初中生物“发酵现象”实验的创新设计
一、实验在教材中所处的地位与作用：
“发酵现象”是鲁教版《生物学》七年级下册第五节人类对细菌和真菌的利用中的一个演示实验。书上的要求只是简单了解，并没有深入的探究，学生也很难真正体会具体过程，此演示实验只能证明酵母菌在发酵时产生了气体，但不能说明产生的气体就是二氧化碳；同时酵母菌在发酵时也产生了酒精,而演示实验并没有直观地说明这一点；基于此，我对演示实验装置进行了一定的改进，不仅让同学们看到了酵母菌发酵液冒出的气泡、胀大的气球，闻到了发酵后特出的甜酒的芳香气味，还让学生对酵母菌“发酵现象”所需的原料、条件及产生的物质都有了较直观的感受，比较容易理解课本上阐述的“酵母菌可以把葡萄糖转化为二氧化碳和酒精”等有关内容，而且印象深刻。
二、实验的目的：
1、让学生通过观察发酵现象，获得对发酵的感性认识；
2、尝试设计对照实验；
3、尝试分组实验，提高学生的实验操作能力和协作能力。
4、理解细菌真菌在食品制作中的发酵原理；
三、实验原型与不足之处
教材原型
在一杯温开水中加入一大勺糖和一包酵母，进行搅拌。将这个杯子中的液体倒入透明的玻璃瓶或矿泉水瓶内，再往瓶内加一些温开
水。将一个小气球挤瘪后套在瓶口。将瓶子放在教室内窗台上，观察瓶中的情况，看看瓶中的液体会不会冒出气泡，气球会不会胀大。
不足之处：
1、教材所用的实验装置使得实验现象见效慢，气球要鼓起来，那么必须产生足够多的气体，因此要让学生看到明显的实验现象的话，时间长。
2、未探究发酵产物，原实验只能证明酵母菌在发酵时产生了气体，但不能说明产生的气体就是二氧化碳，同时酵母菌在发酵时一产生了酒精，而演示实验并没有直观地说明这一点。
3、实验只有一个瓶子，缺少对照实验，说服力不强，需设对照组。
四、实验创新与改进之处
1、改进了实验设计
（1）更改了实验材料，白糖的主要成分是蔗糖，酵母菌先把蔗糖分解为葡萄糖，再进行发酵作用，将白糖换成葡萄糖，加快了反应速率。
（2）设计了5组对照实验，使学生对酵母菌“发酵现象”所需的原料、条件及产生的物质都有了较直观的感受。
（3）明确了实验条件，加快了实验速率。
2、改进了实验装置
尝试自制实验器具，实验器具简单易得，使实验更加贴近生活，提高实验操作的可行性。用带有橡皮塞的点滴瓶，将带针头的输液管
另一端浸入装有澄清石灰水的小烧杯中，不仅让同学们看到了酵母菌发酵液冒出的气泡、胀大的气球，还看到了澄清的石灰水变浑浊。
五、实验器材：
1、实验仪器：打点滴的盐水瓶、带针头的输液管、水浴锅、量
筒、小烧杯、玻璃棒、温度计、漏斗、小气球
2、实验用品：白糖、葡萄糖、干酵母、澄清的石灰水、40℃左
右的温水
六、实验原理及装置说明
实验原理：酵母菌喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长。酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧的环境中都能生长，在缺氧的情况下，酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。在有氧的情况下，酵母菌生长繁殖速度较快，它把糖分解成二氧化碳和水。
实验装置说明：将输液管的针头一端扎入盐水瓶的橡胶塞上，输液管的另一端放入澄清的石灰水中。
七、实验过程
1、情境导入，播放蒸馒头和酿酒过程
2、确定实验方案，设置对照实验
3、先让酵母菌进行有氧呼吸（此时繁殖快）：将100ml40℃左右的温水倒入烧杯，再将大约15g的葡萄糖和5g的干酵母加进来，搅拌均匀。将搅拌均匀后的液体经漏斗注入盐水瓶内，摇晃一下，使之混合均匀，加大酵母菌与葡萄糖的接触面积，提高反应速率。然后将盐水瓶放入装有40的水浴锅中，水浴保温。
酵母菌的无氧呼吸（产生酒精必备的条件）：观察到酵母菌培养液有气泡产生，盖好盖子。
4、讨论：（1）设计了几组对照实验？为什么要设计对照实验？
（2）每组的变量是什么？
（3）推测实验结果？
（4）看一看瓶子内有什么变化？
（5）闻一闻有什么味道？
5、实验现象
（1）可以观察到，1号和2号瓶中不断的有气泡产生，堆积，说明发酵实验过程中产生了气体。
（2）1号瓶：5分钟后气球开始慢慢鼓起，10分钟后竖起，30分钟膨胀最大。
2号瓶：10分钟后气球开始慢慢鼓起，20分钟后竖起，逐渐膨大。
3号、4号、5号瓶都没有鼓起
（3）将1号点滴瓶插入带针头的针管，将带针头的输液管另一端浸入装有适量澄清石灰水的小烧杯中，发现澄清的石灰水变浑浊。
说明发酵过程产生了二氧化碳。打开气球，用手轻轻在瓶口扇动，闻一下气味，闻到了一股芬芳的甜酒味，说明发酵过程还产生了酒精。
6、实验结果和结论：1号瓶和2号瓶对照，说明添加葡萄糖，发酵速度快，时间短，且气球膨胀大；1号瓶和3号瓶对照，说明发酵需要营养物质；1号瓶和4号瓶对照，说明发酵需要适宜的温度。1号瓶和5号瓶对照，说明发酵需要酵母菌的参与。通过上述分组实验，学生对酵母菌“发酵现象”所需的原料、条件及产生的物质都有了较直观的感受，比较容易理解课本上阐述的“酵母菌可以把葡萄糖转化为二氧化碳和酒精”等有关内容，而且印象深刻。
7、理论联系实际：
（1）做馒头时要用到酵母菌，酵母菌在含糖的温暖的环境里，会迅速生长繁殖，在这个过程中会分泌一种“酶”，酶能分解面粉中的有机成分，产生二氧化碳气体、乙醇等，同时产生热量。在加热蒸熟的过程中，就会受热膨胀，我们就看到了馒头有蓬松海绵状的蜂窝结构。
（2）酿造各种美酒。
（3）实验用过酵母发酵液的用途
1）制馒头：让酵母菌充分繁殖，和面或揉面，将面团切成方块状，发酵30~45分钟之后上锅蒸熟，即可。
2）观察酵母菌：制成酵母菌临时装片，在显微镜下观察酵母菌的形态结构
八、自我评价和教学反思
1、原理科学：利用二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊的原理验证了产生了气体是二氧化碳，使实验更具有说服力。
2、设计合理：改进后的装置组装简单，气密性好，保证实验的成功率，而且见效快。实验设计严谨科学，让学生在体验到实验的乐趣的同时，培养科学探究精神，激发学生学习兴趣。
3、实验方法简单、直观，器材易得，可以做学生分组实验。
4、实验更深入、清晰，有效利用对照实验和方法。
5、略显遗憾处是学生化学知识缺乏和实验室条件限制，没有深入设计用重铬酸钾实际测试酒精的存在，但通过该实验，学生对酵母菌发酵所需要的原料、条件及产生的物质都有了较直观的感受，比较容易理解课本上所阐述的：“酵母菌可以把葡萄糖转化为酒精并产生二氧化碳”等有关内容，使学生能真正认同发酵原理而且印象深刻。对于之后学习酵母菌发酵用于制作馒头和甜酒等内容打下基础。