制作簡(jiǎn)易滲透裝置 拓展教材演示實(shí)驗(yàn)*

攔生發(fā) 馬小明

（甘肅省臨夏中學(xué) 甘肅臨夏 731100）

準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)滲透作用是學(xué)生深入理解細(xì)胞吸水與失水原因的基礎(chǔ)。人教版高中生物學(xué)教材必修1第4章第1節(jié)“問(wèn)題探討”中以圖片形式展示了滲透現(xiàn)象［1］。但僅憑圖片，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可信度存在疑問(wèn)，所以，實(shí)驗(yàn)演示成為許多教師的選擇，其中“玻璃紙-漏斗”裝置是教學(xué)中常見(jiàn)的演示裝置［2］。但是，玻璃紙畢竟不是生物膜，模擬生物膜說(shuō)服力不強(qiáng)；此外，利用該裝置只能演示滲透現(xiàn)象，學(xué)生在此過(guò)程中只能獲得感性知識(shí)，沒(méi)有能力、情感態(tài)度方面的提升。本文以學(xué)生自制簡(jiǎn)易滲透裝置的活動(dòng)為例，闡述如何通過(guò)自制教具活動(dòng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)的綜合發(fā)展。

1 制作裝置前的引導(dǎo)

教師先利用教材中介紹的玻璃紙作為半透膜演示滲透現(xiàn)象，然后提出困惑：“玻璃紙與生物膜的結(jié)構(gòu)相差甚遠(yuǎn)，你的周?chē)袥](méi)有可以使用的生物膜用于做滲透裝置？”學(xué)生的探究欲望被激起，紛紛提出屠宰動(dòng)物的膀胱、魚(yú)漂、雞蛋內(nèi)膜等。教師順勢(shì)布置任務(wù)：“分別利用這些材料制作滲透裝置，會(huì)遇到哪些困難？如何克服這些困難制作一個(gè)精美的滲透裝置？請(qǐng)大家課后以小組為單位，選擇1種材料，設(shè)計(jì)并制作滲透裝置?！?/p>

教師鼓勵(lì)學(xué)生利用日常生活中能接觸到的實(shí)物制作實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易裝置，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從教材走向生活。

2 分析困難，提出解決思路和方法

有3～4個(gè)小組選擇用雞蛋內(nèi)膜作為材料制作滲透裝置，其中1組的設(shè)計(jì)方案很有新意（以下以該組的制作過(guò)程為例闡述）。在該組的設(shè)計(jì)方案中指出制作滲透裝置可能遇到的困難：1）如何去掉雞蛋外殼，獲得純凈的雞蛋內(nèi)膜？2）怎樣讓薄薄的內(nèi)膜有支架可依？3）如何具體制作滲透裝置？相應(yīng)地提出了解決思路和方法：1）利用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)原理，溶解雞蛋外殼；2）僅去除雞蛋1/3外殼，這樣既不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的使用和觀(guān)察，又解決了內(nèi)膜無(wú)支架的難題；3）雞蛋另一側(cè)開(kāi)一個(gè)小孔，將玻璃管插入其中并固定，可以得到滲透裝置。

對(duì)既定的任務(wù)指出將要面臨的困難，并提出解決的思路和方法，對(duì)學(xué)生邏輯思維能力、批判性思維能力的提升有很大幫助。

3 制作過(guò)程

3.1 材料器具與試劑 雞蛋（或鴨蛋等）1～2個(gè)；玻璃管（長(zhǎng) 20 cm、直徑 0.3 cm）1根；鑷子 1把；橡膠接頭 1個(gè)；膠頭滴管 1個(gè)；燒杯（100 mL）2個(gè)；膠水；凡士林；4 mol/L HCl溶液。

3.2 過(guò)程

1）去除蛋清和蛋黃。在決定插玻璃管的位置，先滴1滴鹽酸，使蛋殼變薄，再用解剖針扎開(kāi)一小孔，然后用鑷子輕輕夾取，形成一個(gè)直徑0.5 cm左右的小孔。用去掉針頭的針管吸取蛋清和蛋黃，直到去除干凈（圖1a）。

