由“綠葉中色素的提取與分離”淺談生物實驗教學
陸? 帥
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摘要：本文通過 “綠葉中色素的提取和分離” 實驗案例，論述了提高生物實驗教學效率的策略。
關(guān)鍵詞：色素??? 提取和分離?? 實驗教學?? 教學策略
實驗課不僅是鍛煉學生實踐能力的重要途徑，更是激發(fā)學生探索興趣、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的切入點。要學好生物學，必須重視實驗，如何提高實驗課的教學效率是生物學教師必須時刻反思總結(jié)的問題。為提高生物實驗教學效率，通過反復實踐，以“綠葉中色素的提取和分離”為例，提出以下幾點建議。
1 明確實驗目的，透徹分析實驗原理
本實驗的目的是要讓學生自習觀察分離出來的不同色帶，區(qū)分色帶的不同顏色、分布順序和寬窄，思考其中的原因。本實驗的原理可分為“提取”和“分離” 兩部分，對提取原理學生較易理解，綠葉中的色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。分離原理較抽象，可放在分離實驗操作后用通俗易懂的比喻來闡述。濾紙條相當于跑道，濾液細線中的色素相當于運動員，濾液細線的位置相當于跑道中的起跑線。由于色素在層析液中的溶解度不同，造成它們跑步的速度不同，溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴散得快，跑在濾紙條的上端，這樣濾液細線中的色素就可分離形成不同的色素帶。只有明確了目的，透徹理解了原理，才能使學生產(chǎn)生積極的學習動機，思維才會有方向。
2 課前做好準備，精心設(shè)計好實驗裝置和步驟
教師應(yīng)在課前做好充分準備和做好預實驗，從中發(fā)現(xiàn)問題并找到解決問題的最佳途徑。通過課前反復實驗發(fā)現(xiàn)，在分離色素的過程中，教科書中采用試管作為層析裝置，或是用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯，均容易造成濾液細線觸及層析液或濾紙條貼壁，造成實驗的失敗。因此可將裝置改為簡易層析瓶，用濾紙封住燒杯口并用透明膠固定好，用小刀在濾紙上刻出間隔合理的多個缺口，用于插入和固定濾紙條。這樣的裝置制作簡單并具有較多優(yōu)點，如：可同時放置多個濾紙條且位置固定，避免了濾紙條貼壁或相互交疊導致實驗失敗；減少了層析液揮發(fā)；便于課后統(tǒng)一回收層析液等。
在色素分離試驗中，發(fā)現(xiàn)濾紙條上的色素帶顏色較淡，可能的原因有很多，可能選擇的材料本身含色素少，也可能有操作上的問題，例如：研磨不充分或濾液細線沒有多畫幾次，使濾紙條上色素含量少。為了使濾紙條上的色素含量多，提高實驗的成功率，可在課本的步驟中多加一步萃取的操作。在獲得色素提取液后，可在試管中加1~2mL層析液，靜置一段時間，由于色素在層析液中的溶解度更大，可在試管上層獲得較濃的色素提取液。畫濾液細線時，蘸取上層色素提取液，可在濾紙上畫上更多地色素，使實驗結(jié)果更明顯。為了得到細、齊、直的色素帶，可用蘸水筆代替毛細吸管，或用蓋玻片一側(cè)蘸取濾液，壓按在濾紙條上。
3 規(guī)范學生實驗操作技能
在生物實驗中，規(guī)范學生的實驗操作技能是一項基本要求，也是培養(yǎng)學生科研能力的基礎(chǔ)。教師首先應(yīng)努力提高自身的實驗素質(zhì)，對要使用的儀器、設(shè)備做到規(guī)范操作，實驗操作方法步驟做到科學嚴謹。在規(guī)范學生的操作技能時，應(yīng)避免冗長的紙上談兵式的操作講解。為了提高實驗課效率，教師可在課前制作好基本操作和實驗步驟的視頻，在課堂上播放給學生看并做適當點評，提出相關(guān)要求。視頻信息比繁瑣的理論要求更直觀，也更易讓學生接受。
4重視培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力
目前在生物學實驗教學中, 基本上安排的是驗證性實驗。驗證性實驗有其好處，比如具有明確的實驗目的、標準規(guī)范的實驗步驟，而且可控性強，在做實驗的學生比較多的時候方便教師管理，安全性也較好。但驗證性實驗，也具有一定的弊端，主要在于束縛了學生的思維，尤其是創(chuàng)新思維，在事先知道實驗結(jié)果的情況下，學生的興趣下降，缺少興奮性。而探究性實驗比驗證性實驗更能體現(xiàn)生物知識的趣味性，因此在實驗中能讓學生自主設(shè)計一些探究性問題，會明顯提高學生的興趣，培養(yǎng)起他們的創(chuàng)新意識。例如在本實驗中，可引導學生發(fā)現(xiàn)探究性問題：如選擇不同實驗材料對實驗有何影響呢？如果用圓形濾紙代替濾紙條會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象呢？如何設(shè)計裝置等問題，并在課前準備好不同的材料給學生自主選擇，如黑菜、菠菜、黃芽菜內(nèi)葉、外葉等。實驗的設(shè)計實施過程中，學生可以組成相應(yīng)的小組，分別探究不同的問題，有助于培養(yǎng)起合作精神和團隊精神。
在高中生物實驗教學中，教師應(yīng)該一方面注重傳統(tǒng)驗證性實驗的開展與實施, 以培養(yǎng)學生的實驗操作技能；另一方面也要將驗證性實驗探究化，以更好的培養(yǎng)學生的探究意識和探究能力。只有這樣，教師在進行實驗教學時，才能使學生不僅獲取知識，而且學會獲取知識的方法，提高解決問題的能力。
5 重視實驗后的交流展示環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生分析和交流表達能力
在完成實驗后對實驗結(jié)果的展示交流是提高學生分析能力的重要環(huán)節(jié)。學生可進行組內(nèi)討論，組間交流，并將獲得的實驗結(jié)果在班級內(nèi)展示，對實驗操作的規(guī)范性進行評價，對實驗的現(xiàn)象是預期的還是意外的進行分析，對實驗的結(jié)論進行總結(jié)與歸納，并對實驗的改進或創(chuàng)新提出自己的看法。例如：獲取的色素帶顏色為何較淺甚至得不到色素、色素帶為何不平直，有何改進措施等問題。學生通過交流可分析出多種原因：如研磨不充分，沒有加二氧化硅或碳酸鈣，濾液細線沒有重復多畫幾次，濾液細線可能觸及層析液等問題，這樣能拓展學生的思維，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。
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（總之，新課程中的實驗是高中生物教學中的重要內(nèi)容，是培養(yǎng)學生思維能力和實踐能力的重要手段。教師只要著眼于使學生掌握生物實驗的思想方法，提高學生的科學素質(zhì)，不斷探索生物實驗教學的規(guī)律，切實提高生物實驗教學質(zhì)量，就能使實驗教學生動活潑而且充滿創(chuàng)造激情，為學生的全面發(fā)展提供有利條件。）
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（本文發(fā)表于《生物學教學》2013年第9期）
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