高中生物學實驗課中培養學生的探索與勞動能力的途徑
——以探索兩版教材中不同水鹽比例對泡菜制作的影響為例

馬尚盛

（甘肅省武威第二中學，甘肅 武威 733000）

中央電視臺2022年315晚會曝光“土坑酸菜”，統一、康師傅全部下架“老壇酸菜”方便面，可見國家對食品安全的重視，也反映了普通百姓對食品安全的關心。“制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量”為人教版選修一《生物技術實踐》教材中傳統發酵技術的應用中的一個研究課題。在教學過程中，筆者發現甘肅省2019年12月第2次印刷版和2020年12月第1次印刷版的教材中，清水與鹽的質量比從4:1調整為10:1，于是，筆者指導學生配制不同比例的泡菜鹽水，親自動手制作了泡菜，并跟蹤檢測了亞硝酸鹽含量的變化，探索研究了不同條件下泡菜的口味和亞硝酸鹽含量變化，并探索出比較合適的泡菜制作水鹽比，供一線教師和學生在教學過程中借鑒，也便于對學生勞動能力的培養。

圖1 兩版教材泡菜制作中清水與鹽的質量比對比圖

1 實驗材料與用具

1.1 泡菜原料

大白菜、各種香辛料、加碘鹽、粗鹽等。

1.2 實驗器皿和用具

泡菜壇、切菜板、菜刀、恒溫培養箱、刻度移液管、比色管、榨汁機、過濾裝置、標準顯色卡等。

2 實驗方法

2.1 泡菜的制作

將蔬菜洗凈，切成小塊，晾曬過夜各稱取500g加人1200mL密封好的泡菜壇中，裝至半壇時，放入不同的香辛料，再加入不同濃度的煮沸并冷卻的鹽水至浸沒蔬菜，蓋好壇蓋，向壇沿的水槽中注滿水進行密封，然后置于相應溫度的恒溫培養箱中密封發酵。

圖2 泡菜制作流程圖

實驗控制的條件：

（1）蔬菜的種類：大白菜。

（2）發酵的溫度：25℃。

（3）清水與鹽的質量比：4:1、10:1。

（4）鹽的種類：粗鹽、加碘鹽。

（5）腌制時間：14天。

實驗期間，每隔48h開瓶取樣檢測一次亞硝酸鹽含量。

2.2 亞硝酸鹽含量的測定

采用比色法來測定泡菜中的亞硝酸鹽，其原理為：在鹽酸酸化條件下，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸發生重氮反應后，與N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結合形成玫瑰紅色染料。將顯色反應后的樣品與已知濃度的標準顯色卡進行目測比較，計算出泡菜中亞硝酸鹽的含量[1]。

3 實驗操作步驟

（1）將白菜洗凈瀝干水分，切成片狀，晾曬24小時。

（2）將蒜瓣、生姜、花椒、八角、干辣椒各3g用紗布包好制成香料包并用開水燙過。

（3）準備30個1200mL的泡菜壇，分別用粗鹽和加碘鹽配制4:1、10:1的兩種鹽水，依據鹽的種類和濃度對泡菜壇做好標記。

（4）將泡菜壇放在25℃的保溫箱中發酵。

（5）每隔1天觀察、品嘗泡菜，檢測泡菜壇中的pH和亞硝酸鹽的含量，記錄作圖。

4 實驗結果

經過15天的分組實驗，筆者讓學生將不同水鹽比例下的pH值和亞硝酸鹽含量進行統計，并定期對泡菜的顏色，口感等進行細致的描述，結果匯總如下：

4.1 水鹽比例4:1泡菜發酵指標統計表（表1）

表1 4:1水鹽比例下泡菜發酵過程pH、亞硝酸鹽、感官品質記錄表

4.2 水鹽比例10:1泡菜發酵指標統計表（表2）

表2 10:1水鹽比例下泡菜發酵過程pH、亞硝酸鹽、感官品質記錄表

5 實驗結果分析及結論

5.1 兩種水鹽比例下泡菜感官品質的差異及原因分析

由表1，表2統計結果對比可知，泡菜品質在第7天以后達到最佳。此時，泡菜口感最佳，泡菜汁色澤均勻。兩種水鹽比例下比較，水鹽比例為4:1的泡菜咸味較濃，清香味較淡，水鹽比例為10:1的泡菜咸味適中，酸味也適中，清香味較濃，但腌制后期會有少量白膜出現，究其原因，應該是鹽濃度較低，對產膜酵母等微生物的抑制作用較差導致。

5.2 兩種水鹽比例下泡菜pH值變化過程差異及原因分析

由圖3統計結果對比可知，泡菜腌制過程中，pH總體在下降，但是水鹽比例為4:1的泡菜pH值較低，水鹽比例為10:1的泡菜pH值較高，應該與鹽濃度高抑制乳酸菌增殖有關。

