关于三个版本“蒸腾作用”实验的商榷及改进

谢琳纯 林泽纯 黄胜琴

摘要 对北师大版、苏教版、浙教版三个版本初中生物教材中有关蒸腾作用的实验进行比较，从实验选材、实验对照、实验时长三方面分析其待商榷之处。在此基础上，以绿萝为材料对实验进行改进。

关键词 蒸腾作用;实验比较;实验改进

中图分类号G633.91

文献标志码B

1 三个版本“蒸腾作用”实验的比较

认识植物的蒸腾作用，能帮助学生更好地理解植物是如何保证各组织器官对水分和无机盐的需要以及植物在生物圈水循环中的作用，因此在国内北京师范大学出版社出版的《生物学》（以下简称“北师大版”）、江苏教育出版社出版的《生物学》（以下简称“苏教版”）、浙江教育出版社出版的《科学》（以下简称“浙教版”）教材中都安排了“蒸腾作用”实验。这三个版本的教材均通过对植物材料进行套袋实验，发现透明袋上有小水珠，证明植物能够进行蒸腾作用。该实验分别位于北师大版教材七年级上册第三单元第五章第四节、苏教版七年级上册第七章第二节、浙教版八年级下册第四章第五节。三版教材中“蒸腾作用”实验的比较见表1。

2 对三个版本“蒸腾作用”实验的商榷

以上三个实验均能说明植物能进行蒸腾作用，但是它们在实验选材、实验对照和实验时长上有待商榷之处。

2.1 实验选材问题

北师大版的实验选材是水栽枝条，苏教版和浙教版的实验选材是盆栽植物。水栽枝条的第一个优点是可以明显看到试管内水量下降的现象，而盆栽植物无法观察得到。第二个优点是水栽枝条比盆栽植物容易获取、价格低廉，而盆栽植物的购买需要较高的花费，自己种植又需要很长的时间。但是水栽枝条存在很大的问题，水栽枝条不像盆栽植物一样接近自然状态，学生可能存在“植物必须要有根才能吸收水分”的前科学概念，用没有根的枝条做实验和植物自然生长的现实情况存在较大差异，容易让学生产生疑惑，北师大版的实验装置不能有效解决学生这个疑惑。

2.2 实验对照问题

北师大版实验设置有叶枝条和无叶枝条相互对照，让学生通过实验结果不仅发现植物体会进行蒸腾作用，而且发现蒸腾作用的主要部位是叶片。苏教版和浙教版的实验只设置一盆生长旺盛的有叶植物，缺乏无叶植物的对照，学生无法从实验得知蒸腾作用的主要部位。

2.3 实验时长问题

北师大版的水栽枝条实验处理时长是数小时，苏教版的盆栽植物处理时长是15 min，浙教版中没有说明实验处理时长。北师大版的实验为教师演示实验，处理时长由教师灵活把握即可。而苏教版和浙江版的实验为学生的验证性实验，教材没有说明处理时长，学生很难准确地在实验结果较明显又耗时比较短的时间点去观察塑料袋内壁的现象，难以保证实验效率和成功率。

3 实验改进

3.1 实验操作

在室温27-31℃情况下，笔者进行如下的实验操作。

（1）选材：取12株长势相近的水培绿萝，平均分为三组，每组4株，保证每组叶片数相同。

（2）处理：第一组不做处理，第二组剪去根系，第三组摘除叶片，将处理好的三组绿萝分别插入3个100 mL的容量瓶中，注意要插到瓶底;另取1个100 mL容量瓶，不放绿萝，作为第四组空白对照，检测自然蒸发量。

（3）加液：分别往4个容量瓶中加入清水，使初始液面位于容量瓶刻度线，再分别滴加2 mL植物油，防止水分蒸发。

（4）套袋：用透明保鲜袋将绿萝罩住，用棉线扎紧袋口。

（5）标记：粘贴标签，做好标记：

①有根有叶片;②无根有叶片;③有根无叶片;④空白对照。

（6）观察和记录：将装置放在阳光下，从9：00到17：00，每隔2h观察和记录保鲜袋中水珠情况，测量容量瓶中液面降低程度。

3.2 实验结果

实验结果见表l。

3.2.1 水珠产生情况

①组（有根有叶片）、②组（无根有叶片）在实验开始0.5 h后，即9：30时，保鲜袋内可看到有少量水珠产生;11： 00时，保鲜袋内水珠增多，开始起水雾;13：00时，保鲜袋内附有大量水珠;15：00时，两个组的保鲜袋均己被水珠湿透;①组保鲜袋内水珠比②组多。从9：00到17：00期间，③组（有根无叶片）、④组（空白对照）保鲜袋内没有出现水珠。

3.2.2 液面下降情况

11：00时，①组（有根有叶片）、②组（无根有叶片）液面均下降了0.2 cm.13：00时，①组、②组相对于③组（有根无叶片）液面下降十分明显。随着时间增加，有叶片的①、②组液面下降速度先加快后减慢，13：00-15：00时最快;虽然一开始①组比②组下降速度快，但最终二者液面下降总距离相同。而③组（有根无叶片）和④空白对照组液面不下降。

3.3 改进实验的优点

3.3.1 科学选材，一举三得

在实验选材方面，本实验选择了四季常绿的绿萝。因为，绿萝生存能力强，可以通过扦插繁殖由一變多，容易获取、价格低廉。目前研究中已有教师利用湿度传感器等数字化仪器检测蒸腾作用的实时数据，但是对设备要求较高，学生很难独立操作，而绿萝是水培种植，可以明显看到水量下降的现象，学生可以借助工具定量测量，粗略获得蒸腾作用的实时数据。绿萝的生长状况与盆栽植物一样处于自然状态，避免了和水栽枝条一样与植物自然生长的现实情况存在较大差异的情况。由此可见，绿萝将水栽枝条和盆栽植物优点结合在一起，适合让学生自己开展实验进行探究。

3.3.2 明确时长，事半功倍

在27-31℃情况下，实验开始2h后，水珠增多，产生水雾，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，保鲜袋被水珠湿透，液面下降1.2 cm;超过6h，现象变化就不太明显。由此可见，在27-31℃温度范围内，实验处理2小时以上基本可以观察到效果，处理4-6小时可观察到显著的效果。教师可将此关键信息告知学生，让学生能准确地在实验结果较明显又耗时比较短的时间点去观察保鲜袋内壁的现象，保证实验效率和成功率。此外，建议教师提醒学生根据实验当天的气温来调节实验处理的时长。

3.3.3 巧妙设计，突破难点

该实验设置四个处理，总体可以说明：活的植物体会进行蒸腾作用，即水分以水蒸气的形式散失到体外。其中，①组（有根有叶片）和③组（有根无叶片）对照说明：蒸腾作用过程中，水分主要通过叶片散失到大气中。①组（有根有叶片）和②组（无根有叶片）对照说明除了根之外，植物的茎也可以吸水，纠正了学生错误的前科学概念——“植物必须要有根才能吸收水分”，教师也可以借此解释“为什么插花能在几天内保持新鲜”，使学生感受到生物与日常生活的密切联系，提高学生的生物学科素养。④组空白对照排除实验操作等无关条件的影响，使实验更加严谨，结果更加令人信服。

参考文献：

曹志江.国内外有关植物蒸腾作用现象实验的比较与思考[J].生物学通报，2003， 38（9）：23-25.