果酒釀制的替代實駐

張艷娟

“果酒和果醋的制作”是人教版高中生物選修一《生物技術實踐》中的內(nèi)容。本實驗旨在幫助學生理解發(fā)酵作用的原理，學習傳統(tǒng)發(fā)酵技術。但釀制葡萄酒的發(fā)酵時間較長，需要10～12 d，而且實驗材料受季節(jié)的限制成本較高。筆者在教學實踐中嘗試以釀制米酒代替果酒的釀制，大大縮短了實驗周期，只需24～36 h。學生在很短的時間內(nèi)能看到自己的學習成果，有效地激發(fā)了學習興趣。另外選用的實驗材料是糯米，價格便宜且一年四季都可買到。

1、米酒的釀制方法

制作葡萄酒只需將葡萄洗凈榨汁密封，然后置于18～25℃的環(huán)境中保溫10～12 d即可。而米酒的釀制過程要稍復雜些。首先將糯米用水浸泡24～36 h，直至用手搓米即碎為止(大米不用泡)，將鏟米飯的鏟子和米酒制作中使用的容器洗凈并用開水燙過干布擦干(不能沾生水和油)。然后將米蒸至九分熟，盛于干凈的小盆中邊加涼開水邊用筷子攪拌，將米飯打散成一粒一粒的，當冷卻至35％時拌入適量酒曲混勻(每8 g酒曲可做2～2.5 kg糯米)。最后將米飯放入干凈容器中用勺子壓實，用筷子在中間鉆一個通到底部的洞。密封起來后放在30℃的恒溫箱中保溫24～36 h，有酒香飄出即可。這一過程較好地體現(xiàn)了發(fā)酵的各個環(huán)節(jié)，比如蒸米飯，將米飯打散并冷卻的過程實際上是一個簡單的配置培養(yǎng)基的過程；將所有容器開水燙過是在做簡易的滅菌處理；拌入酒曲是在接種；鉆洞是為了制造有氧環(huán)境使酵母菌加快繁殖以便擴大培養(yǎng)；而將米飯壓實密封、置于30℃的恒溫箱中是控制發(fā)酵過程所需條件。如果想得到米酒還需對產(chǎn)品進行分離和提純。所以米酒的釀制過程是學生積累感性經(jīng)驗，應用發(fā)酵技術的難得素材，有利于滲透STS的教育理念，讓學生自覺將生物學知識轉化為生物技術，并服務于社會實踐。

2、實驗實施過程

如果只是讓學生“按方抓藥”式地進行實驗，學生掌握的是制作步驟，卻很難理解其中的原理。所以本實驗設計的主導思想是積極開發(fā)課程資源，努力實施探究式教學。師生先共同探討米酒釀制的原理，集中學習米酒釀制的方法，再分組實驗探究提出的新問題，提高科學探究能力。實施過程如下。

2.1先嘗為快，導入課題

北方學生對米酒不太熟悉，所以教師必須做好鋪墊，創(chuàng)設易喚起學生學習欲望的情境，使學生自覺進入角色。首先教師向學生介紹米酒又稱醪糟，是我國民間的一種傳統(tǒng)食品，有著悠久的飲用歷史，它極富營養(yǎng)價值，有“液體蛋糕”的美譽，從而激發(fā)學生的學習興趣引出實驗課題。在學生有了初步認識后趁熱打鐵拿出事先釀制的米酒，請學生品嘗其味道，學生興趣極為高漲，各個躍躍欲試。品嘗后教師提出問題“米酒為什么又甜又酸還有酒味”，引發(fā)學生進一步思考。

2.2共同探索，尋求原理

教材上沒有米酒釀制的原理，學生不知道，教師也不知道，這正是這一課題的重要價值所在，因為學習任何知識的最佳途徑都是自己發(fā)現(xiàn)，這種發(fā)現(xiàn)才最深刻。米酒釀制的材料只需糯米和酒曲，酒曲的主要成分是酵母菌和根霉。學生通過分析“米”和“酒”的主要成分，并結合所學知識很快想到是酵母菌的無氧呼吸將葡萄糖分解產(chǎn)生酒精?？墒蔷魄械母蛊鹗裁醋饔媚?通過查閱資料了解到根霉屬藻菌綱毛霉目毛霉科的一屬，它能產(chǎn)生糖化酶，將淀粉水解為葡萄糖，從而加速米飯變軟變甜。另外根霉在糖化過程中還能產(chǎn)生少量的有機酸(如乳酸)。這就是米酒淡淡的酒味中帶著甘甜和微酸的原因，正是這兩個反應連續(xù)而交叉地進行，糧食才變成了酒。探究的快樂和成就感伴隨著原理的發(fā)現(xiàn)油然而生。

