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化学教育

“探究植物细胞的吸水和失水”探索思考

时间:2017/10/27 8:31:44   作者:小刁   来源:www.jiaoyulw.com   阅读:463   评论:0
内容摘要:  1 教育内容  本节试验课的教育策略为微课程-翻转课堂教育法,根据教育内容将本课课题断定为“植物细胞吸水和失水的再探求”(表1)。  2 微课的运用  高中生物概念教育具有较高的比重,很多概念比较笼统,学习难度较大,学生常常提出一些重复性的问题,教师答疑量担负很重。因为笔者对...

  1 教育内容

 

  本节试验课的教育策略为微课程-翻转课堂教育法,根据教育内容将本课课题断定为“植物细胞吸水和失水的再探求”(表1)。

 

  2 微课的运用

 

  高中生物概念教育具有较高的比重,很多概念比较笼统,学习难度较大,学生常常提出一些重复性的问题,教师答疑量担负很重。因为笔者对制造微课具有强烈的爱好,所以平常录制的微视频上传至个人微信大众号“探寻生命奥妙”中,供学生课后自学和观看,既降低了教师答疑量,又便于学生重复学习,一箭双雕。本节试验课触及的概念难度小、易了解,合适自学。笔者课前制造了四段微视频,而且以Flash动画作为资料录制了旁白,便于学生更好地了解教育内容

 

  3 本课若干重要问题的考虑

 

  3.1 植物资料的选择

  学生开始选择了人口腔上皮细胞、菠菜叶肉细胞以及紫色洋葱内、外表皮细胞四种试验资料,因为它们都曾出现在教材的其他试验中。教师则考虑到本试验地址的节标题为“物质跨膜运送的实例”,教育内容理应包括动物细胞的吸水和失水。但在试验中,学生普遍发现,口腔上皮细胞因为没有色彩,调查难度很大,且教材中已举例说明动物细胞能够吸水涨破和失水舒展;菠菜叶肉细胞很不规矩,制片时也往往只看到表皮细胞,探求价值微乎其微。通过与其他教师的评论,弃用了这两种资料,以玫瑰花瓣和黑藻代替,玫瑰花瓣的赤色为细胞液中的花青素,黑藻叶片很薄,制片简单,且能够叶绿体作为参照物调查,两种资料都具有较高的研究价值。

  3.2 蔗糖浓度的选择

  学生曾测验制造物质量浓度高于0.7 g/mL浓度的蔗糖溶液,但高浓度的蔗糖溶解速度很慢,滴加时也很黏稠,操作不方便。此外,虽有资料显现物质量浓度0.5 g/mL蔗糖溶液已足以使细胞失水逝世,但仍有学生提出想比较0.5 g/mL与0.7 g/mL的蔗糖溶液的失水速度,因而保留了0.7 g/mL的蔗糖溶液。还有学生以为应该制造物质量浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/mL的蔗糖溶液。但因为系列浓度比较挨近,且总跨度较小,最终选取了0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/mL这五种浓度。

 

  3.3 葡萄糖和硝酸钾溶液浓度的断定

 

  学生开始选择了物质量浓度均为0.3 g/mL的葡萄糖和硝酸钾溶液,试验过程中发现细胞敏捷失水,乃至滴加清水都难以复原,得出定论为0.3 g/mL的葡萄糖溶液和硝酸钾溶液物质的量浓度过大,失掉参阅价值。教师和学生参阅有关资料,将葡萄糖溶液浓度改进为0.16 g/mL和硝酸钾溶液浓度为0.090 g/ml,但又有学生考虑到硝酸钾在溶液中会产生彻底电离使物质的量浓度加倍,最终断定硝酸钾溶液浓度为0.045 g/mL,这样两种溶液都具有了与0.3 g/mL蔗糖溶液的比较价值。

 

  3.4 硝酸钾能使植物细胞质壁分别彻底复原

  在试验室的室温下,硝酸钾溶液滴在装片上10~15 min后会显着分出结晶,为防止这一现象对试验成果的搅扰,教师制造多张临时装片,并向盖玻片周围滴加了石蜡油以阻隔空气,防止硝酸钾溶液溶解度产生变化,从调查到显着质壁分别开始计时,17 min时现已能够调查到质壁分别出现主动复原,45 min及今后的时间内细胞已不再显着吸水,虽并未复原至质壁分别前状况,但证明细胞在硝酸钾溶液中能够产生质壁分别主动复原。

  3.5 葡萄糖溶液中能否产生主动复原的探求

 

