“探究洗手液用量對洗手效果的影響”活動方案與實施

（合肥市第五中學 安徽合肥 230001）

1 活動背景

飯前便后洗手是良好的衛生習慣之一。在2020年疫情背景下，洗手的重要性更是不言而喻，關于洗洗手的時間、洗手液的選擇、洗手的步驟等各種建議很多。每一種建議是否具有科學的數據支撐呢？這些都引起了學生的興趣。經過微生物實驗室培養相關內容的學習，學生已經掌握了微生物實驗室培養的基本操作，于是擬定課題：探究洗手液用量對殺菌效果的影響。這也符合教材提出的生活化課題的建議。所有的材料用具及實驗條件均由學校實驗室保障。

2 活動意義與目標

本節活動課利用生活化課題，體驗科學探究的一般過程，提升科學思維和科學探究能力，并進一步鞏固微生物的實驗室培養基本操作。同時，通過菌落的觀察與計數，認識到手部細菌的存在，從而養成正確洗手的好習慣。

3 活動實施過程

3.1 提出問題

教師創設情境，引導學生思考勤洗手對防止疾病傳播的意義。接著，引出本節課的研究課題：探究洗手液用量對洗手效果的影響。

3.2 學生查閱資料

經過查閱相關資料，學生了解到，日常生活中細菌無處不在，手上沾染的細菌類型較多，主要以金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌等為主。這些細菌可以導致人體出現腹瀉、膿腫、肺炎等疾病。洗手液中含有水楊酸、對氯間二甲苯酚、苯扎氯銨、復合醇、聚六亞甲基雙胍酸鹽、α-苯基苯酚、多種生物提取物（比如馬齒莧提取物）等殺菌抑菌成分，可以破壞病原微生物的結構，對細菌具有較好的殺傷作用，降低傳播的風險。因此，用洗手液洗手可以起到較好的除菌效果。

3.3 設計實驗方案

教師引導學生思考自變量控制、因變量的轉化和測量指標、實驗組數、是否需要設置對照、結果的統計等。學生分小組討論分析，并設計具體的實驗方案。

3.4 分組實施

經過討論后，學生分組實施實驗。以下為其中三組截然不同的實驗方案：

方案一：洗手后“按手印”法。

該組學生采取最為直接的方式進行檢測。選取學生6名，分為0 g、1 g、2 g、3 g、4 g、5 g組，每組學生用對應質量的洗手液洗手1 min，然后將左、右兩只手在普通細菌培養基上按壓2 s接種。恒溫培養36 h后，觀察統計菌落數目。最后，根據手部細菌殘留判斷洗手液的殺菌效果。

方案二：洗手液與培養基混合法。

該組學生考慮到手部細菌種類較多，生長條件、繁殖速度不一，不利于全部統計。因此以大腸桿菌數目作為檢測指標，將滅菌后的伊紅美藍培養基與洗手液混合，倒平板。以洗手污水作為手部菌種來源，取1 mL洗手污水涂布接種于不同組培養基上。一段時間后，統計平板中大腸桿菌的菌落數，計算平均數，繪制柱形圖。

方案三：洗手液和無菌水共同作用。

選取一起打籃球學生16人。其中，1人為對照組不洗手，15人分為A、B、C、D、E共計5組，每組3人。在洗手方式、時間相同前提下，使用1 g、2 g、3 g、4 g、5 g不同量的洗手液。然后，立即將洗過的手放入100 mL無菌水中沖洗30 s，從而獲得未被洗手液去除的細菌液，搖勻后進行接種涂布。恒溫培養36h后，對菌落計數。

3.5 結果與討論

經過一番計數和統計之后，各小組都獲得了不錯的實驗結果，并通過各自的形式展示出來（表1、表2、圖1）。

表1 方案一的實驗結果記錄表

表2 方案三的實驗結果記錄表

從實驗結果上看，各小組的結果在數據上都顯示需要足量的洗手液才能達到完全殺滅手部細菌的作用，如第三組顯示3 g及以上用量，基本上可完全殺滅細菌了。因此，洗手液要足量，但也不必浪費。但是由于每組的實驗方案不同，導致每組的數據結果之間橫向比較并沒有意義，如同樣3 g洗手液放入100 mL培養基中和直接洗手，效果肯定不一樣。建議教師指導學生縮小洗手液的濃度范圍，并利用SPSS等軟件進行分析，從而得到更加準確地洗手液用量，為日常洗手提出具體的指導意見。

從學生的實驗方案上看，本次活動中學生的實驗方案類型單一。上述的3個小組都選擇了菌落計數的方式進行實驗觀察。教師也可以聯系血細胞計數板的使用，引導學生考慮直接在顯微鏡下計數的方法進行統計，這與教師的引導技巧以及小組數有關，活動課由于人數限制，導致小組數不足，不能嘗試更多類型的探究方案。此外，各組學生的實驗方案普遍不夠嚴謹。第一組的方案最為直接，由于手部一般比培養基大，很難保證每個部位都接觸到培養基，尤其是不易洗干凈的褶皺部位，從而造成誤差。另外，每一位學生的手部初始細菌都不盡相同，不易控制好單一變量。第二組為了簡化統計結果，將殺菌效果轉化為培養基中大腸桿菌的菌落數，這種轉化使得因變量過于單一，人手部的金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌等都會導致人患病。所以，單一統計大腸桿菌讓液用量與洗手效果之間的關系對應不夠精準、科學。另外，洗手液與培養基混合不易搖勻，洗手液可能未完全溶解在培養基中，這些都會影響菌落的生長情況，且搖勻過程中易產生氣泡，導致培養基平板周邊有較大氣泡。該組學生后來發現可以通過灼燒干凈的鑷子，輕觸氣泡使氣泡破裂。第三組的方案稍顯嚴謹，但是人數眾多也造成平板數眾多、實驗操作繁瑣等問題。另外，洗手后要將手部立即放入無菌水中，這對實驗方案的統籌實施也提出挑戰。可見，學生的科學探究能力仍有很大提升空間。平行實驗組較少是各個小組的通病。根據課本建議，應該選擇菌落數在30～300之間的平板進行統計，但實際上，各個小組的結果中，不是每個平板都符合計數要求，從而導致實驗結果不夠精確。這個問題與實驗室的大小、活動課的時間安排等限制都有關系，若有條件的學校可組織學生進行更大規模、更加全面的探究活動。