摘 要：綠葉中色素的提取和分離實驗中，學生實驗的成功率，分離的色素、色素帶的效果都經(jīng)常不盡如人意。在深究原因后，發(fā)現(xiàn)教材中的實驗對于學生有著一定的難度，需要進行針對性的改進來提升實驗效果。因此，本文從實驗材料、研磨方法、畫線方法、實驗裝置以及分離方法的改進上，針對該實驗的完善和改進進行探究。以期能夠更好地指導高中實驗的教學。

關(guān)鍵詞：提?。环蛛x；畫線；研磨方法；改進

一、 引言

某種程度上說，生物學科是一門需要依靠實驗支撐的學科，生物學中的理論知識還是實踐知識，都需要通過實驗來實現(xiàn)?？梢妼嶒炘谏飳W中的重要性。高中生的生物學習中，實驗是其中一個很明顯的重難點，這不僅在于實驗本身的難度，也在于實驗教學的優(yōu)化程度。因此，在教學中，教師是否能夠根據(jù)實驗的具體情況進行有效的完善和改進，對于高中生的實驗學習會形成重要的影響。不拘泥于教材，敢于跳出教材進行實驗的完善和改進，才能夠給學生不一樣的實驗體驗?；诖吮尘埃疚牧⒆阌诰G葉中色素的提取和分離實驗，針對教材的實驗做出一些有效的完善和改進，以期能夠?qū)嶒灲虒W以及實驗改進形成幫助。

二、 實驗改進的背景

綠葉中色素的提取和分離實驗是高中生物必修一中一個十分重要的必做實驗。這個實驗驗證的是光合作用中色素的種類和顏色。通過實驗的深入，來促進學生對于光合作用過程的認知和理解。這個實驗在教材中，是一個需要學生親自完成的分組實驗。然而，在教學中，當采用教材的實驗方法時，雖然實驗的目標能夠達成，但是其中需要經(jīng)過的過程以及實驗材料的選用都比較復雜和煩瑣，需要耗費很長的實驗時間。同時，教材中的實驗藥品含有比較高的有機物濃度，在使用的過程中，很容易傷害身體健康，并且對于空氣和環(huán)境會產(chǎn)生比較嚴重的污染。所以，在教學探索中，發(fā)現(xiàn)必須將這個實驗進行完善和改進，縮短實驗的實踐，降低實驗的污染。因此，本文提出了該實驗的改進方案。

三、 實驗改進的策略

針對綠葉中色素的提取和分離實驗，在教材方法的基礎(chǔ)上，我提出了從實驗材料、研磨方法、畫線方法、實驗裝置、分離方法五個方面的實驗改進，從而達到更好的實驗效果。

（一） 實驗材料的改進

綠葉中色素的提取和分離實驗中，教材所使用的材料主要為菠菜葉。菠菜的葉片雖然能夠提取葉綠素，但是相對來說，菠菜中的葉綠素濃度并不是很高。因此，在實驗中，還可以根據(jù)地域環(huán)境或者材料獲取便利程度，更換一些葉綠素濃度更高的綠色植物。例如，可以利用空心菜，空心菜本身的綠色顏色是很深的，并且相對于菠菜來說，空心菜葉的葉片更薄，含有的水分更低，經(jīng)過儲存以后，也不容易產(chǎn)生較為嚴重的褐變反應。并且空心菜里面含有的葉綠素含量比較高，可以實現(xiàn)濃度更高的研磨液體。加上空心菜本身比較容易獲取，這些，都使得空心菜可以作為該實驗改進的理想材料。除了空心菜以外，也可以根據(jù)校園環(huán)境中比較容易獲取的其他綠葉來代替，比如菊葉、朱槿葉、三葉草等?？傊?，在植物的選取上，可以不只是菠菜一種，其他葉綠素濃度高的綠葉植物，也能夠成為很好的替代品。

此外，除了植物的改進，在實驗中，還需要準備好濾紙條，濾紙條也需要根據(jù)實際的材料以及實驗情況進行尺寸上或者修飾上的改進。

（二） 研磨方法的改進

在教材的實驗方法中，研磨這一步驟主要通過在綠葉中加入二氧化硅和碳酸鈣后進行研磨。但是這樣的研磨方法，很容易使得研磨不夠充分導致濾液的顏色不夠深，在分離中色帶就會變得很淺。但是這個實驗需要的濾液中色素濃度越高，實驗成功的概率也就越大。所以，研磨方法中，需要作出合理的改進來得到濃度更深的濾液。

