基于微型實(shí)驗(yàn)的“果酒的制作”教學(xué)設(shè)計(jì)

孫錫英　湯向榮

[摘要]微型實(shí)驗(yàn)取材方便、操作簡易、微量效果好，在時(shí)間緊、任務(wù)重的高中生物課堂教學(xué)和學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)中具有不可替代的作用。以微型實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的載體，實(shí)施果酒制作的教學(xué)，使學(xué)生掌握相關(guān)知識的同時(shí)領(lǐng)悟科學(xué)探究的過程與方法，培養(yǎng)綠色環(huán)保理念。

[關(guān)鍵詞]微型實(shí)驗(yàn)；果酒制作；生物教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號]G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）23-0087-02

一、教材分析及教學(xué)設(shè)計(jì)思路

“果酒和果醋的制作”是人教版高中生物選修1《生物技術(shù)實(shí)踐》專題1《傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用》的第1節(jié)內(nèi)容。選修1教材以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作實(shí)踐為載體，注重學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是掌握果酒制作的原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置并制作果酒，教學(xué)難點(diǎn)是制作過程中發(fā)酵條件的控制。

“果酒的制作”以酵母菌的細(xì)胞呼吸為知識基礎(chǔ)，為必修1“細(xì)胞呼吸”知識點(diǎn)的延伸與拓展。通過熟悉果酒制作原理與親手實(shí)踐釀酒，明確酵母菌的兩種呼吸方式，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動手能力，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。因此，為保證實(shí)驗(yàn)課的正常開設(shè)，筆者對該課內(nèi)容進(jìn)行分解和結(jié)構(gòu)調(diào)整，整合基礎(chǔ)知識，采用微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過學(xué)生親身體驗(yàn)與實(shí)踐，不僅檢驗(yàn)和深化所學(xué)知識，加深對書本知識和社會實(shí)踐的聯(lián)系，滲透STS教育，而且能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，有利于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰团囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與綠色環(huán)保理念，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、學(xué)情分析

筆者所在學(xué)校為江蘇省四星級重點(diǎn)高中，學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實(shí)，思維敏捷，學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，具有較強(qiáng)的求知欲望，但生源來源較廣，多數(shù)來自農(nóng)村初中，由于農(nóng)村初中主、客觀因素的限制，學(xué)生實(shí)驗(yàn)開設(shè)不足，甚至根本不開，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作水平較弱。因此在教學(xué)過程中，教師應(yīng)適時(shí)引導(dǎo)，通過設(shè)置遞進(jìn)式問題串，輔助學(xué)生進(jìn)行自助式學(xué)習(xí)、探究。

三、教學(xué)目標(biāo)

（1）知識目標(biāo)：說出酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，說明果酒的制作原理。

（2）能力目標(biāo)：根據(jù)果酒制作原理設(shè)計(jì)制作過程，體驗(yàn)果酒的實(shí)踐操作；通過對果酒制作的結(jié)果進(jìn)行分析與評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力。

（3）情感目標(biāo)：通過生物微型實(shí)驗(yàn)的開展，把預(yù)防污染的思想貫穿于生物教育的全過程中，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保理念；通過果酒釀制歷史的追述，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

教師準(zhǔn)備：（1）實(shí)驗(yàn)器具：榨汁機(jī)、過濾器、紗布、恒溫箱、氣球、果酒酵母等；（2）多媒體課件。

學(xué)生準(zhǔn)備：（1）實(shí)驗(yàn)器具：發(fā)酵罐（小型玻璃瓶、飲料瓶為主）、少量的各種水果等；（2）知識儲備：細(xì)胞呼吸的基本知識、果酒的釀造歷史及原理等信息。

五、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，激趣設(shè)疑導(dǎo)入

投影展示各種果酒圖片和古詩《涼州詞》，通過對各種果酒的功效和釀制歷史的介紹，吸引學(xué)生的注意力，進(jìn)一步通過“你想親自釀制一瓶專屬自己的果酒嗎？”的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而順利導(dǎo)入課題。

2.闡述意義，介紹微型實(shí)驗(yàn)

首先，教師介紹微型實(shí)驗(yàn)：以盡可能少的試劑獲取所需信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。其次，介紹微型實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)試劑微量化，實(shí)驗(yàn)儀器微小化，可縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少藥品劑量，減少環(huán)境污染，安全性高。最后，向?qū)W生解讀綠色環(huán)保理念，說明本次實(shí)驗(yàn)以微型實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

[設(shè)計(jì)意圖]讓學(xué)生了解什么是微型實(shí)驗(yàn)及其主要特點(diǎn)，把預(yù)防環(huán)境污染的思想貫穿于生物教育教學(xué)的全過程中，培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保理念。

3.問題助學(xué)，了解釀酒原理

PPT展示問題：（1）酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類各是什么？（2）酵母菌的代謝類型及代謝產(chǎn)物是什么？（3）酵母菌的適宜溫度是多少？（4）為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？（5）什么叫發(fā)酵？在現(xiàn)實(shí)生活中，酵母菌還有哪些應(yīng)用？接著，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，總結(jié)問題答案并進(jìn)行陳述，明確實(shí)驗(yàn)原理。

