活动二 自制人工孵化箱孵化鸡卵（教学设计）生物北师大版2024八年级上册

年级

八年级

  授课时间

2课时（含课外实践）

课题

跨学科实践活动：自制人工孵化箱孵化鸡卵

教材分析

本实践活动选自北师大版 2024 八年级上册跨学科内容，是生物、物理、工程技术的融合实践，衔接生物学科 “鸟类的生殖和发育”“环境因素对生物的影响”，物理学科 “保温材料的导热性”“温度控制”，以及工程技术 “设计制作实用装置” 的核心知识，构建 “理论认知→方案设计→实践制作→观察记录→反思改进” 的完整实践链条。活动以 “鸡卵人工孵化” 为载体，核心是模拟自然孵化的关键条件（温度、湿度、空气、翻蛋），通过自制孵化箱实现鸡卵孵化，让学生在动手实践中理解 “生物的发育依赖环境条件”，掌握跨学科解决问题的方法。活动符合八年级学生 “从自然现象到人工模拟” 的认知规律，既强化生物与环境的关联知识，又培养工程设计、动手操作和团队协作能力，同时渗透生命教育。

教学目标

生命观念：通过分析鸡卵孵化的环境条件（温度、湿度等），理解 “鸟类胚胎发育依赖适宜的非生物因素”，建立 “生物与环境相互依存” 的观念；通过观察鸡胚发育过程，感受生命孕育的过程，尊重生命、敬畏生命。

科学思维：通过对比 “自然孵化（母鸡抱窝）与人工孵化的条件差异”，培养归纳比较能力；通过分析孵化箱设计的关键要素（保温、控温、透气），提升基于需求设计方案的逻辑推理能力；通过解决孵化中的问题（如温度波动、湿度不足），培养问题分析与解决能力。

探究实践：参与孵化箱的设计、制作、调试，掌握材料选择、结构搭建、条件控制的实践技能；参与鸡卵孵化全程观察、照蛋、记录，掌握观察方法、数据记录与分析的能力；通过小组分工协作，提高沟通协作与任务执行能力。

态度责任：通过体验人工孵化的全过程，感受生命孕育的不易，增强对生命的尊重与保护意识；通过跨学科实践，认同 “多学科知识融合解决实际问题” 的价值；培养严谨的科学态度、坚持不懈的探究精神和团队合作意识。

教学重、难点

【教学重点】

1. 鸡卵孵化的核心条件：适宜且恒定的温度（37.8-38.5℃）、适量湿度（50%-60%）、充足空气（透气）、定期翻蛋（避免胚胎粘连）；
2. 人工孵化箱的设计与制作：材料选择（保温、导热）、结构设计（保温层、控温装置、透气孔、翻蛋机制）；
3. 孵化过程的关键操作：照蛋（判断受精情况、胚胎发育）、温湿度监测与调整、定期翻蛋；
4. 跨学科整合：生物（发育需求）、物理（保温与控温）、技术（装置制作）的知识融合应用。

【教学难点】

1. 孵化箱的温度恒定控制：解决温度波动问题，确保全程温度稳定在适宜范围；
2. 孵化过程中的问题诊断与解决：如胚胎死亡、湿度不当导致的蛋壳过硬 / 过软、空气不足导致的发育迟缓等；
3. 翻蛋机制的简易实现：设计简单可行的翻蛋方法，保证翻蛋均匀；

4. 跨学科思维的整合：将发育需求转化为物理装置的设计参数，再通过工程技术实现。

教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

新课导入

1. 展示两组图片：① 母鸡抱窝孵化小鸡的自然场景；② 养殖场人工孵化箱大规模孵化小鸡的场景，提问：“母鸡靠什么让鸡卵孵出小鸡？人工孵化没有母鸡，如何模拟这些条件？我们能不能自己制作孵化箱，让鸡卵孵出小鸡？”

2. 引导学生结合生活经验猜想（如 “母鸡提供温度”“需要保持温暖”“要透气”），随后总结：“鸡卵孵化需要特定条件，今天我们就通过跨学科实践，自制人工孵化箱，探索鸡卵孵化的奥秘，体验生命孕育的过程。”

1. 观察图片，结合生活认知讨论自然孵化的条件，自由发言表达猜想，如 “母鸡趴在鸡蛋上保温，所以人工孵化也需要保持温度”“鸡蛋需要呼吸，所以孵化箱要透气”。

2. 明确本节课主题，产生制作孵化箱、参与孵化的兴趣，初步感知 “自然条件→人工模拟” 的逻辑。

新知探究

一、鸡卵孵化的核心条件

1. 自然孵化的条件分析

（1）提问：“母鸡抱窝时，为鸡卵提供了哪些关键条件？” 结合课件讲解：① 温度：母鸡体温维持 38℃左右，保证胚胎发育；② 湿度：母鸡羽毛和环境湿度，避免蛋壳干燥；③ 翻蛋：母鸡定时翻蛋，防止胚胎与蛋壳粘连；④ 空气：母鸡离巢时透气，保证胚胎呼吸。

