“渗透作用”演示实验的改进及教学组织

探析“渗透作用”演示实验的改进及教学组织渗透作用实验在人教版教材出现在第四章节，通过物质跨膜运输的实际案例，在该单元中将渗透作用作为主要的问题进行探究，这样可以将学生的学习兴趣全面的提升起来，培养学生的创新思维和创新意识，让学生的动手能力全面的提升起来，对学生整体生物知识学习具有非常关键的作用。

学生的实验能力是生物考试中的关键部分，也是培养学生生物学习能力的重要环节，为了取得较好的效果，在进行实验的过程中需要在对照实验的过程中，培养学生的观察能力和动手能力，让学生在“渗透实验”的过程中对对生物知识进行领悟。

一、实验方法分析在进行实验的过程中选取的仪器都是半透膜将长颈漏斗口进行密封，然后在容器内注入一定的溶液，将漏斗倒扣在烧杯中对实验现象进行观察，经过一段时间之后，可以看到漏斗内的液面出现上升的情况，并对实验的过程进行全面的观察和控制，培养学生的实际操作能力。

但是在进行实验的过程中，发现通过这种实验方法本身存在一定的问题，长颈漏斗出口处的半透膜容易在实验的过程中出现位移，导致实际注入的液体达不到实际要求的质量，影响实验的效果。

半透膜受到长颈漏斗中液体向下重力和烧杯中浮力影响，容易出现渗透现象不明显，甚至没有渗透的情况，实验的结果和教材不符，影响学生对教材实验的理解。

同时，在实验过程中因为是采用的是蔗糖溶液，通过长颈漏斗的颈部注入溶液的过程中，蔗糖溶液较为粘稠，因此在进行蔗糖溶液倒置再灌入的过程中容易出现因为甜度过高而造成的溶液粘在容器壁上，造成实验整体过程不流畅，对学生造成一定的困惑。

二、实验改进措施（一）改进半透膜材料的选取针对上述半透膜材料存在的问题，在进行实验的过程中可以将半透膜材料进行改进，使用卵壳膜取代原本的实验材料，但是通过实际实验观察可以发现这种方法时间消耗较长，因此在实验中可以选择软壳鸡蛋作为取代材料，在实验中收到的效果较好，可以避免传统的半透膜在实验中出现的位移，提升实验的整体质量，对实验效果进行更加的控制，减少实验中的突发事件。

高中生物渗透装置的教学改进及反思一、原渗透装置概述高中生物中，典型的渗透装置通常由一个半透膜袋（如玻璃纸或动物膀胱膜等），内装一定浓度的溶液，然后将其置于盛有另一种浓度溶液的烧杯中构成。

通过观察半透膜两侧溶液的液面高度变化来探究渗透现象及原理。

例如，当半透膜内为蔗糖溶液，外为清水时，水分子会从清水一侧通过半透膜向蔗糖溶液一侧扩散，导致蔗糖溶液一侧液面升高。

二、原装置存在的问题1. 现象不明显对于一些浓度差异较小的溶液组合，液面上升或下降的高度变化很缓慢且幅度小，在课堂有限的时间内难以让学生清晰观察到明显的渗透现象。

例如，当使用较低浓度的蔗糖溶液和浓度相差不大的水进行实验时，可能需要较长时间才能看到较为显著的液面变化。

2. 半透膜选择受限常用的半透膜如玻璃纸，其制作和安装相对繁琐，且容易破损。

动物膀胱膜的获取则存在一定的困难和不稳定性，同时这些半透膜的通透性可能会受到多种因素影响，导致实验结果的重复性不佳。

3. 实验误差较大装置的密封性对实验结果有较大影响，如果烧杯口与半透膜袋之间密封不严，容易导致外界空气进入或内部溶液渗漏，从而干扰液面高度的准确测量，使实验数据产生误差。

