探究融雪盐对水陆植物生长影响

田甜 王重力

冬季用融雪盐清理高速公路、机场、车站、道路的积雪，是一种常见的现象。融雪盐对环境中的生物有什么影响？这成为很多人关心的问题。怎样观察和研究这一问题，并设计情景组织学生进行学习和探究，给教师提出研究课题。

1 背景知识

融雪剂分为两类：①醋酸钾为主要成分的有机融雪剂，该类融雪剂的融雪效果好，但价格高，一般用于机场等重要场所。②以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂，包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等。北方冬季道路积雪的处理使用就是第二类融雪剂，用的最多的就是氯化钠。“氯盐类”融雪剂便于融雪，且价格便宜，但道路积雪、冰融化后变成液体通过地表径流、下渗的方式流入农田、池塘等地，对农作物及水生植物的生长造成影响，甚至影响人类的健康。

2 探究的设计

2.1 实验目标设計

①初步以生物与环境间是相互影响、相互制约的观点，解释“生态系统是一个统一的整体”;

②运用科学的思维，探究“融雪盐对水陆植物生长影响”，解决实际生活生产中的生物学问题，能举例说明人类的活动对环境产生的影响;

③熟练使用简单的实验器材，按照实验步骤与他人合作完成实验探究，且能运用多种方法如实记录实验数据，分析实验结果，并与他人交流得出合理结论;

④根据实验计划，最终形成人与自然谐相处的可持续发展观念，形成保护环境的生态意识，并为减少融雪盐对水陆植物生长影响提出合理化的建议，设计简单的解决方案。

2.2 实验过程与步骤设计

2.2.1 实验材料

小白菜种子、水绵、菜园土、NaCI晶体、可乐瓶、自来水、蒸馏水、剪刀、布条、打孔器、量筒、胶头滴管、容量瓶、玻璃棒、记号笔、烧杯、小苏打、棉绳。

2.2.2实验方法

①收集4个容积为2 L的可乐瓶，并将其标签撕掉，将准备好的小苏打溶于温水中，倒入可乐瓶中的内部摇晃，确保可乐瓶内部干净，并将其瓶身清洗干净;将一可乐瓶按图1所示，在其瓶颈处（瓶口到瓶身的最大处），往下约3 cm处横向剪开一漏斗形的结构作为生长漏斗，用来承载土壤，模拟陆生植物的生存环境，可乐瓶剪掉漏斗形的结构剩余的瓶底部分，作为蓄水器模拟水生植物生存的环境。

②利用打孔器在可乐瓶盖中央钻出一直径约0.5 cm大的孔，将三条长度约10 cm的布条从小孔穿过，并将瓶盖旋钮到瓶口上。在蓄水器部分按照图1的A、B、C、D所示的位置钻出4个直径约0.5 cm大的孔。

③在可乐瓶的蓄水器倒入300 mL的自来水，将采集到的水棉放置到水中，并将可乐瓶的生长漏斗按照图2所示，倒置在蓄水器上，保证布条能够接触到蓄水器的底部，同时能够漏出一段在生长漏斗内。将适量的土壤放入生长漏斗中，将生长漏斗与蓄水器部分用准备好的棉绳按照图示固定。将适量的土壤放入生长漏斗部分，土壤高度不要超过生长漏斗上小孔的高度。将20颗白菜种子均匀地种在生长漏斗的土壤中，并浇适量的水。按照上述步骤再做同样的3组装置。

2.3 课堂的实施

2.3.1 引导学生发现问题、提出问题

教师是课堂的“导演”，学生是课堂的“演员”。教师需要为探究性学习创设情境，要引导学生从日常生产生活中发现问题，并鼓励学生以科学思维提出有价值的生物问题。例如，探究融雪盐对水陆植物生长影响实验前，教师可为学生展示消防人员在冬季大雪天气用融雪盐铲除道路积雪、避免交通事故、方便市民出行的新闻与图片，引起学生学习兴趣，继而引导学生思考：积雪融化后会通过下渗与地表径流的形式流入池塘、农田对植物生长造成影响吗？

2.3.2 作出假设

学生对实验的预期结果做出假设：高质量分数的NaCl溶液会影响水陆植物的生长。

2.3.3 实验方案的设计与实施

利用记号笔白纸在每组的瓶身生长漏斗部分标记1、2、3、4。待小白菜长到高度约1 cm的时候，每组随机选择6株，利用不同颜色的胶带纸环标记。2.3.3.1 配制NaCI溶液

利用容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒等器材配置质量分数分别为0.1%、1.0%、5.0%的NaCI溶液。

2.3.3.2 试剂处理

待到种子萌发出芽约1 cm高时，分别用质量分数为0.1%、1.0%、5.0%的NaCl溶液处理2-4组。利用胶头滴管将10 mL的NaCl溶液滴入生长漏斗中小白菜的根部土壤，再用30 mL的NaCl溶液处理蓄水器中的水。每隔4d处理一次，持续处理一个月。

学生在学习生物探究实验过程中，不仅要理解生物基本理论、技能知识，还要学会与他人合作探究学习。在探究实验中，教师根据班级人数.兼顾不同发展水平的学生将其分组进行合作探究学习。成员要分工明确并适时调整，使每一个成员都有机会担任不同的角色。学生在实验的设计、实施、交流讨论中获得参与感，成为课堂真正的“主人”。教师做好“导演”工作，讲清实验、课堂要求即可。

2.3.4 记录、分析结果，得出结论

每次处理之前，测量每组被标记的小白菜高度并记录，并用手机拍摄照片以观察记录小白菜的生长变化状况。

①水生植物：观察未经NaCl溶液处理的水生植物颜色呈现浅绿色;经质量分数为0.1%的NaCl溶液处理6次后的水生植物颜色呈现浅绿色，与未经NaCl溶液处理过的水生植物颜色相同;经质量分数为1.0%的NaCl溶液处理6次后的水生植物颜色呈现黄褐色;经质量分数为5.0%的NaCl溶液处理6次后的水生植物颜色呈现黄褐色。

②陆生植物：未用NaCl溶液处理的小白菜叶片较大，颜色呈现嫩绿色，植株较高，黄叶较少;经质量分数为0.1%的NaCl溶液处理6次后的小白菜叶片较大，颜色呈现嫩绿色，植株较高，黄叶多;经质量分数为1 .O%的NaCl溶液处理6次后的小白菜叶片较小，颜色呈现嫩绿色，有黄叶，植株较小;经质量分数为5.0%的NaCl溶液处理6次后的小白菜叶片小，颜色呈现深绿色，植株小，黄叶多。