“观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响”实验改进与优化

秦伟艳

摘要：本文通过对实验材料、实验方法、实验过程与结果的一系列改进和优化，达到使实验现象更明显，实验过程更严谨，实验结论的得出过程更符合学生的认知特点等目的。

关键词：实验改进；材料；方法；过程；结果

中图分类号：G633.91文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）06-0145

“观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响”是苏科版初中《生物学》七年级上册第四章第2节中的探究实验。该实验是帮助学生理解植物细胞吸水和失水原理的经典实验。该实验不仅可以帮助学生形成“细胞失水和吸水”等概念，还可以培养学生的“科学思维”和“科学探究”等重要的生物学科核心素养。这部分内容是教学中的难点。基于初中生的认知特点，笔者对该实验进行了部分优化和改进。

一、实验材料的改进

原教材中选取的实验材料为萝卜的根。植物主要通过根从土壤中吸收水分，有些植物也可以利用叶吸收水分，另外水分在植物体内也可以在不同的细胞之间进行运输。这些水分吸收或者运输的原理与根从土壤中吸收水分的原理相同。因此，为了让学生能够更灵活地运用该原理，在选取实验材料的时候，笔者除了选取了萝卜的根，还选用了白菜的叶、芹菜的茎等部位。这样做，不仅可以提高实验的信度，还可以避免学生对该原理的片面理解。

二、实验方法的改进

1.对萝卜的处理

教材中对萝卜的处理方式是切取大小粗细相等的两根长条。在实际的操作中，学生因动手能力的差异，往往会出现切取的萝卜粗细、长短不一以及由于切取部位的不同而造成的实验结果的现象不明显等问题。这些操作上的失误和差异既不利于学生养成严谨的科学作风也可能会导致实验结果的偏差。因此，笔者选取用打孔器切取萝卜的方法。如图1所示，用打孔器沿萝卜段四周相同部位切取萝卜条。该处理方法可以避免上述问题的出现。（效果如图2）

2.萝卜条的数量

教材中选取两根萝卜条实验。由于本实验需要测量萝卜条实验前后长度的变化，如果萝卜条数量少容易造成实验误差过大。因此在实验的过程中将萝卜条的数量从2条增加到12条，最后通过测量计算出每组萝卜条的长度平均值，使实验数据更精确，实验结论更有说服力。

3.容器的改进

在本实验中笔者将烧杯改用为锥形瓶。锥形瓶底大口小，直径较小的瓶颈处液面高度变化比烧杯易观察，使实验效果更明显。

4.对照实验的优化

教材中的实验用浓盐水和清水两组进行对照，通过硬度、长度等的变化说明结论。在观察萝卜萎蔫的过程中并没有将萝卜自身水分的散失考虑在内。实验优化后将增设一组空白对照，即在空白锥形瓶中放入萝卜条，通过这一组对照的设置让实验更加严密，培养学生进行科学探索时严谨求实的作风。

5.减小误差的几处改进

实验误差不可避免，但是可以通过一些方法的改进减小误差。例如實验萝卜条数由 2条增加至12条；实验组数由2组（浓盐水和清水组）增加至3（浓盐水、清水、空白对照组）组再增加至5组（空白、清水、淡盐水、浓盐水、较浓盐水）；萝卜条用打孔器制备以保证每个萝卜条的大小粗细一样；为防止水分蒸发带来的影响，可以将锥形瓶口用保鲜膜扎紧等。（如图3、4）

三、实验过程的优化

在实验过程中，除了设置空白、清水、浓盐水等溶液进行实验外，还需要对实验进行再探究，对实验的溶液浓度进行梯度化处理。因七年级学生还没有溶液浓度的概念，因此在实验的过程中使用空白、清水、淡盐水、浓盐水、较浓盐水等模糊性词语，以示各溶液在浓度上存在的差异。

1.实验过程

（1）取新鲜的萝卜（白菜、芹菜），用打孔器切取大小粗细相等的萝卜条12根，测量它们的长度并记录下来。（2）将萝卜条平均分为三组，分别放入盛有等量清水、浓盐水和空的锥形瓶中。（3）锥形瓶口用保鲜膜包住，并用橡皮筋扎好。锥形瓶液面作好标记。（4）一段时间后，取出萝卜条，用手捏一捏，感受它们的硬度，再用尺测量它们的长度。

2.实验现象

（1）清水中的萝卜条变硬、变长。锥形瓶中液面下降。（2）浓盐水中萝卜条变软、变短。锥形瓶中液面上升。

3.实验结论

萝卜条在清水中吸水，在浓盐水中失水。

4.再探究实验

（1）另配置淡盐水和较浓盐水。（2）将萝卜条8条平均分为两组，分别放入盛有淡盐水和较浓盐水的锥形瓶中。（3）锥形瓶口用保鲜膜包住，并用橡皮筋扎好。锥形瓶液面作好标记。（4）一段时间后，取出萝卜条，用手捏一捏，感受它们的硬度，再用尺测量它们的长度

5.实验现象

（1）清水、淡盐水中的萝卜条变硬、变长。锥形瓶中液面下降。（2）浓盐水、较浓盐水中萝卜条变软、变短。锥形瓶中液面上升。

6.实验结论

萝卜条在低浓度溶液中吸水，在高浓度溶液中失水。

四、观察结果的优化

本实验通过观察感受萝卜条的硬度变化、长度变化得出相关的实验结论。除此以外还可以通过观察锥形瓶液面的变化更好地说明植物处于吸水或失水状态。测得的实验数据利用表格的形式展示，各实验组与对照组的数据一目了然，便于得出结论。

本节实验课，体现了生物教学在做实验中探究学习的特点。通过改进实验，让实验过程更科学、严谨，各个环节间更具逻辑性，结论更具有说服力。实验的优化和创新促进学生生物学科素养的提高。通过再探究活动培养学生的科学思维和实验设计能力。同时有助于他们形成严谨的科学作风。在实验中，学生通过硬度变化感受细胞吸水和失水，通过测量长度和观察液面高度变化加深对细胞吸水和失水的理性认识，实验的改进和优化不仅可以提高学生的学习兴趣，同时也为后续学习中形成科学思维方式打下坚实的基础。

（作者单位：江苏省太仓市明德初级中学215431）