蒋红

摘要 在教学过程中通过对植物蒸腾作用实验类型，实验材料，实验装置等方面进行改进、优化和创新，使“实验”和思维紧密结合在一起，有效的发展学生科学思维能力。

关键词 科学思维 初中生物实验 蒸腾作用

中图分类号C633. 91

文献标志码B

科学思维是生物学学科核心素养的重要内容，是指为了正确认识客观世界所具有的思辨模式和认识方法，是连接实践与理论的桥梁，是符合认知规律、遵循一定逻辑规则，并能够达到正确认识结果的思维。它是科学探究的重要组成部分，也是形成生命观念的重要途径。一些概念的形成需要运用科学思维方法。在实验教学中，教师不仅要使学生获得生物学知识和具备实验技能，还要注重培养学生科学思维的习惯。目前初中生物学教材中有些实验可能因为各种因素的影响，导致实验现象及教学效果并不理想。所以，教师在教学过程中要深入研究，改进实验，提升实验教学效果，发展学生科学思维，真正地落实生物学学科核心素养。

江苏凤凰科学技术出版社义务教育教科书生物学八年级上册第十八章“生态系统的稳定”第一节“绿色植物与生物圈的水循环”中介绍植物通过根从土壤中吸收的水分，除供生命活动需要以外，大部分通过蒸腾作用散失到大气中，接着设置了演示实验测定“植物的蒸腾作用”。

苏科版有关植物蒸腾作用实验的具体描述为：选取两支粗细相近的纸条，一枝保留叶片，一枝将叶片去掉，分别插入两个锥形瓶内，尽量接近瓶底。枝条漏出瓶外的部分用塑料袋罩住，袋口扎紧。两个瓶内水的液面高度一样，液面上加适量食用油，防止水分的蒸发，然后在瓶壁上做标记。将它们放到有阳光的地方，约3h后，看一看发生的变化。观察比较两个瓶内水的液面高度有没有变化，你能说明其中的原因吗？分析上述实验现象，你得出什么结论？

实验的设计中不难看出实验的目的是为了证明植物存在蒸腾作用的现象，而且叶是植物蒸腾作用的主要器官。但用科学思维的观念仔细斟酌这个实验，就有许多需要值得商榷的地方。

1 改变实验类型，培养科学思维

教材上设计的实验是演示实验。教师实施演示实验;学生观察实验现象，分析教师设置的问题，结合实验现象得出植物具有蒸腾作用的现象并且与植物的叶有关。

演示实验是一种教学方法，指教师通过实验演示，引导学生观察、比较分析，从而认识事物的性质和变化规律。教师应充分发挥演示实验的作用，使学生全面观察实验现象，从中发现问题并解决问题，将形象思维转化为抽象思维，形成准确的概念和理论。

但在实际的课堂教学中，有很多因素会影响演示实验教学的效果。例如，教室里的学生很多，有可能不能顾及到全班所有的学生都能看到实验现象;有些实验像蒸腾作用实验需要提前进行实验操作准备才能在课堂上观察现象。这样就变成了教师讲操作，学生听、被动地观察实验现象，既不利于学生对生物实验现象的本质进行探索，也不利于学生科学思维能力的培养。因此，教师要多将一些演示实验变为学生可操作的探究性实验。

探究性实验是一种认知活动，通过对日常生活中一些现象进行观察，提出探究问题、假设，设计实验探索、分析研究得出结论来形成科学概念。它不仅关注“正确的实验结果”，更重要的是使学生经历探究过程，获取知识和技能，加强科学思维及科学探究的能力。探究性实验也可以培养学生的非智力因素，如兴趣、意志等的重要方式，完全符合现阶段“核心素养”提倡的重视学生的学习过程及科学思维方式的培养，锻炼学生的动手能力及解决问题的能力。当然，探究性实验也有一定的局限性，时间可能会持续得比较长。这可能也是大部分教师在实验教学中不采取的一个重要原因。

2 精选实验材料、注重思维态度的严谨性

教材选取了两支粗细相近的纸条作为实验材料，一枝叶片保留，一枝剪掉叶片。这样的选择和处理实际上是有问题的，这种状态和自然条件相差较远：正常情况下植物不可能直接生活在自来水中;植物吸收水分的主要器官是根，用枝条直接插在水中，不能正确地反映植物吸收水分的器官，会与学生先前已经建立起来的概念形成一定的偏差。只有从实际出发，才能反映事物的本质和规律，保证科学思维的严谨性。

