核心素养下 “绿叶中色素的提取和分离”教学设计

核心素养下 “绿叶中色素的提取和分离”教学设计

杨建

青海省 西宁市第二中学 810700

摘要：以落实核心素养为目标对“绿叶中色素的提取和分离”一节进行教学设计，通过自制教具，改进教材实验，学生分组完成实验，学以致用等教学过程，落实了教学目标，提高了学生生物学学科核心素养。

关键词：核心素养；色素；实验改进；自制教具

1.教材分析

本节内容选自人教版高中《生物·必修1·分子与细胞》第5章第4节。本节内容是整个高中生物的重点和难点，也是高考的高频考点。“绿叶中色素的提取和分离”实验可以帮助学生掌握光合色素的种类及作用，为学习光合作用的生理过程打下基础，也有助于学生基本实验技能的提高。

2.教学目标

根据课程标准中有关内容的要求及学情分析，将本节课的教学目标制定为：（1）生命观念。通过了解叶绿体的结构，能用结构与功能相适应的观点，解释叶绿体的功能；（2）科学探究。对实验提出质疑，设计实验方案 ，完成探究过程；（3）科学思维。分析实验结果，总结实验成功的关键；（4） 社会责任。能解释生产中与光合色素相关的问题，认识生物科学的价值。

3.教学重难点

3.1 教学重点

1. 色素的提取和分离原理、方法

2. 色素提取液的吸收光谱

3.2 教学难点

色素线的画法、实验的改进和创新

4 教学过程

4.1 创设情境，导入新课

师：每个人都曾亲眼目睹春日里的桃红柳绿和草长莺飞，夏日里的“接天莲叶无穷碧”以及秋日里层林尽染、满目金黄，这都生动的描述了叶片随四季的变化呈现出不同的颜色。叶片之所以呈现不同颜色，是由于叶肉细胞光合色素的种类和含量不同。叶绿体是光合作用的场所，由基粒和基质构成，光合色素就分布在基粒上。

学生活动：观看叶绿体的结构图。

设计意图：将生活中的现象和古典诗词结合引出课题，激发学生的学习兴趣，感受人与自然的和谐。教师补充叶绿体的功能和光合色素的分布，帮助学生形成结构与功能观。

4.2 观看Flash，熟悉教材实验

师：利用数字化虚拟仿真实验平台，讲解教材中的实验过程及注意问题。

学生活动：阅读教材，观看Flash。

设计意图：熟悉教材实验过程，为后续改进实验做铺垫。学生课后利用数字化虚拟仿真实验平台对实验过程可进行重复操作，以达到对实验过程的熟悉、对色素提取相关知识的认识、理解与掌握^[1]。

4.3 改进实验，明确实验步骤

师：PPT展示生物兴趣小组改进的实验步骤。1.提取色素：称量5g材料，剪碎叶子，加入少量的CaCO₃和SiO₂，量筒量取5ml无水乙醇，迅速充分研磨，研磨成匀浆。2.分离色素：（1）制备滤纸条：将干燥的滤纸剪成宽（1.5cm）的纸条，再剪去一端两角，在距离角这一端1cm处用铅笔画线。引入问题：为什么要剪去滤纸条两角？（2）画色素线：用盖玻片蘸取少量的研磨液沿铅笔线处小心均匀地按压在铅笔划线处；干燥后重复划2-3次。引入问题：画滤液细线要注意哪些问题？（3）分离色素：向层析装置中倒入适量层析液；将滤纸条尖端朝下轻轻插入层析液中。强调：层析液一定不能触及色素线。

学生活动：观看实验操作步骤，尝试回答问题。

设计意图：本实验对教材进行了创新，培养了学生的质疑精神和科学探究能力，丰富了生物实验教学资源。

4.4 分组实验，教师点拨

师：以小组为单位进行实验，在实验的同时思考下列问题：为什么研磨时加入碳酸钙和二氧化硅？为什么研磨时加入酒精？纸层析法分离色素原理是什么？为什么层析液不能触及色素划线？

学生活动：带着问题，以小组为单位进行实验。

师：等待层析结果，分析问题。PPT展示生物兴趣小组课前做的实验结果（加入碳酸钙和未加碳酸钙的色素带，层析液触及色素划线的色素带）。

学生活动：回答问题。

设计意图：理解提取、分离色素的原理。培养学生的合作学习能力、动手能力，发挥学生学习的主体作用和教师的主导作用。

4.5 作品展示，归纳升华

教师组织各个学习小组交流展示实验结果，并给出正确的实验结果，总结实验成败的关键。

学生活动：展示实验结果，互相纠错，点评，生生互动。

设计意图：给学生提供交流展示的舞台，培养了学生的科学思维。通过交流、师生点评等过程，锻炼了语言表达和分析归纳的能力。

4.6 自制教具，观察色素吸收形成的光谱

师：PPT展示叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱曲线图

学生活动：分析两类色素的吸收光谱，利用生物兴趣小组课前自制光谱仪观察光合色素提取液的吸收光谱^[2]，分享从自制光谱仪中观察到的实验现象。

设计意图：课前查阅资料，自制教具，课中利用自制教具观察色素的吸收光谱（科学思维和科学探究）。

4.7 学以致用，教师总结

师：根据不同色素对不同波长的光的吸收特点，想一想，温室大棚或大棚种植蔬菜师。应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？

学生：思考回答。

设计意图：了解光合色素在生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，增强学生的社会责任意识。

5 教学反思

本节教学设计体现了以学生为主体，教师为主导的教学理念。对实验本身做了创新设计，改进了色素的提取方法，改进了画色素线的方法，培养了学生的质疑精神和科学探究能力。学生自制光谱仪观察光合色素提取液的吸收光谱，不仅使学生更深刻的认识了光合色素主要吸收红光和蓝紫光，还提高了学生的动手能力，培养了学生的科学思维。学以致用，加强与生产生活的联系，认识生物科学的价值。

参考文献：

1. 曾祥云.仿真实验设计在初中生物学教学中的运用[J].生物学教学，2011（8）:30-31.

2. 孙天予，韩烁，李霞.用自制光谱仪观察光合色素提取液吸收光谱[J].生物学通报，2017（4）:27-28.

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