高中生物学实验课中培养学生的探索与劳动能力的途径——以探索两版教材中不同水盐比例对泡菜制作的影响为例

马尚盛

（甘肃省武威第二中学，甘肃 武威 733000）

中央电视台2022年315晚会曝光“土坑酸菜”，统一、康师傅全部下架“老坛酸菜”方便面，可见国家对食品安全的重视，也反映了普通百姓对食品安全的关心。“制作泡菜并检测亚硝酸盐含量”为人教版选修一《生物技术实践》教材中传统发酵技术的应用中的一个研究课题。在教学过程中，笔者发现甘肃省2019年12月第2次印刷版和2020年12月第1次印刷版的教材中，清水与盐的质量比从4:1调整为10:1，于是，笔者指导学生配制不同比例的泡菜盐水，亲自动手制作了泡菜，并跟踪检测了亚硝酸盐含量的变化，探索研究了不同条件下泡菜的口味和亚硝酸盐含量变化，并探索出比较合适的泡菜制作水盐比，供一线教师和学生在教学过程中借鉴，也便于对学生劳动能力的培养。

图1 两版教材泡菜制作中清水与盐的质量比对比图

1 实验材料与用具

1.1 泡菜原料

大白菜、各种香辛料、加碘盐、粗盐等。

1.2 实验器皿和用具

泡菜坛、切菜板、菜刀、恒温培养箱、刻度移液管、比色管、榨汁机、过滤装置、标准显色卡等。

2 实验方法

2.1 泡菜的制作

将蔬菜洗净，切成小块，晾晒过夜各称取500g加人1200mL密封好的泡菜坛中，装至半坛时，放入不同的香辛料，再加入不同浓度的煮沸并冷却的盐水至浸没蔬菜，盖好坛盖，向坛沿的水槽中注满水进行密封，然后置于相应温度的恒温培养箱中密封发酵。

图2 泡菜制作流程图

实验控制的条件：

（1）蔬菜的种类：大白菜。

（2）发酵的温度：25℃。

（3）清水与盐的质量比：4:1、10:1。

（4）盐的种类：粗盐、加碘盐。

（5）腌制时间：14天。

实验期间，每隔48h开瓶取样检测一次亚硝酸盐含量。

2.2 亚硝酸盐含量的测定

采用比色法来测定泡菜中的亚硝酸盐，其原理为：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色卡进行目测比较，计算出泡菜中亚硝酸盐的含量[1]。

3 实验操作步骤

（1）将白菜洗净沥干水分，切成片状，晾晒24小时。

（2）将蒜瓣、生姜、花椒、八角、干辣椒各3g用纱布包好制成香料包并用开水烫过。

（3）准备30个1200mL的泡菜坛，分别用粗盐和加碘盐配制4:1、10:1的两种盐水，依据盐的种类和浓度对泡菜坛做好标记。

（4）将泡菜坛放在25℃的保温箱中发酵。

（5）每隔1天观察、品尝泡菜，检测泡菜坛中的pH和亚硝酸盐的含量，记录作图。

4 实验结果

经过15天的分组实验，笔者让学生将不同水盐比例下的pH值和亚硝酸盐含量进行统计，并定期对泡菜的颜色，口感等进行细致的描述，结果汇总如下：

4.1 水盐比例4:1泡菜发酵指标统计表（表1）

表1 4:1水盐比例下泡菜发酵过程pH、亚硝酸盐、感官品质记录表

4.2 水盐比例10:1泡菜发酵指标统计表（表2）

表2 10:1水盐比例下泡菜发酵过程pH、亚硝酸盐、感官品质记录表

5 实验结果分析及结论

5.1 两种水盐比例下泡菜感官品质的差异及原因分析

由表1，表2统计结果对比可知，泡菜品质在第7天以后达到最佳。此时，泡菜口感最佳，泡菜汁色泽均匀。两种水盐比例下比较，水盐比例为4:1的泡菜咸味较浓，清香味较淡，水盐比例为10:1的泡菜咸味适中，酸味也适中，清香味较浓，但腌制后期会有少量白膜出现，究其原因，应该是盐浓度较低，对产膜酵母等微生物的抑制作用较差导致。

5.2 两种水盐比例下泡菜pH值变化过程差异及原因分析

由图3统计结果对比可知，泡菜腌制过程中，pH总体在下降，但是水盐比例为4:1的泡菜pH值较低，水盐比例为10:1的泡菜pH值较高，应该与盐浓度高抑制乳酸菌增殖有关。

