杨建军
小学生对自然世界具有强烈的好奇心和求知欲。在科学探究活动中,教师引导学生观察身边的动物、植物和各种自然现象,可为其生成科学概念获取丰富的素材。
在教学四年级《花的结构》一课时,发生了一件有趣的事。
我向学生提问:“每朵桃花有几个花瓣?”
学生看完教材的插图,异口同声地回答:“五个花瓣——”
“不对,我们小区的桃花有八个花瓣!”徐庶瑞(化名)站起来笃定地说。
我和其他学生大吃一惊!
“把你们小区的八瓣桃花拍张照片发给我可以吗?”我说。
当天晚上,我收到了徐庶瑞家长发过来的照片——八瓣桃花(五个大花瓣,三个小花瓣)。这张照片,颠覆了我对桃花的认知。我决定带领学生,对校园里的桃花进行观察。
从第二天的科学课开始,我组织四五年级的学生,每天观察记录校园里桃花的数量,并重点寻找非五瓣的桃花。
一天下来,共有四个班参与了数桃花活动,数得结果分别是964朵、1024朵、1231朵和1256朵。由于桃花开得比较茂盛,花瓣互相遮挡,有的树枝较高,不易观察,导致结果出现较大的误差。但令人欣喜的是,我们发现了2朵六瓣桃花。
同学们坚持数了10天。桃花有开有落,在同一天里,各班数得桃花的总数越来越接近了。更令人兴奋的是,我们发现了1朵四瓣桃花、2朵八瓣桃花和6朵六瓣桃花。
在数桃花的活动中,同学们产生了新的疑问:为什么99%以上的桃花都是五瓣,可是却有极少数的桃花是四瓣、六瓣、八瓣呢?这些非五瓣的桃花结成的果子是否是新的品种呢?
带着这样的疑问,我们继续观察。
“桃花少年”一日看三回,看到花期过。那些非五瓣的桃花,只有1朵六瓣桃花结了桃子。这个桃子与五瓣桃花结的桃子从外形上观察没有明显的差异。
我们对观察记录的数据进行了分析。2019年,校园里的这棵桃树先后共开花1380朵,有1朵四瓣桃花,1371朵五瓣桃花,6朵六瓣桃花和2朵八瓣桃花。截至6月30日,共结桃子147个,其中五瓣桃花结果146个,六瓣桃花结果1个。五瓣桃花的结果率是10.6%,非五瓣桃花的结果率是11.1%。
最后一节课,同学们结合实际观察和教材的知识,对桃花相关问题进行了梳理:
桃树为什么开花——花是植物的繁殖器官,每一朵花都背负着繁殖该物种的使命;
花瓣是花蕊的外衣,既保护花蕊不受伤害,又向授粉的昆虫传递信息;
很多花瓣在不同时期的颜色是不一样的,这是在向授粉昆虫传递不同的信号,以免昆虫错过为其传粉;
花瓣在花粉还没成熟时紧紧地包住花蕊,避免花粉散发味道,误导蜜蜂。待花粉成熟后,花瓣张开,花粉散发香气,吸引昆虫授粉;
桃花结果与花瓣多少没有必然的关系,取决于能否成功授粉。
在本课学习中,教师让学生观察教材中桃花的图片,并提出问题:桃花有几个花瓣?大多数同学都回答有五瓣,而有同学说有八瓣后,教师没有否定,而是让他提供照片。这是在向学生传递“谁主张谁举证”的科学交流原则。
一张照片胜过千言万语,也激起了学生的联想:桃花的花瓣到底有几个?会不会还有六瓣的?……这些问题的产生是基于实践观察基础之上的,具有现实意义。解答这些问题的途径不是通过争论和上网查询,而是实际观察。
观察的对象被明确为校园里的一棵山桃树。一开始的时候,在同一天里,每个班数桃花的数量都不相同,甚至差别很大。通过数据对比和分析,学生发现,观察容易产生误差。如果想降低误差,需要更仔细地观察,并且增加观察的次数。学生发现,多次观察取平均值可以降低误差。
学生亲身经历科学探究的过程,不断深入细致地观察记录,在实证的基础上形成了系统的科学概念。这些概念,将为他们今后的观察、记录、猜想和分析提供有力的支持。
在观察桃花的过程中,学生还把目光拓展到校园里的其他植物和昆虫上。学生对于同时开花的北美海棠、三色堇、天竺葵、草莓和万寿菊等植物,以及蜜蜂、蝴蝶、食蚜蝇、草蛉、蜉蝣、七星瓢虫和蚜虫等昆虫也进行了细致观察。他们发现:
每一株草莓大概开7朵花,每朵花的花瓣5~12个。这里面有什么奥秘呢?草莓的花跟果子有什么关系呢?
蜜蜂好像对草莓的花并不感兴趣,倒是食蚜蝇和蜘蛛经常“光顾”。
桃花开过后,蜜蜂就很少在校园里出现了。这是为什么呢?校园里还有那么多的三色堇、天竺葵、北美海棠和万寿菊的花,蜜蜂为什么不来采蜜呢?
有的学生在春游时,从圆明园带回了3只七星瓢虫,分别投放在桃树、杨树和北美海棠的叶子上,可为什么校园里的蚜虫还那么多呢……
广泛的观察和数据积累,启发了学生对大自然的好奇心,同时也为他们理解生命科学领域的主要概念“动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关系”奠定了基础。
科学观察贵在持之以恒。为了控制观察的难度,我给学生的任务是只负责一根枝条上的桃花,一棵草莓或是一盆天竺葵;每天观察的次数是至少一次;在放学前,学生把数据上报给负责记录全班信息的同学。这样做的目的是面向全体,保证每位同学都能有效地参与到观察活动中。
科学观察的魅力是不断产生新的收获和悬念。当学生发现四瓣桃花、六瓣桃花和八瓣桃花的时候,那种惊喜是前所未有的。这种体验激励学生继续观察,也启发了新的思考:这些非五瓣桃花能结桃子吗?如果结了桃子是新品种吗?能不能培育出只开六瓣桃花的桃树呢……学生已经自觉地意识到,解开这些谜团依靠的还是观察。
接下来的观察变得更具有目的性了。在观察活动中,盲目地看可以获得广泛而零散的材料,而有目的地观察则可以获取支持观察者猜想的有效证据。从盲目看到有目的地观察,学生思维材料的积累变得更具有指向性。这种变化大大提高了思维过程中信息分析、生成概念的效率。
哪里有生长,哪里就有变化。植物生长的各个阶段,都恰似一幕戏剧。每一个细微的变化,都牵动着这棵植物今后的命运。这种美妙的感受是直接问教师或从网上搜集现成答案无法比拟的。
在给这一课总结时,我特别提示学生:本次观察活动只是对校园里的少数植物进行观察和记录,所得数据并不涉及其他植物,所得出的結论具有片面性,若要成为科学结论,还要扩大样本的采集,接受质疑,使结论不断更新和深入。
北京市丰台区西罗园第五小学(100077)??
专家释疑
鲍平秋(北京联合大学教授):变异经常发生,也是品种诞生的基础。五个瓣的连翘,六个瓣的番茄,或是八个瓣的桃花,都仅仅是变异的结果而已。
一些牡丹因花瓣自然增加、雌蕊瓣化、雄蕊瓣化或花朵上下重叠等产生新奇并具有观赏价值的花朵,会被选择和保存下来,并培育成性状稳定的品种。