探究“花生种子大小的变异”实验的课后反思

在人教版生物教科书八年级下册第七单元第二章第五节生物的变异的学习时，笔者进行实验探究了“花生种子大小的变异”这个实验，此实验是为了说明生物的变异是普遍存在的，利用这个实验过程及实验后的讨论，让学生说出并认同生物的性状既受遗传物质的控制，又受环境因素的影响，并通过实验让学生初步体验调查生物变异的方法，提高其处理数据和分析数据的能力。

关于这个探究活动，笔者注意了以下几点：

（1） 课前准备好实验材料。实验材料包括大、小两种品种的花生种子、培养皿、探究报告册等。笔者用的是花生的种子，课本上用的是果实。教师准备：不同品种的花生放置在不同的培养皿里，每个培养皿里放置30粒相同品种的花生，保证装有不同品种花生的培养皿数量参半，隔组发放装有大、小花生的培养皿。学生自备笔、尺子、计算器和探究报告册。

（2） 课前分好小组，每4个人为一个实验小组，为了节省时间，探究前要求他们自行分工，要求2个测量员测量花生的长度。1个记录员把测量到的数据记录在探究报告册中的表格中，另外一个人拿着计算器记录测量员的数据，并计算出本组花生种子长度的平均值。

（3） 探究前教师展示大、小2个品种的花生，让学生确定大花生的种皮颜色是粉红的，小花生的种皮颜色是鲜红的，避免大、小花生不分引起记录错误，从而影响实验的效果。

（4） 各组花生在7个班循环使用的，所以每个班在实验前都要让他们自己去数一下培养皿中的花生数量，避免实验中损坏或者丢失，要保证每组都有30粒。如果有缺失，让学生自己到备用的同种品种的花生中去随机拿取，补充够30粒。还要注意检查同一组培养皿中是否装有不同品种的花生，如果有大小花生混合在一起，要把个别不同品种的花生拿出来，并填补空缺。

（5） 建议测量种子的长轴的长度，以mm为单位，四舍五入记录数据。

（6） 要求每组的平均值计算出来记录在黑板上，逐一汇报各组的实验结果。然后把各组大花生汇报上来的平均值再求平均值，把各组小花生汇报上来的平均值再求平均值，最后比较大、小花生二次平均值的长度，确定大、小花生种子长度上的差异。

（7） 实验测量的时间控制在5 min以内，以使讨论的时间充足。

（8） 实验结束，迅速收回实验材料，以免在讨论和继续新课的时候部分学生玩弄花生和培养皿，影响上课效率。

下面是笔者对这个探究实验中的反思：

（1） 教材中是探究“花生果实大小的变异”，而本实验材料是花生的种子，外面的果皮是剥掉的，所以，就只能探究“花生种子大小的变异”。不论是花生的果实还是种子都应该能体现生物的变异现象。教师把花生果实换成瓜子和玉米的果实，也容易在课堂上测量。

（2） 测量的数据单位不统一，有的平均值上报的是1.35 cm，有的上报的是13.5 mm，可以统一调整为毫米。其实即使是以毫米为单位，做到四舍五入，最后计算出的平均也有可能是带有小数点的，不能再随意舍去，这样有利于比较出大、小花生平均值的差异。学生的尺子都是以mm为基本单位的，但是笔者发现在探究报告册上也有人把测量的每一个数据记录为12.7或者13.4等字样，没有做到测量的四舍五入。

（3） 告诉学生在准备花生时是随便装的，不是在大花生中挑大的，也不是在小花生中挑小的，而是随机取样，包括在检查填补时也要做到随机取样，避免个人的主观因素影响，能使实验更加真实，从而减少误差。

（4） 同一个实验在七个班中进分，最后一个班实验误差很大，实验失败，出现了大花生二次平均值是13.1 mm，而小花生二次平均值13.2 mm，而在前六个班的实验结果中，基本保持在大花生比小花生的二次平均值约长出1 mm，可以得出大、小花生表现出相对性状，花生存在变异现象。实验后，教师立即引导学生分析了实验失败的原因，发现没有区别出大、小花生，明明是红皮花生，却误认为是大花生；在汇报平均值时，反复修改数据，造成情况紊乱；也可能是因为学生在测量时的方法不对，还可能是在测量时遗漏了花生或者遗漏了数据，在计算平均值时却以30作分母，就使得数据比实际情况小很多。

（5） 为了节省时间，探究是4人为一组，每组探究一个品种的花生，基本每个班有5～7组研究大花生和5～7组研究小花生，最后把不同小组的数据整合在一起，填写出探究报告册上大花生和小花生的测量数据。在实验中，有速度快的小组把别的组的不同品种的花生拿过来也探究了。其实，如果时间充足，最好能让每组的学生把大、小花生都测量一下，并把探究报告册上的表格填写完整，这样同一组的测量方法和工具都是一样的，就最大限度地减少了误差，而且不用参考别人的数据，就能体现出花生长度的差异，这是应该改进的地方。