圖3 泡菜制作中兩種水鹽比例下泡菜制作中pH值的變化

5.3 兩種水鹽比例下泡菜亞硝酸鹽含量變化過程差異及原因分析

由圖4統計結果對比可知，泡菜腌制過程中，亞硝酸鹽含量總體先增加后減小，但是水鹽比例為10:1的泡菜研制過程中的亞硝酸鹽先到達峰值，下降也較快，峰值時的亞硝酸鹽含量值也較低，所以應該選擇較低水鹽比制作的泡菜更安全。

圖4 泡菜制作中兩種水鹽比例下亞硝酸鹽含量的變化

6 實驗拓展及討論

6.1 不同實驗條件下泡菜制作的拓展與探索

采用相同的實驗方法，若改變水鹽比例或發酵溫度，泡菜汁的pH值會有變化、亞硝酸鹽含量峰值出現的時間和峰值大小也具有明顯的影響。總體上說，泡菜制作的溫度為25℃，水鹽比例為8:1時，泡菜汁的pH值下降的最快，亞硝酸鹽含量的峰值出現的最早，峰值也最小，所以，可引導學生自主探究得出最適條件，這樣也可以保證泡菜的食用安全。

6.2 不同原料配比下泡菜制作的拓展與探索

蔬菜種類不同、加碘鹽和粗鹽、香辛料配比的不同也會很明顯的影響泡菜的感官品質。通過各組的對比實驗和分析得出，蔬菜種類對泡菜的感官品質最明顯，加碘鹽的食用會使泡菜的脆感減弱，所以，泡菜制作中應盡量食用粗鹽，還應不斷探索出針對不同蔬菜種類的香辛料配方。

6.3 以生物學科實驗為基礎的學生勞動能力的培養

2018年，習近平總書記在教師節那一天的全國教育大會上強調，要努力構建德智體美勞的教育體系，形成高水平的人才培養體系，將勞動教育確定為全面發展教育的重要組成部分。就目前來說，勞動教育在學校、家庭和社會中都有弱化，中小學生課程設置中沒有勞動教育課，勞動實踐的機會很少、勞動意識匱乏，導致了一些學生不會勞動、不珍惜勞動成果、生活自理能力差，很難實現學生的全面發展。高中生物學科是一門以實驗為基礎的自然學科，也是高考中很重要的一門學科。因此，以生物學為基礎開展勞動教育，不僅可以提高學生對生物學知識的理解能力，而且也可以培養學生的勞動意識和實踐能力，增加生物學科學生的參與度和興趣性，從而提高了學生的生物學素養和勞動素養。

6.4 以生物學科實驗為基礎的學生勞動能力的培養途徑探索

6.4.1 構建學生勞動教育觀念

對中小學生開展勞動教育的目的是將科學文化知識與勞動實踐結合起來，引導學生積極參與家務勞動，學校社會實踐，培養學生的勞動觀念，促進青少年健康的成長。美國著名的教育家約翰·杜威提出“做中學”思想，他認為這樣可以使學生將知識的學與用有效結合起來，讓學生真正體會到學習的收獲與樂趣。高中階段正是學生形成正確人生觀、價值觀的關鍵時期，生物學科的核心素養要求學生通過相關學段和課程的學習，具備能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。通過生物學科中實驗的操作與創新，不僅能提高和積累學生的生物學方法和技能，也有助于學生對生物情感態度與價值觀的進一步升華。所以，教師可以結合高中生物學科核心素養努力培養學生正確、積極的勞動觀。

6.4.2 開設以實驗為基礎的勞動課程

現階段許多高中學校的生物學實驗室基本能夠滿足學生分組實驗的設備要求，但是由于課時安排較少，大部分實驗只停留在讓學生能按照課本實驗步驟完成實驗的階段。根據學科核心素養對學生理性思維和科學探究的要求，學校可嘗試增設基礎實驗課和課外拓展實驗課等類型的勞動教育課。如在泡菜制作實驗中，可以讓學生先成功制作出泡菜，然后讓學生開展不同條件、不同原料配比的拓展探究實驗，這樣既能保證學生有充足的時間完成課本實驗的操作，又能讓學生在原有實驗的基礎上對實驗進行改進和探索，大大激發了學生的學習興趣，也使勞動教育課不流于形式，增強了以生物學科為基礎的勞動教育的時效性。

總之，學校和老師在勞動教育的實施中，注重了文化知識傳授，弱化了勞動實踐。廣大教師可嘗試結合學科特點，開展形式多樣的勞動教育課，豐富勞動教育的類型，增強勞動教育的實效。