謝琳純 林澤純 黃勝琴

摘要 對(duì)北師大版、蘇教版、浙教版三個(gè)版本初中生物教材中有關(guān)蒸騰作用的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，從實(shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)三方面分析其待商榷之處。在此基礎(chǔ)上，以綠蘿為材料對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞 蒸騰作用;實(shí)驗(yàn)比較;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

中圖分類號(hào)G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

1 三個(gè)版本“蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)的比較

認(rèn)識(shí)植物的蒸騰作用，能幫助學(xué)生更好地理解植物是如何保證各組織器官對(duì)水分和無(wú)機(jī)鹽的需要以及植物在生物圈水循環(huán)中的作用，因此在國(guó)內(nèi)北京師范大學(xué)出版社出版的《生物學(xué)》（以下簡(jiǎn)稱“北師大版”）、江蘇教育出版社出版的《生物學(xué)》（以下簡(jiǎn)稱“蘇教版”）、浙江教育出版社出版的《科學(xué)》（以下簡(jiǎn)稱“浙教版”）教材中都安排了“蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)。這三個(gè)版本的教材均通過(guò)對(duì)植物材料進(jìn)行套袋實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)透明袋上有小水珠，證明植物能夠進(jìn)行蒸騰作用。該實(shí)驗(yàn)分別位于北師大版教材七年級(jí)上冊(cè)第三單元第五章第四節(jié)、蘇教版七年級(jí)上冊(cè)第七章第二節(jié)、浙教版八年級(jí)下冊(cè)第四章第五節(jié)。三版教材中“蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)的比較見(jiàn)表1。

2 對(duì)三個(gè)版本“蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)的商榷

以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能說(shuō)明植物能進(jìn)行蒸騰作用，但是它們?cè)趯?shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)對(duì)照和實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)上有待商榷之處。

2.1 實(shí)驗(yàn)選材問(wèn)題

北師大版的實(shí)驗(yàn)選材是水栽枝條，蘇教版和浙教版的實(shí)驗(yàn)選材是盆栽植物。水栽枝條的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以明顯看到試管內(nèi)水量下降的現(xiàn)象，而盆栽植物無(wú)法觀察得到。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是水栽枝條比盆栽植物容易獲取、價(jià)格低廉，而盆栽植物的購(gòu)買需要較高的花費(fèi)，自己種植又需要很長(zhǎng)的時(shí)間。但是水栽枝條存在很大的問(wèn)題，水栽枝條不像盆栽植物一樣接近自然狀態(tài)，學(xué)生可能存在“植物必須要有根才能吸收水分”的前科學(xué)概念，用沒(méi)有根的枝條做實(shí)驗(yàn)和植物自然生長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)情況存在較大差異，容易讓學(xué)生產(chǎn)生疑惑，北師大版的實(shí)驗(yàn)裝置不能有效解決學(xué)生這個(gè)疑惑。

2.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)照問(wèn)題

北師大版實(shí)驗(yàn)設(shè)置有葉枝條和無(wú)葉枝條相互對(duì)照，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅發(fā)現(xiàn)植物體會(huì)進(jìn)行蒸騰作用，而且發(fā)現(xiàn)蒸騰作用的主要部位是葉片。蘇教版和浙教版的實(shí)驗(yàn)只設(shè)置一盆生長(zhǎng)旺盛的有葉植物，缺乏無(wú)葉植物的對(duì)照，學(xué)生無(wú)法從實(shí)驗(yàn)得知蒸騰作用的主要部位。

2.3 實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)問(wèn)題

北師大版的水栽枝條實(shí)驗(yàn)處理時(shí)長(zhǎng)是數(shù)小時(shí)，蘇教版的盆栽植物處理時(shí)長(zhǎng)是15 min，浙教版中沒(méi)有說(shuō)明實(shí)驗(yàn)處理時(shí)長(zhǎng)。北師大版的實(shí)驗(yàn)為教師演示實(shí)驗(yàn)，處理時(shí)長(zhǎng)由教師靈活把握即可。而蘇教版和浙江版的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教材沒(méi)有說(shuō)明處理時(shí)長(zhǎng)，學(xué)生很難準(zhǔn)確地在實(shí)驗(yàn)結(jié)果較明顯又耗時(shí)比較短的時(shí)間點(diǎn)去觀察塑料袋內(nèi)壁的現(xiàn)象，難以保證實(shí)驗(yàn)效率和成功率。

3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

3.1 實(shí)驗(yàn)操作

在室溫27-31℃情況下，筆者進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作。

（1）選材：取12株長(zhǎng)勢(shì)相近的水培綠蘿，平均分為三組，每組4株，保證每組葉片數(shù)相同。

（2）處理：第一組不做處理，第二組剪去根系，第三組摘除葉片，將處理好的三組綠蘿分別插入3個(gè)100 mL的容量瓶中，注意要插到瓶底;另取1個(gè)100 mL容量瓶，不放綠蘿，作為第四組空白對(duì)照，檢測(cè)自然蒸發(fā)量。

