基于“綠葉中色素的提取和分離”實驗答題的反思

吳慶華

摘 要 以荊州市2017屆高三質檢I生物試卷中一道考查“綠葉中色素的提取和分離”實驗的答題為例，簡析學生在答題時存在的主要問題，并提出教學建議。

關鍵詞 學生實驗題 答題 反思

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

“能獨立完成‘生物知識內容表所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用”是《2017年全國高考考試大綱（課標版）理科綜合·生物》所確定的“實驗與探究能力”中的第一項要求。“綠葉中色素的提取和分離”是“生物知識內容表”中的一個實驗。下面對荊州市2017屆高三質檢I生物試卷中考查“綠葉中色素的提取和分離”實驗的答題作簡要分析。

1 試題舉例

【例題】 某高中學校生物研究性學習小組的同學用菠菜做了以下實驗：

Ⅰ. 略

Ⅱ. 用菠菜的綠葉做“綠葉中色素的提取和分離”實驗，回答下列問題：

（1） 綠葉中的色素能被分離的原理是 。

（2） 經過分離，濾紙條上相鄰最遠的兩條色素帶所呈現的顏色從上往下依次是 。

參考答案：

Ⅱ. （1） 綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴散的速度快；反之，則慢

（2） 黃色和藍綠色。

2 試題的主要特點

2.1 突出考查對實驗原理的理解

“綠葉中色素的提取和分離”是人教版高中生物教材《必修1·分子與細胞》中的一個實驗。題中的第（1）小題，變式于教材實驗“討論”第1題中的一個問題，重點考查考生對綠葉中色素能被分離的原理的理解能力。

2.2 重點考查對實驗結果的再現

第（2）小題以學生曾做該實驗的實驗結果為基礎，不僅考查“濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？”等事實性知識的再現，還考查依據濾紙條上3組相鄰兩條色素帶（從上往下）之間距離大小的事實性知識進行比較和判斷的能力。其中，考查該實驗結果再現的要求更高。

2.3 注重考查對實驗結果的分析

如第（2）小題，考查學生對3組相鄰兩條色素帶（從上往下）呈現的顏色和共同顏色、色素帶對應的色素和歸類等進行對比分析的能力（表1），以及在此基礎上作出判斷和推理的能力。

2.4 滲透考查實驗結果拓展知識的分析

如第（2）小題，滲透考查在分析實驗結果時，對胡蘿卜素與葉黃素以及葉綠素a與葉綠素b等相關基礎知識進行適當拓展，以及進一步分析實驗結果并作出判斷和推理的能力。

3 答題情況分析

3.1 成績分析

經大數據分析，該題第Ⅱ部分的難度值為0.23，學生的得分情況不理想。該部分的賦分、平均分和難度值見表2。

3.2 學生答題存在的主要問題

3.2.1 對實驗原理的理解不準確

如第（1）小題常見的錯誤答案是“色素在無水乙醇中的溶解度不同”，說明這些學生將分離色素的層析液與提取色素的有機溶劑相混淆。還有部分學生的答案是“綠葉中的色素在層析液的溶解度不同”，他們未答出分離色素的直接原因。

3.2.2 對實驗結果的再現不準確

第（2）小題錯誤答案最多的是“橙黃色和黃色”。說明這些學生對實驗結果不熟悉，在再現實驗結果時出現了差錯。還有部分學生的答案是“胡蘿卜素與葉黃素”，他們未認真審題而答非所問。

3.3 個別教師對答案有疑問的主要原因

個別教師對第（2）小題的答案有疑問，認為正確的答案應該是“橙黃色和黃色”。經調查，其產生疑問的主要原因是：

① 教師和學生都未做該實驗；

② 以互聯網上個別教師自編上傳練習中的實驗結果模式圖為質疑依據，而這些模式圖與2015年全國高考理科綜合·生物（江蘇卷）第21題等真實的實驗結果的模式圖有差異。

4 教學建議

4.1 重視學生親歷實驗過程，培養學生的實驗與探究能力

培養學生的實驗與探究能力，最重要的課程資源是教材。學校要創造條件，盡可能多地開設教材中的學生實驗；努力改變少數教師在黑板上“做”實驗，部分學生在考前“背”實驗的現象；同時也要改變少數教師在視頻上做“虛擬實驗”代替學生做“真實實驗”的現象。教師要充分發揮虛擬實驗對真實實驗的總結和強化作用，讓學生在真實和虛擬的實驗過程中，深化理解實驗原理，優化實驗過程設計，不斷提升實驗操作能力和創新能力。

4.2 加強對實驗結果的分析，培養學生的理性思維能力

如第（2）小題的解題過程，需要進行以下思維活動：

① 比較3組色素帶的共同顏色和進行色素歸類。從表1可以看出，第一組或第三組的兩條色素帶，分別呈現共同的顏色，所代表的色素可歸類為同一類色素；第二組的兩條色素帶，不呈現共同的顏色，所代表的色素不能歸類為同一類色素。

② 在比較的基礎上進行判斷和推理。第一組或第三組的兩條色素帶所代表的色素，其化學特性的相似度較高，在層析液中的溶解度相近，隨層析液在濾紙條上擴散的速度相近，兩條色素帶之間的距離較小；而第二組相反。教師要引導學生進一步體驗：新知識的建構過程是在已有知識的基礎上，以邏輯為紐帶，通過判斷和推理，最終獲得結論的復雜過程，培養學生的理性思維能力。

4.3 注重對實驗結果知識的延伸，發展學生的拓展思維能力

如第（2）小題的解題過程，還可對葉綠體內4種色素的知識進行適當拓展。

4.3.1 適當拓展4種色素分子式的知識

如胡蘿卜素和葉黃素的分子式依次是C40H56和C40H56O2，葉綠素a和葉綠素b的分子式見圖1。

4.3.2 適當拓展4種色素結構式的知識

如胡蘿卜素（以植物體內含量最多的β-胡蘿卜素為例）、葉黃素和葉綠素a的結構式見圖2～圖4，而葉綠素b的結構式是由葉綠素a結構式中的1個—CH3（虛線橢圓框著的）被—CHO代替而成。