基于化學(xué)、生物和生活實(shí)踐相融合的STEM課程教學(xué)實(shí)錄

本節(jié)課的授課對(duì)象為七年級(jí)學(xué)生，以制作饅頭這一生活實(shí)踐為主題，整合生物和化學(xué)學(xué)科的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，如生物學(xué)科中酵母菌的結(jié)構(gòu)及呼吸方式，化學(xué)學(xué)科中pH的測(cè)定、酸的化學(xué)性質(zhì)和酸堿指示劑等教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境與學(xué)習(xí)任務(wù)，有效地發(fā)展了學(xué)生問(wèn)題解決和綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)的能力以及科學(xué)探究的能力。具體教學(xué)實(shí)錄如下：

導(dǎo)入：看到擺在面前的各式食材和用品，相信同學(xué)們已經(jīng)猜到了，本節(jié)課我們的任務(wù)就是制作饅頭。提到饅頭，你頭腦中浮現(xiàn)出的是什么樣子的呢？

生：白白的，胖胖的……

師：其實(shí)呀，饅頭不但有著豐滿可愛(ài)的外表，更有著豐富營(yíng)養(yǎng)的內(nèi)在。饅頭中富含豐富的糖類、蛋白質(zhì)、油脂、維生素和鈣、鐵等礦物質(zhì)元素，不但給人提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還具有養(yǎng)胃消脹等功效，隨著人們生活品質(zhì)的提高，饅頭的樣式也開(kāi)始變得五彩繽紛了。

投影：各種顏色和造型的饅頭。

師：為了制作這樣的集顏值和營(yíng)養(yǎng)于一身的饅頭，給大家準(zhǔn)備的輔料有紫甘藍(lán)汁、菠菜汁和南瓜泥，這些蔬菜不但富含各種天然色素而且還富含多種人體必需的維生素，用它們做出的饅頭顏值與營(yíng)養(yǎng)兼?zhèn)?。饅頭雖小，學(xué)問(wèn)卻不少，為此老師特意請(qǐng)來(lái)了五星級(jí)飯店的面點(diǎn)大師給大家傳授做饅頭的方法，有請(qǐng)孫師傅。

孫師傅：詳細(xì)介紹蒸制饅頭的一般過(guò)程及注意事項(xiàng)。

師：相信大家現(xiàn)在已經(jīng)明白如何制作饅頭了。本節(jié)課各組要挑戰(zhàn)的任務(wù)是：利用已有的面粉（400g左右）和食材（紫甘藍(lán)汁、菠菜汁和南瓜泥少許），至少制作4個(gè)饅頭，而且造型要獨(dú)具藝術(shù)特色。

生：各小組明確分工→和面→設(shè)計(jì)樣式→制作饅頭。（創(chuàng)作完成后，在保溫箱內(nèi)進(jìn)行醒發(fā)，大約30min）

師：哪位同學(xué)知道在和面時(shí)加入酵母有什么用？（酵母中有酵母菌，發(fā)酵后可以產(chǎn)生氣體）酵母發(fā)酵的原理是不是這樣呢？各小組可以通過(guò)下面這個(gè)小實(shí)驗(yàn)自行探究一下。

實(shí)驗(yàn)材料：白糖、酵母菌、清水、玻璃棒、錐形瓶、氣球、水浴鍋。

實(shí)驗(yàn)步驟：將適量的白糖和酵母菌混合，加入清水，用玻璃棒攪拌均勻，倒入錐形瓶中，套上氣球，放置于40攝氏度水浴鍋中，15分鐘后觀察現(xiàn)象，聞氣味。

生：按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

師：酵母菌是一種單細(xì)胞的真菌，必須借助顯微鏡才能觀察到它，旁邊的5臺(tái)顯微鏡中展示了放大400倍的酵母菌，同學(xué)們可以用顯微鏡觀察一下。誰(shuí)能說(shuō)一說(shuō)你看到了什么？

生：有一些很小的藍(lán)色的圓形結(jié)構(gòu)。

師：不錯(cuò)，你們看到的卵圓形結(jié)構(gòu)就是酵母菌。

師：這是顯微鏡下用美藍(lán)染色的酵母菌，有的染成藍(lán)色，有的是透明的，細(xì)胞膜有選擇透過(guò)性，短時(shí)間內(nèi)美藍(lán)無(wú)法對(duì)活體酵母菌染色，猜測(cè)一下哪一種顏色的酵母菌是有活性的呢？

