丁素君,張會芬
(漯河醫學高等專科學校,河南 漯河 462002)
“滲透壓”是人民衛生出版社出版、黃南珍主編的《無機化學》第一版教材第四章第三節“稀溶液的依數性”中的內容,是稀溶液的依數性之一,教學內容安排兩學時。滲透壓是無機化學中與臨床醫學聯系最緊密、最直接的內容,臨床醫學中“輸液的濃度”、“水中毒”、“水腫”、“水鹽平衡”等均需應用滲透壓知識。
1.2.1 知識目標 掌握滲透壓的定義,滲透方向的判斷及滲透壓在醫學上的應用。
1.2.2 能力目標 能計算滲透濃度,能利用滲透壓知識解決生活中和醫學領域的實際問題。
1.2.3 素質目標 培養學生觀察現象和分析現象的能力,具有一定的邏輯思維能力。
1.3.1 教學重點 滲透現象、滲透壓的概念;滲透方向的判斷;滲透壓在醫學上的應用。
1.3.2 教學難點 滲透壓在醫學上的應用。
教學對象是三年制大專一年級新生,通過中學的學習,已經具有一定的化學基礎。但是考慮到藥學專業生源中文科生和理科生基礎的差異,需要教師精心設計課堂教學內容,分層次、分梯度地開展教學活動(分組討論、啟發、總結)[1];同時要適當降低課程難度,從易到難地引導學生學習,如講解“溶液的滲透壓與溫度”、“濃度的關系”時,可避免傳統教學中繁瑣地推導滲透壓定律[2]。
將問題導入課堂教學,以問題的解決為課堂目標;應用啟發式教學法,充分發揮學生的主體地位,將學生自己的觀察分析與教師的引導相結合;利用多媒體輔助教學,使教學內容更形象、更具體。
學習滲透壓概念時,可以采用小組合作學習法,以小組為單位,觀察實驗—分析問題—回答問題—歸納總結;還可以采用類比學習法,學習“滲透濃度”時,與范特荷甫公式中的濃度相比較,通過現象抓本質,并通過判斷滲透方向,解決有關滲透壓的問題。
課堂導入部分,教師可將生活中和滲透壓有關的問題引入課堂,從而拉近學生與課本間的距離,例如提出以下幾個問題。
(1)腌制蔬菜時,往新鮮蔬菜上撒鹽,蔬菜會失水發蔫,為什么?
(2)海水魚不能在淡水中生活,為什么?
(3)臨床上輸液時使用的生理鹽水濃度是9 g/L,濃度過大或過小都會引起嚴重的后果,甚至會導致患者死亡,為什么?
解決這3個問題都需要學習滲透壓知識,由此導入本課。
教師引導學生回憶中學學習的擴散現象(如將少量濃糖水在不加攪拌的情況下緩慢滴入一杯純水中,經過一段時間靜置后會得到一杯均勻的糖水),為學習滲透現象做鋪墊,因為滲透是特殊條件下的擴散現象,并強調擴散現象發生的條件:純溶劑與溶液間或稀溶液與濃溶液間。接下來教師提出問題:如果用半透膜將純水與蔗糖溶液隔開,會發生什么現象?
教師用課件展示純水與蔗糖溶液間滲透的實驗,引導學生觀察實驗現象:溶液一側液面升高,進而提問為什么會得到這樣的實驗結果,讓學生分組進行分析討論,并推選小組代表發言。學生在分析的過程中,往往會存在誤區:很多學生認為溶液一側液面升高是由于純水一側水分子向溶液一側擴散。教師應及時引導學生往正確的方向思考:半透膜兩側的水分子會同時向另一側擴散,但水分子數量不同。學生再一次經過討論就基本可以做出正確回答:由于膜兩側單位體積內水分子的數目不同,單位時間內由純水一側向另一側擴散的水分子數目多于由溶液一側向另一側擴散的水分子數目,經過時間累積導致溶液一側液面升高。經過以上的分析討論過程,教師最終可以引導學生總結出滲透現象的定義、滲透發生的條件、滲透方向的判斷方法(單位體積內水分子多的一方指向水分子少的一方)及滲透壓的定義。
教師引導學生直接由范特荷甫公式Π=icRT得到溶液的滲透壓與濃度、溫度的關系(滲透壓定律):當溫度一定時,非電解質稀溶液的滲透壓與溶液的物質的量濃度成正比,與溶質的種類無關。而對于強電解質溶液,需要引入糾正系數i(一個強電解質“分子”電離出的離子的數目)。為加深學生對糾正系數i的印象,教師可講述范特荷甫與阿累尼烏斯之間的故事:范特荷甫提出滲透壓定律之初,無法對糾正系數i做出科學解釋。此時,另一位科學家阿累尼烏斯提出了電離學說,認為強電解質的一個“分子”在水中可電離出若干(i)個離子。電離學說在當時廣受抨擊,但當范特荷甫看到電離學說時卻欣喜萬分,認為電離學說為滲透壓定律中的i值做出了合理的解釋,由此兩位科學家在科學研究的道路上成為知音[3]。
教師首先介紹體液中滲透活性物質的概念,進而提出新的知識點——滲透濃度。為形成有效的記憶鏈,教師應引導學生將滲透濃度與范特荷甫公式中的濃度部分比較,并得出結論:滲透濃度其實就是范特荷甫公式中的濃度部分,同樣,對于強電解質溶液要乘以糾正系數i,但要注意的是滲透濃度常用單位是mmol/L。最后教師借助例題對學生滲透濃度的計算能力進行強化。
教師首先介紹醫學上的等滲溶液、低滲溶液、高滲溶液的概念,接下來用課件展示紅細胞在3種不同類型溶液中的形態,經過師生共同分析討論,從而解決課堂伊始提出的問題:為什么臨床大量輸液時所輸的氯化鈉溶液是9 g/L。因為9 g/L的氯化鈉溶液是等滲溶液,能使紅細胞保持正常的形態和生理功能。最后,教師例舉醫學上常用的等滲溶液,并要求學生記憶。
教師首先介紹晶體滲透壓、膠體滲透壓的概念,接下來引導學生利用所學知識分析臨床上細胞失水、水中毒、水腫等現象產生的原因。提示學生從滲透壓對生物膜兩側水分、鹽分的調節這個角度進行分析,只要能正確分析出滲透方向,問題便迎刃而解。之后提出類似問題讓學生課下思考:給患者換藥時常用生理鹽水沖洗傷口,若用純水好不好?配制眼用制劑時要不要考慮所配溶液的濃度問題?最后,教師要有意識地強調“生命現象的化學本質”及化學與醫學的緊密聯系[4],從而進一步激發醫學生學習化學的興趣。
教師引導學生總結本課的知識要點,強調解決滲透壓問題時應抓住滲透方向這一原則,最后給學生布置作業。
對怎樣進一步與學生互動、調動學生參與的積極性進行反思。
[1]李鳳麗,效志剛.醫專臨床專業醫學化學“緩沖溶液”說課設計方案[J].科技致富向導,2011(33):164,183.
[2]張勇.“溶液的滲透壓”教學設計[J].科技資訊,2010(23):187-189.
[3]黃南珍.無機化學[M].北京:人民衛生出版社,2003.
[4]馬瑞菊.化學課程資源的開發利用探究——溶液的滲透壓教學設計[J].時代教育:教育教學刊,2008(11):291.■