果酒的制作实验教学设计及实验报告

课程研究《读写算》2013年第17期 135  果酒的制作实验教学设计及实验报告龙立艳（贵州省锦屏县锦屏中学贵州锦屏556700）摘要：通过开展“果酒的制作”的实践活动，学生选用不同水果为原料，添加不同量的酵母菌进行发酵,酿制果酒，在此基础上加入醋酸菌进行醋酸发酵，进一步酿制果醋，得到一系列的果酒和果醋产品，并通过对产品的还原糖，乙醇，总酸的测定，从而寻找最佳风味的酿制方法；测定不同时期的还原糖、乙醇和醋酸含量及其变化规律；讨论其实际应用的可能性和价值，同时针对中学生物的实验，探索适合的实验条件。关键词：果酒；发酵；实践活动；教学设计中图分类号：G632文献标识码：B文章编号：1002-7661（2013）17-135-02一、实践教学内容分析1、教材分析《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《生物选修1-生物技术实践》第1专题“传统发酵技术的应用”的课题1内容。其中果酒是学生日常生活中熟悉的发酵饮品，制作所需材料多种多样，同时成本也不高，制作并不需要特殊的实验用具或器材，可操作性强，且酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的原理学生在必修1中已经学习了，因此只要明确实验原理，在教师的指导下，学生就能自主设计和实施实验。2、学情分析生物学科与社会生活联系密切，学生对学习生物学知识和动手操作有浓厚的兴趣。高二学生已具备一定的生物学基础知识和实践操作能力，思维活跃，动手能力较强，想象力丰富，敢于大胆尝试。传统的酒文化和果酒的保健养颜作用，更能激发学生制作果酒的热情。二、教学目标1、知识性目标（1）说出果酒制作所需的菌种。（2）说明果酒制作的原理。（3）写出果酒制作的实验流程，并分析影响发酵的因素。2、能力目标（1）根据果酒制作原理，设计果酒制作的实验操作过程。（2）参与制作果酒的过程，分析评价发酵的结果，领悟科学研究的方法并学习相关的操作技能。三、教学策略与手段结合教学条件，采用课上课下即校内校外相结合的教学模式。即课前学生收集相关的资料、自学本课题内容；课上教师指导学生自己设计实验方案，并为学生提供必要的实验建议及参考资料。学生以小组为单位进行组内互评，组间口头交流，确定可行性的实验方案；教师对实验方案的设计进行相关评价及建议；课下学生利用家庭资源进行实验操作，并做好观察记录；中期汇报成果，学生之间对中期成果进行评价、师生共同对学生能否在实验中及时发现问题、能否就问题提出可以解决的方法、能否并实事求是记录观察的现象等进行评价；对实验后期工作提出必要的指导和建议；继续完成实验，最终进行成果的展示与交流，并进行最终的适度评价。四、实践活动过程1、活动前准备学生自学本节内容；收集有关果酒及家乡葡萄酒制作的相关资料。2、学生操作及调控（1）课上：检查学生自学的效果；组织学生进行讨论、交流，谈自己对果酒的一些认识；请学生品尝教师制作的葡萄。酒 多媒体展示制作果酒的基本实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒指导学生根据流程、原理设计实验方案，并以小组为单位进行讨论、交流、评价。教师为学生提供必要的实验建议：如方法、材料及容器的选择、处理；发酵条件的控制；技术咨询(如向家长请教家庭酿制葡萄酒的方法和过程等)等。（2）课下：学生以小组为单位选择实验材料、设计实验装置、准备发酵罐、按照课上设计的实验方案进行操作。（3）中期汇报(发酵7-8天)。教师时时关注学生的实践过程的进展，对学生能否在实验中及时发现问题、能否就问题提出可以解决的方法、能否实事求是地记录和观察现象、设计的方案是否有独到之处等进行评价。学生之间对中期成果进行评价，对有创新价值的设计方案进行展示交流。（4）成果的汇报、展示、交流与评价。学生以小组为单位汇报实践的过程，展示其作品，小组间相互品尝和评价，交流制作果酒的经验，总结实践过程中的成功和失败，完成实验报告。（5）实践活动延伸。针对个别学生的作品中出现了“酿酒不成变成醋”的现象，教师及时引导学生进行原因分析，并给予解疑和指导，进而引出果醋的制作，并指导学生设计出实验方案，在制作果酒的基础上继续完成果醋的制作。“果酒制作”实验报告果酒制作原理：（1）果酒制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸（反应式如下），大量繁殖。C6H12O6+6O6→6CO2+12H2O；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵（反应式如下：）C6H12O6→2C2H5OH+2CO2（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。酵母菌生长的最适温度是20℃；酒精发酵一般将温度控制在18～25℃。酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。实验目的：学会制作果酒，并掌握其原理。