關(guān)于三個版本“蒸騰作用”實驗的商榷及改進

謝琳純 林澤純 黃勝琴

摘要 對北師大版、蘇教版、浙教版三個版本初中生物教材中有關(guān)蒸騰作用的實驗進行比較，從實驗選材、實驗對照、實驗時長三方面分析其待商榷之處。在此基礎(chǔ)上，以綠蘿為材料對實驗進行改進。

關(guān)鍵詞 蒸騰作用;實驗比較;實驗改進

中圖分類號G633.91

文獻標志碼B

1 三個版本“蒸騰作用”實驗的比較

認識植物的蒸騰作用，能幫助學生更好地理解植物是如何保證各組織器官對水分和無機鹽的需要以及植物在生物圈水循環(huán)中的作用，因此在國內(nèi)北京師范大學出版社出版的《生物學》（以下簡稱“北師大版”）、江蘇教育出版社出版的《生物學》（以下簡稱“蘇教版”）、浙江教育出版社出版的《科學》（以下簡稱“浙教版”）教材中都安排了“蒸騰作用”實驗。這三個版本的教材均通過對植物材料進行套袋實驗，發(fā)現(xiàn)透明袋上有小水珠，證明植物能夠進行蒸騰作用。該實驗分別位于北師大版教材七年級上冊第三單元第五章第四節(jié)、蘇教版七年級上冊第七章第二節(jié)、浙教版八年級下冊第四章第五節(jié)。三版教材中“蒸騰作用”實驗的比較見表1。

2 對三個版本“蒸騰作用”實驗的商榷

以上三個實驗均能說明植物能進行蒸騰作用，但是它們在實驗選材、實驗對照和實驗時長上有待商榷之處。

2.1 實驗選材問題

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

2.2 實驗對照問題

北師大版實驗設(shè)置有葉枝條和無葉枝條相互對照，讓學生通過實驗結(jié)果不僅發(fā)現(xiàn)植物體會進行蒸騰作用，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驗只設(shè)置一盆生長旺盛的有葉植物，缺乏無葉植物的對照，學生無法從實驗得知蒸騰作用的主要部位。

2.3 實驗時長問題

北師大版的水栽枝條實驗處理時長是數(shù)小時，蘇教版的盆栽植物處理時長是15 min，浙教版中沒有說明實驗處理時長。北師大版的實驗為教師演示實驗，處理時長由教師靈活把握即可。而蘇教版和浙江版的實驗為學生的驗證性實驗，教材沒有說明處理時長，學生很難準確地在實驗結(jié)果較明顯又耗時比較短的時間點去觀察塑料袋內(nèi)壁的現(xiàn)象，難以保證實驗效率和成功率。

3 實驗改進

3.1 實驗操作

在室溫27-31℃情況下，筆者進行如下的實驗操作。

（1）選材：取12株長勢相近的水培綠蘿，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100 mL的容量瓶中，注意要插到瓶底;另取1個100 mL容量瓶，不放綠蘿，作為第四組空白對照，檢測自然蒸發(fā)量。

（3）加液：分別往4個容量瓶中加入清水，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）標記：粘貼標簽，做好標記：

①有根有葉片;②無根有葉片;③有根無葉片;④空白對照。

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

3.2 實驗結(jié)果

實驗結(jié)果見表l。

3.2.1 水珠產(chǎn)生情況

①組（有根有葉片）、②組（無根有葉片）在實驗開始0.5 h后，即9：30時，保鮮袋內(nèi)可看到有少量水珠產(chǎn)生;11： 00時，保鮮袋內(nèi)水珠增多，開始起水霧;13：00時，保鮮袋內(nèi)附有大量水珠;15：00時，兩個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（有根無葉片）、④組（空白對照）保鮮袋內(nèi)沒有出現(xiàn)水珠。

3.2.2 液面下降情況

11：00時，①組（有根有葉片）、②組（無根有葉片）液面均下降了0.2 cm.13：00時，①組、②組相對于③組（有根無葉片）液面下降十分明顯。隨著時間增加，有葉片的①、②組液面下降速度先加快后減慢，13：00-15：00時最快;雖然一開始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（有根無葉片）和④空白對照組液面不下降。

3.3 改進實驗的優(yōu)點

3.3.1 科學選材，一舉三得

在實驗選材方面，本實驗選擇了四季常綠的綠蘿。因為，綠蘿生存能力強，可以通過扦插繁殖由一變多，容易獲取、價格低廉。目前研究中已有教師利用濕度傳感器等數(shù)字化儀器檢測蒸騰作用的實時數(shù)據(jù)，但是對設(shè)備要求較高，學生很難獨立操作，而綠蘿是水培種植，可以明顯看到水量下降的現(xiàn)象，學生可以借助工具定量測量，粗略獲得蒸騰作用的實時數(shù)據(jù)。綠蘿的生長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的現(xiàn)實情況存在較大差異的情況。由此可見，綠蘿將水栽枝條和盆栽植物優(yōu)點結(jié)合在一起，適合讓學生自己開展實驗進行探究。

3.3.2 明確時長，事半功倍

在27-31℃情況下，實驗開始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6h，現(xiàn)象變化就不太明顯。由此可見，在27-31℃溫度范圍內(nèi)，實驗處理2小時以上基本可以觀察到效果，處理4-6小時可觀察到顯著的效果。教師可將此關(guān)鍵信息告知學生，讓學生能準確地在實驗結(jié)果較明顯又耗時比較短的時間點去觀察保鮮袋內(nèi)壁的現(xiàn)象，保證實驗效率和成功率。此外，建議教師提醒學生根據(jù)實驗當天的氣溫來調(diào)節(jié)實驗處理的時長。

3.3.3 巧妙設(shè)計，突破難點

該實驗設(shè)置四個處理，總體可以說明：活的植物體會進行蒸騰作用，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（有根無葉片）對照說明：蒸騰作用過程中，水分主要通過葉片散失到大氣中。①組（有根有葉片）和②組（無根有葉片）對照說明除了根之外，植物的莖也可以吸水，糾正了學生錯誤的前科學概念——“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”，使學生感受到生物與日常生活的密切聯(lián)系，提高學生的生物學科素養(yǎng)。④組空白對照排除實驗操作等無關(guān)條件的影響，使實驗更加嚴謹，結(jié)果更加令人信服。

參考文獻：

曹志江.國內(nèi)外有關(guān)植物蒸騰作用現(xiàn)象實驗的比較與思考[J].生物學通報，2003， 38（9）：23-25.