基于核心素養的微生物與食品發酵的實踐活動探究

陶彬彬

摘要：培養學生的核心素養是當下教育領域的熱點，通過組織學生開展微生物與食品發酵的實踐活動，在學生親自動手制作傳統發酵產品的同時促進學生形成生命觀念，培養學生科學的探究思維，提高社會責任感及其他生物學科核心素養。

關鍵詞：核心素養? 實踐活動? 科學探究? 食品發酵

新一輪的高中生物課程改革明確提出，高中課堂教學不能以傳授知識作為唯一目的，在教學的過程中要注重培養學生科學的研究方法、科學的探究精神，發展學生終身學習的能力，即高中生物教學的實施應該以“立德樹人”為方向，以發展學生生物學核心素養為目標?！?017年版普通高中生物學課程標準》中明確提出生物學科核心素養主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面。在此背景下，開展探究性實驗是落實培養生物學學科核心素養的一種最好的方式，在精心設計的科學探究活動中逐步培養學生的思維創造能力和社會實踐能力，從而逐步提升學生的綜合素質。

一、源于生活的課題背景的選擇

生活中處處都蘊藏著生物學知識。微生物個體微小、種類繁多，人們利用微生物制作饅頭、泡菜、米酒、果酒的歷史源遠流長，在生活中我們也經常食用這些發酵食品，高中生物課本選修一中也有相關專題的介紹。我們選擇了與生活聯系較密切的幾個課題進行探究，讓學生在實驗室中親自動手制作這些傳統發酵食品。在生物實踐活動課題的選擇中，我們不僅考慮生物與生活的緊密聯系，同時注重滲透STS教育（STS教育強調科學技術在社會生產生活和人類發展中的應用），希望學生在生產生活實踐中切實體會到生物技術的發展給人類生活帶來的影響，通過實踐活動培養學生的社會責任意識和擔當能力，進而豐富生物學科核心素養的內涵。

二、實踐探究活動的開展

課前布置學生搜集整理相關資料的任務，然后觀看視頻了解食品發酵制作的一般過程。教師重點介紹與課題相關的微生物代謝特點：與葡萄酒制作有關的酵母菌是兼性厭氧型生物，代謝的適宜溫度是20 ℃左右;米酒的釀造其實是根霉菌和酵母菌共同作用的結果，其中根霉菌是需氧型生物，30 ℃～35 ℃條件下繁殖快，米酒甜味的程度與根霉菌代謝產生的淀粉酶量緊密相關;與酸奶制作有關的乳酸菌是一類厭氧型微生物。在介紹相關知識的過程中，對學生進行結構與功能觀、物質和能量觀等生命觀點的滲透。

核心素養下的科學探究離不開問題的導向和驅動。教師可利用相關問題的設置引導學生積極思考，利用原有的知識儲備，在問題設置中不斷更新知識、改進學習方法和發展思維。如我們就學生觀看的視頻中的實驗過程和結果提出相關問題（如表1），讓學生在相互討論中分析原因。此環節的設置不僅僅讓學生體會到科學研究的嚴謹性和邏輯性，同時也能激發學生的潛能，調動其解決問題的積極性并培養學生的科學思維能力。

實踐活動操作煩瑣，耗時較長。為了能確保實驗在有限時間內順利完成，在課前我們會召集小組成員，根據本節實驗課題，確定相關實驗材料。由于實驗開展需要很多新鮮的材料和大量的器具，操作過程中要求較高的衛生條件，我們將小組成員分成三組：第一組成員負責在上課前去超市采購新鮮的食材（如：葡萄、酸奶、鮮奶等）;第二組成員負責實驗所用的玻璃器具、鍋、碗、筷等工具的清洗并消毒;第三組成員在上課前整理出一份實驗操作流程，尤其是安全操作提示。在實驗中，學生安全是第一，如實驗器具滅菌時要注意防止被燙傷，后期葡萄酒發酵過程中要定時放氣等。通過課前的充分準備，同學們在實驗室中有條不紊地按照實驗操作流程進行。

為了確保每位同學都能參與實驗的各個環節，每一次實驗課以上三組成員都要交替輪換。這種小組合作的學習形式有利于學生獲得更好的實踐體驗，加強彼此間的合作與交流。

三、核心素養在實踐活動中的提升

教學任務重、教學時間緊是一線教師的共同壓力，實踐活動的不足則是生物教學的普遍現象。傳統的高中生物課堂，這部分內容老師一般都是通過課件講解和播放視頻的形式完成。在這種學習模式下學生雖然也能掌握相關知識，但學生的綜合素質沒有得到充分發展。隨著新課改的深入，核心素養已經成為評價學生的主要指標。因此，教師必須在傳授知識的基礎上真正落實對學生的核心素養的培養和發展。通過實踐課中相關活動，學生知道了很多有趣的事實經驗：葡萄酒制作在20 ℃最適宜，而米酒的制作最適溫度卻是36 ℃;葡萄酒制作過程中要排氣，但米酒的制作不需要排氣;排氣時只是擰松瓶蓋但不完全打開瓶蓋。在實踐活動中學生通過觀察、對比和分析，自然而然形成了生物發展與環境相適應的生命基本觀念，并獲得了運用生命觀點解釋生命現象、解決實際問題的能力。如25℃條件下制作的米酒酒味濃但不甜實際上是酵母菌比根霉菌繁殖旺盛所致;制作好的米酒上的白毛實際上就是根霉菌的菌絲，可以安全食用。通過了解這些生命現象、生命規律和內在本質，逐漸培養并形成相應的生命觀點，從而讓學生正確地理解生命世界、解釋生命現象。這對于培養學生尊重生命和熱愛生命的價值觀有重要意義。

在實踐活動中，學生通過親自動手制作酸奶、米酒、泡菜等發酵食品，體驗了成功的快樂，充分調動了學習積極性，這充分體現“以學為本，以生為本”的教學觀。學生通過實踐活動，獲得了科學實驗設計的能力，如：米酒制作中煮熟的糯米冷卻至30℃左右而不是在高溫或者徹底冷卻后再拌酒曲。通過小組合作學習模式，在與他人合作和交流的過程中讓學生彼此之間取長補短，有利于對他們的批判性思維和科學探究能力的培養。同時，在互助、交流、分享的過程中也培養了學生的合作精神、集體主義精神，這些都是發展學生生物核心素養的充分體現。

生物核心素養的發展是基于生活體驗和理解的。只有將知識、技能回歸到個人生活、社會生活的具體情境中，去探究和實踐，才能落實核心素養的培養。微生物與我們的生活息息相關，涉及我們的飲食、衛生、環境保護等很多領域。通過實踐活動的開展，學生進一步了解了微生物的生活習性，微生物與人類之間的關系，從而可以主動宣傳生命安全、飲食安全、環境保護等問題。這有利于學生樹立學科學、用科學的意識，提高社會責任感，從而全面豐富學生的核心素養。

參考文獻：

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