

[摘 要]文章以2023年6月浙江省高考生物卷第12題中的釀酒工藝為切入點,剖析其蘊含的傳統文化價值,為在高中生物學教學中融入傳統工藝,進而構建生物學知識體系、發展學生綜合能力、弘揚中華優秀傳統文化提出相關建議。
[關鍵詞]傳統工藝;高考生物試題;文化育人
[中圖分類號]" " G633.91" " " " [文獻標識碼]" " A" " " " [文章編號]" " 1674-6058(2024)23-0093-03
《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)和2020年出版的《中國高考評價體系》均明確指出要在生物學課程教學中繼承與弘揚中華優秀傳統文化[1-2]。黨的十八屆五中全會指出,傳統工藝作為中華優秀傳統文化的一部分,不僅凝聚著中國古人生活與生產的實踐智慧,也見證了中華民族輝煌燦爛的物質文明和精神文明[3]。但是,傳統工藝因缺少傳承人以及制作工序的復雜性而面臨失傳的風險,因此,亟須教師在學科教學中滲透傳統工藝文化,喚醒人們對傳統工藝文化的重視,將中華優秀傳統文化踵事增華。2023年6月高考生物學試題中,浙江省第11、12題,廣東省第1題,山東省第12、20題均涉及傳統工藝。本文以浙江省高考生物卷第12題為例進行剖析,在構建學科專業知識和發展學生綜合能力的同時,為弘揚中華優秀傳統文化提出相關建議。
一、對2023年浙江省高考生物卷第12題的分析
(一)原題呈現
小曲白酒清香純正,以大米、大麥、小麥等為原料,以小曲為發酵劑釀造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厭氧型微生物酵母菌,還有乳酸菌、醋酸菌等細菌。釀酒的原理主要是酵母菌在無氧條件下利用葡萄糖發酵產生酒精。傳統釀造工藝流程如圖所示。
關于小曲白酒的釀造過程,下列敘述錯誤的是( )。
A. 糖化主要是利用霉菌將淀粉水解為葡萄糖
B. 發酵液樣品的蒸餾產物有無酒精,可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測
C. 若釀造過程中酒變酸,則發酵壇密封不嚴
D. 蒸熟并攤晾的原料加入糟醅,立即密封可高效進行酒精發酵
參考答案:D。
(二)試題分析
小曲白酒釀造是傳統工藝的典型代表,該題將其作為情境材料,并以圖文結合的形式融入釀酒各步驟,在激發學生對傳統工藝的興趣的同時,圍繞“釀酒的發酵原理”分別考查發酵的底物、條件、產物的鑒定等相關知識,需要學生具備一定的獲取信息和分析歸納能力才能解答該題。但深入思考試題后,筆者發現“是否可從生物學視角窺見釀酒工藝中所蘊含的中華優秀傳統文化之價值?”這一問題值得關注。基于此,下文將從小曲白酒釀制工序入手,對其涉及的生物學知識進行重構。
二、知識重構
(一)綠色循環產優糧
谷物作為釀酒原材料在微生物群的輔助下參與發酵過程。生物與環境是不可分割的整體,對釀酒工藝來說,優質的原料離不開賴以生存的生長環境。在綠色種養循環模式下,谷物能夠就地或就近利用經好氧或厭氧發酵無害化處理后的糞肥或沼液,實現資源的最大化利用,從而達到減污與增產同效的目的,體現了綠色發展理念。一旦谷物的生長環境遭到改變或破壞,谷物也將面臨不利突變的被保留率升高的風險,嚴重時將會造成其淀粉、蛋白質和脂肪含量失調,導致產量和質量降低,同時還會造成微生物分解谷物原料所得到的發酵底物、芳香物質和抑制發酵的酸的含量與正常含量相差過大的情況,從而致使酒的品質和口感大打折扣。因此,釀酒以嚴格選擇與把控谷物生長的環境來保證原料的優質性。由此,學生可以領略生物與生物、生物與環境之間的相互依存之道,認同并踐行“保護環境、尊重自然”的綠色發展理念[4]。
