淺析 “無籽西瓜培育” 教學中發散思維能力的培養

洪明鑫 高楓 樓大偉

文件編號：1003-7586（2023）03-0091-02

發散思維（Divergent Thinking），又稱輻射思維，它以形象思維為基礎，通過無規則、無限制、無定向的思維，力求對同一問題開展多角度、多層次、多路徑、多方向的思考，從而提出不同解決的答案。發散思維與邏輯思維、形象思維、直覺思維、辯證思維和橫縱思維共同構成了創造性思維的有機整體結構，是當前學生核心素養落實的關鍵所在。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出：教育需要發展學生的思維，尤其是科學思維，科學思維可以促進學生對科學的理解。發散思維在問題探究解決過程中展現出的多樣化、原創性解決問題的能力以及想象、靈感、頓悟、多變、好奇、新穎等思維品質正是科學思維的有效補充。因此，在教學過程中培養學生的發散思維能力很有必要。下面以“無籽西瓜的培育”教學為例，探討對學生發散思維能力培養的方法。

1 條件發散，逆向思維激發興趣。

興趣是學習的動力，也是培養學生發散思維能力的引導劑。二倍體西瓜和四倍體西瓜雜交得到的種子在種下后會長成三倍體植株，但它高度不育，需要采用與二倍體西瓜間作栽培的方法，在開花時二倍體的花粉傳到三倍體植株的雌花上，可以刺激子房發育成果實（無籽西瓜）。

針對以上教學內容，教師在課堂中可以提出以下問題來激發學生興趣：如果沒有間作栽培二倍體西瓜，會出現什么現象？解答這一問題前，學生首先要了解刺激子房發育成果實的物質是生長素，但三倍體在減數分裂時由于染色體聯會紊亂不能產生可育的配子，因而不能形成種子，也就幾乎難以產生生長素。因此，如果沒有間作栽培二倍體西瓜的花粉刺激，三倍體植株上的雌花在發育過程中就會凋謝脫落，也就不能形成無籽西瓜。在此基礎上，教師提出問題：該如何補救呢？引導學生發散思維，想到給三倍體植株上的雌花噴灑一定濃度的生長素進行刺激。

2 對比發散，透過現象探尋本質。

與三倍體無籽西瓜的培育過程相比，無籽番茄的培育過程并不復雜：首先，在花蕾期去掉番茄花的雄蕊以避免受精而產生種子；然后在番茄雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的生長素以促進果實發育；最后，為了避免外來花粉授精，必須進行套袋處理。這樣得到的番茄由于沒有經過受精作用就成為無籽番茄。

針對無籽西瓜和無籽番茄在培育原理、遺傳機制等方面的差異，教師提出問題：假如用三倍體無籽西瓜植株的藤條和無籽番茄的枝條進行扦插，在滿足成活并都能結果的條件下，兩種植株上自然條件下所結的果實是有籽還是無籽？這一問題設計的目的，是為了引導學生通過對比，正確區分可遺傳的變異與不可遺傳的變異。三倍體無籽西瓜的培育原理是染色體數目變異，屬于可遺傳的變異；而無籽番茄的形成是利用外源生長素促進子房發育成果實，其無籽性狀是由環境因素引起的，遺傳物質沒有改變，屬于不遺傳的變異。所以，三倍體無籽西瓜植株扦插的后代仍然是無籽的，而無籽番茄扦插的后代正常情況下是有籽的。

在此基礎上，有同學提問：為什么不直接在普通西瓜的雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的生長素獲得無籽西瓜？這是因為直接在普通西瓜的雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的生長素獲得的無籽西瓜仍然是二倍體，而三倍體無籽西瓜具有多倍體植株的特點：多倍體的細胞通常比二倍體的細胞大，細胞內有機物的含量高、抗逆性強，在生產上具有很好的經濟價值。可見三倍體無籽西瓜比普通西瓜更大更甜，營養價值和經濟價值更高。

3 途徑發散，聯系生活開拓視野。

在學生步入社會后，科學思維可以指導學生運用邏輯推理來面對生活中的問題并做出決策。培養學生的發散思維能力，要立足于學以致用，要在解決問題過程中發揮發散思維的積極作用。在學習“無籽西瓜培育”的內容時，有學生認為，培育無籽西瓜程序過程復雜、時間周期偏長、技術難度較大，經濟效益不佳，因而不值得研究與推廣。

教師可以設計如下題目：某農科院收到了來自瓜農購買無籽西瓜種子的大批量定單，遠遠超出了農科院現有的無籽西瓜種子的量。如果你是農科院技術人員，用什么辦法滿足瓜農的需求呢？在擴產、扦插、嫁接等等方案均因為數量不夠的原因被否決后，教師引導學生考慮現代生物育種技術的方向，使學生聯想到植物組織培養技術。植物組織培養是根據植物細胞具有全能性的理論，利用植物體離體的器官、組織或細胞以及原生質體，人工能誘導出愈傷組織、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的技術。植物組織培養的培養物可以不斷繼代培養，所以離體繁殖速度比常規方法通常要快數萬倍。利用組織培養技術可用于產生人工種子，人工種子的生產過程不受季節限制，可以大量、快速繁殖優良品種。由此可見，利用植物組織培養可以大批量繁殖具有穩定遺傳性狀的后代，農科院可以利用該技術為瓜農提供大批量的無籽西瓜人工種子，從而滿足瓜農的需求。

發散思維能力的培養，有利于提高學生學習的主動性、積極性、求異性。教師要善于從教學和生活中捕捉能激發學生創造欲望的契機，為他們提供能充分發揮想象力的空間。培養學生的發散思維時，教師要敢于打破常規，弱化思維定勢，強化思維首創，既不墨守成規，也不鉆牛角尖，不一味注重標準答案。教師要鼓勵學生提出與眾不同的想法和多向思維的發展，支持學生大膽提出質疑。