高中生物《植物芳香油的提取》教学设计

高中生物《植物芳香油的提取》教学设计【设计思路】                   1．指导思想：高中生物新课程“倡导探究性学习”、“注重与现实生活的联系”、“提高学生的生物科学素养”的理念；《生物技术实践》模块“以学生为主体，通过实验设计和操作实践，学习科学探究”的主题思想。2．设计特色　　（1）课前准备：以小组为单位尝试探究蒸馏法提取玫瑰精油和压榨法提取橘皮精油，以及搜集整理植物芳香油的用途。将探究实验过程整理成PPT和视频，小组代表在课上介绍探究过程，突出本节课的重难点“植物芳香油的提取方法”。（2）课上①全方位感官刺激，导入新课：以图片“小朋友闻花香”，薰衣草、玫瑰花瓣、姜、洋葱、蒜等实物经视觉、嗅觉和触觉等多方面感官刺激，充分调动学生学习的积极性。②注重学科间融合：由柠檬烯的结构推测出植物芳香油的物理性质，引发学生思考植物芳香油的用途以及经济价值，为提取以及提取方法的确定做好铺垫。③学生汇报、生－生互评、教师点评：突破重难点，增进合作探究能力，培养科学素养。 ④表格总结，简洁明了，详略得当：设计表格比较探究学习植物芳香油常用提取方法的核心设备、主要流程、注意事项、核心理论、适用范围以及各种方法的不足。⑤STS教育，拓展课堂：结合新疆本土的伊帕尔汗香料有限责任公司情况简介，增进与生活实际的联系，增加对家乡的了解和热爱。创设问题“尝试用萃取法提取一种植物芳香油”，“植物芳香油与植物油是同一物质吗？”“市面上出售的食用植物油的制作工艺也有压榨和浸出之说，哪种油更有利于人体健康，为什么？”拓展学生视野。⑥板书精炼，直击主题： 【教学分析】1．教材分析：《植物芳香油的提取》是普通高中课程标准实验教科书生物选修1专题6课题1的内容。课程标准的要求是“研究从生物材料中提取某些特定成分” 。本课题通过设计简易的实验装置来提取玫瑰精油和橘皮精油，使学生了解提取植物芳香油的基本原理和初步学会这些植物芳香油的提取技术：蒸馏法和压榨法。实践这些技术，不仅能够加深学生对植物有效成分的认识、增进对实验原理的理解，而且能够锻炼学生设计和安装实验装置的能力。另外，教师在教学过程中可以充分利用教材中的素材和生活实例，对学生进行生动的STS教育，并激发学生动手实践的兴趣。2．学情分析：高二的学生在化学课上学习过有关蒸馏和萃取的知识，也具一定的有机化学基础，他们有较强的求新求异的心理，团队合作意识强。不足的是，对设计实验、评价实验的宏观把握性欠缺；缺乏一定的预见性和持久性；对不同实验原料的性质了解不足，需要教师合理组织和引导。3．教学条件分析：我校生物化学实验室可以提供出压榨法和蒸馏法相关的仪器设备，用照相机和摄像机，对学生课前的探究实验过程进行拍摄，后期剪辑成视频，指导学生制作PPT汇报材料，以实现本节课的实践教学。4．教学重点：植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采取不同的提取方法。5．教学难点：运用水蒸气蒸馏法、压榨法从植物材料中提取芳香油实验设备的安装和使用；实验评价的科学性。 【教学目标】1．知识目标（1）说出提取植物芳香油的常见方法和基本原理。（2）说出各种药品在提取植物芳香油实验中的作用。（3）结合生产实践举例说明实验室模拟植物芳香油的提取和工业生产之间的不同。 2．能力目标（1）尝试根据常见的实验材料选择恰当的提取方法。（2）设计简易的实验装置来提取植物芳香油。（3）尝试根据实践对实验进行评价，把握评价的客观性和科学性。3．情感态度与价值观目标（1）形成严谨、科学、务实的态度和精神。（2）提高团队合作意识。（3）通过对新疆本土伊帕尔汗香料有限责任公司的简介，增加对故乡的了解和热爱。【教学策略与手段】1．教学模式：师生合作探究式教学模式。2．教学策略 （1）课前：为解决课堂教学时间不足的矛盾，在课前由教师提供材料、创造实验条件，以小组为单位完成“蒸馏法提取玫瑰精油”和“压榨法提取橘皮精油”的探究实验，再由学生自行制作相关的视频和PPT，用于在课上汇报交流。同时以小组为单位搜集整理“植物芳香油的用途”。