閔倫仔

1 實(shí)踐基地建設(shè)背景

1.1 應(yīng)普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)要求

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出“面向全體學(xué)生、提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”。生物學(xué)教學(xué)是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑之一?，F(xiàn)今的生物學(xué)教學(xué)理應(yīng)以生物科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，以提高生物技能為目標(biāo)，以探究式學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)為主要載體，精心設(shè)計(jì)并組織學(xué)生參加形式多樣的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，以此教育和引導(dǎo)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，讓學(xué)生掌握科學(xué)研究的一般方法，逐步養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度并提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

1.2結(jié)合學(xué)校特點(diǎn)

學(xué)校地處廣州北部山區(qū)——派潭鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，土地資源豐富。因此，教師可結(jié)合生物學(xué)科特點(diǎn)，充分利用農(nóng)村的資源優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的發(fā)展創(chuàng)造更廣闊的空間，開(kāi)發(fā)農(nóng)村生物課程資源，追求和諧有效的生物學(xué)課堂，加強(qiáng)生物教學(xué)的有效性勢(shì)在必行。

2實(shí)踐基地概況

實(shí)踐基地是指以種植蔬菜、花卉等實(shí)驗(yàn)農(nóng)作物為主。它是現(xiàn)有生物實(shí)驗(yàn)室的拓展和延伸，也是一個(gè)有效補(bǔ)充。我校于2012年起，與一墻之隔的高村村委簽訂農(nóng)田租賃合同，將圍墻外的5畝農(nóng)田和1畝池塘租賃下來(lái)，有菜地、魚(yú)池、水田等設(shè)施，依托生物科組、實(shí)驗(yàn)室以及科研機(jī)構(gòu)提供強(qiáng)大的學(xué)科指導(dǎo)，為實(shí)踐基地的教學(xué)實(shí)踐研究以及各種社團(tuán)活動(dòng)提供了廣闊的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地以及各種實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2018年經(jīng)生物科組研究規(guī)劃，將其中1畝菜地翻地為7行，每行約40m，進(jìn)行各種瓜菜和中藥類(lèi)植物種植試驗(yàn)研究，筆者主要負(fù)責(zé)玉米實(shí)驗(yàn)地。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，發(fā)現(xiàn)：學(xué)生平時(shí)雖然常吃玉米，但由于初中生物不是中考科目，他們對(duì)玉米的生物學(xué)知識(shí)基本可以說(shuō)一無(wú)所知。很多學(xué)生甚至都不知道什么是單子葉植物和雙子葉植物。于是，筆者以玉米為研究對(duì)象，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行玉米自交與雜交實(shí)驗(yàn)的初探，具體實(shí)驗(yàn)如下。

3實(shí)驗(yàn)題目：玉米的種植與研究

3.1實(shí)驗(yàn)原理

玉米是單子葉植物，一年生雌雄同株異花植物，雄穗著生于植株項(xiàng)部，雄穗的主軸和側(cè)枝上著生小穗。每個(gè)小穗有兩朵小花，每朵花有兩個(gè)花藥。雌穗由葉腋內(nèi)的腋芽發(fā)育而成。一般品種只有植株上部往下大約5-6節(jié)處的腋芽才能發(fā)育成1或2個(gè)果穗。雌穗上著生許多縱行排列的成對(duì)小穗。小穗上有小花兩朵，其中一朵可育，一朵退化，可孕小花有內(nèi)外穎和雌蕊組成。抽出的花絲為柱頭的延長(zhǎng)物，各部分都可以授粉。在同一植株上，雄穗抽出時(shí)間一般比雌穗早3-5 d，抽穗后2-5 d開(kāi)始散粉。雌穗花絲一經(jīng)抽出，就有授粉能力，但吐絲后2-4 d授粉能力最強(qiáng)。在一日內(nèi)，玉米開(kāi)花最盛是上午8-12時(shí)，散粉最盛是9-10時(shí)，這是授粉的最好時(shí)機(jī)?；ǚ蹓勖砷L(zhǎng)達(dá)24 h。授粉后20-26 h，即可受精。玉米是典型的異花授粉作物，所以自然雜交率高達(dá)95%以上。

