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視頻標簽：綠葉中色素的,提取和分離
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視頻課題：高中生物必修一第五章第4節《綠葉中色素的提取和分離》天津市優課
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高中生物必修一第五章第4節《綠葉中色素的提取和分離》天津市優課
《綠葉中色素的提取和分離》教學設計
學情分析：
1. 學生情況：我所教班級為市重點中學的理科實驗班。學生素質好，能力強，思維嚴謹活躍。但缺點是在長期的學習過程中習慣在實驗中僅是照葫蘆畫瓢，完成書上已有實驗，不善于發現問題，提出問題。
2. 我的設計：針對學生的情況，我確定教學目的以培養科研型人才為己任。由學生自學書中實驗→學生針對自己感興趣或有疑問的內容設計實驗→學生依據自己的實驗設計完成實驗→分析實驗→查找資料對相應結果進行分析和擴展研究→有興趣的同學寫出相應的論文，以書面文字展示自己的實驗結果和論點。
3. 教學目標：讓學生學會思考，發現科研問題；培養學生實驗設計能力；數據分析能力；書寫論文能力，作為我教學的重點。使學生認識到只要有一雙善于發現問題的眼睛，科學離我們每個人并不遙遠。 教學重點：
1、知識目標:掌握綠葉中色素的種類和作用
2、能力目標:鍛煉學生對日常生活的觀察力,以及邏輯思維和創新能力,培養學生的動手、動腦、合作以及交流和語言表達能力,提高綜合分析能力。 3.情感目標
① 在自主探究中感受成功帶來的快樂,提高對自我價值的認識
②要學生把理論知識聯系并貫徹到實際活動中去從實踐中得到鞏固和提高。 教學難點：
1.針對學生實驗中遇到的問題引導學生科學分析，找到理論依據或實驗誤差。 2.針對學生實驗中有價值的問題怎樣引導學生后續設計，為自己的論點找到證據。 3.如何教會學生完成實驗數據分析和論文書寫。使學生認識到科學實驗是一個從設計到實驗到匯總提升最終得出結論的綜合過程。 總之，學生自行設計實驗總會遇到許多突發事件和不可預知的實驗結果，對于這類問題的處理是教學中的難點。
教學過程：
一．學生課前準備
1.做好預習學案了解實驗過程。 2.根據書中實驗過程，完成你的實驗設計：（以16開紙書寫并上交，可以以實驗小組的形式完成。） ①你對實驗有何疑問，針對你的疑問設計實驗，寫出具體實驗步驟。 ②你的設計比照正規的實驗還需要哪些實驗材料、化學藥品、實驗器具，在實驗設計下面明確標示，以方便教師根據大家設計預備實驗材料。
教師活動：
1.學生的實驗設計上交后，教師需要具體檢查每個學生設計的可行性，步驟的科學性。 2..對于特殊的有新意、有價值或難操作的設計需要親自指導安排。
3.對于學生的設計要匯總做到心中有數，都有哪些方面的問題，并根據學生的設計準備實驗，調整實驗安排。
【經過匯總學生設計我分為四大類：
第一類設計探究層析液不同成分的作用。
第二類設計探究不同顏色葉片和果實花朵的色素種類及比例。
第三類基礎實驗探究：邊緣效應；濾液溶于層析液中的現象；CaCO3對實驗的影響。 第四類獨特設計類型
氧氣對色素是否會造成破壞
光質對綠色植物色素的含量和比例是否有影響 加熱對色素是否會造成破壞
驗證色素的熒光現象和吸收光譜
其中光質對綠色植物色素的含量和比例是否有影響，我們需要對植物進行較長時間的不同光質的照射，及時安排學生完成實驗裝置，進行實驗準備。根據學生的設計要及時進行實驗布置安排，準備實驗材料。】
【學生實驗設計見附件】 教師設計意圖：每個人觀察問題的視角不同，有他自己的思維構建形式，科學思維是一個相互啟發，相互賦予靈感的過程。我讓每個學生都從自己的角度獨立思考，找到自己在研究中感興趣的內容，并設計實驗，在發散思維形成的過程中，我相信學生很多的思維點會超出我們本身的設想。 教師工作注意事項：這項工作要在實驗前1周的時間布置，以便有足夠的時間匯總，安排實驗事項；布置要求要明確，以方便根據學生設計進行匯總和材料的準備。
二．學生實驗課前一天布置課前作業，通過課前作業完成知識梳理。 1．判斷對錯（設計的問題是實驗原理和各試劑的作用）
