基于科學(xué)探究的“觀察種子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與教學(xué)設(shè)計(jì)

羅玲

摘要：針對“觀察種子形態(tài)和結(jié)構(gòu)”的實(shí)驗(yàn)的材料和實(shí)驗(yàn)方案中的不足之處進(jìn)行了一些改進(jìn)和優(yōu)化，細(xì)化實(shí)驗(yàn)步驟，增加發(fā)芽種子和煮熟種子的觀察，使學(xué)生更能獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：蠶豆種子;玉米種子;實(shí)驗(yàn)改進(jìn);教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

“觀察種子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)”是蘇科版義務(wù)教育八年級《生物學(xué)》教材第七單元“生命的延續(xù)與進(jìn)化”第十九章“植物的生殖和發(fā)育”第2節(jié)“植物的生長發(fā)育”中的內(nèi)容。本實(shí)驗(yàn)圍繞觀察和解剖蠶豆和玉米種子的結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生建立種皮、胚、胚乳等概念，區(qū)分不同植物種子結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)，使學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能觀。本實(shí)驗(yàn)也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀察能力的良好素材。

然而，教材的實(shí)驗(yàn)步驟過于粗略，缺乏系統(tǒng)的觀察提示，如種孔的部位和功能如何觀察，不利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀察的方法。教材的實(shí)驗(yàn)材料處理方法是浸泡變軟，學(xué)生不能直觀觀察浸泡變軟的蠶豆種子的胚根、胚芽的功能。那么，學(xué)生錯誤的前概念種子是新植物生命的起點(diǎn)不易被糾正，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀。浸泡變軟的玉米粒的種皮與胚乳中的糊粉層結(jié)合仍然緊密，致使種皮與胚乳難于分離，學(xué)生剝離不出種皮和果皮，誤認(rèn)為玉米子粒就是種子而不是果實(shí)，這個錯誤的前概念不易消除。另外，實(shí)驗(yàn)的方案過于簡單，用解剖刀縱切玉米來觀察，學(xué)生直觀觀察不到玉米的胚只有一片子葉，不能真正理解雙子葉植物和單子葉植物本質(zhì)區(qū)別等。筆者經(jīng)過多次實(shí)踐，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料，優(yōu)化材料處理，細(xì)化實(shí)驗(yàn)方案，使學(xué)生獲得更理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和教學(xué)效果。

1實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)

1.1觀察蠶豆種子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

1.1.1細(xì)化實(shí)驗(yàn)觀察的步驟，增加擠壓的環(huán)節(jié)

教師選擇浸泡變軟的蠶豆，依次從外到里、先結(jié)構(gòu)后功能的觀察順序。實(shí)驗(yàn)步驟細(xì)化為五步：一看二擠三撕四滴五標(biāo)。一看外形和種臍（種子成熟后從種柄或胎座上脫落后留下的疤痕），種孔看不太清楚。二擠壓，手指按壓種臍，可見有水自種孔冒出。對種孔還有的其他作用，教師不要急著解釋，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)。三撕種皮，感受種皮的堅(jiān)韌，理解種皮的保護(hù)功能，也可見蠶豆是兩瓣的，即兩片子葉，學(xué)生也就明白雙子葉植物命名的由來。四滴碘液，觀察子葉的顏色變化，推斷子葉有淀粉，貯藏豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，理解子葉的功能。五標(biāo)胚根、胚芽和胚軸，統(tǒng)一將胚芽涂成綠色、胚根涂成紅色，便于展示交流。

