基于迁移学习的植物学教法探究

2019-02-09 19:43
山西广播电视大学学报 2019年1期
关键词:植物学生长素光合作用

(山西广播电视大学,山西 太原 030027)

学习是一种变化,是知识积累的变化,随之是解决问题行为的变化。学习是由已知向未知不断建构知识的过程,是以先前学习中获得的知识为支架,不断建构自己的理解。学习植物学知识,通过教材学习和实验操作,学习者的知识积累发生变化,记忆了大量信息,但这些记忆是短暂的,要让这些暂时的感觉记忆,有效迁移到学以致用,即影响学习者解决新任务时的表现,并产生结合实际的行为,还需要一个内化吸收的过程,需要通过选择、组织、整合的认知加工的过程,这样才能将短暂的感觉记忆变为有组织的长时记忆,变为主动建构知识有效支撑。 学习发生在具体的情境中。知识的内化吸收过程,需要在一定的情境中促进完成。教学的任务之一就是为学习者搭建适宜的学习情境,挖掘与学习者生活实际相关联的感兴趣点,发现与学科内容相关联的切入点,为学习者主动建构知识提供一个着力点。笔者在植物学教学中,在营造迁移情景、运用迁移评价等方面,做了有益尝试,取得些许教学效果,在此与同行共勉。

一、情境迁移

人们常常脱口而出一些含有植物内容的俗语,轻松一说,不需要过多解释,约定成俗,自然明白其中的含义。比如说“人活脸树活皮” “红花还得绿叶配”等,看似浅显的排比或描述,其实蕴含丰富、深刻的植物学知识。教学中,适时引入蕴藏学习主题的俗语,引进有意义迁移情境,引出有结构、有指向的一连串学习问题,引发积极主动学习探究,引起学习者多维知识建构,促进学以致用,顺利实现学习迁移。

(一) 由表及里法

人活脸,树活皮。人们要面子,顾及面子,一个人不顾脸面了,在人际交往中相当于判了死刑。树也一样,树皮是茎干外面的保护层,没有树皮,树就会死。如果一棵树被大面积剥皮,这棵树注定生命终止。 是这样吗?我们身边的杨树、柳树、柿子树的老树皮一块一块的用手就能剥掉,香椿的树皮丝丝缕缕的几近脱落,果树为增产环割树皮,栓皮栎的树皮割下厚厚的一层做暖瓶塞,为什么这些树没有死呢?

肉桂一次剥皮后成柴禾。超市里看到的香料桂皮,是肉桂(玉桂)树的树皮。肉桂一经整段剥皮,韧皮部被大面积剥离。失去韧皮部,就切断了植物运输营养的通道,植物就会死亡。剥皮后,肉桂树从上往下运输营养的通道被切断,根部没有营养供应,就没有存活的希望了,只能做柴禾烧了。

栓皮栎可多次剥皮做软木。栓皮栎是我国生产软木的主要原料。栓皮栎木栓层发达,可重复采剥。栓皮栎之所以不怕剥皮,因为剥掉的部分是木栓层,没有伤及里面的韧皮部和形成层,所以多次剥皮,依然生长旺盛。我们看到杨树、柳树、柿子树等树皮一块块斑驳纵裂,就是失去生命的木栓层堆积。

果树环割,提高坐果率。生产上,对枝叶徒长茂盛、少开花或花而不实的果树,常通过在徒长枝上将树皮横割1~2道圆环,提高坐果率。环割后破坏了枝条的韧皮部,阻止了营养物质向根部的供应。因此根的生长活动减弱,果树疯长得到一定控制。另外环割增加了割口以上部位碳水化合物的积累,提高了碳氮比,抑制营养生长,促进生殖生长,有利于花芽形成,提高坐果率。

嫁接,营养繁殖新植株。嫁接是植物的营养繁殖方式之一,是将一株植物的枝条或芽(接穗),移植到另一株带根的植株(砧木)上,二者愈合共同生长在一起。嫁接时,砧木和接穗的维管形成层紧密贴合,两个伤面的维管形成层会产生愈合组织,形成新的维管细胞,连接在一起成为新的运输通道,砧木和接穗成为一个新的植株。

树中空了还能活。经常看到一些老树,茎干中间有洞,中空了,依然生长茂盛。这是因为树中空的部分是老的木质部。维管形成层每年不断向内分裂细胞,形成新的木质部,随着树龄的增加,木质部不断增厚,树干内部的木质部会逐渐失去水分和养料而衰老死亡,当外部细菌、雨水侵蚀,慢慢就中空了。但处于外侧的新生木质部依然是活的组织,能够承担运输水分和无机盐的任务,保证植物各组织的营养需求,保证树木的生长和发育。

