浅析 “无籽西瓜培育” 教学中发散思维能力的培养

洪明鑫 高枫 楼大伟

文件编号：1003-7586（2023）03-0091-02

发散思维（Divergent Thinking），又称辐射思维，它以形象思维为基础，通过无规则、无限制、无定向的思维，力求对同一问题开展多角度、多层次、多路径、多方向的思考，从而提出不同解决的答案。发散思维与逻辑思维、形象思维、直觉思维、辩证思维和横纵思维共同构成了创造性思维的有机整体结构，是当前学生核心素养落实的关键所在。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出：教育需要发展学生的思维，尤其是科学思维，科学思维可以促进学生对科学的理解。发散思维在问题探究解决过程中展现出的多样化、原创性解决问题的能力以及想象、灵感、顿悟、多变、好奇、新颖等思维品质正是科学思维的有效补充。因此，在教学过程中培养学生的发散思维能力很有必要。下面以“无籽西瓜的培育”教学为例，探讨对学生发散思维能力培养的方法。

1 条件发散，逆向思维激发兴趣。

兴趣是学习的动力，也是培养学生发散思维能力的引导剂。二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交得到的种子在种下后会长成三倍体植株，但它高度不育，需要采用与二倍体西瓜间作栽培的方法，在开花时二倍体的花粉传到三倍体植株的雌花上，可以刺激子房发育成果实（无籽西瓜）。

针对以上教学内容，教师在课堂中可以提出以下问题来激发学生兴趣：如果没有间作栽培二倍体西瓜，会出现什么现象？解答这一问题前，学生首先要了解刺激子房发育成果实的物质是生长素，但三倍体在减数分裂时由于染色体联会紊乱不能产生可育的配子，因而不能形成种子，也就几乎难以产生生长素。因此，如果没有间作栽培二倍体西瓜的花粉刺激，三倍体植株上的雌花在发育过程中就会凋谢脱落，也就不能形成无籽西瓜。在此基础上，教师提出问题：该如何补救呢？引导学生发散思维，想到给三倍体植株上的雌花喷洒一定浓度的生长素进行刺激。

2 对比发散，透过现象探寻本质。

与三倍体无籽西瓜的培育过程相比，无籽番茄的培育过程并不复杂：首先，在花蕾期去掉番茄花的雄蕊以避免受精而产生种子；然后在番茄雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素以促进果实发育；最后，为了避免外来花粉授精，必须进行套袋处理。这样得到的番茄由于没有经过受精作用就成为无籽番茄。

针对无籽西瓜和无籽番茄在培育原理、遗传机制等方面的差异，教师提出问题：假如用三倍体无籽西瓜植株的藤条和无籽番茄的枝条进行扦插，在满足成活并都能结果的条件下，两种植株上自然条件下所结的果实是有籽还是无籽？这一问题设计的目的，是为了引导学生通过对比，正确区分可遗传的变异与不可遗传的变异。三倍体无籽西瓜的培育原理是染色体数目变异，属于可遗传的变异；而无籽番茄的形成是利用外源生长素促进子房发育成果实，其无籽性状是由环境因素引起的，遗传物质没有改变，属于不遗传的变异。所以，三倍体无籽西瓜植株扦插的后代仍然是无籽的，而无籽番茄扦插的后代正常情况下是有籽的。

在此基础上，有同学提问：为什么不直接在普通西瓜的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素获得无籽西瓜？这是因为直接在普通西瓜的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素获得的无籽西瓜仍然是二倍体，而三倍体无籽西瓜具有多倍体植株的特点：多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物的含量高、抗逆性强，在生产上具有很好的经济价值。可见三倍体无籽西瓜比普通西瓜更大更甜，营养价值和经济价值更高。

3 途径发散，联系生活开拓视野。

在学生步入社会后，科学思维可以指导学生运用逻辑推理来面对生活中的问题并做出决策。培养学生的发散思维能力，要立足于学以致用，要在解决问题过程中发挥发散思维的积极作用。在学习“无籽西瓜培育”的内容时，有学生认为，培育无籽西瓜程序过程复杂、时间周期偏长、技术难度较大，经济效益不佳，因而不值得研究与推广。

教師可以设计如下题目：某农科院收到了来自瓜农购买无籽西瓜种子的大批量定单，远远超出了农科院现有的无籽西瓜种子的量。如果你是农科院技术人员，用什么办法满足瓜农的需求呢？在扩产、扦插、嫁接等等方案均因为数量不够的原因被否决后，教师引导学生考虑现代生物育种技术的方向，使学生联想到植物组织培养技术。植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官、组织或细胞以及原生质体，人工能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的技术。植物组织培养的培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍。利用组织培养技术可用于产生人工种子，人工种子的生产过程不受季节限制，可以大量、快速繁殖优良品种。由此可见，利用植物组织培养可以大批量繁殖具有稳定遗传性状的后代，农科院可以利用该技术为瓜农提供大批量的无籽西瓜人工种子，从而满足瓜农的需求。

发散思维能力的培养，有利于提高学生学习的主动性、积极性、求异性。教师要善于从教学和生活中捕捉能激发学生创造欲望的契机，为他们提供能充分发挥想象力的空间。培养学生的发散思维时，教师要敢于打破常规，弱化思维定势，强化思维首创，既不墨守成规，也不钻牛角尖，不一味注重标准答案。教师要鼓励学生提出与众不同的想法和多向思维的发展，支持学生大胆提出质疑。