“探究绿叶中色素的提取和分离”实验的改进 论文.docx

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1、探究绿叶中色素的提取和分离实验的改进摘要：分析了人教版教材（2019年版）中“探究绿叶中色素的提取和分离”实验中的科学性的商榷和探究性不足等问题。结合自己多年的教学实践对该实验进行了一些改进,同时阐述了改进实验方案的实验步骤和实验结果，对比说明了改进后的实验方案的优点，从而更有利于培养学生的科学思维和科学探究能力等生物学学科核心素养。关键词：学科素养，实验改进，实验探究引言：生物学是一门以实验为基础的学科，生物科学的基本研究方法是观察和实验。2018年初，教育部最新颁布的高中课程方窠和普通高中生物学课程标准（2019年版），倡导的生物学学科素养主要包括生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任，

2、分别指向“知、意、行、情”四个方面的学习指向。但是常规的教学方法是先布置学生预习实验，做实验时教师把实验流程讲述一遍，然后让学生按照实验流程进行。这样的实验学习不利于培养学生的学科素养和探究能力。下面以人教版教材（2019年版）高中生物必修一第五章第四节探究绿叶中色素的提取和分离”这一实验为例，通过对改进实验的学习，探究如何在高中生物实验的教学中发展学生的生物学核心素养。一、实验改进的背景“绿叶中色素的提取和分离实验是人教版教材（2019年版）高中生物必修一第五章第四节“光合作用与能量转化”中的一个非常重要的实验，对接下来学习光合作用的原理打下一个坚实的基础。但是作为一个探究性质的实验，对以下

3、的问题探究性不足。如：（1）不同种类的绿叶对实验现象的影响；（2）无水乙醇的最适用量;（3）不同的研磨装置对实验效果的影响；（4）不同的实验器材对画滤液细线的影响；（5）不同种类的层析液对实验现象的影响；（6）不同的层析装置对实验现象的影响；（7）不同的实验流程对实验结果的影响。为了增加实验的探究性，提高实验的科学性，提升学生的科学思维和科学素养,培养学生的团结协作和不断创新的精神，作者通过反复的实验和反思，对该实验提出如下改进措施。二、实验改进1 .实验材料的改进绿叶中色素的提取和分离实验材料的要求是新鲜的绿叶，常常选用新鲜的菠菜叶片。缺点是：探究性不足，很难提高学生学习生物实验的主动性。学

4、生很被动地开展生物实验，这样的教学很难满足培养学生的学科核心素养。为了更好地培养学生的科学思维和科学探究能力，在教材已给材料的基础上，添加其他的实验材料，如韭菜叶、绿萝叶、紫薇花瓣、和月季花瓣等日常生活中容易获得的材料。得出用韭菜分离出的色素带更清晰，更接近实验要求。改进后的探究实验的优点是：（1）尝试将叶绿体中的色素和液泡中的色素区别开，提高了学生解决实际问题的能力；（2）在实验教学中，学生选取不同种类的实验材料，提高了实验的探究能力，增加了实验结果的可信度。（3）用平时经常见到的材料做实验，增加了实验的趣味性，增强了学习生物实验的积极性。2 .色素提取方法的改进2.1 无水乙醇使用量的改进

5、人教版教材（2019年版）中的无水乙醇使用量为5IOmL不明确无水乙醇的最适用量是多少。所以教师在实际的实验教学中，在称取5g绿叶的基础上，增设无水乙醇的不同使用量，如5ml、6ml、7ml、8ml、9ml和IOmI（表一），以此来探究无水乙醇的最适用量。通过改进后的探究实验，我们得到无水乙醇的最适用量为7ml,从而节约了实验材料，也培养学生的实验探究能力。同时让学生认识到生物实验是非常科学严谨的，在平时的实验教学中，培养学生实事求是的态度。2. 2研磨装置的改进人教版教材（2019年版）仍然沿用传统的研磨方法（如图五），该方法最大的缺点分别是：1 1）教材要求研磨要迅速，但研磨时间仍较长，影

6、响实验的进程，同时无水乙酸还会挥发出去；2 2）教材要求研磨要充分，但使用研钵研磨绿叶，仍使叶片研磨地不够充分，有的色素没有充分溶解；3 3）还增加了色素和空气的接触时间，色素容易被氧化，从而影响实验的效果。经过同学们的分组、激烈讨论，得出可以用榨汁机（如图六）代替传统的研磨方法。这样改进实验的优点是：使绿叶研磨地更充分，而且耗时更短。同时减少了色素被氧化的概率，使获得的滤液细线颜色更深，色素带更明显。4 .画滤液细线的改进（1）人教版教材（2019年版）中滤纸上的细线是用毛细吸管或者盖玻片画的，而且要重复一到两次。但是学生在此之前并未接受过这方面的练习，技术不够熟练。特别是毛细吸管较细长，力

