用自制教具改善“葉的蒸騰作用”實驗

〔摘" "要〕" 科學探究需要一定結構的教學材料支撐。目前學校的科學實驗器材的配備也在不斷完善和豐富。結合教材上實驗內容的教學，筆者發現這些器材不能完全滿足日常教學的需求。為了更好地實現教學目標，本文對用自制教具改進“葉的蒸騰作用”實驗進行了探討。

〔關鍵詞〕" 小學科學；改進實驗；自制教具

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0076-03

《義務教育科學課程標準（2022年版）》中指出，要從四個維度培養學生科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任的小學科學核心素養。在教學活動中，讓學生在探究任務的驅使下，進行思考和探索，構建并形成正確的科學概念體系?？茖W探究需要教學材料的支撐。在創新實驗的驅動下，學生成為學習的主人，這是小學科學核心素養背景下學生完成小學科學學習的重要方式，在課堂教學中意義重大。因此，要在創新實驗的驅動下，讓學生成為學習的主人。

一、用自制教具改進實驗的意義

在課堂教學中，選取學生熟悉的植物和材料制作教具，更能吸引學生的注意力。以粵教版科學五年級上冊《葉會蒸騰水分嗎》一課教學為例。我利用溫感器、塑料罐等材料自制教具，將實驗裝置、實驗材料等進行創新制作，讓學生清晰地看到蒸騰作用的現象，使教學目標更立體和明確。該實驗選自“植物需求”單元的內容。該實驗建立在學生知曉植物根、莖、葉三大營養器官；前期的學習已經驗證了根、莖的作用；學生會提出根吸收的水去哪里了，對此產生強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，幫助學生認識植物各大營養器官的作用。梳理本課內容在單元和教材中的地位，有利于教師把握整個單元的知識框架的立體化，把握節與節、單元與單元的整體教學架構，有助于學生整體把握知識之間的聯系。

二、用自制教具改進實驗的方法

實驗原型的不足。教材中活動1“小水珠從哪里來”，通過在戶外用兩個透明塑料袋分別罩住一段樹枝的葉片，對比帶葉枝條和去除葉枝條，觀察袋內小水珠的情況，探究植物蒸騰水分的部位?；顒?“水分的蒸騰”，通過圖片理解蒸騰作用對植物的意義，并由學生嘗試設計實驗，驗證蒸騰水分的快慢與葉片數量的關系。在教學過程中，我發現實驗原型存在以下問題：學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；戶外實驗易受天氣的影響，等待時間長，看到實驗現象不明顯；難以用肉眼區別小水珠的多與少，不定量。

（一）改進實驗設計

為了更好地讓學生了解植物的蒸騰作用，我對實驗進行了如下改進：設置對照組實驗，選取三株粗細、長勢相同的綠植，分別養在礦泉水瓶中。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。本實驗選擇雪里蕻，理由如下：葉片大小適中，用樟樹葉、桂樹葉、小白菜、雪里蕻做實驗對比發現，該組的蒸騰實驗現象最明顯，葉片相比其他綠色植物的葉在短時間不會萎蔫，較容易獲得。實驗過程如下。

選材和處理。三株粗細和長勢相近的雪里蕻，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個礦泉水瓶中加入等量清水，滴加適量紅色墨水保持瓶內紅水液面高度一樣，液面滴加適量的植物油，防止水分蒸發。在瓶身標記①，②，③組。

插瓶。將三棵植株分別插入①，②，③組瓶內。用記號筆標記液面初始高度。

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個礦泉水瓶裝置放在窗臺陽光下，光照3小時。

觀察、記錄實驗現象。本實驗在課堂時間內難以觀察到實驗現象；將課前做好的一組相同的實驗裝置拿出，學生觀察現象；完成實驗表格的記錄如圖1所示。

觀察實驗現象，組織學生討論：小水珠是怎樣形成的？對三組實驗進行兩兩對照能說明什么問題？概括總結：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，莖也進行極少的蒸騰。通過①③兩組對比實驗可知水分從葉片散失，學生可得到結論植物蒸騰作用主要部位是葉，莖也有少量的蒸騰作用；①②兩組對比驗證了葉片的多少，會影響蒸騰作用的強弱。如圖2所示。

