基于科学探究的“观察种子的形态和结构”实验改进与教学设计

罗玲

摘要：针对“观察种子形态和结构”的实验的材料和实验方案中的不足之处进行了一些改进和优化，细化实验步骤，增加发芽种子和煮熟种子的观察，使学生更能获得理想的实验结果和教学效果。

关键词：蚕豆种子;玉米种子;实验改进;教学设计

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

“观察种子的形态和结构”是苏科版义务教育八年级《生物学》教材第七单元“生命的延续与进化”第十九章“植物的生殖和发育”第2节“植物的生长发育”中的内容。本实验围绕观察和解剖蚕豆和玉米种子的结构，帮助学生建立种皮、胚、胚乳等概念，区分不同植物种子结构的异同点，使学生树立结构与功能观。本实验也是培养学生科学观察能力的良好素材。

然而，教材的实验步骤过于粗略，缺乏系统的观察提示，如种孔的部位和功能如何观察，不利于培养学生科学观察的方法。教材的实验材料处理方法是浸泡变软，学生不能直观观察浸泡变软的蚕豆种子的胚根、胚芽的功能。那么，学生错误的前概念种子是新植物生命的起点不易被纠正，也不利于培养学生的结构与功能观。浸泡变软的玉米粒的种皮与胚乳中的糊粉层结合仍然紧密，致使种皮与胚乳难于分离，学生剥离不出种皮和果皮，误认为玉米子粒就是种子而不是果实，这个错误的前概念不易消除。另外，实验的方案过于简单，用解剖刀纵切玉米来观察，学生直观观察不到玉米的胚只有一片子叶，不能真正理解双子叶植物和单子叶植物本质区别等。笔者经过多次实践，改进实验材料，优化材料处理，细化实验方案，使学生获得更理想的实验结果和教学效果。

1实验方法改进

1.1观察蚕豆种子的形态和结构的改进

1.1.1细化实验观察的步骤，增加挤压的环节

教师选择浸泡变软的蚕豆，依次从外到里、先结构后功能的观察顺序。实验步骤细化为五步：一看二挤三撕四滴五标。一看外形和种脐（种子成熟后从种柄或胎座上脱落后留下的疤痕），种孔看不太清楚。二挤压，手指按压种脐，可见有水自种孔冒出。对种孔还有的其他作用，教师不要急着解释，让学生自己去发现。三撕种皮，感受种皮的坚韧，理解种皮的保护功能，也可见蚕豆是两瓣的，即两片子叶，学生也就明白双子叶植物命名的由来。四滴碘液，观察子叶的颜色变化，推断子叶有淀粉，贮藏丰富的营养物质，理解子叶的功能。五标胚根、胚芽和胚轴，统一将胚芽涂成绿色、胚根涂成红色，便于展示交流。

1.1.2增加萌芽蚕豆的观察，进行前后的对比

观察浸泡变软的蚕豆，学生存在问题的是：种孔有什么作用、胚根、胚芽和胚轴各自的功能是什么？学生不能直观感知这些。教师可选择萌芽程度不同的蚕豆种子，仍然按照上述的五个步骤，注意和浸泡变软的蚕豆种子进行对比观察。先观察，冒出的“芽”（其实是胚根）从什么结构出来的，种孔的主要功能就解决了。撕掉种皮，轻轻掰开两片子叶，学生能直观感受胚根、胚芽和胚轴的发育变化情况。这样，学生就能直观地观察到胚根、胚芽和胚轴的功能。

1.2观察玉米种子的形态和结构的改进

1.2.1增加煮熟的玉米观察，易获种皮和果皮

教师将玉米煮熟，或者选择新鲜的玉米煮熟。加热的过程降低了种皮和果皮之间的黏稠度，通过挑撕，可以观察到玉米的种皮和果皮。学生很容易弄清玉米粒其实是果实，人们习惯称之为种子。特别是煮熟的新鲜玉米棒，更易剥离种皮和果皮。

1.2.2细化实验观察的步骤，增加挑撕的环节

实验步骤也是细化为五步，一看二挑三掰四滴五标。首先，选用煮熟的鲜玉米，一看外形，主要区分玉米上端和靠近玉米芯的下端及凹的一面。二挑撕种皮和果皮，用解剖针从玉米粒下端挑开，轻轻撕去外层果皮和里层种皮。三掰，开用手轻轻一掰开，可见玉米较小的胚，并理解玉米的子叶是一片，从而理解玉米属于单子叶植物，学生也能观察到占玉米种子体积较大的是胚乳。四滴，滴加碘液，可见胚乳被染成蓝色，玉米的胚乳贮存大量的淀粉，为种子萌发提供营养。五标胚根、胚芽、胚轴和子叶，对照教材示意图，教师要提醒学生注意与蚕豆种子在结构上的相同与不同点。

