高中生物實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究

段蔚楊

【摘要】在高中新課標(biāo)中，提出生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不只是單一化的教輔部分，而應(yīng)發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生探究能力、增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的作用。尤其是實(shí)驗(yàn)“綠葉中色素的提取和分離”，作為一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，除了需要引導(dǎo)學(xué)生操作、記錄結(jié)果外，還應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生探究其中的可改進(jìn)地方，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維與嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的素養(yǎng)。為此，本文以該實(shí)驗(yàn)為例，就其中的改進(jìn)內(nèi)容展開(kāi)了研究，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】綠葉色素;高中生物;提取分離

作為實(shí)驗(yàn)性學(xué)科之一，高中生物的課程實(shí)驗(yàn)?zāi)芷鸬胶苤匾淖饔?，有助于理論與實(shí)踐知識(shí)的順利展開(kāi)。尤其是在教學(xué)中需要教師視實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以完善改進(jìn)，以促進(jìn)高中生更好地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)。例如，從教材中的提取分離葉綠素實(shí)驗(yàn)內(nèi)容出發(fā)，予以有效完善、改進(jìn)，方才可優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，帶給學(xué)生別樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

1實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的必要性

在高中生物中，提取、分離葉綠素的教學(xué)實(shí)驗(yàn)屬于至關(guān)重要的一個(gè)必修必做實(shí)驗(yàn)，其中驗(yàn)證的就是綠色植物光合作用內(nèi)部的色素類(lèi)別及具體顏色?；谏钊胩骄繉?shí)驗(yàn)，來(lái)幫助學(xué)生深化認(rèn)知、理解光合作用的整個(gè)過(guò)程，所以教材要求學(xué)生自主分組做實(shí)驗(yàn)。但在具體的教學(xué)中，盡管沿用課本實(shí)驗(yàn)方法可以達(dá)成目標(biāo)，但是卻應(yīng)歷經(jīng)煩瑣的過(guò)程，涉及復(fù)雜的原材料，所以實(shí)驗(yàn)耗時(shí)很長(zhǎng)。加之課本所需的實(shí)驗(yàn)藥品均為高濃度有機(jī)物，直接投入使用極易危害學(xué)生健康，并嚴(yán)重污染空氣、環(huán)境等。因此，宜通過(guò)深入探索教學(xué)，來(lái)適當(dāng)完善、改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)方案，以加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、避免污染出現(xiàn)。

2創(chuàng)新改進(jìn)課堂實(shí)驗(yàn)

2.1在高中課本中編排的實(shí)驗(yàn)，一般都有歷經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)。但是，在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，卻常常發(fā)現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)方面還需要及時(shí)改進(jìn)。同時(shí)教材中也經(jīng)常未詳盡描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，要求進(jìn)一步展開(kāi)摸索、探究。例如，“綠葉中色素的提取和分離”，便可以這樣加以改進(jìn)完善：

（1）針對(duì)原材料選擇，教材中僅提出“新鮮綠葉”“ 綠色菠菜葉”。但在具體的操作中，卻發(fā)現(xiàn)倘若選擇使用菠菜，則要求最好在和煦微風(fēng)下的晴天中午或下午，深入田間直接采摘暗綠色的新鮮成熟葉子，并置于通風(fēng)處經(jīng)過(guò)一夜直接吹干水分。這么一來(lái)，實(shí)驗(yàn)效果就要優(yōu)于直接購(gòu)買(mǎi)市場(chǎng)上的菠菜。

（2）在畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)，應(yīng)考慮通過(guò)毛筆來(lái)蘸取一定的濾液，順著鉛筆線反復(fù)來(lái)回劃線以控制濾液線上存在充足的色素，并控制好濾液細(xì)線的平直性，且確保更快地晾干和分離色素。

（3）針對(duì)層析環(huán)節(jié)，課本提出向試管傾倒層析液，并向?qū)游鲆翰迦霝V紙條，通過(guò)棉塞緊塞管口或換用小燒杯并蓋上培養(yǎng)皿展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。但層析液卻極易觸到濾液細(xì)線，又或令濾紙條發(fā)生彎曲并附著到瓶壁，導(dǎo)致結(jié)果不好甚至失敗。所以可以這樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：先通過(guò)濾紙條制作燒杯蓋子，再沿濾紙條通過(guò)剪刀間隔一定長(zhǎng)度的間距剪出缺口（控制3～4個(gè)）。當(dāng)濾紙條做好后，就向燒杯蓋缺口處直接插入，并蓋上濾紙蓋子，通過(guò)透明膠帶有效固定。這么一來(lái)，除了能一起放置多張濾紙條外，還能防止濾紙條貼壁又或變彎而淹沒(méi)到層析液內(nèi)，以避免揮發(fā)過(guò)多層析液。

