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摘 要：提出问题是独立思考的第一步。本文以生物“绿叶中色素的提取与分离”实验为例，介绍了在教师的引导下，学生通过自己设计实验、查阅资料、验证问题，提高了生物学习的兴趣，增强了科学探究能力。
关键词：高中生物；实验；研究能力
一、问题的提出
做完人教版必修一“绿叶中色素的提取与分离”实验之后，一个学生问我：“提取色素的原理是色素溶于无水乙醇。分离色素的原理是色素溶于层析液，但是四种色素在层析液中的溶解度不同。既然分离和提取都与色素溶于有机溶剂有关，那为什么要选用不同的有机溶剂呢？本着简便和降低伤害的原则，只用无水乙醇不是更好吗？”笔者反问他：“你是怎么认为的？”学生回答：“不知道，课本这样安排肯定有它的道理。”
这是一个很有意思的问题，课本上没有现成的答案。对教师来说，这是一个培养学生科学探究能力和提高学生生物学习兴趣的好机会。笔者把问题还给学生，让他们设计实验，看能否找到课本的道理所在。
二、实验设计与实施
学生经过讨论，确定实验设计如下：
1.实验课题。绿叶中色素的提取与分离为何分别使用无水乙醇和层析液？
2.实验假设。假设一：无水乙醇和层析液在滤纸上的扩散速率不同。层析液在滤纸上的展开性优于无水乙醇。假设二：绿叶中的色素在无水乙醇和层析液中的溶解度不同。色素在层析液中的溶解度高于无水乙醇。
3.实验结果与结论。（1）假设一。①方案：将两组完全相同的滤纸分别插入到等量无水乙醇和层析液中。5分钟后，比较两组滤纸上有机溶剂的扩散距离。②结果：无水乙醇组平均扩散距离4.1厘米，层析液组平均扩散距离6.5厘米。由此说明，层析液在滤纸上的展开性明显优于无水乙醇。（2）假设二。①方案：取相同质量的菠菜叶，分别加入10ml无水乙醇和层析液，研磨、过滤，比较两组滤液颜色的深浅。②结果：无水乙醇组为深绿色，层析液组为黄绿色但偏黄。由此说明，叶绿素在无水乙醇中的溶解度明显大于层析液。
结论：绿叶中的色素在无水乙醇中的溶解度较强，更适合用无水乙醇提取。层析液在滤纸上的展开性较好，更适合用层析液分离。两种有机溶剂不可混用。
学生一致认为课本的设计有道理。
三、实验再思考
课本中关于四种色素分离的原理这样写道：“绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。”大家已经通过实验证实叶绿素在层析液中的溶解度很低，为何还要用层析液实现分离呢？
学生马上投入了新一轮的研究。这次他们采用网上寻求答案的方式。经查，色素分离的原理如下：“纸层析是用滤纸作为载体的一种色层分析法，其原理主要是利用混合物中各组分在流动相和固定相的分配比（溶解度）的不同而使之分离。滤纸上吸附的水为固定相（滤纸纤维通常能吸20%左右的水），有机溶剂如乙醇等为流动相，色素提取液为层析试样。把试样点在滤纸的滤液细线位置上，当流动相溶剂在滤纸的毛细管的作用下，连续不断地沿着滤纸前进通过滤液细线时，试样中各组分便随着流动相溶剂向前移动，并在流动相和固定相溶剂之间一次又一次地连续分配。结果分配比比较大的物质移动速度较快，移动距离较远；分配比较小的物质移动较慢，移动距离较近。试样中各组分分别聚集在滤纸的不同位置上，从而达到分离的目的。”原来，色素的分离不仅关乎溶解度，还与其在水和有机溶剂中的分配比有关。
这时，学生的研究兴趣被激发，他们陆续又完成了以下问题的证明：
（1）比较层析液和92号汽油的分离效果。发现层析液和92号汽油在滤纸上的扩散速率基本一样，层析出来的效果几乎没有差别。如课本所言：“层析液可以用92号汽油代替。”
（2）绿叶中的色素在层析液和92号汽油中的溶解度比较。实验发现两种溶液最终的颜色差别不大，都没有明显变绿，这說明叶绿素在两种有机溶剂中的溶解度都很低。
（3）比较无水乙醇和层析液的层析效果。虽然无水乙醇在滤纸上的扩散速率慢，但是四种色素最终同时分开，没有影响分离效果。
综上所述，学生提出的问题可能很简单，甚至可能没有研究价值。但是作为教师，最重要的是激发他们的学习热情，培养他们动手和动脑的能力。在实验过程中，学生提出问题、解决问题，相互交流，搜集处理信息，激发了学习生物的兴趣。