A．實驗目的是證明四種色素在層析液中的溶解度和擴散速度不同（） B. 研磨時加入碳酸鈣可防止色素被破壞（） C. 常用無水乙醇分離濾液中的色素（） D．加入二氧化硅的目的是為了研磨充分（）
E．色素在濾紙條上的擴散速度不同與其在層析液中的溶解度不同有關（） 2．提取和分離綠葉中色素的正確順序是（目的是使學生熟記實驗步驟） A．剪碎綠葉→加SiO2、CaCO3→研磨→過濾→畫濾液細線→紙層析 B．剪碎綠葉→研磨→加SiO2、CaCO3→過濾→畫濾液細線→紙層析 C．剪碎綠葉→研磨→濾紙過濾→色素濾液→畫濾液細線→紙層析 D．剪碎綠葉→研磨→過濾→濾液→畫濾液細線→鉛筆畫線→紙層析
3．如圖所示為“綠葉中色素的提取和分離”實驗的部分材料和用具。下列敘述錯誤的是（問題設置操作的細節著眼于實驗中常見錯誤）
A．圖中①加入研缽內的物質有無水乙醇、SiO2和CaCO3
B．圖中②的漏斗底部放入定性濾紙，將研磨液倒入過濾得濾液 C．圖中③畫濾液細線的要求是細、齊、直,所以只能一次畫成
D．不要讓層析液沒及濾液細線，否則色素會溶解在層析液中而使實驗失敗
教師設計意圖講解：一周前學生所做預習，主要是完成實驗設計，經過一周時間，學生對實驗的具體步驟已經不熟悉，實驗原理學生容易忽視，實驗注意事項學生不清晰。我所設計的3個預習題主要針對以上3個問題，通過思考問題學生能夠對以上問題記憶深刻，有利于實驗的順利進行。
三．實驗課過程： 第1階段（約5分鐘）：教師通過PPT檢查作業，結合PPT展示，講授實驗原理，步驟，具體實驗方法。
第2階段（約10分鐘）：分組實驗，記錄并上傳實驗結果。
學生根據自己的實驗設計完成實驗。教師巡視學生的活動，及時根據情況進行指導。 要求：①每組同學相互配合完成實驗，實驗中要秉承嚴謹，認真的實驗態度； ②實驗過程中要對自己的操作全程錄像；
③實驗結果要以圖片的形式立即上傳到班級qq群中； 第3階段（約20分鐘）：結果匯總。
教師根據學生上傳的實驗結果及時剪切在PPT中集中展示。 為了便于實驗課時間的把握，根據學生一周前的實驗設計預先進行了PPT匯總設計。同類問題集中展示。
首先展示標準實驗結果，認識綠葉中含有哪些色素，具體顏色及含量比較。
其次展示紅色葉片和黃色葉片中色素的種類和含量比較。與正常葉片對照認識色素的差異。 再次展示層析液，苯，石油醚，丙酮單獨層析時會得到怎樣的色素帶，結合習題，培養學生對實驗結果的分析能力。
【習題】某科研人員為了研究石油醚、苯、丙酮在色素分離中的各自功能，分別用標準層析液（石油醚：丙酮：苯=20：2：1）、石油醚、苯、丙酮等4種液體來分離菠菜葉中的色素。分離時間為140秒，實驗結果如圖所示。下列分析有誤的是（）
A．標準層析液組為對照組，其他三組為實驗組
B．層析液中石油醚的功能是分離菠菜葉中的胡蘿卜素 C．層析液中丙酮的功能是分離菠菜葉中的葉黃素
D．層析液中苯的功能是分離菠菜葉中的類胡蘿卜素、葉綠素a和葉綠素b
最后對于大量的不同探究的結果，通過【是“真”是“假”】集中展示。 【是“真”是“假”】
①研磨時未加 CaCO3，釋放出的有機酸會使所有的色素分子被破壞
②幼嫩的新生葉片，易于研磨，色素含量多，是做該實驗的最佳生物材料
③把色素放入層析液中，色素分子會隨著層析液向上擴散，最終形成四條色素帶 ④因為氧氣會造成色素分子被破壞，所以制備的濾液試管要用脫脂棉塞緊 ⑤如果用較強白光照射濾液，透射光呈綠色，正面看成紅色 ⑥光的強度和光質會影響綠色植物色素的種類和比值 ⑦加熱會使提取的色素分子被破壞
教師設計意圖講解：學生先通過問題判斷是真還是假，再將學生上傳的實驗結果展示出來，最后肯定什么是真什么是假。賦予枯燥的結果展示為游戲，增加實驗分析的趣味性。
第4階段（約5分鐘）：興趣探究（興趣小組活動）
有興趣的同學根據自己的問題設計延伸或進一步的驗證實驗，利用課余時間完成實驗。
教師設計意圖講解：讓學生學會自我評估，引導學生對實驗成功關鍵的探討、對實驗誤差的析、對實驗的質疑。實驗過后我們總會發生自己實驗中的不足，或又產生了新的研究問題，怎樣得出科學的結論需要進一步的實驗，給有興趣的同學創造條件使他們思考后的結果有進一步驗證的機會，不斷完善自己的思維和實驗能力對學生科學素養的形成是至關重要的，我一直認為實驗室有條件的情況下應該是開放的，使學生的質疑，研究能夠及時完成，這才有利于科研型人才的形成。
