Leerlingen denken dat osmose ontstaat door verschil in concentratie opgeloste stof. Leerlingen denken dat osmose stopt wanneer aan beide zijden van het selectief permeabele membraan de concentraties gelijk zijn.
In werkelijkheid bepaalt de waterconcentratie de richting van osmose. Water concentraties zijn bij benadering tegenovergesteld aan de concentratie in water opgeloste stof. Normaal kunnen alleen water en andere kleine, neutrale moleculen (zoals zuurstof en koolstofdioxide) door een selectief permeabel membraan diffunderen; suikermoleculen en zout ionen zijn te groot en dragen een te grote lading. Osmose door een selectief permeabel membraan kan vaak niet doorgaan tot een evenwicht is bereikt. De wanddruk in een plantencel of de atmosferische druk op een waterkolom zijn hier bijvoorbeeld oorzaken van. Naast de diffusie van water en het actieve transport van grotere moleculen is er ook nog transport van water en andere moleculen door de aquaporines heen: gefaciliteerde diffusie.
Een van de mogelijke oorzaken van het misconcept is dat de leerlingen niet herkennen dat in een oplossing altijd water zit. Ze hebben geen juist concept van een chemische oplossing als een stof opgebouwd uit watermoleculen en andere moleculen. De leerlingen herkennen hierbij niet dat de beweging van water een diffusieproces is. De leerlingen herkennen osmose niet als het resultaat van de netto-beweging van water door een selectief permeabel membraan heen. Hierdoor denken leerlingen soms dat bij osmotisch evenwicht ook de diffusie stopt.
Laat leerlingen aan de hand van echte waarnemingen verklaren wat er op microniveau gebeurt. Op deze manier wordt zichtbaar welke denkfouten leerlingen nog maken over osmose en kunnen deze ter plekke geadresseerd worden. Het practicum met aardappelstaafjes is bekend, hieronder drie andere ideeën:
Maak een of meer ei osmometers. Door deze langer in water of een (gekleurde) oplossing te plaatsen wordt het ei slapper en lichter of steviger en zwaarder. Zie deze video voor een (thuis) practicum uitleg.
Maak een kuiltje in een halve rauwe aardappel en vul deze met suiker / zetmeel / zout / water / niets. Laat leerlingen voorspellen wat er met de hoeveelheid water in het kuiltje gebeurt. Na 15 minuten zie je resultaat en kunnen leerlingen de waarnemingen verklaren. Bioplek geeft een beknopte omschrijving.
Wanneer je de stengels van de paardenbloem in reepjes scheurt en in water legt, krullen ze. De leerlingen geven hiervoor een verklaring.
Uit deze handleiding met uitbeeldpractica is practicum 19 geschikt: Osmo-gooien.
Uitbeelddidactiek in de biologieles deel C uitbeeldpractica
AlHarbi, N. N. S., et al. (2015). Influence of particle theory conceptions on pre-service science teachers' understanding of osmosis and diffusion. Journal of Biological Education, 49(3), 232-245.
Christianson, R. G. and Fisher, K. M. (1999). Comparison of student learning about diffusion and osmosis in constructivist and traditional classrooms. International Journal of Science Education, 21(6), 687-698.
Odom, A. L., & Barrow, L. H. (1995). Development and application of a two‐tier diagnostic test measuring college biology students' understanding of diffusion and osmosis after a course of instruction. Journal of research in Science Teaching, 32(1), 45-61.
Roger G. Christianson & Kathleen M. Fisher (1999) Comparison of student learning about diffusion and osmosis in constructivist and traditional classrooms, International Journal of Science Education, 21:6, 687-698,
Sanger, M. J., Brecheisen, D. M. and Hynek, B. M. (2001). Can computer animations affect college biology students' conceptions about diffusion and osmosis? The American Biology Teacher, 63(2), 104-109.
Suwono, H., Prasetyo, T. I., Lestari, U., Lukiati, B., Fachrunnisa, R., Kusairi, S., … Atho’Illah, M. F. (2019). Cell Biology Diagnostic Test (CBD-Test) portrays pre-service teacher misconceptions about biology cell. Journal of Biological Education, 55(1), 82–105.
Tomažič, I. and Vidic, T. (2012). Future science teachers' understandings of diffusion and osmosis concepts. Journal of Biological Education, 46, 66-71.