葉綠素教學模組

 
    影片主角:
    林靖妍老師、陳怡蓁老師、朱玉媺老師、尤信彭老師、李敏慈老師

(一)課程簡介

2013年油品中添入銅葉綠素事件,說明銅葉綠素可以從植物中提取,再以化學方法,用銅取代該分子的核心,變成穩定的著色劑銅葉綠素。

銅葉綠素目前是國際間准許使用於食品添加物的著色劑,但不能使用於食用油中。

葉綠素是屬於抗氧化劑的一種,可以當成營養素。但是天然的葉綠素不穩定,容易被破壞,如同經過烹調後的蔬菜葉子顏色會變黑一般。

天然葉綠素是脂溶性的物質,不大容易溶解在水中,但是可以溶解在酒精中,本實驗模組就是以75%的酒精將葉綠素溶解出來,並透過400奈米紫外光及532奈米的綠光雷射照射,可以放出紅光的螢光反應,以此為檢驗溶液中是否含有天然葉綠素。


(二)教材(如自編講義、學習手冊……

    1.自編葉綠素萃取學習教材,說明葉綠素扮演在植物在光合作用中幫助氧化還原的角色,將光能轉成化學能,吸收的能量讓二氧化碳及水轉變成葡萄糖與氧氣,是大自然中不可或缺的物質。

    2.因為脂溶性的葉綠素可以溶在酒精當中,這個特性可以利用來萃取葉綠素,實驗教材中透過探索式的引導步驟,學生需要自取新鮮的葉子搗碎,破壞細胞壁,讓胞器中的葉綠素溶出。再利用葉綠素與紫外光及綠光雷射的特殊紅色螢光反應,便可輕易看出葉綠素濃度的差異。

(三)教案(如教學指引、教學/實驗活動設計……

   1.教導學生認識葉綠素、細胞壁、細胞質、細胞核的相對位置,葉綠素的分子構造組成及中心金屬元素的種類。

2.教案的核心素養為以下幾點:

(1)認識葉綠素的化學組成。

(2)實驗過程中培養觀察、推理、批判思考、溝通、論證與解決問題之能力。

(3)具有利用網路搜尋葉綠素相關知識。

(4)具備操作萃取實驗之能力。

(5)培養科學探索之興趣及探究精神。

3. 教學時數:
(1)
先備知識:教學時數30時小時。
(2)
葉綠素萃取實驗操作:80分鐘。
(3)Q&A
時間:10分鐘。

(四)教學及學習法(如翻轉、PBLIBL、討論、辯論……..

1. 採用PBL探索式教學法,以時事議題或產業發展為引導連結學生生活經驗,提供實驗材料供學生進行探索實驗課程。

2. 視學生學習狀況及課程時間長度而定,實驗課程可進行1~2次,第二次實驗活動時,讓學生分享實驗心得及經驗。

3. 實驗課程結束後,進行專業知識探索課程,提供學生發問解決問題。

(五)輔助教學工具(如多媒體、實體教具、實驗器材、材料包……

1.實體教具:提供材料包,使學生於一般教室亦可進行實驗活動。

2.多媒體資源:播放教學影片,協助學生實驗操作。

高二的應用生物每週僅有1小時課程,為使課堂教學與探索實驗課程能夠緊密結合,開發出能夠隨身攜帶的葉綠素萃取行動實驗套組,將葉綠素萃取所需之實驗用品以可替代材料封裝成套,以利教師於課間進行探索實驗。

    為了提昇學習效果及學生自主學習的需求,本實驗模組亦編寫短片劇本,拍攝教學光碟,有系統地介紹教學內容及實驗過程,有利於課程推廣使用。

(六)多元評量工具(如學習單、類PISA情境試題……

     以「葉綠素萃取實驗教學模組前後測試題」,進行問卷調查,以瞭解:
     1.
對於課程興趣之提昇程度。
     2.
對於課程議題的信心程度。
     3.
對於課程議題的學習動機。

     4. 對於課程認知層面的瞭解程度。

     5. 對於實驗操作能力的評量。