（二）改進實驗裝置

在第一次改進和創新基礎上，制作了創新教具——密閉小溫室。

自制教具有以下優點。

透明塑料罐代替教材中的塑料袋，環保節約，可重復使用。

緊貼生活，簡單易行；用礦泉水瓶裝著植物進行實驗，而直接將塑料袋罩在室外的樹枝條上，學生易攀爬折枝，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，用棉花球固定植株瓶口。本單元知識前后連貫形成體系，通過本實驗學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，可以在室內模擬光照等條件，不受天氣影響。

在塑料罐內添加溫度濕度探頭，實時監控裝置內的溫度和濕度，將實驗現象數據化，還可繪制變化曲線圖，方便進行分析。利用該教具設計實驗探究蒸騰作用部位及葉片數量對蒸騰作用的影響。如圖4所示。

實驗目的：探究蒸騰作用部位及葉片數量對蒸騰作用的影響。

實驗方法：單一變量對照實驗。

實驗材料：自制教具、5瓦仿太陽燈、長勢相同的綠蘿植株2盆等。

實驗過程：取兩組綠蘿，A組去葉，B組帶葉。組裝好裝置，同時開啟燈光進行照射。記錄起始時刻和10分鐘后裝置內的濕度（如表1所示）。

通過對兩組濕度的實驗數據進行分析，得到實驗結論：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。利用該教具，還設計了實驗探究光照強度對蒸騰作用的影響。

實驗目的：探究光照強度對蒸騰作用的影響

實驗方法：對照實驗

實驗材料：自制教具、5瓦和25瓦燈，長勢相同的綠蘿植株2盆等。

實驗過程：取AB兩組長勢相同的綠蘿，組裝好裝置，分別置于5瓦、25瓦燈下，同時開啟燈光進行照射。記錄0～10分鐘裝置內的濕度、溫度變化，如表2所示。

對表格和曲線數據進行分析，得出以下實驗結論：植物蒸騰作用受光強度影響，一定范圍內，光強度大，蒸騰作用強，如圖5所示。

0～10分鐘濕度變化情況

綜上所述，該創新實驗改進有利于學生直觀地理解科學概念“植物的蒸騰作用”，也為學生理解葉蒸騰作用的意義提供強有力的實驗支撐。在教學蒸騰作用時，啟發學生：人從游泳池里出來，會感覺到冷。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。聯想熱帶雨林葉片寬大，增強了蒸騰作用，促進養分的吸收和在體內運輸。學生回想在森林里漫步的感覺，他們會說涼快、濕潤。引導學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，從而感到涼快和濕潤。增強環保意識，保護綠色植物。

三、用自制教具改進實驗的效果

創新實驗改進，實現了以下目標。

幫助學生自主構建了知識體系，學生對科學概念理解到位。通過創新實驗，完成了本單元根吸收水分、莖運輸水分、葉進行蒸騰作用的驗證，學生在分組實驗過程中，互助合作、積極參與，提高了課堂效率。自制教具，培養學生科學思維，實驗數據化、圖像化，提高了課堂效率。培養科學思維探究能力，貼近生活，可操作性強。

結合實驗過程，深化了科學認知。讓學生深刻體會到葉的蒸騰作用對植物體自身、對周圍生態環境的重大意義，增強了學生保護環境、熱愛大自然的意識。體現了STEM理念跨學科融合理念，強調學生科學思維、能力的拓展，促進知識體系的再構建。結合實際，整合科學與技術工程實踐。

自制教具的改進和創新設計實驗，極大地激發了學生的學習興趣，拓寬了學生的視野。在調動學生學習的積極性的同時，課堂氣氛變得活躍。在使用自制教具過程中，將一個原本需要較長等待時間的實驗，在課堂上不受天氣限制而完美呈現，大大地提高了課堂效率。實驗結果將實驗現象數據化和規律化，使抽象的科學概念和學生的認知相結合，形成理性認識，自主地構建了自身的知識框架。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]李松林.回歸課堂原點的深度教學[M].北京：科學出版社，2016.