（3）加液：分別往4個(gè)容量瓶中加入清水，使初始液面位于容量瓶刻度線，再分別滴加2 mL植物油，防止水分蒸發(fā)。

（4）套袋：用透明保鮮袋將綠蘿罩住，用棉線扎緊袋口。

（5）標(biāo)記：粘貼標(biāo)簽，做好標(biāo)記：

①有根有葉片;②無(wú)根有葉片;③有根無(wú)葉片;④空白對(duì)照。

（6）觀察和記錄：將裝置放在陽(yáng)光下，從9：00到17：00，每隔2h觀察和記錄保鮮袋中水珠情況，測(cè)量容量瓶中液面降低程度。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表l。

3.2.1 水珠產(chǎn)生情況

①組（有根有葉片）、②組（無(wú)根有葉片）在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始0.5 h后，即9：30時(shí)，保鮮袋內(nèi)可看到有少量水珠產(chǎn)生;11： 00時(shí)，保鮮袋內(nèi)水珠增多，開(kāi)始起水霧;13：00時(shí)，保鮮袋內(nèi)附有大量水珠;15：00時(shí)，兩個(gè)組的保鮮袋均己被水珠濕透;①組保鮮袋內(nèi)水珠比②組多。從9：00到17：00期間，③組（有根無(wú)葉片）、④組（空白對(duì)照）保鮮袋內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)水珠。

3.2.2 液面下降情況

11：00時(shí)，①組（有根有葉片）、②組（無(wú)根有葉片）液面均下降了0.2 cm.13：00時(shí)，①組、②組相對(duì)于③組（有根無(wú)葉片）液面下降十分明顯。隨著時(shí)間增加，有葉片的①、②組液面下降速度先加快后減慢，13：00-15：00時(shí)最快;雖然一開(kāi)始①組比②組下降速度快，但最終二者液面下降總距離相同。而③組（有根無(wú)葉片）和④空白對(duì)照組液面不下降。

3.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

3.3.1 科學(xué)選材，一舉三得

在實(shí)驗(yàn)選材方面，本實(shí)驗(yàn)選擇了四季常綠的綠蘿。因?yàn)?，綠蘿生存能力強(qiáng)，可以通過(guò)扦插繁殖由一變多，容易獲取、價(jià)格低廉。目前研究中已有教師利用濕度傳感器等數(shù)字化儀器檢測(cè)蒸騰作用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但是對(duì)設(shè)備要求較高，學(xué)生很難獨(dú)立操作，而綠蘿是水培種植，可以明顯看到水量下降的現(xiàn)象，學(xué)生可以借助工具定量測(cè)量，粗略獲得蒸騰作用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。綠蘿的生長(zhǎng)狀況與盆栽植物一樣處于自然狀態(tài)，避免了和水栽枝條一樣與植物自然生長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)情況存在較大差異的情況。由此可見(jiàn)，綠蘿將水栽枝條和盆栽植物優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，適合讓學(xué)生自己開(kāi)展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

3.3.2 明確時(shí)長(zhǎng)，事半功倍

在27-31℃情況下，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始2h后，水珠增多，產(chǎn)生水霧，而且能看到液面下降0.2 cm.4h后，有大量水珠，而且能看到液面下降0.5 cm;6 h后，保鮮袋被水珠濕透，液面下降1.2 cm;超過(guò)6h，現(xiàn)象變化就不太明顯。由此可見(jiàn)，在27-31℃溫度范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)處理2小時(shí)以上基本可以觀察到效果，處理4-6小時(shí)可觀察到顯著的效果。教師可將此關(guān)鍵信息告知學(xué)生，讓學(xué)生能準(zhǔn)確地在實(shí)驗(yàn)結(jié)果較明顯又耗時(shí)比較短的時(shí)間點(diǎn)去觀察保鮮袋內(nèi)壁的現(xiàn)象，保證實(shí)驗(yàn)效率和成功率。此外，建議教師提醒學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)當(dāng)天的氣溫來(lái)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)處理的時(shí)長(zhǎng)。

3.3.3 巧妙設(shè)計(jì)，突破難點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)設(shè)置四個(gè)處理，總體可以說(shuō)明：活的植物體會(huì)進(jìn)行蒸騰作用，即水分以水蒸氣的形式散失到體外。其中，①組（有根有葉片）和③組（有根無(wú)葉片）對(duì)照說(shuō)明：蒸騰作用過(guò)程中，水分主要通過(guò)葉片散失到大氣中。①組（有根有葉片）和②組（無(wú)根有葉片）對(duì)照說(shuō)明除了根之外，植物的莖也可以吸水，糾正了學(xué)生錯(cuò)誤的前科學(xué)概念——“植物必須要有根才能吸收水分”，教師也可以借此解釋“為什么插花能在幾天內(nèi)保持新鮮”，使學(xué)生感受到生物與日常生活的密切聯(lián)系，提高學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)。④組空白對(duì)照排除實(shí)驗(yàn)操作等無(wú)關(guān)條件的影響，使實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)，結(jié)果更加令人信服。

參考文獻(xiàn)：

曹志江.國(guó)內(nèi)外有關(guān)植物蒸騰作用現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)的比較與思考[J].生物學(xué)通報(bào)，2003， 38（9）：23-25.