此外，溶液中的溶质可能会通过半透膜的微小孔隙扩散到另一侧，影响溶液浓度的准确性，进而影响渗透现象的观察和分析。

三、改进措施（一）装置结构改进1. 采用更直观的U型管装置设计原理：将传统的烧杯和半透膜袋组合改为U型管结构。

U 型管的一侧装入半透膜袋及溶液，另一侧装入另一种溶液，中间用活塞或夹子隔开。

这样的设计可以使液面高度的变化更加直观地在U型管两侧显示出来，便于学生观察和比较。

优点：①相比于烧杯装置，U型管的液面高度差更容易测量和读取，能够提高实验数据的准确性。

②U型管的结构相对稳定，减少了因装置晃动或倾斜等因素导致的实验误差。

2. 优化半透膜固定方式改进方法：在U型管的管口处设计一个专门的半透膜固定卡槽，将半透膜平整地固定在卡槽内，并用橡胶圈或夹子进行密封加固。

《渗透作用演示实验》的改进一、教材分析渗透现象演示实验位于人教育版高中生物《必修》第4章第1节开篇的问题探讨。

渗透作用是本节教学内容的一个难点，做好渗透作用演示实验是突破难点的重要教学手段。

通过实验的演示，让学生通过分析现象，认识半透膜的作用，概括出渗透作用的概念和发生渗透作用的两个条件，从而为本节讲述动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层都相关于一层半透膜及细胞吸水失水现象建立了良好的知识铺垫。

二、实验原型教材中的实验装置如上图所示，但在实际操作中遇到一些问题：（1）用玻璃纸或膀胱膜作为半透膜，取材处理不太容易，且玻璃纸与生物膜有一定差异。

（2）该装置中长颈漏斗呈下大上小的钟形，半透膜需套在下端，在实际操作中，由于钟形长颈漏斗下部口径大，要求制取的半透膜的面积较大，在套膜、结扎上较麻烦，经常会出现结扎不严密或半透膜破损等操作困难的问题。

另外长颈漏斗上部管径也不够细小，造成漏斗内水柱上升幅度小且速度缓慢，实验现象不明显。

（3）装置中的长颈漏斗是倒立的，通过漏斗颈向装置内加入溶液也非常麻烦。

三、实验改进与创新之处1、实验材料的选择与处理：常用的生物材料有鸡蛋的卵壳膜、鱼膘等，其中，鸡蛋膜取材方便，为较常使用的半透膜材料。

处理方法如下：在生鸡蛋稍尖的一端，轻轻敲出一小孔，倒出蛋清和蛋黄，留下蛋壳用清水洗净，然后浸泡在质量分数为15％的盐酸中15～20 min，使卵壳上的CaCO3溶解，最后用针挑去破裂的蛋壳，让完好的卵壳膜露出，洗净放入清水中备用（注：①挑蛋壳时不要损坏卵壳膜；②为了加强实验效果，卵壳膜最好随制随用，不宜放置过久）。

2、实验装置的改进滴加红墨水的蔗糖溶液（1）将倒置的长颈漏斗正立，这样就方便了溶液的注入。

在玻璃管的底部套上已制好的鸡蛋壳膜，用橡皮筋（或橡皮管）扎住，注意松紧要程度，过松会漏水，过紧了会损坏卵壳膜，也会造成漏水。

（2）用滴加几滴红墨水的蔗糖溶液代替无色的蔗糖溶液，既容易观察液面上升情况，也检验蔗糖分子是否通过卵壳膜而进入烧杯内液体中。

258学习版能够实现数学的自主学习。

另一方面,由于课堂教学的时间有限,教师可以积极利用课后的时间为学生提供具体指导,对于学生数学习题的完成情况给予点评,只有这样才能更好地帮助掌握数学学习的技巧和方法,让学生数学学习的质量得以提升。

(二) 对课后练习题目进行分层。

数学学科在小学教育阶段占据着非常重要的地位。

数学教师除了对课堂教学采取分层教学之外,还可以针对课后练习来进行分层,根据不同学生的不同学习水平来布置特定的课后练习,让学生能够对自己所学习的知识进行良好巩固,对学生的思维进行有效拓展,从而有效训练学生的思维能力。

