科學思維的培養及生命觀念的滲透在初中生物學實驗教學的實踐
——以“觀察種子的結構”實驗為例

榮婉婷

（西安市航天菁英學校 陜西西安 710100）

“觀察種子的結構”是人教版七年級第三單元第一章第二節“種子植物”中的實驗。了解種子的結構，是理解種子植物與孢子植物區別的關鍵，也是理解種子植物具有很強適應能力的基礎。教材的觀察材料為浸軟的菜豆種子和浸軟的玉米種子。浸軟的菜豆種子方便學生由外向內觀察其結構，但由于種皮被泡軟，學生不易理解種皮的保護作用。觀察浸軟的玉米種子時，不易由外向內依次分開玉米種子的各個結構。此外，學生對胚的組成及功能理解不到位。因此，教師提供干燥的菜豆種子和煮熟的玉米種子，在學生觀察過程中運用合理的實驗方法，結合相關的生命觀念進行教學，對本節課的教學有一定的幫助。

1 真實的體驗和觀察培養學生尊重事實和依據的科學思維

教材中，浸軟菜豆種子的種皮吸水后較易撕破，且某些種子的種皮在浸泡過程中已經破裂，學生不易認識到種皮的保護作用。若增加干燥的菜豆種子，讓學生用手去觸摸感受種皮的質地，再用力揉搓種皮是否容易被搓破，可使學生直觀地了解到生活中種子儲存時種皮的質地和狀態，讓學生更準確地理解種皮的保護作用。

玉米子粒是果實。因果皮和種皮很薄，兩者緊貼在一起，在浸軟狀態下，不易分離，且種皮和內部的結構也較難分離，因此學生不易觀察與區分果皮和種皮。在實驗中，教師提供煮熟的玉米顆粒，讓學生用牙簽在玉米顆粒表面向上向外挑起一個裂口，緩慢小心地撕開玉米的果皮和種皮，在撕取過程中，學生能觀察到兩層膜的結構分別是果皮和種皮（圖1）。若有部分學生未能觀察到分離的果皮和種皮，也可給胚乳滴加碘液。學生會發現胚乳有的部分迅速變藍，有的部分遲遲不變藍，這是因為在撕去外皮的過程中，種皮太薄，無法將其完整地分離，導致部分種皮未被完全剝離而留存在胚乳表面，阻礙了碘液與胚乳里面的淀粉發生反應。這樣的現象可以讓學生更加直觀地認識到玉米子粒是果實的事實。

圖1 玉米子粒的果皮和種皮

教學中，學生通過真實體驗理解種皮的作用，在從外向內觀察玉米顆粒的過程中發現種皮和果皮的存在，由此學會尊重事實和依據，從而發展科學思維。

2 多種觀察方法培養學生多元化的科學思維

2.1 由表及里的觀察幫助學生構建種子結構的立體化模型

教材建議觀察玉米種子外形后，直接將玉米種子從中央縱向剖開，通過對剖面結構的觀察，了解玉米種子各結構的形態和位置。這種觀察方法使得學生對玉米種子的結構僅停留在二維水平上，很難在腦海中呈現出完整的立體的玉米種子結構，無法辨認出完整的玉米的胚和胚乳。教師引導學生將煮熟的玉米種子種皮和果皮剝去，再借助牙簽，將胚和胚乳分離，最后再將胚中包裹的胚芽、胚軸和胚根取出。學生通過由表及里的方法，依次觀察玉米種子的結構，可以建立種子結構的立體模型。同時，學生還可以觀察到胚乳在整個種子結構中所占的比例很大，從而理解胚乳儲存營養物質的功能。

2.2 不同角度的觀察幫助學生理解如何縱向剖開玉米種子

教材要求學生“縱向切開”后，能夠辨別切面上玉米種子的各個結構。種子是一個立體結構，如何切才能在兩個剖面上觀察到玉米種子的所有結構，是學生學習的一個難點。學生由表及里地觀察，在大腦中建立玉米種子結構的立體模型后，再思考如何去切，更加符合學生對玉米種子結構觀察和認知的思維。同時，教師讓學生嘗試從3個方向切開浸軟的玉米種子（圖2），對比課本第81頁玉米種子基本結構模式圖（圖3），能更好地幫助學生理解如何縱向剖開玉米種子。

圖2 切開玉米顆粒的方向及各方向切面圖

圖3 玉米種子基本結構模式圖

教學中，學生通過不同角度觀察玉米種子的結構，跳出思維定勢，培養多元化的思維方式。

3 應用結構和功能觀理解“胚是新植物的幼體”

學生對胚的組成及功能理解不到位，常常會將子葉排除在胚之外。教師可從結構和功能觀的角度引導學生，即“結構是功能的基礎，有什么樣的結構，相應地就會有什么樣的功能”。在學生觀察并了解菜豆與玉米種子各個結構和功能的基礎上，教師引導學生對比，發現兩者均有胚芽、胚軸、胚根和子葉的結構，并引導學生思考菜豆種子和玉米種子均有上述結構的原因。教師先從結構上分析——胚軸將子葉與胚芽和胚根連接在一起；再從功能上分析——子葉通過胚軸給胚芽和胚根提供或者轉運營養物質，使得胚芽和胚根發育，形成新的植物，從而幫助學生認識到胚是新植物的幼體。

4 教學反思

實驗教學既是一類探究活動，也是生物學教學的基本形式之一。本節課中，教師通過提供不同狀態的種子，結合多種觀察方法，應用結構與功能觀幫助學生突破難點，在幫助學生建立相應的生命觀念的同時培養學生的科學思維，更好地落實生物學學科核心素養的培養。