关于高中生物实验中渗透装置材料创新的研究及教学实践

关于高中生物实验中渗透装置材料创新的研究及教学实践1.引言渗透现象是高中生物学课程中的重要内容之一，通过渗透实验，学生可以直观地了解水分在细胞间的运输过程，加深对渗透原理的理解。传统的渗透装置一般用玻璃漏斗和玻璃纸等，但这些材料存在渗透速度慢、易老化等问题，影响了实验效果和学生兴趣。部分老师借助课件视频进行演示，学生缺少实际体验，影响渗透原理的深入理解。因此，探索新型渗透装置材料的创新应用具有重要意义。2.材料和装置2.1材料选择本实验以家中常见的鸡蛋和一些废旧物品为制作材料，这些材料每个家庭中都能找到，可以达到废品的重新利用，一方面取材方便，一方面可以充分的调动学生的动手操作能力。具有良好的渗透性能和稳定性，适用于高中生物实验。具体的材料如下：鸡蛋、透明的塑料杯、剪刀、注射器、透明的塑料吸管、一次性筷子、镊子、热熔胶枪、蒸馏水等如下图。2.2装置组装2.2.1打孔选择表面光滑干净的鸡蛋，在鸡蛋的锐短用镊子轻轻的敲击直径为5毫米的小圆孔。2.2.2吸取内容物用注射器将鸡蛋中的内容物吸出，用注射器吸上清水，注入小圆孔反复多次直至将鸡蛋中的内容物清洗干净为止，最后用蒸馏水加以清洗。2.2.3准备导管将透明的塑料吸管一段用剪刀，竖着剪5毫米长的4个裂缝，然后将这4瓣向外翻。2.2.4粘连导管将准备好的塑料吸管（有4瓣）的一端正对5毫米的小孔，用热熔胶枪将制备好的塑料吸管和鸡蛋（5毫米小孔一侧）粘连。粘连好了以后为了保证气密性，先可以用注射器通过吸管注入一定量的清水，然后吸管朝下鸡蛋朝上，大拇指按住吸管的一侧。观察粘连处是否有漏水，如果有漏水则需要重新粘连，或者用502胶水粘连也可以。2.2.5二次打孔手握鸡蛋，在鸡蛋的钝端用镊子轻轻的敲击一个小孔，然后用镊子将小孔逐渐变大，直到能看见分隔鸡蛋气室的卵膜，此过程一定要小心防止将卵膜撕破。2.2.6固定装置将制作好的鸡蛋放入准备好的塑料杯中，有卵膜的一侧大概距离塑料杯底2厘米时，用两根一次性筷子放在塑料纸杯的边沿，这时筷子和塑料管垂着，在塑料管上做一个标记，最后用热熔胶枪将两根一次性筷子在塑料管的前后和塑料管粘连。这样一套简易的渗透装置就制备好了如下图。2.2.7重复用同样的方法可以做多套渗透装置以备实验。3.实验

3.1用自制的简易渗透装置和传统的渗透装置做对比实验，比较了传统材料和卵膜在相同的条件下比较二者的渗透速率。实验过程如下：3.1.1分别使用传统材料（A组）和卵膜制作渗透装置（B组）；3.1.2在相同的塑料杯中注入等量的清水，在用注射器分别在漏斗和鸡蛋中注入等浓度等体积的蔗糖溶液，为了便于观察可以在蔗糖溶液中滴加几滴红墨水。让蔗糖溶液的液面和外界塑料杯中的液面保持一致。3.1.3观察实验现象记录实验结果。3.1.310分钟后观察A、B两组的液面，并用直尺测量高度。3.2将传统的渗透材料（A组）和卵膜（B组）进行稳定性和耐用性方面的差异比较。3.2.1将A组和B组放置在相同的环境中（温度，湿度等条件相同）放置相同的时间。3.2.2每间隔7天以A组和B组的材料进行渗透实验，测量A组和B组的高度设计表格如下。3.3观察实验现象记录实验结果。4.实验结果与分析

4.1渗透速率实验结果表明，卵膜材料制作的渗透装置在渗透速率上明显优于传统材料。因为卵膜材料是具有活性的膜材料，具有较高的吸水性和保水性，使得水分在卵膜材料中的传输速度更快；并且卵膜上含有大量的水通道蛋白，提高了水分子的扩散速率。这些优势使得卵膜材料在渗透实验中能够更快地达到渗透平衡，从而提高实验效率。4.2稳定性与耐用性在稳定性测试中，传统的材料表现出较好的抗老化性能。能够在不同环境条件下保持稳定的渗透性能；由于卵膜材料具有活性在耐酸碱方面明显的不如传统的渗透材料。比如时间长了卵膜材料变得易碎易裂，而传统的材料保持较好，如果对卵膜材料进行特别处理，例如将卵膜冷藏处理，在使用的过程中效果要比传统材料好。5.讨论卵膜渗透装置材料的创新为高中生物实验教学带来了新的可能性，通过对比实验和性能分析，发现卵膜材料在渗透速率、优于传统材料。然而，在稳定性和耐用性方面却不如传统的材料，不过以卵膜材料有其它自身的很多优点。容易获取，通过学生的动手操作，自己制备教学工具，一方面掌握了理论知识另一方面锻炼了学生的实验动手能力，同时也大大的激发了学生对生物学实验的兴趣。6.结论本文通过对比实验及性能分析，探索了利用鸡蛋作为实验材料，创新构建的简易渗透装置在高中生物实验中具有很大的应用潜力。研究及实践结果表明，卵膜材料在渗透速率、稳定耐用及实验成本等方面都全面优于传统材料，为高中生物实验