基于科學探究的“制作米酒”概念教學探索

許曉云

摘要：本文通過創設情境、問題引導對“制作米酒”進行概念分析，通過科學探究的方法，分析米酒的制作原理、方法、過程和結果，旨在促進科學探究和生物技術兩個重要生物概念的教學。

關鍵詞：概念教學? 科學探究? 生物技術? 制作米酒

一、概念分析與設計思路

“制作米酒”屬于《人類對細菌和真菌的利用》中的一個生物技術問題，《生物課程標準》提出：“在教學中，教師要幫助學生形成‘微生物通常包括病毒、細菌、真菌等類群‘發酵技術利用了微生物的特性，通過一定的操作過程生產相應的產品這兩個重要概念。”筆者認為，通過科學探究的方法設計和實施制作發酵食品的實驗過程，并通過動手實踐，讓學生回歸生活，體驗生產，才能達到以下教學目標：通過演示探究酵母菌發酵現象，掌握米酒發酵原理，提出問題和做出假設;類比細菌和真菌培養的一般方法，利用知識遷移探究米酒制作的方法，創新學生思維;小組合作動手實踐制作米酒，提高學生的合作能力和實踐能力;關注生物科學技術的發展與人類健康、社會發展之間的關系，落實生命觀念與社會責任。

二、基于科學探究的概念教學過程

1.課前探究，初步感知

米酒的制作需要2～3天才能有實驗結果，為了在課堂上更好地交流，讓學生對照實驗探究過程中不同的實驗條件和實驗結果的差異，獲得科學探究的完整體驗。課前，教師要組織1～2組學生（每組5～6人）提前進行實驗探究，然后教師應巧妙設計實驗報告單，激發學生多元化、開放式思考，培養學生的創新精神。

2.情境激趣，回顧設疑

在課堂上，教師展示了課前小組制作的糯米酒，通過看、聞、品嘗煮過的酒糟，激發學生的興趣，然后設疑：“米酒是怎樣制作出來的？”對這個問題提出假設，教師和學生需要回顧一些知識點，如：

教師問：“制作米酒需要什么原料？”

學生答：“糯米和酒曲。”

教師問：“酒曲的成分有哪些？”并出示安琪酒曲的成分圖片：曲霉和酵母。

教師問：“這些屬于哪種生物？”

學生答：“真菌。”

教師問：“糯米的主要成分是什么？它的作用又是什么呢？ ”

學生答：“淀粉……”

教師點撥：“米酒的制作過程可不可以看成是在糯米上培養真菌的過程呢？”

在把知識遷移到細菌和真菌培養的這個概念后，教師再與學生一起回顧細菌和真菌培養的一般方法。

3.演示實驗，發現原理

在演示發酵實驗時，教師可以讓學生操作，并用手機拍攝，同屏到一體機上，每個小組桌面上都可以放置已經做好的實驗，這樣能讓學生更好地觀察到操作過程和實驗現象。

教師問：“請看瓶中液體、氣球分別有什么變化？你聽到了什么聲音，并說明產生了什么東西？”

學生答：“液體中有氣泡和泡沫層。”

演示的學生答：“有氣泡的聲音，產生了氣體。”

教師問：“這些氣體通過澄清石灰水會讓石灰水變混濁，那么，這是什么氣體？”

學生答：“這是二氧化碳。”

教師問：“為什么要用溫開水？”

學生答：“給酵母菌發酵提供適宜的溫度。”

通過實驗，學生填寫反應過程（如圖1所示），形成酵母菌發酵原理的生物學概念。

在探究酵母菌發酵原理之后，學生在教師的點撥下探知米酒制作的原料糯米和酒曲的作用，并利用簡化的方程式進一步介紹米酒發酵的原理，如圖2所示：

4.問題引導，遷移探索

教師指導學生利用米酒的發酵原理，以及對照細菌和真菌培養的一般方法進行概念遷移，建議學生參考教材85頁，設計米酒的制作過程，分組討論完成表1：

完成設計后，學生分享討論結果，教師對實驗條件的控制進行點撥：

第一，浸泡和蒸煮糯米飯的目的是什么？

教師問：“糯米能為真菌提供什么？糯米能直接用來培養嗎？它缺少了什么？”

學生答：“糯米能提供有機物——淀粉，可以作培養基。”

