生物教學(xué)對蒸騰作用的合理性解釋設計論文

生物教學(xué)對蒸騰作用的合理性解釋設計論文

　　摘要：本文介紹了在學(xué)生對植物蒸騰作用存在合理性產(chǎn)生疑問(wèn)時(shí)的解答方法，同時(shí)引入了解決類(lèi)似問(wèn)題時(shí)的三種普遍適用方法。

　　關(guān)鍵詞：存在合理性；意義；蒸騰作用；數據化；設計實(shí)驗；交叉記憶

　　一、問(wèn)題背景

　　植物的蒸騰作用是與光合作用以及呼吸作用并列的植物三大生理作用之一，在教學(xué)中也通常是放在一起進(jìn)行講解。而學(xué)生由于常常會(huì )將植物的呼吸作用與自身的呼吸作用，植物的光合作用與自身的進(jìn)食獲取能量行為進(jìn)行類(lèi)比，所以一般不會(huì )對這兩種作用的意義產(chǎn)生疑問(wèn)，但同時(shí)因為無(wú)法從自身或是熟悉的事物上找到可以與蒸騰作用進(jìn)行類(lèi)比的行為，從而自然而然地就會(huì )對其意義產(chǎn)生疑問(wèn)。

　　二、針對原理的思考設計

　�。ㄒ唬┱趄v作用的意義

　　植物的蒸騰作用的生理意義可以從環(huán)境、運輸、降溫三個(gè)方面進(jìn)行解釋。（１）環(huán)境意義：植物蒸騰作用為大氣提供大量的水蒸氣，參加地球生態(tài)系統的水循環(huán)，使當地的空氣保持濕潤，使氣溫降低，讓當地的雨水充沛，形成良性循環(huán)。（２）運輸意義：蒸騰作用是植物對水分的吸收和運輸的一個(gè)主要動(dòng)力，特別是高大的植物。由于礦質(zhì)鹽類(lèi)（無(wú)機鹽）要溶于水中才能被植物吸收和在體內運轉，既然蒸騰作用是對水分吸收和流動(dòng)的動(dòng)力，那么，礦物質(zhì)也隨水分的吸收和流動(dòng)而被吸入和分布到植物體各部分中去。所以，蒸騰作用對這兩類(lèi)物質(zhì)在植物體內運輸都是有幫助的。（３）降溫意義：蒸騰作用能夠降低葉片的溫度。太陽(yáng)光照射到葉片上時(shí)，大部分能量轉變?yōu)闊崮�，如果葉子沒(méi)有降溫的本領(lǐng)，葉片溫度過(guò)高，葉片會(huì )被灼傷。而在蒸騰過(guò)程中，水變?yōu)樗�蒸氣時(shí)需要吸收熱能，因此，蒸騰能夠降低葉片表面的溫度，使葉子在強光下進(jìn)行光合作用而不致受害。之后就需要對以上的原理進(jìn)行分析設計選用怎樣的方法對學(xué)生們的疑問(wèn)進(jìn)行解答。

　�。ǘ�）思考設計

　�。ǎ保�對于環(huán)境意義，結合地理中對于地球水循環(huán)系統的知識，學(xué)生是比較容易理解的，但常常由于沒(méi)有定量的數據實(shí)例以及這一意義與生物學(xué)科關(guān)聯(lián)性較小容易被忽略，因此在此應該盡量多地舉出包含數據的實(shí)例加深學(xué)生們的記憶并同時(shí)使其明白這一意義的重要性。（２）對于運輸意義，由于解釋中的“動(dòng)力”和“運輸”都是較為抽象的詞語(yǔ)，因此建議設計簡(jiǎn)單的實(shí)驗讓學(xué)生們直觀(guān)看到所謂的“吸力”以及如果失去吸力將會(huì )造成的后果，使學(xué)生們可以對這一抽象概念的理解更加深入。（３）對于降溫意義，可以結合水的比熱容和酶的活性等知識讓學(xué)生們形成知識網(wǎng)絡(luò )，這種方法將有利于生物學(xué)習的整體性。

　　三、實(shí)例與實(shí)驗設計

　�。ㄒ唬┽槍Νh(huán)境意義的數據化實(shí)例

　�。ǎ保�１株玉米從出苗到收獲通過(guò)蒸騰作用需消耗４００～５００Ｌ水；（２）植物吸收的水分有９９％都通過(guò)蒸騰作用消耗掉；（３）大多數植物白天的蒸騰速率是１５～２５０ｇ／ｍ２／ｈ，夜晚是１～２０ｇ／ｍ２／ｈ；（４）經(jīng)過(guò)氣孔的蒸騰速率要比同面積的自由水面快幾十倍，甚至上百倍。以上實(shí)例當然不是全部，在實(shí)際教學(xué)工作中還可以進(jìn)行擴展，并且可以將此種方法應用于與這個(gè)例子類(lèi)似的容易理解但易被忽略的知識點(diǎn)的講解中去。

