融入地方特色资源的化学项目式教学

何羽晴 唐劲军 申银群 邓法

摘要：以揭秘桂林三花酒的酿造为核心驱动性问题设计项目式教学，通过“体验自制米酒”“酒品简易检测及酿酒原理分析”“分析三花酒工艺”三个任务，引导学生应用学科知识分析解决实际问题，从中感受地方特色资源与有机化学反应的价值，促进学生对地方文化的理解，发展学科核心素养和人文素养。

关键词：地方特色资源；项目式教学；桂林三花酒

文章编号：1008-0546（2022）12-0055-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.014

项目式教学以驱动性问题为出发点，将学生学习置于有意义的问题情境里，学生通过分析真实问题、完成项目任务来建构项目承载的科学知识和科学方法。[1]选取地方特色资源作为项目式教学的素材，在真实问题的解决中发展学生学科核心素养。桂林三花酒被誉为“米酒之王”，是桂林人的骄傲，[2]蕴含着独特的酿酒文化与化学知识，是地方特色资源的典型代表。本文以揭秘桂林三花酒的酿造为核心问题设计项目式教学，为地方特色资源融入化学教学提供参考。

一、项目选题

“简单的有机化合物及其应用”是高中化学必修的重要内容，也是学习有机化学的基础。在鲁科版必修第二册第3章“自制米酒”微项目中，教材在资料卡片中介绍中国传统酿造工艺，仅作为拓展性学习材料，但未用于完成项目任务。本研究在自制米酒基础上，增加酒品简易检测及酿酒原理分析和分析三花酒工艺两个任务，引导学生从官能团的结构认识有机物性质，从醇的催化氧化反应、酯化反应角度理解酿酒原理，在酿酒工艺中感悟化学在生产生活中的价值，丰富学生的学习体验，发展学生的学科核心素养。

二、教学目标

1．在酿酒实践活动中了解乙醇、乙醛和乙酸等简单有机物，分析其在反应中的断键方式，建立从官能团和化学键角度分析有机物结构、性质及转化的思路，发展宏观辨识与微观探析素养。

2．通过自制米酒、蒸馏、酒品简易检测等探究活动，分析酿酒中的问题，形成应用学科知识解决实际问题的能力。

3．以学科视角分析桂林三花酒酿造工艺，调研三花酒的发展历史，理解家乡文化，提升人文素养。

三、项目流程

学生通过体验酿酒过程，检测自制米酒和三花酒的品质及分析酿酒原理三个项目任务，构建基于有机物官能团、化学键视角分析其化学性质的一般思路，运用学科知识分析三花酒酿造工艺。同时，在项目学习中指导学生调研三花酒的发展历史，理解家乡文化，发展人文素养，从而落实学科育人（见图1）。

四、项目实施

任务一：体验自制米酒

【教师】桂林三花酒作为地方特产，受到了越来越多的关注，如果你是酿酒师，将如何揭开桂林三花酒神秘的面纱？

【学生】在课前通过网络、书籍和资料等方式查阅米酒的酿造方法，收集整理；5人一组，共8组，自制米酒，其过程见图2。

【教师】结合实践体验，自制米酒成功的关键步骤是什么？

【学生】（1）蒸熟后的稻米务必冷却至室温再撒酒曲；（2）撒酒曲时要搅拌均匀，确保绝大部分米饭都被撒到；（3）放人坛中的米饭中间留出空隙以便发酵；（4）采用适当保温措施，使发酵时温度保持在36 cC左右，不宜过高或过低。（5）做好密封检查，防止乙醇被过度氧化。

任务二：酒品简易检测及酿酒原理分析

【资料】白酒是一种嗜好型酒精饮料，具有食品通用的质量评价体系，包括常规的理化和安全性指标以及感官评价指标。其中理化指标主要包括酒精度、总酸（以乙酸计）、总酯（以乙酸乙酯计）和固形物，以及能够突出不同香型白酒风格特征的指标；感官指标包括色泽、香气、口味及风格特征。[3]

【教师】综合考虑实际情况，我们选择理化指标的酒精度和感官指标来做自制酒和三花酒的对比。

【资料】酒精度是指温度在20℃时白酒中乙醇含量的体积百分数，以100 mL饮料酒中含有乙醇（酒精）的毫升数表示，计量单位为%vol。现行白酒中酒精度的测定方法是GB 5009.225-2016《食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定》，[4]其中适用于白酒中酒精度的测定有两种方法，一是密度瓶法，二是酒精計法。

【视频展示】密度瓶法和酒精计法的原理和操作说明。

【学生】综合比较应选择酒精计法。向溶液中放人酒精计，再轻轻按一下，不能接触量筒壁。同时插入温度计，平衡5 min后，水平观测，读取示值。同时记录温度，根据测得的酒精计示值和温度，换算成20℃时酒精度。

【教师】因使用化学实验仪器进行蒸馏，且未成年人禁止饮酒，所以白酒感官指标中的口味无法直接评定，我们如何在课堂上解决这一问题？同学们还记得三花酒名称的由来吗？

【学生】三花酒人坛、人瓶、人杯均能泛起晶莹剔透的酒花。

【资料】堆花：摇动透明盛酒容器后，酒液表层所形成酒花的堆积厚薄度。酒花与酒质之间也存在着一定的对应关系，同一酒精度酒花越小、越均匀，堆花越厚、堆花时间越长的酒龄相对也长，酒口感会比较柔和、圆润丰满。[5]

