“探究洗手液用量对洗手效果的影响”活动方案与实施

（合肥市第五中学 安徽合肥 230001）

1 活动背景

饭前便后洗手是良好的卫生习惯之一。在2020年疫情背景下，洗手的重要性更是不言而喻，关于洗洗手的时间、洗手液的选择、洗手的步骤等各种建议很多。每一种建议是否具有科学的数据支撑呢？这些都引起了学生的兴趣。经过微生物实验室培养相关内容的学习，学生已经掌握了微生物实验室培养的基本操作，于是拟定课题：探究洗手液用量对杀菌效果的影响。这也符合教材提出的生活化课题的建议。所有的材料用具及实验条件均由学校实验室保障。

2 活动意义与目标

本节活动课利用生活化课题，体验科学探究的一般过程，提升科学思维和科学探究能力，并进一步巩固微生物的实验室培养基本操作。同时，通过菌落的观察与计数，认识到手部细菌的存在，从而养成正确洗手的好习惯。

3 活动实施过程

3.1 提出问题

教师创设情境，引导学生思考勤洗手对防止疾病传播的意义。接着，引出本节课的研究课题：探究洗手液用量对洗手效果的影响。

3.2 学生查阅资料

经过查阅相关资料，学生了解到，日常生活中细菌无处不在，手上沾染的细菌类型较多，主要以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌等为主。这些细菌可以导致人体出现腹泻、脓肿、肺炎等疾病。洗手液中含有水杨酸、对氯间二甲苯酚、苯扎氯铵、复合醇、聚六亚甲基双胍酸盐、α-苯基苯酚、多种生物提取物（比如马齿苋提取物）等杀菌抑菌成分，可以破坏病原微生物的结构，对细菌具有较好的杀伤作用，降低传播的风险。因此，用洗手液洗手可以起到较好的除菌效果。

3.3 设计实验方案

教师引导学生思考自变量控制、因变量的转化和测量指标、实验组数、是否需要设置对照、结果的统计等。学生分小组讨论分析，并设计具体的实验方案。

3.4 分组实施

经过讨论后，学生分组实施实验。以下为其中三组截然不同的实验方案：

方案一：洗手后“按手印”法。

该组学生采取最为直接的方式进行检测。选取学生6名，分为0 g、1 g、2 g、3 g、4 g、5 g组，每组学生用对应质量的洗手液洗手1 min，然后将左、右两只手在普通细菌培养基上按压2 s接种。恒温培养36 h后，观察统计菌落数目。最后，根据手部细菌残留判断洗手液的杀菌效果。

方案二：洗手液与培养基混合法。

该组学生考虑到手部细菌种类较多，生长条件、繁殖速度不一，不利于全部统计。因此以大肠杆菌数目作为检测指标，将灭菌后的伊红美蓝培养基与洗手液混合，倒平板。以洗手污水作为手部菌种来源，取1 mL洗手污水涂布接种于不同组培养基上。一段时间后，统计平板中大肠杆菌的菌落数，计算平均数，绘制柱形图。

方案三：洗手液和无菌水共同作用。

选取一起打篮球学生16人。其中，1人为对照组不洗手，15人分为A、B、C、D、E共计5组，每组3人。在洗手方式、时间相同前提下，使用1 g、2 g、3 g、4 g、5 g不同量的洗手液。然后，立即将洗过的手放入100 mL无菌水中冲洗30 s，从而获得未被洗手液去除的细菌液，摇匀后进行接种涂布。恒温培养36h后，对菌落计数。

3.5 结果与讨论

经过一番计数和统计之后，各小组都获得了不错的实验结果，并通过各自的形式展示出来（表1、表2、图1）。

表1 方案一的实验结果记录表

表2 方案三的实验结果记录表

从实验结果上看，各小组的结果在数据上都显示需要足量的洗手液才能达到完全杀灭手部细菌的作用，如第三组显示3 g及以上用量，基本上可完全杀灭细菌了。因此，洗手液要足量，但也不必浪费。但是由于每组的实验方案不同，导致每组的数据结果之间横向比较并没有意义，如同样3 g洗手液放入100 mL培养基中和直接洗手，效果肯定不一样。建议教师指导学生缩小洗手液的浓度范围，并利用SPSS等软件进行分析，从而得到更加准确地洗手液用量，为日常洗手提出具体的指导意见。

从学生的实验方案上看，本次活动中学生的实验方案类型单一。上述的3个小组都选择了菌落计数的方式进行实验观察。教师也可以联系血细胞计数板的使用，引导学生考虑直接在显微镜下计数的方法进行统计，这与教师的引导技巧以及小组数有关，活动课由于人数限制，导致小组数不足，不能尝试更多类型的探究方案。此外，各组学生的实验方案普遍不够严谨。第一组的方案最为直接，由于手部一般比培养基大，很难保证每个部位都接触到培养基，尤其是不易洗干净的褶皱部位，从而造成误差。另外，每一位学生的手部初始细菌都不尽相同，不易控制好单一变量。第二组为了简化统计结果，将杀菌效果转化为培养基中大肠杆菌的菌落数，这种转化使得因变量过于单一，人手部的金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌等都会导致人患病。所以，单一统计大肠杆菌让液用量与洗手效果之间的关系对应不够精准、科学。另外，洗手液与培养基混合不易摇匀，洗手液可能未完全溶解在培养基中，这些都会影响菌落的生长情况，且摇匀过程中易产生气泡，导致培养基平板周边有较大气泡。该组学生后来发现可以通过灼烧干净的镊子，轻触气泡使气泡破裂。第三组的方案稍显严谨，但是人数众多也造成平板数众多、实验操作繁琐等问题。另外，洗手后要将手部立即放入无菌水中，这对实验方案的统筹实施也提出挑战。可见，学生的科学探究能力仍有很大提升空间。平行实验组较少是各个小组的通病。根据课本建议，应该选择菌落数在30～300之间的平板进行统计，但实际上，各个小组的结果中，不是每个平板都符合计数要求，从而导致实验结果不够精确。这个问题与实验室的大小、活动课的时间安排等限制都有关系，若有条件的学校可组织学生进行更大规模、更加全面的探究活动。