　�。ǘ�）針對運輸意義的實(shí)驗設計

　　受教學(xué)環(huán)境的限制，一般的教學(xué)工作中都很難利用很高檔的儀器向學(xué)生們進(jìn)行展示，而取于生活的實(shí)驗器材以及生活中常見(jiàn)的實(shí)驗現象又一般更加直觀(guān)和印象深刻，因此教師若能通過(guò)觀(guān)察生活，結合所講知識自行設計一些小實(shí)驗，一定能獲得可觀(guān)的教學(xué)效果。在此，本文針對植物蒸騰作用的運輸意義設計了相應的展示實(shí)驗。首先，向學(xué)生們說(shuō)明“人往高處走，水往低處流”的道理，使其清楚水分在沒(méi)有動(dòng)力的情況下是無(wú)法向高處運輸的，同時(shí)可以使用“水泵、水塔”的例子使得學(xué)生們對于“動(dòng)力”這一抽象名詞具有一個(gè)具象化的印象。１．實(shí)驗過(guò)程簡(jiǎn)述實(shí)驗器材：玻璃皿，鑷子，酒精燈，紗布。實(shí)驗材料：清水，食用鹽。實(shí)驗步驟：①向玻璃皿中加入少量清水，用鑷子夾取少量干燥的紗布將紗布底端浸入水中。②待紗布吸足水向學(xué)生展示玻璃皿中水面變化情況。③在保持玻璃皿中留有水的情況下，點(diǎn)燃酒精燈對紗布頂端持續進(jìn)行加熱，向學(xué)生展示紗布上的潮濕情況以及玻璃皿中的水量變化情況。④重新取一組實(shí)驗器材，向清水中加入食用鹽，重復上述實(shí)驗。⑤烘干第二次實(shí)驗中所使用紗布，將干燥后的紗布展示給學(xué)生。２．實(shí)驗各步驟目的整個(gè)實(shí)驗的目的是為了用紗布類(lèi)比植物，用玻璃皿及其中的水或溶液類(lèi)比土壤水環(huán)境，用酒精燈的加熱類(lèi)比蒸騰作用，使學(xué)生們對于蒸騰作用的意義理解直觀(guān)而深刻。步驟①②的目的是讓學(xué)生們清楚，紗布吸水使得“水往高處走”的原因是有了紗布干燥缺水這一“動(dòng)力”，當紗布吸足水時(shí)便失去了這一“動(dòng)力”，因此玻璃皿中的水面便不再變化，即說(shuō)明紗布（植物）此時(shí)不再吸水。步驟③的目的是向學(xué)生們直觀(guān)展示蒸騰作用的意義，通過(guò)加熱（蒸騰作用）使紗布（植物）重新獲得了吸水的“動(dòng)力”，而此時(shí)紗布持續濕潤，玻璃皿中的水量逐漸下降。步驟④⑤的目的是在之前實(shí)驗的基礎上向學(xué)生們展示蒸騰作用對于植物對于無(wú)機鹽離子的吸收與運輸的意義，蒸干紗布使現象更為直觀(guān)。以上即為這一實(shí)驗的過(guò)程簡(jiǎn)述及目的意義，教師結合實(shí)驗對知識進(jìn)行講解將會(huì )使得學(xué)生們對這一部分的內容產(chǎn)生明晰的認識。

　�。ㄈ�）針對降溫意義的知識穿插講解

　　應用其他章節或學(xué)科的相關(guān)知識加深學(xué)生對于蒸騰作用降溫意義的理解記憶。例如：Ｃ４植物的光合最適溫度一般在４０℃左右，Ｃ３植物的最適溫度一般在２５℃左右，這一點(diǎn)可以說(shuō)明降溫的重要性。水的比熱容：ｃ＝４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ℃）這一點(diǎn)可以說(shuō)明蒸騰作用對于降溫的貢獻大小。類(lèi)似于這種形式的章節或學(xué)科交叉，將有利于對于知識的系統網(wǎng)絡(luò )性記憶與理解。

　　四、總結

　　綜上，本文介紹了在學(xué)生對植物蒸騰作用存在合理性產(chǎn)生疑問(wèn)時(shí)的解答方法，同時(shí)引入了解決類(lèi)似問(wèn)題時(shí)的普遍適用方法，即①盡量使用數據化的實(shí)例加強記憶；②設計緊貼生活的實(shí)驗直觀(guān)展示與解釋?zhuān)虎郯l(fā)揮不同章節或學(xué)科直接的相關(guān)性。且一般這三種方法同時(shí)使用。

　　參考文獻：

　�。郏保荻瓭绍姡�植物蒸騰作用高速率之原因［Ｊ］．中國農學(xué)通報，２０１０，２６（２１）：１３１－１35.

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