基于微型實驗的“果酒的制作”教學設計

孫錫英　湯向榮

[摘要]微型實驗取材方便、操作簡易、微量效果好，在時間緊、任務重的高中生物課堂教學和學生科學素養培養中具有不可替代的作用。以微型實驗為實驗教學的載體，實施果酒制作的教學，使學生掌握相關知識的同時領悟科學探究的過程與方法，培養綠色環保理念。

[關鍵詞]微型實驗；果酒制作；生物教學；教學設計

[中圖分類號]G633.91 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）23-0087-02

一、教材分析及教學設計思路

“果酒和果醋的制作”是人教版高中生物選修1《生物技術實踐》專題1《傳統發酵技術的應用》的第1節內容。選修1教材以實驗設計和操作實踐為載體，注重學生科學探究能力的培養。本節的教學重點是掌握果酒制作的原理，設計實驗裝置并制作果酒，教學難點是制作過程中發酵條件的控制。

“果酒的制作”以酵母菌的細胞呼吸為知識基礎，為必修1“細胞呼吸”知識點的延伸與拓展。通過熟悉果酒制作原理與親手實踐釀酒，明確酵母菌的兩種呼吸方式，培養學生實驗設計能力和動手能力，提高學生的學科素養。因此，為保證實驗課的正常開設，筆者對該課內容進行分解和結構調整，整合基礎知識，采用微型實驗進行實驗教學，通過學生親身體驗與實踐，不僅檢驗和深化所學知識，加深對書本知識和社會實踐的聯系，滲透STS教育，而且能激發學生的學習興趣和探究熱情，有利于增強學生的實驗能力和培養學生的創新精神與綠色環保理念，提高學生的科學素養。

二、學情分析

筆者所在學校為江蘇省四星級重點高中，學生基礎知識扎實，思維敏捷，學習能力較強，具有較強的求知欲望，但生源來源較廣，多數來自農村初中，由于農村初中主、客觀因素的限制，學生實驗開設不足，甚至根本不開，導致學生實驗操作水平較弱。因此在教學過程中，教師應適時引導，通過設置遞進式問題串，輔助學生進行自助式學習、探究。

三、教學目標

（1）知識目標：說出酵母菌的細胞呼吸方式，說明果酒的制作原理。

（2）能力目標：根據果酒制作原理設計制作過程，體驗果酒的實踐操作；通過對果酒制作的結果進行分析與評價，培養學生的實驗分析能力和嚴謹的思維能力。

（3）情感目標：通過生物微型實驗的開展，把預防污染的思想貫穿于生物教育的全過程中，有利于培養學生的綠色環保理念；通過果酒釀制歷史的追述，培養學生的民族自豪感。

四、教學準備

教師準備：（1）實驗器具：榨汁機、過濾器、紗布、恒溫箱、氣球、果酒酵母等；（2）多媒體課件。

學生準備：（1）實驗器具：發酵罐（小型玻璃瓶、飲料瓶為主）、少量的各種水果等；（2）知識儲備：細胞呼吸的基本知識、果酒的釀造歷史及原理等信息。

五、教學過程

1.創設情境，激趣設疑導入

投影展示各種果酒圖片和古詩《涼州詞》，通過對各種果酒的功效和釀制歷史的介紹，吸引學生的注意力，進一步通過“你想親自釀制一瓶專屬自己的果酒嗎？”的問題，激發學生的學習熱情，進而順利導入課題。

2.闡述意義，介紹微型實驗

首先，教師介紹微型實驗：以盡可能少的試劑獲取所需信息的實驗方法與技術。其次，介紹微型實驗的主要特點：實驗試劑微量化，實驗儀器微小化，可縮短實驗時間，減少藥品劑量，減少環境污染，安全性高。最后，向學生解讀綠色環保理念，說明本次實驗以微型實驗的方式進行學生實驗。

[設計意圖]讓學生了解什么是微型實驗及其主要特點，把預防環境污染的思想貫穿于生物教育教學的全過程中，培養學生的綠色環保理念。

3.問題助學，了解釀酒原理

PPT展示問題：（1）酵母菌的形態、結構、分布、種類各是什么？（2）酵母菌的代謝類型及代謝產物是什么？（3）酵母菌的適宜溫度是多少？（4）為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？（5）什么叫發酵？在現實生活中，酵母菌還有哪些應用？接著，引導學生閱讀教材，進行自主學習，總結問題答案并進行陳述，明確實驗原理。