(二)匠心獨運出精工
挑選的優質原料在泡糧、蒸糧、攤晾冷卻后,即可進行小曲糖化處理。小曲是一種以糧食谷物為原料制成的糖化發酵劑,內含各種微生物。其中,霉菌和其他細菌能為酵母菌的生長和發酵提供條件,在糖化過程中負責水解淀粉和產酸[5]。要想有條不紊地推進釀酒工序,需要釀酒者依照“微生物的培養”原理,嚴格控制培養的溫度與時間,否則微生物或將無法在最適合的溫度下發揮最佳作用,也可能因時間不足或過多而導致生長情況不佳,最終導致酵母菌無法正常生長與發酵[6]。在此過程中,釀酒者應守持“篤實專注、嚴謹執著”的態度,這正是工匠精神的集中體現,是塑造“質量興國”民族精神的關鍵之匙。
(三)賡續智慧傳文明
釀酒這一傳統工藝的關鍵步驟為發酵和蒸餾,其原理為酵母菌的無氧呼吸,酶在其中起催化劑的作用。釀造過程中,若密封壇處于有氧開封狀態,醋酸菌或其他雜菌就會進行有氧呼吸并產酸,進而影響酶的活性及酒的品質。在古時,偉大的勞動人民就已憑借自身的智慧,發現溫度與氧氣均是發酵過程中需要嚴格把控的關鍵因素,得出“發酵應密封,溫度需適宜”的結論,以此不斷改善傳統釀酒工藝。現如今,科研人員根據發酵所蘊含的生物學原理制造了自動控溫裝置和氧氣含量檢測裝置,依據發酵液溶質沸點的不同對其中間產物進行蒸餾,應用機械化設備直接分級提取乙醇和芳香物質,有效獲得高品質白酒,從而傳承中國傳統智慧,賡續千年科技文明[7]。
(四)革故鼎新創工藝
發酵工程與其他釀造工程有著密不可分的聯系。長久以來,一線技術人員堅持在傳承中創新,在創新中傳承,利用微生物發酵技術及其原理不斷推動以釀酒工藝文化為代表的中華優秀傳統工藝的傳承與發展。例如,在小曲白酒的釀造過程中,若將密封狀態解除,醋酸菌則會發揮發酵作用,在氧氣充足的情況下直接或間接將乙醇轉化為乙酸。在此基礎上,釀酒者充分發揮其創造力,創新性地發展釀醋工藝。科學家對該工藝展開進一步的研究后,發現假絲酵母或黑曲霉等微生物發酵可制得檸檬酸,由此制造出食品添加劑,為人類的生產生活帶來便利[8]。立足當下,廣大科技人才正是在文化傳承中銳意創新,找尋并完善傳統發酵工藝的成功之道。
三、教學建議
(一)立足基礎知識,滲透傳統工藝
高考生物學試題圍繞傳統釀酒工藝,串聯生物學基礎知識要點,在文化育人與學科育人上實現雙層增效。在課堂教學中,體驗中華優秀傳統文化與內化生物學知識也需要齊頭并進。以“細胞中的生物大分子”概念教學為例,教師參考《課程標準》對概念進行分類(見表1),通過“釀酒原料與環境的聯系”這部分內容引導學生形成綠色發展意識,而后通過“原料與釀酒風味的聯系”引導學生理解各生物大分子在細胞中所起的作用,從而形成次位概念1、2、3,再通過引導學生理解環境破壞使谷物不利突變的被保留率升高,從而影響酒釀品質,幫助其形成次位概念4,由此建立重要概念、構建大概念[9]。此舉在傳授學科專業知識的同時,向學生傳遞出了中華優秀傳統文化中的綠色發展理念。
(二)踐行傳統工藝,感受傳統文化
上述試題中所考查的“發酵過程中變酸”等現象是學生在實踐中常遇到的問題。然而,在實際的生物學課堂中,學生親自體驗中華優秀傳統工藝的機會寥寥無幾。因此,學校與教師應善用各種與生物學相關的傳統工藝資源,聯系本地實際積極開發校本課程,創建傳統工藝實踐課堂,帶領學生進行項目式學習,在生物學實踐課堂中領悟中華優秀傳統工藝的魅力。例如,在帶領學生體驗釀酒工藝的發酵過程中,教師組織學生分別體驗不同時間、溫度、密閉程度條件下的酒釀口味,幫助學生理解“酶活性的影響因素”“酵母菌的無氧呼吸”等相關知識,引導學生認真且嚴謹地學習釀酒所涉及的各道工序,讓學生在嚴格把控釀酒條件的過程中真正感受到其所蘊含的工匠精神,向學生傳遞崇尚勞動、務實肯干的價值取向。
