一項(xiàng)拓展性研究的組織策略與實(shí)踐的論文
一、組織學(xué)生討論
引導(dǎo)主要討論這么幾個(gè)方面的問題：（1）該實(shí)驗(yàn)中色素提取和分離的關(guān)鍵是什么？（2）你知道本實(shí)驗(yàn)的原理嗎？（3）你做的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯嗎？（4）歸納本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)的路線。在人教版教材的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，葉綠體色素提取與分離實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜，但又非常重要。實(shí)驗(yàn)用紙層法來進(jìn)行，根據(jù)葉綠體色素各成分在層析液中分配系數(shù)的不同，將不同的葉綠素逐一分開。但在實(shí)驗(yàn)中，常因?qū)嶒?yàn)材料中色素含量低提取制備較難，層析分離后色帶清晰度差，甚至色帶種類不全等諸多因素，最后影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中葉綠體色素的提取制備、過濾與點(diǎn)樣、分離與層析是取得良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵問題，也是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，對此教師要引導(dǎo)學(xué)生討論、歸納、總結(jié)。
二、組織學(xué)生分組，明確拓展方向
組織感興趣的學(xué)生查找資料，采用頭腦風(fēng)暴法對該實(shí)驗(yàn)有可能改進(jìn)的地方做討論。從材料、提取方法、分離方法、優(yōu)化過程等等方面展開討論，明確個(gè)小組要拓展的方向，比如建立材料探究小組、提取方法探究小組、分離探究小組、簡化小組等等。
三、組織改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流
組織各小組成員就假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，派代表匯報(bào)，并討論。教師在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性、科學(xué)性、安全性等方面給予指導(dǎo)。
四、組織開展拓展研究實(shí)驗(yàn)
開放實(shí)驗(yàn)室，組織各小組開始實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師指導(dǎo)巡視。各小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果簡要說明如下：
1、實(shí)驗(yàn)材料的選擇與處理（材料探究小組）：該小組選擇了5、6種材料開展探究試驗(yàn)。不同種類植物的`葉片，其色素含量和色素種類也各不相同，恰當(dāng)?shù)剡x擇葉片是獲得高濃度葉綠體色素的保障。實(shí)驗(yàn)證明，那些葉表蠟質(zhì)厚或輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)的葉片，難以研磨提取葉綠體色素，如楊樹葉、榆樹葉等。應(yīng)選擇那些顏色較深、葉綠體色素含量相對較高又便于研磨提取的植物葉片，如菠菜葉、小白菜葉、天竺葵葉等，這些實(shí)驗(yàn)材料容易準(zhǔn)備。選擇好實(shí)驗(yàn)用葉片后，將葉片洗凈，去掉葉柄、葉脈，最好風(fēng)干數(shù)小時(shí)后再用，這樣經(jīng)過風(fēng)干處理的葉片，提取制備液中水份要低一些，能獲得高濃度的葉綠體色素。
2、葉綠體色素的提取與制備（提取探究小組）：本組主要從溶劑的選擇、提取的方式、時(shí)間等方面開展探究實(shí)驗(yàn)，可選擇汽油、食用油等脂溶性溶劑。制備提取葉綠體色素是這一實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟，也是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)之一，提取制備液直接影響著層析與分離。首先從溶劑的選擇上去考慮，葉綠體色素是脂溶性的，易溶于脂肪及有機(jī)溶劑當(dāng)中，而在提取制備過程中，必須加入一定量的有機(jī)溶劑，使實(shí)驗(yàn)材料中的葉綠體色素溶解在其中。實(shí)驗(yàn)書中所使用的是丙酮，由于它極易揮發(fā)污染空氣，一次加入提取制備難以過濾。我們改用無水乙醇，分幾次加入，每克葉片用4-6ml，最后用少量的無水乙醇對濾渣多次過濾，以提高濾液葉綠體色素的含量�；蛘呤沁x擇汽油、食用油、菜油等做嘗試。
3、提取液的過濾與點(diǎn)樣及改進(jìn)方法（過濾點(diǎn)樣探究小組）：關(guān)注過濾的材料及點(diǎn)樣的方法和形式，探究最理想的方法。比如：①改用細(xì)目尼龍紗代替濾紙過濾。濾紙過濾速度很慢并且有機(jī)溶劑大量揮發(fā)，提取液增稠更難過濾，其中的色素會象“層析”一樣，大量擴(kuò)散到濾紙上部；而改用尼龍紗過濾，過濾速度快而不會出現(xiàn)層析現(xiàn)象。②用化學(xué)方法進(jìn)行萃取。在提取液中，每毫升濾液加1mlccl4(四氯化碳)，充分振蕩靜止片刻后，便會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上層為淺黃色，內(nèi)含水、雜質(zhì)與有機(jī)溶劑的混合液，下層為深綠色的葉綠體色素提取液，用分液漏斗萃取，這樣就能得到較純的葉綠體色素。點(diǎn)樣也是本實(shí)驗(yàn)較為關(guān)鍵的步驟。實(shí)驗(yàn)可用毛細(xì)管和蓋玻片，為了便于層析，點(diǎn)樣時(shí)每次沾液不能太多，可用電吹風(fēng)反復(fù)吹干，并多次點(diǎn)樣。只要掌握“小心、準(zhǔn)確、迅速”這三條要領(lǐng)，一定能得到一個(gè)很好的樣點(diǎn)。分離層析時(shí)我們采用濾紙作載體，點(diǎn)樣前濾紙必須預(yù)先干燥處理，手感潮濕或者濾紙含有水份，點(diǎn)樣時(shí)就會出現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象；同時(shí)濾紙條的紋路與長度方向必須一致，絕不能出現(xiàn)斜紋、橫紋、毛邊等。
4、層析液的選擇（分離探究小組）：層析液可用四氯化碳、石油醚、苯等多種有機(jī)試劑，一些條件較差的學(xué)校也可以用汽油代替，無鉛汽油實(shí)驗(yàn)效果最好，用較粗的試管蓋上橡膠塞或軟木塞進(jìn)行層析。因?yàn)椴煌N類的葉綠體色素在層析液中的擴(kuò)散速度不同，我們不易得到緊密排列十分明顯的幾條葉綠素色帶。有資料表明在層析液中加入na2so4(硫酸鈉)粉末能增大層析液的極性，延緩層析分離速度，所以可以考慮加些na2so4（硫酸鈉）粉末。必須注意的是一定不能讓層析液沒及濾紙上的樣點(diǎn)，濾紙的邊緣不可碰到試管壁，否則將造成整個(gè)實(shí)驗(yàn)前功盡棄。層析液可多次使用，這樣最終能得到一條葉綠素色帶較完整并且排列緊密的濾紙條。
五、組織拓展研究總結(jié)交流
組織參加的學(xué)生做總結(jié)和交流，討論出最合適的該實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，并討論后續(xù)可能的研究方向。組織拓展研究一般以興趣小組或者研究性學(xué)習(xí)形式來開展，資源和實(shí)驗(yàn)室需要隨時(shí)對學(xué)生開放。
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