基于化學、生物和生活實踐相融合的STEM課程教學實錄

本節課的授課對象為七年級學生，以制作饅頭這一生活實踐為主題，整合生物和化學學科的相關教學內容，如生物學科中酵母菌的結構及呼吸方式，化學學科中pH的測定、酸的化學性質和酸堿指示劑等教學內容，創設課堂教學情境與學習任務，有效地發展了學生問題解決和綜合運用多學科知識的能力以及科學探究的能力。具體教學實錄如下：

導入：看到擺在面前的各式食材和用品，相信同學們已經猜到了，本節課我們的任務就是制作饅頭。提到饅頭，你頭腦中浮現出的是什么樣子的呢？

生：白白的，胖胖的……

師：其實呀，饅頭不但有著豐滿可愛的外表，更有著豐富營養的內在。饅頭中富含豐富的糖類、蛋白質、油脂、維生素和鈣、鐵等礦物質元素，不但給人提供豐富的營養物質，還具有養胃消脹等功效，隨著人們生活品質的提高，饅頭的樣式也開始變得五彩繽紛了。

投影：各種顏色和造型的饅頭。

師：為了制作這樣的集顏值和營養于一身的饅頭，給大家準備的輔料有紫甘藍汁、菠菜汁和南瓜泥，這些蔬菜不但富含各種天然色素而且還富含多種人體必需的維生素，用它們做出的饅頭顏值與營養兼備。饅頭雖小，學問卻不少，為此老師特意請來了五星級飯店的面點大師給大家傳授做饅頭的方法，有請孫師傅。

孫師傅：詳細介紹蒸制饅頭的一般過程及注意事項。

師：相信大家現在已經明白如何制作饅頭了。本節課各組要挑戰的任務是：利用已有的面粉（400g左右）和食材（紫甘藍汁、菠菜汁和南瓜泥少許），至少制作4個饅頭，而且造型要獨具藝術特色。

生：各小組明確分工→和面→設計樣式→制作饅頭。（創作完成后，在保溫箱內進行醒發，大約30min）

師：哪位同學知道在和面時加入酵母有什么用？（酵母中有酵母菌，發酵后可以產生氣體）酵母發酵的原理是不是這樣呢？各小組可以通過下面這個小實驗自行探究一下。

實驗材料：白糖、酵母菌、清水、玻璃棒、錐形瓶、氣球、水浴鍋。

實驗步驟：將適量的白糖和酵母菌混合，加入清水，用玻璃棒攪拌均勻，倒入錐形瓶中，套上氣球，放置于40攝氏度水浴鍋中，15分鐘后觀察現象，聞氣味。

生：按步驟進行實驗。

師：酵母菌是一種單細胞的真菌，必須借助顯微鏡才能觀察到它，旁邊的5臺顯微鏡中展示了放大400倍的酵母菌，同學們可以用顯微鏡觀察一下。誰能說一說你看到了什么？

生：有一些很小的藍色的圓形結構。

師：不錯，你們看到的卵圓形結構就是酵母菌。

師：這是顯微鏡下用美藍染色的酵母菌，有的染成藍色，有的是透明的，細胞膜有選擇透過性，短時間內美藍無法對活體酵母菌染色，猜測一下哪一種顏色的酵母菌是有活性的呢？

生：透明的。

師：通過酵母菌結構圖我們可以觀察到，酵母菌和高等植物的細胞一樣，有細胞核、液泡、細胞質、細胞膜、細胞壁等結構，那么酵母菌是如何進行繁殖的呢？

師：酵母菌的最適宜的生長溫度是27攝氏度左右。所以我們和面時推薦用40攝氏度的溫水，和好的面團放在溫暖的地方才能較快發酵。

師：現在大家可以取出水浴鍋中的錐形瓶了，你觀察到了什么？

生：錐形瓶內不斷有氣泡冒出，氣球鼓起來了。

師：去掉氣球，聞一聞有什么味道。

生：能夠聞到酒精的味道，好像還有一股酸味。

師：酵母發酵的過程中究竟發生了什么變化？各組同學可以用iPad在網上查閱資料，尋找以上現象產生的原因。

生：查閱酵母有氧呼吸和無氧呼吸的相關內容。

師：在發面的過程中，如果發酵時間過長，就會產生酸味，誰能根據所查閱的資料解釋一下這種酸味物質是怎么產生的？（可能是二氧化碳和水反應生成的碳酸使面團發酸的）這是我用酵母發酵了12個小時左右的面團（分發給各組一點），聞一聞（酸味比錐形瓶中聞到的重）。除了聞氣味，我們還可以用實驗的手段證明酸的存在。

投影：pH的測定方法。

生：把面團放到燒杯里，加少量水，用玻璃棒充分攪拌，用pH試紙測得面團溶液的pH大約為5或6，顯酸性。

師：如果面團發酸了，蒸出來的饅頭也是酸酸的，很難吃。常用的補救方法是用手多次蘸小蘇打水反復揉面，感覺差不多的時候揪點面團嘗嘗，如果嘗不出酸味就說明小蘇打的用量剛剛好。同學們知道這是什么原因嗎？

生：一定是小蘇打把酸反應沒了。

師：是不是這樣呢？同學們可以從實驗盒中取少量小蘇打粉末于試管中，然后加入少量白醋，觀察現象。（進行實驗，觀察到有氣泡產生）

師：看來剛才這位同學的猜想是正確的。現在給各組一個額外的挑戰任務——把一個發酸的面團制作成一個沒有酸味的饅頭。

師：我之前在蒸饅頭的時候還遇到了這樣一個奇怪的現象，最初我用紫甘藍汁和的面團是紫色的，發酵一段時間后，面團聞起來有點酸，而且顏色變成了紅色，我媽媽為了拯救這個面團，就往面里揉了些小蘇打，結果饅頭卻變成了藍色，這是怎么回事呢？我們還是借助實驗來一探究竟吧。在各小組的實驗盒里有一個盛有紫甘藍汁液的紙杯，同學們可以把白醋逐滴加入到里面并攪拌，觀察現象，然后再逐滴加入小蘇打攪拌，觀察現象。

生：進行實驗。觀察到加適量白醋后紫甘藍汁液變成了紅色，加適量小蘇打后又變成了藍色。

師：其實紫甘藍富含豐富的紫甘藍色素，遇到酸性或堿性物質會顯示不同的顏色，是一種天然的酸堿指示劑，我們可以利用它來鑒別酸性和堿性物質，在料理中我們也可以利用紫甘藍的這一特性來對食物進行染色。

作者簡介：李玲杰（1983.3.7—），女，漢，吉林省長春市，本科，中教二級，化學教學。

編輯 馮志強