如何提升學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)論文
摘要：為解決學(xué)生在認(rèn)識(shí)和研究植物生物學(xué)特性過程中的關(guān)于某些特例不在現(xiàn)有的概念和范疇中的困惑，以學(xué)生在課外探究實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)的榕樹植物根系類型等特例難于歸屬的問題為例，通過搜集佐證資料，提出了值得商榷的增置混根系這一植物根系新類型的建議，并對(duì)相應(yīng)概念進(jìn)行了描述，由此提升了學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)．
關(guān)鍵詞：課外探究；直根系；須根系；混根系
引言
植物形態(tài)學(xué)中許多概念用于描述植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及發(fā)育機(jī)理，但隨著人們對(duì)概念內(nèi)涵理解的加深以及對(duì)概念外延認(rèn)識(shí)的不斷深入，發(fā)現(xiàn)部分概念不能完全反映所有植物的全部或全體，現(xiàn)實(shí)存在中有一些特例不在概念的范疇之內(nèi)，或其特征兼顧兩個(gè)獨(dú)立且相對(duì)概念之間，這使得人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和研究植物的生物學(xué)特性過程中難免會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的困惑．因此，引導(dǎo)學(xué)生利用課外實(shí)踐活動(dòng)，分析榕樹等特例植物根系的形態(tài)特征，進(jìn)而探討植物根系類型概念的增置，以及不同類型之間的相互關(guān)系，這十分有利于培育學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)．
１獲取信息，明確方向———引導(dǎo)學(xué)生明確植物形態(tài)學(xué)概念的生物學(xué)意義
植物形態(tài)學(xué)是研究植物體內(nèi)外形狀和結(jié)構(gòu)，器官的形成和發(fā)育，細(xì)胞、組織、器官在不同環(huán)境中以及個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育過程中的變化規(guī)律的科學(xué)．“概念是反映對(duì)象的本質(zhì)屬性的思維形式”［１］，是人們對(duì)植物進(jìn)行思維的基本單位，一般具有內(nèi)涵和外延兩個(gè)基本特征，其內(nèi)涵表明了概念的含義，反映了某一植物特有的屬性．如森林的概念是，以喬木樹種為主的具有一定面積和密度的木本植物群落，受環(huán)境的制約又影響（改造）環(huán)境，形成獨(dú)特的（有區(qū)別的）生態(tài)系統(tǒng)整體．它的屬性可以理解為喬木樹種為主、具有一定面積、具有一定密度、生態(tài)系統(tǒng)整體等幾個(gè)方面；植物形態(tài)學(xué)概念的外延規(guī)定了概念所反映的某一植物對(duì)象的范圍．如森林包括防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、薪炭林、特殊用途林等類型，這是從外延的視角闡釋“森林”的概念．一個(gè)概念表述內(nèi)涵的內(nèi)容越多，其相應(yīng)的外延就越小．那么，明確植物形態(tài)學(xué)概念就是要明確其內(nèi)涵和外延，即探索概念的形成，剖析概念的內(nèi)涵和外延。從邏輯學(xué)角度來講，通過定義可以明確概念的內(nèi)涵，通過劃分可以明確概念的外延．明確了相應(yīng)的植物形態(tài)學(xué)概念，不僅可以正確對(duì)植物加以形態(tài)學(xué)描述，而且也為植物分類學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、植物遺傳學(xué)以及農(nóng)業(yè)、林業(yè)和醫(yī)藥等方面的研究奠定堅(jiān)實(shí)地基礎(chǔ)．因此，學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)的探究方向可以定位為對(duì)某些概念的運(yùn)用及相應(yīng)概念內(nèi)涵與外延之間的關(guān)系進(jìn)行深入探究．
２收集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題———博觀而約取，全面理解根系類型概念的內(nèi)涵
學(xué)生通過廣泛搜集與根相關(guān)的各種資料，然后與課堂所學(xué)知識(shí)進(jìn)行比照，從中發(fā)現(xiàn)有些特例植物如榕樹根的形態(tài)特征，依據(jù)根系類型的'概念，難以將其歸屬于根系的某種類型之中，因此，決定對(duì)這一問題進(jìn)行探究．
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學(xué)生通過搜集資料，進(jìn)行系統(tǒng)整理后得知，根系是指一株植物根的總體，它包含了一株植物上所有的根．根系的類型分為直根系和須根系兩種．“有明顯的主根和側(cè)根區(qū)別的根系，稱為直根系”［２］，直根系的主根（由胚根形成）發(fā)達(dá)，各級(jí)側(cè)根由主根發(fā)出，明顯小于主根．雙子葉植物以及大多數(shù)裸子植物的根系，例如大豆、蠶豆、陸地棉、蒲公英、甜菜、胡蘿卜、蘿卜、雪松等植物的根系特征明顯都是直根系．而“無明顯的主根和側(cè)根區(qū)分的根系，或根系全部由不定根和它的分枝組成，粗細(xì)相近，無主次之分，而呈須狀的根系，稱為須根系”［３］，須根系的植物在種子萌發(fā)時(shí)所發(fā)生的主根很早退化，而由莖基部或由莖、葉上長出叢生須狀粗細(xì)不等的不定根（它不來自主根和由主根發(fā)出的側(cè)根）．大部分單子葉植物都為須根系．如高粱、香附子、稻、麥、各種雜草、苜蓿以及蔥、蒜、百合、玉米、水仙等植物的根系都是須根系．