实验材料：新鲜水果、玻璃瓶或矿泉水瓶、水果刀、剪刀、榨汁机、纱布、记号笔、75%消毒酒精、塑料手套。实验步骤：1、清洗消毒实验用具，先用温水反复冲洗几次,再用体积分数为75%的酒精擦拭消毒，晾干待用。2、取葡萄一公斤，去除枝梗和腐烂的子粒。用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物（注意不要反复多次冲洗）。3、将一半左右的葡萄放入榨汁机中，榨汁。其余的葡萄用手挤碎（手上套塑料布，以防杂菌污染）。4、将其装瓶，（将操作3的葡萄浆各装一瓶，但注意注入的果汁量不要超过瓶子总体积的2/3），密封瓶口（下转137页）课程研究根据你的计算，搭200个这样的正方形需几根的火柴棒？小组讨论，交流意见。该实验的目的是让他们从活动操作中，体验如何用字母表达算式，学生的探究结果出乎老师的意料，更加令人高兴的是，学生提出的“规律”很多，而其中不乏有价值的猜想。《读写算》2013年第17期 137  无需走近实验室，我们只是对实验设计作以简单分析，就能使学生亲历概念、定理的发生，发展过程，帮助学生更深刻地理解概念、定理的含义，而且能让学生体会数学与生活的密切关系。三、计算机模拟实验教学计算机模拟实验教学是指借助于计算机的快速运算功能和图形处理能力，模拟再现问题情境，引导学生自主探索数学知识、检验数学结论（或假设）的数学活动，计算机多媒体技术能为教学活动提供并展示各种与教学内容相适应的情境，为抽象的数学思维提供了直观模型，为学生的学习和发展提供了丰富多彩的学习情境和有力的学习工具。案例1“垂线段最短”的探求教学设计：用几何画板作出直线l和l上点A，P在外，如图2：量度PA的长度，并拖动点A，使A在l上运动，让学生观察，找出上面的度量值的变化规律，通过讨论，总结出定理：点到直线上的所有点的连线段中，垂线段最短。案例2轴对称的性质探求教学设计：用几何画板作出关于直线l对称的△ABC和△A'B'C',如图3：（1）ABC和△A'B'C'的边长和角，并拖动A，改变△ABC的形状△A'B'C'的形状当然也就随之改变），让学生观察，找出上面的度量值的变化规律，通过讨论，总结出定理1：关于某直线对称的两个图形是全等形。（2）连结BB'交l于点O，度量线段OB和OB'的长度及∠DOB度数，拖动点B，改变△ABC的形状，让学生观察，找出上面度量值的变化规律。通过讨论，总结出定理2及其逆定理：如果两个图形关于某直线对称，那么对称轴是对应点的连线被同一直线垂直平分，那么这两个图形关于这条直线对称。（3）拖动点B，改变△ABC的形状，让学生观察两个三角形对应线段或其延长线的交点情况，总结出定理3：两个图形关于某直线对称，如果它们的对应线段或其延长线相交，那么交点在对称轴上。综上所述，数学实验教学让学生在创设的问题情境中自主探索，合作交流，亲历从直观想象到发现猜想，然后给出验证及理论证明的数学构建过程，让学生“看到了数学建造过程的脚手架，而不是简单的现成品”。这正是“新课标”所倡导的教育理念，计算机的介入，使得数学实验有了质的飞跃，其迅速的图文处理功能，为抽象的数学思维提供了直观的动态背景，使静态的数学结构表现为时空的动态过程，使学生乐意有更多地精力投入到现在的探索性的数学活动中去，数学实验教学必将会以其独特的教育功能，在数学教学教育中呈现出旺盛的生命力。P参考文献：[1]史学芳.谈谈初中数学学困生的转化[J].学周刊,2011,29:11.[2]计正荣.初中数学常见实验类型例析[J].陕西教育(教学),2006,12:32.（上接135页）置于实验桌上（室温控制在18～25℃）。实验记录：实验起止日期：年月日-----年月日日期手挤浆匀浆（榨汁机）第一天瓶内气体较多，表面长毛液体内有气泡，但瓶内无气体，颜色较深，表面长少量毛第二天瓶内气体较多，有醇香味颜色深，酒味最浓，表面长毛数增多第三天瓶内有较多的气体，瓶中物质尚未分层，属于混合状态，毛几乎消失，有醇香味瓶内物质已分层，1/3固体,2/3液体，表面长毛，但毛变少第四天颜色较深，酒味大，开始分层，葡萄颗粒较完整颜色最深，酒味较大，分层，毛较多第五天颜色加深，酒味大酒味中混有异味，毛较多第六天与第五天相同酒味中有异味第七天一部分果皮浮在最上层颜色发混，其余无明显变化第八天果肉几乎分解，果皮浮在最上层，汁液层在中央，籽在最下层，溶液呈粉红色，酒味比匀浆浓，有甜味混合均匀，不分层现象；混浊，有棕色毛状物，酒味较浓，有苦味，溶液呈棕褐色实验结果分析：我们果酒的制作都做得挺成功的，果酒的味道纯正，其中未榨汁的酒味最浓，且有甜味，溶液颜色粉红色，味醇色正；榨汁的果酒酒味较浓，有酸甜味，溶液呈棕褐色。值得庆幸的是，所有瓶中的果酒都没有变成醋！实验误差分析：未榨汁的果酒酒味比榨汁的果酒酒味纯正，可能是搅拌机里有杂菌。参考文献：[1]朱正威,孙万儒,赵占良.《生物选修1生物技术实践》教师教学用书.北京：人民教育出版社.2007.[2]沈萍等主编.微生物学(第二版).北京：北京高等教育出版社.2006.[3]朱正威.教学设计贵在教学的创新.生物学通报.2011，46（12）：16－17.[4]何国庆.食品发酵与酿造工艺学著.中国农业出版社.2001.