四．學生完成實驗報告，以論文的形式上交實驗結果。
五．診斷試題,自我檢測活動：見課后作業
教學反思
1.本節實驗設計亮點是學生科學素養的形成。由學生自己提出問題，自己設計實驗，大大的增加了教師的工作強度，和實驗的準備難度。但是確很好的激發了學生的好奇心，開發了學生的求異思維，并保護了學生的自信心、恒心，使學生養成好奇、質疑、誠實、合作、交流、創造的科學態度。對學生進行全方位的素質培養。
2.學生在實驗中使用電子設施記錄實驗過程和實驗結果，便于實驗結果展示和實驗結果分析，及最后論文的撰寫。
3.在學生設計實驗中提出的問題有許多新穎有分量的問題，有學生提出老師加熱是否會破壞色素；老師植物接受不同色光照射是否會改變色素種類和比例；老師光照會不會影響層析結果；老師氧氣會不會破壞色素；老師同一植物老葉與新葉色素是否會有差別；老師層析液為什么是20份石油醚、2份丙酮、1份苯，配比改變會怎么樣？學生總會給我們“驚喜”,只是看我們如何引導，給他們多大的空間去發展。回想某些時候的常規教學中我們用自己的思維限制了學生的思維，解放思維，能
散能收，教師在教學中盡可能的是引導思維，而不要硬性規定思維。
4.由于季節性問題，學生所提出的紅色葉片和黃色葉片不在季節，我當時提出了質疑，指出我們的實驗設計要有可行性，不過課下我進行了嚴肅的反思，實際當我們遇到困難時，如果積極的想辦法，我們會找到出路。例如我們的實驗進行時雖然沒有紅葉和黃葉，但是室外的綠化樹有一些黃色綠化樹和紅色綠化樹，雖然與秋季的黃葉和紅葉有區別，但可以作為一個參考現象進行對照。教給學生遇到問題努力解決問題，而不是回避問題，是要從我們自己做起的。 5.學生陳丹青提出探究主題：植物接受不同色光照射是否會改變色素種類和比例。我指導她自行設計實驗對同種植物進行一周，每天8小時的紅、藍、白光分別照射，并實時通過拍攝，錄像，筆錄等三種方式記錄實驗操作和結果。學生沒想到自己提出的問題需要自己完成，實驗初很有為難情緒，實驗后看見自己的結果感受到了實驗成功的喜悅，并找我認真的分析了自己實驗中的問題和不足，很高興的和我說起老師假期我要重新實驗。所以大膽的放手讓學生去做，給他們關注，給他們引導，他們才會更快的成長。
葉綠素的提取和分離的隨堂練習
1．如圖中①代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析結果，則右圖②所示結果最有可能來自于（ ）
A. 水培的洋蔥葉
B. 生長旺盛的柳葉
C. 培養的衣藻
D. 秋冬季銀杏的落葉
答案：D
教師設計意圖：第1題：有一大部分學生設計了探究不同顏色的生物材料所含色素的種類。在展示實驗結果的基礎上，使學生認識到不同生物材料中色素的差異。
2．某科研人員為了研究石油醚、苯、丙酮在色素分離中的各自功能，分別用標準層析液（石油醚：丙酮：苯=20：2：1）、石油醚、苯、丙酮等4種液體來分離菠菜葉中的色素。分離時間為140秒，實驗結果如圖所示。下列分析有誤的是（ ）
A．標準層析液組為對照組，其他三組為實驗組
B．層析液中石油醚的功能是分離菠菜葉中的胡蘿卜素
C．層析液中丙酮的功能是分離菠菜葉中的葉黃素
D．層析液中苯的功能是分離菠菜葉中的類胡蘿卜素、葉綠素a和葉綠素b
答案：C
教師設計意圖：第2題：有4組同學設計了探究層析液不同成分的作用，在展示實驗結果的基礎上，通過習題加深對結果的分析。培養分析實驗數據的能力。
3．某生物興趣小組完成對新鮮菠菜葉片進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于各組操作不同，出現了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的是（ ）
A. 甲可能是因為研磨時未加入SiO2 B. 乙可能是因為研磨時未加入CaCO3
C. 丙可能誤用蒸餾水做提取液和層析液 D. 丁是正確操作得到的理想結果
答案：D
教師設計意圖：第3題：是一個綜合分析題，在課上展示實驗結果的基礎上，能夠結合實驗原理分析具體實驗結果。并培養學生識圖能力。
習題配制綜述：針對學生設計的探究主題，匯集相關習題，對所得實驗結果進行加深理解。每道題都是針對學生實驗設計的匯總。
視頻來源：優質課網 www.m.fsyixinda.com
