探尋實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
——以“綠葉中色素的提取和分離”為例

何揚(yáng)建

(重慶市永川中學(xué) 402160)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)中不可分割的重要組成部分，它是幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由“感性認(rèn)識(shí)”到“理性認(rèn)識(shí)”，由“具體思維”到“抽象思維”飛躍的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)引起廣大生物學(xué)教師的高度重視[1]。如何在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行改革創(chuàng)新，使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，樂于探究，勤于動(dòng)手呢？筆者基于一堂高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課“綠葉中色素的提取和分離”淺談實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新點(diǎn)的挖掘。

1 在課前準(zhǔn)備方式上求新

1.1 實(shí)驗(yàn)材料選擇的多元化 對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備不是拘泥于教材，而是給學(xué)生留有思維的空間和探索的余地。如在上“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)課的前一天，布置學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的要求準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料。大部分學(xué)生準(zhǔn)備了菠菜葉，但也有學(xué)生準(zhǔn)備了教材中沒有提及的材料，如韭菜葉、蘿卜葉、蒿菜葉、天竺葵葉等。這樣學(xué)生一開始就進(jìn)入一個(gè)主動(dòng)思維而非被動(dòng)接受的狀態(tài)。如果一開始就限定材料，學(xué)生就只會(huì)簡單、機(jī)械地去完成實(shí)驗(yàn)，至于為什么選擇這些材料，能否用其他材料，可能很少去思考。

1.2 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的有效鋪墊 實(shí)驗(yàn)之前,幫助學(xué)生了解與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，可以為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行創(chuàng)造有利的條件。教師要對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有效篩選，內(nèi)容不是面面俱到,而是觸及實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需要。例如，對(duì)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生明確葉片的選擇原則和處理方法；了解葉綠體色素是脂溶性色素，二氧化硅、碳酸鈣的作用，紙層析法是一種分配層析，即利用混合物各組分在流動(dòng)相和固定相兩種不同溶液中的分配系數(shù)差異將它們分離。學(xué)生對(duì)所要研究的對(duì)象有一個(gè)大致的了解,能對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行起到較好的效果。

2 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上求新

2.1 教學(xué)導(dǎo)入重設(shè)疑 在教學(xué)中首先給出三個(gè)問題：為什么白化苗植株不生長而會(huì)死亡？為什么同一片葉子，夏季時(shí)翠綠醉人，而秋季金黃斑斕？為什么有的植物葉片嫩綠色，有的植物葉片紫紅色？讓學(xué)生分析后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究；其次提出，不同顏色的葉片葉綠體所含的色素種類和含量相同嗎？最后提出，可以根據(jù)什么來確定葉綠體的色素種類和含量？通過這些問題的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和唯實(shí)的科學(xué)精神。

