楊建軍

小學生對自然世界具有強烈的好奇心和求知欲。在科學探究活動中,教師引導學生觀察身邊的動物、植物和各種自然現象,可為其生成科學概念獲取豐富的素材。
在教學四年級《花的結構》一課時,發生了一件有趣的事。
我向學生提問:“每朵桃花有幾個花瓣?”
學生看完教材的插圖,異口同聲地回答:“五個花瓣——”
“不對,我們小區的桃花有八個花瓣!”徐庶瑞(化名)站起來篤定地說。
我和其他學生大吃一驚!
“把你們小區的八瓣桃花拍張照片發給我可以嗎?”我說。
當天晚上,我收到了徐庶瑞家長發過來的照片——八瓣桃花(五個大花瓣,三個小花瓣)。這張照片,顛覆了我對桃花的認知。我決定帶領學生,對校園里的桃花進行觀察。
從第二天的科學課開始,我組織四五年級的學生,每天觀察記錄校園里桃花的數量,并重點尋找非五瓣的桃花。
一天下來,共有四個班參與了數桃花活動,數得結果分別是964朵、1024朵、1231朵和1256朵。由于桃花開得比較茂盛,花瓣互相遮擋,有的樹枝較高,不易觀察,導致結果出現較大的誤差。但令人欣喜的是,我們發現了2朵六瓣桃花。
同學們堅持數了10天。桃花有開有落,在同一天里,各班數得桃花的總數越來越接近了。更令人興奮的是,我們發現了1朵四瓣桃花、2朵八瓣桃花和6朵六瓣桃花。
在數桃花的活動中,同學們產生了新的疑問:為什么99%以上的桃花都是五瓣,可是卻有極少數的桃花是四瓣、六瓣、八瓣呢?這些非五瓣的桃花結成的果子是否是新的品種呢?
帶著這樣的疑問,我們繼續觀察。
“桃花少年”一日看三回,看到花期過。那些非五瓣的桃花,只有1朵六瓣桃花結了桃子。這個桃子與五瓣桃花結的桃子從外形上觀察沒有明顯的差異。
我們對觀察記錄的數據進行了分析。2019年,校園里的這棵桃樹先后共開花1380朵,有1朵四瓣桃花,1371朵五瓣桃花,6朵六瓣桃花和2朵八瓣桃花。截至6月30日,共結桃子147個,其中五瓣桃花結果146個,六瓣桃花結果1個。五瓣桃花的結果率是10.6%,非五瓣桃花的結果率是11.1%。
最后一節課,同學們結合實際觀察和教材的知識,對桃花相關問題進行了梳理:
桃樹為什么開花——花是植物的繁殖器官,每一朵花都背負著繁殖該物種的使命;
花瓣是花蕊的外衣,既保護花蕊不受傷害,又向授粉的昆蟲傳遞信息;
很多花瓣在不同時期的顏色是不一樣的,這是在向授粉昆蟲傳遞不同的信號,以免昆蟲錯過為其傳粉;
花瓣在花粉還沒成熟時緊緊地包住花蕊,避免花粉散發味道,誤導蜜蜂。待花粉成熟后,花瓣張開,花粉散發香氣,吸引昆蟲授粉;
桃花結果與花瓣多少沒有必然的關系,取決于能否成功授粉。
在本課學習中,教師讓學生觀察教材中桃花的圖片,并提出問題:桃花有幾個花瓣?大多數同學都回答有五瓣,而有同學說有八瓣后,教師沒有否定,而是讓他提供照片。這是在向學生傳遞“誰主張誰舉證”的科學交流原則。
一張照片勝過千言萬語,也激起了學生的聯想:桃花的花瓣到底有幾個?會不會還有六瓣的?……這些問題的產生是基于實踐觀察基礎之上的,具有現實意義。解答這些問題的途徑不是通過爭論和上網查詢,而是實際觀察。
觀察的對象被明確為校園里的一棵山桃樹。一開始的時候,在同一天里,每個班數桃花的數量都不相同,甚至差別很大。通過數據對比和分析,學生發現,觀察容易產生誤差。如果想降低誤差,需要更仔細地觀察,并且增加觀察的次數。學生發現,多次觀察取平均值可以降低誤差。
學生親身經歷科學探究的過程,不斷深入細致地觀察記錄,在實證的基礎上形成了系統的科學概念。這些概念,將為他們今后的觀察、記錄、猜想和分析提供有力的支持。
在觀察桃花的過程中,學生還把目光拓展到校園里的其他植物和昆蟲上。學生對于同時開花的北美海棠、三色堇、天竺葵、草莓和萬壽菊等植物,以及蜜蜂、蝴蝶、食蚜蠅、草蛉、蜉蝣、七星瓢蟲和蚜蟲等昆蟲也進行了細致觀察。他們發現:
每一株草莓大概開7朵花,每朵花的花瓣5~12個。這里面有什么奧秘呢?草莓的花跟果子有什么關系呢?