生：透明的。

師：通過(guò)酵母菌結(jié)構(gòu)圖我們可以觀察到，酵母菌和高等植物的細(xì)胞一樣，有細(xì)胞核、液泡、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁等結(jié)構(gòu)，那么酵母菌是如何進(jìn)行繁殖的呢？

師：酵母菌的最適宜的生長(zhǎng)溫度是27攝氏度左右。所以我們和面時(shí)推薦用40攝氏度的溫水，和好的面團(tuán)放在溫暖的地方才能較快發(fā)酵。

師：現(xiàn)在大家可以取出水浴鍋中的錐形瓶了，你觀察到了什么？

生：錐形瓶?jī)?nèi)不斷有氣泡冒出，氣球鼓起來(lái)了。

師：去掉氣球，聞一聞?dòng)惺裁次兜馈?/p>

生：能夠聞到酒精的味道，好像還有一股酸味。

師：酵母發(fā)酵的過(guò)程中究竟發(fā)生了什么變化？各組同學(xué)可以用iPad在網(wǎng)上查閱資料，尋找以上現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

生：查閱酵母有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的相關(guān)內(nèi)容。

師：在發(fā)面的過(guò)程中，如果發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)產(chǎn)生酸味，誰(shuí)能根據(jù)所查閱的資料解釋一下這種酸味物質(zhì)是怎么產(chǎn)生的？（可能是二氧化碳和水反應(yīng)生成的碳酸使面團(tuán)發(fā)酸的）這是我用酵母發(fā)酵了12個(gè)小時(shí)左右的面團(tuán)（分發(fā)給各組一點(diǎn)），聞一聞（酸味比錐形瓶中聞到的重）。除了聞氣味，我們還可以用實(shí)驗(yàn)的手段證明酸的存在。

投影：pH的測(cè)定方法。

生：把面團(tuán)放到燒杯里，加少量水，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，用pH試紙測(cè)得面團(tuán)溶液的pH大約為5或6，顯酸性。

師：如果面團(tuán)發(fā)酸了，蒸出來(lái)的饅頭也是酸酸的，很難吃。常用的補(bǔ)救方法是用手多次蘸小蘇打水反復(fù)揉面，感覺(jué)差不多的時(shí)候揪點(diǎn)面團(tuán)嘗嘗，如果嘗不出酸味就說(shuō)明小蘇打的用量剛剛好。同學(xué)們知道這是什么原因嗎？

生：一定是小蘇打把酸反應(yīng)沒(méi)了。

師：是不是這樣呢？同學(xué)們可以從實(shí)驗(yàn)盒中取少量小蘇打粉末于試管中，然后加入少量白醋，觀察現(xiàn)象。（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到有氣泡產(chǎn)生）

師：看來(lái)剛才這位同學(xué)的猜想是正確的?，F(xiàn)在給各組一個(gè)額外的挑戰(zhàn)任務(wù)——把一個(gè)發(fā)酸的面團(tuán)制作成一個(gè)沒(méi)有酸味的饅頭。

師：我之前在蒸饅頭的時(shí)候還遇到了這樣一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，最初我用紫甘藍(lán)汁和的面團(tuán)是紫色的，發(fā)酵一段時(shí)間后，面團(tuán)聞起來(lái)有點(diǎn)酸，而且顏色變成了紅色，我媽媽為了拯救這個(gè)面團(tuán)，就往面里揉了些小蘇打，結(jié)果饅頭卻變成了藍(lán)色，這是怎么回事呢？我們還是借助實(shí)驗(yàn)來(lái)一探究竟吧。在各小組的實(shí)驗(yàn)盒里有一個(gè)盛有紫甘藍(lán)汁液的紙杯，同學(xué)們可以把白醋逐滴加入到里面并攪拌，觀察現(xiàn)象，然后再逐滴加入小蘇打攪拌，觀察現(xiàn)象。

生：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察到加適量白醋后紫甘藍(lán)汁液變成了紅色，加適量小蘇打后又變成了藍(lán)色。

師：其實(shí)紫甘藍(lán)富含豐富的紫甘藍(lán)色素，遇到酸性或堿性物質(zhì)會(huì)顯示不同的顏色，是一種天然的酸堿指示劑，我們可以利用它來(lái)鑒別酸性和堿性物質(zhì)，在料理中我們也可以利用紫甘藍(lán)的這一特性來(lái)對(duì)食物進(jìn)行染色。

作者簡(jiǎn)介：李玲杰（1983.3.7—），女，漢，吉林省長(zhǎng)春市，本科，中教二級(jí)，化學(xué)教學(xué)。

編輯 馮志強(qiáng)