【探究实验】以小组为单位，汇报酒精度、香味、色泽、堆花对比情况。

（1）自制酒和三花酒的酒精度测量，记录，见图3。

（2）自制酒和三花酒“堆花”操作对比，记录，见图4。

【问题1】白酒的品质由什么决定？结合所学知识，酿造过程发生了什么反应？

【资料】

【小组讨论】根据资料卡片及调查研究，对上述问题发表自己的看法，畅所欲言。

【问题2】白酒中除了乙醇，还有哪些物质？这些物质是如何产生的？

【学生1】乙酸、乙酸乙酯和其他酯类等，由于乙醇与乙酸等进一步发生了化学反应。

【问题3】回顾乙醇的化学性质及其对应的断键位置，你是如何理解的？

【学生2】乙醇能燃烧，具有还原性，发生氧化反应。

【学生3】乙醇上的羟基能被取代，发生取代反应。

【方法引导】除了燃烧，乙醇还能发生其他氧化反应吗？每个反应发生的断键位置是一样的吗？请根据提示完成球棍模型模拟断键位置。

【总结】以小组为单位，总结酿酒反应中有机化合物断键位置，如图5所示。

任务三：分析三花酒工艺

【教师】播放视频（视频来源：电视台“广西故事”栏目中的20170826期寻味老字号·桂林）。

【问题4】根据视频以及所学内容，三花酒酿造工艺中有哪些关键条件？

【学生4】漓江，特别是象鼻山的江底深潭涌出的地下泉水，质地纯甘，无怪味，含微量矿物质，为三花酒提供了优良的“酒中之血”。

【学生5】酒曲，由桂林市郊特有的酒药草混合制成，香气浓郁，是三花酒特有的“酒中之骨”。

【学生6】三花酒酿成后，一般要装入陶瓷缸内，存放在天然岩洞中，进行窖藏；让它变成陈酿，使酒质更加醇和、芳香。

【问题5】桂林三花酒中原料、酒药草、独特窖藏是三花酒的关键酿造工艺，它们是如何影响发酵过程的？

【资料】

（1）无机盐主要有N、P、K、Na、Mg、Ca、Zn等元素，N合成菌体原生质和酶；K可以促进酵母细胞的增大；在发酵过程中，几种糖酵解酶有Mg“的存在，可以刺激酵母的活力，Ca、Zn具有相似效果。[6]

（2）醋酸是白酒的主要香味成分，同时也是酯的承受体，是丁酸、己酸及其酯类的前体物质。但醋酸含量过多，会使白酒呈刺激性酸味，醋酸对酵母的杀伤力也极大。醋酸菌生长繁殖的适宜温度为28℃～33℃。[7]

学生分小组分析视频和资料，在教师引导下展开讨论。

【小组1】漓江水中含有矿物质，刺激酵母活力，提升糖转化率，即提升乙醇生成率，帮助提升酒的口感。

【小组2】酒药草能帮助乙醇抗氧化，同时抑制杂菌生长，提高乙醇生成率。

【小组3】独特的窖藏条件——洞内恒温恒湿，使乙醇分子活性适中，既不会过量氧化生成过多乙酸而影响口感，也不会发酵不充分，残留醛类等有害物质。

【教师】大家通过本节的学习，揭开了我们家乡三花酒独特工艺的秘密，但它的秘密还远不止这些，请大家课下以小组为单位调研三花酒的历史文化，整理成调查报告，并进行汇报展示。（提供三个方向：①了解三花酒的发展；②调查三花酒的生产与销量状况；③参观三花酒工厂，实地考察三花酒的批量生产）。

【项目评价】

见表1。

五、项目反思

本课例以桂林三花酒的酿造为素材设计项目式教学，以真实问题为驱动，激发学生的探究兴趣；通过整合设计课内外实践活动，让学生经历完整的探究过程，在项目学习中掌握学科知识、发展能力。同时，应用课堂表现性评价量表检查学生对化学知识、学科思维方法的理解及应用情况，提供项目教学实施的评价与反馈。在运用化学知识和技能，分析、解决实际问题的过程中，形成有机化合物性质的认识思路，促进学生对地方文化的理解，发展学科素养和人文素养。

饱含文化实践成分的化学过程，在教材中只是一些抽象的符号，消隐了绝大部分人类实践过程的文化基因。[8]要解决这一问题，化学教学应重视挖掘地方特色资源中的学科知识、学科方法及其学科素养内涵，加工设计合适的项目学习主题，引导学生体验地方文化资源，提升人文素养，实现化学学科传承、发展民族文化的教育价值，回应新时代学科育人的要求。

参考文献

[1]Joseph S K，Charlene M C，Carl F B．中小学科学教学——基于项目的方法与策略[M]．王磊，等译．北京：高等教育 出版社．2004．

[2] 王兴华．图书馆地方文化文献的搜集、整理与出版——以桂林三花酒文化为例[J].图书馆界，2015（4）：70-72.

[3]程勁松，李春扬，白酒质量控制技术的研究进展[J]．食品安全质量检测学报，2014，5（7）：2248-2262.

[4]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会．食品安全国家标准酒中乙醇浓度的测定：GB 5009.225-2016[S]．北京：中国标准出版社，2016．

[5]刘江生，酒花与酒的探讨[J].酿酒，2014．41（3）：36-41.

[6]盘柳萍，谢晓航，发酵促进剂在酒精发酵过程中对酿酒酵母的影响[J]．轻工科技，2013，29（5）：27-28，62.

[7]赖登焊，林东等．浓香型白酒“增己降乙”与酿酒工艺的关联性研究[J].酿酒，2021，48 （1）：3-11.

[8] 朱志江，赵华．理解化学文化践行学科育人[J].化学教学，2021， 410（5）：3-7， 39.