制作简易渗透装置 拓展教材演示实验*

拦生发 马小明

（甘肃省临夏中学 甘肃临夏 731100）

准确认识渗透作用是学生深入理解细胞吸水与失水原因的基础。人教版高中生物学教材必修1第4章第1节“问题探讨”中以图片形式展示了渗透现象［1］。但仅凭图片，学生对实验现象的可信度存在疑问，所以，实验演示成为许多教师的选择，其中“玻璃纸-漏斗”装置是教学中常见的演示装置［2］。但是，玻璃纸毕竟不是生物膜，模拟生物膜说服力不强；此外，利用该装置只能演示渗透现象，学生在此过程中只能获得感性知识，没有能力、情感态度方面的提升。本文以学生自制简易渗透装置的活动为例，阐述如何通过自制教具活动实现学生知识、能力、情感态度价值观的综合发展。

1 制作装置前的引导

教师先利用教材中介绍的玻璃纸作为半透膜演示渗透现象，然后提出困惑：“玻璃纸与生物膜的结构相差甚远，你的周围有没有可以使用的生物膜用于做渗透装置？”学生的探究欲望被激起，纷纷提出屠宰动物的膀胱、鱼漂、鸡蛋内膜等。教师顺势布置任务：“分别利用这些材料制作渗透装置，会遇到哪些困难？如何克服这些困难制作一个精美的渗透装置？请大家课后以小组为单位，选择1种材料，设计并制作渗透装置。”

教师鼓励学生利用日常生活中能接触到的实物制作实验简易装置，使学生的学习从教材走向生活。

2 分析困难，提出解决思路和方法

有3～4个小组选择用鸡蛋内膜作为材料制作渗透装置，其中1组的设计方案很有新意（以下以该组的制作过程为例阐述）。在该组的设计方案中指出制作渗透装置可能遇到的困难：1）如何去掉鸡蛋外壳，获得纯净的鸡蛋内膜？2）怎样让薄薄的内膜有支架可依？3）如何具体制作渗透装置？相应地提出了解决思路和方法：1）利用碳酸钙与盐酸反应原理，溶解鸡蛋外壳；2）仅去除鸡蛋1/3外壳，这样既不会影响实验的使用和观察，又解决了内膜无支架的难题；3）鸡蛋另一侧开一个小孔，将玻璃管插入其中并固定，可以得到渗透装置。

对既定的任务指出将要面临的困难，并提出解决的思路和方法，对学生逻辑思维能力、批判性思维能力的提升有很大帮助。

3 制作过程

3.1 材料器具与试剂 鸡蛋（或鸭蛋等）1～2个；玻璃管（长 20 cm、直径 0.3 cm）1根；镊子 1把；橡胶接头 1个；胶头滴管 1个；烧杯（100 mL）2个；胶水；凡士林；4 mol/L HCl溶液。

3.2 过程

1）去除蛋清和蛋黄。在决定插玻璃管的位置，先滴1滴盐酸，使蛋壳变薄，再用解剖针扎开一小孔，然后用镊子轻轻夹取，形成一个直径0.5 cm左右的小孔。用去掉针头的针管吸取蛋清和蛋黄，直到去除干净（图1a）。

2）去除小孔对侧1/3蛋壳。将去掉蛋清和蛋黄的蛋壳，1/3浸入小烧杯内的盐酸中，一段时间后即可看到部分蛋壳溶解、内膜显露（图1b）。

3）连接玻璃管。玻璃管套一个塑料软管，一端伸入鸡蛋壳小孔，深度约为鸡蛋长径的1/2。用胶水将塑料软管与蛋壳固定，并用凡士林密封，得到最终装置（图1c）。

图1 简易渗透装置制作过程

4）装置实用性检测。从管口注入含有红墨水的蔗糖溶液50 mL（图2a）→用红色粉笔标记液面位置（图2b）→将装置置于装有清水的烧杯中（尽量使装置内、外液面一致）（图2c）→观察装置内液面的变化，20 min后液面明显上升 （图2d），而烧杯内的清水依旧无色，说明渗透装置制作成功。

学生通过小组形式制作渗透装置，有助于形成团队协作意识；同时，制作并验证作品实用性，对培养学生动手能力有极大的帮助。

图2 利用自制渗透装置进行渗透实验

4 装置自评与互评

装置制作完成后，让学生展示和介绍自己小组的作品，在班级内进行自评与互评。该组对装置的自评：1）利用鸡蛋（鸭蛋、鹅蛋等）为主要材料制作渗透装置，来源广，制作简单，实用性强；2）该装置有近2/3蛋壳做支架，便于操作；3）该装置在实验室可以进行，也可在家中制作，有利于实验的生活化、普及化。之后，其他小组指出该装置的不足与改进思路：1）装置注入溶液应注满整个鸡蛋，使液面到达玻璃管，这样观察液面变化更明显，用时也更少；2）鸡蛋内膜长期放置易变质，该装置能否长时间保存，能否重复利用，是否应标注“保质期”？3）玻璃管应选用带刻度的，这样可计算溶液渗透压大小；4）生物膜具有选择透过性，该装置能否验证膜的选择透过性？5）盐酸去外壳的时候会不会对内膜活性造成破坏？这些意见和建议再次对学生提出挑战。

在班级内进行自制装置的自评与互评，是反思、改进、升华的过程，不仅有利于学生逻辑思维、批判性思维、归纳、概括、审视与论证等能力的培养，也有利于增强学生的集体意识、合作意识。

5 小结

在简易装置的制作过程中，学生首先要弄清楚制作的原理，其次需进行选材和处理，迫使他们走出教材、走进生活；共同探讨制作中遇到的问题，有助于团队合作意识的培养，使学生从学习的“独行者”成为集体中的一员。这样的教育才是对学生终身有用的教育，才是新世纪需要的教育。