2.2 課堂提問精煉 課堂提問應(yīng)著眼于知識(shí)的不同角度，并注意體現(xiàn)知識(shí)之間的相互聯(lián)系，力求采用新穎的說法，從合適的角度巧妙切入，使問題富有新穎性、啟發(fā)性和靈活性，以激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思維。在教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)了以下問題：①為什么研磨前要向研缽加適量的二氧化硅、碳酸鈣、無水乙醇？為什么選擇的葉片要去葉柄晾干水分？②為什么研磨時(shí)要快速、充分? ③為什么過濾時(shí)不用濾紙而用尼龍布？為什么將濾液收集到試管中后要及時(shí)用膠塞塞緊？④為什么濾紙條要放進(jìn)干燥箱中充分干燥?為什么要將濾紙一端剪去兩角？⑤為什么濾液細(xì)線要接近“細(xì)、直、齊”？⑥為什么不能讓濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液？這樣的問題串可激活學(xué)生的思維，使學(xué)生能夠準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境宜開放 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)一個(gè)民主、平等、和諧的氛圍，師生之間、學(xué)生之間平等交流，學(xué)生可以充分自由地發(fā)表自己的見解或提出質(zhì)疑，大膽地進(jìn)行各種嘗試，這樣學(xué)生的創(chuàng)新潛能才能得到發(fā)揮。例如，提取綠葉中的色素，依照教材上的研磨法，步驟繁瑣，需要較多的綠葉(5 g) 和無水乙醇(10 mL)，用到的藥品種類比較多(包括二氧化硅和碳酸鈣等)，研磨時(shí)要求迅速、充分，學(xué)生難以把握，而且提取液中色素含量不高，色素分離不明顯。有學(xué)生將葉片直接放入榨汁機(jī)中榨取，將榨取汁液直接加入無水乙醇來獲得色素濾液，濾液深綠色，色素濃度高；另有學(xué)生用水浴加熱法，將綠葉剪碎加入無水乙醇，進(jìn)行水浴加熱提取綠葉中的色素，方法簡單，效果很好[2]。再如，實(shí)驗(yàn)的拓展探究，學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)多種多樣：探究不同綠色植物色素的種類和含量的影響；探究不同溫度下色素提取液顏色及各種色素含量的影響；探究不同加熱時(shí)間條件下各色素含量的影響；探究加入碳酸鈣對(duì)各色素含量的影響；探究研磨對(duì)各色素的影響；探究不同層析液的色素分離的影響等。

3 在實(shí)驗(yàn)總結(jié)評(píng)價(jià)上求新

3.1 通過回顧實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)難點(diǎn) 要指導(dǎo)學(xué)生去分析實(shí)驗(yàn)中每一步驟的作用，以及各步驟之間的聯(lián)系，從中學(xué)習(xí)研究事物、解決問題的方法。在綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)過程大致為：取材→研磨→過濾→劃線→層析→觀察。其中，注重點(diǎn)評(píng)如何得到四條清晰可見的色素帶，讓學(xué)生明了取材用不含或少含角質(zhì)的新鮮翠綠的葉片，葉片用量與無水乙醇量比要適中，研磨要迅速、充分，劃濾液細(xì)線重復(fù)2～3次的目的是保證濾紙上有足夠的色素，濾紙一端剪去兩角和濾液細(xì)線要接近“細(xì)、直、齊”是避免色素帶重疊。

3.2 通過分析實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象探究問題 教師常常只重視實(shí)驗(yàn)的成敗與否而不重視對(duì)個(gè)別失敗實(shí)驗(yàn)的原因剖析，更不重視對(duì)某些異常情況的深層次探究，使學(xué)生往往也只關(guān)注實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而忽略對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的評(píng)價(jià)。如實(shí)驗(yàn)中，部分學(xué)生得到的色素帶不完整，部分學(xué)生4條色素帶顏色很淺，個(gè)別學(xué)生濾紙條上沒層析出色素帶。對(duì)此，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析原因：研磨不充分，色素未能充分提取出來；稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度小；未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞；有的還提出了其他原因。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己提出的方案進(jìn)行嘗試，并最終得到滿意的結(jié)果。學(xué)生普遍感到通過對(duì)異?，F(xiàn)象的探究，加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的理解。

3.3 變終結(jié)性評(píng)價(jià)為過程性評(píng)價(jià) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的一個(gè)重要方面就是改變實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)機(jī)制，變終結(jié)性評(píng)價(jià)為過程性評(píng)價(jià)；變單一性評(píng)價(jià)為多方位評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的種種表象，教師可以采用記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)檔案的方法實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變。例如，對(duì)實(shí)驗(yàn)中葉片的選擇，學(xué)生可制作PPT介紹選擇葉片心得；具體實(shí)驗(yàn)中，可通過表格的設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析繪制色素柱形圖構(gòu)建數(shù)學(xué)模型；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生可對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)一步總結(jié)評(píng)價(jià)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的某一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，一次優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一組精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一個(gè)創(chuàng)見，一個(gè)小教具等，及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并反饋給學(xué)生，使每個(gè)學(xué)生都能認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)自信心，在原有基礎(chǔ)上都有所進(jìn)步。