首先，在教材的研磨方法中，即便采用這種方法，二氧化硅以及碳酸鈣的數(shù)量也應該適量減少。并且在二氧化硅和碳酸鈣的使用中，可以選擇一些可替代的物質(zhì)來進行濾液的提取。比如又白又細的河沙，可以直接產(chǎn)生二氧化硅和碳酸鈣的效果，不需要加入二氧化硅和碳酸鈣，就能研磨濾液。

其次，教材中的研磨方法，主要依靠二氧化硅和碳酸鈣，具體的研磨方法如下：

1. 取菠菜葉3g并且剪碎后放入研體。

2. 加入適量的二氧化硅和碳酸鈣，將綠葉研磨成糊狀。

3. 在研體中加入大約6mL的無水酒精，繼續(xù)進行研磨，然后放置三分鐘。

這種方法的弊端就是時間長，過程復雜，針對教材研磨方法存在的弊端，考慮了與研磨法截然不同的方法，即采用濃度95%的酒精直接浸泡，從而提取濾液。這種方法采用以下步驟：

1. 選取事先準備好的空心菜葉或者三葉草葉1g，利用剪刀剪碎后放到試管的底部，然后加入4mL的濃度為95%的酒精。

2. 把試管放入沸水當中進行加熱，預計加熱時間兩分鐘左右。

在濾液提取中，這兩種方法形成明顯的對比。并且用水浴提取法所呈現(xiàn)的效果明顯要比研磨法好。具體效果見下表：

主要對比項目濾液提取方法教材所用研磨法酒精水浴提取法

取材對比綠色葉片需要新鮮的葉片，以菠菜為主只要是綠色葉片都能夠作為實驗材料

實驗材料用量3g1g

酒精類型6mL無水酒精4mL濃度為95%的酒精

碳酸鈣和二氧化硅少許不需要

研磨所需時間大約10分鐘大約3分鐘

提取的濾液顏色淺綠色墨綠色

濾液的純度少許雜質(zhì)濾液純凈無雜質(zhì)

（三） 畫線方法的改進

在該實驗中，畫濾液細線是一個很重要的步驟，教材中畫線主要使用的道具是毛細吸管。這個方法畫線的步驟主要是：首先在濾紙條上距離頂端1.5厘米處用鉛筆畫一條細線，利用毛細吸管吸取少量的濾液，順著鉛筆的線條來回畫線，濾液干燥后，再重復一次畫線。毛細吸管畫出來的濾液細線，存在著一些明顯的弊端，一方面是在畫線過程中，細線的平直不好保證，并且因為細線要求均勻，毛細吸管在均勻性上不好實現(xiàn)，容易出現(xiàn)頭重腳輕的線條。并且要等濾液晾干，所需要的時間比較長，不容易晾干。

基于毛細吸管畫線上的弊端，在實驗的改進中，進行了毛筆畫線法的改進方法。選擇毛筆的理由，首先是毛筆具有較長的筆桿，蘸取濾液比較方便，其次是毛筆的筆尖比較柔軟，不容易破壞濾紙條。再次是毛筆蘸取濾液后可以反復畫線，促進濾液線上色素的充足，并且畫出來的線的平直程度也很好把握。最重要的是，毛筆畫出來的濾液線平整，晾干快，并且色素在分離中會更快。因此，在畫線中，選擇了毛筆作為改進的材料，具體的操作步驟就是利用毛筆蘸取少量的濾液，順著鉛筆線條來回畫線，然后等待濾液晾干?？梢灾貜腿宕危ＷC色素的程度。

（四） 實驗裝置的改進

在該實驗中，實驗裝置對于層析液的分析有著很重要的意義。教材中的實驗中，層析液裝置主要是試管。利用試管存放濾紙條的過程中，濾紙條很容易接觸試管壁，并且濾紙條在試管里面無法固定，容易移動。更重要的是層析液屬于有毒物質(zhì)，發(fā)散的氣味比較刺鼻，這也使得在放置濾紙條的時候容易傷害師生的身體。所以，在實際的實驗中，針對實驗的裝置進行了改進，并且采用了自主實驗的方法，讓學生自己思考，可以利用什么樣的實驗裝置存放濾紙條。在經(jīng)過小組合作和探究后，學生們和老師共同商議出了兩種比較好的裝置改進辦法：