（2）课上：由教师提供薰衣草、玫瑰花瓣、伊帕尔汗薰衣草精油等芳香实物，创设探究情景，令学生能从视觉、嗅觉、触觉多方面体验植物芳香油的存在，导入主题，展开学习。在植物芳香油的提取方法环节中，由小组汇报提取过程，再由学生评价、总结、归纳，从而完成课标的要求。 3．教学手段：第二课堂实践教学法、多媒体辅助教学法等。【教学过程】一、导入新课 教师活动学生活动设计意图1．提问：同学们请看，画面中的小朋友正在做什么？ 【PPT展示小朋友闻花香的卡通图片】 2．提问：请同学们打开老师发给每个小组的小纸袋，取出薰衣草等材料用手揉一揉，再闻一闻味道。除了花香，自然界中还有什么事物可以散发出芳香味？ 【PPT展示不同散发出香味的植物、动物、真菌等，同时教师对四大动物香进行简单的介绍】 3．总结：它们构成了天然香料的主要来源。看图回答：闻花香     揉捏薰衣草、玫瑰花瓣、姜等实验材料，思考后回答：植物的茎、叶也可以散发出芳香味。通过充满童趣的漫画、芳香实物，由视觉、嗅觉和触觉多方位体验，启发引导学生产生思考，展开学习，引出其他芳香物质。二、新课讲授 （一）植物芳香油的结构、物理性质和用途 教师活动学生活动设计意图4．设问：植物体中是什么物质散发的香味呢？经研究发现，植物在生长过程中，可以释放一些，具有一定香味的挥发性物质，从结构和组成上看，主要是萜类及其衍生物，我们将植物具有的这些物质，称为植物芳香油，又称植物精油。【PPT展示植物芳香油定义及柠檬烯的结构简式】 5．提问：下面咱们以橘皮精油的有效成分──柠檬烯为例，看看植物芳香油有怎样的结构和物理性质。 （1）它由什么元素组成？ （2）从物质分类上看，它属于什么物质？ （3）这个烃分子中含有几个碳原子？ 6．讲述：根据有机化学中烃的学习经验，大家预测一下，柠檬烯的物理性质。      学生观察柠檬稀结构简式思考。 回答：碳、氢 回答：有机物、烃 回答：10个 为提取的必要性和选择提取方法的确定，打基础。   利用学生已有的有机化学知识为本节课服务，引导学生将化学知识用于生物学科的学习，认同学科融合的价值。          【PPT展示思考题：（1）常温下呈什么状态？（2）水溶性如何？（3）与水相比，密度大小？】 7．提问：植物精油有哪些用途？  8．讲述：是的，植物精油与我们的健康和生活有很多重要的作用，最值得一提的是玫瑰精油，因为它可以促进细胞代谢、延缓衰老，成为一些名贵化妆品香水必不可少的添加剂，目前一公斤玫瑰精油的市场售价相当于1到1．5公斤黄金的价格，被誉为“液体黄金”！【PPT同步展示香奈儿、迪奥等著名香水及化妆品】  回答：液态、难溶于水、密度比水小。 小组汇报： （1）是化妆品、香水的添加剂；可以提神醒脑等等。 （2）大蒜油、洋葱油可以增进食欲，樟脑油却可以节制食欲。 （3）薄荷油、柠檬油有兴奋作用，而檀香油等却有着催眠的作用。       培养学生独立搜集整理资料、语言组织、语言表达能力。 （二）植物芳香油的提取方法 　　　　　　　教师活动　　　　　　　学生活动设计意图10．提问：好花不常开，特别在咱们新疆，受气候影响，植物的花期更加短暂，而植物精油与我们的生活息息相关，有益于我们的健康，该怎样得到它呢？ 11．讲述：是的，可以从植物体中提取出来。 12．提问：植物芳香油是与水、蛋白质、核酸等物质同时存在于植物细胞中的，请同学们结合刚才归纳的植物芳香油的物理性质，结合有机物的提取方法，讨论一下，可以怎样来提取？【PPT展示细胞中各种化合物含量对比表】 13．讲述：现代工业主要也是通过这三种方法进行提取：蒸馏法、压榨法、萃取法。 14．讲述：为了探究这些方法的基本原理，同学们以小组为单位，对蒸馏法和压榨法进行了实验探究，下面分别请两组同学为大家介绍他们的成果。 学生回答：提取出来并保存。   学生回答：可以用蒸馏法提取、可以用压榨法提取、也可以用萃取法提取。     小组汇报： 1．蒸馏法提取玫瑰精油 2．压榨法提取橘皮精油、蒸馏法提取柚皮精油 学生利用视频及PPT展示，从实验目的、原理、材料、仪器、步骤、结果、结论和评价等 各方面对自己的探究过程进行汇报和小结。  