1.1.2增加萌芽蠶豆的觀察，進(jìn)行前后的對比

觀察浸泡變軟的蠶豆，學(xué)生存在問題的是：種孔有什么作用、胚根、胚芽和胚軸各自的功能是什么？學(xué)生不能直觀感知這些。教師可選擇萌芽程度不同的蠶豆種子，仍然按照上述的五個步驟，注意和浸泡變軟的蠶豆種子進(jìn)行對比觀察。先觀察，冒出的“芽”（其實(shí)是胚根）從什么結(jié)構(gòu)出來的，種孔的主要功能就解決了。撕掉種皮，輕輕掰開兩片子葉，學(xué)生能直觀感受胚根、胚芽和胚軸的發(fā)育變化情況。這樣，學(xué)生就能直觀地觀察到胚根、胚芽和胚軸的功能。

1.2觀察玉米種子的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

1.2.1增加煮熟的玉米觀察，易獲種皮和果皮

教師將玉米煮熟，或者選擇新鮮的玉米煮熟。加熱的過程降低了種皮和果皮之間的黏稠度，通過挑撕，可以觀察到玉米的種皮和果皮。學(xué)生很容易弄清玉米粒其實(shí)是果實(shí)，人們習(xí)慣稱之為種子。特別是煮熟的新鮮玉米棒，更易剝離種皮和果皮。

1.2.2細(xì)化實(shí)驗(yàn)觀察的步驟，增加挑撕的環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)步驟也是細(xì)化為五步，一看二挑三掰四滴五標(biāo)。首先，選用煮熟的鮮玉米，一看外形，主要區(qū)分玉米上端和靠近玉米芯的下端及凹的一面。二挑撕種皮和果皮，用解剖針從玉米粒下端挑開，輕輕撕去外層果皮和里層種皮。三掰，開用手輕輕一掰開，可見玉米較小的胚，并理解玉米的子葉是一片，從而理解玉米屬于單子葉植物，學(xué)生也能觀察到占玉米種子體積較大的是胚乳。四滴，滴加碘液，可見胚乳被染成藍(lán)色，玉米的胚乳貯存大量的淀粉，為種子萌發(fā)提供營養(yǎng)。五標(biāo)胚根、胚芽、胚軸和子葉，對照教材示意圖，教師要提醒學(xué)生注意與蠶豆種子在結(jié)構(gòu)上的相同與不同點(diǎn)。

1.2.3增加發(fā)芽玉米的觀察，對比浸軟的玉米

教材上是取浸軟的玉米'選擇凹的一面，應(yīng)沿正中線切開縱切，利用放大鏡可觀察胚乳和胚有明顯界限。但是，哪部分是胚根、哪是胚芽，以及各自將來發(fā)育成什么結(jié)構(gòu)，學(xué)生也不能直觀感受到。教師可增加對發(fā)芽不同程度的玉米種子的觀察，使學(xué)生注意與浸泡變軟的玉米粒的對比觀察。這樣，再結(jié)合圖片，學(xué)生就容易觀察到胚根、胚芽的所在的部位及功能，加深了理解。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1教學(xué)目標(biāo)

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》對這部分內(nèi)容的總體要求是“讓學(xué)生了解種子的結(jié)構(gòu)，及不同種類植物種子結(jié)構(gòu)的異同”。生物學(xué)課程作為義務(wù)教育的一部分，對發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)具有不可或缺的價值。為此，基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)4個維度，對本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了這樣的設(shè)置：解剖和觀察種子，識別種子的基本結(jié)構(gòu)，并理解各部分功能，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能觀;通過觀察和比較不同種子的結(jié)構(gòu)，歸納提煉種子的基本結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)敘述科學(xué)思維能力;解剖和觀察種子的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)好奇心和求知欲，學(xué)會處理和解剖種子的方法，掌握觀察一般程序;理解種子的神奇，形成愛護(hù)植物、關(guān)愛生命的情感。

2.2教學(xué)策略

本實(shí)驗(yàn)為觀察類的探究實(shí)驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀察能力與方法的良好素材，因此教學(xué)時以學(xué)生的自主探索為主，結(jié)合教師的演示指導(dǎo)。由于實(shí)驗(yàn)比較簡單，因此課堂上增加發(fā)芽蠶豆種子的過程、煮熟玉米種子的過程和發(fā)芽玉米種子的觀察。教師設(shè)置一系列問題，引導(dǎo)學(xué)生動手操作、觀察、比較，使學(xué)生在觀察中學(xué)習(xí)，在動手中求知，在合作中學(xué)習(xí)，最終獲取知識，生成概念。

