กิจกรรมการสอนเรื่องการแพร่กระจายและออสโมซิส

การแพร่กระจายและออสโมซิสเป็นแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างเข้าใจยาก ซึ่งมักจะอธิบายได้ดีที่สุดผ่านกิจกรรมในห้องปฏิบัติการ ในการแพร่ สสารจะกระจัดกระจายในลักษณะที่ทำให้มีความเข้มข้นเท่ากันทั่วทั้งสิ่งแวดล้อม โดยย้ายจากความเข้มข้นที่สูงขึ้นไปสู่ความเข้มข้นที่ต่ำกว่า ในการออสโมซิส ของเหลวจะกระจายผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้

แอนิเมชั่นเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการอธิบายหลักการทางวิทยาศาสตร์ เช่น การแพร่กระจายและออสโมซิสให้กับนักเรียน กิจกรรมอันมีค่าที่ต้องทำก่อนกิจกรรมในห้องปฏิบัติการอื่น ๆ คือการให้นักเรียนดูวิดีโอ เช่น McGraw Hill's Osmosis และ Diffusion Animations (ดูข้อมูลอ้างอิง) วิดีโอสั้น ๆ เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลกระจายตัวอย่างไรในบีกเกอร์ของน้ำในแบบที่มองเห็นได้ยากในชีวิตจริง วิดีโอเหล่านี้ยังมีรายการคำถามแบบปรนัยที่แก้ไขด้วยคอมพิวเตอร์โดยย่อเพื่อให้แน่ใจว่าเข้าใจหลักการพื้นฐานของการแพร่กระจายและออสโมซิส

กิจกรรมการแพร่กระจายและการออสโมซิสที่ไม่ซับซ้อนสามารถทำได้โดยใช้ถุงชา น้ำอุ่น และภาชนะใส เพียงวางถุงชาและน้ำอุ่นลงในภาชนะ แล้วสังเกตดูว่าเกิดอะไรขึ้น ขอให้นักเรียนอธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นโดยใช้คำศัพท์ที่เหมาะสม โดยพื้นฐานแล้ว น้ำจะไหล (ออสโมซิส) ผ่านถุงชา (เมมเบรนที่ซึมผ่านได้) และใบชาจะละลาย (กระจาย) ให้ทั่วน้ำทำให้น้ำเป็นสีน้ำตาล น้ำก็ไหลเข้าถุงชาแสวงหาเท่าๆ กัน ความเข้มข้น

อธิบายให้นักเรียนฟังว่าการแพร่กระจายและออสโมซิสไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในของเหลวปริมาณมากด้วยกิจกรรมง่ายๆ ที่แสดงให้เห็นถึงการแพร่กระจายของกลิ่น หยดของเหลวที่มีกลิ่นแรง เช่น วานิลลา มะนาว หรือมิ้นต์ ลงในบอลลูนที่ปล่อยลมออก เป่าลูกโป่งเล็กน้อย มัดปลายแล้วใส่ลงในกล่อง ปิดฝากล่องแล้วปิดเทป ปล่อยให้กล่องพักสักครู่ จากนั้นเปิดกล่องด้านหนึ่งแล้วขอให้นักเรียนดมกลิ่นข้างใน อธิบายว่าพวกเขาสามารถดมกลิ่นได้—แม้ว่าจะอยู่ในบอลลูน—เพราะไอของกลิ่นจะระเหยผ่านรูเล็กๆ บนพื้นผิวของบอลลูน ด้านในของกล่องยังคงแห้งอยู่ เนื่องจากโมเลกุลของของเหลวมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับเมมเบรน

เริ่มต้นกิจกรรมนี้โดยให้นักเรียนแต่ละคนสวมกัมมี่แบร์และแนะนำให้พวกเขาวัดความสูงและความกว้างด้วยไม้บรรทัด และมวลของมันด้วยคานทรงตัวสามชั้น เติมน้ำกลั่นลงในบีกเกอร์ วางกัมมี่แบร์ลงไป แล้วพักไว้ 24 ชั่วโมง นำหมีออกอย่างระมัดระวัง—เนื่องจากการยืดตัวของเมมเบรน มันจะเปราะบางมาก—และสามารถวัดซ้ำได้ หมีจะดูดน้ำผ่านเยื่อเหนียวของมัน ทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้น หากคุณแช่ตัวหมีในน้ำเกลือ หมีจะหดตัวเนื่องจากหมีดูดซับเกลือและกระจายน้ำ