基于科学探究的“制作米酒”概念教学探索

许晓云

摘要：本文通过创设情境、问题引导对“制作米酒”进行概念分析，通过科学探究的方法，分析米酒的制作原理、方法、过程和结果，旨在促进科学探究和生物技术两个重要生物概念的教学。

关键词：概念教学  科学探究  生物技术  制作米酒

一、概念分析与设计思路

“制作米酒”属于《人类对细菌和真菌的利用》中的一个生物技术问题，《生物课程标准》提出：“在教学中，教师要帮助学生形成‘微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群‘发酵技术利用了微生物的特性，通过一定的操作过程生产相应的产品这两个重要概念。”笔者认为，通过科学探究的方法设计和实施制作发酵食品的实验过程，并通过动手实践，让学生回归生活，体验生产，才能达到以下教学目标：通过演示探究酵母菌发酵现象，掌握米酒发酵原理，提出问题和做出假设;类比细菌和真菌培养的一般方法，利用知识迁移探究米酒制作的方法，创新学生思维;小组合作动手实践制作米酒，提高学生的合作能力和实践能力;关注生物科学技术的发展与人类健康、社会发展之间的关系，落实生命观念与社会责任。

二、基于科学探究的概念教学过程

1.课前探究，初步感知

米酒的制作需要2～3天才能有实验结果，为了在课堂上更好地交流，让学生对照实验探究过程中不同的实验条件和实验结果的差异，获得科学探究的完整体验。课前，教师要组织1～2组学生（每组5～6人）提前进行实验探究，然后教师应巧妙设计实验报告单，激发学生多元化、开放式思考，培养学生的创新精神。

2.情境激趣，回顾设疑

在课堂上，教师展示了课前小组制作的糯米酒，通过看、闻、品尝煮过的酒糟，激发学生的兴趣，然后设疑：“米酒是怎样制作出来的？”对这个问题提出假设，教师和学生需要回顾一些知识点，如：

教师问：“制作米酒需要什么原料？”

学生答：“糯米和酒曲。”

教师问：“酒曲的成分有哪些？”并出示安琪酒曲的成分图片：曲霉和酵母。

教师问：“这些属于哪种生物？”

学生答：“真菌。”

教师问：“糯米的主要成分是什么？它的作用又是什么呢？ ”

学生答：“淀粉……”

教师点拨：“米酒的制作过程可不可以看成是在糯米上培养真菌的过程呢？”

在把知识迁移到细菌和真菌培养的这个概念后，教师再与学生一起回顾细菌和真菌培养的一般方法。

3.演示实验，发现原理

在演示发酵实验时，教师可以让学生操作，并用手机拍摄，同屏到一体机上，每个小组桌面上都可以放置已经做好的实验，这样能让学生更好地观察到操作过程和实验现象。

教师问：“请看瓶中液体、气球分别有什么变化？你听到了什么声音，并说明产生了什么东西？”

学生答：“液体中有气泡和泡沫层。”

演示的学生答：“有气泡的声音，产生了气体。”

教师问：“这些气体通过澄清石灰水会让石灰水变混浊，那么，这是什么气体？”

学生答：“这是二氧化碳。”

教师问：“为什么要用温开水？”

学生答：“给酵母菌发酵提供适宜的温度。”

通过实验，学生填写反应过程（如图1所示），形成酵母菌发酵原理的生物学概念。

在探究酵母菌发酵原理之后，学生在教师的点拨下探知米酒制作的原料糯米和酒曲的作用，并利用簡化的方程式进一步介绍米酒发酵的原理，如图2所示：

4.问题引导，迁移探索

教师指导学生利用米酒的发酵原理，以及对照细菌和真菌培养的一般方法进行概念迁移，建议学生参考教材85页，设计米酒的制作过程，分组讨论完成表1：

完成设计后，学生分享讨论结果，教师对实验条件的控制进行点拨：

第一，浸泡和蒸煮糯米饭的目的是什么？

教师问：“糯米能为真菌提供什么？糯米能直接用来培养吗？它缺少了什么？”

学生答：“糯米能提供有机物——淀粉，可以作培养基。”