图3 泡菜制作中两种水盐比例下泡菜制作中pH值的变化

5.3 两种水盐比例下泡菜亚硝酸盐含量变化过程差异及原因分析

由图4统计结果对比可知，泡菜腌制过程中，亚硝酸盐含量总体先增加后减小，但是水盐比例为10:1的泡菜研制过程中的亚硝酸盐先到达峰值，下降也较快，峰值时的亚硝酸盐含量值也较低，所以应该选择较低水盐比制作的泡菜更安全。

图4 泡菜制作中两种水盐比例下亚硝酸盐含量的变化

6 实验拓展及讨论

6.1 不同实验条件下泡菜制作的拓展与探索

采用相同的实验方法，若改变水盐比例或发酵温度，泡菜汁的pH值会有变化、亚硝酸盐含量峰值出现的时间和峰值大小也具有明显的影响。总体上说，泡菜制作的温度为25℃，水盐比例为8:1时，泡菜汁的pH值下降的最快，亚硝酸盐含量的峰值出现的最早，峰值也最小，所以，可引导学生自主探究得出最适条件，这样也可以保证泡菜的食用安全。

6.2 不同原料配比下泡菜制作的拓展与探索

蔬菜种类不同、加碘盐和粗盐、香辛料配比的不同也会很明显的影响泡菜的感官品质。通过各组的对比实验和分析得出，蔬菜种类对泡菜的感官品质最明显，加碘盐的食用会使泡菜的脆感减弱，所以，泡菜制作中应尽量食用粗盐，还应不断探索出针对不同蔬菜种类的香辛料配方。

6.3 以生物学科实验为基础的学生劳动能力的培养

2018年，习近平总书记在教师节那一天的全国教育大会上强调，要努力构建德智体美劳的教育体系，形成高水平的人才培养体系，将劳动教育确定为全面发展教育的重要组成部分。就目前来说，劳动教育在学校、家庭和社会中都有弱化，中小学生课程设置中没有劳动教育课，劳动实践的机会很少、劳动意识匮乏，导致了一些学生不会劳动、不珍惜劳动成果、生活自理能力差，很难实现学生的全面发展。高中生物学科是一门以实验为基础的自然学科，也是高考中很重要的一门学科。因此，以生物学为基础开展劳动教育，不仅可以提高学生对生物学知识的理解能力，而且也可以培养学生的劳动意识和实践能力，增加生物学科学生的参与度和兴趣性，从而提高了学生的生物学素养和劳动素养。

6.4 以生物学科实验为基础的学生劳动能力的培养途径探索

6.4.1 构建学生劳动教育观念

对中小学生开展劳动教育的目的是将科学文化知识与劳动实践结合起来，引导学生积极参与家务劳动，学校社会实践，培养学生的劳动观念，促进青少年健康的成长。美国著名的教育家约翰·杜威提出“做中学”思想，他认为这样可以使学生将知识的学与用有效结合起来，让学生真正体会到学习的收获与乐趣。高中阶段正是学生形成正确人生观、价值观的关键时期，生物学科的核心素养要求学生通过相关学段和课程的学习，具备能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。通过生物学科中实验的操作与创新，不仅能提高和积累学生的生物学方法和技能，也有助于学生对生物情感态度与价值观的进一步升华。所以，教师可以结合高中生物学科核心素养努力培养学生正确、积极的劳动观。

6.4.2 开设以实验为基础的劳动课程

现阶段许多高中学校的生物学实验室基本能够满足学生分组实验的设备要求，但是由于课时安排较少，大部分实验只停留在让学生能按照课本实验步骤完成实验的阶段。根据学科核心素养对学生理性思维和科学探究的要求，学校可尝试增设基础实验课和课外拓展实验课等类型的劳动教育课。如在泡菜制作实验中，可以让学生先成功制作出泡菜，然后让学生开展不同条件、不同原料配比的拓展探究实验，这样既能保证学生有充足的时间完成课本实验的操作，又能让学生在原有实验的基础上对实验进行改进和探索，大大激发了学生的学习兴趣，也使劳动教育课不流于形式，增强了以生物学科为基础的劳动教育的时效性。

总之，学校和老师在劳动教育的实施中，注重了文化知识传授，弱化了劳动实践。广大教师可尝试结合学科特点，开展形式多样的劳动教育课，丰富劳动教育的类型，增强劳动教育的实效。