通过讨论，结合已学有机物知识总结出提取方法和提取原理。      培养学生的团队合作精神，通过汇报重温实验过程，提升认知。        15．评价实验：请同学们对两组同学的实验探究内容进行评价。       16．教师总结：首先，我看到两组实验汇报小组对遇到的问题能积极思考，及时解决，如：用石灰水浸泡橘皮时，为了防止橘皮上浮，同学们利用加水的锥形瓶压住烧杯里的橘皮。又如：利用蒸馏法提取柚皮精油时，出油率比较低，无法收集，同学们用加水的烧杯作对照，比较液体划过烧杯内壁的状态。 第二，针对其他小组同学的汇报，我认为大家以下两点做的很好： （1）所有起来发言的同学都说“我们认为”，充分体现了大家的团队合作意识，我期待，你们今后能发挥出更加强大的创造力。 （2）针对第二汇报小组同学压榨法提取橘皮精油中出现的不足，几组同学给出的解决方案都很有创意。希望同学们在课后能将这几套方案都亲自实践一下，观察其可行性。 17．讲述：对常用的提取植物芳香油的方法进行列表比较【PPT展示“植物芳香油提取方法的比较”表格】。 比较项目：核心装置、主要流程、核心原理、适用范围 18 优点：（1）通过亲自实践以及听取两组同学的汇报，使我们认识到科学探究其实距离我们并不遥远，以后我们应多参加这类探究实验。 （2）第一小组同学能利用网络资源解决玫瑰精油的产率低的问题，这点值得我们学习。 （3）两组同学的视频和PPT制作的非常精美，今后我们的探究实践活动，都要制成视频来给大家汇报，也期待，在下次视频制作过程中我们自己做导演。 缺点：（1）压榨法提取橘皮精油过程中第二组同学用到了家用豆浆机，但是加料不足，使豆浆机空转，橘皮没有被榨成汁，第二组同学想到了加水的办法，我们认为这个方法不可取。因为大量水的加入会使下一步精油的提取更加困难。 （2）建议第二组同学换用料理机。 （3）建议第二组同学换用咱们新疆常见的榨石榴汁的那种仪器，在我们学校旁的雪莲餐厅就有一台，可以跟老板商量借用一下。 （4）建议仍然使用家用豆浆机，可以增加橘皮的投入量。过滤的时候可以少取一些榨取的粘稠物。                    通过“生-生”互动评价，使学生之间相互取长补短，认同“三人行必有我师”，使学生在今后的科学探究活动中更加严谨务实，有助于提高科学素养。         教师及时对汇报和学生点评中展现出的闪光点及时肯定，增加学生们的学习信心，同时令学生更加严谨，务实。      ．课后探究：请同学们根据萃取法的原理课后自行探究萃取法提取植物芳香油的核心装置、主要流程、核心原理、适用范围等问题。 19．提问：刚才两个小组同学提取出的油状物，是纯粹的植物芳香油吗？ 20．讲述：因为是混合物，所以需要不断除杂。在工业生产中用“出油率”来衡量精油的产率。玫瑰精油的出油率大约是万分之三。 21．提问：谁知道在咱们新疆，有哪些植物芳香企业？【PPT展示“伊帕尔汗香料责任有限公司的简介”】 22．讲述：请每组同学打开课桌上的小玻璃瓶，闻一闻伊帕尔汗薰衣草精油的气息。下节课我们要学习的“胡萝卜素的提取”也属于植物体有效成分的提取。新疆天然的地理优势和独特的气候条件，是多种优质芳香植物、胡萝卜、番茄等经济作物极佳的种植基地。其中，伊犁河谷的薰衣草种植面积就达2．2万亩，正逐步形成一批以芳香香料种植、生产、加工、产品销售等一条龙的企业，其产品远销至世界各地。相信今后一定会涌现出越来越多的知名品牌。 23．布置课后探究和讨论题（见作业设计）。  学生看表格思考。     学生回答：不是，而是含有植物芳香油在内的植物体内物质的混合物。    学生思考（七嘴八舌）。          以表格简明扼要地归纳两种方法，留下萃取法请同学们课后探究，做到详略得当。          有效利用乡土资源，拓展学生的视野，对学生进行STS教育，促进学生对家乡的了解和关注,培养热爱家乡的情感。 【作业设计】  课后探究：尝试用萃取法提取一种植物芳香油。课后讨论：1．植物芳香油与植物油是同一物质吗？2．市面上出售的食用植物油的制作工艺也有压榨和浸出之说，哪种油更有利于人体健康，为什么？