視頻簡介：
視頻標簽：綠葉中色素,提取和分離
所屬欄目：高中生物說課視頻
視頻課題：高中生物教師說課《綠葉中色素的提取和分離》實驗的改進與拓展山西省榆社中學
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《綠葉中色素的提取和分離》實驗的
改進與拓展
一、使用教材
人教版（第二版）必修一第五章第四節“能量之源——光合作用”。
二、實驗材料
實驗材料：新鮮菠菜葉、梧桐綠葉和黃葉、新鮮胡蘿卜
實驗儀器：研缽、榨汁機、粉碎機、剪刀、天平、量筒、干燥的定性濾紙、試管、試管架、脫脂棉、漏斗、載玻片、蓋玻片、培養皿、燒杯、毛細吸管、粉筆、棉塞、鋼筆、尺子、一次性透明飯盒、小刀、藥勺、尼龍布、光盤、紙盒、激光筆、濾色片、比色皿、LED燈
實驗試劑：無水乙醇、碳酸鈣、二氧化硅、層析液
三、實驗改進與創新要點
（一）對實驗教學方法的改進
1.組織學生查閱資料，對實驗改進與創新，并設計實驗改進方案，將驗證性實驗轉變為探究性實驗，學生成為學習和探究的主體，老師作為輔助作用，只是引導和啟發，激發學生的探究興趣和引導學生不斷思考和探究；
2.本實驗除了對色素的提取和分離進行了研究，還進行了發散性思維的培養，目的是培養學生不斷探究的精神和知識遷移的能力；
3.實驗后組織學生依據評價量化表進行學生自評、互評和教師的點評，實現“以評價促發展的目的”。
（二）對實驗裝置的改進
1.色素提取方法的改進與創新
利用榨汁取液法提取的色素更鮮綠、濃度更高，經過多次重復和對比發現榨汁取液法提取色素更充分，它還可縮短提取時間，擴大選材范圍，任意葉片都可以選擇探究。因此對色素的提取方法進行了改進與創新，將教材介紹的研磨過濾法提取色素改進為榨汁機提取色素。
榨汁機提取色素的具體操作過程：先將綠葉和適量碳酸鈣加入榨汁機、開機攪拌數秒、收集汁液加入無水乙醇制得提取液。
2．濾液細線畫線方法的改進與創新
通過不斷的探究，發現利用鋼筆沿尺子進行畫線效果好，可獲得細直齊的濾液細線，而且能反復使用，可實現多次重復畫線。因此將教材介紹的毛細吸管畫濾液細線改進為鋼筆畫濾液細線。
3.層析裝置的改進和創新
利用密閉紙層析裝置進行色素的分離不僅可實現多個濾紙條懸垂式層析，濾紙條間還不會發生相互接觸和貼壁；在層析時還可隨時插入或取出濾紙條；一次性飯盒易獲得，可節約資源、保護環境。因此將教材介紹的“燒杯和培養皿”裝置改進為“密閉紙層析”裝置。
密閉紙層析裝置由兩部分構成：帶孔且能固定濾紙條的蓋子、 盛層析液的盒子。具體操作過程：先將層析液加入層析盒、將畫有濾液細線的濾紙條插入孔中，蓋子蓋上層析盒即可進行層析。
4.對色素吸收光譜觀察方法的改進與創新
教材介紹使用三棱鏡分光，但實際的操作和觀察非常困難，學生通過查閱資料制作了簡易的分光裝置，由光盤和盒子兩部分構成，主要利用了光盤對光的色散作用，將光盤固定于盒中，在兩個通光孔同時放置兩種色素，視窗中可同時觀察效果并作出對比，學生還在這個孔中插入攝像頭，與多媒體連接實現了全班同學效果共享，與正常光下觀察到的效果圖對比，可發現經葉綠素、經類胡蘿卜素觀察到的效果圖中紅光和藍紫光區明顯變暗，由此得出色素主要吸收紅光和藍紫光。
圖1 圖2
正常光下 經葉綠素 經類胡蘿卜素
在觀察過程中有的學生提出我們能不能不進行分光，而是直接利用單色光進行觀察，學生通過文獻檢索，沒有發現相關介紹，學生想到了童年玩過的激光本身就是單色的平行光，利用濾色片也可獲得單色光，因此學生制定了方案并進行了操作，以下是學生用紅色激光照射黑盒，黑盒上有紅光，紅色激光經過色素照射黑盒，黑盒上無紅光，可見色素吸收了紅光，同理可得出色素不吸收綠光。
圖3 圖4 圖5 圖6
這時學生又覺得每次觀察一種單色光不利于對比，為了同時對比色素對七種單色光的吸收情況，學生利用紙盒和濾色片制作了這樣的分光裝置，該裝置由盒子和LED燈構成，盒子前方有兩排孔，每排7個，分別固定了紅橙黃綠青藍紫七種顏色的濾色片，開燈，在下方一排孔前放置提取的葉綠素，觀察到的效果圖與未經過葉綠素的效果圖對比，可發現紅光和藍紫光區明顯變暗，說明葉綠素吸收了紅光和藍紫光，用胡蘿卜中提取的類胡蘿卜素進行觀察，觀察到的效果圖與未經類胡蘿卜素觀察到的效果圖對比，可發現藍紫光區明顯變暗，說明類胡蘿卜素吸收了藍紫光，由此可得出色素主要吸收紅光和藍紫光。學生通過對實驗方法的改進與創新，簡化了裝置，提升了效果。