2.2針對(duì)該實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還應(yīng)積極鼓勵(lì)學(xué)生從自身的理解認(rèn)識(shí)出發(fā)，自主變更改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原材料、有關(guān)用具裝置等，再比較一下實(shí)驗(yàn)完成的具體效果：

（1）在某次上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，由于缺乏充足的菠菜，所以學(xué)生便混用了多種綠葉。通過(guò)添加一定的萵苣、韭菜的葉子到菠菜葉中并展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最終的效果要優(yōu)于單獨(dú)使用韭菜或萵苣。當(dāng)研磨韭菜后，常常酥爛且難以出汁，很難過(guò)濾獲得濾液，又或在色素蘸取中載玻片容易沾上酥爛葉片;一般的萵苣葉偏黃，只有較窄的葉綠素帶，會(huì)令實(shí)驗(yàn)效果備受影響。

（2）在某次上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，某學(xué)生通過(guò)白色粉筆來(lái)取代濾紙條展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，竟得到很不錯(cuò)的效果。既驗(yàn)證了學(xué)生的想法，又令其好奇心得到了滿(mǎn)足，還改善了實(shí)驗(yàn)效果，最終學(xué)生也成就感滿(mǎn)滿(mǎn)。

（3）在某次課后，學(xué)生自主探究該實(shí)驗(yàn)時(shí)，找出了另一種有效分離色素的方法。其中，有用到圓形濾紙條進(jìn)行分離。具體方法就是先找出15cm左右直徑的圓形濾紙，再在圓心位置戳出一個(gè)規(guī)則的圓形小孔。緊接著，用到課本內(nèi)的濾紙條，并沿濾紙條長(zhǎng)邊用毛筆點(diǎn)樣畫(huà)線，控制色素約擴(kuò)散0.2cm，再直接晾干濾液并多次重復(fù)。然后，基于長(zhǎng)邊的徑卷上濾紙條，再向圓形濾紙孔內(nèi)插入，并找出直徑12cm或以上的培養(yǎng)器皿，并在層析液內(nèi)浸泡好濾紙。待靜置10min以后，便會(huì)在圓形濾紙條中出現(xiàn)四個(gè)有關(guān)葉綠素的規(guī)則同心圓。通過(guò)這個(gè)方法盡管色素分離效果顯著，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程卻比使用濾紙條更繁雜。

2.3反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，盡管通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，效果甚為理想且取得了成功，但在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中卻不乏一些彎路。例如，在原材料選擇上，有歷經(jīng)多次試驗(yàn)后方才最終確定方法，以至于浪費(fèi)了很多不必要的資源。又如，有關(guān)用量方面，也是歷經(jīng)幾次試驗(yàn)才才最終探索成功等。所以在后續(xù)改進(jìn)試驗(yàn)中，便要求從實(shí)驗(yàn)環(huán)境出發(fā)，進(jìn)一步改進(jìn)完善實(shí)驗(yàn)，以高效實(shí)施整個(gè)實(shí)驗(yàn)，最終踐行改進(jìn)的目標(biāo)。

3結(jié)語(yǔ)

在高中生物中，有廣泛涉及改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的工作。例如，針對(duì)實(shí)驗(yàn)提取分離葉綠素的基礎(chǔ)教學(xué)，便需要適當(dāng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，以引導(dǎo)學(xué)生在教師的正確指導(dǎo)下，開(kāi)動(dòng)腦筋自主動(dòng)手，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。所以，教師應(yīng)及時(shí)革新教育觀念，精心規(guī)劃好教學(xué)進(jìn)程。同時(shí)還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，變更學(xué)習(xí)方式，積極投入探究性學(xué)習(xí)、展開(kāi)創(chuàng)造過(guò)程，從而更加高效地學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：本文是湖南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“農(nóng)村普通高中利用校園生物資源強(qiáng)化學(xué)科核心素養(yǎng)的研究”（課題編號(hào)XJK20CJC090）的階段性成果之一。