苏教2003课标版《光合色素与光能量的捕获》精品优质课教案设计

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【重点难点】

重点：色素分子的提取和分离的原理及过程；光合色素分离结果图的分析。

难点：色素分子的提取和分离的实验原理及过程。

【教材、学情分析】

“光合色素的提取和分离实验”是高中阶段比较重要的实验教学课程，苏教版生物必修一教材中本节内容出现在光合作用发现史之后，为接下来的色素分子的功能以及光合作用的具体过程铺垫好知识基础。作为光合作用这一章节承上启下的课程，本节实验教学显得尤为必要，教师既可以利用实验教学激发学生对生物学的学习兴趣，同时也让学生在动手操作过程当中，充分感受生物学科实践出真知的科学探索精神。高一学生在初中阶段接触的生物学实验机会相对较少，生物学实验素养有待进一步提升。

【设计思路】

教师仔细研读教材、合理安排实验原理讲解和操作进展时间，联系生活实际、扩大实验选材，并尝试融合其他学科拓展实验技术方法，从多方面精心设计“叶绿体中光合色素提取和分离”实验课程。面对实验基础较弱的学生，教师一改传统的实验课程设计，在本节课程中开展分段实验，将“提取”和“分离”两大实验步骤分开进行，对应的两个实验原理也在实验步骤开展前分开讲解。分段式实验教学要求教师有明确的分段目标和任务，给予学生充分合理的自主时间，并及时总结反馈学生的阶段性成效。除此之外，教师应注意分段教学并非将课堂内容和时间完全割裂开，而是按照学科课题的内在逻辑关系，合理安排、层层深入，以期达到较好的课堂效果。本节实验课程，在遵循实验步骤的基础之上，分段开展实验，能减轻学生阶段性学习任务、提高课堂效率。

【教学过程】

一.本地景观导入，点燃探究热情

多媒体展示南京中山陵景区内享誉“世界上最美项链的”——美龄宫春、秋季航拍图。教师趁着学生兴趣正浓，抛出几个问题：南京的这一大抹色彩有谁决定？决定这色彩的物质有几种？他们都是相同的颜色吗？他们的含量是否相同呢？导入“叶绿体中色素的提取和分离”实验课程。因为实验课堂时间有限，教师在课前将编写好的导学案发给学生，并安排学生进行课前的自主学习的任务，提炼出实验的相关原理，讨论完善实验设计。

2.展示课前导学成果，配合多样化选材，完成色素提取

2.1学生互评交流，共探提取原理

课程开始之前，教师收取学生的预习导学案，选取有代表性的预习成果拍成照片以供学生的课堂互评。新课讲授以学生之间对于“提取光合色素实验原理的归纳”互评开始，把课堂的主动权交给学生，让他们在相互的交流中发现问题，及时修正。教师的角色更多的转变为学生交流后结论的总结和提炼者，让学生充分理解光合色素的提取原理。

2.2观看演示视频，合理选材，规范实验操作要点

教师提前录制约2分钟的色素提取视频，其中伴有操作要点的讲述。课堂上展示这一实验过程，播放结束后教师简要归纳流程及操作要点：剪碎叶片、加三种试剂（CaCO3 、SiO2 、无水乙醇）、快速研磨、纱布过滤、保存滤液。视频播放后，学生展示自带的实验材料，教师询问学生是否坚持使用自己带来的实验材料进行此次实验，有不坚持者当堂换取教师提前备好的韭菜或菠菜叶。这样的自由化选材和更换材料过程，可以调动学生的积极性、激发学生的思考，深切的感受到实验选材的要求。材料选定后，教师给出第一阶段的实验时间和任务：两人一组，五分钟内尝试完成学案上实验设计流程，并收集到澄清滤液；提前完成的小组思考以下问题：三种药品试剂的作用是什么？三种药品试剂，同时加入后研磨，还是研磨中分次加入？

2.3组间PK，阶段性实验结果分析

教师在学生第一次阶段性实验过程中，加以指导并用ipad拍下小组的实验成果，投放到屏幕中，以供组间PK。学生在色素分子的提取的实验操作中，暴露了很多细节性问题，学生在组间的比较和讨论中得到启发，并在教师的启发下尝试分析本组的实验结果，总结阶段性的实验操作问题，增加对实验原理及步骤的理解。除此之外，教师和学生共同解决课前留下的实验设计补充习题，这一环节既是对阶段性实验的总结反馈，也是帮助学生系统化掌握色素分子的提取的实验操作流程。

3.乘胜追击，讲解分离原理，合作完成色素分离

3.1结合提取结果，类比实例讲解分离原理

教师和学生共同完成了第一阶段实验之后，应乘胜追击，以小组的阶段性实验结果为例，讲解光合色素的分离原理。每一小组得到的光合色素滤液中含有的色素不止一种，而是色素的混合液，接下来的实验目的便是通过一定的实验方法把混合在一起的色素分离开。高中生物实验中常用的分离色素的方法为“纸层析法”。从字面上理解“纸”指的是滤纸，“层析”指的是层析液（苯、石油醚和丙酮混合液）或是指层析分离的过程，叶绿体中的色素能溶于层析液中，然而它们在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素随层析液在滤纸上扩散得速度快，反之，则慢。这样可以将不同的色素分子在滤纸上分离开。学生结合教师的讲解，小组为单位讨论修正预习导学案中“分离光合色素实验原理”的归纳。

3.2观看演示视频，明确实验操作流程，两种方法共探色素分离

课堂播放提前录制的约2分钟的色素分离操作视频。教师在播放结束后，简要归纳实验流程和操作要点：制备滤纸条（条状滤纸剪去一端两角）、画滤液细线（铅笔先画，滤液重复描红）、层析分离（层析液不触及滤液细线）。

在教材提供的实验方法的基础之上，教师向学生展示不同于“纸层析法”的色素分离方法，即改进后的“灯芯法”。①圆形滤纸正中画直径为8mm、16mm同心圆，用棉签蘸取适量滤液凃至两个同心圆之间，吹干后重复2~3次。圆规画的同心圆保证了色素分离线统一，能很好解决色素带重叠及形状不规则的现象，棉签能转移大量色素，使实验结果中色素带清晰可见。②圆心处穿棉线打结（长约3.5cm），培养皿底中加入10mL层析液，圆形滤纸盖在培养皿上，使棉线底部充分浸入层析液中，滤纸上方盖培养皿盖。棉线取材简便，操作方便，能较好地避免滤纸棒松散的问题。

教师归纳圆形滤纸分离操作流程：制备同心圆滤纸（圆心处穿棉线打结）、蘸涂滤液（棉签蘸涂吹干重复）、层析分离（棉线底端接触层析液）讲解结束后，教师给出第二阶段的实验时间和任务：4人一大组，2人一小组，一小组按条形组操作，另一小组按圆形组操作。八分钟内尝试完成学案上实验设计流程，并完成色素分离。

3.3分析实验结果，多方面了解光合色素