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1 设计思想
综合教材中多个探究实验以建构一个科学概念的课型是一种新的教学尝试。本节课的探究活动是为生物学概念建构服务的。
基于以上认识，根据人教版实验教科书必修1中“能量之源——光与光合作用”教学内容，综合“绿色植物叶绿体的观察”和“绿叶中色素的提取和分离”两个实验内容，设计本探究性实验课“探寻绿色植物的奥秘”。通过探寻绿色植物的奥秘的思路将细胞结构、色素成分和光合作用的功能联系，帮助学生构建完整的“光合作用”的科学概念，并在学生自己寻求科学奥秘的过程中锻炼科学思维能力和动手实践的能力。图1是本节课实验探究与相关科学概念构建的教学关系图。
5 教学过程
5.1 提出问题，引出课题
教师提供资料：
(1)韭菜和韭黄的培育的区别和口味上的区别。
(2)玉米白化苗和正常苗的颜色和长势的区别。
(3)普利斯特里实验发现只有绿叶才可以在光下更新空气。
引导学生发现问题：植物生长离不开绿叶等。
确定课题，引出新课：探寻绿叶的奥秘。
设计意图：教师利用生动的资料引发学生的学习兴趣，提出科学问题“绿叶与光合作用密切相关”。
5.2 开展探究Ⅰ
分析问题，确定探究方向：绿叶为什么绿色?
引导学生讨论：
(1)研究方法：观察法(借助显微镜)
(2)研究思路：制作临时装片→低倍镜观察→高倍镜观察。
开展分组探究：
(1)全班级分成6个小组，组内每两个学生合作制作一个临时装片，可以讨论后选择不同的材料来制作装片。
(2)将观察结果做简单记录。
设计意图：为了让学生理解“绿叶与光合作用密切相关”，引导学生从结构上寻求科学证据。
5.3 交流评价，形成概念
小组汇总，讨论得出结论：绿叶中有叶绿体。
教师再补充证据：将电镜下拍摄叶绿体结构及模式图与同学讨论，叶绿体中色素分布于类囊体结构的薄膜上。
解释科学问题：绿叶之所以呈现绿色是因为细胞中有绿色的结构叶绿体，并且色素分布于分布于类囊体结构的薄膜上。
设计意图：根据不同小组的不同成果作为证据进一步明确：“绿叶呈现绿色与叶绿体有关”。
5.4 开展探究Ⅱ
分析问题，确定探究方向2：绿叶中色素有几种?
引导学生讨论：
(1)研究方法：色素提取和分离。
(2)研究思路：色素提取→色素分离。
提供资料，学习原理：
(1)光合色素可溶于有机溶剂；
(2)不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
引导学生时论：
(1)可选择的有机溶剂有什么?
(2)如何制备滤纸条?
(3)如何画滤液细线?
(4)如何进行纸层析?
开展分组探究：全班级分成6个小组，小组内分工，研磨过滤提取；建议每位学生各制作一张滤纸条层析。
设计意图：为了让学生更深一步理解“绿叶与光合作用密切相关”，引导学生从成分上寻求科学证据。
5.5 交流评价，形成概念
教师组织讨论交流，得出结论：绿叶中有四种色素，颜色各不同，含量也各不同。
教师补充资料，解释问题：将不同色素的吸收光谱实验简单介绍，将实验结果与同学开展讨论，说明绿叶中提取到的色素与光的吸收有关系，并呈现不同的吸收特征。归纳光合色素有两类四种，分别是：叶绿素包括叶绿素a(呈蓝绿色)和叶绿素b(呈黄绿色)；类胡卜素包括胡萝卜素(呈橙黄色)和叶黄素(呈黄色)。
设计意图：根据不同小组的不同成果作为证据进一步明确：“绿叶呈现绿色与色素有关”，“绿叶中的色素与光合作用有密切关系关系”。
5.6 总结
教师提问：根据同学们的观察，描述绿叶呈现绿色的奥妙有什么?
(问题开放，关注要点：绿叶中呈现绿色的细胞器是叶绿体；绿叶中的光合色素有四种。)
设计意图：检验教学目标达成的情况，重点在检查绿叶呈现绿色的证据的描述。
6 课后作业
由于教学时间的原因，在课上无法完全完成教学目标的检验，对实验技能原理的总结安排课后来完成，包括以下作业：
(1)独立完成实验报告；
(2)小组学生归纳在实验过程中出现的与教师描述不同或与其他小组不同的实验现象，并尝试分析可能的原因。(现象提示如：①高倍镜下视野发白，叶绿体颜色不明显；②提取到的色素滤液色浅；③滤纸条上没有明显色素分离带；④色素带出现不止4条或只有3条等。)
参考文献：
[1]克里斯汀.夏洛，劳拉.布里坦.儿童像科学家一样一儿童科学教育的建构主义方法[M].北京：北京师范大学出版社，2006.
[2]袁维新.西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展[J].比较教育研究，2004，5：34-35.