(二)由浅入深法

红花还得绿叶配,从美学角度理解,红绿相配,热烈鲜亮,丰富多彩;从团队合作角度理解,红花是关键核心成员,绿叶是基础工作者;从植物学知识上理解,红花是繁殖器官,绿叶是营养器官,正是绿叶光合作用产生的营养,才使得植物茁壮成长,开花结果。

叶子是植物光合作用的主要器官,光合作用制造的植物生长所需的有机物,通过韧皮部运输到植物的各个器官。叶子还具有蒸腾作用,蒸腾作用是植物根部吸收水分的动力来源。

明白叶子的生理功能,可以明白常见一些关于叶的现象。

植物长期不见光,会生长不良。叶子之所以是绿色,因为叶肉细胞中含有叶绿素。光合作用的主要过程是在叶绿素中完成。叶绿素的合成需要光,没有光,叶肉细胞不能合成叶绿素,光合作用不能进行。遮光培育的豆芽菜、韭黄等就是例子。光是植物进行光合作用的必要条件。

仙人掌等没有叶子,怎么进行光合作用?仙人掌类植物生长在沙漠,气候干燥少雨,为防止叶子蒸腾作用消耗水分,仙人掌叶子退化为刺状,因此减少蒸腾量。但仙人掌类植物的茎是绿色的,同样具有光合作用的功能,产生碳水化合物满足植物生长需求。同样的原因,一些植物叶子的表面密生绒毛或皮孔深陷,这些结构特征,都是植物为适应干旱环境、减少水分蒸腾的适应性结构改变。

光合作用合成植物生长需要的物质,施肥有什么用?植物生长不仅需要光合作用产生的碳水化合物,还需要无机盐类,比如氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁等,这些无机盐,有的是植物细胞的组成成分,有的调节植物生理活动。缺少氮肥,植物生长缓慢,叶片薄而小,叶色发黄。植物缺少磷时,生长和发育停滞,根系发育不良,植株矮小。无机盐主要从土壤中吸收,所以说庄稼一枝花,全靠肥当家。

移栽树木时,要剪掉大部分的叶子。叶子主要功能之一是蒸腾作用,根系吸收的水分向上运输的主要动力是蒸腾作用。移栽树木时,植物根系受损,影响植物吸收水分。如果叶子茂盛,增加蒸腾量,植物体内水分入不敷出,会造成萎蔫或死亡。所以移栽树木要避开植物生长旺盛期,选择秋季落叶后或春节萌动前进行移植。如果在生长旺盛期移栽树木,就要修剪掉大部分枝叶。

二、评价迁移

教学是教育者为促进学习者学习而对学习环境加以操控的过程。这些操控手段通过教学方法体现出来。通过操控引起学习者的经验发生变化,经验引发知识发生变化,进而促进学以致用。学习是新旧知识的同化,操控时将学习者已有知识与新知识联系起来的方式学习,效果更佳。常用俗语“芝麻开花节节高”“生米煮成熟饭”等都是新旧知识的切入点。让学生在俗语这个新情境中评价或运用所学的知识,以评价为动力,促进学习迁移,实现以用促学。

(一)由此及彼法

芝麻开花节节高,比喻事情越来越好。芝麻的花序为无限花序,随着花序轴逐渐向上生长,不断产生新的花芽,芝麻每开花一次,茎就拔高一节,花陆续开放,茎节节拔高。

芝麻为什么会不断长高? 植物生长是一个复杂的过程,既需要外部的阳光、水分等条件,还需要植物内生的激素等因素,内因外因相互作用,植物生长才能顺利进行。

农业上为什么要“打顶”“摘心”?植物的顶端优势,与植物的生长素分布有关。植物顶芽是产生生长素的中心,因而生长素多分布在茎的顶端,生长素具有促进植物生长的作用,因此顶芽生长快速,形成顶端优势现象。芝麻开花节节高正是顶端优势作用的体现。顶芽生长为什么会抑制侧芽生长?这是因为顶芽产生的生长素通过从顶端到基部的极性运输到茎中,且抑制茎中的细胞分裂素合成,进而抑制侧芽中生长素的合成及向外运输。侧芽生长的信号源来自顶芽产生的生长素。摘除顶芽后,去除顶端优势,抑制侧芽生长的信号解除,侧芽自身产生生长素,开始发育生长,开花结果。芝麻在适当的时候也需要打顶尖,不能任由开花节节高,疯长高度,而要保证已有果实籽粒饱满,稳产高产。

