“果酒和果醋的制作”的替代实验
2022-06-08
摘 要 通过对“果酒和果醋的制作”这一课题的深入钻研，以及进行环保酵素的制作教学实践之后，发现环保酵素制作替代果酒和果醋的制作的实验具有可行性，并且会更适应高中生的现有学情，能有效地培养学生的生物科学和技术素养，通过了解前沿的科学知识，激发学生学习生物的兴趣。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 果酒 果醋 酵素制作 生物学实验
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
“果酒和果醋的制作”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物技术实践》专题1“传统发酵技术的应用”的课题1实验，旨在通过学生设计实验装置制作果酒和果醋，掌握传统发酵技术，在近几年的高考试题中所占的分值也逐年升高。但近日有媒体报道称喝自酿葡萄酒易导致甲醇中毒，其原因是在家中没有去除甲醇和杂醇油的技术，自酿葡萄酒的饮用安全有待考证。酵素这个环保产品对于中学生而言，使用频率和安全性都高于果酒和果醋。且环保酵素制作利用发酵原理，经历“酒―醋―酵素”三阶段，有利于学生掌握三者的相关性和差异性。
教师需要使学生能学到更适合他们需求和教学条件的内容，使他们了解前沿的科学知识，有效地培养学生的生物科学和技术素养，激发学生学习生物的兴趣。
1 酵素的制作方法
制作葡萄酒和葡萄醋需要新鲜葡萄，具有一定的时间限制，并且对于一个班级而言，需要大量的价格并不低廉的葡萄，导致实验成本过高，这些原因都使得实验难以进行。而环保酵素制作不存在这种困难。环保酵素是利用厨余垃圾、糖和水制成的。所谓厨余垃圾就是指日常生活中作为废弃物被丢掉的果皮烂蔬。实验时只需购买少量的糖。在制作葡萄酒的过程中，要将温度严格控制在18～25℃；在制作葡萄醋的过程中，要将温度严格控制在30～35℃；而环保酵素在室温就可进行发酵。除此之外，环保酵素最大的特点就是制作简便，只需将按1∶3∶10配比的红糖、果皮烂蔬和水进行混合，待发酵三个月即可。
首先，按比例将1份红糖放入塑料水瓶中，再加入3份切碎的果皮烂蔬，接着加入10份的蒸馏水，轻摇瓶身使它们充分混匀，最后在塑料水瓶的瓶口处套上一个气球，以防发酵过程中第一个月产生过多气体而引发水瓶爆炸。之后将装有环保酵素的水瓶置于阴凉、通风处三个月，耐心等待环保酵素原料分解和发酵，细心观察环保酵素制作过程中的“酒―醋―酵素”三阶段。
2 实验实施过程
生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系，是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。师生通过共同探讨环保酵素制作的原理，集中学习环保酵素制作的方法，再分组实验探究提出的新问题，提高科学探究能力，培养创新精神和实践能力。实施过程如下。
2.1 联系事实，导入课题
学生们基本不了解环保酵素的实质及作用。教师可以通过洗手液的危害导入课题，与学生的生活实际有机地结合起来。教师向学生讲述，人们在享受化学清洁剂带来便捷的同时，也在污染着人类的家园。一般化学清洁剂含磷酸盐、硝酸盐、氨、氯等有害成分，家家户户每天排出的这些化学污染，堆积起来足以对地球造成极大的伤害。然后用图片或视频展示污水奔腾涌入江河的真实情景，深化学生关于清洁剂的危害的认识。接着演示环保酵素功能实验――酵素快速清洁机油，并向学生介绍环保酵素的概念和无污染性，导入课题。