1.2.3增加发芽玉米的观察，对比浸软的玉米

教材上是取浸软的玉米'选择凹的一面，应沿正中线切开纵切，利用放大镜可观察胚乳和胚有明顯界限。但是，哪部分是胚根、哪是胚芽，以及各自将来发育成什么结构，学生也不能直观感受到。教师可增加对发芽不同程度的玉米种子的观察，使学生注意与浸泡变软的玉米粒的对比观察。这样，再结合图片，学生就容易观察到胚根、胚芽的所在的部位及功能，加深了理解。

2实验教学设计

2.1教学目标

《义务教育生物学课程标准（2011年版）》对这部分内容的总体要求是“让学生了解种子的结构，及不同种类植物种子结构的异同”。生物学课程作为义务教育的一部分，对发展学生生物学学科核心素养、落实立德树人的根本任务具有不可或缺的价值。为此，基于生物学学科核心素养4个维度，对本节的教学目标进行了这样的设置：解剖和观察种子，识别种子的基本结构，并理解各部分功能，培养结构与功能观;通过观察和比较不同种子的结构，归纳提炼种子的基本结构，培养叙述科学思维能力;解剖和观察种子的结构，培养好奇心和求知欲，学会处理和解剖种子的方法，掌握观察一般程序;理解种子的神奇，形成爱护植物、关爱生命的情感。

2.2教学策略

本实验为观察类的探究实验，是培养学生科学观察能力与方法的良好素材，因此教学时以学生的自主探索为主，结合教师的演示指导。由于实验比较简单，因此课堂上增加发芽蚕豆种子的过程、煮熟玉米种子的过程和发芽玉米种子的观察。教师设置一系列问题，引导学生动手操作、观察、比较，使学生在观察中学习，在动手中求知，在合作中学习，最终获取知识，生成概念。

2.3教学过程

2.3.1创设情境，感受种子的神奇

教师播放一粒小小的种子萌发并发育长成一株参天大树的视频，提出问题：种子的形态各不相同。那么，一粒小小的种子，为什么能萌发成幼苗，长成一株参天大树呢？这样从而激起学生的好奇心和求知欲，导入新课。

2.3.2实验探究，认识种子的结构

首先观察蚕豆种子，学生自己动手操作，4人小组合作实验，按由表及里，先形态后结构，先宏观后微观的步骤。按照一看二挤三撕四滴五标的步骤，先观察浸泡变软的蚕豆，再观察一个萌芽的蚕豆种子，注意前后的对比。之后，小组代表展示并讲解他们的实验结果。观察玉米种子结构，按照一看二挑三掰四滴五标的步骤，教师一边演示，学生一边操作。学生首先观察煮熟的玉米种子，其次是浸软的玉米种子，最后观察发芽的玉米，并注意对比浸软的玉米种子、发芽的玉米结构以及蚕豆种子。之后，小组代表展示并讲解他们的實验结果。这样在培养学生听说能力同时，也突破了本节课的重点和难点。

2.3.3画图列表，比较种子的结构

为了加强学生对种子结构各部分的位置关系的的认识和理解，清楚单子叶植物和双子叶植物种子结构的异同，教师引导学生画种子结构简图，并列表比较。教师引导学生归纳出：植物的种子都有种皮和胚;胚是新植物体的幼体，不是新植物的起点;受精卵是新植物的生命起点。这样可以破除学生错误的前概念。

2.3.4交流展示，构建种子的概念

教师引导学生将种子课前收集到的种子分分类，其目的是注重与生活的联系，培养学生用生物知识解决实际问题的能力。学生分小组讨论，破解种子神奇的奥秘：一粒种子长成一株新的植物体，奥秘究竟在哪里呢？同时，教师拓展延伸关于种子的寿命和储存的内容，播种学生探究的种子，培养学生关爱生命，热爱生活的社会责任意识。课后，学生可以探讨种子萌发的条件，也为下节课的内容做好铺垫。

3实验教学反思

本次实验细化了实验步骤，让观察更科学更有规律。教师选取萌发的种子，便于学生观察胚根、胚轴、胚芽的结构，并理解各结构的功能。选取了煮熟的玉米种子，使学生能观察到种皮和果皮，可以有效地消除学生错误的前概念。整个课堂上，学生是主体，在活动中体验，在探究中求知，在合作中学习，在交流在学习。学生在观察的同时，提升了科学观察能力，也体验了概念的建构和生成，从而使生物学学科核心素养得到了落实。