融合勞動教育的初中生物學跨學科實踐研究

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

摘：要：本文以“酒曲發酵食品的制作”為例，引導學生運用學科知識與跨學科觀念，了解酒曲發酵食品的相關知識，自制并完善發酵實驗裝置，使其在跨學科實踐的過程中掌握勞動技能，提高解決實際問題的能力，培養創新意識和實踐能力，發展其生物學學科核心素養。

2022年，教育部先后發布了《義務教育課程方案》和《義務教育勞動課程標準》，要求義務教育階段將勞動課程作為中小學生的必修課，體現了黨和政府對義務教育階段學生勞動教育的重視。同時，《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《義教課標》中首次設立“生物學與社會·跨學科實踐”學習主題，要求培養學生綜合運用多學科的知識和方法，解決實際問題的能力。《義教課標》根據義務教育生物學課程內容，提供了模型制作、植物栽培和動物飼養、發酵食品制作三大類的跨學科實踐活動。酒曲發酵食品的制作本身就是一種勞動活動，其以微生物發酵為核心，聯系語文、物理、化學等學科，要求學生綜合運用各學科知識，在制作酒曲發酵食品的過程中提高解決實際問題的能力，培養團隊的協作意識和創新意識，掌握勞動技能。

1“酒曲發酵食品的制作”跨學科課例設計

“酒曲發酵食品的制作”跨學科主題實踐活動的對象為八年級學生，其掌握了一定程度的生物學、語文、物理學科相關知識，但還沒有系統學習過化學學科。因此，學習任務只涉及簡單的化學實驗操作，不要求學生掌握化學反應的原理性知識。筆者基于《義教課標》要求和學生學情，以真實問題為驅動，設計以下四個學習任務。

1.1任務1：查找資料，了解酒曲發酵食品的歷史起 源和營養價值

教師展示蘭州本土酒曲發酵食品圖片，提出問題：什么是酒曲發酵食品？酒曲發酵食品有何營養價值？

酒曲發酵食品如何進入人們生活？學生結合教師提出的問題針對性地查找資料，了解并匯報酒曲發酵食品的歷史起源和營養價值。

設計意圖：教師通過讓學生查閱資料了解酒曲發酵食品的歷史起源和營養價值，既提高了學生收集、整理資料的能力，同時拓展了其生物學知識和歷史知識。課堂上學生根據收集到的資料進行展示和討論，學生在合作、交流中主動獲取知識，豐富其知識儲備。

1.2任務2：觀察酵母菌的發酵現象，明確其生存條件

學生在查找資料的過程中，知道發酵食品源于微生物的發酵現象，而酒曲中主要含有根霉菌、毛霉菌及酵母菌。教師緊接著介紹米酒和甜醅子的制作流程（見圖1）和發酵原理。

教師展示材料：酒曲發酵食品的制作需要先利用微生物將作物中的淀粉轉化為葡萄糖，該步驟被稱為糖化，葡萄糖在酵母菌的酶的作用下被轉化為酒精。在發酵過程中，糯米或燕麥中的蛋白質被分解為氨基酸，淀粉被分解為葡萄糖，接著少量的酵母菌又將葡萄糖轉化為酒精，最終制成香甜可口、營養豐富的發酵食品。酒曲中發揮主要作用的微生物是根霉菌，其最適的生長溫度為 ，而酵母菌主要用于分解葡萄糖，其在有氧環境下將葡萄糖轉化為二氧化碳和水，在無氧環境下將葡萄糖轉化為酒精和水。

教師提出問題：如何在實驗中觀察酵母菌的發酵現象，并檢測酵母菌發酵產生的物質？教師展示實驗器材，師生合作設計并進行實驗，完成實驗報告。

教師繼續提出問題：如何設計實驗探究酵母菌生長所需的最適溫度？學生在課后進行探究實驗，并在課堂上交流實驗結論。

通過完成以上實驗，學生可得出結論：酵母菌為兼性慶氧菌，在無氧和有氧條件下均可生存，其發酵能夠產生二氧化碳、水和酒精。室溫條件下，酵母菌生長繁殖速度較慢，其最適生長溫度為 ；溫度過高時，酵母菌生長緩慢甚至停止生長。

設計意圖：學生依據研究主題，結合相關的科學知識或生活經驗，創造性地利用簡易器材，設計可行的研究方案。在實施研究方案的過程中，教師應記錄實驗現象，分析實驗數據，引導學生逐步形成嚴謹求實的態度。

1.3任務3：檢測市場上符合食品生產標準的米酒和甜醅子的酒精度及感官品質

教師展示資料：符合食品安全要求的米酒酒精度應大于等于 0.5%vol ，符合食品安全要求的甜醅子酒精度應為 。教師播放視頻演示酒精度的測量方法：準備酒精計、溫度計各一支。將調制好的待測酒倒入潔凈、干燥的 100mL 量筒中，靜置數分鐘后等待酒中氣泡消失，將酒精計垂直懸空放入，同時插入溫度計，平衡約 5min ，水平觀測，讀取酒精度與待測酒的體積，同時記錄溫度。最終根據測得的酒精計示值和溫度，查表、換算成 時的酒精度。

