1、“葉綠體中色素提取和分離”實驗課的案例及分析在倡導教學形式和學習方式多樣化， 體現(xiàn)以學生發(fā)展為本的教學改革形勢下， 實驗課的教學改革迫在眉睫。 生物學實驗并不是簡單的教學輔助部分， 它是學習生物學的主要手段， 是培養(yǎng)學生能力，提高科學素養(yǎng)的有效途徑。因此，必須考慮：怎樣才能使學生在實驗課中樂學、會學、學有所得。下面介紹作者在“葉綠體中色素提取和分離”實驗課教學中的嘗試和體會。1 案例介紹案例實施的背景現(xiàn)行高二教材中本實驗屬驗證性實驗， 教師在實驗課之前布置了預習， 并按傳統(tǒng)教學方法要求學生根據(jù)實驗步驟進行操作， 但是在學生完成實驗后， 結果并不理想， 很多學生的色素帶出現(xiàn)顏色不明顯；色素帶不整

2、齊， 有重疊等情況，究其原因， 主要是學生實驗操作不規(guī)范造成的， 然而令人擔憂的是當老師追問 “可能是哪些操作步驟出問題， 會導致實驗結果的不理想？” 時， 多數(shù)學生一問三不知， 很顯然， 學生在做實驗時， 只是按照教材中的實驗步驟， “依葫蘆畫瓢”，機械地完成實驗任務而已，對實驗步驟缺乏深入思考和有效反思， “只知其然，而不知其所以然”。要改變這種現(xiàn)狀， 必須解決以下幾個問題： 要激發(fā)學生上實驗課的興趣， 提高學習積極性，增強學生的主體意識； 要提高學生的自我監(jiān)控意識， 使學生對實驗的各具體操作步驟能不斷進行反思。使學生深刻認識到生物學實驗操作的準確性和規(guī)范性是得到正確實驗結果的必要前 提，

3、提升學生的生物科學素養(yǎng)。教學過程及分析 教師在認真學習和領會 高中生物課程標準 的基礎上， 結合學校和學生實際，創(chuàng)造性地進行了心得教學設計，并在平行班中加以實施。教學實施情如下：(1)課前準備教師：編制“自我監(jiān)控”表(附錄)；準備新鮮的菠菜葉，干燥的定性濾紙，燒杯，研缽，小玻璃漏斗，尼龍布，毛細吸管，剪刀，小試管，培養(yǎng)皿蓋，量筒。天平，丙酮，層析液，二氧化硅，碳酸鈣。學生：進行課前預習；分組。(2)創(chuàng)設問題情景 教師：展示實驗結果，一條色素帶顏色清晰、整齊、無明顯重疊(理想)；另一條色素帶顏色不明顯、不整齊、有明顯重疊(不理想)。提問：“為什么會出現(xiàn)不理想的實驗結果，本實驗的哪些操作步驟與之有

4、關？ ”學生：相互討論，但由于一時無法理清實驗內(nèi)容的內(nèi)在邏輯性，因此難以確定問題的答案。(3)明確監(jiān)控目標及意義教師：(發(fā)“自我監(jiān)控”表)問題的答案就在學生的實際 操作過程中，就在于這些實驗操作的“準確度”的把握上，那么如何把握實驗操作過程的“準確度” ？就要求學生對實驗操作的具體步驟進行自我監(jiān)控， 自我監(jiān)控能力的培養(yǎng)也是提到學生自學能力和學習效率，掌握好各學科知識的重要前提。學生：帶著一種新奇感，饒有興趣地去了解“自我監(jiān)控”表中各項監(jiān)控項目。(4)引導學生實施“自我監(jiān)控”學習學生：按照“自我監(jiān)控”表對各項監(jiān)控項目進行實驗操作的自我監(jiān)控，并做好相應的實驗記錄。教師：不斷巡視，進行適當?shù)闹笇А?