（6） 在测量过程中，学生亲眼看到了花生的大小不是均匀的，而是大花生和小花生中都有粒大的和粒小的，也就是说同一品种花生个体的大小也表现出不同的性状，存在差异。

（7） 在讨论中，大花生的平均长度比小花生的要长，这种差异是由体内的遗传物质控制的。把大花生品种的种子种在贫瘠的土壤中，把小花生品种种在肥沃的土壤中，它们结出的种子都会发生变化，小花生的种子会变大，大花生的种子会变小，是因为环境的改变影响生物性状的表现。这种单纯由环境引起的变异，如果没有影响到遗传物质基础，就不会遗传给后代。从上述讨论中可以启示学生，花生种子长度的变异，主要是由体内的遗传物质控制，还受环境的影响，任何性状都是控制该性状的基因和环境共同作用的结果，所以基因组成相同的大花生，种子的长度有长有短，这主要是环境引起的变异。但环境影响引起的变异程度是有限度的，所以大、小花生的种子长度总在一定范围内波动，花生的品种是不变的，大花生仍然是大花生，小花生仍然是小花生。

（8） 如果把人工选择形成高产奶牛的方法应用到花生上，在小花生中挑选粒大的，种在肥沃的土壤中，培育出大一点的子一代小花生，再在这一代的小花生中挑选粒大的，种在肥沃的土壤中，培育出再大一点的子二代的小花生，这时的子二代小花生比以前的小花生要大。如果反复这样选择、繁育，那么应该可以得到更大的花生，这时花生内部的遗传物质应该也能发生变化，这种由环境改变而引起内部遗传物质改变的变异可以遗传到下一代。

用基因来解释的话，小花生变异成大花生就讲不通。假设A为显性基因控制性状“大”，a为隐性基因控制性状“小”。大花生的基因型可能有AA或者Aa，小花生的基因型为aa，那么小花生不管怎么人工选择，也不会出现A的基因，后代也都是aa，也就是说，用基因解释的话，永远解释不了，永远小花生都长不大，这种变异就遗传不下去，和推理不吻合。

反过来，如果人工选择形成高产奶牛的方法应用到花生上，在大花生中挑选粒小的，种在贫瘠的土壤中，培育出小一点的子一代小花生，再在这一代的大花生中挑选粒小的，种在肥沃的土壤中，培育出再小一点子二代的大花生，这时的子二代大花生比以前的大花生要小。如果反复这样选择、繁育，那么应该可以得到更小的花生，这时花生内部的遗传物质应该也能发生变化，这种由环境改变而引起内部遗传物质改变的变异可以遗传到下一代。

也可用基因来解释，大花生变异成小花生就能讲通。假设A为显性基因控制性状“大”，a为隐性基因控制性状“小”。大花生的基因型可能有AA或者Aa，小花生的基因型为aa，那么当大花生在人工选择的情况下，选择出了Aa的基因型，后代就有大有小两种可能，可以得到大花生的AA、Aa和小花生的aa基因型的后代。再人工选择出小一点的子代花生，它们的基因都应该是aa，后代也不会出现A的基因了，所以遗传物质改变了，并且属于可遗传的变异，和我们的推理相吻合。

当然，实际生活中，人类只会发展对人类有利的变异，只会研究使花生变大和提高产量的方法。人类利用了太空条件把普通甜椒变成了超级大的太空椒，那么用同样的方法也能把花生的遗传物质改变了，产生超级大的花生。这种方法的效果立竿见影，不用一代又一代的选择，能节省宝贵的时间和大量的人力资源。

（9） 实验结束，探究报告册的填写是重要环节。下面是学生完成的探究报告册，笔者摘抄了一部分参考：

① 表1是本探究的实验数据的测量记录：

学生还计算出了平均值，并记录在表格的上面：小花生平均值是：12.6 min；大花生平均值：14.5 min。

② 统计每个长度范围内花生果实的数目（表2）。

学生根据实验数据，绘制出图表，最后总结结论：大花生和小花生的种子的长度是不同的，存在变异。

这三组图表只是列举出一个实验小组的最终结果，是学生根据自己的测量数据绘制成的，当然，还有的学生根据数据绘制出了曲线图。大多数教师可能不会注意到探究报告册的填写，只是简单地算出平均值，通过比较得出大花生比小花生的平均长度，就结束了探究。殊不知探究报告册的填写不仅真实记录下了实验过程，学生通过整理数据，提高处理数据和分析数据的能力，通过绘图培养开放性的思维能力。

以上是笔者在带着学生做探究实验全过程中的做法和课后反思，还有地方需要改进，完善探究，为今后的教学提供坚实的基础，也为同行老师建立一个交流的平台，欢迎大家批评指导！