第二，为什么要把糯米压实并在中间挖一个洞，然后用容器密封？

教师问：“这几个步骤都是为了控制哪个实验变量？”

学生答：“氧气。”

教师问：“我们在探究米酒发酵原理时，淀粉发酵为葡萄糖的这个过程需要氧气吗？为什么？”

学生答：“需要氧气。因为这个过程是多种菌种共同作用的结果。如曲霉，需要在有氧环境下发酵，而且在有氧环境下，酵母菌可以更快地繁殖，为它无氧发酵提供条件。

教师问：“为什么要挖个洞？”

学生答：“挖个洞可以提供氧气，促进各种菌的生长，使淀粉发酵为葡萄糖，促进酵母菌更快的生长。”

教师问：“在酵母菌快速生长之后，要满足什么条件才能产生酒精？”

学生答：“需要无氧条件。”

教师问：“我们怎样处理才能给酵母菌无氧的生活条件？”

学生答：“压实米饭，可以排出米饭里的氧气，容器要密封，以免空气进入。”

第三，冲淋糯米饭、碾碎酒曲的目的是什么？属于细菌和真菌的培养的哪个环节？在操作时要注意什么问题？

教师问：“用凉水冲淋糯米饭的目的是什么？”

学生答：“降温，温度过高会把酒曲里的菌种烫死。”

教师问：“碾碎酒曲的目的是什么？”

学生答：“让酒曲里的菌种和糯米饭充分混合。”

教师问：“在接种时要注意什么问题？”

学生答：“控制温度，不要烫手。”

教师问：“我们可以用手背试试米饭的温度，暖暖的，不烫手为宜，这时的温度大概40摄氏度。还有需要注意的问题吗？”

学生问：“要注意不要污染杂菌，我看到其他同学做的米酒，长了很多毛和黑点。这个米酒应该不能要了。”

教师答：“这应该是霉菌长的菌丝和孢子。

如果污染了空气中的霉菌，长的毛就会更多，发酵时间超过六七天，就会长孢子，而且酸味重，喝了会拉肚子，所以接种的时间还要注意不要污染杂菌。”

通过教师问题的层层推进，在师生和生生互动中，学生产生了问题，自主生成生物学概念，完成了概念的迁移。

5.小组合作，动手实践

在实验设计引导下，各小组把糯米饭放入容器，将冷却到40摄氏度左右的糯米饭与碾碎的酒曲混合，把米饭压实，在中间挖一个洞，然后密封。教师在巡视过程中把学生的一些典型错误拍下来与大家分享。

6.回归课前，感悟责任

在探究实验设计的讨论中，教师提到如果没有控制好空气中的杂菌或者发酵时间过长，会让酒的品质下降，影响人们的健康。这时，教师可以播放一段卖假酒造成不良后果的视频，让学生意识到关注健康、关爱生命的重要性。

7.课内结合，拓展探究

课后，教师组织了发酵社团的学生进一步深入探究，通过师生交流、生生交流、网络搜集和文献检索，学生实验探究制作的灵芝保健酒获得了“广州市中学生发酵技术创新成果展示交流活动”一等奖。

三、教学反思

在“制作米酒”教学时，学生全程积极参与思考和实践，并穿插了健康、卫生、安全与责任教育，凸显了生物教学上的育人价值。同时，笔者以STEAM教学理念为核心，将数学、发酵工程技术和艺术等不同领域与生物教学融合。课前的社团活动，为本课的实施提供了实践基础;课中，以探究米酒制作的原理和方法为主线，通过类比，完成知识迁移，突出基本概念的教学;课后，组织社团学生进一步深入探究，成功地把课堂延伸到生活实际中。

参考文献：

[1]叶治平.初中生物学课堂生活化教学策略[J].中学生物教学，2019（14）.

[2]張亭竹.基于核心素养的初中生物学课堂教学模式优化策略[J].家长，2021（15）.

[3]廖树彩.活动教学在初中生物学教学中的实践研究[J].名师在线，2021（12）.

※本文系广东省教育技术中心2019年度教育信息化应用融合创新专项课题“基于STEM理念的初中生物资源库构建研究”研究成果之一，课题立项号：19JX06023。

（作者单位：广州市执信中学琶洲实验学校）