接著，教師提供判斷米酒和甜醅子品質的標準（見表1），學生對照表格中的要求，從形態、色澤、滋味、雜質、酒精度等方面檢測不同品牌的米酒和甜醅子，并以檢測記錄單的形式展示結果。

設計意圖：學生能夠在檢測不同品牌米酒和甜醅子的實踐活動中掌握檢驗產品質量的方法，既掌握了跨學科知識，也提高了其實踐能力。

1.4任務4：合作制作米酒和甜醅子，設計發酵裝置

學生通過完成任務2，明確了制作米酒和甜酷子的一般步驟，教師根據制作過程中的注意事項提出問題串： ① 對于制作發酵食品所用的容器和食材，有何要求？ ② 是否酒曲的量越多，發酵效果越好？酒曲和糯米的比例是多少？ ③ 酒曲發酵食品的發酵溫度應在 左右，如何控制溫度？ ④ 如何控制發酵時間，以得到品質最佳的發酵產品？

學生討論得出：發酵食品對菌種要求嚴格，不能讓雜菌進入發酵裝置，可采用高溫煮沸的方式滅殺容器和食材中的微生物；應該嚴格按照酒曲說明書上的用量；可以在酸奶機中發酵，或靠近暖氣發酵，并用溫度計測量家中暖氣片附近溫度，保證溫度在 左右時，用棉被將發酵裝置包裹起來，放置在暖氣片附近；發酵過程中應每隔12h檢查一次，當觀察到糯米中間的小洞中出現清澈的液體且聞到酒香時，說明發酵成功。

學生合作制作米酒和甜酷子，并在發酵結束后檢測自制酒曲發酵食品的酒精度、形態、色澤、滋味和含雜質情況，分析發酵實驗是否成功。

教師提出問題：制作成功的發酵食品在室溫下會緩慢持續發酵，在不添加防腐劑的情況下應如何延長其保質期？學生討論得出方案：低溫保存或者煮沸后保存等。

設計意圖：如何設計發酵裝置是此項目的難點，學生基于生活經驗和已有知識設計方案，并在實踐中不斷完善、修正方案，最終基于實驗現象得出結論。學生在解決實際問題的過程中，內化并理解生物學知識，發展生物學學科核心素養。

2對初中生物學跨學科教學的思考

2.1挖掘本土生物學資源，捕捉跨學科素材

學生在八年級學習微生物類群和發酵技術相關知識后，對微生物在生產中的應用探究興趣濃厚，而來酒和甜醅子就是利用微生物的發酵制得的發酵食品。學生在日常生活中經常見到酒曲發酵食物，但對其發酵原理并不清楚。針對學生的興趣點，本課例將酒曲發酵食品的制作作為跨學科主題，并將其引入生物學課堂，讓學生在制作發酵食品的過程中理解發酵原理，提高勞動技能。教師在日常教學中可多挖掘學生身邊的生物學素材，并加以整合，進行跨學科教學。

2.2聚焦真實問題情境，尋找跨學科契合點

教育教學的最終目的是促進學生核心素養的發展，而核心素養是學生在真實問題情境中解決復雜問題時表現出來的能力與品格，因此教學應該根植于真實的問題或者情境。真實問題情境的跨學科主題側重在某一主題領域下創設真實情境，用具有趣味性和挑戰性的真實問題驅動不同學科相互協作，讓學生根據已有經驗主動去尋求新知識，將新知和舊知聯系起來，產生內化和應用，從而重建自己的認知結構。在這種方式下，跨學科不以“跨”為目的，各學科間也不是簡單的疊加關系，而是因解決問題的需要而聯系在一起，這就避免了跨學科程度不足和學科聯系牽強的情況，從而促進多個學科自然有機地融合。筆者以現實生活中學生感興趣的發酵食品的制作為跨學科實踐主題，引發學生的關注和參與。學生在追尋發酵歷史、理解發酵原理、設計發酵裝置、檢測發酵產品品質的過程中綜合應用了語文、生物學、物理、化學等學科的知識點，形成了健康飲食理念，掌握了勞動技能。

2.3堅持學科立場，提煉跨學科核心思想

跨學科主題學習必須立足學科本體，依托各自學科的知識基礎，只有堅持學科立場的跨學科，才能避免庸俗化和淺表化。3教師能夠統整課程內容形成主題，聯結生物學與其他學科、社會生活之間的內在關系，更加專注于培養“完整的人”。例如，“酒曲發酵食品的制作”的本質是發酵原理和發酵過程的控制，這意味著教師必須以發酵食品的制作為主線，以發酵歷史、發酵條件的控制、發酵產物的檢測等任務為線索，科學地融人其他學科和勞動技能教育，形成相互滲透、相互支持和相互促進的整體性學習主題。

參考文獻

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