曹冬梅

【摘 ? 要】本文針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在的問題，提出對提取方法、過濾方法、畫濾液細線方法，不同配比的層析液和層析方法的改進等幾個方面挖掘?qū)嶒灲虒W(xué)的創(chuàng)新點，以期促進對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué);創(chuàng)新能力;實驗改進

生物是以實驗為主的學(xué)科。實驗教學(xué)是教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進行的一種直觀教學(xué)手段。通過實驗可以幫助學(xué)生形成生物學(xué)概念，進一步理解和掌握生物學(xué)知識。實驗是學(xué)生進行觀察和獲得感性認識的重要源泉，是教師講解生物學(xué)概念、規(guī)律的基礎(chǔ)。

一、課題背景下的深入探討

“葉綠體中色素的提取和分離”是不同版本的教材中均重點強調(diào)的必修實驗之一，教材編排上將之放在光合作用過程之前，旨在使學(xué)生通過學(xué)習(xí)色素的知識，為之后光合作用的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在開展實驗教學(xué)前，教師可讓學(xué)生思考以下問題：教材中的實驗材料是最佳選擇嗎？有沒有實驗效果更好的材料？如何做到既能快速研磨，加快色素從細胞中釋放，又能防止葉綠素被分解？濾紙條一端為什么要剪去兩角？不剪是否可行？怎樣才能畫好濾液細線？有沒更好的畫濾液細線的方法？層析方法如何改進優(yōu)化？為了解決這些問題，師生需要不斷地摸索，一遍一遍地進行實驗，嘗試改進和優(yōu)化教材中的實驗方法和過程。

二、實驗過程和方法的改進

（一）實驗選材多樣化

受許多國外教材的影響，實驗的創(chuàng)新起點應(yīng)該從實驗材料的選擇開始，不可拘泥于教材，否則學(xué)生從源頭上就陷入了被動接受的狀態(tài)。教材選用的是易獲取的材料——新鮮的菠菜。教師可以因時因地制宜，根據(jù)當時做實驗的季節(jié)和地區(qū)之間的差異，把選擇材料的主動權(quán)交給學(xué)生，你會驚喜地發(fā)現(xiàn)，有的學(xué)生會準備教材中沒有的實驗材料，如韭菜、木耳菜等，甚至有的會準備帶有紫色的莧菜葉片。不同的小組之間會對色素的種類進行探索和比較，比如剛剛選擇帶有紫色葉片的學(xué)生，他的實驗肯定會有不一樣的精彩。教師不要過多地限制他們的主動思維，因為按部就班的實驗過程并不是我們提倡和鼓勵的。

（二）提取方法的改進

本實驗為葉綠體中色素的提取和分離，顧名思義便是色素的提取和色素的分離兩個步驟，由于用水不能提取到葉綠體中的色素，學(xué)生自然會想到葉綠體中的色素為脂溶性，僅溶于有機溶劑（如無水乙醇）。提取色素的過程較為繁瑣：稱量、剪碎、研磨、單層紗布過濾等操作，研磨這一步驟很關(guān)鍵，若研磨時間短，不充分，則色素不容易從細胞中釋放，若研磨時間太長，葉綠素容易分解，最終現(xiàn)象不明顯。

改進：針對耗時多，研磨不充分的情況，建議學(xué)生在實驗中分兩組進行，甲組按照教材的提取程序操作，乙組采取“解剖針按壓雙葉法”。在制備好的濾紙條上方平鋪兩層綠葉，在原來畫濾液細線的地方，用解剖針用力往下壓，在外界的壓力下使葉綠體破損，讓色素吸附在濾紙條上，這樣也可保證濾液細線“細、直、齊”的要求。實驗改進后，大大縮短了提取素色所需的時間，留有更多的時間進行分離色素的操作及對實驗結(jié)論的分析與評價。

但是簡便方法不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的方法，“有機溶劑提取法”是用相關(guān)物質(zhì)提取的方法，學(xué)生有必要了解和掌握。在近幾年的高考中均有涉及這方面的知識，不容忽視。學(xué)生只有動手自己做了，才能分析出不加石英砂和CaCO的異常現(xiàn)象的原因，所以甲組學(xué)生按照教材的步驟進行提取。過濾這一步驟，因為很多同學(xué)研磨不充分，濾液過濾困難，所以有的同學(xué)提出剪取一塊大紗布將研磨液及葉渣包裹，采取用力榨取的方法，結(jié)果色素不但多而且含量高，實驗結(jié)果較為明顯。

（三）劃濾液細線方法的改進

教材中是將濾紙剪成長為7.5cm，寬為1.5cm的濾紙條，并將一端剪去兩角，剪去兩角后底邊寬度接近濾紙條寬度的一半。至于為什么要剪去兩角，在以往的實驗中教師會告知學(xué)生就應(yīng)該這么做。這種被動獲取的知識，時間一長，學(xué)生并不會留下深刻的印象。

