初中生物“蒸騰作用”實驗探究設問方法探索

秦美蘭

[摘要]“蒸騰作用”是自然界植物生長過程中促進水循環的重要途徑。在日常教學中，可通過實驗活動，讓學生從觀察實驗、動手實踐、合作探究中增進對“蒸騰作用”的理解，發展學生的生物學科素養。為了激活學生的實驗參與意識，引領學生從實驗探究中把握“蒸騰作用”的內涵，教師可通過科學合理的設問來引導學生關注“蒸騰作用”，探析生物體結構與功能，為后續光合作用等知識的學習奠定基礎。

[關鍵詞]蒸騰作用;實驗探究;設問方法;初中生物

[中圖分類號]G633.9[文獻標識碼]A [文章編號]6V4-6058（2020）08-00V9-02

“蒸騰作用”是初中生物學核心概念之一，它也是維系生物圈水循環的重要途徑。在對“蒸騰作用”進行實驗探究時，問題的梳理、細化與呈現關系到整個實驗教學的成敗。實驗探究是考查學生觀察、動手、比較、分析、應用、表達等諸多能力的重要途徑，在實驗探究中，科學合理地設問，有助于創設實驗教學情境，實現實驗教學目標，發展學生的科學探究意識。為此，本文將圍繞“蒸騰作用”實驗教學，從科學設問人手，就設問方法進行梳理。

一、分析實驗目標。圍繞變量展開設問

關于“蒸騰作用”的實驗教學，教材主要選取一盆闊葉植物，利用塑料袋將其幾片葉片包扎起來，澆水后置于陽光下照射，觀察塑料袋內有無水珠。如果沒有水珠，則搬至室內快速冷卻，再觀察袋內有無水珠。該實驗的目的是讓學生觀察植物葉片對水分的蒸騰作用。為了更好地創設實驗教學情境，筆者結合學校實際，重新設計“蒸騰作用”的實驗探究活動。筆者選取長勢、葉片數量、大小均一致的同種植物的三段枝葉，分別編號為A、B、C。其中，A不做處理;B枝葉的下表面涂抹凡士林;C枝葉的上、下表面涂抹凡士林。分別將三段枝葉插入裝有等量清水的錐形瓶中，用油兌水形成油封，然后扣上大小相同的玻璃鐘罩，在鐘罩內壁貼上硅膠干燥片，用于吸收鐘罩內的水蒸氣。將三組實驗裝置置于同一光照下，相同時間后，分別對錐形瓶內的水、硅膠干燥片的質量進行稱量。

對照實驗目的，可得出影響“蒸騰作用”的因素主要有植物枝葉本身以及周圍環境因素。對于植物枝葉，相同植物，生長態勢、葉片數量相同，但在不同生長環境下，其蒸騰作用的快慢也會有所不同。通常，在潮濕環境下，蒸騰作用會旺盛;反之，會緩慢一些。對于周圍環境要素，蒸騰作用主要與光照、環境溫度、濕度、通風條件等有關。在本實驗探究中，影響蒸騰作用快慢的因素，與植物枝葉本身有直接關系，但其作為變量，難以控制，無法獲得準確的實驗結果。因此，在實驗步驟上，對枝葉大小、長勢的選擇，要盡量一致;利用凡士林來封閉植物表面的氣孔，從而分析蒸騰作用與葉面氣孔數量的關系。對于本實驗，可設問如下：一是實驗探究的主題是什么？二是該實驗方案是基于何種假設的？三是該實驗能夠得出什么結論？

二、圍繞對照實驗，進行邏輯推理設問

本實驗探究中，有A、B、C三組實驗，每組實驗在不同的條件下進行，對相應的實驗變量進行邏輯分析，從實驗結果中進行推理論證，得出實驗結論。借助凡士林，可以展開植物葉面氣孔數量與植物蒸騰作用速率的關系探究。對A組的枝葉不做處理，對B組葉片的下表面用凡士林涂抹進行封閉，對C組葉片的上、下表面都涂抹凡士林進行封閉，形成B、C兩組對A組的對照實驗。因此，在本探究實驗設問上，可以確定為：A、B、C三組實驗中，哪組為實驗組？哪組為對照組？另外，考慮到對B組、C組葉片涂抹凡士林這種動手操作過程存在一定的差異性，學生在涂抹時能否做到認真、準確，將會影響實驗結果的客觀性。由此，在進行實驗探究教學設計時，對于涉及的操作性部分，需要明確操作方法、操作流程和步驟。在本實驗探究中，觀察“蒸騰作用”的快慢時無法對變量進行直接觀察，但可以通過間接方式來推算影響因素。根據實驗內容，分別安放相同鐘罩，粘貼足量、等量的硅膠干燥片。這些實驗操作的目的是通過測量硅膠干燥片的質量變化來倒推植物蒸騰作用的影響因素，進而來反映植物蒸騰作用的速率。所以說，在本實驗中，可以這樣設問：可通過觀測哪些變量來推導植物蒸騰作用的速率變化？

三、結合實驗數據。開展設問

對于探究性實驗，應重在引導學生通過實驗探究獲得相應的實驗數據，應用數據來分析實驗結果，推斷實驗結論，讓學生從實驗數據分析與處理中發展科學探究能力。在本實驗探究中，主要質量變化有植物枝條吸收水分的質量、植物自身質量、植物蒸騰作用蒸發水蒸氣的質量等。蒸騰作用除了促進植物吸收水分外，還有利于植物吸收無機鹽，進行光合作用，與二氧化碳合成有機物，以及促進植物呼吸作用分解有機物等。因此，我們要盡量減少無關因素的干擾，以吸水質量、蒸騰作用蒸發水蒸氣質量為計算重點，得出實驗前數據和實驗后數據。如錐形瓶中水的質量在實驗前后的對照;硅膠干燥片的質量在實驗前后的對照。由此，

四、圍繞邏輯推理關系。開展設問

在實驗探究中，邏輯推理是重要的分析手段，也是培養學生科學探究意識的主要方法。在“蒸騰作用”實驗數據測量、分析中，通過對實驗前、后相關數據的測量，為邏輯推理提供參考依據。當然，在測量同一數據時，其推理結果可能有所不同，這與實驗條件有直接關系。因此，在進行邏輯推理時，要盡可能創造相同的實驗環境和條件，以便能夠圍繞實驗觀察結果，進行橫向、縱向分析與推斷。另外，由于實驗設計自身的局限性，可能還需要考慮其他干擾因素對推理結果的影響。因此，需要結合實驗數據、推理過程，對結論進行修正、補充。在本實驗探究中，由于光合作用、呼吸作用也會對實驗過程帶來影響，從而干擾邏輯推理的客觀性。為此，可設問如下：結合實驗數據，對比相關結果，推測植物葉片下表面氣孔數量多于上表面，這樣的推理合理嗎？根據植物葉片上、下表面氣孔數量的差異，要使結論合理，需要什么前提條件？這兩個設問目標一致，都重在考查學生的邏輯推理與分析能力。

總之，在“蒸騰作用”實驗探究中，因實驗的綜合性和復雜性，對實驗探究內容、設問的選擇，要基于科學探究過程，從而引領學生觀察實驗、分析問題，得出正確結論。