初中生物“蒸腾作用”实验探究设问方法探索

    秦美兰

    

    

    [摘要]“蒸腾作用”是自然界植物生长过程中促进水循环的重要途径。在日常教学中，可通过实验活动，让学生从观察实验、动手实践、合作探究中增进对“蒸腾作用”的理解，发展学生的生物学科素养。为了激活学生的实验参与意识，引领学生从实验探究中把握“蒸腾作用”的内涵，教师可通过科学合理的设问来引导学生关注“蒸腾作用”，探析生物体结构与功能，为后续光合作用等知识的学习奠定基础。

    [关键词]蒸腾作用;实验探究;设问方法;初中生物

    [中图分类号]G633.9[文献标识码]A [文章编号]6V4-6058（2020）08-00V9-02

    “蒸腾作用”是初中生物学核心概念之一，它也是维系生物圈水循环的重要途径。在对“蒸腾作用”进行实验探究时，问题的梳理、细化与呈现关系到整个实验教学的成败。实验探究是考查学生观察、动手、比较、分析、应用、表达等诸多能力的重要途径，在实验探究中，科学合理地设问，有助于创设实验教学情境，实现实验教学目标，发展学生的科学探究意识。为此，本文将围绕“蒸腾作用”实验教学，从科学设问人手，就设问方法进行梳理。

    一、分析实验目标。围绕变量展开设问

    关于“蒸腾作用”的实验教学，教材主要选取一盆阔叶植物，利用塑料袋将其几片叶片包扎起来，浇水后置于阳光下照射，观察塑料袋内有无水珠。如果没有水珠，则搬至室内快速冷却，再观察袋内有无水珠。该实验的目的是让学生观察植物叶片对水分的蒸腾作用。为了更好地创设实验教学情境，笔者结合学校实际，重新设计“蒸腾作用”的实验探究活动。笔者选取长势、叶片数量、大小均一致的同种植物的三段枝叶，分别编号为A、B、C。其中，A不做处理;B枝叶的下表面涂抹凡士林;C枝叶的上、下表面涂抹凡士林。分别将三段枝叶插入装有等量清水的锥形瓶中，用油兑水形成油封，然后扣上大小相同的玻璃钟罩，在钟罩内壁贴上硅胶干燥片，用于吸收钟罩内的水蒸气。将三组实验装置置于同一光照下，相同时间后，分别对锥形瓶内的水、硅胶干燥片的质量进行称量。

    对照实验目的，可得出影响“蒸腾作用”的因素主要有植物枝叶本身以及周围环境因素。对于植物枝叶，相同植物，生长态势、叶片数量相同，但在不同生长环境下，其蒸腾作用的快慢也会有所不同。通常，在潮湿环境下，蒸腾作用会旺盛;反之，会缓慢一些。对于周围环境要素，蒸腾作用主要与光照、环境温度、湿度、通风条件等有关。在本实验探究中，影响蒸腾作用快慢的因素，与植物枝叶本身有直接关系，但其作为变量，难以控制，无法获得准确的实验结果。因此，在实验步骤上，对枝叶大小、长势的选择，要尽量一致;利用凡士林来封闭植物表面的气孔，从而分析蒸腾作用与叶面气孔数量的关系。对于本实验，可设问如下：一是实验探究的主题是什么？二是该实验方案是基于何种假设的？三是该实验能够得出什么结论？

    二、围绕对照实验，进行逻辑推理设问

    本实验探究中，有A、B、C三组实验，每组实验在不同的条件下进行，对相应的实验变量进行逻辑分析，从实验结果中进行推理论证，得出实验结论。借助凡士林，可以展开植物叶面气孔数量与植物蒸腾作用速率的关系探究。对A组的枝叶不做处理，对B组叶片的下表面用凡士林涂抹进行封闭，对C组叶片的上、下表面都涂抹凡士林进行封闭，形成B、C两组对A组的对照实验。因此，在本探究实验设问上，可以确定为：A、B、C三组实验中，哪组为实验组？哪组为对照组？另外，考虑到对B组、C组叶片涂抹凡士林这种动手操作过程存在一定的差异性，学生在涂抹时能否做到认真、准确，将会影响实验结果的客观性。由此，在进行实验探究教学设计时，对于涉及的操作性部分，需要明确操作方法、操作流程和步骤。在本实验探究中，观察“蒸腾作用”的快慢时无法对变量进行直接观察，但可以通过间接方式来推算影响因素。根据实验内容，分别安放相同钟罩，粘贴足量、等量的硅胶干燥片。这些实验操作的目的是通过测量硅胶干燥片的质量变化来倒推植物蒸腾作用的影响因素，进而来反映植物蒸腾作用的速率。所以说，在本实验中，可以这样设问：可通过观测哪些变量来推导植物蒸腾作用的速率变化？

    三、结合实验数据。开展设问

    对于探究性实验，应重在引导学生通过实验探究获得相应的实验数据，应用数据来分析实验结果，推断实验结论，让学生从实验数据分析与处理中发展科学探究能力。在本实验探究中，主要质量变化有植物枝条吸收水分的质量、植物自身质量、植物蒸腾作用蒸发水蒸气的质量等。蒸腾作用除了促进植物吸收水分外，还有利于植物吸收无机盐，进行光合作用，与二氧化碳合成有机物，以及促進植物呼吸作用分解有机物等。因此，我们要尽量减少无关因素的干扰，以吸水质量、蒸腾作用蒸发水蒸气质量为计算重点，得出实验前数据和实验后数据。如锥形瓶中水的质量在实验前后的对照;硅胶干燥片的质量在实验前后的对照。由此，

    四、围绕逻辑推理关系。开展设问

    在实验探究中，逻辑推理是重要的分析手段，也是培养学生科学探究意识的主要方法。在“蒸腾作用”实验数据测量、分析中，通过对实验前、后相关数据的测量，为逻辑推理提供参考依据。当然，在测量同一数据时，其推理结果可能有所不同，这与实验条件有直接关系。因此，在进行逻辑推理时，要尽可能创造相同的实验环境和条件，以便能够围绕实验观察结果，进行横向、纵向分析与推断。另外，由于实验设计自身的局限性，可能还需要考虑其他干扰因素对推理结果的影响。因此，需要结合实验数据、推理过程，对结论进行修正、补充。在本实验探究中，由于光合作用、呼吸作用也会对实验过程带来影响，从而干扰逻辑推理的客观性。为此，可设问如下：结合实验数据，对比相关结果，推测植物叶片下表面气孔数量多于上表面，这样的推理合理吗？根据植物叶片上、下表面气孔数量的差异，要使结论合理，需要什么前提条件？这两个设问目标一致，都重在考查学生的逻辑推理与分析能力。

    总之，在“蒸腾作用”实验探究中，因实验的综合性和复杂性，对实验探究内容、设问的选择，要基于科学探究过程，从而引领学生观察实验、分析问题，得出正确结论。