一、课本解析
生物学课程的根基观念之一是训诲过程重试验。在这一观念的指示下,我特别注重门生理论与试验的联合,充分操纵学塾现有的前提,为门生供应试验机遇。
《果酒、果醋的制做》是国民训诲出书社高中生物选修一专题一第一个课题。人教版选修一的体例侧重于事实袭用,而本节课的课本体例很适当实行探讨和拓展,发酵做为第一节的体例对门生很有吸引力。学好并袭用好本节课的学识,对于选修一的研习特别主要,对之后的体例起到了特别关键的启下效用。
二、学情解析
在必修的研习中,门生曾经研习了发酵的旨趣(呼吸效用),也许较好地打算试验、解析试验,具备确定的实行试验探讨的能耐,科学思惟能耐进一步提升,但是着手职掌能耐有待进一步提升。门生对于选修一的体例特别是发酵一节,特别感爱好,有很强的着手职掌的心愿,也许很好地践行生物学课程的根基观念。
三、试验训诲指标
按照本节课的结洽商体例解析,斟酌到学情,我制订了下列训诲指标:
1.能说登程酵的基根源理。
2.也许打算并实行探讨试验计划,并对效果实行照实纪录和解析,把持发酵的根基职掌技巧。
3.敬重事实和凭证,袭用科学的思惟法子注解发酵中的形势,并用符合的方法抒发。
四、试验器械
Pvc箱、保温材料、制冷器、加热垫、控温器、发酵罐、单向阀、橡胶塞、起泡器、Y形管、止水夹、无菌过滤器、空气泵、玻璃管多少、橡胶管多少、流量把持器(通胸怀探讨试验用)、尼龙网(稳固化细胞发酵试验用)、酒度计、pH计、酒精传感器
五、试验翻新:
(一)对于安设:
本试验重心经过门生议论,最后提议一套安设:用橡胶管将果酒发酵罐与果醋发酵罐相接,操纵高度差也许直接将果酒引流到果醋发酵罐中,愈加便利、赶快、卫生;用保温材料别离围困两个发酵罐,使发酵自力实行,温度方面互不做梗;操纵制冷器、加热垫别离于控温器相接从而把持发酵温度,使温度把持愈加精确。
该安设既也许同时展现两个发酵过程,更直觉的展现果酒、果醋发酵的不同之处;也许精巧配置温度,把持通胸怀等前提,实行多种探讨试验,餍足门生对试验的需求;可职掌性强;稳固化细胞易于回收,况且也许一再操纵
(二)对于发酵过程及效果监测:
用酒度计直接读取酒精度数,用pH计读取酸度,便利职掌;用酒精传感器时刻监测酒精含质变动,直觉显示发酵过程。
六、试验打算思绪
在实行课本发酵试验的过程中,门生碰到了一些题目或猜忌,以此为契机实行试验矫正。矫正安设,使其也许同时展现两个发酵过程并精确把持发酵温度。操纵该安设,探讨更多的试验或实行拓展试验,以此加深门生对发酵旨趣的懂得,提升探讨能耐、团队合营能耐等。
七、试验旨趣
果酒制做的旨趣:酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧前提下,酵母菌实行有氧呼吸,洪量繁衍;
在无氧前提下,酵母菌能实行酒精发酵:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
果醋制做的旨趣:
当氧气、糖源充分时,果醋菌将糖分解成醋酸:C6H12O6→3CH3COOH;
当缺乏糖源时,醋酸就将乙醇变成乙醛,再将乙醛变成醋酸:C6H12O6+O2→C2H5OH+H2O
稳固化细胞技巧的旨趣:海藻酸钠与氯化钙交联产生的网状组织也许很好地稳固细胞,细胞活性不受影响,且具备被一再或接连应用的生机。
八、试验训诲体例
经过门生议论,矫正安设,使其也许同时展现两个发酵过程并精确把持发酵温度。操纵该安设,探讨探讨果酒发酵的最适温度、探讨通胸怀对果醋发酵的影响,实行稳固化细胞的发酵。试验后实行效果的分享与交换。
九、试验训诲过程
本节课的训诲过程按照以卑劣程实行:题目——矫正——探讨——论断。
(一)题目
门生在课前按照课本试验实行了试验,但是在试验过程中碰到了不少坚苦或许有一些猜忌,经总结、整治下列:
(1)对于安设:
能不能在统一个安设中同时展现两个发酵过程?能不能经过安设矫正精确把持温度?
(2)对于发酵前提:
果酒、果醋制做的最适温度是几许?通胸怀对果醋发酵有甚么影响?
(3)对于发酵过程及效果:
发酵过程何如监测?发酵效果何如定量测定?
