利用自制人的受精模型揭开婴儿诞生的奥秘

利用自制人的受精模型揭开婴儿诞生的奥秘

李伟

山东省潍坊市青州市海岱学校 

近年来我国人口的出生率持续下降，自2022年以来，我国人口首次出现了负增长。人口出生率下降会带来一系列社会问题：如老龄化严重，养老压力大；社会生产力下降，经济活力减弱等。而导致人口出生率下降的原因之一便是育龄男性和女性的生育力下降。有研究表明，我国的不孕不育人群已高达15%-20%。青少年正处于生殖系统迅速发育直至成熟的时期，有许多迫切需要了解的关于生殖的奥秘。因此接受全面、成熟的青春期生理教育，系统了解生殖系统的构造和功能，探究人的生殖奥秘，有助于青少年关注自身和异性的生理健康，形成健康的性观念，敬畏、尊重生命，为后续成长和发展奠基。且青少年思维活跃、乐于探究，因此利用自制模型对人的生殖过程开展探究式学习，可以让学生开拓思维、提升动手实践能力和科学严谨的逻辑思维。

一、实验目标：

（一）通过与学生共同制作并演示受精过程的模型，让学生直观认识生殖系统的重要结构与功能并阐明受精的原理；

（二）利用该模型开展拓展探究，演示并阐述月经形成的原理、双胞胎诞生的原理等，分析生男生女的比例；

（三）分析因生殖系统疾病导致的不孕不育的原因，引导学生重视生殖系统的健康保健，形成健康的性观念和生育观。

三个进阶式学习目标从多个维度指向生命观念、科学思维、实践探究和态度责任这四个核心素养。

二、实验器材：

实验模型在老师的指导下由学生提前制作好。用到的材料工具包括带透明软管的塑料袋，透明软管模拟阴道、塑料袋模拟子宫，两个带孔的弹力球模拟卵巢，两根塑料管模拟输卵管；注射器模拟阴茎，一枚较大磁力珠模拟卵细胞；较小的双色小铁球各100枚，分别模拟含X和含Y性染色体的精子；成团的磁力珠模拟胚泡；大磁铁清理铁球等。

三、实验原理：

第一步，将磁力珠从带孔的弹力球中释放至塑料管，模拟卵巢产生成熟的卵细胞的过程；

第二步，将注射器内装满润滑液和两种不同颜色的铁球各100枚。注射器插入透明软管，并推入铁球和润滑液，模拟阴茎进入阴道并排出精液的过程；

第三步，随机引导一枚铁球率先移动进入塑料管内与一侧弹力球释放的磁力珠结合，模拟精子在输卵管中与卵细胞结合的过程。在该过程中可发现因铁球数量较多，两种铁球与磁力珠结合的概率是随机的，因此生男生女的概率是均等的，教师可引导学生在此基础上进行重复实验，得出正确结论；（该步骤完成后需用大磁铁清理未与磁力珠结合的小铁球）

第四步，磁力珠在输卵管中移动时，放入较多枚成团的磁力珠，模拟受精卵在输卵管中进行细胞分裂的过程。此时可直观地看到胚泡在输卵管中体积变大，并不断移动，学生很容易就联想到若是输卵管黏连或者变细，胚泡的运行将会受阻，容易发生胚泡不能着床甚至是宫外孕的情况，从而更加关注生殖系统的健康保健。

拓展探究：利用该模型，还可演示月经形成的过程。即排出的卵细胞未能受精的话，则会逐渐衰老、死亡，子宫内膜会脱落，内膜血管破裂出血，一起由阴道排出，形成月经。还可利用该模型演示同卵双胞胎和异卵双胞胎形成的原理。同卵双胞胎，是同一个受精卵在输卵管中分裂为两团胚泡 ，并各自着床发育成两个胚胎，两个胚胎遗传物质基本上是一样的；而异卵双胞胎，是由于人体同时排出两个卵细胞，两个精子与两个卵细胞分别结合发育为两个胚胎，其性别可能相同、也可能不同。

四、教学过程：

环节一：整体感知——本节课从一个同学从婴幼儿时期到青春少年的发育过程的视频导入，展示生命诞生和成长的神奇。通过师生互动，让学生提出自己感兴趣的问题，如婴儿是如何诞生的？孩子为什么像爸爸妈妈？生男生女是由什么决定的等等。让学生带着兴趣进入本节课的学习主题，了解婴儿诞生的奥秘。

环节二：自主学习——了解男性和女性生殖系统的结构，让学生说说对哪些结构比较熟悉，说出其功能，提出自己不熟悉的结构，由同学或老师帮助解答其特点和功能。

环节三：深化探究——利用模型，小组合作模拟并阐述人的受精过程，并拓展探究月经形成的过程和双胞胎的形成过程。该探究学习环节是学生获取知识和技能的主要途径，可多找几位学情不同的学生进行操作和阐述，强化学生利用直观模型对抽象结构和过程原理的认知。

环节四：迁移应用——展示问题链：分析哪些疾病可能会导致男性不育或女性不孕？多次人工流产对女性有何伤害？宫外孕的原因及危害？如何做到有效避孕？为何生男生女的几率是均等的？本环节可促进学生的深度思考、发展高阶思维，并对所学知识进行灵活应用，同时也树立健康的生殖、生育观，为自己的终身发展奠定基础。

环节五：总结收获——学生总结自己本节课的学习体会，梳理知识、拓展兴趣、端正观念、升华情感。

五、实验创新之处：

（一）该模型设计、演示都较简单，可由学生合作完成。可更好地启迪学生的探究欲望，让学生积极尝试模型制作等探究活动，培养学生的团队意识、科学思维和实践探究能力。

（二）将教材上抽象的模式图具化为直观模型，动态演示受精等生理过程，让学生加深印象、降低理解难度，缩短记忆时间，使基础知识学习更为牢固；

（三）利用该模型的动态演示，可拓展探究“月经的形成过程”“双胞胎诞生的原理”等，并将“探究生男生女的几率”这一模拟实验进行改良，效果更为直观，学生易理解，提前突破这一重难点，体现了单元教学知识结构化的理念，使学习更高效。

（四）该模型演示有助于学生关注生殖系统疾病带来的不孕不育现象，让学生重视生命的来之不易，积极树立生殖系统保健意识，形成健康向上的性观念及生育观，为幸福人生奠基。 

当然，人体的生理结构是非常精妙的，生命诞生的过程也充满神奇。模型的制作和探究只是一种学习方法，启迪的是学生的智慧，埋下的是兴趣的种子，激发的是探究的欲望，我们期待学生带着这份兴趣和动力能在生物学探究之路上走得更高更远。

参考文献：

[1]《义务教育生物学课程标准（2022年版）》.

[2] 国家统计局.《第七次全国人口普查公报》,2021.

[3] 谢幸,孔北华,段涛等.妇产科学(第九版）[M].北京:人民卫生出版社,2018,72-85.

本论文系2023年山东省基础教育教学改革立项项目“县域初中学科单元教学范式构建与实践研究”（立项编号：99）的研究成果。