第一種是自制一個層析燒杯。利用層析燒杯來存放多張濾紙條，并且每一張濾紙條的擺放都有著固定的位置，可以很好的避免濾紙條的交叉，碰壁。這種層析燒杯制作十分簡單，并且在封口的材料上選取了橡皮筋來封口，而杯口用濾紙蓋密封，濾液不容易揮發(fā)，最重要的是層析燒杯可以重復使用，即便我班使用完畢，其他班級也可以繼續(xù)使用層析燒杯來存放濾紙條，能夠有效地節(jié)省材料。

第二種是自制層析錐形瓶。這種方法，首先是找一個體積適中，能夠有木質(zhì)的瓶塞的錐形瓶，然后利用刻刀在瓶塞上刻出一些缺口，將濾紙條放入到這些缺口當中，并且用膠帶將濾紙條固定起來。這種裝置更加簡單，并且利用瓶塞來進行濾紙條的存放，簡單固定，能夠很好地幫助層析液的存放，并且也能夠節(jié)省材料，安全環(huán)保。

（五） 分離方法的改進

在分離方法上，教材上的條形濾紙分離色素其實也是可以達到目標的，所以在課堂的實驗中，沒有針對分離方法進行過多的改進。但是在課后，讓學生進行自主實驗探究，發(fā)現(xiàn)了另外一種分離方法也可以實現(xiàn)色素的有效分離。在自主探究中，他們采用了圓形濾紙條分離法。方法是找一張直徑約15厘米的圓形濾紙，然后在圓心中戳一個圓形的小孔，然后再用教材中的濾紙條，利用毛筆順著濾紙條的長邊點樣畫線，保持色素的擴散在0.2厘米左右，并且在濾液晾干后重復幾遍。再以長邊為徑將濾紙條卷起來，插入到圓形濾紙條孔中，然后找一個直徑至少12厘米的培養(yǎng)器皿，將濾紙浸泡在層析液當中，放置十分鐘后，圓形的濾紙條上會呈現(xiàn)四個葉綠素的同心圓。這個方法會讓色素的分離比較明顯，但是過程比濾紙條更加煩瑣一點。

四、 實驗效果與反思

（一） 實驗效果

通過實驗的改進，改進后的實驗方法取得了比較理想的效果，首先是實驗材料上，可以更加靈活，更容易幫助色素的提取和分離。其次是在研磨方法上，利用水浴法提取的濾液用時更短，提取的濾液濃度也更高，前文的表格上已經(jīng)呈現(xiàn)出了明顯的對比。通過水浴法分離出來的色素帶比較均勻，也比較平整。再次是畫線方法改進后，用毛筆畫出來的濾液細線比較窄，而且線條比吸管畫出來的更加平整，色素的分離也更快?？偟膩碚f，實驗改進以后，在用料上可以更加廣泛，并且實驗更加環(huán)保，安全，也更加節(jié)約資源。實驗的成功率也更高。改進后的實驗得到了很好的效果。

（二） 實驗反思

本次實驗中，雖然實驗的改進取得了更好的效果，實驗的改進是成功的，但是在實驗過程中，依然走了一些彎路，比如選擇的材料經(jīng)過了多次試驗后確定，浪費了許多資源。比如溶液的用量，也經(jīng)過了幾次的試驗才成功。今后的試驗改進中，需要根據(jù)實驗環(huán)境，做出更高效的改進措施，這樣，才能讓實驗改進實現(xiàn)真正的目的。

五、 結(jié)語

從本次實驗的改進可以看出，雖然生物是以實驗為基礎(chǔ)的學科，但是，教材的實驗不一定適用于任何情況，我們在實驗的過程中，需要作出有效的改進和完善，才能夠讓實驗更加具有教學的意義，也才能更加帶動學生的實驗探究。

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作者簡介：

楊勇，福建省三明市，福建省泰寧第一中學。