为了较好地完成教学目标,教师需要对分层布置课后练习题的方式来对学生所学习的数学知识进行练习,对于那些学习比较差的学生,就可以多为他们安排一些基础性习题。

对于那些学习水平处在中等水平的学生,教师可以为学生在安排一定的基础习题上,再让学生做一些其他类型的题型。

让他们能够对多种类型的题目都能够较好地解答。

对于那些学习能力比较强的学生,除了为学生布置适当的基础习题之外,教师还需要让学生多做一些拓展性的题目来进行训练,开拓学生的视野。

（三）有效落实分层异步教学的评估。

一个良好的课堂评价能够让学生了解在学习中存在哪些不足,促进学生学习体系的建立,学习方法的掌握,学习思维的提升,学习习惯的养成以及学习沟通交流的互动。

分层异步教学手段要重视教学评价,根据相应的家偶尔目标,根据学生不同的学习层次,保证评价内容的客观性和真实性,有利于促进学生了解自身情况,不断进步,攻克数学学习中的大大小小难关。

为了保证课堂评估结果的效率,老师要注意评价的语气和方式,不可采用说教的预期,更多的是给予学生指导和建议。

综上所述,实施分层教学，对学生因材施教，可以更好地帮助学生提升数学学习的能力,带动学生的积极性, 同时教师运用分层教学思维模式的同时,要比较灵活的运用和熟练的掌握理解数学教案,对学生进行正确的引导,保留学生的个体性。

高中生物“渗透作用实验”的探索与改进作者：李晶来源：《中国科教创新导刊》2013年第24期摘要：“渗透作用演示实验”是普通高中人教版《生物》必修一教材中，细胞主要靠渗透作用吸收水分这一重要过程，设计了渗透作用与水分的流动演示实验。

通过多年教学实践对该实验进行了认真的研究探索和改进，并收到了很好的教学效果。

关键词：实验改进半透膜渗透作用中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）08（c）-0028-011 改进背景渗透现象是高中生物学新课程在讲述“水分子的跨膜运输”这一知识点时设置的演示实验。

设计了渗透作用与水分的流动演示实验，其具体方法是：在一个长颈漏斗的漏斗口处密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中，使漏斗管内液面与烧杯中清水的液面高度相等。

过一段时间，观察漏斗内液面的高度是否发生了变化。

想一想，这是为什么？该实验虽然设计简单，操作方便，但是仔细分析此实验，在一些实验设计方面存在一些不足之处。

其一，操作者不易向封闭的长颈漏斗内加入蔗糖溶液；其二，蔗糖溶液为透明的液体，实验现象不明显，特别是后排学生观察不到，实验效果不够理想；其三，做实验的关键材料——玻璃纸（又叫赛璐玢）有些中学不容易找到，以致实验不能正常进行。

针对这些情况，现将该实验进行探索与改进。

2 改进后的实验过程2.1 渗透作用的原理渗透作用：两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜），水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。

或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。

渗透现象发生的条件：（1）有半透膜；（2）半透膜两侧有浓度差。

2.2 改进方法一2.2.1 实验材料及器材新鲜的生鸡蛋1枚、0.4 g/ml蔗糖溶液、蒸馏水、红墨水、100 ml烧杯1个、250 ml烧杯1个、盐酸（质量分数为20%）、10 ml量筒1只、直径10 cm圆形硬纸板一个、剪刀、圆规、锥形漏斗。

『渗透作用』生物实验创新性改进及应用作者：***来源：《中小学班主任》2024年第02期［摘要］本文探讨“渗透作用”实验的创新改进，包括实验装置、实验材料、实验试剂等的创新改进，通过将教材实验插图设计成以学生为主导、以问题为导向的探究实验，培养学生的自主探究能力，并对实验的可行性和可推广性进行了总结分析。

［关键词］高中生物学；浙科版；渗透作用；实验创新；探究应用高中生物学倡导探究性学习，引导学生主动参与探究过程，逐步培养学生搜集和处理科学信息、分析和解决问题、交流与合作等方面的能力，重视培养学生的批判性思维、创新精神和实践能力。

“物质跨膜扩散”是浙科版高中生物学必修1“物质通过多种方式出入细胞”一节的教学内容，旨在让学生通过分析实验现象，认识半透膜及渗透作用，为学习“动植物细胞失水和吸水”打好基础。

