生命觀念視角下“花的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

摘 要：本文從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、素材、操作方法等方面對(duì)“花的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，旨在為學(xué)生提供更豐富的生物學(xué)事實(shí)，從而引導(dǎo)其自主完成概念的構(gòu)建，最終促進(jìn)生命觀念的形成。

關(guān)鍵詞：花的結(jié)構(gòu)；生命觀念；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）06-0048-04 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 教學(xué)背景

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《義教課標(biāo)》）中明確提出了以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨的課程理念。其中，生命觀念居于生物學(xué)核心素養(yǎng)的首位?！读x教課標(biāo)》指出，生命觀念對(duì)認(rèn)識(shí)生命世界具有指導(dǎo)作用，是科學(xué)自然觀和世界觀的重要組成和基礎(chǔ)。初中階段的學(xué)生，需要形成的生命觀念主要包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀。^［1］生命觀念的建立是循序漸進(jìn)的過程，需要在獲得生物學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的生物學(xué)概念，再進(jìn)一步將其提煉和升華為生命觀念。^［2］因此，各類實(shí)踐探究活動(dòng)正是培育學(xué)生生命觀念的有效工具。

2 實(shí)驗(yàn)分析與改進(jìn)

“花的結(jié)構(gòu)”是蘇教版義務(wù)教育教科書《生物學(xué)·七年級(jí)·上冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱“教材”）中“植物的開花和結(jié)果”第一課時(shí)中的實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容主要為學(xué)生通過解剖并列表比較一朵花的花萼、花瓣、雌蕊、雄蕊的數(shù)量和顏色，繪制形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖并列舉其各結(jié)構(gòu)代表的功能。教材內(nèi)容較為單薄，對(duì)花結(jié)構(gòu)特征的解析不夠深入，無(wú)法幫助學(xué)生有效突破花的結(jié)構(gòu)、功能等重難點(diǎn)，并且繪制形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖往往耗時(shí)較多，導(dǎo)致無(wú)法按規(guī)定課時(shí)完成教學(xué)。根據(jù)《義教課標(biāo)》中“教學(xué)過程重實(shí)踐”的課程理念及本節(jié)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的學(xué)業(yè)要求和次位概念，結(jié)合學(xué)生的前概念和認(rèn)知規(guī)律，本節(jié)課在教學(xué)中需要豐富實(shí)驗(yàn)素材，充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)而幫助學(xué)生自主構(gòu)建概念并促進(jìn)其形成生命觀念。改進(jìn)思路如表1所示：

3 實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)

教材中推薦的實(shí)驗(yàn)材料為桃花、康乃馨、茶花、月季，這些材料在實(shí)踐中存在的問題如表2所示：

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)選擇洋桔梗、百合兩種常見植物的鮮切花搭配使用，康乃馨可視學(xué)情用于補(bǔ)充。不同花材的搭配既是優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，又同時(shí)豐富了實(shí)驗(yàn)素材。上述花材的優(yōu)、缺點(diǎn)及用途分析如表3所示：

在分析子房的功能時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)方法多為講授或動(dòng)畫演示子房發(fā)育為果實(shí)的過程，對(duì)學(xué)生而言不夠直觀，筆者因此設(shè)計(jì)了觀察朝天椒的教學(xué)環(huán)節(jié)。朝天椒是典型的真果，花果期可至11月，成本低廉，有助于學(xué)生更直觀地理解花與果實(shí)在發(fā)育過程中的聯(lián)系。

除以上素材用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)外，還安排了針墊花、南瓜花、柳樹花等不完全花的演示，用于引出后續(xù)課程中對(duì)花蕊的教學(xué)。另外準(zhǔn)備了百合花、鳳仙花、小麥花、桃花、向日葵花、油菜花的花粉裝片，用于展示不同花粉的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

4 實(shí)驗(yàn)過程

4.1 觀察花的基本結(jié)構(gòu)

資料一：教師播放課前錄制的視頻，內(nèi)容為教材中的結(jié)構(gòu)模式圖，介紹玫瑰花的基本結(jié)構(gòu)，并制作玫瑰花的結(jié)構(gòu)展板，以此鋪墊相關(guān)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)方法，避免盲目實(shí)驗(yàn)。