改進：在實驗中不妨設(shè)計剪去兩角和不剪去兩角的兩組實驗，通過實驗結(jié)果的對比，讓學(xué)生自己找出問題所在，原來剪去兩角可有效防止液體表面張力引起的濾紙條擴散過快的現(xiàn)象，通過對比實驗，會使學(xué)生留下深刻印象。

畫濾液細線采用的是毛細吸管蘸取法，毛細吸管很細易斷，且畫濾液細線時，線畫的較粗且不直，很難符合“細、直、齊”的要求。

改進：選用薄薄的蓋玻片直接蘸取上述的提取液在鉛筆線處輕輕拓印，稍等片刻，等干燥以后重復(fù)幾次，這樣的操作簡單易行，且滿足了“細、直、齊”的要求，可為接下來分離色素不重疊打好基礎(chǔ)。

另外，還可采用“推血涂片的方法”。具體操作：取一塊潔凈的載玻片，載玻片中央滴一滴過濾后的提取液，再用另一塊載玻片傾斜過來將提取液在載玻片上推成薄薄的一層。在濾紙條剪去兩角的一端大約1厘米處折一折痕，讓折痕在薄層濾液上輕輕推過。該過程是模擬推血涂片的方法。優(yōu)點：可實現(xiàn)畫濾液細線的要求“細、直、齊”。

（四）層析液配比的改進

色素的提取過程結(jié)束，緊接著要分離色素，原理在于溶解度不同，在層析液中溶解度越大，會隨層析液在濾紙上擴散得快。人教版的教材中，層析液是由石油醚、丙酮、苯按照20：2：1的比例混合而成。既然層析液的成分也是有機溶劑，能否使用無刺激性氣味的無水乙醇完成層析操作，改變石油醚、丙酮、苯在混合液的配比效果會不會更佳？圍繞以上問題，設(shè)置幾組探究實驗：（1）石油醚：丙酮：苯=20：2：1;（2）石油醚：丙酮=9：1;③無水乙醇。最終發(fā)現(xiàn)：層析液的最佳配方是石油醚：丙酮：苯=20：2：1，其次為石油醚：丙酮=9：1，在無水乙醇中色素帶都未得到分離。

（五）分離方法的改進

教材中分離色素的方法是將層析液裝入大試管，而層析液是幾種有機溶劑的混合，有毒且易揮發(fā)，反應(yīng)結(jié)束后沒法回收利用。還要考慮濾紙條的長度是否恰當，否則濾液細線淹沒到層析液下面，色素將會全部溶解，濾紙條上結(jié)果不明顯。

改進：將濾紙條放入大試管中，倒置后用帶橡皮管的塞子塞住管口，取一只潔凈的注射針筒吸取一定量的層析液與剛剛的橡皮管相連，緩緩地將針筒內(nèi)的層析液推入大試管。改進后的優(yōu)點：操作簡單，密封性好，可減少有毒氣體危害青少年身體健康，能有效避免層析液沒及濾液細線且實驗結(jié)束后層析液可回收利用，節(jié)約了成本。

三、教學(xué)反思和評價

一個實驗的結(jié)束，留給我們的不僅是實驗結(jié)果，也不是實驗的成功與否，而是實驗背后的反思與實驗中某些細節(jié)的評價。如果一個教師只注重實驗的成敗，忽略了對細節(jié)的評價，那他教出來的學(xué)生也會如此。每個學(xué)生在實驗過程中總會碰到一些異常現(xiàn)象，這時我們教師能做的不是忽略它們的存在，而是要引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探索其中的原因，如有的學(xué)生分離出的色素帶重疊，有的分離到的色素帶顏色很淺，甚至沒有分離出色素帶。此時我們要鼓勵學(xué)生對自己的方案進行改進、優(yōu)化，最終得到滿意的結(jié)果。

教師對學(xué)生實驗中某一個好的實驗設(shè)計，如本實驗中色素研磨液倒入漏斗中過濾（漏斗基布放一塊尼龍紗布）因為很多同學(xué)研磨不充分，濾液過濾困難，所以有的同學(xué)提出剪取大紗布把研磨液及葉渣包裹，用力榨取的方法，結(jié)果色素不但多而且色素含量高，實驗結(jié)果明顯。對于這位同學(xué)的方法，應(yīng)給予肯定，并及時反饋給學(xué)生，盡量使每個學(xué)生都能認識自己的優(yōu)點，增強自信心，在原有的基礎(chǔ)之上有所進步。

【參考文獻】

[1]朱靜.“葉綠體中色素的提取和分離”實驗教學(xué)中的研究性學(xué)習(xí)的實施[J].生物學(xué)教學(xué)，2003

[2]何揚建.探尋實驗教學(xué)的創(chuàng)新點培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].生物學(xué)教學(xué)，2016