2）去除小孔對(duì)側(cè)1/3蛋殼。將去掉蛋清和蛋黃的蛋殼，1/3浸入小燒杯內(nèi)的鹽酸中，一段時(shí)間后即可看到部分蛋殼溶解、內(nèi)膜顯露（圖1b）。

3）連接玻璃管。玻璃管套一個(gè)塑料軟管，一端伸入雞蛋殼小孔，深度約為雞蛋長(zhǎng)徑的1/2。用膠水將塑料軟管與蛋殼固定，并用凡士林密封，得到最終裝置（圖1c）。

圖1 簡(jiǎn)易滲透裝置制作過(guò)程

4）裝置實(shí)用性檢測(cè)。從管口注入含有紅墨水的蔗糖溶液50 mL（圖2a）→用紅色粉筆標(biāo)記液面位置（圖2b）→將裝置置于裝有清水的燒杯中（盡量使裝置內(nèi)、外液面一致）（圖2c）→觀(guān)察裝置內(nèi)液面的變化，20 min后液面明顯上升 （圖2d），而燒杯內(nèi)的清水依舊無(wú)色，說(shuō)明滲透裝置制作成功。

學(xué)生通過(guò)小組形式制作滲透裝置，有助于形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)；同時(shí)，制作并驗(yàn)證作品實(shí)用性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力有極大的幫助。

圖2 利用自制滲透裝置進(jìn)行滲透實(shí)驗(yàn)

4 裝置自評(píng)與互評(píng)

裝置制作完成后，讓學(xué)生展示和介紹自己小組的作品，在班級(jí)內(nèi)進(jìn)行自評(píng)與互評(píng)。該組對(duì)裝置的自評(píng)：1）利用雞蛋（鴨蛋、鵝蛋等）為主要材料制作滲透裝置，來(lái)源廣，制作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)；2）該裝置有近2/3蛋殼做支架，便于操作；3）該裝置在實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行，也可在家中制作，有利于實(shí)驗(yàn)的生活化、普及化。之后，其他小組指出該裝置的不足與改進(jìn)思路：1）裝置注入溶液應(yīng)注滿(mǎn)整個(gè)雞蛋，使液面到達(dá)玻璃管，這樣觀(guān)察液面變化更明顯，用時(shí)也更少；2）雞蛋內(nèi)膜長(zhǎng)期放置易變質(zhì)，該裝置能否長(zhǎng)時(shí)間保存，能否重復(fù)利用，是否應(yīng)標(biāo)注“保質(zhì)期”？3）玻璃管應(yīng)選用帶刻度的，這樣可計(jì)算溶液滲透壓大?。?）生物膜具有選擇透過(guò)性，該裝置能否驗(yàn)證膜的選擇透過(guò)性？5）鹽酸去外殼的時(shí)候會(huì)不會(huì)對(duì)內(nèi)膜活性造成破壞？這些意見(jiàn)和建議再次對(duì)學(xué)生提出挑戰(zhàn)。

在班級(jí)內(nèi)進(jìn)行自制裝置的自評(píng)與互評(píng)，是反思、改進(jìn)、升華的過(guò)程，不僅有利于學(xué)生邏輯思維、批判性思維、歸納、概括、審視與論證等能力的培養(yǎng)，也有利于增強(qiáng)學(xué)生的集體意識(shí)、合作意識(shí)。

5 小結(jié)

在簡(jiǎn)易裝置的制作過(guò)程中，學(xué)生首先要弄清楚制作的原理，其次需進(jìn)行選材和處理，迫使他們走出教材、走進(jìn)生活；共同探討制作中遇到的問(wèn)題，有助于團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的培養(yǎng)，使學(xué)生從學(xué)習(xí)的“獨(dú)行者”成為集體中的一員。這樣的教育才是對(duì)學(xué)生終身有用的教育，才是新世紀(jì)需要的教育。