作者简介：王宁宁（1978— ），女，河北任丘人，中学一级教师，学士学位，任丘市第一中学生物教师，研究方向：高中生物教学和管理。
关键词：高中生物；实验；研究能力
一、问题的提出
做完人教版必修一“绿叶中色素的提取与分离”实验之后，一个学生问我：“提取色素的原理是色素溶于无水乙醇。分离色素的原理是色素溶于层析液，但是四种色素在层析液中的溶解度不同。既然分离和提取都与色素溶于有机溶剂有关，那为什么要选用不同的有机溶剂呢？本着简便和降低伤害的原则，只用无水乙醇不是更好吗？”笔者反问他：“你是怎么认为的？”学生回答：“不知道，课本这样安排肯定有它的道理。”
这是一个很有意思的问题，课本上没有现成的答案。对教师来说，这是一个培养学生科学探究能力和提高学生生物学习兴趣的好机会。笔者把问题还给学生，让他们设计实验，看能否找到课本的道理所在。
二、实验设计与实施
学生经过讨论，确定实验设计如下：
1.实验课题。绿叶中色素的提取与分离为何分别使用无水乙醇和层析液？
2.实验假设。假设一：无水乙醇和层析液在滤纸上的扩散速率不同。层析液在滤纸上的展开性优于无水乙醇。假设二：绿叶中的色素在无水乙醇和层析液中的溶解度不同。色素在层析液中的溶解度高于无水乙醇。
3.实验结果与结论。（1）假设一。①方案：将两组完全相同的滤纸分别插入到等量无水乙醇和层析液中。5分钟后，比较两组滤纸上有机溶剂的扩散距离。②结果：无水乙醇组平均扩散距离4.1厘米，层析液组平均扩散距离6.5厘米。由此说明，层析液在滤纸上的展开性明显优于无水乙醇。（2）假设二。①方案：取相同质量的菠菜叶，分别加入10ml无水乙醇和层析液，研磨、过滤，比较两组滤液颜色的深浅。②结果：无水乙醇组为深绿色，层析液组为黄绿色但偏黄。由此说明，叶绿素在无水乙醇中的溶解度明显大于层析液。
结论：绿叶中的色素在无水乙醇中的溶解度较强，更适合用无水乙醇提取。层析液在滤纸上的展开性较好，更适合用层析液分离。两种有机溶剂不可混用。
学生一致认为课本的设计有道理。
三、实验再思考
课本中关于四种色素分离的原理这样写道：“绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。”大家已经通过实验证实叶绿素在层析液中的溶解度很低，为何还要用层析液实现分离呢？
学生马上投入了新一轮的研究。这次他们采用网上寻求答案的方式。经查，色素分离的原理如下：“纸层析是用滤纸作为载体的一种色层分析法，其原理主要是利用混合物中各组分在流动相和固定相的分配比（溶解度）的不同而使之分离。滤纸上吸附的水为固定相（滤纸纤维通常能吸20%左右的水），有机溶剂如乙醇等为流动相，色素提取液为层析试样。把试样点在滤纸的滤液细线位置上，当流动相溶剂在滤纸的毛细管的作用下，连续不断地沿着滤纸前进通过滤液细线时，试样中各组分便随着流动相溶剂向前移动，并在流动相和固定相溶剂之间一次又一次地连续分配。结果分配比比较大的物质移动速度较快，移动距离较远；分配比较小的物质移动较慢，移动距离较近。试样中各组分分别聚集在滤纸的不同位置上，从而达到分离的目的。”原来，色素的分离不仅关乎溶解度，还与其在水和有机溶剂中的分配比有关。
这时，学生的研究兴趣被激发，他们陆续又完成了以下问题的证明：
（1）比较层析液和92号汽油的分离效果。发现层析液和92号汽油在滤纸上的扩散速率基本一样，层析出来的效果几乎没有差别。如课本所言：“层析液可以用92号汽油代替。”
（2）绿叶中的色素在层析液和92号汽油中的溶解度比较。实验发现两种溶液最终的颜色差别不大，都没有明显变绿，这說明叶绿素在两种有机溶剂中的溶解度都很低。
（3）比较无水乙醇和层析液的层析效果。虽然无水乙醇在滤纸上的扩散速率慢，但是四种色素最终同时分开，没有影响分离效果。
综上所述，学生提出的问题可能很简单，甚至可能没有研究价值。但是作为教师，最重要的是激发他们的学习热情，培养他们动手和动脑的能力。在实验过程中，学生提出问题、解决问题，相互交流，搜集处理信息，激发了学习生物的兴趣。
作者简介：王宁宁（1978— ），女，河北任丘人，中学一级教师，学士学位，任丘市第一中学生物教师，研究方向：高中生物教学和管理。