用自制教具改善“葉的蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)

〔摘" "要〕" 科學(xué)探究需要一定結(jié)構(gòu)的教學(xué)材料支撐。目前學(xué)校的科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的配備也在不斷完善和豐富。結(jié)合教材上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)這些器材不能完全滿足日常教學(xué)的需求。為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，本文對(duì)用自制教具改進(jìn)“葉的蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探討。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)；自制教具

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0076-03

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中指出，要從四個(gè)維度培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任的小學(xué)科學(xué)核心素養(yǎng)。在教學(xué)活動(dòng)中，讓學(xué)生在探究任務(wù)的驅(qū)使下，進(jìn)行思考和探索，構(gòu)建并形成正確的科學(xué)概念體系。科學(xué)探究需要教學(xué)材料的支撐。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，這是小學(xué)科學(xué)核心素養(yǎng)背景下學(xué)生完成小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式，在課堂教學(xué)中意義重大。因此，要在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的驅(qū)動(dòng)下，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

一、用自制教具改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的意義

在課堂教學(xué)中，選取學(xué)生熟悉的植物和材料制作教具，更能吸引學(xué)生的注意力。以粵教版科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)《葉會(huì)蒸騰水分嗎》一課教學(xué)為例。我利用溫感器、塑料罐等材料自制教具，將實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)材料等進(jìn)行創(chuàng)新制作，讓學(xué)生清晰地看到蒸騰作用的現(xiàn)象，使教學(xué)目標(biāo)更立體和明確。該實(shí)驗(yàn)選自“植物需求”單元的內(nèi)容。該實(shí)驗(yàn)建立在學(xué)生知曉植物根、莖、葉三大營養(yǎng)器官；前期的學(xué)習(xí)已經(jīng)驗(yàn)證了根、莖的作用；學(xué)生會(huì)提出根吸收的水去哪里了，對(duì)此產(chǎn)生強(qiáng)烈好奇心和探究欲望。與根的作用、莖的作用和葉的光合作用一起，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)植物各大營養(yǎng)器官的作用。梳理本課內(nèi)容在單元和教材中的地位，有利于教師把握整個(gè)單元的知識(shí)框架的立體化，把握節(jié)與節(jié)、單元與單元的整體教學(xué)架構(gòu)，有助于學(xué)生整體把握知識(shí)之間的聯(lián)系。

二、用自制教具改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法

實(shí)驗(yàn)原型的不足。教材中活動(dòng)1“小水珠從哪里來”，通過在戶外用兩個(gè)透明塑料袋分別罩住一段樹枝的葉片，對(duì)比帶葉枝條和去除葉枝條，觀察袋內(nèi)小水珠的情況，探究植物蒸騰水分的部位。活動(dòng)2“水分的蒸騰”，通過圖片理解蒸騰作用對(duì)植物的意義，并由學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證蒸騰水分的快慢與葉片數(shù)量的關(guān)系。在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原型存在以下問題：學(xué)生不能看到完整的水從根部吸收到葉蒸騰散失的過程；不能整體感知蒸騰作用的意義；戶外實(shí)驗(yàn)易受天氣的影響，等待時(shí)間長(zhǎng)，看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯；難以用肉眼區(qū)別小水珠的多與少，不定量。

（一）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了更好地讓學(xué)生了解植物的蒸騰作用，我對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)：設(shè)置對(duì)照組實(shí)驗(yàn)，選取三株粗細(xì)、長(zhǎng)勢(shì)相同的綠植，分別養(yǎng)在礦泉水瓶中。一株不做處理葉全部保留記為①組，一株保留部分葉記為②組，一株葉片全部剪除記為③組。本實(shí)驗(yàn)選擇雪里蕻，理由如下：葉片大小適中，用樟樹葉、桂樹葉、小白菜、雪里蕻做實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該組的蒸騰實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最明顯，葉片相比其他綠色植物的葉在短時(shí)間不會(huì)萎蔫，較容易獲得。實(shí)驗(yàn)過程如下。

選材和處理。三株粗細(xì)和長(zhǎng)勢(shì)相近的雪里蕻，一株不做處理保留全部葉，一株保留部分葉，一株葉片全部剪除。

加液。在3個(gè)礦泉水瓶中加入等量清水，滴加適量紅色墨水保持瓶?jī)?nèi)紅水液面高度一樣，液面滴加適量的植物油，防止水分蒸發(fā)。在瓶身標(biāo)記①，②，③組。

插瓶。將三棵植株分別插入①，②，③組瓶?jī)?nèi)。用記號(hào)筆標(biāo)記液面初始高度。

固定。用棉球把植株的莖包住，固定在瓶口。根插入液面深度保持一致。注意棉球不要接觸水。

套袋。植株露在瓶外部分別用透明干燥的保鮮袋罩住，袋口用橡皮筋扎緊。

光照。將3個(gè)礦泉水瓶裝置放在窗臺(tái)陽光下，光照3小時(shí)。

觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)在課堂時(shí)間內(nèi)難以觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；將課前做好的一組相同的實(shí)驗(yàn)裝置拿出，學(xué)生觀察現(xiàn)象；完成實(shí)驗(yàn)表格的記錄如圖1所示。

觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，組織學(xué)生討論：小水珠是怎樣形成的？對(duì)三組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行兩兩對(duì)照能說明什么問題？概括總結(jié)：小水珠的由來是由于植物的蒸騰作用。植物的蒸騰作用主要部位是葉，莖也進(jìn)行極少的蒸騰。通過①③兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)可知水分從葉片散失，學(xué)生可得到結(jié)論植物蒸騰作用主要部位是葉，莖也有少量的蒸騰作用；①②兩組對(duì)比驗(yàn)證了葉片的多少，會(huì)影響蒸騰作用的強(qiáng)弱。如圖2所示。

