人教版初中生物八年級上冊第五單元第四章第五節創新實驗：探究發酵現象使用教材人教版初中生物八年級上冊第五單元第四章第五節《人類對細菌和真菌的利用》二、實驗器材10%的酵母菌溶液、10%的蔗糖溶液、澄清石灰水、酸性重鉻酸鉀溶液、酒精、玻片、針管、輸液裝置三、實驗改進及創新（一）采用生物與化學跨學科融合的思路1.利用二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的特性檢驗是否有二氧化碳的產生。2.利用乙醇的還原性，可以與重鉻酸鉀酸性溶液的反應，將橙色的重鉻酸鉀還原為綠色的鉻酸鉀，利用這一特性來檢測酒精。（二）采用生物與物理跨學科融合的思路利用物理氣壓平衡原理，結合生物學知識，將針管和輸液管相結合。設計如圖所示裝置，其優點是簡單易獲取。探究發酵現象裝置圖（三）將單一實驗設置為對照實驗1.以酵母菌溶液和蔗糖溶液為變量，明確發酵需要微生物參與的同時，也需要有機物的參與。2.采用10%的酵母菌溶液和10%的蔗糖溶液1：1混合，溫度控制在40攝氏度左右，效果最佳，從而有效的縮短了實驗時間。實驗原理（一）利用二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的特性檢驗是否有二氧化碳的產生。（二）利用乙醇的還原性，可以與重鉻酸鉀酸性溶液的反應，將橙色的重鉻酸鉀還原為綠色的鉻酸鉀，利用這一特性來檢測酒精。（三）酵母菌能將葡萄糖轉化為二氧化碳和酒精。實驗教學目標生命觀念：形成微生物生命過程及規律的生命觀。探究實踐：發現發酵現象的問題，提出探究任務，修訂方案，實施方案，得出結論，表達與交流。科學思維：通過對實驗的分析、現象的闡述以及結論的表述，培養學生歸納總結、分析和表達能力。態度責任：通過參與酵母菌發酵實驗改進與實踐，培養學生嚴謹的科學態度，以及勇于質疑的精神。實驗設計思路（一）分析教材實驗不足1.不能形象地感受發酵產物，即二氧化碳和酒精的產生，更不能深度理解發酵原理。2.教材中的實驗提到用溫開水、一勺糖和一包酵母粉進行實驗，學生完成實驗，記錄現象以及時間。特點：耗時長。（二）查閱資料查閱資料發現，多數人對此實驗的改進存在不足：如，酵母菌發酵產生的泡沫會影響實驗結果。且部分裝置的制作也比較復雜，如，瓶塞打孔。（三）改進裝置1.材料改進（1）實驗中引入澄清石灰水溶液，可形象地檢測二氧化碳的產生。（2）實驗中引入酸性重鉻酸鉀溶液，可形象地檢測酒精的產生。（3）采用10%的酵母菌溶液和10%的蔗糖溶液1：1混合，溫度控制在40攝氏度左右，效果最佳，從而有效的縮短了實驗時間。（4）裝置的改進，原裝置耗費時間長，所以采用針管與輸液裝置相結合的裝置來縮短實驗時間。2.方案改進：（1）以酵母菌溶液和蔗糖溶液為變量，明確發酵需要微生物參與的同時，也需要有機物的參與（2）準備三套如圖所示裝置，按照以下要求進行吸入相應液體。j號裝置（大針管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液2ml；小針管:澄清石灰水溶液2ml）k號裝置（大針管:10%酵母菌溶液0ml、10%蔗糖溶液2ml；小針管:澄清石灰水溶液2ml）l號裝置（大針管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液0ml；小針管:澄清石灰水溶液2ml）jk號裝置形成對照，變量是：酵母菌溶液。jl號裝置形成對照，變量是：蔗糖溶液。七、實驗教學過程（一）魔術展示現場表演魔術，學生觀察現象，并提出疑問。（二）合作探究1.提出問題：發酵現象產生了什么物質？發酵現象的產生一定需要酵母菌的參與嗎？酵母菌發酵過程中可以為自身提供營養物質嗎？2.作出假設3.制定計劃：（1）學生初步制定方案→老師提出驗證方案→學生討論方案→師生修正方案→提出完整方案（2）分別以“酵母菌溶液”、“蔗糖溶液”為變量設置對照。用澄清石灰水檢測二氧化碳，用酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精。（3）開展預實驗，檢驗設計方案的可行性。4.實施計劃（1）清點實驗器材：10%的酵母菌溶液、10%的蔗糖溶液、澄清石灰水、酸性重鉻酸鉀溶液酒精、玻片、針管、輸液裝置（2）檢查裝置氣密性（3）按以下要求進行吸入液體j號裝置（大針管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液2ml；小針管:澄清石灰水溶液2ml）k號裝置（大針管:10%酵母菌溶液0ml、10%蔗糖溶液2ml；小針管:澄清石灰水溶液2ml）l號裝置（大針管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液0ml；小針管:澄清石灰水溶液2ml）（4）組裝裝置（5）觀察并記錄實驗結果實驗結論：學生根據實驗結果總結得出實驗結論6.表達與交流（三）總結展示探究發酵現象記錄表有無氣泡產生澄清石灰水滴加酸性重鉻酸鉀溶液j號裝置有變渾濁變色k號裝置無不變渾濁不變色l號裝置無不變渾濁不變色學生根據實驗結果總結得出實驗結論結論一：酵母菌發酵產生了二氧化碳和酒精；結論二：發酵現象的產生需要微生物的參與。結論三：發酵的產生還要為微生物提供有機物。（四）舉一反三根據結論，聯想生活中其他細菌真菌在食品制作中的應用，進行舉一反三：讓學生思考除酵母菌以外，那還知道哪些微生物能通過發酵制作食品？實驗效果評價（一）跨學科融合的應用，更能解決教材中實驗的不足。（二）對照實驗的設置，幫助學生更好理解發酵現象產生的原因。（三