4.1渗透现象创新实验方案-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

基于“科学探究”核心素养的渗透现象创新实验方案——说课 稿 各位评委老师好，我今天的说课题目是：渗透现象创新实验方案，我将从以 下四个方面来展开我的说课。 一、教材分析 《渗透作用》是人教版生物必修一第四章第一节课问题探讨中的一个演示实 验， 学生通过观察分析渗透现象， 认识半透膜的作用， 概括出渗透作用的概念以 及发生的条件， 为讲述动植物细胞通过渗透作用进行吸水和失水现象建立了良好 的知识铺垫。 根据课程标准的建议， 本节内容宜开展模拟实验来探究膜的透性， 力求为学 生提供更多的动手实践机会。同时学生也已经具备了一定的知识基础， 但是要从 分子水平理解渗透作用的原理， 仍然具有一定的难度。因此根据课标要求和学生 实际，我确定了如下的教学目标。 1.生命观念：通过模拟实验结构模型，类比细胞的物质跨膜运输，形成结构 与功能观。 2.科学思维：通过提出问题、获取信息、设计实验、实施实验等过程发展科 学思维；运用类比、建模等思维方法解释细胞的物质跨膜运输。 3.社会责任：运用生物学的只是解决现实生活问题。 4.科学探究：通过体验探究过程，掌握科学探究的基本思路和方法，提高科 学探究的实践能力。 接下来我将着重介绍创新实验的设计过程：首先，我在课堂上为学生演示了 课本上的经典实验。但在实验过程中学生很快发现了以下问题： 1.漏斗口下端面积较大，所需的半透膜材料更多。且气密性较差。 2.漏斗管径较小，加液困难。（大概需要 30-40 滴管） 3.蔗糖溶液无色，实验现象难以观察。 4.倒置的长颈漏斗管径较小，铁架台铁夹难以夹住。 5.漏斗、烧杯均为玻璃制品，容易破碎，安全性差。 针对这些问题，我和学生建立了研究性学习小组，尝试对本节实验进行改进。 首先是对半透膜选材的改进：关于教材中提到的半透膜材料玻璃纸，又叫赛 路芬， 在课前我通过制作调查问卷对学生进行调查， 结果显示， 大部分学生并不 清楚玻璃纸是什么， 有何用途。并且玻璃纸不是真实的生物材料， 缺乏实验的说 服力。经学生查阅资料后， 分组讨论进行实验修改， 将半透膜材料替换成他们比 较熟悉的生物材料， 比如卵壳膜， 洋葱鳞片叶内表皮， 猪肠衣， 海带等等。通过 学生们的实验操作， 发现卵壳膜等生物材料在制备过程中难度较大， 而猪肠衣的 保存和使用更为简便，所以同学们选择了猪肠衣作为实验材料。 于是我们就在教材经典实验的基础上进行了实验装置的第一次改进，把漏斗 换成了坚实的塑料吸管， 将玻璃纸换成猪肠衣， 然后将蔗糖溶液替换成滴加红墨 水的蔗糖溶液， 改进后的实验装置半透膜更好固定， 且渗透现象的观察也相对明 显一些。但它的缺点也很突出， 渗透作用发生的面积比较小， 速度相对较慢。针 对本次改造装置中面积小的问题， 加上学生在练习中受到 U 形管问题的启发， 同 学们又进行了第二次改进。他们将平时生活中的废旧外卖饭盒从中间剪开， 用密 封条包边， 外面再加一个饭盒固定住， 在中间加入半透膜， 这样就得到了一个以 半透膜为均分的饭盒， 两边分别倒入清水和蔗糖溶液。经学生操作后发现渗透的 作用的面积虽然增大了， 但也造成了液面差不明显， 且装置气密性较差， 容易漏 水。最后， 经同学们反复讨论， 给出了一些更好的设计方案， 并通过与淘宝卖家 的沟通，将装置进行定制。 下面由我来介绍下该装置。首先该装置解决了原装置中渗透膜水平放置的问 题， 可以缓解溶液的重力对实验现象的干扰。其次， 该实验装置上加了有刻度尺 的两个小圆细管， 这样就可以对实验现象做一些定量分析。并且该装置也可重复 使用，操作方便。 二、创新实验设计过程 下面由我来展示利用创新装置进行的改进后的实验。（此处播放视频：首先 在蔗糖溶液中滴加几滴红墨水， 将猪肠衣剪出合适的大小放在装置中央， 将装置 按顺序组装好， 用长尾夹进行固定， 用针筒分别吸取等量的蔗糖溶液和清水， 依 次注入到装置中， 将小圆细管安装好， 滴入相应的溶液进行定容， 使两侧液面高 度一致， 静置一段时间。现在我们可以观察到非常明显的实验现象， 蔗糖溶液一 侧的液面上升， 清水一侧的液面下降， 说明清水侧的水分子透过半透膜进入到蔗 糖溶液中，发生了渗透作用。） 本实验装置让同学们对渗透现象的进一步探究产生了非常浓厚的兴趣。我将 学生分为三个小组，让他们自主设计拓展实验。 三、拓展实验 第一小组的同学利用该装置来探究渗透作用发生的条件。他们设计并完成了 以下三组实验：从甲乙两组的实验现象中得出渗透作用的发生需要浓度差，从乙 丙两组的实验现象中得出渗透作用的发生需要半透膜， 从而自己总结出渗透作用 发生的两个条件。 第二小组的同学利用该装置来探究哪些物质可以透过半透膜，他们选用的材 料分别是淀粉和碘液。碘液属于离子而淀粉属于大分子， 他们首先对实验做出了