基于探究合作模式的“綠葉中色素的提取和分離”教學設計

鄧巧文

【摘要】在人教版教材設計中，《綠葉中色素的提取和分離》屬于驗證性實驗，學生按照教材規定的程序操作觀察記錄實驗結果即可，這不能充分體現學生的探究精神和培養學生的理性思維，因此我將它設計為一個一級探究水平的探究合作型實驗課程。

【關鍵詞】 自主性；探究性；合作性

一、教材分析

《綠葉中色素的提取和分離》是人教版高中生物必修一《分子與細胞》第5章第4節《能量之源——光與光合作用》的教學內容，光合作用是高中生物重點和難點內容，也是高考常見考點之一，做好綠葉中色素的提取和分離實驗，有助于學生理解光合作用色素的種類和作用，加強學生對光合作用的理解和掌握。

二、設計理念

在新課標的引領下，生物學實驗并不是簡單的教學輔助部分，它是學習生物學的重要手段，是培養學生能力，提高科學素養的有效途徑[1]。以學生發展為本，強調學習的過程和方法，通過探究內容的不斷深入，讓學生主動參與實驗探究過程，促進學生學習方式的變革，培養學生分析問題和解決問題的能力。在人教版教材設計中，本實驗屬于驗證性實驗，學生按照教材規定的程序操作觀察記錄實驗結果即可，這不能充分體現學生的探究精神，因此我將它設計為一個一級探究水平的探究合作型實驗課程。

三、教學目標

3.1知識目標

掌握提取葉綠體中色素的方法；通過實驗結果分析，理解各藥劑在實驗中的作用和對實驗結果的影響。

3.2能力目標

合理組織語言，描述實驗現象，鍛煉學生觀察能力和語言表達能力；對實驗進行探究改進，提高學生科學思維和探究問題的能力。

3.3情感態度價值觀

通過本節實驗課，激發學生對生物科學的興趣，培養學生科學研究的志向。

四、教學重、難點

4.1重點：初步掌握提取和分離色素的方法，探索色素在濾紙上層析的情況。

4.2難點：培養學生的實驗動手能力，掌握探究實驗的方法。

五、教學策略

高一學生的思維比較活躍，求知欲很強，具備一定的實驗操作能力，但學生在進行實驗探究過程中，存在“依葫蘆畫瓢”機械完成實驗任務、操作不規范、分析問題不嚴謹、缺乏探究精神等問題，這些都需要得到科學有效的指導。因此，根據學生知識的發展規律，秉著發展學生的科學素養與實踐能力，以“自主性、探究性、合作性”為三個基本維度，將常規的驗證實驗改為小組合作的探究實驗，設計導學案，融合問題導學法、活動探究法、討論分析法，并配以多媒體輔助教學，盡可能讓學生去觀察、分析、思考和感受，掌握事物發展變化的規律，使學生在實驗過程中體驗，在實驗過程中發展。

六、實驗探究過程

6.1課前準備

教師準備：（1）設計導學案、準備實驗視頻（2）實驗材料用具準備。（3）推測可能出現的情況進行探究，分析原因，做到心中有數。

學生準備：（1） 利用導學案預習本實驗。包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟和提出實驗改進之處等。（2）復習葉綠體中色素的種類和顏色。（3）形成實驗小組。

6.2 教學過程

6.2.1課前導學，激發興趣。

在課前，一方面學生自主觀看演示實驗視頻，加深對常規的實驗過程直觀的感受；另一方面，引導學生預習我所印發的導學案，了解實驗原理、實驗步驟，理清思路，根據實驗步驟中要求特別注意的地方設置疑問（思考題1----思考題12），并啟發學生探究以下問題： 除了菠菜還有什么材料適于本實驗？ 除了毛細吸管畫線法，你還能想到什么方法可以保證細、直、齊？ 有什么材料可以取代濾紙條來進行層析呢？引導學生從常規的實驗步驟的找出可改進之處。