3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握玉米授粉方法與步驟;學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率與株高的測(cè)量;對(duì)3個(gè)品種的玉米進(jìn)行自交和雜交;觀察自交與雜交后玉米果實(shí)的情況。

3.3實(shí)驗(yàn)材料與用具

粵甜28（黃色）、白糯3號(hào)、黑糯4號(hào)玉米種子（前兩個(gè)品種來(lái)自廣東省作物研究所、后一品種購(gòu)于種子公司）、復(fù)合肥、鋤頭、鐵鏟、灑水壺、毛筆、紙袋、回形針、吊牌、體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精棉球、剪刀、大頭針、實(shí)驗(yàn)記錄本、鉛筆、橡皮。

3.4方法步驟

3.4.1 播種前準(zhǔn)備

學(xué)?；毓芾淼墓と颂崆皩㈤L(zhǎng)20 m、寬1.5 m的實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行翻土、除草、起壟、施底肥，在播種前將3種玉米種子在水里浸泡2h，讓種子吸足水分，利于種子萌發(fā)。

3.4.2播種

2018年3月16日，生物農(nóng)場(chǎng)社團(tuán)的成員分成了四組：第一組負(fù)責(zé)挖一個(gè)4-5 cm深的小坑;第二組負(fù)責(zé)每個(gè)坑里放3粒玉米種子;第三組負(fù)責(zé)用土把玉米種子蓋上土;第四組負(fù)責(zé)在坑上噴灑少量水。

3.4.3發(fā)芽率統(tǒng)計(jì)

一個(gè)星期后玉米種子長(zhǎng)出了2或3片真葉，學(xué)生根據(jù)以下公式計(jì)算各個(gè)玉米品種的發(fā)芽率：發(fā)芽率=（發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)）×100%。

3.4.4株高統(tǒng)計(jì)

社團(tuán)成員分成3組，每組負(fù)責(zé)一個(gè)玉米品種，以每周一次的頻率測(cè)量玉米的株高。學(xué)生在此過(guò)程中學(xué)會(huì)了自己設(shè)計(jì)表格記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用重復(fù)實(shí)驗(yàn)、隨機(jī)取樣，減少實(shí)驗(yàn)誤差。學(xué)生設(shè)計(jì)的表格見(jiàn)表1。

3.4.5授粉

自交：第二天9點(diǎn)左右，用右手輕輕拉下套袋的雄穗，左手輕拍紙袋，使花粉落入袋內(nèi)，然后取下紙袋扎緊袋口。用毛筆把紙袋內(nèi)的花粉均勻的涂抹花絲上，立即將雌穗紙袋套回。整個(gè)授粉過(guò)程動(dòng)作必須迅速和輕便，切忌觸動(dòng)周?chē)仓?，以免串粉造成雜交。授粉后，立即在自交果穗上掛上吊牌。牌上用鉛筆注明品種名稱(chēng)、授粉方式、授粉日期、實(shí)驗(yàn)者姓名。

雜交;關(guān)于玉米雜交過(guò)程中的套袋、授粉和管理工作等與自交基本相同，只是所套的雄穗是作為雜交父本，而雌穗應(yīng)該選用其他品種的玉米。實(shí)驗(yàn)的雜交有六種方式：三種正交方式♀黑×♂黃、♀黑×♂白、♀白×♂黃;三種反交方式：♂黑×♀黃、♂黑×♀白、♂白×♀黃。授粉后的紙牌上應(yīng)注明雜交組合名稱(chēng)。

3.4.6授粉后的管理

授粉一周后，要經(jīng)常注意紙袋和吊牌是否完好無(wú)損，因?yàn)殡S著果穗的生長(zhǎng)，容易將其紙袋頂破，要注意并及時(shí)套好。另外，需進(jìn)行正常的水肥管理和除雜草。