有了题目就要实行矫正。带领门生议论,束缚以上题目。
(二)矫正
(1)对于安设的矫正:
1)同时展现两个发酵过程矫正:
门生经议论,首先提议也许将两个发酵瓶相接,制做完果酒,通太高度差引流到另一发酵罐中实行果醋的发酵;同时别离赐与果酒发酵无氧前提,果醋发酵有氧前提。(如图1)
图1发酵安设示企图
长处:同时展现了两个发酵过程,并斟酌到发酵过程对氧气的不同需求。
瑕玷:没法把持发酵温度。
2)温度把持矫正:
①门生提议,夏季也许操纵室温实行果醋的发酵,果酒的发酵用冰袋和加热垫连结把持。冰袋制冷,加热垫与控温器相接,配置发酵温度在18-25度。(如图2)
图2第一代安设示企图
②但是有门生指出,冰袋需求调换,费时吃力,且温度不好把持,不如应用制冷器代替冰袋和加热垫实行果酒发酵的温度把持。(如图3)
图3第二代安设示企图
③又有门生提议,假如不是夏季,果醋的发酵温度该何如把持呢?因而有了下列计划:将制冷器与控温器相接,把持果酒的发酵温度;将加热垫与控温器相接,把持果醋的发酵温度。(如图4)
图4第三代安设示企图
最后的安设(如图5)断定为该安设:既也许同时展现两个发酵过程,况且也许精确把持温度。
图5第三代安设
(2)对于发酵前提的探讨:
操纵矫正的安设,也许实行很多的探讨试验。门生思惟散发,提议不少可探讨的试验:探讨酒精和醋酸发酵最适温度,探讨醋酸发酵所需最适酒精度,探讨通胸怀对醋酸菌发酵的影响,探讨果酒菌和果醋菌的最适增加量……
拓展试验:
有门生预习了关连体例,提议想实行稳固化细胞发酵的试验。
(3)对于发酵过程及效果监测的矫正:
经议论及查阅质料,门生提议下列矫正:酒精的度数也许用酒度计实行丈量,更直觉;酒精的产生过程也许用酒精传感器实行探测,也许监测发酵的历程;果醋的酸度变动也许用pH计丈量,更便利直觉。
(三)探讨
(1)试验计划:
门生分小组实行探讨,别离探讨果酒发酵的最适温度和通胸怀对果醋发酵的影响。断定探讨体例后,撰写并展现试验计划,众人议论并美满试验计划。
(2)试验过程:
按照美满的试验计划实行试验。
1)探讨果酒发酵的最适温度:
制做果汁,参预到果酒发酵罐中,别离配置温度为22℃、25℃、28℃、31℃,将发酵罐与酒精传感器相接,时刻探测酒精含质变动。类似时光段接连40分钟,酒精含量用趋向图显示。
2)探讨通胸怀对果醋发酵的影响:
制做果汁,参预果酒发酵罐中,待产生类似酒精量时,引流到果醋发酵罐中实行发酵,别离把持通胸怀在15个气泡/分钟、20个气泡/分钟、30个气泡/分钟、60个气泡/分钟、个气泡/分钟、个气泡/分钟,天天守时取样,用电子pH计丈量酸度。绘制趋向图。
3)稳固化细胞实行发酵:
首先门生实行了稳固化的细胞发酵的预试验,觉察假如直接将稳固化细胞参预到发酵液中,仍旧会呈现不易与产品别离的题目。为懂得决这一题目,门生查阅洪量的质料,最后决计用耐酸耐氧化的尼龙网包裹住稳固化的细胞(如图6),况且串成串,如许既不影响细胞与底物的来往,况且便利与产品别离。
图6尼龙网包裹住稳固化的细胞
制备稳固化酵母细胞,将其参预尼龙网中,串成串,参预果酒发酵罐中实行酒精发酵。一破晓,将果酒引流到果醋发酵中。制备稳固化醋酸细胞,将其参预尼龙网中,串成串,参预果醋发酵罐中实行果醋发酵。天天守时取样,用酒度计测酒度,用pH计测酸度。发酵完成后,取登程酵液,参预新的果汁,再次实行发酵。一再发酵三次。
(四)论断:
(1)探讨果酒发酵的最适温度:
弧线图显示:28℃是果酒果酒发酵的最适温度。(如图7)
图7探讨果酒发酵的最适温度
课本指出果酒发酵的温度适当把持在18-25℃,但是门生用于按照试验效果提议本身的主张,觉得或者是菌种的起因产生了这类差别,这很好地展现了门生科学思惟的提升,不盲信课本。
(2)探讨通胸怀对果醋发酵的影响:
弧线图显示:30个气泡/分钟时,果醋发酵功效最佳。(如图8)
图8探讨通胸怀对果醋发酵的影响
门生踊跃查阅质料,找出起因,觉得或者起因是通胸怀太大,果醋菌不易与底物物很好来往,况且会产生酸类等物资过多蒸发,于是发酵功效不好。
(3)稳固化细胞实行发酵:
在接连反复发酵三次后,门生觉察,发酵功效均巴望,注解稳固化细胞的确也许反复操纵。(如图9)
图9稳固化细胞接连实行三次发酵酒精度和pH值变动趋向
操纵该安设,不只也许别离把持温度,也许直接将果酒引流到果醋发酵罐中,便利稳固化醋酸菌的发酵。
末了,该组门生还请众人品味了第三次发酵的产品,众人纷纭提醒滋味很不错。
十、试验功效评估
性命看法的产生
经过矫正安设,发酵对照功效对照显然,经过矫正发酵探测方法,门生更直觉感应到酒精和醋酸的变动,更好地舆解发酵的旨趣,粗浅感应到发酵菌与发酵产品的关连。
看到众人对本身的做事成绩(果酒、果醋)的认同,门生的夸耀感油但是生,对性命的奥妙有了更深的领会。
科学思惟的进展
门生经过屡屡议论及查阅质料,一直提议并矫正试验安设,最后才有了如今的安设门生更好的懂得和领会了科学是在弯曲衷行进的。
面临与课本体例不彻底类似的论断,门生不急于确定或许否认,而是能搜索质料找出起因,呈现了门生科学思惟能耐的提升。
探讨能耐的提升
试验分小组实行,门生的团队合做能耐获得提升。经过探讨试验,门生用心张望试验形势、觉察试验中的题目并打算试验计划束缚题目,对效果实行解析、交换,门生的着手能耐、探讨能耐获得了很大提升。
试验制备了稳固化细胞,并操纵稳固化细胞实行发酵,实行拓展试验,门生的探讨局限愈加广大、探讨能耐愈加提升。
江西省南昌市南昌二中刘超
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