史有志 攔生發
(甘肅省臨夏中學 甘肅臨夏 731100)
《普通高中生物學課程標準(2017年版)》實施建議中提出:“在重視定性實驗的同時也應重視定量實驗,讓學生在量的變化中了解事物的本質。”教師應向學生提供機會學習量的測定,實事求是地記錄、整理和分析實驗資料、定量表述實驗結果等[1]。通過開展實踐活動的嘗試,培養學生生物學學科核心素養,讓學生用科學的觀點、知識、思路和方法,面對或解決生產生活中的實際問題。合理利用實驗設備,充分調動師生的積極性和主動性,引領學生開展探究性實踐活動,取得的成果可指導生產。不僅學以致用,全面提升學生的使命感和社會責任感,且為學生的終身學習、終身發展奠定良好的基礎,既“立德”又“樹人”。
2.1 提出問題 甘肅省臨夏回族自治州永靖縣境內廣泛種植棗樹,紅棗品質極佳,成熟期口感脆而香甜,很受市場青睞。但由于該地區紅棗產量高,集中上市往往大量滯銷,豐產卻未必豐收,通常曬干儲存,而在異地很難品嘗到永靖紅棗的鮮脆。鑒于此,開展“氣調保鮮盒包裝+地窖儲存方法對永靖紅棗品質影響的初步探究實踐活動”,旨在為廣大農戶提供可行性保鮮方案,盡可能迎合市場需求,提高經濟效益。
2.2 前期工作
2.2.1 主觀能動性動員 結合高中學生的生物學認知水平,查閱相關資料,調查當地紅棗滯銷、儲存難的現狀;教師展示由于無法有效儲存而導致紅棗品質下降、甚至腐爛的統計數據、圖片和視頻,引導學生認識原創性實踐活動的現實意義;激勵學生采用科學探究的方式解決生活、生產實際問題,力求轉化為科技成果,體驗實踐活動帶來的成就感和幸福感,激發對家鄉的使命感和責任感。
2.2.2 具體問題細化分析 充分利用高中生物學教材中細胞失水和吸水、蒸騰作用、細胞呼吸等相關知識,引導學生尋找紅棗保鮮儲存的關鍵問題。例如使用保鮮袋密封可有效降低水分的蒸發,防止鮮棗失水皺縮影響品質;控制存儲室內溫度(地窖)能有效降低紅棗細胞和微生物的呼吸強度,減少有機物的消耗,提高保鮮指數;改變保鮮袋內混合氣體的比例,探究最佳混合氣體比例,進一步抑制紅棗無氧呼吸、有氧呼吸,以及微生物呼吸速率,延長保鮮時間。
2.3 確定活動名稱 氣調保鮮盒包裝+地窖儲存方法對永靖紅棗品質影響的探究活動
2.4 實驗原理 氣調保鮮包裝采用具有氣體阻隔性能的包裝材料包裝紅棗,先抽出包裝內的原有空氣,再按照預設的氣體濃度依次充入O2、N2和CO2,不同比例的混合氣體對紅棗的色、味、硬度等品質的影響不同。低溫利于紅棗貯藏,利于農村自家的地窖儲存;使用干燥劑,可降低氣調包裝內的濕度,延長保鮮期[2]。
2.5 實驗器材 永靖紅棗、電子稱、天平、氣調保鮮機、氣調保鮮盒、干燥劑、GY-3 型水果硬度計、地窖隔架等。
2.6 實驗步驟
2.6.1 選擇紅棗 挑選剛采摘的脆熟期無機械損傷、無病蟲害的新鮮永靖紅棗,使用果蔬清洗劑洗凈表面,并擦干水漬。
2.6.2 控制氣比 配制7 組不同氣體配比氣調包裝盒,每盒樣品200 g(約14 顆),實驗組A~F和對照組CK 共7 組(表1),每組24 盒。

表1 各組氣體配比(單位:%)
2.6.3 設計實驗 每盒放入1 包干燥保鮮劑,抽真空后按表1 比例依次充入O2、CO2、N2,其中CK(對照組)充入普通空氣。
2.6.4 統一儲存 將處理后的材料置于地窖中儲存(經測定溫度相對穩定,在6~8℃之間),每隔5 d 從A~F 和CK 中各隨機取出3 盒,檢測好果率、硬度、失重率(硬度測定:GY-3 型水果硬度計kg/cm2,檢測后取平均值;好果率計算:好果率(%)=(貯后好果數/貯前好果數)×100%;果實感官評價:開裂、發霉、變爛等)。

圖1 紅棗篩選與分裝、地窖儲存與測量
2.6.5 統計實驗數據(表2、表3)

表2 永靖紅棗隨儲存時間硬度變化數據統計表(單位:kg/cm2)

表3 永靖紅棗隨儲存時間感官變化記錄表
2.6.6 實驗結果(圖2)

圖2 永靖紅棗硬度隨儲存時間變化趨勢圖(單位:kg/cm2)
2.6.7 分析及結論 紅棗表面的微生物會引起紅棗腐爛變質,適宜的CO2、O2、N2等氣體混合比例能有效抑制微生物的生長繁殖,降低紅棗的呼吸強度,減少有機物的消耗,延長紅棗的儲存時間[3]。鮮果硬度隨儲存時間的增加,均有下降趨勢,這與紅棗果肉組織中酶的活性變化有關。實驗結果顯示,C 組25 d 內硬度下降最為緩慢,25 d之后硬度下降趨勢略有增加,仍好于其他各組。CO2濃度在1%的狀態下能有效延長鮮脆時間,好果率隨著儲存時間增加,各組均出現不同程度的降低,其中C 組與D 組25 d 內好果率基本持平,好于其他各組。通過對紅棗的顏色、味道及硬度等指標的綜合分析可知,在使用氣調+地窖包裝的儲存條件下,C 組實 驗(1% CO2,5% O2,94% N2)的氣體混合比例更適合永靖紅棗的儲存,最佳儲存時間以20 d 為宜(若需要繼續儲存,建議進一步晾曬處理)。
通過開展原創性實踐活動,暴露出當代高中生在升學壓力下,知識與技能脫節、知識與生活脫節,缺乏成就感和愉悅感的體驗等問題。鑒于此,教師在實踐活動中要積極為學生創造條件,充分發揮學生的主體作用,實現知識、智慧和思想的共享;操作中進行必要的講解和示范,力求規范、準確,形成良好的實驗習慣;通過科學的實驗設計、嚴謹的實驗操作、縝密的實驗分析,有助于養成理性思維習慣,形成積極的科學態度;在活動中記錄、對比、分析等細小環節中,教師應細心指導,及時鼓勵,力求實驗的每個環節都充滿愉悅感和成就感。學生撰寫的實驗報告可推薦給當地科技局,以進一步推廣和普及;鼓勵學生周末參加志愿服務活動,借此進行現場指導,讓學生真正體會到學以致用,不斷提升成就感和自豪感。
開展永靖紅棗保鮮探究性實踐活動,有助于提升學生理解科學技術與科學知識的關系;學生通過親身體驗,切實關注農作物生產現狀和農民收入情況,結合本地資源優勢,理論聯系實際地應用所學知識去指導、解決生產生活中的具體問題,更好地服務社會;有助于學生的創新實踐與自主發展,在實踐中提升創新精神和實踐能力,為學生的終身學習、發展奠定良好的基礎。