2.3演示過程，深度挖掘

個別學生家長會做米酒，筆者利用這一有利條件讓這部分學生事先學會并拍攝實驗示范錄像(一個實驗周期需要24～36 h，不能當堂演示，所以把實驗過程全程拍攝，剪輯后留作課上播放)。國外科學探究活動有著“一英寸寬，一英里深”的理念，要想把生活實踐變成探究實驗，教師必須要引導學生的思維向縱深方向發(fā)展，挖掘相關生物學背景知識，使學生知其然，更知其所以然。讓學生看清關鍵程序；并思考其中蘊涵的科學道理，觀看過程中教師適時暫停并提出問題：為什么要強調將米飯打散?攪拌時加水的目的是什么?加入什么樣的水，自來水行嗎?應加多少酒曲?什么時候加入酒曲，溫度太高或太低怎樣?為什么要將用到的容器擦干凈?還可以怎么做?為什么要將米飯壓實?為什么要在中間鉆眼?恒溫箱的溫度是多少?家里沒有恒溫箱，怎么辦?發(fā)酵24 h后米飯結團浮起，容器底部出現(xiàn)不少液體，根據(jù)原理推測液體的成分是什么?米酒在很短的時間內(nèi)(24～36 h)就可以釀制成功與酵母菌的什么特點有關?這些問題涉及酵母菌的呼吸方式、有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別、酵母菌的生活環(huán)境和無性繁殖特點等諸多知識點，即使會做的學生也只是模仿家長，這些問題真正引發(fā)了他們的深入思考。最后師生共同總結簡單、明了、實用的釀制流程，并以學習小組為單位實際操作米酒的釀制方法，實現(xiàn)學以致用。

2.4實驗再探究，指導實踐

探究的價值和樂趣不僅在于解決問題，還在于發(fā)現(xiàn)新問題，問題越多越能將研究推向深入。學習發(fā)酵過程后，學生提出幾個問題：家里沒有酒曲，用于發(fā)面的酵母菌代替行嗎?用大米能做出米酒嗎?酒曲加多加少有什么影響?哪些因素影響米酒的風味?針對這些問題，筆者讓學生先自己設計實驗方案，然后進行拓展實驗。實驗過程中學生充分體會了設置對照和排除無關變量干擾的實驗設計原則。通過周密的實驗，學生發(fā)現(xiàn)用于發(fā)面的酵母菌釀制的結果是酒味很淡，還有股發(fā)面的味道，比加酒曲的發(fā)酵瓶產(chǎn)生的液體量也少得多，分析其原因是酵母菌分解淀粉的能力較弱，釀酒過程主要由根霉菌起糖化作用。用大米制作米酒的實驗幾次都沒有成功，后來學生查閱資料發(fā)現(xiàn)大米也是制作米酒的好材料，但大米較糯米所需菌種量多，且要求保溫時間長。探究酒曲的用量對米酒影響的實驗小組，發(fā)現(xiàn)酒曲加的過少容易發(fā)霉，可能是酵母菌在發(fā)酵初期沒有形成競爭優(yōu)勢，致使雜菌繁殖的結果；酒曲加的多會使味道更加濃郁。另外學生還通過查閱資料搜集了一些影響米酒風味的因素，比如使用酒曲的量，酒曲中酵母菌和根霉的比例(酵母多酒味重，根霉多甜味、酸味重)及發(fā)酵時間，如果發(fā)酵不足，糯米有生米粒，硌牙，甜味不足，酒味也不足。如果發(fā)酵過度，糯米就空了，全是水，酒味過于濃烈，可加滿涼開水，蓋上蓋后，放入冰箱以盡快停止發(fā)酵。這些問題的解決不僅使學生各個成了釀制米酒的行家，更重要的是通過問題推進和認知沖突的解決有效激發(fā)了學生的成就動機，促使其形成了主動的知識建構模式。

2.5舉一反三，擴大成果

課后學生搜集并整理了有關米酒的資料，將米酒的歷史、米酒的營養(yǎng)價值、米酒的吃法，酒藥等相關知識做成手抄報展示，大大拓寬了師生的現(xiàn)野。查閱資料的學生發(fā)現(xiàn)我國用霉菌釀制米酒的歷史；有文字記載的，至少可以上推到公元前十世紀，而法國科學家直到十九世紀末研究了中國的酒曲后，才知道用霉菌糖化淀粉制酒的技術，這大大提升了民族自豪感。為了培養(yǎng)學生舉一反三的能力和實踐能力，筆者又給出果酒果醋的釀制原理，請學生借鑒米酒釀制過程，嘗試為父母釀制一壇葡萄酒或葡萄醋。

3、實驗反思

為保障本實驗的順利進行，需要事先做好準備：家里會做米酒的學生錄制演示米酒釀制過程的錄像，其他學生以小組為單位準備筷子、勺、盆；溫度計、帶蓋子的瓶子、涼開水，器具課前全部用開水燙過。教師做好錄像的剪輯并準備糯米和適量漕曲，實驗前一天泡米，課前將糯米蒸熟(可委托食堂)。另外本實驗可采取分層教學的方法，成立興趣小組，發(fā)揮學生特長：一部分學生負責利用網(wǎng)絡搜集整理有關米酒的資料，一部分學生開展探究實驗。學生從生活經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)問題，從探究過程中獲得體驗，實現(xiàn)了“學中做，做中學”的教育思想，通過動手、動腦有助于在吸收和消化知識的過程中形成良好的科學素養(yǎng)，發(fā)展和提高獲取新知識和解決新問題的能力。