分組實(shí)驗(yàn)一：參考視頻內(nèi)容，按由下至上、由外至內(nèi)的順序解剖并識(shí)別洋桔?；ǖ幕窘Y(jié)構(gòu)，然后制作展板（見圖1、圖2），最后展示花的結(jié)構(gòu)模式圖，總結(jié)花的基本結(jié)構(gòu)。由教材中的模式圖到視頻中的玫瑰花，再到自主解剖的洋桔?；ǎ润w現(xiàn)了知識(shí)和方法的遷移應(yīng)用，又揭示了花朵結(jié)構(gòu)的相似性。最后再以結(jié)構(gòu)模式圖進(jìn)行總結(jié)，將知識(shí)點(diǎn)由抽象到具體再回歸抽象展開，從而完成構(gòu)建概念的目的。

4.2 觀察花蕊

資料二：教師展示不完全花的實(shí)物或圖片，如百合、針墊花、南瓜花、柳樹花等。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)律：這些花都至少具備一種花蕊，自然引出接下來(lái)對(duì)原因的探究。

分組實(shí)驗(yàn)二：

（一）輕輕分離百合花（已提前養(yǎng)到花藥成熟裂開、柱頭濕潤(rùn)的狀態(tài)）的各個(gè)結(jié)構(gòu)，取出雄蕊和雌蕊，對(duì)照教材中的結(jié)構(gòu)模式圖，識(shí)別其組成結(jié)構(gòu)。

（二）在白紙上輕敲幾下百合的花藥，觀察掉落的是什么？其顏色、大小、狀態(tài)如何？

（三）觀察百合柱頭上的黏液，用柱頭輕輕觸碰掉落在紙上的花粉，觀察現(xiàn)象；或用紙巾粘在柱頭上，嘗試紙巾能否被粘住。

（四）橫切百合的花柱，用放大鏡觀察橫切面。

資料三：教師反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，展示圖片：

（一）課前拍攝的百合花、鳳仙花、小麥花、向日葵花、桃花、油菜花的花粉顯微攝影圖，了解花粉的微觀形態(tài)及結(jié)構(gòu)的多樣性。

（二）由于每朵百合花柱頭狀態(tài)有所差異，有些個(gè)體黏液較少，因此展示課前拍攝的百合柱頭黏液滴落的圖片（見圖3），幫助學(xué)生更加直觀地感受。

（三）展示百合花花柱橫切面的顯微攝影圖，可以看到其花柱中空（見圖4）。此處需提示學(xué)生，并非所有植物的柱頭都會(huì)分泌黏液，花柱也并非都是中空的結(jié)構(gòu)。

4.3 觀察子房及解剖方法改進(jìn)

分組實(shí)驗(yàn)三：解剖并觀察百合花的子房。百合花的子房由三個(gè)心皮組成，其內(nèi)部沿三條背縫線的兩側(cè)各生有一排整齊的胚珠。按照傳統(tǒng)方法對(duì)子房進(jìn)行橫切會(huì)導(dǎo)致對(duì)胚珠觀察效果不佳，但如果將子房縱切為兩半，由于縱切位置具有隨機(jī)性，又容易導(dǎo)致無(wú)法觀察到胚珠。因此，可以將百合花的子房沿背縫線垂直向下縱切為三部分（見圖5），這樣每部分都可以清楚看到兩行排列整齊的胚珠。由于此操作對(duì)學(xué)生有一定難度，故而此環(huán)節(jié)中可以增加康乃馨（已預(yù)處理，僅保留雌蕊）作為補(bǔ)充或替代，先將其子房橫切，再去除外側(cè)一圈子房壁組織，即可用放大鏡看到許多排列不規(guī)則的胚珠。

資料四：教師展示康乃馨子房橫切面（見圖6）、子房?jī)?nèi)部（見圖7）及百合花子房三分縱切面（見圖8）的照片并總結(jié)子房的結(jié)構(gòu)，最后展示花的結(jié)構(gòu)圖，將花蕊的結(jié)構(gòu)補(bǔ)充完整。