第二，為什么要把糯米壓實并在中間挖一個洞，然后用容器密封？

教師問：“這幾個步驟都是為了控制哪個實驗變量？”

學生答：“氧氣。”

教師問：“我們在探究米酒發酵原理時，淀粉發酵為葡萄糖的這個過程需要氧氣嗎？為什么？”

學生答：“需要氧氣。因為這個過程是多種菌種共同作用的結果。如曲霉，需要在有氧環境下發酵，而且在有氧環境下，酵母菌可以更快地繁殖，為它無氧發酵提供條件。

教師問：“為什么要挖個洞？”

學生答：“挖個洞可以提供氧氣，促進各種菌的生長，使淀粉發酵為葡萄糖，促進酵母菌更快的生長。”

教師問：“在酵母菌快速生長之后，要滿足什么條件才能產生酒精？”

學生答：“需要無氧條件。”

教師問：“我們怎樣處理才能給酵母菌無氧的生活條件？”

學生答：“壓實米飯，可以排出米飯里的氧氣，容器要密封，以免空氣進入。”

第三，沖淋糯米飯、碾碎酒曲的目的是什么？屬于細菌和真菌的培養的哪個環節？在操作時要注意什么問題？

教師問：“用涼水沖淋糯米飯的目的是什么？”

學生答：“降溫，溫度過高會把酒曲里的菌種燙死。”

教師問：“碾碎酒曲的目的是什么？”

學生答：“讓酒曲里的菌種和糯米飯充分混合。”

教師問：“在接種時要注意什么問題？”

學生答：“控制溫度，不要燙手。”

教師問：“我們可以用手背試試米飯的溫度，暖暖的，不燙手為宜，這時的溫度大概40攝氏度。還有需要注意的問題嗎？”

學生問：“要注意不要污染雜菌，我看到其他同學做的米酒，長了很多毛和黑點。這個米酒應該不能要了。”

教師答：“這應該是霉菌長的菌絲和孢子。

如果污染了空氣中的霉菌，長的毛就會更多，發酵時間超過六七天，就會長孢子，而且酸味重，喝了會拉肚子，所以接種的時間還要注意不要污染雜菌。”

通過教師問題的層層推進，在師生和生生互動中，學生產生了問題，自主生成生物學概念，完成了概念的遷移。

5.小組合作，動手實踐

在實驗設計引導下，各小組把糯米飯放入容器，將冷卻到40攝氏度左右的糯米飯與碾碎的酒曲混合，把米飯壓實，在中間挖一個洞，然后密封。教師在巡視過程中把學生的一些典型錯誤拍下來與大家分享。

6.回歸課前，感悟責任

在探究實驗設計的討論中，教師提到如果沒有控制好空氣中的雜菌或者發酵時間過長，會讓酒的品質下降，影響人們的健康。這時，教師可以播放一段賣假酒造成不良后果的視頻，讓學生意識到關注健康、關愛生命的重要性。

7.課內結合，拓展探究

課后，教師組織了發酵社團的學生進一步深入探究，通過師生交流、生生交流、網絡搜集和文獻檢索，學生實驗探究制作的靈芝保健酒獲得了“廣州市中學生發酵技術創新成果展示交流活動”一等獎。

三、教學反思

在“制作米酒”教學時，學生全程積極參與思考和實踐，并穿插了健康、衛生、安全與責任教育，凸顯了生物教學上的育人價值。同時，筆者以STEAM教學理念為核心，將數學、發酵工程技術和藝術等不同領域與生物教學融合。課前的社團活動，為本課的實施提供了實踐基礎;課中，以探究米酒制作的原理和方法為主線，通過類比，完成知識遷移，突出基本概念的教學;課后，組織社團學生進一步深入探究，成功地把課堂延伸到生活實際中。

參考文獻：

[1]葉治平.初中生物學課堂生活化教學策略[J].中學生物教學，2019（14）.

[2]張亭竹.基于核心素養的初中生物學課堂教學模式優化策略[J].家長，2021（15）.

[3]廖樹彩.活動教學在初中生物學教學中的實踐研究[J].名師在線，2021（12）.

※本文系廣東省教育技術中心2019年度教育信息化應用融合創新專項課題“基于STEM理念的初中生物資源庫構建研究”研究成果之一，課題立項號：19JX06023。

（作者單位：廣州市執信中學琶洲實驗學校）