2.3教學(xué)過程

2.3.1創(chuàng)設(shè)情境，感受種子的神奇

教師播放一粒小小的種子萌發(fā)并發(fā)育長成一株參天大樹的視頻，提出問題：種子的形態(tài)各不相同。那么，一粒小小的種子，為什么能萌發(fā)成幼苗，長成一株參天大樹呢？這樣從而激起學(xué)生的好奇心和求知欲，導(dǎo)入新課。

2.3.2實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識種子的結(jié)構(gòu)

首先觀察蠶豆種子，學(xué)生自己動手操作，4人小組合作實(shí)驗(yàn)，按由表及里，先形態(tài)后結(jié)構(gòu)，先宏觀后微觀的步驟。按照一看二擠三撕四滴五標(biāo)的步驟，先觀察浸泡變軟的蠶豆，再觀察一個萌芽的蠶豆種子，注意前后的對比。之后，小組代表展示并講解他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。觀察玉米種子結(jié)構(gòu)，按照一看二挑三掰四滴五標(biāo)的步驟，教師一邊演示，學(xué)生一邊操作。學(xué)生首先觀察煮熟的玉米種子，其次是浸軟的玉米種子，最后觀察發(fā)芽的玉米，并注意對比浸軟的玉米種子、發(fā)芽的玉米結(jié)構(gòu)以及蠶豆種子。之后，小組代表展示并講解他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣在培養(yǎng)學(xué)生聽說能力同時，也突破了本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.3.3畫圖列表，比較種子的結(jié)構(gòu)

為了加強(qiáng)學(xué)生對種子結(jié)構(gòu)各部分的位置關(guān)系的的認(rèn)識和理解，清楚單子葉植物和雙子葉植物種子結(jié)構(gòu)的異同，教師引導(dǎo)學(xué)生畫種子結(jié)構(gòu)簡圖，并列表比較。教師引導(dǎo)學(xué)生歸納出：植物的種子都有種皮和胚;胚是新植物體的幼體，不是新植物的起點(diǎn);受精卵是新植物的生命起點(diǎn)。這樣可以破除學(xué)生錯誤的前概念。

2.3.4交流展示，構(gòu)建種子的概念

教師引導(dǎo)學(xué)生將種子課前收集到的種子分分類，其目的是注重與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生用生物知識解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生分小組討論，破解種子神奇的奧秘：一粒種子長成一株新的植物體，奧秘究竟在哪里呢？同時，教師拓展延伸關(guān)于種子的壽命和儲存的內(nèi)容，播種學(xué)生探究的種子，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)愛生命，熱愛生活的社會責(zé)任意識。課后，學(xué)生可以探討種子萌發(fā)的條件，也為下節(jié)課的內(nèi)容做好鋪墊。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思

本次實(shí)驗(yàn)細(xì)化了實(shí)驗(yàn)步驟，讓觀察更科學(xué)更有規(guī)律。教師選取萌發(fā)的種子，便于學(xué)生觀察胚根、胚軸、胚芽的結(jié)構(gòu)，并理解各結(jié)構(gòu)的功能。選取了煮熟的玉米種子，使學(xué)生能觀察到種皮和果皮，可以有效地消除學(xué)生錯誤的前概念。整個課堂上，學(xué)生是主體，在活動中體驗(yàn)，在探究中求知，在合作中學(xué)習(xí)，在交流在學(xué)習(xí)。學(xué)生在觀察的同時，提升了科學(xué)觀察能力，也體驗(yàn)了概念的建構(gòu)和生成，從而使生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到了落實(shí)。