集和培養”及“精子的采集和獲能”顯得尤為重要。教師在授課中通過視頻、新聞及圖片的展示，使學生了解“試管牛”生產的各個環節，讓學生自主學習、合作學習，營造積極的學習氛圍，達到知識、能力、情感的三維教學目標。

2 學情分析

2.1 從學生的知識儲備分析

關于試管動物、試管嬰兒、借腹懷胎、體外受精等知識，學生對其有著一定程度的了解，這是學習該內容的基礎。

2.2 從心理接受角度分析

由于有體內受精和早期胚胎發育這一節的內容作鋪墊，學生對自然條件下精子和卵子的受精情況和早期胚胎發育的場所有一定的了解，而胚胎工程的體外受精和早期胚胎培養實際是在體外條件下模擬操作動物自然受精和早期胚胎發育的，因此，學習該節，學生的心理上沒有突兀感。

2.3 從能力要求分析

該節課的知識相對簡單，學生通過閱讀課本，自主學習，基本能掌握。但是由于該節內容的技術含量高，遠離學生的生活，所以讓學生以胚胎工程小專家的身份來研究、模擬“試管牛”的生產過程。

3 教學方法及目標

（1） 學生通過觀看“2010年諾貝爾生理學和醫學獎”及“試管嬰兒”的視頻，能夠說出試管嬰兒的產生過程，能用通俗的語言向他人介紹其過程及意義。

（2） 通過閱讀課本P69～73，填寫提綱及相互交流等自主學習，學生能夠說出體外受精的具體方法、步驟及早期胚胎培養的過程。

（3） 通過“胚胎工程小專家”的精彩講解，學生能夠描述體外受精與早期胚胎培養的流程，體驗搜集資料信息的過程，體會科學探索的艱巨性。

（4） 通過本節課的學習，學生能夠畫出并講解“試管牛”體外受精胚胎工廠化生產流程圖，并能解決我國牛產肉量和產奶量低的實際問題，達到所學知識的融會貫通。

4 教學設計

4.1 課前準備

（1） 教師準備好導學案及課后延伸拓展學案。

（2） 教師制作好課堂使用的多媒體課件。

（3） 組織“胚胎工程小專家”，制定他們要講解的課題，由他們自己查閱資料，制作相關的多媒體課件，教師整理。

4.2 情景導入

教師播放新聞讓學生了解2010年諾貝爾生理學或醫學獎內容——試管嬰兒。醫學統計顯示，世界上每10對夫婦中就有一對有生育問題，而試管嬰兒技術可以幫助絕大多數夫婦實現有自己后代的夢想。

教師呈現嬰兒從試管里爬出來的圖片，讓學生明確試管嬰兒不是這樣產生的。

教師播放“試管嬰兒”相關視頻：生育是人類正常生理現象，它使我們得以代代相傳。但一些人因為生殖器官的病變或生殖細胞的缺陷造成了不孕，如有位男性的精子數量太少而且精子不能向前游，只是胡亂地扭動，無法與卵子結合。針對這種情況，醫生首先給這位男性的妻子注射雌性激素以刺激卵巢多產生成熟的卵子。這次她的卵巢排出18個卵子，有12個是成熟的。醫生精心挑選出他的12個精子，分別置入12個卵子中，然后將受精卵置于近似母體環境的培養皿中，讓它們發育。3 d后，經檢查12個卵子中有8個成功受精，醫生選出4個胚胎，利用導管將胚胎置于妻子的子宮內，2周后就可以知道是否懷孕了。自從第一例試管嬰兒路易斯布朗于1978年降生至今，試管嬰兒技術已讓無數生育有困難的夫婦得償所愿。

觀看視頻后，教師提出問題：試管嬰兒能解決什么實際問題？主要操作是什么？這樣引出本節課的主題——體外受精和早期胚胎培養。

4.3 教學過程

學生通過數據分析，了解到我國奶牛、肉牛和國際上優良品種的差距。教師引導學生說出解決方案，并討論這些方案的可行性：價格太高，買一頭優質牛需要3萬～5萬元，消費不起，因此排除大量引進的方案；牛的生育率很低，一頭牛一胎只產一頭犢牛，一生只能生育4、5次，因此排除少量引進、自然繁殖的方案；細胞核移植技術難度很大，不容易成功；所以選擇試管動物技術這個方案。

學生利用8 min閱讀教材P69～73，自主完成學案的相關內容，接著由胚胎工程小專家講解試管牛生產的各個具體環節及“試管牛”工廠化生產的流程圖。由于卵母細胞的數量有限，而精子的數量很多，提出保存剩余精子的方法——冷凍保存。

教師提出關于“試管嬰兒”現在還面臨一些倫理方面的問題，比如精子庫中的精子冷凍20年之后，利用試管嬰兒技術獲得的嬰兒與提供精子的人有什么關系？課后，學生可以課后就這種生育方式進行討論。

最后，師生總結：試管動物技術，應用在人身上就產生了試管嬰兒，用在動物身上就產生了試管動物，它的過程包括2個環節，其中體外受精在體外進行的。正因為如此，我們稱之為試管嬰兒，受精器具相當于人體的輸卵管。

4.4 課堂總結（略）

4.5 課堂延伸

教師提出相關問題，學生進行解答。如：試管嬰兒的產生用到了哪些生物技術？它與正常嬰兒的產生有何異同？卵巢中卵母細胞采集之后要培養至減數第二次分裂的中期，采用的生物技術是什么？試管嬰兒和正常嬰兒的區別是什么？

試管動物技術還存在著一些缺陷，比如說試管牛的胚胎利用率還很低，試管嬰兒還存在一些健康問題，這些問題都有待攻克。