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摘要：通过将教材中操作性实验“绿叶中色素的提取和分离”改进为探究性实验并实践，提高学生的生物科学素养，尤其是发展学生的科学探究能力。

关键词：核心素养 探索精神 改变实验类型

高中生物课程教学旨在培养学生的生命观念、理性思维、科学探究能力以及社会责任感。生物实验作为高中生物教学的重要组成部分，对培养学生生物核心素养起着重要的作用。《普通高中生物课程标准》明确指出要进一步提高学生的生物科学素养，尤其是发展学生的科学探究能力。同时高中也是培养学生探索精神的重要时期，在高中生物课本中，虽然存在一些探究性实验，但更多的是验证性或者操作观察类实验，如果能把一些实验改进为探究性实验，会更好的培养学生的探索精神。现笔者对必修一“绿叶中色素的提取和分离”实验进行了以下几方面的改进并实践：

1 实验工具的改进

工欲善其事必先利其器，工具的进步对于实验的改进起着至关重要的作用。教材中用研砵和研磨棒研磨绿叶，而研磨棒只能研磨菠菜等易于研磨的材料，很多纤维比较多的或者蜡质的叶片没办法研磨，实验的选材就受到了很大限制，进而实验的探究性也就受到了限制。鉴于此，实验室配置了对很少材料都可以快速充分研磨的料理棒以及可以快速过滤的过滤杯。

2 建立在工具改进基础上的其他改进

2.1实验课题的调整 “绿叶中色素的提取与分离”改变为“叶片中色素的提取和分离及相关实验探究”。

2.2对实验材料的改进 由菠菜叶等易于研磨的绿叶改变为菠菜及学生感兴趣的各种实验材料。在准备实验材料的过程中学生会观察到很多平时没有留意的现象，也会提出很多问题，比如，有学生惊奇的发现：红背桂的叶片背面居然全是红色；红继木的幼叶是红色的，成熟叶是绿色的，而变色木的幼叶是绿色的，成熟叶却是红色的；龙船草仅有一片小幼叶是红色的；在捡黄色落叶的过程中有学生发现绝大多数落叶都是背面朝上的，于是他们便会思考这是偶然还是必然？还有学生会问“苋菜和多彩苏很像，是不是有亲缘关系呢？可不可以食用呢？”……笔者认为，不管本节课的探究实验结果如何，单是这个寻找材料的过程就已经很有意义了。因为它不仅激发了孩子们探索大自然的兴趣，也为后面细胞分化以及遗传学等的学习奠定了基础。

2.3对实验原理的拓展 教材中的实验原理表述为“绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取绿叶中色素”，基于实验材料的改进，学生们自然会有疑问“非绿色叶片中的色素还可以用无水乙醇来提取吗？”于是笔者引导学生将实验原理拓展为“脂溶性色素用相应有机溶剂提取，水溶性色素用水提取。”

2.4实验类型的调整 基于以上的调整，以及本实验的操作难度并不大的前提，笔者将原来的实验改成了基于原实验操作基础上的探究性实验，让学生利用教材中“绿叶中色素的提取和分离实验操作”提出小组的探究课题并合作完成。下面是部分小组提出的探究课题：探究红苋菜红色部分和绿色部分光合色素含量的差异；探究红继木的红叶中是否有叶绿素；探究叶片变黄后类胡萝卜素含量是否增加；探究菠菜幼叶和成熟叶片中不同色素含量的差异；以紫鸭跖草的紫色叶片为材料，探究非绿色叶片中是否也有光合色素……

3 基于上述改进的本节实验课的教学设计思路

活动任务 活动目的

课前预习，小组合作确定探究课题及实验方案，准备好实验材料

熟悉色素提取和分离的方法步骤；激发学生学习、探索生命科学知识的兴趣；提高学生针对日常生活的真实情境提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题并设计恰当可行的实验方案的能力。

课上：提问的方式确定实验操作中的细节、注意事项及原因 检查预习的效果并规范后续实验操作，提高学生自学能力以及实验室安全意识。

引导学生对实验原理进行拓展（回忆叶绿体的结构中色素的分布以及植物细胞的失水和吸水实验中紫色色素的分布） 提高学生基于事实和证据，通过逻辑推理得出生物学规律的能力。

分组实施探究方案 加强学生的动手技能，养成实验室操作习惯。

分组分享、展示实验成果（成功的分析结果得出结论、失败的分析原因并反思），老师和同学进行提问或者点评 总结、评价、反思探究活动，激发学生主动思考和探究的积极性。

思考拓展题：现在生活中很多食物中有添加色素，有些商家声称他们的色素是纯天然的，植物中提取的，健康安全。你能根据本节内容设计一个实验，检测该商家所用色素是否是植物中提取的天然色素吗？ 提高学生基于生物学的基本观点，辨别并揭穿伪科学的能力；提高学生通过科学实践，尝试解决现实生活中的生物学问题的能力。

4 教学评价及反思

经过多次的教学实践，笔者也对改进后的实验进行了简单的评价：

4.1教师教学过程的评价 整堂课教师能够顺利按照预设的思路完成课堂教学，学生参与度高，重点突出目标达成度较高。教师在教学中注重生命观念（结构与功能观、进化与适应观）的渗透；在分组分享、展示实验成果的过程中促进科学思维的发展；在最后的思考题环节注重引导学生用相关的技术来应对现实生活中的问题。

4.2学生学习效果评价 通过对实验细节以及注意事项等的提问发现学生的预习效果很不错；通过小组合作、学生对实验成果的分享、其他同学的提问及教师的点评反映出大部分学生具备了较高的实验探究能力；通过学生对拓展题的作答情况，判断出大部分学生能够应用所学知识解决生活中问题，但依然有少数学生不能学以致用。

4.3教学反思 在深入研究《普通高中生物课程标准》的基础上，对于实验的改进要有打破常规的勇气；对于学生的奇思妙想要及时进行记录；为了能全面科学的对学生进行评价，可以依据教学目标以及课标中的核心素养水平等级制定可以量化的评价机制。

（基金项目： 广东省教育科研“十三五”规划2020年度教育科研项目“关于生物学核心素养水平测评的实践研究”（2020ZJK010）的子课题，”（基于“科学探究”素养水平测评的高中生物学实验能力考查研究）（2020SWXKT-C3-10））