2.2 共同摸索，探寻真理
环保酵素制作的具体原理至今还未明了，这为师生探究创新提供了条件。酵素中所含的微生物主要是酵母菌、乳酸菌，在发酵过程中因两者的比例不同，可导致最终制成果酒还是果醋。在实验过程中详细记录实验数据和现象，共同寻找提高酵素制作成功率的因素。环保酵素的制作提供给学生一个持续探究的机会，在探究中寻找实验的意义并发现真理，使学生们的成就感和自豪感油然而生。
2.3 演示过程，深度挖掘
环保酵素作为科学前沿的一个产品，关注环保的人士有可能会对它有所了解，但多数是知其然，而不知其所以然，学生甚至根本没有听说过。所以教师应在课堂上亲手演示制作环保酵素的过程，之后与学生共同回顾制作过程，并适时地提出问题：为什么制作环保酵素需要糖？在制作过程中会发生怎样的化学反应？瓶中没有氧气之后，酵母菌还能继续发酵吗？如果需要改进实验装置，该怎样改进？放在阴凉、通风的地方的根据是什么？这些问题涉及酵母菌的呼吸方式、有氧呼吸与无氧呼吸的条件和区别、酵母菌的生活环境和无性繁殖特点等诸多知识点。即使学生学会操作也仅仅只是掌握了制作过程，而这些问题才能真正引导学生们深入思考，促进学生逻辑思维能力的发展，鼓励学生独立思考。最后师生共同总结出简单、明了、易记的制作流程，并以学习小组为单位，让学生当堂制作环保酵素，实现学以致用。
2.4 实验再探究，指导实践
探究的价值和乐趣不仅在于解决问题，还在于发现新问题，问题越多越能将研究推向深处。在制作环保酵素的过程中，学生可能提出以下几个问题：不管什么样的果皮都可以制作环保酵素吗？不同果皮制作出的环保酵素有区别吗？能用肉末制作环保酵素吗？针对这些问题，教师可以让学生分组进行实验，对比最终实验结果。以教学经验而言，可以将班上所有学生分为四组，让一组学生使用橘子皮制作环保酵素，另一组学生使用菠萝皮制作环保酵素，还有一组学生使用肉末制作环保酵素，最后一组学生使用混合果皮制作环保酵素，比较实验结果。通过严谨的实验发现，不管是橘子皮还是菠萝皮都能制作成环保酵素，甚至是混合果皮也能成功制出环保酵素。但是肉末制作的环保酵素却发出腐烂的味道，制作失败。学生就可根据这些实验现象和结果进一步探究其根源，反过来改进环保酵素制作的实验。
2.5 举一反三，扩大成果
课后，教师要求学生搜集并整理有关环保酵素的资料，将酵素的发现过程、使用价值、使用方法、食用酵素等相关知识做成黑板报或手抄报展示，有效拓宽了学生的视野。学生通过查阅资料，发现酵素是一种新兴产品，它的发现给人们带来许多益处，借而引导学生关注科学前沿知识。
3 总结与讨论
环保酵素制作的低成本、高利用、无污染等特点都有利于它在高中课堂的开展。在环保酵素制作过程中，使用了价格相对低廉的实验材料和方便安全的实验器材。如：果皮烂蔬是每个家庭都存有的厨余垃圾，使用的塑料水瓶也是日常的废弃物，只需购买少许红糖和气球。实验的安全性也便于学生在家中进行制作，满足学生生活实践的需求。制作出的成品不仅不会污染环境还拥有广泛的用途。再者，变废为宝的酵素是现代人的创造，教师可以借此机会激励学生成为生物探究的实践者。酵素制作也有不足之处，就是它的制作周期过长。但事物都有其两面性，学生需要辩证地来看待这个缺陷。通过长时间的观察发酵过程，培养学生的细心、耐心、责任心使之成为习惯。总的来说，在同等条件下环保酵素更为简单、易行，还可以提高学生的环保意识，使三维目标中的情感、态度与价值观得到升华。
参考文献：
[1] 刘恩山.中学生物学教学论[M].北京：高等教育出版社，2003：1-7.
