福建省2015年学年会教案展示人教版必修一5.4《能量之源—光与光合作用—绿叶中色素的提取和分离》教学设计

实验《绿叶中色素的提取和分离》教学设计
一、设计思路
新课标提出学生学习方式的变革，倡导自主、合作与探究的学习方式。
“六模块”建构式课堂是教师依据课程标准和学生实际，确定适宜的教学目标，围绕教学目标系统把握教材和适当整合其他教学资源，灵活选择运用“自学质疑、交流展示、互动探究、精讲点拨、矫正反馈、迁移运用”六模块，建构促进学生自主学习，实现对话交流、动态生成、合作共享，实现学生知识、能力与情感协同发展的课堂。本教学设计通过让学生自主学习→提出问题→作出假设→设计实验→合作实验→分析结果→得出结论→表达和交流来学习叶绿体中色素的提取和分离，激发学生的学习需要，同时锻炼学生实验设计和操作能力。
二、教材分析
实验《绿叶中色素的提取和分离》是人教版高中生物必修1《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》第1节课的教学内容，主要学习色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、分离色素的实验方法。本节内容是对第3章细胞结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的基础。
三、学情分析
学生在初中阶段已经有了光合作用的有关知识，在本册教材第3章中又学习了细胞结构，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。
　　在实验操作方面，学生已经能进行研磨和过滤等操作，但纸层析法是首次接触，需要教师指导给予直观的认识。本节课涉及到许多理化知识，如光的色散现象和色素的吸收光谱，学生理解起来可能会有一定困难，需要教师进行解释。
四、教学目标
１、知识目标：
说出叶绿体中色素的种类和作用；
２、能力目标：
⑴
通过“叶绿体中色素的提取和分离”实验，学会提取、分离叶绿体中色素的方法；
⑵
通过小组间的交流和质询，提高学生的语言表达能力及思维的严密性，能够听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及做必要的反思和修改。
３、情感、态度和价值观目标：
⑴
通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作，培养学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；
⑵
通过和谐知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣热爱；
五、教学重点与难点：
重点：叶绿体中色素的种类和作用
难点：对实验原理的理解；实验的设计和色素的提取操作。
六、课前准备
１、学生的学习准备：预习实验“叶绿体中色素的提取和分离”，初步把握实的原理和方法步骤，完成课前学案。
２、教师的教学准备：课件制作、实验材料准备（新鲜的菠菜叶、无水乙醇、层析液、碳酸钙、二氧化硅、滤纸条、试管、试管架、研钵、玻璃漏斗、毛细吸管、剪刀、量筒等）
３、教学环境的设计和布置：6人一组，课前准备好滤纸条，配制好层析液。
七、教学过程（表1）
表1
实验《绿叶中色素的提取和分离》教学过程
教学步骤
教师活动
学生活动
设计意图
模块一：自学质疑
教师课前分发《绿叶中色素的提取和分离》课前学案
课前学生自学，做出设计方案，提出质疑，完成课前学案
培养学生自主学习的能力和良好的自学习惯
导入新课
教师复习上节课内容，引出绝大多数生物的能量之源是太阳能，然后提出问题：1、绿色植物以什么方式固定光能？2、出示韭菜和韭黄的照片，提出绿叶中有哪种色素？是否只含叶绿素？3、提取色素的方法和分离技术？
学生观看PPT,尝试说出实验原理和实验方案。
通过创设情境、层层设疑，迅速吸引学生的注意力，激发学生实验学习的兴趣，引起学生对探究实验的兴趣，让学生自主学习展开实验课。
模块二：交流展示
教师：根据同学们自学完成课前学案遇到的问题，分小组讨论交流教师倾听、观察、思考应对方案，边讲要点、边做示范
将自学中遇到的问题同桌交流，小组交流，总结本组内的看法和观点，组长做好记录，准备展示和点评。学生分步模仿
要充分发挥学习小组的作用，使学生在合作交流中，养成大胆交流、争相展示、注意倾听、积极思考、视交流展示为责任和兴趣。
提取和分离绿叶中色素实验
