视频简介：
视频标签：全国高中生物,实验教学,微课视频录像
所属栏目：模拟课、微型课及试讲
视频课题：第五届全国高中生物实验教学微课视频录像《压榨+蒸馏—橘皮精油提取的改进探究》江西省赣州
教学设计、课堂实录及教案：第五届全国高中生物实验教学微课视频录像《压榨+蒸馏——橘皮精油提取的改进探究》江西省赣州中学高中生物
“压榨+蒸馏”——橘皮精油提取实验的改进探究
江西省赣州中学 李庆媛
一、使用教材
人教版生物选修一《生物技术实践》专题六课题（一）
二、实验器材
榨汁机、烧杯、漏斗、玻璃棒、离心机、圆底烧瓶、直行冷凝管、牛角管、锥形瓶、酒精灯、铁架台、滴管、收集瓶
三、实验创新点/改进要点
1.选用化妆用吸油纸检测肉眼难以分辨的微量精油；
2.结合赣南特色，选用脐橙、甜柚等多种材料进行实验；
3.将压榨法和蒸馏法进行整合，提高出油率、缩短实验操作时间；
4.通过分析比较，让学生体验实验室提取和工厂大规模生产的区别；
5.前往赣南师大脐橙中心和农夫山泉工厂学习实践，进行情感态度价值观教育。
四、 实验原理/实验设计思路
1.选用化妆用吸油纸检测肉眼难以分辨的微量精油；
2.结合赣南特色，选用脐橙、甜柚等多种材料进行实验；
3.去除白皮层，提高出油率；
4.将压榨法和蒸馏法进行整合，提高出油率；
5.前往赣南师范大学国家脐橙工程技术研究中心进行成分鉴定；
6.体验实验室提取和工厂大规模生产的区别。
五、实验教学目标（核心素养的培养）
1. 实验与探究：通过改进精油提取实验的教学，培养学生发现问题、解决问题、实验设计与实验探究的能力。
2.理性思维:根据教材，结合当地实际，综合比较分析，制定实验设计方案，拓展实验思维。
3.生命系统观:重新认识柑橘的果皮。
4.社会责任:通过教学改进和实验动手操作，培养学生学以致用，科学联系生活、科学服务当地经济建设的意识和能力。
六、实验教学内容
本节内容为选修一的实验之一，注重操作和技术，学生按课本方法进行操作，油水分层现象非常不明显，更达不到“提取”的目的。所以，本节课以探究的一般方法为主线，引导学生发现问题，思考对策，实验检验，再提问题，从而完成对课本实验进行改进和再探。
七、实验教学过程
（一）课前改进探究
引导学生按按课本方法和流程进行实验操作，选用桔子作为实验材料，进行分小组实验，在实验过程中遇到一系列问题，指导学生思考讨论、大胆尝试、提出改进意见，并操作实施。
【提出问题1】课本中用到的压榨机为工业用手动压榨机，需要耗费大量原料，在学校现有的实验室条件下操作困难。
思考：选用小型榨汁机替代。
尝试改进：选用家庭用小型榨汁机、豆浆机等替代；
结果：可以压榨。
【提出问题2】：按课本操作，几乎看不到水油分层的现象，这是为什么呢？
思考：看不到并不代表没有，也许是油量过少，肉眼很难发现，如何检测到微量的精油？
尝试改进：找到一种物质，可以明显区别油和水。
结果：一种常见的化妆用吸油纸（不吸水，吸油），能灵敏的区别水和油。（图1）
图1：吸油纸检测水和油
【提出问题3】：用吸油纸对桔子离心液上层进行检测，依旧看不到油迹。
思考：实验材料是否合适？有没有材料比桔子更合适作为实验材料？
尝试改进：选用家乡特产赣南脐橙、南康甜柚为材料，与桔子一起压榨并检测。
结果：1.桔子无明显油迹2.脐橙和甜柚出现了淡油迹。（图2）
图2：三种材料的油迹对比
【提出问题4】脐橙和甜柚出现了淡油迹，说明材料换得对。可是油迹还很淡，说明出油率低，如何再提高？
思考：观察果皮结构，尝试对操作的改进。
尝试改进：观察后发现果皮外侧为黄皮层，含油囊，而内侧为白色海绵组织，会吸附精油。提出改进意见为去除白皮层。（图3）
结果：1.三种材料都出现了油迹；2.脐橙和甜柚的油迹加深，明显好于桔子。（图4）
图3：去除白皮层，只保留黄皮层
图4：去除白皮层后，三种材料检测结果
【提出问题5】油迹虽然加深，但离心管内依旧无法看到水油分层，无法收集到精油，如何大幅度提高出油率呢？若采用出油率高的蒸馏法，则可能导致焦糊，如何克服？
思考：从焦糊的原因找突破口。
1.果皮的白皮层中含有大量纤维，纤维易燃，去除之减少焦糊。
2.提前破碎细胞，将物料变成小颗粒，水沸腾后上浮，不焦糊。
尝试改进：将压榨法和蒸馏法进行结合，在石灰水浸泡后，用家用榨汁机破碎细胞，然后转移蒸馏，收集蒸馏液。（图5）
结果：1.两小时左右，能收集到1-2ml精油；
2.脐橙和甜柚的油量明显高于桔子。
图5：改进后的实验流程图
【提出问题6】原料和水的配比如何能较好的提取到精油呢？
思考：原料过多易焦糊，原料不够则出油率不佳。
尝试改进：多次试验。
结果：100g果皮去白皮层，加250ml水，蒸馏2小时，得到1-2ml精油。（图6）
图6：三种材料采用新方法收集到的
（二）课堂环节
1.展示：（1）展示实验改进过程，肯定学生勇于挑战、敢于探索的精神；
（2）展示自己动手提取的精油，全方位感官刺激，鼓励学生积极性；
2.交流：（1）交流实验改进收获；
（2）交流生活实际应用。
3.提出新问题，进行再探究
【再探1】有效成分是否在蒸馏中被破坏？
尝试：送往赣南师范大学国家脐橙工程技术研究中心进行气象色谱质谱分析；
结果：高温下破坏了少量的香味分子，但主要成分柠檬烯含量丰富，不含色素和杂质，品质较纯。（图7）
图7：气象色谱质谱分析图
【再探2】为何课本却将橘皮精油的提取作为压榨法的实例呢？
尝试：走进农夫山泉赣州信丰工厂，了解实际生产中的压榨技术原理
结果：工业生产要考虑成本、利润等诸多因素，压榨法经济实惠、操作简单，更广泛应用于工业生产。（图8）
图8：学生参观农夫山泉赣州工厂
八、实验效果评价
1.实验方面：通过实验材料、实验操作、技术方法等方面的改进，提高了出油率，效果明显；同时，多次实验后，发现最佳物料配比，实现从定性观察转为定量分析。
2.教学相长：在教学中，将课堂延伸到科研中心和工厂，拓宽了教学模式；在陪着学生一步步探究改进的过程中，教师也收获颇多，收获着教学相长。
3.学生收获：学生在实验过程中，不断改进创新，提升了探究能力；在现象不明显、假设失败时能客观分析，培养了理性思维；在参观研发中心和知名企业后，萌发了振兴家乡的社会责任，最终落实了核心素养的培养。
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