課題：滲透作用演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)及教學(xué)

史云寅

【實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)】

1.說(shuō)出滲透作用的概念和條件;2.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度和精神。

【實(shí)驗(yàn)名稱】滲透作用的演示實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)器材】帶塞廣口瓶、雞蛋卵殼膜、紗布、清水、0.3g/mL蔗糖溶液、玻璃管、漏斗、打孔器、注射器、剪刀。

【實(shí)驗(yàn)裝置圖】

【實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備】

1.用打孔器在廣口瓶的木塞上打通兩個(gè)圓孔，將玻璃管和漏斗分別插入其中的一個(gè)圓孔中。

2.利用鹽酸浸泡雞蛋清除雞蛋外殼，在去除了外殼的雞蛋一端剪開(kāi)大小適中的口子，倒出蛋液，就得到了雞蛋卵殼膜，用清水清洗后，將其包裹在漏斗上，扎緊固定（如圖所示）。

3.利用注射器將0.3g/mL蔗糖溶液注入漏斗內(nèi)，直至漏斗的錐形區(qū)域充滿蔗糖溶液。

4.將廣口瓶灌滿清水，然后用帶有玻璃管和漏斗的木塞塞緊，此時(shí)玻璃管內(nèi)出現(xiàn)一定高度的水面，以這個(gè)高度為標(biāo)準(zhǔn)，利用注射器吸取蔗糖溶液，將漏斗里的蔗糖溶液補(bǔ)充至此高度（如圖1所示）。

【實(shí)驗(yàn)類型】

演示實(shí)驗(yàn)。

【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】

滲透作用發(fā)生的兩個(gè)條件。

【教學(xué)策略】

引導(dǎo)學(xué)生回憶“細(xì)胞膜制備的實(shí)驗(yàn)”，設(shè)疑：“為什么將紅細(xì)胞浸潤(rùn)在清水中一段時(shí)間后，紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破？”激發(fā)學(xué)生探索水分如何進(jìn)出紅細(xì)胞，以此來(lái)引出滲透現(xiàn)象。

【實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程】

T：請(qǐng)同學(xué)們回憶“細(xì)胞膜制備的實(shí)驗(yàn)”，設(shè)疑“為什么將紅細(xì)胞浸潤(rùn)在清水中一段時(shí)間后，紅細(xì)胞會(huì)吸水漲破呢？”水分子是如何進(jìn)出紅細(xì)胞的？接下來(lái)，讓我們一起來(lái)認(rèn)識(shí)一種物理現(xiàn)象。

T：展示實(shí)驗(yàn)裝置，準(zhǔn)備3組，分別編號(hào)為A、B、C組。

A組：選用雞蛋卵殼膜包裹漏斗上，廣口瓶中裝滿清水，膜內(nèi)裝入0.3g/mL的蔗糖溶液，具體安裝見(jiàn)【實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備】。

B組：選用紗布包裹漏斗上，其余同A組。

C組：廣口瓶和雞蛋卵殼膜內(nèi)都加入0.3g/mL的蔗糖溶液，其余同A組。

T：裝置安裝好以后，先給學(xué)生展示A組。

S：觀察A組現(xiàn)象，思考：

1.蔗糖分子和雞蛋卵殼膜（半透膜）兩側(cè)的水分子是否都能透過(guò)半透膜？

2.A組漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高，玻璃管內(nèi)液面下降？

3.漏斗管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限上升嗎？為什么？

（學(xué)生在回答第2題時(shí)，往往只會(huì)想到廣口瓶?jī)?nèi)的水分進(jìn)入雞蛋卵殼膜內(nèi)，而忽略了膜內(nèi)的水分也可以透過(guò)膜進(jìn)入廣口瓶，此時(shí)教師需結(jié)合第1題給予學(xué)生機(jī)關(guān)提示，最終讓學(xué)生能全面地解釋漏斗液面上升的原因，即單位時(shí)間單位體積內(nèi)水分從清水透過(guò)雞蛋卵殼膜擴(kuò)散到蔗糖溶液的量多于水分子從蔗糖溶液透過(guò)雞蛋卵殼膜擴(kuò)散到清水中的量，整體表現(xiàn)為漏斗管內(nèi)液面上升，玻璃管內(nèi)液面下降，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。）

T：進(jìn)一步設(shè)問(wèn)：

4.如果用一紗布代替雞蛋卵殼膜，漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)上升嗎？為什么？

5.如果廣口瓶中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？為什么？

S：大膽猜想可能的結(jié)果，并作出解釋。

T：如何驗(yàn)證你的猜想是否正確呢？

S：進(jìn)行試驗(yàn)。

T：同時(shí)展示B組和C組，請(qǐng)學(xué)生觀察兩組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能總結(jié)出要發(fā)生滲透作用，需具備哪些條件嗎？

S：半透膜和膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。

【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處】

1.經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的裝置相比課本實(shí)驗(yàn)裝置，無(wú)需鐵架臺(tái)固定，輕便易取。

2.整個(gè)裝置中加入的玻璃管，利用了物理上連通器的原理，通過(guò)漏斗管內(nèi)液面上升和玻璃管內(nèi)液面下降的鮮明對(duì)比，清楚地揭示了滲透原理。

3.教材的實(shí)驗(yàn)裝置就只有一套，不能推測(cè)說(shuō)明滲透作用發(fā)生所需的兩個(gè)必備條件，不利于課堂重點(diǎn)的教學(xué)。筆者上課時(shí)將其改為對(duì)照實(shí)驗(yàn)組。

（1）對(duì)照實(shí)驗(yàn)1：變量為半透膜。

A組和B組對(duì)照，使學(xué)生理解滲透作用產(chǎn)生的一個(gè)條件：必須具有半透膜。

（2）對(duì)照實(shí)驗(yàn)2：變量為膜兩側(cè)溶液。

A組和C組對(duì)照使學(xué)生理解滲透作用產(chǎn)生的另一個(gè)條件：半透膜兩側(cè)的溶液必須具有濃度差。

滲透作用的兩個(gè)條件就是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，從上面的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中可以得到深刻的理解。