摘要:本文記錄了在“綠葉中色素的提取和分離”實驗課中的嘗試創(chuàng)新教學案例。
關鍵詞:高中生物;實驗課;色素的提取和分離
一、 案例介紹
(一) 案例實施的現(xiàn)狀高中生物必修一教材中本實驗屬驗證性實驗,以往的教學過程是先讓學生課前預習,熟悉實驗的材料、用具、方法、步驟,再要求學生根據(jù)實驗步驟在實驗室進行操作,但是在學生完成實驗后,實驗效果并不理想,主要表現(xiàn)在:(1)出現(xiàn)清晰色素分離帶的實驗組不多,很多組的色素帶出現(xiàn)顏色不明顯,不整齊,有重疊等情況。(2)學生對該實驗課缺乏熱情,照本宣科,流于形式。究其原因,主要是學生實驗操作不規(guī)范,且由于實驗中沒有問題懸念,缺乏學生想探知的情況而減弱了實驗熱情。因此,在對實驗結果交流分析中,當老師問及出現(xiàn)不理想實驗結果的原因時,問題組的學生一問三不知,很顯然,學生在做實驗時,只是機械地完成實驗任務,對實驗步驟缺乏深入思考,存在很明顯的“只知其然,不知其所以然”的現(xiàn)象。
針對這種現(xiàn)狀,該實驗的創(chuàng)新點是:(1)教師設計“實驗步驟規(guī)范自我監(jiān)控表”,分發(fā)給學生,要求不同組除所要探究的步驟設計不同外,其余步驟嚴格使用監(jiān)控表監(jiān)控進行。排除實驗操作的不規(guī)范。(2)應用微格教學法,把實驗中的易發(fā)生實驗操作不規(guī)范步驟改為組間微探究的問題,在不改變整體實驗的基礎上,使驗證中融入探究,既激發(fā)了學生上實驗課的興趣,提高了學習積極性,又使學生對實驗操作步驟不規(guī)范造成的影響能進行很好的認知和反思,提高了學生的科學素養(yǎng)。
(二) 教學過程及分析
1. 課前準備
(1) 教師:設計“實驗步驟規(guī)范自我監(jiān)控表”。
(2) 微探究問題的提出:本實驗預習課上,先理論分析實驗結果可能出現(xiàn)的情況:色素帶顏色清晰、整齊、無明顯重疊(理想);色素帶顏色不明顯、不整齊、有明顯重疊,不出現(xiàn)色素帶(不理想);再提出問題: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關?
(3) 微探究問題的實驗設計:本實驗分十二個小組,1、2、3組嚴格按課本實驗方法步驟進行,4、5、6組在研磨中不加碳酸鈣,7、8、9組畫濾液細線時只畫一次,10、11、12組使層析液沒及濾液細線。
(4) 實驗材料用具準備:新鮮的深綠色韭菜葉,干燥的定性濾紙,燒杯,研缽,小玻璃漏斗,細孔紗布,蓋玻片,剪刀,小試管,培養(yǎng)皿蓋,量筒。天平,無水乙醇,層析液,二氧化硅,碳酸鈣。
2 實驗過程
實驗規(guī)范操作(1、2組)
色素的提取
(1) 取材將韭菜葉置于65℃左右水中燙40~50s后,再用冷水冷卻數(shù)秒鐘,用多層吸水紙將葉片中的水分除去,取5g綠葉,剪碎,放入研缽,
(2) 研磨向研缽加入一小藥勺二氧化硅,半小勺碳酸鈣,10mL無水乙醇,迅速研磨。
(3) 過濾玻璃漏斗基部放雙層細孔紗布,漏斗頸放入試管中,將研磨液迅速倒入漏斗中并用紗布擠壓過濾,過濾完成后,將試管口用棉塞塞緊。
色素的分離
(1) 制備濾紙條取干燥的濾紙條,一端均勻剪去兩角,在距端1cm處用鉛筆畫一條細橫線。
(2) 畫濾液細線在培養(yǎng)皿中倒少許濾液,用蓋玻片一邊輕輕蘸取濾液,在濾紙條鉛線處輕按,待濾液干后再重復二次。
(3) 分離色素在小試管中倒入1mL層析液,將濾紙條有濾液細線的一端輕輕插入層析液中(層析液不能沒及濾液細線),用棉塞塞緊試管。
實驗微探究操作
(1) 研磨時不加碳酸鈣(4、5、6組)。
(2) 只畫一次濾液細線(7、8、9組)。
(3) 層析液沒及濾液細線(10、11、12組)。
3 實驗結果
以上圖片是不同組的部分實驗結果,第1組有四條清晰的色素帶,且藍綠色的葉綠素a最寬,橙紅色的胡蘿卜素最窄,第6組葉綠素a形成的藍綠色色素帶基本沒有,第9組色素帶很淺,幾乎看不見。第十組無色素帶的形成。
4 實驗結論
葉綠體中含葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素四種色素;碳酸鈣能避免研磨時葉綠素分子的分解,保護葉綠素分子;重復兩到三次畫濾液細線,可使濾液細線處色素濃度增大,能獲得清晰的色素帶;濾液細線沒及層析液,會使濾液細線處的色素溶于層析液,從而使濾紙條上得不到分離的色素帶。
5 實驗分析
在實驗設計上,通過不同組在關鍵操作步驟上的微差異設計,探究了不規(guī)范操作對實驗結果的具體影響;在實驗過程中,通過3、4、5、6、7、8、9、10組與1、2組的實驗結果對照,學生直觀地認知了本實驗的??键c,解決了照貓畫虎的實驗形式帶給學生的一問三不知現(xiàn)象。
二、 案例效果
教師:通過要求學生按照“試驗步驟規(guī)范自我監(jiān)控表”來自我監(jiān)控,進行實際規(guī)范操作的教學手段,培養(yǎng)學生的自我監(jiān)控能力,提高了學生自主實驗的效率。
學生:應用“微格式”探究法,使學生在實驗過程中由被動變主動,由于實驗設計的差異,學生都想知道自己組與別組結果會有什么不同,每組都帶著新奇,充滿興趣地去完成各自的實驗,充分調(diào)動了學生的能動性。
教學反饋
學生甲:這種實驗方式,沒有簡單、機械地照搬課本實驗,讓我產(chǎn)生了強烈的探究興趣,我深刻體會到了實驗步驟操作不規(guī)范對實驗結果的影響。體會到了科學的嚴謹性。以后的實驗中,我一定要改掉實驗操作的不規(guī)范現(xiàn)象。
學生乙:以小組為單位反饋實驗結果,并進行組間交流,實現(xiàn)小組間的資源共享。
作者簡介:伏小蘭,甘肅省隴南市,甘肅省隴南市文縣第一中學。