为什么花儿朵朵向太阳?生长素在植物体内广泛分布,根、茎、叶、花及种子都存在生长素。生长素的运输和分配控制着各种发育过程,生长素合成后需经过运输方式才能到达相应的效应部位。生长素在植物体内不仅进行从形态学上端向下端的极性运输,也进行横向运输。

仔细观察大自然中的植物花开,可以看到花儿朵朵向太阳现象。植物的花怎么能感知光,跟随光源转动,保证面朝阳光?这是因为植物体内含有的生长素,具有避光的特性。当阳光照射植物时,茎中向光面的生长素横向移动到背光一侧,背光面生长素含量高,刺激茎快速生长。向光面和背光面激素含量不同,生长速度就不同,导致茎向一侧弯曲,所以花儿朵朵向太阳。

植物生长调节剂的作用原理是什么?现代农业中,移栽树木,为促进生根,使用生根剂;蔬菜栽培中,为提高产量,改进品质,会使用膨大剂、矮壮素等;农作物种植为清除杂草,会使用除草剂……这些都是人工合成激素,对植物的生长起到促进或抑制作用,也叫植物生长调节剂。植物生长调节剂以无污染、效率高等优点在农业生产中广泛应用。合理正确使用植物生长调节剂,可有效调节控制植物生长发育,否则会适得其反,事倍功半。

(二)由近及远法

生米做成熟饭,比喻事情已成定局,木已成舟,不可改变了。没有做成熟饭的米,有生命吗?在超市常见的食用大米能种植吗?稻谷、米、熟饭之间有什么质的改变?

食用大米能种植吗?一粒种子,最关键的部位是胚。胚是新一代植株的原始体。若种子的胚缺失、死亡或损坏,则失去发芽的能力。稻谷是稻的果实,外面有一层壳,脱去外壳(糠)的稻谷为糙米,准确说糙米是稻的果实,可以播种。稻的果实为颖果,紧密愈合不分离的果皮和种皮中含纤维较多,影响口感,所以平时食用的口感好的大米,已经是脱了果皮和种皮的精米,同时种皮里的胚也被机械磨损掉了,这样的大米,做不做成熟饭,都是没有生命力了。

为什么千年的种子能发芽?种子的寿命有长有短。每年三四月,柳絮飘飞,到处都是,随后并没有发现很多的小柳树破土而出,这是因为柳树的种子寿命只有几天或几周,在种子有生活力期间,没有遇到萌发的适合条件,就不能萌发长成新的个体。有些种子寿命很长,比如莲,多方报道过几百、上千年的古莲籽,播种后发芽开花。这是因为莲的种子外面有一层坚硬密闭的外壳,保护种子结构完整,加之封存在密不透气的环境中,使得莲籽内部各种生理活动降到很低,寿命大大延长。

为什么“种瓜得瓜,种豆得豆”?种瓜得瓜种豆得豆,是种子植物最主要也是最进化的繁殖方式——有性生殖。种子植物开花、传粉与受精,花后结果产生种子,由种子再长出新的植株,通过种子繁殖,植物的遗传因子得以延续。种子,准确说是种子中的胚包含了植物的全部遗传信息。农林生产中,分离繁殖、扦插、压条、嫁接广泛应用。植物某一部分的营养器官,脱离母体后,能够重新长成一个新的植物体。同种子中的胚一样,植物体的每个生活细胞都具有长成一棵完整植株的全套遗传信息,植物细胞的全能性使植物营养繁殖得以广泛应用。

三、结论

将俗语引入植物学学习中,营造迁移环境,运用迁移测试,有效提升了教学效果的正迁移。耳熟能详的俗语,是引人入胜的兴趣点,是新旧知识的连接点,是学以致用的切入点,是以用促学的着力点。实践证明,在熟悉情境中的学习,在已有知识基础上的学习,激活原有的知识,并借此同化新知识,有效促进深层次学习迁移。生活处处皆学问。学习植物学知识,是多感官参与的学习过程,是多角度参与的思维经历。教学中,通过几个常用俗语为切入点,层层深入探寻植物茎、叶、花、果的形态和生理学相关知识,将生活关联的植物场景,用专业知识进行诠释,将单纯的书本知识堆积,灵活迁移到生活实际。通过植物相关俗语的铺垫唤醒学习,实现从感性到理性、从主观到客观、从表面到实质的知识过渡;实现从掌握植物学基本概念和基础知识到掌握学习植物学的基本程序和策略的能力迁移;实现从学会知识到学以致用及至学有所思的情感升华。教无定法,贵在得法。用发现的眼光,用探究的方法,不仅是俗语,成语、谚语、诗词、绘画、文学作品等等都是植物学的教学场景,都是植物学迁移学习的切入点。

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