蜜蜂好像對草莓的花并不感興趣,倒是食蚜蠅和蜘蛛經常“光顧”。
桃花開過后,蜜蜂就很少在校園里出現了。這是為什么呢?校園里還有那么多的三色堇、天竺葵、北美海棠和萬壽菊的花,蜜蜂為什么不來采蜜呢?
有的學生在春游時,從圓明園帶回了3只七星瓢蟲,分別投放在桃樹、楊樹和北美海棠的葉子上,可為什么校園里的蚜蟲還那么多呢……
廣泛的觀察和數據積累,啟發了學生對大自然的好奇心,同時也為他們理解生命科學領域的主要概念“動植物之間、動植物與環境之間存在著相互依存的關系”奠定了基礎。
科學觀察貴在持之以恒。為了控制觀察的難度,我給學生的任務是只負責一根枝條上的桃花,一棵草莓或是一盆天竺葵;每天觀察的次數是至少一次;在放學前,學生把數據上報給負責記錄全班信息的同學。這樣做的目的是面向全體,保證每位同學都能有效地參與到觀察活動中。
科學觀察的魅力是不斷產生新的收獲和懸念。當學生發現四瓣桃花、六瓣桃花和八瓣桃花的時候,那種驚喜是前所未有的。這種體驗激勵學生繼續觀察,也啟發了新的思考:這些非五瓣桃花能結桃子嗎?如果結了桃子是新品種嗎?能不能培育出只開六瓣桃花的桃樹呢……學生已經自覺地意識到,解開這些謎團依靠的還是觀察。
接下來的觀察變得更具有目的性了。在觀察活動中,盲目地看可以獲得廣泛而零散的材料,而有目的地觀察則可以獲取支持觀察者猜想的有效證據。從盲目看到有目的地觀察,學生思維材料的積累變得更具有指向性。這種變化大大提高了思維過程中信息分析、生成概念的效率。
哪里有生長,哪里就有變化。植物生長的各個階段,都恰似一幕戲劇。每一個細微的變化,都牽動著這棵植物今后的命運。這種美妙的感受是直接問教師或從網上搜集現成答案無法比擬的。
在給這一課總結時,我特別提示學生:本次觀察活動只是對校園里的少數植物進行觀察和記錄,所得數據并不涉及其他植物,所得出的結論具有片面性,若要成為科學結論,還要擴大樣本的采集,接受質疑,使結論不斷更新和深入。
北京市豐臺區西羅園第五小學(100077)??
專家釋疑
鮑平秋(北京聯合大學教授):變異經常發生,也是品種誕生的基礎。五個瓣的連翹,六個瓣的番茄,或是八個瓣的桃花,都僅僅是變異的結果而已。
一些牡丹因花瓣自然增加、雌蕊瓣化、雄蕊瓣化或花朵上下重疊等產生新奇并具有觀賞價值的花朵,會被選擇和保存下來,并培育成性狀穩定的品種。