教学科研

融合教研 聚力致远

2023-11-08

  11月2日,合肥工业大学附属中学高中部生物教研组在尚真楼二楼王启雨名师工作室开展第八次教研活动。本次教研活动邀请高中部物理教师吴长海进行跨学科“关键能力”的命题展开深入研讨。

  教研会上,大家研讨的关键问题是关于物质跨膜运输的典型问题:溶质不能通过半透膜的渗透装置,溶质能通过半透膜的渗透装置分析。物质出入细胞的方式是生物学高考的重点和难点,本考点常与生物膜的选择透性、细胞呼吸等生理功能相结合来进行命题,常依装置图、曲线图等形式来考查,有时题干给出的信息比较丰富,趋向于对具体实例的分析来考查对相关知识和原理的理解和应用能力,在教学过程中特别是要培养同学们根据题目所创设的新情景(文字、图形、表格等),辨析探究物质出入细胞的方式和影响因素。

  研讨的第一个问题情境是S1和S2是同种溶质,且能透过半透膜,S1溶液浓度大于S2溶液浓度。这个情境下大家意见相同,开始时由于半透膜两侧存在浓度差,由S2→S1的水分子数多于S1→S2的,随后S1中的溶质透过半透膜进入S2,表现为S1溶液液面先上升后下降;一段时间后半透膜两侧的浓度差逐渐减小,S1和S2的溶液浓度相等,表现为S1和S2溶液液面持平。

  第二个问题情境是S1和S2是两种不同的溶质,且只有水和S1能透过半透膜。①若S1的物质的量浓度大于S2的,则出现的现象是S1液面先升高,随后S1中的溶质透过半透膜进入S2,S2液面逐渐升高,最终高于S1。②若S1的物质的量浓度小于S2的,则出现的现象是S1液面始终低于S2液面。这个问题上,王启雨老师提出如果从溶质和溶剂的概念上考虑,S1是溶质可以扩散最终达到平衡,但是反过来看若把水看成溶质,为什么最后水达不到平衡。针对这个问题,物理教研组吴长海老师亲临现场,从物理学的角度对这个问题提出了自己的看法,S1和S2互不影响,由于半透膜的性质,导致两边高度不一致一定会有势能差,这个势能差平衡了水的渗透力,所以达到渗透平衡,同时S2不能跨膜,所以一定会对水有相应作用,水是一定不能达到高度一致的。康博轩老师和朱蓉蓉老师也结合吴老师的观点发表了自己的看法。康博轩老师认为不考虑S1、S2的相互作用,它们都对水有相应的作用(渗透压,溶质分子对水的吸引力),由于S2不能跨膜,那么就一直对水有相应作用,所以即使把水看成溶质,也不能在S2这个溶剂里自由运动,所以水是一定不会两边平衡。最后吴老师也补充到,从物理学角度理解,即使S1两边达到平衡,S1在两边的摩尔数应该也是有差距的,因为水的量由于不能跨膜的S2而不同。

 经过跨学科的观点融合,全组老师都对这个问题情境有了全新的看法和深刻的认识。跨学科教学是当前课改的要点之一,而有效开展跨学科主题教学的保障是开展跨学科教研,并建构对应的教研模式。如何真正从“学科割裂”走向“学科综合”,实现从单一学科视野向多门学科融合的跨越还需要我们在今后的教研中继续努力探索!(康博轩/文、丁建明/图)


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