[2] 张艳娟.果酒酿制的替代实验―――米酒的酿制[J].中学生物学，2012，28（6）：37-38.
[3] 张荣华，李绍元.果酒酿造实验探索[J].生物学通报， 2013，48（5）：43-46.
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关键词 果酒 果醋 酵素制作 生物学实验
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
“果酒和果醋的制作”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物技术实践》专题1“传统发酵技术的应用”的课题1实验，旨在通过学生设计实验装置制作果酒和果醋，掌握传统发酵技术，在近几年的高考试题中所占的分值也逐年升高。但近日有媒体报道称喝自酿葡萄酒易导致甲醇中毒，其原因是在家中没有去除甲醇和杂醇油的技术，自酿葡萄酒的饮用安全有待考证。酵素这个环保产品对于中学生而言，使用频率和安全性都高于果酒和果醋。且环保酵素制作利用发酵原理，经历“酒―醋―酵素”三阶段，有利于学生掌握三者的相关性和差异性。
教师需要使学生能学到更适合他们需求和教学条件的内容，使他们了解前沿的科学知识，有效地培养学生的生物科学和技术素养，激发学生学习生物的兴趣。
1 酵素的制作方法
制作葡萄酒和葡萄醋需要新鲜葡萄，具有一定的时间限制，并且对于一个班级而言，需要大量的价格并不低廉的葡萄，导致实验成本过高，这些原因都使得实验难以进行。而环保酵素制作不存在这种困难。环保酵素是利用厨余垃圾、糖和水制成的。所谓厨余垃圾就是指日常生活中作为废弃物被丢掉的果皮烂蔬。实验时只需购买少量的糖。在制作葡萄酒的过程中，要将温度严格控制在18～25℃；在制作葡萄醋的过程中，要将温度严格控制在30～35℃；而环保酵素在室温就可进行发酵。除此之外，环保酵素最大的特点就是制作简便，只需将按1∶3∶10配比的红糖、果皮烂蔬和水进行混合，待发酵三个月即可。
首先，按比例将1份红糖放入塑料水瓶中，再加入3份切碎的果皮烂蔬，接着加入10份的蒸馏水，轻摇瓶身使它们充分混匀，最后在塑料水瓶的瓶口处套上一个气球，以防发酵过程中第一个月产生过多气体而引发水瓶爆炸。之后将装有环保酵素的水瓶置于阴凉、通风处三个月，耐心等待环保酵素原料分解和发酵，细心观察环保酵素制作过程中的“酒―醋―酵素”三阶段。
2 实验实施过程
生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系，是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。师生通过共同探讨环保酵素制作的原理，集中学习环保酵素制作的方法，再分组实验探究提出的新问题，提高科学探究能力，培养创新精神和实践能力。实施过程如下。
2.1 联系事实，导入课题
学生们基本不了解环保酵素的实质及作用。教师可以通过洗手液的危害导入课题，与学生的生活实际有机地结合起来。教师向学生讲述，人们在享受化学清洁剂带来便捷的同时，也在污染着人类的家园。一般化学清洁剂含磷酸盐、硝酸盐、氨、氯等有害成分，家家户户每天排出的这些化学污染，堆积起来足以对地球造成极大的伤害。然后用图片或视频展示污水奔腾涌入江河的真实情景，深化学生关于清洁剂的危害的认识。接着演示环保酵素功能实验――酵素快速清洁机油，并向学生介绍环保酵素的概念和无污染性，导入课题。
2.2 共同摸索，探寻真理
