STEM課程之《指紋》

于菲

由于人的指紋是在胎兒第三、四個(gè)月便開始產(chǎn)生，到六個(gè)月左右就定型了。當(dāng)嬰兒長(zhǎng)大成人，指紋也只不過放大增粗，紋樣終生不會(huì)發(fā)生改變，因而指紋人人皆有，卻各不相同。因?yàn)橹讣y重復(fù)率極小，大約150億分之一，故被稱為“人體身份證”。

在STEM課程《指紋》中，我們給學(xué)生介紹指紋的多種提取方法、指紋的分類以及指紋的應(yīng)用，通過在課堂上的親身體驗(yàn)和研究來培養(yǎng)他們觀察能力、分析能力以及人際交往能力，具體教學(xué)內(nèi)容如表1，適用年段為7～8年級(jí)。下面以“指紋的提取”為例，談?wù)劰P者對(duì)《指紋》STEM課程的實(shí)施。

“指紋的提取”的主要材料：滑石粉、刷子、碘酒、三腳架、石棉網(wǎng)、黑紙、膠帶、火柴、酒精燈、印泥、彩筆、牙刷、托盤各一份，燒杯四個(gè)，處理過的楊樹葉或桂花樹葉若干，白紙若干。

教學(xué)片段：碘熏法提取指紋

師：提取指紋的方法有很多，但是最簡(jiǎn)單易行的是粉末法和碘熏法。粉末法應(yīng)用的是物理吸附原理，可以提取顏色對(duì)比比較明顯的物體表面的指紋，而碘熏法則利用的是化學(xué)原理，升華的碘蒸氣可與指紋殘留物的油脂產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)黃棕色的指紋。我們首先來驗(yàn)證碘熏法能否提取到清晰的指紋。

生：老師，那我們趕緊開始吧！

師：提取指紋之前我們要通過小組合作，根據(jù)所給的材料討論完成設(shè)計(jì)方案。

（學(xué)生分小組討論設(shè)計(jì)方案。）

生：我們可以把碘液用酒精燈進(jìn)行加熱，然后用碘蒸氣熏印有指紋的白紙。

師：回答得比較準(zhǔn)確，那么我們是先在白紙上印指紋，還是先加熱碘液呢？

生：當(dāng)然是先印指紋，因?yàn)榈庹魵鈱?duì)人體是有危害的。

師：老師為你的見識(shí)點(diǎn)贊，大量的碘蒸氣對(duì)人體是有害的，因此大家做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要開窗，注意安全。好，現(xiàn)在就開始提取你們的指紋吧。

（學(xué)生提取指紋，教師隨時(shí)關(guān)注學(xué)生提取情況，必要時(shí)給予提醒和幫助。）

師：都提取到清晰的指紋了嗎？哪個(gè)小組愿意來分享一下成功的經(jīng)驗(yàn)或者失敗的原因呢？

生：我們組提取到了指紋，提取過程中我發(fā)現(xiàn)不能讓碘蒸氣熏太長(zhǎng)時(shí)間，不然就會(huì)看不清楚指紋，后來我們縮短時(shí)間后提取到清晰指紋（如圖1）。

師：細(xì)節(jié)決定成敗，你們總結(jié)得很全面，失敗并不可怕，學(xué)會(huì)總結(jié)失敗的原因并改正才是難能可貴的，讓我們一起給這個(gè)小組鼓掌！

設(shè)計(jì)意圖：通過讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)探究能力與動(dòng)手能力，最后讓他們進(jìn)行小組交流，能夠讓他們有效掌握提取指紋的方法并提高表達(dá)交流能力。

教學(xué)片段：制作葉脈書簽

師：除了人、動(dòng)物有指紋，植物是否也有其獨(dú)一無二的“指紋”呢？

生：當(dāng)然有啦！比如年輪、葉脈等。

師：同學(xué)們的知識(shí)真是淵博，那我們今天就來了解一下植物的葉脈。葉脈分布在葉肉組織中，起輸導(dǎo)和支持作用。葉脈可以分為三種：網(wǎng)狀脈、平行脈和叉狀脈。網(wǎng)狀脈具有明顯的主脈，經(jīng)過逐級(jí)的分枝，形成多數(shù)交錯(cuò)分布的細(xì)脈，由細(xì)脈互相聯(lián)結(jié)形成網(wǎng)狀。平行脈的中脈與側(cè)脈、細(xì)脈均平行排列或側(cè)脈與中脈近乎垂直，而側(cè)脈之間近于平行。而叉狀脈的葉脈從葉基生出后，均呈二叉狀分枝，如銀杏。

（出示植物葉脈圖片。）

生：楊樹葉是不是網(wǎng)狀脈呀？玉米葉是平行脈吧，是不是就是輸導(dǎo)組織呢？

師：你說得對(duì)，葉脈就是植物組織中的輸導(dǎo)組織。書簽我們都知道，那么同學(xué)們見過葉脈書簽嗎？

（拿出一個(gè)做好的葉脈書簽展示給學(xué)生。）

生：好漂亮呀！老師，這個(gè)怎么做呀？

師：同學(xué)們，咱們不是帶牙刷、盤子和燒杯了嗎？你們想一想用這些材料如何制作葉脈書簽？可以小組內(nèi)討論。

（經(jīng)過小組激烈討論后，爭(zhēng)先恐后地發(fā)表見解。）

生：用牙刷刷掉樹葉上的葉肉，剩下葉脈就可以了。

師：你說得基本正確，但是用牙刷刷葉肉之前一定要對(duì)葉子進(jìn)行堿處理，在家里可以用洗衣粉煮樹葉，這樣才能腐蝕葉肉，刷出完美的葉脈。然后待葉脈壓平吸水之后用彩筆畫上各種圖案或者文字，最后再把葉脈塑封就可以了（如圖2）。

生：老師，可以多給我們幾片葉子嗎？我想多做幾個(gè)。

師：當(dāng)然，現(xiàn)在你們就開始吧。

（學(xué)生制作葉脈書簽，教師隨時(shí)指導(dǎo)，給予幫助。）

師：同學(xué)們，哪個(gè)小組來展示一下自己的葉脈書簽，發(fā)表自己制作過程中遇到的困難或者書簽的寓意？

生：制作葉脈書簽時(shí)，我弄壞了好幾片樹葉，因?yàn)橛醚浪r(shí)太用力了，一下就破了一個(gè)大洞，所以我發(fā)現(xiàn)制作過程一定要小心細(xì)致，這樣才能得到完美的葉脈書簽。

師：說得真好，不管是學(xué)習(xí)還是生活中，對(duì)待任何事都要細(xì)致，這樣才能獲得成功。讓我們一起為他鼓掌！

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)指紋的拓展內(nèi)容可以深化基礎(chǔ)知識(shí)和技能，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)指紋的興趣。

河北省保定市冀英中學(xué)（071000）