[設計意圖]以問題串的形式，引導學生自主閱讀，促使學生學會分析資料，獲得所需知識，培養學生分析資料、獲得信息的能力；通過讓學生對問題答案的陳述，提高學生的歸納能力和語言表達能力。

4.小組合作，初探發酵流程

教師拋出問題：（1）你認為應先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？（2）應該從哪些方面防止發酵液被污染？（3）發酵過程中，為什么要將溫度控制在18～25～C？引導學生通過小組合作探究，討論問題，掌握果酒制作的發酵流程，解決發酵過程中可能出現的問題。

[設計意圖]在學生學習釀制果酒流程的基礎上，以具體的問題來引導學生思考，讓學生鞏固基礎知識，熟悉實驗過程，為實驗的順利開展做好鋪墊。

5.再度合作。制訂探究計劃

通過自己的歸納和教師的總結，學生已掌握果酒制作的發酵流程，教師指導學生在根據自我意愿選擇的實驗材料和微小器具的基礎上，制訂實驗計劃。在這一過程中，教師應引導學生通過思考、小組合作討論實驗設計中需考慮的具體問題，如你選擇的水果和發酵瓶（罐）在發酵過程中可能會遇到什么問題？怎么解決？從而順利完成實驗計劃的制訂。

[設計意圖]探究過程以教師引導為輔，學生小組合作探究為主，旨在充分發展學生的學習能力和科學素養。實驗設計中，學生根據自我意愿選擇材料和器具，增加了實驗的生動性，避免了實驗的單調枯燥，有利于激發學生的學習熱情，使得學生更積極、主動地參與實驗。同時，避開了教學時間和葡萄成熟季節不同的沖突，亦降低了學校的教學投入，更有利于實驗的開展、完成，以及與教學的有效結合。材料、器具的開放性選擇產生了更多的實際問題，這一過程有助于學生學會發現問題并解決問題，對學生科學素養的提高起到極大的促進作用。

6.人人參與，釀制個性果酒

水果種類豐富且每個人對水果各有所愛，因此，教師根據果酒制作的基本原理，提供不同果酒的原料、操作步驟及注意事項（見下表），指導學生依據自己喜愛的水果，制訂出制作果酒的計劃，并科學、嚴謹、有序地釀制屬于自己的個性果酒。

[設計意圖]通過釀制個性果酒的實踐操作，鞏固實驗原理，檢驗知識回歸，完善課堂結構。通過對實驗的調整設計，讓每個學生都參與動手實踐，使每個學生都得到鍛煉，動手能力得到真正的提高。嚴謹的實驗操作和豐富的實驗素材，促進了學生實事求是的科學態度和創新精神的培養，同時，也培養了學生的綠色環保理念。

六、教學反思

微型生物實驗并不是常規實驗的簡單縮微或減量，而是在微型化條件下對實驗進行重新設計與探索，以盡可能易得的材料、盡可能少的試劑和簡單的操作步驟來完成實驗，獲取相關的信息。本課教學打破教材結構，合理安排教學內容，使得課堂結構更完整，過程更流暢。

本課實驗相對安全、簡潔，由學生自備材料，故采取小組合作探究、個人獨立實驗的形式。在實驗過程中，讓學生自主選擇微型實驗器具和材料，一改傳統實驗的固定材料（葡萄）和機械化操作，使學生學習參與度、積極性更高，激發了學生的學習興趣與熱情。通過親自實踐，學生理解和形成了相關概念，培養了觀察能力、動手能力、創新精神和綠色環保理念。

由于是自選實驗材料，實驗過程中出現了一些問題，如蘋果、桑葚等材料在榨汁過程中沒有西瓜、葡萄出汁率高；榨汁剩余的殘渣不能物盡其用；微小發酵罐（瓶）的排氣問題較難解決；等等。問題的出現，激發學生主動去思考、去解決，通過討論，學生發現對于出汁率低的水果可以在榨汁時適當加些水，若水果本身甜度較小可適當加入些葡萄糖，有些水果發酵過程可適當補充酵母菌，用合適大小的氣球套住瓶口，能更好地解決排氣問題。這樣的學習過程更為開放，但又有具體問題輔助，整個課堂教學形散神不散，為學生的思維發散和學習能力激發創設了更大的空間。

（責任編輯黃春香）endprint