教师发放实验材料，分组操作，巡回指导，强调规范操作。
各组学生选择合适溶剂，采用过滤技术提出色素，利用纸层析法分离色素，注意规范操作
培养学生动手操作能力，同时培养学生探究实验设计能力。
模块三：互动探究模块四：精讲点拨模块五：矫正反馈
教师分发：实验《绿叶中色素的提取和分离》课堂学案探究1：色素提取为何不用水，而用无水乙醇，有其他替代溶剂吗？探究2：过滤为何不用滤纸，而用棉花或尼龙布？ 探究3：为什么要将滤纸条的一端剪去两个角？如果不剪去会怎么样呢？（可设计一个对照实验）探究4：为什么要重复画线？如果只画一次会怎么样呢？探究5：为什么滤液细线不能触及层析液？如果接触了又会怎么样呢？探究6：滤纸条上出现了几条色素带，其排列顺序怎样？宽窄如何？这说明了什么？结合问题，教师适时引导，
激发学生大胆猜想，主动探究。引导学生科学观察、比较分析，寻找共性，
针对巡堂过程发现的有些小组提取的色素提取液颜色淡绿，有些小组分离色素不明显，有些小组看不到四条色素带，有些小组色素带不分开等等实验结果。实验失败的小组重新设计实验，并分析失败原因。
小组讨论学生根据前面的理论知识和实验操作，独立完成《使用高倍显微镜观察几种细胞》课堂学案探究1—6运用已有的知识、技能和技术，再次设计，交流互补，自主调整方案。体现自主学习与合作学习。绿叶中的色素不溶于水，但溶于有机溶剂，因而可用丙酮替代。各色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各色素相互分离。各小组学生分工合作，分析失败原因，找到解决问题的方法，重新设计实验，再次进行操作
通过实验操作进一步加深对色素提取和分离原理的感性认识做中思考，做中构建，做中发现。体现六模块教学模式中过程与建构的有效关系。引导交流整合，促进设计的规范、合理、科学。体现自主、合作学习。实验失败不是课堂设计失败，它应是生成性的课堂素材，更有利于学生质疑，思辨，设计实验能力的培养
模块六：迁移运用
教师学生操作过程中，有意识引导学生对本实验的拓展迁移，学生往往会发现新的问题，如：①用研磨的方法提取色素时，必须加入碳酸钙保护叶绿体中的色素，从而导致毛细吸管容易堵塞，那么有没有更好的提取色素的方法？②滤液细线很难画直画匀，有没有方法既可以达到这些要求，又可以提高色素的浓度呢？③滤液细线很难画，能不能换一种方法，不用画直线也能使色素分离呢？④分离色素的不用滤纸条，可以改进其他形式进行操作吗？……
思考利用旧知同化；延伸比较归纳；交流整合建构。
利用同化、顺应原则，激发思维迁移，实现知识巩固建构的同时，思维得到发展，能力得到提升，兴趣得到延伸。激发思维迁移，促进方法延伸。
课堂小结与评价
分发小组评价表，采用自评和老师评价，评价各小组学生在实验课堂表现并给予一定的物质奖励；同时，对实验的原理和操作过程进行总结。
相互鼓励，分享成果
通过评价来规范实验室课堂纪律，检验实验课堂的效果。
布置作业
完成实验报告册。附上分离色素的滤纸条
课后完成作业
检测学生对知识的理解和掌握情况，巩固课堂知识。
八、板书设计
实验
绿叶中色素的提取和分离
一、实验原理
1、提取原理
2、分离原理
二、实验步骤
1、提取色素（研磨法、水浴法）
2、制备滤纸条（等腰形状）
3、画滤液细线（毛细吸管法、盖玻片法、涂片法、牙线法）
4、分离色素（纸层析法）
三、实验结果（从上至下）
四、注意事项：
1、影响因素
2、材料选择
3、药品用量
4、画细线次数
5、细线与层析液位置
九、教学反思
本实验课的教学设计是笔者主持的宁德市“十二五”（第三期）基础教育科研立项课题“六模块”建构式课堂在生物实验教学的应用研究（编号：2014YB008）而完成的。“六模块”建构式课堂是教师依据课程标准和学生实际，确定适宜的教学目标，围绕教学目标系统把握教材和适当整合其他教学资源，灵活选择运用“自学质疑、交流展示、互动探究、精讲点拨、矫正反馈、迁移运用”六模块，建构促进学生自主学习，实现对话交流、动态生成、合作共享，实现学生知识、能力与情感协同发展的生物学课堂。这种生物实验课堂教学模式能充分调动学生的积极性，主动学习，培养学生思辨能力，实验设计和操作能力。
但是由于学生认知水平的限制，对原理的理解不够透彻，因此在学生实验前，教师可结合学生的实际情况对实验原理进行简要说明。本实验是一类提供方法步骤的探究性实验，前面已经有了实验设计的知识基础和探究的实践经验，学生也可以大胆地设计自己的实验方案，更有利于培养学生质疑，设计实验和操作实验能力。