环保酵素制作的具体原理至今还未明了，这为师生探究创新提供了条件。酵素中所含的微生物主要是酵母菌、乳酸菌，在发酵过程中因两者的比例不同，可导致最终制成果酒还是果醋。在实验过程中详细记录实验数据和现象，共同寻找提高酵素制作成功率的因素。环保酵素的制作提供给学生一个持续探究的机会，在探究中寻找实验的意义并发现真理，使学生们的成就感和自豪感油然而生。
2.3 演示过程，深度挖掘
环保酵素作为科学前沿的一个产品，关注环保的人士有可能会对它有所了解，但多数是知其然，而不知其所以然，学生甚至根本没有听说过。所以教师应在课堂上亲手演示制作环保酵素的过程，之后与学生共同回顾制作过程，并适时地提出问题：为什么制作环保酵素需要糖？在制作过程中会发生怎样的化学反应？瓶中没有氧气之后，酵母菌还能继续发酵吗？如果需要改进实验装置，该怎样改进？放在阴凉、通风的地方的根据是什么？这些问题涉及酵母菌的呼吸方式、有氧呼吸与无氧呼吸的条件和区别、酵母菌的生活环境和无性繁殖特点等诸多知识点。即使学生学会操作也仅仅只是掌握了制作过程，而这些问题才能真正引导学生们深入思考，促进学生逻辑思维能力的发展，鼓励学生独立思考。最后师生共同总结出简单、明了、易记的制作流程，并以学习小组为单位，让学生当堂制作环保酵素，实现学以致用。
2.4 实验再探究，指导实践
探究的价值和乐趣不仅在于解决问题，还在于发现新问题，问题越多越能将研究推向深处。在制作环保酵素的过程中，学生可能提出以下几个问题：不管什么样的果皮都可以制作环保酵素吗？不同果皮制作出的环保酵素有区别吗？能用肉末制作环保酵素吗？针对这些问题，教师可以让学生分组进行实验，对比最终实验结果。以教学经验而言，可以将班上所有学生分为四组，让一组学生使用橘子皮制作环保酵素，另一组学生使用菠萝皮制作环保酵素，还有一组学生使用肉末制作环保酵素，最后一组学生使用混合果皮制作环保酵素，比较实验结果。通过严谨的实验发现，不管是橘子皮还是菠萝皮都能制作成环保酵素，甚至是混合果皮也能成功制出环保酵素。但是肉末制作的环保酵素却发出腐烂的味道，制作失败。学生就可根据这些实验现象和结果进一步探究其根源，反过来改进环保酵素制作的实验。
2.5 举一反三，扩大成果
课后，教师要求学生搜集并整理有关环保酵素的资料，将酵素的发现过程、使用价值、使用方法、食用酵素等相关知识做成黑板报或手抄报展示，有效拓宽了学生的视野。学生通过查阅资料，发现酵素是一种新兴产品，它的发现给人们带来许多益处，借而引导学生关注科学前沿知识。
3 总结与讨论
环保酵素制作的低成本、高利用、无污染等特点都有利于它在高中课堂的开展。在环保酵素制作过程中，使用了价格相对低廉的实验材料和方便安全的实验器材。如：果皮烂蔬是每个家庭都存有的厨余垃圾，使用的塑料水瓶也是日常的废弃物，只需购买少许红糖和气球。实验的安全性也便于学生在家中进行制作，满足学生生活实践的需求。制作出的成品不仅不会污染环境还拥有广泛的用途。再者，变废为宝的酵素是现代人的创造，教师可以借此机会激励学生成为生物探究的实践者。酵素制作也有不足之处，就是它的制作周期过长。但事物都有其两面性，学生需要辩证地来看待这个缺陷。通过长时间的观察发酵过程，培养学生的细心、耐心、责任心使之成为习惯。总的来说，在同等条件下环保酵素更为简单、易行，还可以提高学生的环保意识，使三维目标中的情感、态度与价值观得到升华。
参考文献：
[1] 刘恩山.中学生物学教学论[M].北京：高等教育出版社，2003：1-7.
[2] 张艳娟.果酒酿制的替代实验―――米酒的酿制[J].中学生物学，2012，28（6）：37-38.
[3] 张荣华，李绍元.果酒酿造实验探索[J].生物学通报， 2013，48（5）：43-46.