（2）补充：“受精鸡卵是孵化的前提，未受精的鸡卵无法孵出小鸡，自然状态下母鸡会先受精再抱窝。”

2. 人工孵化的条件模拟

（1）逐一对应自然条件，讲解人工模拟方法：① 温度：用加热器（如加热垫、暖灯）提供热量，保温材料（棉絮、泡沫箱）维持温度恒定，温度传感器监测；② 湿度：在孵化箱内放置湿毛巾、水袋，通过增减水分调整湿度；③ 空气：在孵化箱侧壁或顶部开透气孔，保证空气流通；④ 翻蛋：手动定期翻蛋（每天 2-3 次），或设计简易自动翻蛋装置（如倾斜箱体）。

（2）强调关键数据：“温度必须恒定在 37.8-38.5℃，波动超过 1℃可能导致胚胎死亡；湿度保持 50%-60%，过高过低都会影响孵化。”

1. 自然孵化的条件分析

（1）倾听讲解，记录自然孵化的四大条件，理解 “每个条件对胚胎发育的作用”，如 “翻蛋是为了不让胚胎粘在蛋壳上”。

（2）明确 “受精鸡卵” 的重要性，知道孵化前需要筛选受精蛋。

2. 人工孵化的条件模拟

（1）记录人工模拟的具体方法和关键数据，小组讨论：“为什么温度不能波动太大？”“湿度太高会怎么样？” 理解条件恒定的必要性。

（2）结合物理知识，思考：“为什么用泡沫箱做孵化箱外壳？” 回答：“泡沫箱保温性好，能

减少热量散失，帮助维持温度恒定。”

【习题巩固】

1. 鸡卵人工孵化的核心条件中，下列说法错误的是（ C ）A. 温度需恒定在 37.8-38.5℃

2. 湿度保持在 50%-60%，避免蛋壳过干或过湿
3. 不需要定期翻蛋，胚胎会自行调整位置

D. 孵化箱需开透气孔，保证胚胎呼吸

学生思考回答，加深理解。

二、人工孵化箱的设计与制作

1. 材料选择与功能分析

（1）展示推荐材料：泡沫箱（外壳，保温）、加热垫 / 暖灯（热源）、温度传感器（监测温度）、棉絮 / 旧衣物（保温层）、湿毛巾 / 水袋（调节湿度）、钻孔工具（开透气孔）、记号笔（标记鸡蛋），提问：“每种材料的作用是什么？如果没有泡沫箱，能用什么替代？”

（2）引导学生分析材料功能：保温材料需导热性差（减少热量散失），热源需安全可控（避免温度过高），湿度调节材料需能保湿且不漏水。

2. 孵化箱结构设计指导

（1）展示设计示意图，讲解核心结构：① 外层：泡沫箱（主保温层），侧壁开 2-3 个透气孔（直径 1cm）；② 内层：底部铺加热垫，加热垫上铺棉絮（均匀散热、保温）；③ 湿度装置：棉絮旁放置湿毛巾（不接触鸡蛋），定期补水；④ 监测装置：温度传感器固定在鸡蛋附近，实时监测温度。

（2）强调安全设计：“加热垫需做好防水，避免与水接触；透气孔位置要避开热源，防止热量集中。”

3. 小组设计与制作实践（课堂完成设计与初步搭建）

（1）组织小组分工：设计员（绘制孵化箱结构图）、材料员（准备材料）、搭建员（组装孵化箱）、安全员（检查安全隐患）、记录员（记录设计方案和制作过程）。

（2）巡回指导：① 帮助小组优化设计方案（如透气孔数量、保温层厚度）；② 指导搭建技巧（如加热垫固定、保温层铺设）；③ 排查安全隐患（如电源接触、热源距离）。

1. 材料选择与功能分析

（1）观察材料，结合条件需求，分析每种材料的作用，如 “泡沫箱保温，加热垫提供热量，温度传感器监测温度”。

（2）小组讨论替代材料，如 “没有泡沫箱可用纸箱，内部铺厚棉絮保温”。

2. 孵化箱结构设计指导

（1）观察示意图，记录核心结构和尺寸要求，明确 “透气孔位置”“加热垫与鸡蛋的距离” 等关键参数。

（2）提问：“为什么湿毛巾不能直接接触鸡蛋？” 思考回答：“防止鸡蛋受潮发霉，影响胚胎发育。”

3. 小组设计与制作实践

（1）按分工完成设计图绘制、材料准备和孵化箱初步搭建，记录员详细填写设计方案（结构、材料、预期效果）和制作过程中的问题。

（2）搭建完成后，小组自查：保温性（关闭箱盖 10 分钟，用手感受内部温度）、透气性（透气