基于探究合作模式的“绿叶中色素的提取和分离”教学设计

邓巧文

【摘要】在人教版教材设计中，《绿叶中色素的提取和分离》属于验证性实验，学生按照教材规定的程序操作观察记录实验结果即可，这不能充分体现学生的探究精神和培养学生的理性思维，因此我将它设计为一个一级探究水平的探究合作型实验课程。

【关键词】 自主性；探究性；合作性

一、教材分析

《绿叶中色素的提取和分离》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第5章第4节《能量之源——光与光合作用》的教学内容，光合作用是高中生物重点和难点内容，也是高考常见考点之一，做好绿葉中色素的提取和分离实验，有助于学生理解光合作用色素的种类和作用，加强学生对光合作用的理解和掌握。

二、设计理念

在新课标的引领下，生物学实验并不是简单的教学辅助部分，它是学习生物学的重要手段，是培养学生能力，提高科学素养的有效途径[1]。以学生发展为本，强调学习的过程和方法，通过探究内容的不断深入，让学生主动参与实验探究过程，促进学生学习方式的变革，培养学生分析问题和解决问题的能力。在人教版教材设计中，本实验属于验证性实验，学生按照教材规定的程序操作观察记录实验结果即可，这不能充分体现学生的探究精神，因此我将它设计为一个一级探究水平的探究合作型实验课程。

三、教学目标

3.1知识目标

掌握提取叶绿体中色素的方法；通过实验结果分析，理解各药剂在实验中的作用和对实验结果的影响。

3.2能力目标

合理组织语言，描述实验现象，锻炼学生观察能力和语言表达能力；对实验进行探究改进，提高学生科学思维和探究问题的能力。

3.3情感态度价值观

通过本节实验课，激发学生对生物科学的兴趣，培养学生科学研究的志向。

四、教学重、难点

4.1重点：初步掌握提取和分离色素的方法，探索色素在滤纸上层析的情况。

4.2难点：培养学生的实验动手能力，掌握探究实验的方法。

五、教学策略

高一学生的思维比较活跃，求知欲很强，具备一定的实验操作能力，但学生在进行实验探究过程中，存在“依葫芦画瓢”机械完成实验任务、操作不规范、分析问题不严谨、缺乏探究精神等问题，这些都需要得到科学有效的指导。因此，根据学生知识的发展规律，秉着发展学生的科学素养与实践能力，以“自主性、探究性、合作性”为三个基本维度，将常规的验证实验改为小组合作的探究实验，设计导学案，融合问题导学法、活动探究法、讨论分析法，并配以多媒体辅助教学，尽可能让学生去观察、分析、思考和感受，掌握事物发展变化的规律，使学生在实验过程中体验，在实验过程中发展。

六、实验探究过程

6.1课前准备

教师准备：（1）设计导学案、准备实验视频（2）实验材料用具准备。（3）推测可能出现的情况进行探究，分析原因，做到心中有数。

学生准备：（1） 利用导学案预习本实验。包括实验目的、实验原理、实验步骤和提出实验改进之处等。（2）复习叶绿体中色素的种类和颜色。（3）形成实验小组。

6.2 教学过程

6.2.1课前导学，激发兴趣。

在课前，一方面学生自主观看演示实验视频，加深对常规的实验过程直观的感受；另一方面，引导学生预习我所印发的导学案，了解实验原理、实验步骤，理清思路，根据实验步骤中要求特别注意的地方设置疑问（思考题1----思考题12），并启发学生探究以下问题： 除了菠菜还有什么材料适于本实验？ 除了毛细吸管画线法，你还能想到什么方法可以保证细、直、齐？ 有什么材料可以取代滤纸条来进行层析呢？引导学生从常规的实验步骤的找出可改进之处。

