基于科學探究的“觀察種子的形態和結構”實驗改進與教學設計

羅玲

摘要：針對“觀察種子形態和結構”的實驗的材料和實驗方案中的不足之處進行了一些改進和優化，細化實驗步驟，增加發芽種子和煮熟種子的觀察，使學生更能獲得理想的實驗結果和教學效果。

關鍵詞：蠶豆種子;玉米種子;實驗改進;教學設計

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

“觀察種子的形態和結構”是蘇科版義務教育八年級《生物學》教材第七單元“生命的延續與進化”第十九章“植物的生殖和發育”第2節“植物的生長發育”中的內容。本實驗圍繞觀察和解剖蠶豆和玉米種子的結構，幫助學生建立種皮、胚、胚乳等概念，區分不同植物種子結構的異同點，使學生樹立結構與功能觀。本實驗也是培養學生科學觀察能力的良好素材。

然而，教材的實驗步驟過于粗略，缺乏系統的觀察提示，如種孔的部位和功能如何觀察，不利于培養學生科學觀察的方法。教材的實驗材料處理方法是浸泡變軟，學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，學生錯誤的前概念種子是新植物生命的起點不易被糾正，也不利于培養學生的結構與功能觀。浸泡變軟的玉米粒的種皮與胚乳中的糊粉層結合仍然緊密，致使種皮與胚乳難于分離，學生剝離不出種皮和果皮，誤認為玉米子粒就是種子而不是果實，這個錯誤的前概念不易消除。另外，實驗的方案過于簡單，用解剖刀縱切玉米來觀察，學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區別等。筆者經過多次實踐，改進實驗材料，優化材料處理，細化實驗方案，使學生獲得更理想的實驗結果和教學效果。

1實驗方法改進

1.1觀察蠶豆種子的形態和結構的改進

1.1.1細化實驗觀察的步驟，增加擠壓的環節

教師選擇浸泡變軟的蠶豆，依次從外到里、先結構后功能的觀察順序。實驗步驟細化為五步：一看二擠三撕四滴五標。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，讓學生自己去發現。三撕種皮，感受種皮的堅韌，理解種皮的保護功能，也可見蠶豆是兩瓣的，即兩片子葉，學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，貯藏豐富的營養物質，理解子葉的功能。五標胚根、胚芽和胚軸，統一將胚芽涂成綠色、胚根涂成紅色，便于展示交流。

1.1.2增加萌芽蠶豆的觀察，進行前后的對比

觀察浸泡變軟的蠶豆，學生存在問題的是：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行對比觀察。先觀察，冒出的“芽”（其實是胚根）從什么結構出來的，種孔的主要功能就解決了。撕掉種皮，輕輕掰開兩片子葉，學生能直觀感受胚根、胚芽和胚軸的發育變化情況。這樣，學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和結構的改進

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。學生很容易弄清玉米粒其實是果實，人們習慣稱之為種子。特別是煮熟的新鮮玉米棒，更易剝離種皮和果皮。

1.2.2細化實驗觀察的步驟，增加挑撕的環節

實驗步驟也是細化為五步，一看二挑三掰四滴五標。首先，選用煮熟的鮮玉米，一看外形，主要區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，可見胚乳被染成藍色，玉米的胚乳貯存大量的淀粉，為種子萌發提供營養。五標胚根、胚芽、胚軸和子葉，對照教材示意圖，教師要提醒學生注意與蠶豆種子在結構上的相同與不同點。

1.2.3增加發芽玉米的觀察，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，以及各自將來發育成什么結構，學生也不能直觀感受到。教師可增加對發芽不同程度的玉米種子的觀察，使學生注意與浸泡變軟的玉米粒的對比觀察。這樣，再結合圖片，學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實驗教學設計

2.1教學目標

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》對這部分內容的總體要求是“讓學生了解種子的結構，及不同種類植物種子結構的異同”。生物學課程作為義務教育的一部分，對發展學生生物學學科核心素養、落實立德樹人的根本任務具有不可或缺的價值。為此，基于生物學學科核心素養4個維度，對本節的教學目標進行了這樣的設置：解剖和觀察種子，識別種子的基本結構，并理解各部分功能，培養結構與功能觀;通過觀察和比較不同種子的結構，歸納提煉種子的基本結構，培養敘述科學思維能力;解剖和觀察種子的結構，培養好奇心和求知欲，學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，形成愛護植物、關愛生命的情感。

2.2教學策略

本實驗為觀察類的探究實驗，是培養學生科學觀察能力與方法的良好素材，因此教學時以學生的自主探索為主，結合教師的演示指導。由于實驗比較簡單，因此課堂上增加發芽蠶豆種子的過程、煮熟玉米種子的過程和發芽玉米種子的觀察。教師設置一系列問題，引導學生動手操作、觀察、比較，使學生在觀察中學習，在動手中求知，在合作中學習，最終獲取知識，生成概念。

2.3教學過程

2.3.1創設情境，感受種子的神奇

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

2.3.2實驗探究，認識種子的結構

首先觀察蠶豆種子，學生自己動手操作，4人小組合作實驗，按由表及里，先形態后結構，先宏觀后微觀的步驟。按照一看二擠三撕四滴五標的步驟，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驗結果。觀察玉米種子結構，按照一看二挑三掰四滴五標的步驟，教師一邊演示，學生一邊操作。學生首先觀察煮熟的玉米種子，其次是浸軟的玉米種子，最后觀察發芽的玉米，并注意對比浸軟的玉米種子、發芽的玉米結構以及蠶豆種子。之后，小組代表展示并講解他們的實驗結果。這樣在培養學生聽說能力同時，也突破了本節課的重點和難點。

2.3.3畫圖列表，比較種子的結構

為了加強學生對種子結構各部分的位置關系的的認識和理解，清楚單子葉植物和雙子葉植物種子結構的異同，教師引導學生畫種子結構簡圖，并列表比較。教師引導學生歸納出：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;受精卵是新植物的生命起點。這樣可以破除學生錯誤的前概念。

2.3.4交流展示，構建種子的概念

教師引導學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系，培養學生用生物知識解決實際問題的能力。學生分小組討論，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，教師拓展延伸關于種子的壽命和儲存的內容，播種學生探究的種子，培養學生關愛生命，熱愛生活的社會責任意識。課后，學生可以探討種子萌發的條件，也為下節課的內容做好鋪墊。

3實驗教學反思

本次實驗細化了實驗步驟，讓觀察更科學更有規律。教師選取萌發的種子，便于學生觀察胚根、胚軸、胚芽的結構，并理解各結構的功能。選取了煮熟的玉米種子，使學生能觀察到種皮和果皮，可以有效地消除學生錯誤的前概念。整個課堂上，學生是主體，在活動中體驗，在探究中求知，在合作中學習，在交流在學習。學生在觀察的同時，提升了科學觀察能力，也體驗了概念的建構和生成，從而使生物學學科核心素養得到了落實。