（二）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

在第一次改進(jìn)和創(chuàng)新基礎(chǔ)上，制作了創(chuàng)新教具——密閉小溫室。

自制教具有以下優(yōu)點(diǎn)。

透明塑料罐代替教材中的塑料袋，環(huán)保節(jié)約，可重復(fù)使用。

緊貼生活，簡(jiǎn)單易行；用礦泉水瓶裝著植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而直接將塑料袋罩在室外的樹枝條上，學(xué)生易攀爬折枝，存在一定安全隱患。

用密封的罐子，增加了氣密性。

底部是透明礦泉水瓶，水中添加紅色墨水，用植物油液封，防止水分蒸發(fā)，用棉花球固定植株瓶口。本單元知識(shí)前后連貫形成體系，通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以完整看到水從根部吸收到葉的蒸騰散失過程。

完整植株采用一年四季易獲取的綠植綠蘿，在植株上方添加了仿太陽燈光，可以在室內(nèi)模擬光照等條件，不受天氣影響。

在塑料罐內(nèi)添加溫度濕度探頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置內(nèi)的溫度和濕度，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象數(shù)據(jù)化，還可繪制變化曲線圖，方便進(jìn)行分析。利用該教具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究蒸騰作用部位及葉片數(shù)量對(duì)蒸騰作用的影響。如圖4所示。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄空趄v作用部位及葉片數(shù)量對(duì)蒸騰作用的影響。

實(shí)驗(yàn)方法：?jiǎn)我蛔兞繉?duì)照實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：自制教具、5瓦仿太陽燈、長(zhǎng)勢(shì)相同的綠蘿植株2盆等。

實(shí)驗(yàn)過程：取兩組綠蘿，A組去葉，B組帶葉。組裝好裝置，同時(shí)開啟燈光進(jìn)行照射。記錄起始時(shí)刻和10分鐘后裝置內(nèi)的濕度（如表1所示）。

通過對(duì)兩組濕度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物蒸騰作用主要部位是葉，莖也存在極少蒸騰作用。葉片多，蒸騰作用強(qiáng)。利用該教具，還設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)探究光照強(qiáng)度對(duì)蒸騰作用的影響。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄抗庹諒?qiáng)度對(duì)蒸騰作用的影響

實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)照實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)材料：自制教具、5瓦和25瓦燈，長(zhǎng)勢(shì)相同的綠蘿植株2盆等。

實(shí)驗(yàn)過程：取AB兩組長(zhǎng)勢(shì)相同的綠蘿，組裝好裝置，分別置于5瓦、25瓦燈下，同時(shí)開啟燈光進(jìn)行照射。記錄0～10分鐘裝置內(nèi)的濕度、溫度變化，如表2所示。

對(duì)表格和曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物蒸騰作用受光強(qiáng)度影響，一定范圍內(nèi)，光強(qiáng)度大，蒸騰作用強(qiáng)，如圖5所示。

0～10分鐘濕度變化情況

綜上所述，該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)改進(jìn)有利于學(xué)生直觀地理解科學(xué)概念“植物的蒸騰作用”，也為學(xué)生理解葉蒸騰作用的意義提供強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)支撐。在教學(xué)蒸騰作用時(shí)，啟發(fā)學(xué)生：人從游泳池里出來，會(huì)感覺到冷。而葉的蒸騰作用帶走了熱量，能使植物在炎炎夏日不被烤焦。聯(lián)想熱帶雨林葉片寬大，增強(qiáng)了蒸騰作用，促進(jìn)養(yǎng)分的吸收和在體內(nèi)運(yùn)輸。學(xué)生回想在森林里漫步的感覺，他們會(huì)說涼快、濕潤。引導(dǎo)學(xué)生得出由于葉的蒸騰作用，森林里溫度下降，空氣中水蒸氣多，從而感到?jīng)隹旌蜐駶櫋Ｔ鰪?qiáng)環(huán)保意識(shí)，保護(hù)綠色植物。

三、用自制教具改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的效果

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了以下目標(biāo)。

幫助學(xué)生自主構(gòu)建了知識(shí)體系，學(xué)生對(duì)科學(xué)概念理解到位。通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，完成了本單元根吸收水分、莖運(yùn)輸水分、葉進(jìn)行蒸騰作用的驗(yàn)證，學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)過程中，互助合作、積極參與，提高了課堂效率。自制教具，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)化、圖像化，提高了課堂效率。培養(yǎng)科學(xué)思維探究能力，貼近生活，可操作性強(qiáng)。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程，深化了科學(xué)認(rèn)知。讓學(xué)生深刻體會(huì)到葉的蒸騰作用對(duì)植物體自身、對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的重大意義，增強(qiáng)了學(xué)生保護(hù)環(huán)境、熱愛大自然的意識(shí)。體現(xiàn)了STEM理念跨學(xué)科融合理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生科學(xué)思維、能力的拓展，促進(jìn)知識(shí)體系的再構(gòu)建。結(jié)合實(shí)際，整合科學(xué)與技術(shù)工程實(shí)踐。

自制教具的改進(jìn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬了學(xué)生的視野。在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性的同時(shí)，課堂氣氛變得活躍。在使用自制教具過程中，將一個(gè)原本需要較長(zhǎng)等待時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，在課堂上不受天氣限制而完美呈現(xiàn)，大大地提高了課堂效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象數(shù)據(jù)化和規(guī)律化，使抽象的科學(xué)概念和學(xué)生的認(rèn)知相結(jié)合，形成理性認(rèn)識(shí)，自主地構(gòu)建了自身的知識(shí)框架。

參考文獻(xiàn)

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