人教版初中生物八年级上册第五单元第四章第五节创新实验：探究发酵现象

人教版初中生物八年级上册第五单元第四章第五节创新实验：探究发酵现象 1、 使用教材 人教版初中生物八年级上册第五单元第四章第五节《人类对细菌和真菌的利用》 二、实验器材 10%的酵母菌溶液、10%的蔗糖溶液、澄清石灰水、酸性重铬酸钾溶液、酒精、玻片、针管、输液装置 三、实验改进及创新 （一）采用生物与化学跨学科融合的思路 1.利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性检验是否有二氧化碳的产生。 2.利用乙醇的还原性，可以与重铬酸钾酸性溶液的反应，将橙色的重铬酸钾还原为绿色的铬酸钾，利用这一特性来检测酒精。 （二）采用生物与物理跨学科融合的思路 利用物理气压平衡原理，结合生物学知识，将针管和输液管相结合。设计如图所示装置，其优点是简单易获取。 探究发酵现象装置图 （三）将单一实验设置为对照实验 1.以酵母菌溶液和蔗糖溶液为变量，明确发酵需要微生物参与的同时，也需要有机物的参与。 2.采用10%的酵母菌溶液和10%的蔗糖溶液1：1混合，温度控制在40摄氏度左右，效果最佳，从而有效的缩短了实验时间。 4、 实验原理 （一）利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性检验是否有二氧化碳的产生。 （二）利用乙醇的还原性，可以与重铬酸钾酸性溶液的反应，将橙色的重铬酸钾还原为绿色的铬酸钾，利用这一特性来检测酒精。 （三）酵母菌能将葡萄糖转化为二氧化碳和酒精。 5、 实验教学目标 （1） 生命观念：形成微生物生命过程及规律的生命观。 （2） 探究实践：发现发酵现象的问题，提出探究任务，修订方案，实施方案，得出结论，表达与交流。 （3） 科学思维：通过对实验的分析、现象的阐述以及结论的表述，培养学生归纳总结、分析和表达能力。 （4） 态度责任：通过参与酵母菌发酵实验改进与实践，培养学生严谨的科学态度，以及勇于质疑的精神。 6、 实验设计思路 （一）分析教材实验不足 1.不能形象地感受发酵产物，即二氧化碳和酒精的产生，更不能深度理解发酵原理。 2.教材中的实验提到用温开水、一勺糖和一包酵母粉进行实验，学生完成实验，记录现象以及时间。特点：耗时长。 （二）查阅资料 查阅资料发现，多数人对此实验的改进存在不足：如，酵母菌发酵产生的泡沫会影响实验结果。且部分装置的制作也比较复杂，如，瓶塞打孔。 （三）改进装置 1.材料改进 （1）实验中引入澄清石灰水溶液，可形象地检测二氧化碳的产生。 （2）实验中引入酸性重铬酸钾溶液，可形象地检测酒精的产生。 （3）采用10%的酵母菌溶液和10%的蔗糖溶液1：1混合，温度控制在40摄氏度左右，效果最佳，从而有效的缩短了实验时间。 （4）装置的改进，原装置耗费时间长，所以采用针管与输液装置相结合的装置来缩短实验时间。 2.方案改进： （1）以酵母菌溶液和蔗糖溶液为变量，明确发酵需要微生物参与的同时，也需要有机物的参与 （2）准备三套如图所示装置，按照以下要求进行吸入相应液体。 j号装置（大针管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液2ml；小针管:澄清石灰水溶液2ml） k号装置（大针管:10%酵母菌溶液0ml、10%蔗糖溶液2ml；小针管:澄清石灰水溶液2ml） l号装置（大针管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液0ml；小针管:澄清石灰水溶液2ml） jk号装置形成对照，变量是：酵母菌溶液。jl号装置形成对照，变量是：蔗糖溶液。 七、实验教学过程 （一）魔术展示 现场表演魔术，学生观察现象，并提出疑问。 （二）合作探究 1.提出问题：发酵现象产生了什么物质？发酵现象的产生一定需要酵母菌的参与吗？酵母菌发酵过程中可以为自身提供营养物质吗？ 2.作出假设 3.制定计划： （1）学生初步制定方案→老师提出验证方案→学生讨论方案→师生修正方案→提出完整方案 （2）分别以“酵母菌溶液”、“蔗糖溶液”为变量设置对照。用澄清石灰水检测二氧化碳，用酸性重铬酸钾溶液检测酒精。 （3）开展预实验，检验设计方案的可行性。 4.实施计划 （1）清点实验器材：10%的酵母菌溶液、10%的蔗糖溶液、澄清石灰水、酸性重铬酸钾溶液酒精、玻片、针管、输液装置 （2）检查装置气密性 （3）按以下要求进行吸入液体 j号装置（大针管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液2ml；小针管:澄清石灰水溶液2ml） k号装置（大针管:10%酵母菌溶液0ml、10%蔗糖溶液2ml；小针管:澄清石灰水溶液2ml） l号装置（大针管:10%酵母菌溶液2ml、10%蔗糖溶液0ml；小针管:澄清石灰水溶液2ml） （4）组装装置 （5）观察并记录实验结果 5. 实验结论：学生根据实验结果总结得出实验结论 6.表达与交流 （三）总结展示 探究发酵现象记录表 有无气泡产生 澄清石灰水 滴加酸性重铬酸钾溶液 j号装置 有 变浑浊 变色 k号装置 无 不变浑浊 不变色 l号装置 无 不变浑浊 不变色 学生根据实验结果总结得出实验结论 结论一：酵母菌发酵产生了二氧化碳和酒精； 结论二：发酵现象的产生需要微生物的参与。 结论三：发酵的产生还要为微生物提供有机物。 （四）举一反三 根据结论，联想生活中其他细菌真菌在食品制作中的应用，进行举一反三：让学生思考除酵母菌以外，那还知道哪些微生物能通过发酵制作食品？ 7、 实验效果评价 （一）跨学科融合的应用，更能解决教材中实验的不足。 （二）对照实验的设置，帮助学生更好理解发酵现象产生的原因。 （三）通过实验理解发酵的概念，更好地让学生在生产和生活中，举一反三。 （四）教学中对实验进行合理的优化创新能更高效的达成实验目标。 学科网（北京）股份有限公司 $$