摘 要: 演示實(shí)驗(yàn)是教師在課堂上結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),它是學(xué)生觀察和獲得感性認(rèn)識(shí)的重要源泉,是一種直觀教學(xué)手段?!皾B透現(xiàn)象”是高中生物學(xué)中的經(jīng)典演示實(shí)驗(yàn),課本上此實(shí)驗(yàn)的裝置有明顯的優(yōu)點(diǎn),但也給我們留下思考和創(chuàng)造的空間。
關(guān)鍵詞: 滲透現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 探討
“滲透現(xiàn)象”是高中生物學(xué)中的經(jīng)典演示實(shí)驗(yàn),課本上此實(shí)驗(yàn)的裝置有明顯的優(yōu)點(diǎn),但也給我們留下思考和創(chuàng)造的空間。
1.半透膜的選擇
教材選用的是一種半透膜——玻璃紙即賽璐玢,學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò),且很難買到。在具體操作時(shí)可以用花生種皮、魚(yú)鰾或卵黃膜代替。筆者在實(shí)驗(yàn)室用的是魚(yú)鰾,簡(jiǎn)便易得且面積大利于捆綁,滲透作用發(fā)生得比較快。
2.長(zhǎng)頸漏斗的選擇
長(zhǎng)頸漏斗口的直徑較大捆扎半透膜較困難,在操作中,常出現(xiàn)捆扎不嚴(yán)或半透膜破損的情況,且所綁半透膜受到蔗糖溶液的壓力而下沉,影響液面高度的變化。通過(guò)漏斗頸向裝置內(nèi)加入蔗糖溶液也較困難。用燒杯注入,容易溢出,用滴管注入費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)用移液管代替長(zhǎng)頸漏斗,移液管直徑很小,在有限時(shí)間內(nèi)液面上升較多,現(xiàn)象明顯。
3.蔗糖溶液的選擇
課本選擇的清水和蔗糖溶液都是無(wú)色的,即使液面上升也不易觀察。筆者在操作時(shí)在蔗糖溶液中加一定量紅墨水或藍(lán)墨水,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰可見(jiàn),增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的有效性,也可用高錳酸鉀—蔗糖溶液替代蔗糖溶液。
4.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)置
教材中的實(shí)驗(yàn)裝置就一套即:倒置漏斗內(nèi)是一定濃度的蔗糖溶液,膜外是清水的實(shí)驗(yàn)組,不能推理說(shuō)明滲透作用發(fā)生所需的兩個(gè)必要條件,也不利于對(duì)學(xué)生講述有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。如:對(duì)照原則、單因子變量原則等。我們?cè)鲈O(shè)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)以增強(qiáng)說(shuō)服力。
?。?)對(duì)照實(shí)驗(yàn)1:自變量為是否具有半透膜。
如下圖1所示:A組和B組的膜內(nèi)都是一定濃度的蔗糖溶液,燒杯內(nèi)的溶液為清水,不同的則是A組用魚(yú)鰾膜,而B(niǎo)組用塑料紙隔離蔗糖溶液和清水。設(shè)置好后都用鐵架臺(tái)固定好并調(diào)節(jié)好兩個(gè)移液管的液面在同一適當(dāng)高度,各作上標(biāo)記。請(qǐng)學(xué)生預(yù)測(cè)圖1中兩個(gè)裝置最終的液面變化情況。等實(shí)驗(yàn)結(jié)果,即A移液管內(nèi)液面上升,B移液管液面基本不變出現(xiàn)以后,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)A組和B組對(duì)照得出滲透作用發(fā)生的條件之一:必須具有半透膜。
?。?)對(duì)照實(shí)驗(yàn)2:再增加C、D兩組實(shí)驗(yàn)組如下圖2。
C組和A組的裝置是一樣的魚(yú)鰾膜,蔗糖溶液和清水的擺放位置恰好相反。D組魚(yú)鰾膜內(nèi)外都是同樣濃度的蔗糖溶液。設(shè)置好后都用鐵架臺(tái)固定好,調(diào)節(jié)三個(gè)移液管的液面在同一適當(dāng)高度,各作標(biāo)記。請(qǐng)學(xué)生參考A管液面變化,預(yù)測(cè)圖2中C、D裝置液面的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是C移液管液面下降,D移液管液面基本不變。A組和C、D組之間對(duì)照使學(xué)生理解滲透作用發(fā)生的另一個(gè)條件:半透膜兩側(cè)的溶液必須具有濃度差。課堂上實(shí)驗(yàn)操作可以四組實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行,分析時(shí)則采用AB對(duì)照,ACD對(duì)照。由學(xué)生分析結(jié)果和對(duì)照的目的,既演示了實(shí)驗(yàn),又貫穿了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,可謂理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。
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