  笔者按3.4中相同方法制造多张装片,接连调查3 h,未曾看到有主动复原的趋势;也曾做过放置10 h后再调查的试验,但细胞液中的紫色现已消失,说明长期失水现已使细胞逝世,色素分散至细胞外。无独有偶,天津七中的翟春利教师运用物质量浓度为0.2 g/mL的葡萄糖溶液也未能调查到质壁分别的主动复原。在查阅文献过程中,笔者发现北京四中的毕诗秀教师曾在“蔗糖能进入植物细胞的证明”一文中说到细胞在0.15 g/mL葡萄糖溶液中产生质壁分离后,持续调查5 min即可产生主动复原。笔者以为,影响质壁分别及复原的因素还应该有试验资料的成长地、寄存时间、自身的成长状况,此外试验者对质壁分别及复原现象的判别也存在一定的主观性和偶然性,不同文献中相同浓度的蔗糖、硝酸钾等溶液质壁分别及复原的时间都不彻底一致也证明了这一点见(表1~表4)。山东省教研员张可柱教师以为葡萄糖可能只被细胞吸收至原生质层而未进入细胞液,未能提高细胞液的浸透压。此外,也有教师提出可能洋葱表皮细胞对葡萄糖的吸收量较小,或吸收后立即被氧化分化而构成细胞未能吸水复原。关于这一问题笔者将持续考虑和探求。

 

  3.6 氯化钠溶液能使细胞质壁分别主动复原

  赵则信的《影响质壁分别主动复原因素的试验探求》一文中说到“但在一定的浓度范围下,NaC1溶液都不能产生主动复原的现象”,笔者也在课堂教育中将这一定论作为已知条件为学生设计新的试验提供佐证。但现场授课后,参会的几位生物教师提出他们自己的试验成果显现氯化钠也能够使细胞产生质壁分别主动复原。带着这一问题,笔者制造了物质量浓度为0.05 g/mL的氯化钠溶液(物质的量浓度相当于0.3 g/mL蔗糖溶液)完成了该试验。方法如3.4中所述,成果显现,该浓度的蔗糖,氯化钠溶液使细胞质壁分别的速度更快,从调查到显着质壁分别开始计时,75 min左右时出现了较为显着的质壁分别主动复原;持续调查发现,与硝酸钾溶液相似,细胞也不能彻底复原至质壁分别前的状况,3 h后吸去石蜡油,向装片上滴加清水,发现细胞仍可吸水而产生质壁分别复原,这说明细胞没有因长期失水而逝世。考虑到3.5中所述的因素,笔者得出如下定论:氯化钠溶液能够作为蔗糖的代替溶液;在试验室条件下,氯化钠溶液能够使细胞出现质壁分别主动复原,但速度比硝酸钾溶液慢。

  4 不足之处

 

  通过与听课教师及专家的沟通,笔者发现本课问题主要有:① 课堂容量大:尽管3个小组一起探求不同问题能够处理时间上的抵触,但课堂生成的许多重要问题未能充分展开讨论;也没能及时点评和纠正学生表述中的一些细节问题,这可能会让学生构成一些过错的形象。这些都与教育内容较多有关,教师难以面面统筹。② 应注意回归教材:本课对教材内容做了很多拓宽,引领了学生的思想,但本课的中心概念为浸透作用和质壁分别,课标对本课的要求为“说明物质进出细胞的方法”,因而本课最终应将学生发散的思想一致在教材的基本概念上,这也是对教材的一种尊重

 

  5 改进与展望

 

  本课的授课地址为大庆市委党校,教育环境需现场建立,教育硬件和技术手段(如成果的展现和数据传输)的运用严重受限。如果能在数码显微互动试验室中授课,试验成果的分享愈加方便,提高教育过程的流畅性,达到事半功倍的作用。

 

  笔者在准备本课的过程中,也在不断重视与本课有关的设计和创新。江西一位生物教师对植物细胞的吸水和失水也做过改进,其最大创新点在于将本试验进行了量化分析。曾教师用带有标尺的目镜替换原目镜,主要能够在低倍镜下计算视界中产生质壁分别的细胞个数及百分比,换成高倍镜后能够测量某一细胞原生质层的长和宽;其次在拍照成果时,能够运用手机并通过APP传输数据、分享成果,手机的另一个优势在于能够随时从显微镜上取下,以拍照学生的活动及操作过程,但对WIFI网络具有很强的依赖性。因为目镜标尺和手机拍照在公开课现场运用具有局限性,笔者将在日常试验室教育中加以使用。


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