[設(shè)計(jì)意圖]以問題串的形式，引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀，促使學(xué)生學(xué)會分析資料，獲得所需知識，培養(yǎng)學(xué)生分析資料、獲得信息的能力；通過讓學(xué)生對問題答案的陳述，提高學(xué)生的歸納能力和語言表達(dá)能力。

4.小組合作，初探發(fā)酵流程

教師拋出問題：（1）你認(rèn)為應(yīng)先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？（2）應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？（3）發(fā)酵過程中，為什么要將溫度控制在18～25～C？引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作探究，討論問題，掌握果酒制作的發(fā)酵流程，解決發(fā)酵過程中可能出現(xiàn)的問題。

[設(shè)計(jì)意圖]在學(xué)生學(xué)習(xí)釀制果酒流程的基礎(chǔ)上，以具體的問題來引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識，熟悉實(shí)驗(yàn)過程，為實(shí)驗(yàn)的順利開展做好鋪墊。

5.再度合作。制訂探究計(jì)劃

通過自己的歸納和教師的總結(jié)，學(xué)生已掌握果酒制作的發(fā)酵流程，教師指導(dǎo)學(xué)生在根據(jù)自我意愿選擇的實(shí)驗(yàn)材料和微小器具的基礎(chǔ)上，制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。在這一過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過思考、小組合作討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中需考慮的具體問題，如你選擇的水果和發(fā)酵瓶（罐）在發(fā)酵過程中可能會遇到什么問題？怎么解決？從而順利完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的制訂。

[設(shè)計(jì)意圖]探究過程以教師引導(dǎo)為輔，學(xué)生小組合作探究為主，旨在充分發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生根據(jù)自我意愿選擇材料和器具，增加了實(shí)驗(yàn)的生動性，避免了實(shí)驗(yàn)的單調(diào)枯燥，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使得學(xué)生更積極、主動地參與實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，避開了教學(xué)時(shí)間和葡萄成熟季節(jié)不同的沖突，亦降低了學(xué)校的教學(xué)投入，更有利于實(shí)驗(yàn)的開展、完成，以及與教學(xué)的有效結(jié)合。材料、器具的開放性選擇產(chǎn)生了更多的實(shí)際問題，這一過程有助于學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高起到極大的促進(jìn)作用。

6.人人參與，釀制個(gè)性果酒

水果種類豐富且每個(gè)人對水果各有所愛，因此，教師根據(jù)果酒制作的基本原理，提供不同果酒的原料、操作步驟及注意事項(xiàng)（見下表），指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)自己喜愛的水果，制訂出制作果酒的計(jì)劃，并科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、有序地釀制屬于自己的個(gè)性果酒。

[設(shè)計(jì)意圖]通過釀制個(gè)性果酒的實(shí)踐操作，鞏固實(shí)驗(yàn)原理，檢驗(yàn)知識回歸，完善課堂結(jié)構(gòu)。通過對實(shí)驗(yàn)的調(diào)整設(shè)計(jì)，讓每個(gè)學(xué)生都參與動手實(shí)踐，使每個(gè)學(xué)生都得到鍛煉，動手能力得到真正的提高。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作和豐富的實(shí)驗(yàn)素材，促進(jìn)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的綠色環(huán)保理念。

六、教學(xué)反思

微型生物實(shí)驗(yàn)并不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡單縮微或減量，而是在微型化條件下對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索，以盡可能易得的材料、盡可能少的試劑和簡單的操作步驟來完成實(shí)驗(yàn)，獲取相關(guān)的信息。本課教學(xué)打破教材結(jié)構(gòu)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，使得課堂結(jié)構(gòu)更完整，過程更流暢。

本課實(shí)驗(yàn)相對安全、簡潔，由學(xué)生自備材料，故采取小組合作探究、個(gè)人獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的形式。在實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生自主選擇微型實(shí)驗(yàn)器具和材料，一改傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的固定材料（葡萄）和機(jī)械化操作，使學(xué)生學(xué)習(xí)參與度、積極性更高，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。通過親自實(shí)踐，學(xué)生理解和形成了相關(guān)概念，培養(yǎng)了觀察能力、動手能力、創(chuàng)新精神和綠色環(huán)保理念。

由于是自選實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了一些問題，如蘋果、桑葚等材料在榨汁過程中沒有西瓜、葡萄出汁率高；榨汁剩余的殘?jiān)荒芪锉M其用；微小發(fā)酵罐（瓶）的排氣問題較難解決；等等。問題的出現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生主動去思考、去解決，通過討論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)對于出汁率低的水果可以在榨汁時(shí)適當(dāng)加些水，若水果本身甜度較小可適當(dāng)加入些葡萄糖，有些水果發(fā)酵過程可適當(dāng)補(bǔ)充酵母菌，用合適大小的氣球套住瓶口，能更好地解決排氣問題。這樣的學(xué)習(xí)過程更為開放，但又有具體問題輔助，整個(gè)課堂教學(xué)形散神不散，為學(xué)生的思維發(fā)散和學(xué)習(xí)能力激發(fā)創(chuàng)設(shè)了更大的空間。

（責(zé)任編輯黃春香）endprint