课题：渗透作用演示实验的改进及教学

史云寅

【实验教学目标】

1.说出渗透作用的概念和条件;2.培养学生创新及勇于实践的科学态度和精神。

【实验名称】渗透作用的演示实验。

【实验器材】带塞广口瓶、鸡蛋卵壳膜、纱布、清水、0.3g/mL蔗糖溶液、玻璃管、漏斗、打孔器、注射器、剪刀。

【实验装置图】

【实验材料准备】

1.用打孔器在广口瓶的木塞上打通两个圆孔，将玻璃管和漏斗分别插入其中的一个圆孔中。

2.利用盐酸浸泡鸡蛋清除鸡蛋外壳，在去除了外壳的鸡蛋一端剪开大小适中的口子，倒出蛋液，就得到了鸡蛋卵壳膜，用清水清洗后，将其包裹在漏斗上，扎紧固定（如图所示）。

3.利用注射器将0.3g/mL蔗糖溶液注入漏斗内，直至漏斗的锥形区域充满蔗糖溶液。

4.将广口瓶灌满清水，然后用带有玻璃管和漏斗的木塞塞紧，此时玻璃管内出现一定高度的水面，以这个高度为标准，利用注射器吸取蔗糖溶液，将漏斗里的蔗糖溶液补充至此高度（如图1所示）。

【实验类型】

演示实验。

【教学重点和难点】

渗透作用发生的两个条件。

【教学策略】

引导学生回忆“细胞膜制备的实验”，设疑：“为什么将红细胞浸润在清水中一段时间后，红细胞会吸水涨破？”激发学生探索水分如何进出红细胞，以此来引出渗透现象。

【实验教学过程】

T：请同学们回忆“细胞膜制备的实验”，设疑“为什么将红细胞浸润在清水中一段时间后，红细胞会吸水涨破呢？”水分子是如何进出红细胞的？接下来，让我们一起来认识一种物理现象。

T：展示实验装置，准备3组，分别编号为A、B、C组。

A组：选用鸡蛋卵壳膜包裹漏斗上，广口瓶中装满清水，膜内装入0.3g/mL的蔗糖溶液，具体安装见【实验材料准备】。

B组：选用纱布包裹漏斗上，其余同A组。

C组：广口瓶和鸡蛋卵壳膜内都加入0.3g/mL的蔗糖溶液，其余同A组。

T：装置安装好以后，先给学生展示A组。

S：观察A组现象，思考：

1.蔗糖分子和鸡蛋卵壳膜（半透膜）两侧的水分子是否都能透过半透膜？

2.A组漏斗管内的液面为什么会升高，玻璃管内液面下降？

3.漏斗管内的液面会无限上升吗？为什么？

（学生在回答第2题时，往往只会想到广口瓶内的水分进入鸡蛋卵壳膜内，而忽略了膜内的水分也可以透过膜进入广口瓶，此时教师需结合第1题给予学生机关提示，最终让学生能全面地解释漏斗液面上升的原因，即单位时间单位体积内水分从清水透过鸡蛋卵壳膜扩散到蔗糖溶液的量多于水分子从蔗糖溶液透过鸡蛋卵壳膜扩散到清水中的量，整体表现为漏斗管内液面上升，玻璃管内液面下降，这种现象称为渗透作用。）

T：进一步设问：

4.如果用一纱布代替鸡蛋卵壳膜，漏斗管内的液面还会上升吗？为什么？

5.如果广口瓶中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？为什么？

S：大胆猜想可能的结果，并作出解释。

T：如何验证你的猜想是否正确呢？

S：进行试验。

T：同时展示B组和C组，请学生观察两组的实验现象，通过实验结果，你能总结出要发生渗透作用，需具备哪些条件吗？

S：半透膜和膜两侧的溶液具有浓度差。

【实验创新之处】

1.经过改进后的装置相比课本实验装置，无需铁架台固定，轻便易取。

2.整个装置中加入的玻璃管，利用了物理上连通器的原理，通过漏斗管内液面上升和玻璃管内液面下降的鲜明对比，清楚地揭示了渗透原理。

3.教材的实验装置就只有一套，不能推测说明渗透作用发生所需的两个必备条件，不利于课堂重点的教学。笔者上课时将其改为对照实验组。

（1）对照实验1：变量为半透膜。

A组和B组对照，使学生理解渗透作用产生的一个条件：必须具有半透膜。

（2）对照实验2：变量为膜两侧溶液。

A组和C组对照使学生理解渗透作用产生的另一个条件：半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。

渗透作用的两个条件就是本节课的重点和难点，从上面的对照实验中可以得到深刻的理解。