(三)拓展傳統工藝,構建知識體系
在教學中,教師可以對高考試題所涉及的傳統釀酒工藝相關內容進行拓展,充分調動學生的分析與歸納總結能力,引導學生在中華優秀傳統工藝文化的熏陶中構建生物學知識體系。這不僅能開闊學生視野,也有利于對其社會責任的培養。例如,在“酶活性的影響因素”教學中,教師以傳統釀酒工藝為情境貫穿課堂,指出若選擇的材料脂肪含量過高,則水解增酸快,最終會導致酒的口感受到影響,引導學生結合相關知識推理出“pH值是影響酶活性的因素”;提供釀酒過程中酵母菌最適宜生長的溫度,以及不同溫度下酒的不同品質等相關資料,引導學生結合教材中“酶的化學本質”和“酶的熱變性”等知識點推理出“溫度是影響酶活性的因素”[11];并且,以傳統釀酒工藝為教學內容,也有利于為學生后續的選擇性必修3中“發酵工程”這一知識模塊的學習打下基礎。
(四)遷移工藝情境,靈活發散思維
廣大科研人員通過深入研究釀酒工藝的原理不斷創新發酵工程。而在教學中,教師可將此作為工藝情境,實現知識遷移,從而增強學生思維的創新性,發展其科學思維與科學探究能力等核心素養。例如,在學習釀酒工藝之后,學生對其原理有了一定的了解,此時教師不失時機地提出相關疑問:除白酒外,利用微生物發酵原理還能制作出哪些食物?學生可能回答:葡萄酒、醋、泡菜、酸奶。教師乘勝追擊,讓學生充分發揮其自主性,自行設計實驗,一起討論實驗的可行性,這一過程能夠充分體現學生的主體地位。另外,教師也可通過講授發酵工程的發展史,讓學生體會傳統工藝的創新發展過程。這有助于學生在體會中華優秀傳統工藝所蘊含的創新精神的同時,靈活有效地發散思維,不斷增強思維的創新性[12]。
[" "參" "考" "文" "獻" "]
[1][9][10]" 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準:2017年版2020年修訂[M].北京:人民教育出版社,2020.
[2]" 教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京:人民教育出版社,2019.
[3]" 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要[M].北京:人民出版社,2016.
[4]" 習近平.高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗:在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告[N].人民日報,2022-10-17(1).
[5]" 梁敏華,趙文紅,白衛東,等.白酒酒曲微生物菌群對其風味形成影響研究進展[J].中國釀造,2023(5):22-27.
[6]" 歐陽亞彬,李洋. 從“生態”邁向“零碳”川酒書寫綠色新表達[J]. 經營管理者,2022(2):36-38.
[7]" 宿萌.傳統白酒釀造工業化、機械化發展研究概述[J].釀酒科技,2020(2):87-91.
[8]" 張泳.生物發酵在食品添加劑中的開發利用現狀[J].食品安全導刊,2022(20):165-167.
[11]" 鄭曉璇.指向大概念的論證式教學:以“光合作用與能量轉化”的復習為例[J].生物學教學,2023(7):18-21.
[12]" 楊晶晶.論高中化學教學中的創新思維及創新能力的培養方式[J].考試周刊,2023(21):131-135.
(責任編輯 羅 艷)