教材提供的实验插图大致可描述为在盛有清水的烧杯上用玻璃棒悬挂一个透析袋，透析袋中装有一定浓度的溶液，然后观察透析袋体积前后是否发生变化，同时留意透析袋内外颜色的变化。

该实验设计简单、操作方便，但在实际操作中透析袋体积的变化不够明显，实验现象不易察觉，导致学生缺少直观体验，不利于培养学生的科学探究能力。

因此，笔者尝试从实验装置、半透膜材料、试剂等角度对该实验进行了创新改进，改进后可在短时间内观察到明显的实验现象，并辅以可进行实际操作的探究实验，促进学生对本节重要概念的生成与内化。

一、实验设计的目的性和科学性教材中渗透作用实验仅以插图的形式呈现，学生难以从中观察到明显的实验现象；采用透析袋充当半透膜，学生不明白透析袋与生物膜在功能上有什么等同性。

于是，笔者改用鸡蛋卵壳膜来代替透析袋，鸡蛋卵壳膜通透性接近生物膜，实验效果显著。

同时，笔者引导学生用中性笔的笔筒、橡皮筋等生活中的常见物品来组装渗透装置，用带有颜色的红糖水代替教材所用的淀粉溶液。

在中性笔笔筒外用尺子画上刻度，就可以更方便地观察单位时间内液面上升的高度。

课题：渗透作用演示实验的改进及教学作者：史云寅来源：《新课程·中旬》2015年第09期【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。

对“渗透作用”实验的完善策略和路径“渗透作用实验”是高中生物学课程中的经典实验,人教版高中生物(必修1)“分子与细胞”多年来一直沿用该实验作为突出这一章节重点、突破难点的辅助手段。

学生通过观看、分析渗透现象,认识生物膜的选择透过性,了解渗透作用及其发生条件,为进一步学习细胞的吸水和失水现象建立了良好的知识铺垫。

但如何做好该实验才能达到预期成效?教科书的渗透装置存在一些不足,笔者通过对其进行了探究和改进,取得了良好的实验成效。

现介绍如下,以供参考。

一、对实验装置的改进教材中的实验装置如图1所示,该装置中长颈漏斗呈下大上小的钟形,半透膜需套在下端,在实际操作中,由于钟形长颈漏斗下部口径大,要求制取的半透膜的面积较大,在实验材料的预备过程中专门难寻到理想的半透膜,而且在套膜、结扎上也较苦恼,经常会显现结扎不严密或半透膜破旧等操作困难的问题。

另外长颈漏斗上部管径也不够细小,造成漏斗内水柱上升幅度小且速度缓慢,实验现象不明显。

这留下了专门多摸索和制造的空间。

关于渗透作用演示实验装置的改进,已有许多教师做了专门多的尝试,笔者进一步将装置做了如下改进(图2)。

(1)用带刻度的移液管代替长颈漏斗。

由于长颈漏斗的玻璃管内径大,也没有刻度,因此管内液面上升速度慢,读数也不方便,而带有刻度的移液管能够短时刻内直截了当读取液面上升的高度。

注意在实验过程中要依照需要选择移液管的大小,假如移液管管径过小,易产动气柱,移液、装管困难;假如移液管管径过大,则实验现象不明显。

实验说明,用体积为5 mL的移液管(长颈的直径范畴在4~7 mm)成效较好。

(2)由于钟形长颈漏斗下部口径大,要求制取的半透膜膜面积较大,在实际操作中专门难找到合适大小的半透膜(生物膜),而且在套膜、结扎上较苦恼,因此将装置下部口径细化,将半透膜直截了当套在了移液管下端并结扎。

二、半透膜材料的选择该实验能否获得直观的成效,半透膜的选择至关重要。

半透膜材料大致可分为生物材料与非生物材料两种。

“渗透作用”演示实验的改进正现行全日制高中《生物》(必修)第一册(人教版)第58页对“渗透作用与水分的流动”的演示实验有如下叙述：“在一个长颈漏斗的漏斗口处密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中,使漏斗管内外液面的高度相等。

