高中生物實驗探究性學習教學研究案例

摘 要：在《高中生物課程標準》提出了提高生物科學素養，面向全體學生，倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系等幾個方面的理念和要求。而我們在實際的教學過程中發現照搬教材很難達到《高中生物課程標準》所提出的目標和要求，針對該問題我校提出進行以實驗為載體的探究性學習教學研究。我在教研活動中承擔了《綠葉中色素的提取和分離》的實驗設計。下面就把我實驗教學的案例展示給大家。

關鍵詞：色素；提取；分離

接到課題后，我首先分析了學生現階段所具備的知識和技能，及實驗目的。本實驗是在學生學習了細胞基本結構后，進一步學習葉綠體中的色素，為后面學習光合作用原理奠定基礎，具有承上啟下的作用。此時學生已經初步具備了實驗探究的能力。在往常的實驗教學中，學生只是根據教材上的實驗步驟機械的完成實驗操作，不能進行有效的學習。如何在實現目的的過程中更能體現面向全體學生，倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系的理念呢？我借鑒了翻轉課堂模式，把教學分成三部分，課前自主學習、課內合作探究、課后課題延伸。

一、 課前自主學習

學生通過微課自主學習，通過學習初步掌握實驗原理和及實驗材料和儀器的認識和使用方法。

二、 課內內作探究

我把課堂教學分成了四個步：

（一） 導入

老師課堂演示“白筆生彩”實驗（將粉筆插在色素提取液中，在粉筆上會出現不同的色帶）。以此創造未知的神秘感，激發起學生對綠葉中色素進行探究的強烈愿望。

（二） 探究活動1：《探究綠葉中色素的種類和顏色》

為了更好地體現實驗的探究性，將教材中只用一種方法直接進行驗證，我改為引導學生設計不同的實驗方案分別對提取、畫線、分離等實驗過程進行探究探究。1. 提取方法探究：一是教材中的提取方法，二是通過對微課中相關問題的思考學生想到了用硬幣碾壓的方法。通過實踐后的對比，學生發現正常的和硬幣碾壓法提取的兩組，都可獲得完整的色素帶，但硬幣碾壓法操作更簡單、更高效使提取和劃線一步到位。2. 劃線方法探究：在學生對教材和微課學習的基礎上，設計分別使用毛細吸管、硬幣碾壓、玻片推片三種方法展開對濾液線畫線方法的探究。學生在完成操作后分析并作出結論：在實際操作中，毛細吸管畫線法很難將線畫細畫勻畫直，后兩種效果好易操作，其中硬幣碾壓法操作更簡單、高效并且無環境污染因素硬幣碾壓法為劃線最佳方案。3. 分離色素方法探究：教材推薦使用的兩種層析液，前者含有揮發性強且有毒的苯，有的學生提出如果除去苯，分離效果會怎么樣呢？學生在教材基礎上又添加了用10份石油醚和1份丙酮配制的層析液，并分別用三種不同的層析液對色素進行分離。通過對實驗現象的分析和比較，學生們認為用92號汽油很難分離出類胡蘿卜素，10份石油醚：1份丙酮配制的與20份石油醚：2份丙酮：1苯配制的層析液分離效果較好，由于10份石油醚：1份丙酮的配比中不含有毒成分苯，減少了環境污染，保護了我們的身體健康，因此是分離色素的首選。最后得出結論是用10份石油醚和1份丙酮配制的層析液是分離色素的最佳選擇。學生通過探究活動自己制定實驗方案，尋找最佳方法，在這個過程中滿足學生多元化發展，有利于學生科學素養的提高和個性的充分發展。

在完成綠葉的色素提取和分離實驗后，我設計了實驗展示交流的環節。學生提出自己的實驗現象與預期有差異，大家通過反思討論，找出原因，進一步規范實驗操作，由此培養了學生嚴謹的科學態度。通過是否易操作、是否高效、現象是否明顯等方面選出色素提取和分離的最佳實驗方案。從知識層面和技術層面為后面的高效探究奠定了基礎。

（三） 探究活動2：我向學生呈現了多種不同顏色的葉片，引導學生就不同的實驗材料展開探究

鼓勵學生在課堂上針對不同顏色的葉片提出所想到的問題，學生也從多種角度提出了很多問題，然后集中起來讓學生選出兩個他們認為最有討論價值的問題展開探究。經過討論確定以下兩個課題展開探究：1. 不同顏色葉片中色素種類是否相同？2. 黃色葉片是否也能進行光合作用？通過對不同顏色的葉片進行色素提取和分離，同學們對不同顏色葉片的色素帶進行了對比和分析，提出了如下問題：為什么紅楓的色素帶有一條是紫紅色的？為什么它沒有隨層析液擴散？學生們對此展開了思考和討論，從顏色上看，紫紅色色素帶不是4種光合色素的一種，從層析原理來考慮，它沒有隨層析液擴散，說明它不溶于有機溶劑。因此可以肯定，它是一種新的色素，是什么色素呢？實驗2，學生通過對比綠色和黃色銀杏葉中的色素，發現黃色葉片中缺乏葉綠素。有學生提出：只有胡蘿卜素的葉片是不是也能進行光合作用？為了突顯學生在課堂中的主體地位，我鼓勵學生充分利用實驗室中的電腦，上網查閱資料，獲取相關知識，解決問題，得出實驗結論。讓他們作為小老師在課堂上與大家一起展示分享自己的發現，把課堂真正交還給學生。

（四） 是師生共同進行課堂小結和進行表現性任務評價

課堂小結主要是幫助學生梳理本節的知識性內容。進行表現性任務評價可以幫助學生反思、改進自己的學習，檢查自己在實驗過程中的表現，對于教師來說可以幫助教師客觀地評估自己的教學，使教師不斷改進教學思路和教學方法，最終達到教學相長。

三、 課后延伸

在課堂上還有許多學生提出的問題很有探究價值，老師應及時作出肯定并鼓勵學生課下到實驗室繼續探究。

我覺得本節課主要亮點是：1. 通過學生探究，改進實驗操作方法及步驟，效果明顯。2. 開發使用微課，采用翻轉課堂教學模式，以學定教，充分發揮學生的主觀能動性。3. 初步探究了色素的作用，為光合作用原理的學習做下鋪墊。

以上是我對進行高中生物實驗探究性學校教學進行的探索，不足之處敬請各位同仁批評指正。

參考文獻：

[1]范樹國，王朝英，邱璐，李國樹，李天星，楊海艷，梁曉華.中學“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的優化[J].江蘇農業科學，2012，40（03）：245-247.

[2]王巖.大蒜綠色素提取、分離及其性質的研究[D].山東農業大學，2006.

作者簡介：

王其霞，山東省日照市，山東省日照市第一中學東校區。