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圖7
分光裝置
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圖7
孔前放置葉綠素 圖8
觀察到的效果圖
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圖9
孔前放置類胡蘿卜素 圖10
觀察到的效果圖
四、實驗原理
1.提取：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，所以，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素；
2.分離：色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散的快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散的慢。
五、實驗教學目標
知識目標：1.概述綠葉中色素的提取和分離的原理和方法；
2. 明確綠葉中色素種類并理解作用。
能力目標：1.組織學生描述實驗現象，鍛煉學生觀察和語言表述能力；
2.引導學生探究與交流并設計實驗改進方案、提高學生思考、設計、處理和分析問題的能力。
情感目標：1.培養學生嚴謹的科學思維和科學態度；
2.通過探究實驗，培養學生交流合作的意識，提高學生學習生物的興趣，激發學生創新思維。
六、實驗教學內容
1.綠葉中色素的提取和分離的原理；
2.實驗操作步驟的改進與操作；
3.實驗結果的比較、分析和進一步探究：色素的種類、含量及作用；
4.理論聯系實際，讓學生學以致用。
七、實驗設計思路及實驗教學過程：
課前：
先讓學生了解實驗目的和原理并觀看教師操作視頻，讓學生熟悉操作步驟； 學生通過查閱資料、進行實驗探究，對實驗進行了改進與創新，并設計了實驗改進方案，使驗證性的實驗轉變為學生喜歡的多維靈活、動態開放的探究性實驗。
課上：
1.通過對白色楓葉紙變成綠色的小魔術，創設葉片呈綠色是因為綠葉中有色素情景，導入新課；
2.學生按照設計的實驗改進方案進行操作，鍛煉學生的動手能力；
3.操作完成后學生展示實驗結果，并進行分析，根據結果選出實驗改進的最優設計組合：榨汁取液法提取色素、鋼筆畫濾液細線、密閉紙層析裝置分離色素。
通過組織學生設計改進實驗方案，進行實驗操作、實驗結果分析，并選出最優實驗設計方案，使學生掌握了重點、突破了難點。
4.興趣小組進行進一步探究：
探究一：秋天葉片（如學校門口的梧桐葉）由綠變黃，色素發生了什么變化？
學生經過對梧桐綠葉和黃葉中色素的提取和分離，由圖可明顯發現它們的色素差異。
探究二：色素吸收光譜的觀察
學生通過查閱資料，制作了簡易的分光裝置，通過觀察，學生能直觀感受到色素主要吸收紅光和藍紫光。
探究三：色素的熒光觀察
學生利用剩余的提取液觀察了色素的熒光現象
5.實驗操作完成后，組織學生完善設計方案，并依據評價量化表進行學生自評、組間互評、教師點評等多主體多角度評價，使學生清楚自己的長處與不足，激發學生改善自身學習的愿望，實現以“評價促發展”的目的。
6.教師拋出問題：大棚種植蔬菜應選什么顏色的薄膜，補充什么顏色的光源？將課堂延伸到生產，目的是使學生學以致用。
課后：
要求學生對本實驗進行綜合性的小結，促進學生總結反思，達到綜合能力的提升。
八、實驗教學反思與評價：
1.通過組織學生設計實驗改進方案，培養了學生的實驗設計能力，并滿足了高考對學生科學思維的考察要求；
2．學生在實驗探究過程中進行了多處的改進與創新，不僅簡化了裝置，優化了組合，提升了效果，還培養了學生科學探究和實踐創新能力，體現了以“核心素養為宗旨、教學過程重實踐”的新課程理念；
3.實驗完成后組織學生自評、互評、師評，實現了以“學業評價促發展的目的”；
4.最后通過理論聯系實際，從而使學生所學知識應用于生活、生產，延伸了課堂，加強了學生的社會責任感。
不足：由于時間原因，如利用分光光度計定量測定色素含量的進一步拓展實驗未能完成，這將留給學生在課后進一步探究。
我們知道科學探究永無止境……
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