２．２榕樹根系的特點(diǎn)
榕樹是�？崎艑賳棠局参锏目偡Q．全世界已知有８００多種，我國約１００種．榕樹主根粗大，與側(cè)根極易區(qū)別，明顯是直根系．樹高達(dá)３０ｍ，可向四面無限伸展，但在其橫向生長的側(cè)枝上有許多向下懸垂的氣生根，這些氣生根向下生長入土后不斷增粗而成支柱根．榕樹側(cè)枝上長出的根屬不定根范疇．這樣，在一株榕樹上就同時(shí)具有了區(qū)別較大的主根和側(cè)根以及許多不定根．在此，如單純依據(jù)其主根和側(cè)根的特點(diǎn)應(yīng)劃入直根系，或單純依據(jù)榕樹側(cè)枝上長出的不定根可劃入須根系，這又與“根系是指一株植物根的總體”這一概念相悖．那么，榕樹的根系到底應(yīng)歸屬到直根系，還是歸屬到須根系呢？
２．３其他特例
例１蘇鐵屬于淺根系植物，樹木的主根不發(fā)達(dá)，側(cè)根或不定根輻射生長，長度超過主根很多，根系大部分分布在土壤表層．陸媛峰等人分別對(duì)１０種生長在廣西的栽培和野生蘇鐵根系的類型進(jìn)行研究，證明蘇鐵屬成年植物的根系屬須根系［３］．也就是說，蘇鐵在生長初期只有一條種子根，其根系為直根系，大約３～５年在莖的基部開始長出不定根，這些不定根與種子根粗細(xì)長短相似，呈叢生狀態(tài)，也就形成了須根系．例２落羽杉主根發(fā)達(dá)，可深入３００ｃｍ以上土層．但在低濕地或河湖灘地生長時(shí)，６～８齡樹木會(huì)在根部向上長出“根膝”，伸出土面，長１～２００ｃｍ，粗２０ｃｍ以上．這是由于長期生活在缺氧的環(huán)境中，逐步形成了一種向上生長，露出地表或水面，能吸取大氣中的氣體的不定根．因此，落羽杉亦是根系難以歸屬某種類型的植物．例３向日葵的主根、側(cè)根明顯，屬于直根系范疇．但在適宜條件下可長出大量的水根（似玉米的氣生根），又屬于須根系范疇．
３討論交流，推導(dǎo)結(jié)論———建議增置混根系這一植物根系新類型
針對(duì)榕樹等特例植物游離于原有概念以外的情形，學(xué)生通過討論交流，進(jìn)一步統(tǒng)一了認(rèn)識(shí)，一致認(rèn)為，一般情況下，植物學(xué)中的概念，其屬性完整，它表述著此類植物的特有共性，均有比較明確的外延和內(nèi)涵，但任何一個(gè)概念的形成，均受其歷史局限性、科學(xué)史發(fā)展程度等因素的影響，在概念描述時(shí)也會(huì)出現(xiàn)不能完全涵蓋所有植物特點(diǎn)的現(xiàn)象［４、５］．從上述實(shí)例根系概念的外延看，整個(gè)植株所有根的總體為根系，而直根系與須根系的概念外延同樣也是指根的總體．但榕樹根的總體卻包含了主根與側(cè)根（直根系范疇）以及不定根（須根系范疇）．如果單純從根系的角度界定榕樹先發(fā)生的主體根系屬于直根系，之后發(fā)生的氣生根屬于須根系，似有不妥，這樣無形中把根系概念的外延，即根的“總體”一詞自動(dòng)縮小，況且在一株植物體同時(shí)稱謂兩個(gè)概念又與根系總概念有沖突．因此，大家討論后認(rèn)為，還需要另行建立一個(gè)較為明確的概念———混根系為妥．概念可定義為，一株植物同時(shí)具有主根、側(cè)根以及不定根組成的根系．此概念的外延包含了同時(shí)具有直根系和須根系特征的植物．由此即將榕樹這樣的特例植物歸屬到了非常明確的根系類型．落羽杉及向日葵的根系亦為混根系．在確定植物根系類型時(shí)應(yīng)以成體植物為基準(zhǔn)，因此蘇鐵應(yīng)歸到須根系的范疇［６］．
４結(jié)語
在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過課外實(shí)踐活動(dòng)，主動(dòng)探究植物形態(tài)學(xué)的概念，在發(fā)現(xiàn)部分概念不能適用于描述某些植物形態(tài)結(jié)構(gòu)及發(fā)育機(jī)理的前提下，認(rèn)真搜集佐證資料，系統(tǒng)分析多種特例植物的形態(tài)特征，提出了混根系的概念，并加以定義．同時(shí)有的學(xué)生還延伸思考植物的莖（如，草的莖同時(shí)具有攀援莖和纏繞莖的特點(diǎn)，但攀援莖和纏繞莖是并列的兩個(gè)概念）、花（如，根據(jù)花蕊的組成和其是否充分發(fā)育，可分為單性花和兩性花，但向日葵的邊花卻因?yàn)殚L期適應(yīng)招蜂引蝶的特性為無性花，應(yīng)該屬于哪種類型呢？）、果實(shí)（如，果實(shí)的概念包括果皮和種子兩部分，但無籽西瓜、無籽葡萄、無籽香蕉等從植物形態(tài)學(xué)角度分析算不算果實(shí)？）等．這樣，盡管學(xué)生提出的增置根系新類型———混根系這一概念值得商榷，但學(xué)生在一步步主動(dòng)探究過程中，卻“潤物細(xì)無聲”般地促進(jìn)了自身生物科學(xué)素養(yǎng)的提升．
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作者：孟慶文 孫立君 任尚峰 單位：朝陽師范高等�？茖W(xué)校 朝陽師范高等�？茖W(xué)校
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