設計意圖：通過導學案上的系列問題，激發學生的求知欲，啟發學生主動思考，并在解決問題的過程中充分體現了學生的主體性，發展了學生科學思維能力。

6.2.2創設情境，設計實驗。

創設教學情境，設置疑問，加強學生對實驗原理和實驗關鍵步驟的理解和掌握，明確了探究實驗的目的：（1）設計與開展綠葉中色素的提取和分離的實驗；（2）驗證葉綠體中色素的種類，探究實驗改進之處。接著，將導學案中學生提到的實驗改進的方法總結反饋給全班同學，確定以下三個探究方向：一、實驗的植物材料的篩選；二、探究畫線方法的改進；三、探究層析方法的改進。通過語言的引導，讓學生以小組為單位從一個科研工作者的角度選擇其中一個探究方向進行討論，參考探究實驗“發現問題-作出假設-設計實驗-操作實驗-驗證假設”的一般思路，結合對照原則、科學性原則、單一變量原則、可行性原則等實驗原則，開展屬于各自小組自己的探究實驗設計。

設計意圖：通過本環節，強調學習的過程和方法，真正讓學生體驗設計探究實驗的過程，促進了學生學習方式的變革，培養學生理性思維和嚴謹的科學態度。

6.2.3分組探究，合作（下轉第七版） （上接第二版）開展實驗。

引導實驗小組合作開展各自的探究實驗，強調實驗小組成員的分工。在此過程中，引導學生根據操作具體情況進行自我監控，并做好相應的實驗記錄。同時，教師不斷巡視，及時對學生疑問進行指導，強調實驗操作的規范性。

設計意圖：在這個過程中，培養了學生的動手能力、發現問題解決問題的能力，實驗探究能力，一絲不茍的探究精神和團結友愛的合作精神。

6.2.4成果交流，小結評價。

以實驗小組為單位，經討論分析得出本小組的結論，并展示成果：（1）展示結果，分享本組探究實驗的結論；（2）做實驗的過程中遇到的問題及解決之法；（3）通過本次探究實驗，談談自己的收獲，進行自我評價。在這個過程中，教師進行及時的鼓勵和客觀的評價。結合學生的實驗探究結果，對本節課內容進行小結。

設計意圖：這樣，既實現小組間的資源共享、培養了學生分析歸納的能力和鍛煉了學生用專業術語展示自己的實驗結果的能力，提高了學生自我評價和反思的能力，培養了嚴謹的科學態度和求知的精神。

6.2.5反饋練習，拓展延伸。

實驗結束后，學生完成課后鞏固練習，并自主分析。同時，引導學生將探究精神延伸到課外，想一想還可以從哪些方面去改進實驗。

設計意圖：學無止境，將課堂的探究活動延伸到課外，培養學生的發散思維，持續培養學生的理性思維和探究精神。

七、實驗改進之處

7.1 實驗材料的篩選

從菠菜、韭菜、番薯葉、蟛蜞菊四種植物材料進行篩選，發現菠菜和韭菜的效果最佳，色素含量較多，得到的色素帶比較清晰。

7.2畫線方法的改進

將毛細吸管畫線法改為蓋玻片畫線法，更能保證濾液細線細、齊、直，色素帶擴散更均勻。

7.3 層析法的改進

濾紙條紙層析法改為圓形濾紙片紙層析法，擴散更均勻，色素帶分離更明顯，便于觀察。

八、教學反思

在認真研讀課標、教材的基礎上，抓住重點、突破難點，我將常規驗證試驗課堂設計為探究合作型實驗課。本節實驗比較成功的地方如下：（1）以“自主性、探究性、合作性”為課堂教學的三個基本維度，以培養學生的科學素養為指導，開展合作探究型實驗課堂；（2）以學生為主體，強調學習的過程和方法，真正讓學生體驗設計并開展綠葉中色素的提取和分離的實驗，探究實驗可改進之處，促進了學生學習方式的變革，培養學生理性思維和嚴謹的科學態度；（3）通過小組分工協作，有目的性的培養學生團結合作精神和語言表達的能力。當然，本實驗課也存在不足的地方，由于課時和實驗材料的限制，本節課整體流程比較緊張，不能做更多的探究活動。

總體上，本節課既高度體現了教師的指導作用，又極大程度地實現了學生動腦與動手的主體作用，達到了預期的教學目的。在以后的實驗教學當中，一方面教師的教育觀念一定要轉變與更新，努力實踐，精心設計教學模式；另一方面要注意學生的創新需要，促進學生學習方式的變革，多開展探究性學習，發揮學生無限的創造力！

參考文獻：

【1】包虹。“葉綠體中色素提取和分離”實驗課的案例及分析[J].生物學教學，2016（5）：34-26