制作簡易滲透裝置 拓展教材演示實驗*

攔生發 馬小明

（甘肅省臨夏中學 甘肅臨夏 731100）

準確認識滲透作用是學生深入理解細胞吸水與失水原因的基礎。人教版高中生物學教材必修1第4章第1節“問題探討”中以圖片形式展示了滲透現象［1］。但僅憑圖片，學生對實驗現象的可信度存在疑問，所以，實驗演示成為許多教師的選擇，其中“玻璃紙-漏斗”裝置是教學中常見的演示裝置［2］。但是，玻璃紙畢竟不是生物膜，模擬生物膜說服力不強；此外，利用該裝置只能演示滲透現象，學生在此過程中只能獲得感性知識，沒有能力、情感態度方面的提升。本文以學生自制簡易滲透裝置的活動為例，闡述如何通過自制教具活動實現學生知識、能力、情感態度價值觀的綜合發展。

1 制作裝置前的引導

教師先利用教材中介紹的玻璃紙作為半透膜演示滲透現象，然后提出困惑：“玻璃紙與生物膜的結構相差甚遠，你的周圍有沒有可以使用的生物膜用于做滲透裝置？”學生的探究欲望被激起，紛紛提出屠宰動物的膀胱、魚漂、雞蛋內膜等。教師順勢布置任務：“分別利用這些材料制作滲透裝置，會遇到哪些困難？如何克服這些困難制作一個精美的滲透裝置？請大家課后以小組為單位，選擇1種材料，設計并制作滲透裝置。”

教師鼓勵學生利用日常生活中能接觸到的實物制作實驗簡易裝置，使學生的學習從教材走向生活。

2 分析困難，提出解決思路和方法

有3～4個小組選擇用雞蛋內膜作為材料制作滲透裝置，其中1組的設計方案很有新意（以下以該組的制作過程為例闡述）。在該組的設計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，獲得純凈的雞蛋內膜？2）怎樣讓薄薄的內膜有支架可依？3）如何具體制作滲透裝置？相應地提出了解決思路和方法：1）利用碳酸鈣與鹽酸反應原理，溶解雞蛋外殼；2）僅去除雞蛋1/3外殼，這樣既不會影響實驗的使用和觀察，又解決了內膜無支架的難題；3）雞蛋另一側開一個小孔，將玻璃管插入其中并固定，可以得到滲透裝置。

對既定的任務指出將要面臨的困難，并提出解決的思路和方法，對學生邏輯思維能力、批判性思維能力的提升有很大幫助。

3 制作過程

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

3.2 過程

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，再用解剖針扎開一小孔，然后用鑷子輕輕夾取，形成一個直徑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）去除小孔對側1/3蛋殼。將去掉蛋清和蛋黃的蛋殼，1/3浸入小燒杯內的鹽酸中，一段時間后即可看到部分蛋殼溶解、內膜顯露（圖1b）。

3）連接玻璃管。玻璃管套一個塑料軟管，一端伸入雞蛋殼小孔，深度約為雞蛋長徑的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 簡易滲透裝置制作過程

4）裝置實用性檢測。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、外液面一致）（圖2c）→觀察裝置內液面的變化，20 min后液面明顯上升 （圖2d），而燒杯內的清水依舊無色，說明滲透裝置制作成功。

學生通過小組形式制作滲透裝置，有助于形成團隊協作意識；同時，制作并驗證作品實用性，對培養學生動手能力有極大的幫助。

圖2 利用自制滲透裝置進行滲透實驗

4 裝置自評與互評

裝置制作完成后，讓學生展示和介紹自己小組的作品，在班級內進行自評與互評。該組對裝置的自評：1）利用雞蛋（鴨蛋、鵝蛋等）為主要材料制作滲透裝置，來源廣，制作簡單，實用性強；2）該裝置有近2/3蛋殼做支架，便于操作；3）該裝置在實驗室可以進行，也可在家中制作，有利于實驗的生活化、普及化。之后，其他小組指出該裝置的不足與改進思路：1）裝置注入溶液應注滿整個雞蛋，使液面到達玻璃管，這樣觀察液面變化更明顯，用時也更少；2）雞蛋內膜長期放置易變質，該裝置能否長時間保存，能否重復利用，是否應標注“保質期”？3）玻璃管應選用帶刻度的，這樣可計算溶液滲透壓大小；4）生物膜具有選擇透過性，該裝置能否驗證膜的選擇透過性？5）鹽酸去外殼的時候會不會對內膜活性造成破壞？這些意見和建議再次對學生提出挑戰。

在班級內進行自制裝置的自評與互評，是反思、改進、升華的過程，不僅有利于學生邏輯思維、批判性思維、歸納、概括、審視與論證等能力的培養，也有利于增強學生的集體意識、合作意識。

5 小結

在簡易裝置的制作過程中，學生首先要弄清楚制作的原理，其次需進行選材和處理，迫使他們走出教材、走進生活；共同探討制作中遇到的問題，有助于團隊合作意識的培養，使學生從學習的“獨行者”成為集體中的一員。這樣的教育才是對學生終身有用的教育，才是新世紀需要的教育。