基于“绿叶中色素的提取和分离”实验答题的反思

吴庆华

摘 要 以荆州市2017届高三质检I生物试卷中一道考查“绿叶中色素的提取和分离”实验的答题为例，简析学生在答题时存在的主要问题，并提出教学建议。

关键词 学生实验题 答题 反思

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

“能独立完成‘生物知识内容表所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用”是《2017年全国高考考试大纲（课标版）理科综合·生物》所确定的“实验与探究能力”中的第一项要求。“绿叶中色素的提取和分离”是“生物知识内容表”中的一个实验。下面对荆州市2017届高三质检I生物试卷中考查“绿叶中色素的提取和分离”实验的答题作简要分析。

1 试题举例

【例题】 某高中学校生物研究性学习小组的同学用菠菜做了以下实验：

Ⅰ. 略

Ⅱ. 用菠菜的绿叶做“绿叶中色素的提取和分离”实验，回答下列问题：

（1） 绿叶中的色素能被分离的原理是 。

（2） 经过分离，滤纸条上相邻最远的两条色素带所呈现的颜色从上往下依次是 。

参考答案：

Ⅱ. （1） 绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散的速度快；反之，则慢

（2） 黄色和蓝绿色。

2 试题的主要特点

2.1 突出考查对实验原理的理解

“绿叶中色素的提取和分离”是人教版高中生物教材《必修1·分子与细胞》中的一个实验。题中的第（1）小题，变式于教材实验“讨论”第1题中的一个问题，重点考查考生对绿叶中色素能被分离的原理的理解能力。

2.2 重点考查对实验结果的再现

第（2）小题以学生曾做该实验的实验结果为基础，不仅考查“滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？”等事实性知识的再现，还考查依据滤纸条上3组相邻两条色素带（从上往下）之间距离大小的事实性知识进行比较和判断的能力。其中，考查该实验结果再现的要求更高。

2.3 注重考查对实验结果的分析

如第（2）小题，考查学生对3组相邻两条色素带（从上往下）呈现的颜色和共同颜色、色素带对应的色素和归类等进行对比分析的能力（表1），以及在此基础上作出判断和推理的能力。

2.4 渗透考查实验结果拓展知识的分析

如第（2）小题，渗透考查在分析实验结果时，对胡萝卜素与叶黄素以及叶绿素a与叶绿素b等相关基础知识进行适当拓展，以及进一步分析实验结果并作出判断和推理的能力。

3 答题情况分析

3.1 成绩分析

经大数据分析，该题第Ⅱ部分的难度值为0.23，学生的得分情况不理想。该部分的赋分、平均分和难度值见表2。

3.2 学生答题存在的主要问题

3.2.1 对实验原理的理解不准确

如第（1）小题常见的错误答案是“色素在无水乙醇中的溶解度不同”，说明这些学生将分离色素的层析液与提取色素的有机溶剂相混淆。还有部分学生的答案是“绿叶中的色素在层析液的溶解度不同”，他们未答出分离色素的直接原因。

3.2.2 对实验结果的再现不准确

第（2）小题错误答案最多的是“橙黄色和黄色”。说明这些学生对实验结果不熟悉，在再现实验结果时出现了差错。还有部分学生的答案是“胡萝卜素与叶黄素”，他们未认真审题而答非所问。

3.3 个别教师对答案有疑问的主要原因

个别教师对第（2）小题的答案有疑问，认为正确的答案应该是“橙黄色和黄色”。经调查，其产生疑问的主要原因是：

① 教师和学生都未做该实验；

② 以互联网上个别教师自编上传练习中的实验结果模式图为质疑依据，而这些模式图与2015年全国高考理科综合·生物（江苏卷）第21题等真实的实验结果的模式图有差异。

4 教学建议

4.1 重视学生亲历实验过程，培养学生的实验与探究能力

培养学生的实验与探究能力，最重要的课程资源是教材。学校要创造条件，尽可能多地开设教材中的学生实验；努力改变少数教师在黑板上“做”实验，部分学生在考前“背”实验的现象；同时也要改变少数教师在视频上做“虚拟实验”代替学生做“真实实验”的现象。教师要充分发挥虚拟实验对真实实验的总结和强化作用，让学生在真实和虚拟的实验过程中，深化理解实验原理，优化实验过程设计，不断提升实验操作能力和创新能力。

4.2 加强对实验结果的分析，培养学生的理性思维能力

如第（2）小题的解题过程，需要进行以下思维活动：

① 比较3组色素带的共同颜色和进行色素归类。从表1可以看出，第一组或第三组的两条色素带，分别呈现共同的颜色，所代表的色素可归类为同一类色素；第二组的两条色素带，不呈现共同的颜色，所代表的色素不能归类为同一类色素。

② 在比较的基础上进行判断和推理。第一组或第三组的两条色素带所代表的色素，其化学特性的相似度较高，在层析液中的溶解度相近，随层析液在滤纸条上扩散的速度相近，两条色素带之间的距离较小；而第二组相反。教师要引导学生进一步体验：新知识的建构过程是在已有知识的基础上，以逻辑为纽带，通过判断和推理，最终获得结论的复杂过程，培养学生的理性思维能力。

4.3 注重对实验结果知识的延伸，发展学生的拓展思维能力

如第（2）小题的解题过程，還可对叶绿体内4种色素的知识进行适当拓展。

4.3.1 适当拓展4种色素分子式的知识

如胡萝卜素和叶黄素的分子式依次是C40H56和C40H56O2，叶绿素a和叶绿素b的分子式见图1。

4.3.2 适当拓展4种色素结构式的知识

如胡萝卜素（以植物体内含量最多的β-胡萝卜素为例）、叶黄素和叶绿素a的结构式见图2～图4，而叶绿素b的结构式是由叶绿素a结构式中的1个—CH3（虚线椭圆框着的）被—CHO代替而成。