5、5)開展“協(xié)作式”探索學生：以“自我監(jiān)控”表作為重要的參考依據(jù)，以小組為單位，對實驗結果成敗的原因進行對照分析，明確問題癥結的原因，并進一步驗證。 如有學生發(fā) 現(xiàn)用棉線蘸取綠葉畫濾液細線效果更好， 馬上向其他同學推廣； 也有的學生通過對照分析， 認為自己的色素帶顏色太淺的原因是研磨不夠充分及研磨液過濾不徹底， 則新的監(jiān)控學習中調(diào)整研磨的程度，并且不用尼龍布過濾而直接用少許脫脂棉等操作加以驗證。教師：適當指導，并引導學生了解科學研究的一般過程：“實驗觀察提出假設驗證假設”。(6)反饋和評價學生：以小組為單位反饋實驗結果，實現(xiàn)小組間的資源共享。教師：不管學生的協(xié)作式探索結果是否正確，教師都要予以適

6、當鼓勵。2 教學反饋及反思教學反饋學生對實驗教學的評價是考查實驗教學效果的重要材料。 因此該實驗結束后， 教師以座談的形式進行了教學反饋調(diào)查，現(xiàn)將部分反饋整理如下：（ 1）學生甲：這種實驗方式，不像以前那樣簡單，給我增加了難度，我無法從課本的操作步驟中找到明確的答案， 有時甚至感到無從下手， 但卻使我產(chǎn)生挑戰(zhàn)的興趣， 而且我也有信心去戰(zhàn)勝困難！對“葉綠體色素提取和分離”實驗的一點改進在人教版高中生物（必修）教材第一冊的“葉綠體色素提取和分離”實驗中，按教材所描述的實驗方法和過程操作，實驗效果并不理想，往往存在以下問題影響實驗效果：（1）實驗過程繁瑣、操作復雜、耗時長；（ 2 ）綠葉還未充分研磨

7、，加入的丙酮就以揮發(fā)的差不多了；（3）由于毛線吸管較細，學生操作時極易將其折斷，增加了操作的難度和實驗的成本；（4）用毛細吸管劃出的濾液細線，線條粗細不均，影響層析效果。針對上述問題，筆者對該實驗的方法和步驟進行了一些改進，并做了大量的對照實驗，獲得了良好的實驗效果。現(xiàn)將改進后的具體方法和步驟介紹如下，一邊和各位同仁交流。1 實驗方法、步驟1.1 提取綠葉中的色素（ 1） 稱取5g 新鮮綠色葉片（如菠菜葉、胡蘿卜葉等），剪碎，放入研缽中。（ 2） 向研缽中加入少許二氧化硅和碳酸鈣，將紙蓋在研缽上，在紙的中心穿一個洞，將杵棒套入洞口中進行迅速充分的研磨。（ 3） 研磨1-2min后（綠葉接近雨糊

8、狀時），向研缽中加入 3ml 丙酮，繼續(xù)迅速充分的研磨約半分鐘。制備濾紙條取一張干燥的定性濾紙，剪成長 6cm,寬1cm的濾紙條，將濾紙條的一段剪去兩角，并在距這一端1cm 處用鉛筆畫一條細的橫線。分離色素（ 1）用一干凈的蓋玻片，用其一端蘸取研磨液印在濾紙條的鉛筆線上（操作時注意：蓋玻片要始終與濾紙相垂直），待研磨液干后，再重復上述操作一次。“葉綠體中色素的提取和分離”實驗改進一實驗原理：色素提取原理：利用相似相溶原理，色素可以溶解于酒精、丙酮等有機溶劑中，形成色素液。色素分離原理： 由于四種色素在層析液的溶解度不同， 因而四種色素在濾紙上的擴散速度也不同，從而將它們分離開來。二、目的要求1

9、. 初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法。2.探索葉綠體中有幾種色素。胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素 a、葉綠素b隨層析液在濾紙上擴散速度不同，可以分出四條色素帶三、重點與難點重點：初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法和探索葉綠體中有幾種色素。難點：該實驗中應注意的問題和培養(yǎng)學生獨立實驗的能力 , 掌握探究實驗的方法。四、對實驗的幾個地方進行的改進1 實驗材料的改進：用菠菜作為實驗材料，易受季節(jié)性限制，此外，色素提取液呈黃綠色，色素帶顏色淺，實驗效果差。用韭菜，蘿卜葉，蒿菜，天竺葵代替菠菜，所得到的實驗效果很好，又可以克服菠菜因季節(jié)原因，難于取材。2 提取液的改進：除丙酮外，也可用酒精（無水乙醇）替