在上述幾個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過觀察在實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)的生物學(xué)事實(shí)，從整體到局部直觀地認(rèn)識(shí)了花的結(jié)構(gòu)，并自主完成了對(duì)概念的構(gòu)建。同時(shí)，經(jīng)由豐富的教學(xué)素材，學(xué)生能夠了解到不同植物的花的結(jié)構(gòu)基本相同，但也存在一定差異，例如不同種類的植物在花的外形結(jié)構(gòu)以及花粉、子房和胚珠的形態(tài)等方面都各具特點(diǎn)，從而體會(huì)到生物結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性和多樣性。經(jīng)過教師講解，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到花的結(jié)構(gòu)多樣性是在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，不同的結(jié)構(gòu)能夠使其適應(yīng)多樣化的環(huán)境，從而引導(dǎo)學(xué)生初步滲透生物學(xué)的進(jìn)化與適應(yīng)觀，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

4.4 探究花的功能

資料五：教師展示月季花的花蕾圖片并解讀自然界中不同顏色花的數(shù)量統(tǒng)計(jì)表，分析花萼及花瓣的功能；引導(dǎo)學(xué)生逐一回顧上述實(shí)驗(yàn)中觀察到的花藥、花絲、柱頭、花柱、子房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其各自的功能。

分組實(shí)驗(yàn)四：教師展示朝天椒花的新鮮子房、枯萎子房和果實(shí)的照片并進(jìn)行比較，從中可以看出隨著花的各部分逐漸凋謝，子房逐漸膨大并發(fā)育成果實(shí)（見圖9）。之后由學(xué)生對(duì)朝天椒花的子房和果實(shí)分別進(jìn)行橫切，并用放大鏡觀察其橫切面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)（見圖10、圖11）。由于學(xué)生大多具備“辣椒里的‘籽’就是種子”這一常識(shí)，因此很容易看出子房里的胚珠能夠發(fā)育成果實(shí)里的種子。這個(gè)環(huán)節(jié)以事實(shí)呈現(xiàn)的過程代替動(dòng)畫模擬和講授，使學(xué)生對(duì)花與果實(shí)在發(fā)育上的內(nèi)在聯(lián)系有了更加深刻的理解，從而有效突破教學(xué)難點(diǎn)。

資料五：教師列表總結(jié)花的各部分結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與功能，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到花的生物學(xué)意義是在各結(jié)構(gòu)的共同作用下逐漸實(shí)現(xiàn)的，而其中最重要的就是雌蕊和雄蕊部分的識(shí)記。

通過對(duì)這一環(huán)節(jié)的梳理，學(xué)生不僅順利完成了對(duì)花的功能、雌蕊和雄蕊的重要性、花與果實(shí)的聯(lián)系等概念的構(gòu)建，并且在分析推理的思維活動(dòng)過程中，認(rèn)識(shí)到生物體功能的實(shí)現(xiàn)與其結(jié)構(gòu)特征密不可分。實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)，進(jìn)一步培育gEy5PXM75rF1xK8+SIrgYQ==了生物的結(jié)構(gòu)與功能觀，實(shí)現(xiàn)了從生物學(xué)概念到生命觀念的提煉與升華。

5 反思

本實(shí)驗(yàn)將原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展為四個(gè)部分，由宏觀至微觀、由具體到抽象逐層展開，以花的結(jié)構(gòu)和特征為基礎(chǔ)自然引申到花的功能，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。實(shí)驗(yàn)通過豐富的活動(dòng)與素材給予學(xué)生充分的感性認(rèn)知和事實(shí)依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生以事實(shí)為支撐，進(jìn)而分析和解決問題并自主構(gòu)建概念。學(xué)生在此過程中滲透了生物的結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀，完成了由生物學(xué)事實(shí)到生物學(xué)概念，再到生命觀念的發(fā)展過程，有效實(shí)現(xiàn)了既定的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 吳舉宏.學(xué)科核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力評(píng)價(jià)框架的內(nèi)在理?yè)?jù)及實(shí)踐路徑［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2019，9：4-9.

［2］ 吳舉宏.生命觀念教學(xué)的實(shí)踐路徑［J］.基礎(chǔ)教育課程，2019，20：61-67.