《制作泡菜并检测亚硝酸盐含量》教学案例

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一.教学指导思想

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》指出：“高中生物学课程要求学生主动地参与学习，在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习得生物学知识，养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习及创新实践能力。

二.实验教学分析

1.教材分析

《制作泡菜并检测亚硝酸盐含量》介绍了乳酸菌发酵和亚硝酸盐的基础知识以及泡菜制作和检测泡菜中的亚硝酸盐含量的两部分实验操作。本实验原理简单，但试剂繁多，操作复杂，周期较长。

2.学情分析

学生通过高中生物近两年学习，20多个实验和探究活动的尝试，形成了一定的科

    学探究和实验操作技能。通过本专题前两个课题相关实验操作和分组汇报实验成果，具备了一定的实验现象观察、结果统计和汇报实验的能力。但是学生缺乏持续实验操作的耐心和毅力以及实验相关试剂配制的经历。



3.教学重、难点

教学重点：泡菜制作的原理和亚硝酸盐的相关知识

   

教学难点：制作泡菜，用比色法测定泡菜中亚硝酸盐含量的变化   

三.教学目标分解

1.通过对教材和学案资料的分析和讨论，能说出乳酸菌的应用和亚硝酸盐的危害；

2.通过查阅相关资料，利用大学食品专业等生物学资源，小组合作探究，对教材中制作泡菜和检测亚硝酸盐的含量实验方案改进创新，能具有质疑教材的勇气；

3.通过制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的实验操作，能分析得出泡菜制作中出现问题的解决方案以及亚硝酸盐含量变化的规律和原因；

4.能够为建立良好的饮食习惯提出有价值的建议；

四.实验改进与创新

  本实验的改进主要集中在以下三个方面：

1.改进实验材料用具：①本课题实验所需器材用具较多，调研本校实验室相关设备条件后，考虑到相关实验器材数量和规格限制，将实验试剂用量缩减10倍，因此配制的标液也是浓度缩减十倍的标液。②由于本次实验开展时间是五月份，市场上白萝卜几乎罢市，实验材料改为豇豆，③若按照教材所说用榨汁机粉碎泡菜，效果很差，在实验中改为先用菜板将豇豆剁碎，再用纱布包裹豇豆，人工挤出汁液。④实验室没有比色管，将试管加上塞子当作比色管使用。⑤教材上用移液管吸取转移溶液，实验室有移液枪，量取溶液方便准确。

2.摒弃某种实验试剂：新课标（2017年版）在实施建议中提出教师注意实验教学的安全教育，本实验提到提取剂：称取50克氯化镉与50克氯化钡。查阅相关文献，发现镉离子是毒性很强的重金属离子，考虑到中学实验条件有限，无法处理含镉废液，因而本实验中不用含有氯化镉的提取剂。实验发现不用提取剂仍能达到很好的检测效果。

3.利用相关课程资源：学生在探究检测亚硝酸盐含量的创新实验方案中，淘宝买了相关试纸，咨询化学老师、南岸区环境监测站站长和大学食品专业教授关于检测亚硝酸盐的方法，并查阅人民教育出版社网站，充分利用相关资源。最终确定摒弃提取剂的试验方案。在此过程中，充分利用相关资源，获取有用信息。

五．实验教学过程

活动一：教师提供参考资料，学生自学基础内容

播放《舌尖上的中国II.家常》关于四川泡菜制作片段，学生通过观看视频，知晓泡菜制作的大体过程，让学生感知课题的社会价值，激发学生学习和动手操作的兴趣，引出本节课题实验。学生根据教材和学案内容自学乳酸菌和亚硝酸盐相关基础内容。