10、代，用量相同，結果大致相同；和酒精相比，丙酮有一定毒性，因而不妨換一下。3 過濾和制濾液的改進：獲取高濃度的色素提取液是該實驗成功的一個關鍵環(huán)節(jié)。 一般我們要求色素提取液呈墨綠色。 為 了得到墨綠色的色素提取液，我們可嘗試取消漏斗基部放脫脂棉這一步，而用34層紗布包裹充分研磨過的綠葉， 用 4 層紗布過濾， 通過漏斗將汁液擠于試管中， 將濾液收集到試管或小燒杯中備用。這樣可以降低葉片含水量，從而提高葉綠體中色素的提取效率。 實驗證明， 改進后較改 進前實驗效果明顯。將過濾用的尼龍布改為用棉花塞住漏斗口過濾，效果更好！4 分離色素的改進：分離色素時教材中的條形紙層析法，據(jù)許多中學老師反映實驗效果

11、不很理想，存在的問題有: 采用毛細吸管吸取濾液，畫線很難達到“細、勻、齊”的要求 ；制備濾紙條時剪去兩角，不容 易把握；層析液容易沒及濾液細線。條形紙很容易下滑層析后容易出現(xiàn)色素帶分離不夠充分，或色素帶分離過度而造成胡蘿卜素在濾紙條上消失的現(xiàn)象。另一種新的方法叫培養(yǎng)皿法不用濾紙條，也不劃濾液細線，而取直徑為 10cm 的干燥圓形定性濾紙，用毛細吸管吸取色素濾液，在濾紙的中央點成圓形的色素斑，重復45次。然后取一枚縫衣針，穿一條細棉線，在棉線末端打個結，將針穿過濾紙上的色素斑中心，在距線結約 4cm處剪斷棉線。取直徑l0cm 的培養(yǎng)皿一套，向培養(yǎng)皿底中加入 5ml 層析液。把上述圓形濾紙扣在培養(yǎng)

12、皿底上面，無線結的一面朝下，棉線則浸沒在層析液中。再將培養(yǎng)皿蓋蓋在濾紙上。采用該方法， 可以看到色素隨層析液由線結處向周圍均勻擴散。 因此得到的4 條色素帶呈同心環(huán)狀，由內(nèi)而外分別是黃綠色、藍綠色、黃色和橙黃色，十分清晰。而且層析時，濾紙上的色素不會沒及層析液中，點色素斑比劃濾液細線容易得多，實驗效果非常顯著。 結果證明： 運用燈芯法分離色素，色素量大，分層清晰，四種色素分離出鮮明的四圈色素環(huán)，效果顯著；操作過程較易掌握，失誤較少。此實驗方法關鍵有兩點需注意： 一是幾次滴液體要在同一點上，否則不能形成圓環(huán)：二是要掌握好滴層析液的量和時間，否則會影響效果，甚至失敗。綜述：要求： 教師具有較高的組織教學能力和啟發(fā)教學的經(jīng)驗， 教師要事先根據(jù)教學內(nèi)容精心設疑， 引 導學生積極思考，獨立研究，自行設計、完成實驗，從而使學生加深對實驗原理的理解，并在此基礎上掌握和學會獲得知識的科學方法。優(yōu)點： 學生通過親自參與實驗的設計、操作、分析得出結論，學生經(jīng)歷了質(zhì)疑、思考、分析、釋疑等一系列思維加工過程，成為一個“發(fā)現(xiàn)者”。獲得了成功感，學習興趣極高。不足： “探討實踐”實驗教學法適合于有一定的知識基礎， 已有一定的實驗能力的高年級學生，教師既要敢于“放”