设计意图：通过导学案上的系列问题，激发学生的求知欲，启发学生主动思考，并在解决问题的过程中充分体现了学生的主体性，发展了学生科学思维能力。

6.2.2创设情境，设计实验。

创设教学情境，设置疑问，加强学生对实验原理和实验关键步骤的理解和掌握，明确了探究实验的目的：（1）设计与开展绿叶中色素的提取和分离的实验；（2）验证叶绿体中色素的种类，探究实验改进之处。接着，将导学案中学生提到的实验改进的方法总结反馈给全班同学，确定以下三个探究方向：一、实验的植物材料的筛选；二、探究画线方法的改进；三、探究层析方法的改进。通过语言的引导，让学生以小组为单位从一个科研工作者的角度选择其中一个探究方向进行讨论，参考探究实验“发现问题-作出假设-设计实验-操作实验-验证假设”的一般思路，结合对照原则、科学性原则、单一变量原则、可行性原则等实验原则，开展属于各自小组自己的探究实验设计。

设计意图：通过本环节，强调学习的过程和方法，真正让学生体验设计探究实验的过程，促进了学生学习方式的变革，培养学生理性思维和严谨的科学态度。

6.2.3分组探究，合作（下转第七版） （上接第二版）开展实验。

引导实验小组合作开展各自的探究实验，强调实验小组成员的分工。在此过程中，引导学生根据操作具体情况进行自我监控，并做好相应的实验记录。同时，教师不断巡视，及时对学生疑问进行指导，强调实验操作的规范性。

设计意图：在这个过程中，培养了学生的动手能力、发现问题解决问题的能力，实验探究能力，一丝不苟的探究精神和团结友爱的合作精神。

6.2.4成果交流，小结评价。

以实验小组为单位，经讨论分析得出本小组的结论，并展示成果：（1）展示结果，分享本组探究实验的结论；（2）做实验的过程中遇到的问题及解决之法；（3）通过本次探究实验，谈谈自己的收获，进行自我评价。在这个过程中，教师进行及时的鼓励和客观的评价。结合学生的实验探究结果，对本节课内容进行小结。

设计意图：这样，既实现小组间的资源共享、培养了学生分析归纳的能力和锻炼了学生用专业术语展示自己的实验结果的能力，提高了学生自我评价和反思的能力，培养了严谨的科学态度和求知的精神。

6.2.5反饋练习，拓展延伸。

实验结束后，学生完成课后巩固练习，并自主分析。同时，引导学生将探究精神延伸到课外，想一想还可以从哪些方面去改进实验。

设计意图：学无止境，将课堂的探究活动延伸到课外，培养学生的发散思维，持续培养学生的理性思维和探究精神。

七、实验改进之处

7.1 实验材料的筛选

从菠菜、韭菜、番薯叶、蟛蜞菊四种植物材料进行筛选，发现菠菜和韭菜的效果最佳，色素含量较多，得到的色素带比较清晰。

7.2画线方法的改进

将毛细吸管画线法改为盖玻片画线法，更能保证滤液细线细、齐、直，色素带扩散更均匀。

7.3 层析法的改进

滤纸条纸层析法改为圆形滤纸片纸层析法，扩散更均匀，色素带分离更明显，便于观察。

八、教学反思

在认真研读课标、教材的基础上，抓住重点、突破难点，我将常规验证试验课堂设计为探究合作型实验课。本节实验比较成功的地方如下：（1）以“自主性、探究性、合作性”为课堂教学的三个基本维度，以培养学生的科学素养为指导，开展合作探究型实验课堂；（2）以学生为主体，强调学习的过程和方法，真正让学生体验设计并开展绿叶中色素的提取和分离的实验，探究实验可改进之处，促进了学生学习方式的变革，培养学生理性思维和严谨的科学态度；（3）通过小组分工协作，有目的性的培养学生团结合作精神和语言表达的能力。当然，本实验课也存在不足的地方，由于课时和实验材料的限制，本节课整体流程比较紧张，不能做更多的探究活动。

总体上，本节课既高度体现了教师的指导作用，又极大程度地实现了学生动脑与动手的主体作用，达到了预期的教学目的。在以后的实验教学当中，一方面教师的教育观念一定要转变与更新，努力实践，精心设计教学模式；另一方面要注意学生的创新需要，促进学生学习方式的变革，多开展探究性学习，发挥学生无限的创造力！

参考文献：

【1】包虹。“叶绿体中色素提取和分离”实验课的案例及分析[J].生物学教学，2016（5）：34-26