    活动二：教师提供相关资源，学生改进实验方案

引导学生通过上网，发现提取剂中镉的问题，镉是一种毒性极强的重金属离子，是造成1931年日本出现全球皆知的“痛痛病”的罪魁祸首。而本实验需要用到50g氯化镉，用量太大，用完后不能直接倒入水槽排出，应该交由处理实验室废液的专门机构进行处理，考虑到中学实验条件和经费有限，引导学生探究检测亚硝酸盐更好的实验方法。发展学生社会责任的学科素养。学生首先想到的是问化学老师，化学老师提出用高锰酸钾作为指示剂滴定亚硝酸钠，但经证实该方法适用于亚硝酸根离子浓度较大的溶液。在老师的帮助下，学生咨询了南岸区环境监测站的站长，知晓环保部门用专门检测亚硝酸盐的仪器，仪器太大，不可能借用到学校。随后，在淘宝网上找到检测食品中亚硝酸盐的试纸，按照使用说明操作后效果不明显，又果断放弃。接着，学生咨询食品专业的学姐，获取信息：国际标准检测亚硝酸盐的方法即教材中的方法。几番周折，依旧回到起点。只能硬着头皮，用教材方法做。接下来老师引导学生，提取剂在本实验到底起何作用？有没有替代的或者可以不用呢？给学生推荐人民教育出版社网站，学生通过该网站查阅本部分内容教材编写意图，发现提取剂和氢氧化铝作用都是吸附泡菜汁液中的碎片和有机大分子。于是，经过老师和学生们的协商，只用氢氧化铝，不用提取剂，确定实验方案。在确定方案过程中，锻炼了学生获取信息，寻求证据的能力。

    活动三：教师提供实验条件，学生实施实验方案

教师提供实验所需器材和材料，考虑到经费有限，八个小组中选了四个兴趣小组的进行泡菜制作的实际操作，探究玻璃碳与陶坛、是否加入老坛水两组变量最泡菜腌制的影响，成功制作四坛泡菜。接下来，由班上爱做实验的同学组成“先行者”完成溶液的配制和标液的制备。从泡菜制作第四天开始，从第四天起，为期10天，每隔一天检测四个泡菜坛中泡菜的亚硝酸盐含量。八个小组每次每组两名同学，其中有一名同学之前已经做过实验，以便教另一名同学做实验，开展生—生教育，减轻老师负担。实验过程中，学会使用移液枪。通过亲手实践，加深对实验原理、过程和结果的理解，落实理性思维和科学探究的学科素养。

活动四：教师提供展示平台，学生汇报实验成果

同学甲汇报了制作泡菜的过程，播放制作过程的视频，以便另外四个未做实验的小组，通过视频学习泡菜的制作。并提出在实验过程中遇到泡菜坛内生白膜和坛沿水生虫的问题，引发全体学生讨论，最终得出问题出现原因和解决问题的方法。

同学乙回报检测亚硝酸盐含量的过程，明确在操作中摒弃提取剂的使用，只用氢氧化铝吸附仍能达到澄清泡菜的样液，得到明显的颜色变化。这是汇报实验的过程。最终将所有试验数据整理，得到如图所示结果。全班同学分析该曲线变化，得出亚硝酸盐含量先增加后减少的变化结论。其次亚硝酸盐在新制盐水中高于加过老坛水的泡菜，以此指导学生在生活中，制作泡菜要加入一部分老坛水，减少亚硝酸盐的产生。第三学生分析得出亚硝酸盐含量最高的时期是8天到第12天，以此让学生明白少吃“跳水萝卜”的原因，形成健康的饮食习惯。

六．方案改进延伸

最后由全班同学提出这一部分实验需要改进的地方，如检测泡菜中亚硝酸盐含量中，用纱布包裹剁碎豇豆获取实验样液会不会减少亚硝酸盐的含量？用试管代替比色管会不会影响颜色变化的观察？教师总结：进行本节实验汇报的总结，将课题延伸，学生自己设计试验证实隔夜茶中亚硝酸盐含量是否会增高而真的毒如蛇？？

七.教学体会反思

选择生物技术实践模块相关内容进行实验教学具有重要意义。学生的亲自参与和体验是不可取代的学习方式。对于实验条件有限的学校，教师可以创造条件，就地取材，因陋就简开展实验，实验步骤可以“简”，但学生知识储备不能“陋”。

将本实验所用豇豆汁液送往当地大学实验室检测，探究正常程序检测值和我们实验改进后的检测值有无区别。根据检测值来确定本实验改进的合理性。

请与食品专业相关的专业人士对本实验课题内容向全体学生开展讲座。让学生更好的了解相关内容，并以此指导我们拥有健康的生活方式。