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- 注射器：让实验从“云端”走下来 ——“渗透作用现象”验证性实验的优化
- 2022-05-28 作者：mjs3gzsw 浏览：
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注射器：让实验从“云端”走下来
——“渗透作用现象”验证性实验的优化
摘要：实验是生物学科的基础，通过优质的实验，能够化“抽象”为“具象”，点燃学生学习、探索的欲望，加强学生对生物知识的理解与掌握。文章结合实践经验，阐述人教版生物教材内“渗透作用现象”实验的不足，并提出适用又实用的优化方向，让生物实验走向生活化与实用性，进而满足生物学习走向深度的需求。
关键词：高中生物；验证性实验；注射器；优化方案
实验教学是培养高中生创新思维与能量的极佳途径，但现阶段诸多教师过于重视实验的探究性，很大程度上囿于生物实验的育人功能，让生物实验停留于“讲”。新一轮课改背景下，生物实验课堂理应从“讲”转向“做”，强调学生“脑”、“手”、“眼”并用，促成教师认知验证性实验的育人功能——规范操作，所以本文面对目前高中生物验证性实验的不足，贯彻陶行知先生提出的“生活即教育”理念，尝试将熟知的生活器材用于生物实验，让生物实验从“云端”走下来，走向学生的面前、走进学生的心田，一定程度上加强学生对生物实验的兴趣，构建高效率、高质量的生物课堂。
1 教材内“渗透作用现象”验证性实验的步骤与不足
“渗透作用现象”验证性实验是人教版高中生物必修1“物质跨膜运输实例”内“问题探讨”的重要演示实验，通过研读教材内“渗透作用现象”验证性实验发现，实验步骤简便，但却不利于教师当堂演示，一定程度上囿于验证性实验的功能性。
1.1实验步骤
教材内“渗透作用现象”验证性实验的步骤大致分为四步，依次为：
第一，取一个长颈漏斗，用玻璃纸作为半透膜将其包裹住漏斗口并进行固定。
第二，将固定好的漏斗倒置，在漏斗内注入带颜色的蔗糖溶液。
第三，烧杯装2/3杯清水，将漏斗置于浸没于清水之中，维持漏斗内外液面高度的统一。
第四，静置一段时间，观察并记录实验现象。
图1 教材中的“渗透作用现象”实验示意图
1.2不足之处
“渗透作用现象”验证性实验是高中阶段生物学科不容忽视的验证性实验，但通过实践操作发现，教材内“渗透作用现象”验证性实验并非无懈可击，为此结合实验步骤与实验教学，阐述教材内“渗透作用现象”验证性实验存在的不足，具体如下：
第一，虽然验证性实验的演示具有直观性、易懂性，但是由于大班教学、座位分布等多种原因，部分学生无法看清楚；
第二，漏斗口径大，致使玻璃膜的面积要求较高，难以获取；
第三，半透膜的固定、密封难度大，且由于受到蔗糖溶液压力的影响，极易出现半透膜脱落、实验现象不明显等现象；
第四，长颈漏斗无法用使用固定架进行固定，不方便实验的移动展示也不利于教师实验的进行；
第五，教师在进行验证性实验演示时或因为专业素养、或因外力干扰等因素难免出现操作失误的现象，从而导致学生错误地习得实验的操作技能，不利于学生的发展。
2 “渗透作用现象”实验方案的优化维度
通过分析教材内“渗透作用现象”验证性实验存在的不足，教师提议将“演示实验”改成了“分组实验”，让学生从实验的“旁观者”变成实验的“参与者”，且贯彻“生活即教育”理念，尝试用日常生活中常见的“注射器”（1ml）替代“长颈漏斗”。
2.1 实验器材
1ml的一次性注射器2只、玻璃纸、饱和蔗糖溶液、小烧杯一个、搅拌棒一只、适量的清水、红色墨水、细线、容量为100ml的烧杯一个、带孔塑料板一个
2.2实验步骤
第一，将一只容量为1ml的注射器的针头去掉，并将活塞从空筒中抽出；
第二，用玻璃纸包裹住注射器的乳头，用细线固定住玻璃纸，注意保持玻璃纸的完整性；
第三，将红墨水滴入装有饱和的蔗糖溶液的小烧杯中，用搅拌棒将溶液和匀静置备用，在容量为100ml的烧杯中注入{C}{C}{C}{C}
{C}{C}{C}{C}的清水备用；
第四，用另外一只注射器吸取0.3ml的红色蔗糖溶液，将其注射到处理好的注射器中；（注意在注射的过程中要注意力度，以免弄破玻璃纸）
第五，用带孔的塑料板卡住注射器并将其浸入装有清水的烧杯中，调节带孔塑料板的高度使注射器内液面与清水的液面持平，固定带孔的塑料板；
第六，观察并记录实验现象（具体如图2所示）。
图2 “渗透作用现象”实验开始与5分钟以后的现象对比
3 “渗透作用现象”验证性实验的教学优化
对于验证性实验来讲，“教”是呈现验证性实验育人功能的关键因素，归根究底就是，其对课堂中教师的教学方式、学生的学习方式以及师生互动的效果都有直观的影响。所以，加强生物验证性实验的育人功能，理应关注教材内实验的不足，整合教学资源，优化实验方案的基础上，关注信息技术对教育改革的影响，尽可能地促成“信息技术”与“生物实验”的融汇，已达到优化验证性实验的教学过程。
就“渗透作用现象”验证性实验来讲，课前教师利用多媒体设备将优化而来的实验方案，拍摄成为有声有图的视频素材——渗透作用视频，且结合班级学生的认知需求，设置逻辑阶梯式的问题串，用“视频”点燃学生对“渗透作用现象”实验的积极性，用“问题”引领学生的思考方向，让验证性实验从“模仿”转向为“操作”，自然而然提高学生对知识的迁移应用能力，加强学生对“渗透原理”的理解与掌握，进而潜移默化地提高学生的生物素养与技能。
综上所述，“渗透作用现象”的验证性实验在优化后将“讲实验”变成了“做实验”，不仅改变了后排学生看不到的现状，也让学生从实验的“观察者”变成了实验的“实践者”，让学生对“渗透现象”的原理与发生条件有了更为深刻的认识。与此同时，教师通过更换实验器材降低了实验的难度、提高了实验的成功率。因此，教师在实际的实验教学过程中，对部分教学效果差、实验难度高的实验进行优化，从而有效地提高验证性实验的教学质量与教学效率。
本文系江苏省教育科学“十三五”规划重点资助2018年度课题“高中生物学探究性学习中培养学生的关键能力研究”（基金项目编号：B-a/2018/02/29）成果之一。
参考文献：