7、度掌握不好，容易破碎，而且学生很难控制滤液的流速。这样画出的滤液细线较粗而且不直，会影响色素的分布，以至于影响实验的现象。为了更好地获得滤液细线，尝试用不同的材料画滤液细线，如用棉线、牙签等材料画滤液细线。（2）为了缩短两次画滤液细线之间的等待时间，可以用吹风机（注：为了预防热风可能导致色素被降解，应选为冷风）吹干滤液细线，使之重复画线。改进后的探究实验的优点是：画出的滤液细线更直、细和齐。从而使色素带充分地分离开，提高了实验的成功率，得出的实验结论更科学。5 .层析液的改进人教版教材（2019年版）提供的层析液是由20份在6090C下分储出来的石油醒、2份丙酮和1份苯混合而成。根据生物学通报

8、2001年第九期杨培俊、秦峰秀的几种层析液对滤纸圆盘分离叶绿体色素的影响的提示，教师在原有的小组基础上，结合学生的讨论结果，提出的探究任务是：（1）任务一：单种层析液对分离色素的影响；（2）任务二：四氯化碳对分离色素的影响；（3）任务三：以石油酸和四氯化碳的混合液（比值为1：2）对分离色素的影响;（4）任务四：以石油酸和苯的混合液（比值为2：1）对分离色素的影响。探究结果发现：任务三和任务四的实验效果是非常理想的。任务一中的石油酸分离效果清晰，但是对叶绿素a和叶绿素b分离效果有待提高。任务二中的四氯化碳对橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素分离不够明显。改进后的探究实验的优点是：减少了有毒物质的释放

9、，加强了药品的回收利用，同时也对实验环境进行了改善，符合绿色环保的原则。从而能够保护好实验者的身心健康，也培养了学生的探究能力。6 .层析装置的改进人教版教材（2019年版）使用的层析装置进行实验，出现的缺点如下：（1）用烧杯及培养皿的层析装置，密闭性不太严格，有毒的物质会挥发出去，对学生的身体健康不利，也违背了在生物实验的过程中，保护操作者的前提。（2）用试管及棉塞的层析装置，又不方便加层析液以及放滤纸条。（3）层析液容易没及滤纸上的滤液细线，而且滤纸难以立足于试管或小烧杯中。因此可选用以下两套装置进行改进，装置一的优点是：（1）可以同时对多条滤纸同时进行层析，提高了实验的探究性，增强了学生

10、进行探究的积极性；（2）选用的是外卖的餐盒，密闭性较好，可以有效地避免层析液挥发。由装置二可知，改进后的层析装置的优点是：将教材中的条形滤纸改进成圆形滤纸，减少了画滤液细线的操作难度，提高了实验的成功率。同时用灯芯或棉线连接滤液和奶瓶中的层析液，培养了学生的科学思维能力。7 .实验流程的改进教师把全班同学分为五大组，每个大组再分为四个小组，每个小组的探窕任务是：第一小组不加二氧化硅；第二小组把实验中的无水乙醇换成等量的蒸储水；第三小组不加碳酸钙；第四小组按照新版教材的流程做实验。实验结束后，有请每一组学生代表展示自己组的实验成果（如图九）。并且总结自己组实验成功或失败的原因以及相关的启发。改进

11、后的探究实验的优点是：（1）提高了学生探究问题的热情度，加深学生在生命观念上，更好地理解碳酸钙、二氧化硅和无水乙醵的作用，从而对实验充满了兴趣。再也不是简单地背诵实验，同时还养成了尊重客观事实和实验证据、敢于质疑的科学思维，提高了生物学核心素养。（2）通过各组实验的对照，让学生明确自变量不同，因变量会随之不同。以至于可以培养学生的实验思想，提高学生的实验探究能力。三、教学反思与展望作者通过对实验材料、提取色素方法、研磨装置、画滤液细线以及层析液的改进，使实验现象更明显。特别是对层析装置的改进一自制层析器，该装置制作简单,取材容易，可激发学生的学习兴趣。而且改进之后的实验，更符合新课程倡导的积极

12、与生活联系、与社会联系的出发点，加强学生的社会责任的意识。在培养学生学科素养的现代社会，促进生物学核心素养在实验教学中的应用，都需要靠我们一线教师以及背后工作人员的共同努力。站在生物学学科的角度，不断探究、改进和创新，追求突破生物学核心素养的教学重、难点。而且，教师要明确学生在实验教学中的主体地位，做到学生是发展生物学核心素养的关键，是落实新一轮标准的“源头”，更是高考评价的“核心。参考文献：1中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版M.北京：人民教育出版社，2018.2郑美莉.绿叶中色素的提取和分离实验教学改进初探口.课程教育研究,222018(30)：158.3傅晶.对实验“绿叶中色素的提取和分离的改进与创新J.中国校外教育，017(4)：115+117.4谭永平,中学生物学课程在发展学生核心素养中的教育价值J.生物学教学，016,41(5)：20-22