關(guān)于“植物對(duì)空氣濕度的影響”探究活動(dòng)的分析與改進(jìn)

人教版初中生物教材引導(dǎo)學(xué)生探究生物對(duì)環(huán)境的影響時(shí)，設(shè)計(jì)了“植物對(duì)空氣濕度的影響”的探究活動(dòng)。決定這個(gè)探究活動(dòng)成敗的關(guān)鍵是濕度的測(cè)量，現(xiàn)就相關(guān)問(wèn)題加以分析。

一、空氣濕度

空氣濕度是指空氣的干濕程度，一般用絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度描述。絕對(duì)濕度是指單位容積空氣中含有的水汽質(zhì)量；相對(duì)濕度是指空氣中的絕對(duì)濕度與同溫度下的飽和絕對(duì)濕度的比值，是一個(gè)百分比。日常生活中所指的濕度為相對(duì)濕度，該探究活動(dòng)測(cè)量的濕度就是相對(duì)濕度。

二、空氣濕度的測(cè)量

1.空氣濕度測(cè)量的方法

濕度測(cè)量始終是世界計(jì)量領(lǐng)域中著名的難題之一，雖然測(cè)量濕度的方法很多，測(cè)量?jī)x器種類(lèi)也很多，但是目前沒(méi)有簡(jiǎn)便準(zhǔn)確的測(cè)量方法，也沒(méi)有既準(zhǔn)確又簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室配備的測(cè)量濕度的儀器是干濕球溫度計(jì)。用干濕球溫度計(jì)測(cè)量濕度的方法是一種間接方法，通過(guò)測(cè)量時(shí)干球、濕球兩支溫度計(jì)的讀數(shù)換算出濕度值（一般可在換算表中直接讀出），準(zhǔn)確度只有5%～7%RH。而具體測(cè)量時(shí)是有條件的：即在濕球附近的風(fēng)速要達(dá)到2.5m/s以上。

2.影響空氣濕度測(cè)量的因素

使用干濕球溫度計(jì)測(cè)量濕度，測(cè)量結(jié)果受到多種因素影響。測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確度低，誤差較大；風(fēng)速過(guò)小或過(guò)大都會(huì)影響濕球水分的蒸發(fā)，使測(cè)量的結(jié)果相應(yīng)偏大或偏小；測(cè)量時(shí)要求達(dá)到水氣平衡狀態(tài)，一般要求10分鐘，如果測(cè)量時(shí)間不足，測(cè)量的結(jié)果就會(huì)偏小。此外，水質(zhì)、陽(yáng)光等也會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的偏差。

三、探究活動(dòng)的開(kāi)展

1.存在的問(wèn)題

在實(shí)際教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)該探究活動(dòng)效果很差，主要存在的問(wèn)題有：學(xué)生對(duì)濕度的概念不理解；學(xué)生不能熟練使用儀器；由于各種影響因素造成學(xué)生測(cè)量的結(jié)果誤差過(guò)大，甚至測(cè)量的結(jié)果與實(shí)際相悖，以至于得不出正確的結(jié)論；活動(dòng)耗費(fèi)學(xué)生太多時(shí)間和精力。

2.原因分析

濕度的概念及干濕球溫度計(jì)的使用方法不易理解掌握。部分教師對(duì)濕度的概念及干濕球溫度計(jì)的使用方法不是很熟悉，對(duì)學(xué)生探究活動(dòng)的指導(dǎo)也不到位。這會(huì)造成學(xué)生在活動(dòng)前基礎(chǔ)知識(shí)準(zhǔn)備不足，活動(dòng)過(guò)程中測(cè)量濕度的操作方法不規(guī)范或錯(cuò)誤，得不到正確的結(jié)論，也會(huì)影響學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法。

探究活動(dòng)在設(shè)計(jì)時(shí)忽略了風(fēng)速對(duì)濕度測(cè)量的影響。在測(cè)量時(shí)，由于所使用的不是通風(fēng)干濕球溫度計(jì)（實(shí)驗(yàn)室室配備的都是普通干濕球溫度計(jì)），在測(cè)量時(shí)由于茂密灌叢中風(fēng)速顯然低于裸地和草地，由于風(fēng)速小，水的蒸發(fā)速度就低，測(cè)量出的濕度值就偏大。如果測(cè)量的草地、裸地的面積不是太大而風(fēng)速較大的話，測(cè)量出的濕度就有可能不是測(cè)量環(huán)境中空氣的濕度，而是隨風(fēng)而來(lái)的其他地方的空氣的濕度。

測(cè)量時(shí)間要求較長(zhǎng)。使用干濕球溫度計(jì)測(cè)量濕度，不僅要求濕球周?chē)幸欢ǖ娘L(fēng)速，還要求達(dá)到水氣平衡狀態(tài)，一般要求10分鐘。學(xué)生既要測(cè)量不同環(huán)境的濕度，還要記錄多組數(shù)據(jù)的話，所耗費(fèi)的時(shí)間和精力可想而知。

一些學(xué)校校園由于地面硬化等原因，在校園內(nèi)也不易找齊該探究活動(dòng)測(cè)量的裸地、草地、茂密的灌叢三種典型環(huán)境。

四、改進(jìn)及建議

1.使用通風(fēng)干濕球溫度計(jì)

在學(xué)校現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室儀器條件下開(kāi)展“植物對(duì)空氣濕度的影響”的探究活動(dòng)，效果很差，效益很低，所以必須對(duì)活動(dòng)進(jìn)行改進(jìn)。

教師先要給學(xué)生講清濕度的概念，也要教會(huì)學(xué)生濕度的測(cè)量方法，并且改用通風(fēng)干濕球溫度計(jì)。通風(fēng)干濕球溫度計(jì)由于強(qiáng)制通風(fēng)，能夠排除風(fēng)速大小的影響，得到相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；同時(shí)通風(fēng)干濕球溫度計(jì)測(cè)量的速度也相對(duì)較快，可以節(jié)省學(xué)生很多的時(shí)間。但是通風(fēng)干濕球溫度計(jì)價(jià)格相對(duì)較高，教學(xué)儀器配備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)驗(yàn)室一般不配備，要使用通風(fēng)干濕球溫度計(jì)必須提前購(gòu)置。

2.改變活動(dòng)的內(nèi)容和形式

生物對(duì)環(huán)境的影響，除濕度外還包括光照、氣溫、土壤等許多方面。探究生物對(duì)環(huán)境的影響，除采用測(cè)量的方法外，也可以采用其他多種方法，如資料分析、調(diào)查等。事實(shí)上，探究植物對(duì)氣溫的影響，可以讓學(xué)生去直接感受草地、裸地、樹(shù)下的冷熱；由于溫度相對(duì)容易測(cè)量，所以也可以安排學(xué)生測(cè)量這三種環(huán)境的溫度。按教學(xué)儀器配備標(biāo)準(zhǔn)，生物實(shí)驗(yàn)室配備紅液溫度計(jì)（0～100℃）23～45個(gè)，足夠滿(mǎn)足學(xué)生需要。探究?jī)?nèi)容和形式的改變可以大大提高活動(dòng)的效益。

（責(zé) 編 肖 飛）