过一段时间,观察漏斗内液面的高度是否发生了变化。

想一想,这是为什么?”。

仔细分析此实验，在一些实验设计方面存在一些不足之处，如实验材料为玻璃纸(与生物膜有一定差异)；水柱上升幅度小且速度缓慢；蔗糖溶液为透明的液体，实验现象不明显，特别是后排学生观察不到，实验效果不够理想。

现将实验装置的几点改进、教学要点总结如下。

1．植物细胞对水分的吸收的理论基础植物细胞吸水的主要方式是渗透吸水。

细胞的渗透吸水取决于水势。

纯水的水势最高，定为零值，则其他溶液的水势就成负值，溶液越浓，水势越低，水势总是从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动。

成熟的植物细胞是一个渗透系统，细胞的水势表示为：水势＝渗透势＋压力势＋衬质势当细胞处于不同浓度的溶液中时，在细胞内外就会有水势差，从而发生渗透作用。

可通过“渗透作用”演示实验来加以说明。

2．实验设计方面存在的不足之处2．1半透膜材料的选择方面。

教材选用的是一种半透膜——玻璃纸即赛璐玢，目前不易找到，一些中学实验室备选的替代材料很多，如花生种皮、猪肠衣、鱼鳔及卵黄膜等。

而操作时发现花生种皮小，易破，不透明，直观性差；肠衣要将猪小肠的浆膜剥离才能得到，操作麻烦，不干净；鸡蛋中制取的卵壳膜效果较好，用酸液将鸡蛋浸泡一段时间后，将其钝端打开一个小洞，去掉蛋清和蛋黄，可剥取到卵壳膜，实验操作方则更易取得，剥离或是实验操作方便；鱼鳔膜则更易取得，剥离或是实验操作更是方便。

实验可以本地常见的鲫鱼或者是鲢鱼的从鱼腹取出，去掉外面白色的黏膜，用0.1 mol／L的盐酸浸湿，再用清水浸泡20min，在鱼鳔交接处剪开，放去气体，取体积相对较大点的圆锥型一端鱼鳔，再用清水浸湿清洗下，用洗耳球向内吹气备用。

对渗透作用演示实验的进一步改进随州市曾都区二中 李波一、改进原因：由教材给出的演示实验得出渗透作用产生必备的两个条件：一是具有一层半透膜，二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差的结论有些勉强，学生不易理解，同时该实验没有对照实验，不严密。

二、改进步骤1、用七个如教材所示装置，编号A 、B 、C 、D 、E 、F 、G ， ①A 装置中长颈漏斗内装入30%的蔗糖溶液（可加入红色染料以便观察），烧杯中用清水，在漏斗液面上用橡皮筋做上记号：②B 装置中，将A 装置中长颈漏斗与烧杯中的两种液体互换，在清水中滴入蓝色染料便于观察。

③C 装置中，在长颈漏斗与烧杯中均装入30%的蔗糖溶液。

④D 装置中，液体全部换成清水。

⑤E 装置中，用5%的蔗糖溶液代替A 装置中的清水。

⑥F 装置中，将E 中的两种溶液对换。

⑦G 装置中，长颈漏斗内装5%的糖水，其它同A 。

2、如图所示30%蔗糖清水5%蔗糖30%蔗糖清水30%蔗糖30%蔗糖5%蔗糖5%蔗糖清水ABCDEFG3、在将以上各试验重复进行实验①—⑦时，用刀破坏半透膜，再观察4、用塑料薄膜代替半透膜重复以上实验①—⑦，再观察5、将长颈漏斗液面升降情况列于下表，上升用“↑”，下降用“↓”，不变用“—”，则有：6、学生可以通过分析5表很容易得出结论：发生渗透作用的条件；①必须有一层半透膜㈡㈢及㈠，②由㈠可得出膜两边必须有浓度差，才会发生渗透作用。

7、进一步得出推论：①水总是由低浓度一侧向高浓度一侧渗透，②浓度差越大，渗透作用越显著。

三、效果证明：本人曾在两个平行班作此实验，而另一个平行班不作此实验，仅做教材实验，课后发现，作实验的班级学生掌握效果明显好于未做实验班级。

四、缺点：此实验过于繁琐，实验准备时间长，而且耗用材料过多。