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

授粉后30d左右玉米基本成熟，生物農(nóng)場(chǎng)社團(tuán)成員和非社團(tuán)成員利用社團(tuán)課將成熟的玉米采摘。但是，結(jié)果并沒(méi)有像預(yù)期的那樣有6個(gè)品種的玉米，只有有黑白雜交、黃黑雜交、黃白雜交、白色自交、黃色自交，但是黑色自交系沒(méi)有出現(xiàn)。可能是學(xué)生授粉時(shí)串粉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不像預(yù)期，學(xué)生基本掌握了玉米的自交與雜交技術(shù)，并且能通過(guò)玉米的表現(xiàn)型初步判斷出其父母本的表現(xiàn)型。

5核心素養(yǎng)的提升

5.1生命觀念

生殖與發(fā)育觀：通過(guò)從播種到收獲的4個(gè)月，學(xué)生能直觀地感受到從一顆種子到一棵植物的衰老與死亡的過(guò)程，從中需要經(jīng)歷細(xì)胞的分裂與分化、生長(zhǎng)與發(fā)育、成熟與衰老的的各個(gè)生命環(huán)節(jié)。

遺傳與變異觀：通過(guò)玉米品種間的雜交實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能很好地理解雜交育種可以將兩個(gè)植物的性狀集中到一個(gè)植物上，如果白糯3號(hào)與黑糯4號(hào)雜交，子代在同一個(gè)玉米上同時(shí)有白的和黑色。雜交育種的基本原理是基因重組，屬于可遺傳變異的一種。

5.2科學(xué)思維

在沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生認(rèn)為有的玉米上有黃色、黑色、白色，這種玉米就是轉(zhuǎn)基因玉米，所以平時(shí)都不敢吃。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米這個(gè)社會(huì)熱點(diǎn)議題，能夠正確地審視并作出選擇。

5.3科學(xué)探究

學(xué)生通過(guò)自交與雜交實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，學(xué)會(huì)了人工授粉以及套袋技術(shù)并理解了原理，體驗(yàn)到了科學(xué)家的思維過(guò)程、科學(xué)定律的產(chǎn)生過(guò)程，在整個(gè)實(shí)踐階段養(yǎng)成了耐心、細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精神，提升了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)探究的方法、培養(yǎng)了探究的精神。學(xué)生還結(jié)合以往所學(xué)的孟德?tīng)栯s交實(shí)驗(yàn)，提出了一些有科學(xué)依據(jù)的假設(shè)。例如，如何判斷該玉米是純合體還是雜合體？哪種方法最簡(jiǎn)便？用自交法或是雜交法來(lái)驗(yàn)證？通過(guò)這樣的探究，學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的每個(gè)環(huán)節(jié)都留下深刻印象，在潛移默化中提升了科學(xué)探究能力。

5.4社會(huì)責(zé)任

學(xué)生看到自己辛苦種植的玉米有了收獲，都非常得開(kāi)心。社團(tuán)成員每人帶了6根玉米回家與家人分享，讓家長(zhǎng)也體驗(yàn)到收獲的喜悅。當(dāng)然除了與家長(zhǎng)分享喜悅，社團(tuán)也組織了玉米義賣(mài)，并用義賣(mài)所得采購(gòu)了一批保溫杯，送給學(xué)校優(yōu)秀且貧困的學(xué)生。通過(guò)實(shí)踐基地的科學(xué)實(shí)踐，學(xué)生能利用高一所學(xué)的植物細(xì)胞的吸水和失水知識(shí)，對(duì)玉米合理的施肥與澆水。通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，學(xué)生也能理解平時(shí)生活中買(mǎi)的黑玉米或者白玉米總是會(huì)有點(diǎn)花，而并不是全黑和全白。

總之，生物實(shí)踐基地為各種類(lèi)型的學(xué)生探究活動(dòng)提供了沃土，加深了學(xué)生對(duì)科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)以及創(chuàng)新潛能的發(fā)展都起到積極的促進(jìn)作用，幫助他們提升社會(huì)責(zé)任感與人生規(guī)劃能力，對(duì)學(xué)生個(gè)人終身的發(fā)展都有重要意義。