馮藍分 徐作英(四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 四川成都 610101)
《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》突出強調(diào)了50個重要生物學(xué)概念,其中“綠色植物的生活需要水和無機鹽”這個重要概念的建構(gòu)需要完成兩項具體內(nèi)容,有一項是“描述綠色植物的蒸騰作用”。因此“蒸騰作用”的科學(xué)概念可以幫助學(xué)生理解生命的基本現(xiàn)象和規(guī)律。由高等教育出版社出版的潘瑞熾的《植物生理學(xué)》(第七版)中指出:“蒸騰作用是指水分以氣體狀態(tài),通過植物體的表面(主要是葉片)從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象?!贝烁拍顑?nèi)涵中關(guān)注了蒸騰作用的方向及其形式,但并未對蒸騰作用發(fā)生的條件進行界定。人教版初中《生物學(xué)》第三單元第三章中對“蒸騰作用”的概念描述為:“水分從活的植物體表面以水蒸氣狀態(tài)散失到大氣中的過程,叫做蒸騰作用”,其中并未界定“蒸騰作用”發(fā)生的條件。蘇教版初中《生物學(xué)》第七章第二節(jié)中“蒸騰作用”的概念為:“綠色植物根部吸收的水,主要以水蒸氣的形式通過葉的氣孔散失到空氣中,這就是蒸騰作用”,同樣也未界定“蒸騰作用”發(fā)生的條件。而北師大版《生物學(xué)》第五章第四節(jié)中“蒸騰作用”的概念為:“在溫暖、有陽光照射的條件下,植物體內(nèi)的水分以水蒸氣的形式散失到體外,各種生理過程叫做蒸騰作用?!边@里將“蒸騰作用”發(fā)生的條件界定為溫暖、有陽光照射。四本書中“蒸騰作用”概念的內(nèi)涵的比較見表1。
表1 不同教材中“蒸騰作用”概念的比較
對于同一個詞語所代表的概念,由于不同地域?qū)W情的不同或相應(yīng)教材前后內(nèi)容安排的不同,構(gòu)建的意義就可能有差別,如人教版和北師大版均未在概念中提及“蒸騰作用”的主要部位是葉片氣孔。但這并不影響其概念的科學(xué)性,隨著學(xué)習(xí)的深入,學(xué)生以后會繼續(xù)學(xué)習(xí)蒸騰作用發(fā)生的具體部位,使“蒸騰作用”這部分知識螺旋式發(fā)展。但是概念畢竟是一類事物本質(zhì)屬性的反映,如果教師在教學(xué)中忽略了概念的本質(zhì)性、科學(xué)性,使影響蒸騰作用進行的因素,成為了其發(fā)生的必要條件,就不再利于概念教學(xué)的進行。如北師大版中將溫暖、有陽光照射界定為蒸騰作用發(fā)生的前提條件。
學(xué)生在日常生活中或許有這樣的經(jīng)驗:將新鮮蔬菜套上塑料袋放入冰箱中,一段時間后,塑料袋內(nèi)就會有小水珠。再如,將植物套上塑料袋,在黑暗條件中放置一晚后取出,會發(fā)現(xiàn),塑料袋內(nèi)也會有少量小水珠。以上實例均進行了蒸騰作用卻并未滿足“溫暖”或“有陽光照射”的相應(yīng)條件。而此類生活經(jīng)驗與概念內(nèi)涵的矛盾容易讓學(xué)生產(chǎn)生困惑,不利于其對概念的理解。通過學(xué)習(xí)教材,學(xué)生會認(rèn)為只有在溫暖、有陽光照射的條件下,蒸騰作用才會發(fā)生,甚至?xí)斫獬申柟庹丈湓綇娏?、溫度越高,蒸騰作用的速率越快。而事實上,在一定的范圍內(nèi),陽光照射會使葉片氣孔打開,加快蒸騰作用速率,也就是先在一定范圍內(nèi)溫度升高會加快蒸騰作用速率,但是溫度如果過高,葉片過度失水,就會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,蒸騰作用速率減慢。因此,北師大版《生物學(xué)》中“蒸騰作用”的概念并不十分嚴(yán)謹(jǐn)。
經(jīng)過三種版本初中《生物學(xué)》的對比,為了既能保證概念的科學(xué)性,又能保留本節(jié)中的演示探究實驗,建議將“蒸騰作用”的概念改為:“植物體內(nèi)的水分,以水蒸氣的形式散失到體外,這種生理過程叫蒸騰作用?!辈竺娴难菔緦嶒炦M行改進,具體實驗改進如下:
既然溫暖、有陽光照射只是“蒸騰作用”發(fā)生的其影響因素,因此可再增加一個探究實驗,即“在陰冷條件下進行實驗”來作為對照,以精確“蒸騰作用”的概念內(nèi)涵。
探究一:將兩株大體相同的枝條,一個剪除全部葉片,一個剪去下部葉片。在2個相同試管中加入等量清水,將2根枝條分別插入試管中,管內(nèi)水面再滴上少量植物油。然后用透明塑料袋分別套在兩個枝條上,結(jié)扎塑料袋口。將實驗裝置放置在有陽光溫暖的地方于7、14、21、28 h后分別觀察實驗現(xiàn)象并做好記錄。實驗結(jié)論:在溫暖有陽光照射的條件下,植物體內(nèi)的水分會以水蒸氣的形式散失到體外。教師引導(dǎo)學(xué)生思考:若沒有溫暖、有陽光照射的條件,水分還會散失嗎?
探究二:實驗裝置處理與探究一一致,但將實驗裝置放置在陰冷的地方,同樣于7、14、21、28 h分別觀察實驗現(xiàn)象并做好記錄。
教師引導(dǎo)學(xué)生對比探究一和探究二,得出實驗結(jié)論,引出蒸騰作用概念。實驗改進能使學(xué)生知道溫暖、有陽光照射只是影響因素而不是決定條件,在陰冷條件下,蒸騰作用也能發(fā)生,只是速率較慢,實驗現(xiàn)象不甚明顯,從而精確蒸騰作用的科學(xué)概念。
概念教學(xué)一直都備受生物學(xué)教學(xué)研究者的重視,核心素養(yǎng)的養(yǎng)成離不開對概念構(gòu)建的探討。概念內(nèi)涵的學(xué)習(xí)能夠幫助學(xué)生構(gòu)建知識框架,完成知識的延伸與遷移。通過三個版本初中《生物學(xué)》教材的比較,若能使北師大版中“蒸騰作用”的概念更為精確化,能使學(xué)生結(jié)合“吸收作用”和“運輸作用”更好地掌握本章的重要概念——“植物的生存需要陽光、水,空氣和無機鹽等條件”;更能幫助學(xué)生在高中系統(tǒng)地學(xué)習(xí)“蒸騰作用”的不同方式以及具體過程。