综合教材中多个探究实验以建构一个科学概念的课型是一种新的教学尝试。本节课的探究活动是为生物学概念建构服务的。
基于以上认识，根据人教版实验教科书必修1中“能量之源——光与光合作用”教学内容，综合“绿色植物叶绿体的观察”和“绿叶中色素的提取和分离”两个实验内容，设计本探究性实验课“探寻绿色植物的奥秘”。通过探寻绿色植物的奥秘的思路将细胞结构、色素成分和光合作用的功能联系，帮助学生构建完整的“光合作用”的科学概念，并在学生自己寻求科学奥秘的过程中锻炼科学思维能力和动手实践的能力。图1是本节课实验探究与相关科学概念构建的教学关系图。
5 教学过程
5.1 提出问题，引出课题
教师提供资料：
(1)韭菜和韭黄的培育的区别和口味上的区别。
(2)玉米白化苗和正常苗的颜色和长势的区别。
(3)普利斯特里实验发现只有绿叶才可以在光下更新空气。
引导学生发现问题：植物生长离不开绿叶等。
确定课题，引出新课：探寻绿叶的奥秘。
设计意图：教师利用生动的资料引发学生的学习兴趣，提出科学问题“绿叶与光合作用密切相关”。
5.2 开展探究Ⅰ
分析问题，确定探究方向：绿叶为什么绿色?
引导学生讨论：
(1)研究方法：观察法(借助显微镜)
(2)研究思路：制作临时装片→低倍镜观察→高倍镜观察。
开展分组探究：
(1)全班级分成6个小组，组内每两个学生合作制作一个临时装片，可以讨论后选择不同的材料来制作装片。
(2)将观察结果做简单记录。
设计意图：为了让学生理解“绿叶与光合作用密切相关”，引导学生从结构上寻求科学证据。
5.3 交流评价，形成概念
小组汇总，讨论得出结论：绿叶中有叶绿体。
教师再补充证据：将电镜下拍摄叶绿体结构及模式图与同学讨论，叶绿体中色素分布于类囊体结构的薄膜上。
解释科学问题：绿叶之所以呈现绿色是因为细胞中有绿色的结构叶绿体，并且色素分布于分布于类囊体结构的薄膜上。
设计意图：根据不同小组的不同成果作为证据进一步明确：“绿叶呈现绿色与叶绿体有关”。
5.4 开展探究Ⅱ
分析问题，确定探究方向2：绿叶中色素有几种?
引导学生讨论：
(1)研究方法：色素提取和分离。
(2)研究思路：色素提取→色素分离。
提供资料，学习原理：
(1)光合色素可溶于有机溶剂；
(2)不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
引导学生时论：
(1)可选择的有机溶剂有什么?
(2)如何制备滤纸条?
(3)如何画滤液细线?
(4)如何进行纸层析?
开展分组探究：全班级分成6个小组，小组内分工，研磨过滤提取；建议每位学生各制作一张滤纸条层析。
设计意图：为了让学生更深一步理解“绿叶与光合作用密切相关”，引导学生从成分上寻求科学证据。
5.5 交流评价，形成概念
教师组织讨论交流，得出结论：绿叶中有四种色素，颜色各不同，含量也各不同。
教师补充资料，解释问题：将不同色素的吸收光谱实验简单介绍，将实验结果与同学开展讨论，说明绿叶中提取到的色素与光的吸收有关系，并呈现不同的吸收特征。归纳光合色素有两类四种，分别是：叶绿素包括叶绿素a(呈蓝绿色)和叶绿素b(呈黄绿色)；类胡卜素包括胡萝卜素(呈橙黄色)和叶黄素(呈黄色)。
设计意图：根据不同小组的不同成果作为证据进一步明确：“绿叶呈现绿色与色素有关”，“绿叶中的色素与光合作用有密切关系关系”。
5.6 总结
教师提问：根据同学们的观察，描述绿叶呈现绿色的奥妙有什么?
(问题开放，关注要点：绿叶中呈现绿色的细胞器是叶绿体；绿叶中的光合色素有四种。)
设计意图：检验教学目标达成的情况，重点在检查绿叶呈现绿色的证据的描述。
6 课后作业
由于教学时间的原因，在课上无法完全完成教学目标的检验，对实验技能原理的总结安排课后来完成，包括以下作业：
(1)独立完成实验报告；
(2)小组学生归纳在实验过程中出现的与教师描述不同或与其他小组不同的实验现象，并尝试分析可能的原因。(现象提示如：①高倍镜下视野发白，叶绿体颜色不明显；②提取到的色素滤液色浅；③滤纸条上没有明显色素分离带；④色素带出现不止4条或只有3条等。)
参考文献：
[1]克里斯汀.夏洛，劳拉.布里坦.儿童像科学家一样一儿童科学教育的建构主义方法[M].北京：北京师范大学出版社，2006.
[2]袁维新.西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展[J].比较教育研究，2004，5：34-35.