基于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)答題的反思

吳慶華

摘 要 以荊州市2017屆高三質(zhì)檢I生物試卷中一道考查“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的答題為例，簡(jiǎn)析學(xué)生在答題時(shí)存在的主要問題，并提出教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞 學(xué)生實(shí)驗(yàn)題 答題 反思

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“能獨(dú)立完成‘生物知識(shí)內(nèi)容表所列的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用”是《2017年全國(guó)高考考試大綱（課標(biāo)版）理科綜合·生物》所確定的“實(shí)驗(yàn)與探究能力”中的第一項(xiàng)要求。“綠葉中色素的提取和分離”是“生物知識(shí)內(nèi)容表”中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。下面對(duì)荊州市2017屆高三質(zhì)檢I生物試卷中考查“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的答題作簡(jiǎn)要分析。

1 試題舉例

【例題】 某高中學(xué)校生物研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用菠菜做了以下實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ. 略

Ⅱ. 用菠菜的綠葉做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：

（1） 綠葉中的色素能被分離的原理是 。

（2） 經(jīng)過分離，濾紙條上相鄰最遠(yuǎn)的兩條色素帶所呈現(xiàn)的顏色從上往下依次是 。

參考答案：

Ⅱ. （1） 綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度快；反之，則慢

（2） 黃色和藍(lán)綠色。

2 試題的主要特點(diǎn)

2.1 突出考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解

“綠葉中色素的提取和分離”是人教版高中生物教材《必修1·分子與細(xì)胞》中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。題中的第（1）小題，變式于教材實(shí)驗(yàn)“討論”第1題中的一個(gè)問題，重點(diǎn)考查考生對(duì)綠葉中色素能被分離的原理的理解能力。

2.2 重點(diǎn)考查對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)

第（2）小題以學(xué)生曾做該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，不僅考查“濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？”等事實(shí)性知識(shí)的再現(xiàn)，還考查依據(jù)濾紙條上3組相鄰兩條色素帶（從上往下）之間距離大小的事實(shí)性知識(shí)進(jìn)行比較和判斷的能力。其中，考查該實(shí)驗(yàn)結(jié)果再現(xiàn)的要求更高。

2.3 注重考查對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析

如第（2）小題，考查學(xué)生對(duì)3組相鄰兩條色素帶（從上往下）呈現(xiàn)的顏色和共同顏色、色素帶對(duì)應(yīng)的色素和歸類等進(jìn)行對(duì)比分析的能力（表1），以及在此基礎(chǔ)上作出判斷和推理的能力。

2.4 滲透考查實(shí)驗(yàn)結(jié)果拓展知識(shí)的分析

如第（2）小題，滲透考查在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，對(duì)胡蘿卜素與葉黃素以及葉綠素a與葉綠素b等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)拓展，以及進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并作出判斷和推理的能力。

3 答題情況分析

3.1 成績(jī)分析

經(jīng)大數(shù)據(jù)分析，該題第Ⅱ部分的難度值為0.23，學(xué)生的得分情況不理想。該部分的賦分、平均分和難度值見表2。

3.2 學(xué)生答題存在的主要問題

3.2.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解不準(zhǔn)確

如第（1）小題常見的錯(cuò)誤答案是“色素在無水乙醇中的溶解度不同”，說明這些學(xué)生將分離色素的層析液與提取色素的有機(jī)溶劑相混淆。還有部分學(xué)生的答案是“綠葉中的色素在層析液的溶解度不同”，他們未答出分離色素的直接原因。

3.2.2 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)不準(zhǔn)確

第（2）小題錯(cuò)誤答案最多的是“橙黃色和黃色”。說明這些學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不熟悉，在再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)出現(xiàn)了差錯(cuò)。還有部分學(xué)生的答案是“胡蘿卜素與葉黃素”，他們未認(rèn)真審題而答非所問。

3.3 個(gè)別教師對(duì)答案有疑問的主要原因

個(gè)別教師對(duì)第（2）小題的答案有疑問，認(rèn)為正確的答案應(yīng)該是“橙黃色和黃色”。經(jīng)調(diào)查，其產(chǎn)生疑問的主要原因是：

① 教師和學(xué)生都未做該實(shí)驗(yàn)；

② 以互聯(lián)網(wǎng)上個(gè)別教師自編上傳練習(xí)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果模式圖為質(zhì)疑依據(jù)，而這些模式圖與2015年全國(guó)高考理科綜合·生物（江蘇卷）第21題等真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的模式圖有差異。

4 教學(xué)建議

4.1 重視學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與探究能力

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與探究能力，最重要的課程資源是教材。學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)造條件，盡可能多地開設(shè)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)；努力改變少數(shù)教師在黑板上“做”實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生在考前“背”實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象；同時(shí)也要改變少數(shù)教師在視頻上做“虛擬實(shí)驗(yàn)”代替學(xué)生做“真實(shí)實(shí)驗(yàn)”的現(xiàn)象。教師要充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和強(qiáng)化作用，讓學(xué)生在真實(shí)和虛擬的實(shí)驗(yàn)過程中，深化理解實(shí)驗(yàn)原理，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)，不斷提升實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新能力。

4.2 加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力

如第（2）小題的解題過程，需要進(jìn)行以下思維活動(dòng)：

① 比較3組色素帶的共同顏色和進(jìn)行色素歸類。從表1可以看出，第一組或第三組的兩條色素帶，分別呈現(xiàn)共同的顏色，所代表的色素可歸類為同一類色素；第二組的兩條色素帶，不呈現(xiàn)共同的顏色，所代表的色素不能歸類為同一類色素。

② 在比較的基礎(chǔ)上進(jìn)行判斷和推理。第一組或第三組的兩條色素帶所代表的色素，其化學(xué)特性的相似度較高，在層析液中的溶解度相近，隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散的速度相近，兩條色素帶之間的距離較??；而第二組相反。教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)：新知識(shí)的建構(gòu)過程是在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，以邏輯為紐帶，通過判斷和推理，最終獲得結(jié)論的復(fù)雜過程，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力。

4.3 注重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果知識(shí)的延伸，發(fā)展學(xué)生的拓展思維能力

如第（2）小題的解題過程，還可對(duì)葉綠體內(nèi)4種色素的知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)拓展。

4.3.1 適當(dāng)拓展4種色素分子式的知識(shí)

如胡蘿卜素和葉黃素的分子式依次是C40H56和C40H56O2，葉綠素a和葉綠素b的分子式見圖1。

4.3.2 適當(dāng)拓展4種色素結(jié)構(gòu)式的知識(shí)

如胡蘿卜素（以植物體內(nèi)含量最多的β-胡蘿卜素為例）、葉黃素和葉綠素a的結(jié)構(gòu)式見圖2～圖4，而葉綠素b的結(jié)構(gòu)式是由葉綠素a結(jié)構(gòu)式中的1個(gè)—CH3（虛線橢圓框著的）被—CHO代替而成。