所以在材料选择上，教师尽量要符合实际的生长环境。贴近自然才能使实验结果更加具有说服力，获得的概念也更加科学、严谨。针对这个实验，教师不妨可以选取三棵长勢、大小差不多的盆栽植物，一棵不做处理，第二棵去掉一半叶片，第三棵去掉全部叶片。或者选取三棵长势、大小差不多的水培植物，一棵将叶片全部去掉，第二棵去掉一半，第三棵叶片全部保留。然后，把它们置于装入等量的无土栽培培养液的干净的玻璃容器中（如试管、锥形瓶）生长。第二种方案用到了玻璃容器，更有利于学生观察液面变化，归纳、总结植物蒸腾作用的相关知识。

3 优化实验装置，发展学生思维的发散性

优化实验装置是为了方便实验操作，缩短实验时间，增强实验效果。学生参与实验装置的优化有助于丰富学习经验并提升探究能力。明显的实验现象又助于学生归纳和概括出一般概念和原理，发展科学思维能力。

教材上针对这个实验提出了一个问题：比较两个瓶内水的液面高度是否发生变化？但教材上用来放枝条的实验装置是锥形瓶，锥形瓶横截面比较大，3h内的变化不是特别明显，需要足够长的时间才能看到明显的变化，即使变化了也没有具体的数据来定量的表示。所以在实验装置的准备中，教师可以选择横截面相对较小的试管作为容器，同时可以在试管壁上贴上刻度标尺。这样学生不仅能清楚地看到液面发生的变化，并且还能通过具体的数据进行比较分析，从而有助于得出科学的结论。

教师在引导学生优化实验装置的过程中，始终要坚持不急于指思路、抛答案，而是给出相关的信息，调动他们的想象力和发散性思维，逐步培养他们的科学思维能力和科学思维方法。

4 创新实验材料，发展学生思维的创造性

创造性思维是指产生新的思维成果，具有独创性的思维。它不是与生具有的，而是后天认真思考，培养锻炼出来的。教师在教学过程中需创设有利的创新环境，激发学生的好奇心与求知欲。

教材上通过观察套在有叶子枝条的塑料袋上有无小水珠判定是否发生蒸腾作用。其实，现象是否明显还与塑料袋的质量有关系，不是很透明的塑料袋现象观察不怎么明显，所以教师在实验中为学生准备了浙教版科学八年级下册书上提到的氯化钴试纸。该试纸干燥的时候呈现蓝色，遇到水分会呈现粉色。面对新材料，如何使用？为什么要这样做？还有没有其他方法？这些问题的提出和解决更能体现学生在自主探究实验中的创造力和科学思维能力。

有的小组提出用回形针直接将氯化钴试纸夹在叶片上。有的小组则提出直接用手将氯化钴试纸按在叶片上。但通过尝试，学生发现手上的汗水及空气里的水分也会使试纸颜色发生变化。这些因素会干扰到实验结果。此时，学生需要理性思维，大胆尝试。经过反复进行实验验证，学生觉得把回形针固定的叶片放在塑料袋中，塑料袋排除空气。或者用保鲜膜将氯化钴试纸和叶片紧紧的包裹起来。这两种方法不仅可以排除外界因素对实验的影响，也能获得实验效果。通过这样的设计方案，学生触类旁通探究了植物的蒸腾作用是否与茎有关。意外的是有些小组将叶片的上下表面都贴了氯化钴试纸，发现上下表皮散失的水分不一样多。这样的创新举动使学生有了新的发现。新的发现又刺激学生进行新一轮的探究，即探究上下表皮散发的水分不一样的原因。

正如我国著名数学家华罗庚所说：“人之可贵在于能创造性地思维。”学生和教师共同利用创新材料，形成最优方案，通过实验与思维紧密结合的创新实验设计，激发了学生探究热情和创造力，使课堂更加精彩。

教师在教学中要不断更新教育理念，传授正确知识，在实验教学中主动思考。只有教师对实验的思考、探究，才会有学生的探究，才能使学生在探究中理解科学概念，在解决问题中养成科学思维习惯。

参考文献：

[1]苏爱娣.“植物蒸腾作用的探究”的探究教学[J].课程教育研究，2014，（3）：24-25

[2]陈秋香.“基于发张学生科学思维的初中生物学实验创新"[J].中学生物教学，2018，（8）：48-50