环保酵素的制作与应用 -教学方案设计 作者:谢国遵 一、 活动背景分析 今年,全球性的新冠病毒疫情,改变了人们的生活,改变了对当代青少年国人彻底打破 了对病毒的了解,揭开了病毒神秘的面纱。一叶知秋,也为同学们深入了解生态系统,了解 微生物打开窗口。 一日三餐中,我们会留下很多的厨余垃圾,如瓜果皮、菜叶,剩米饭、残羹、冷炙等等, 大部分家庭处理这些厨余垃圾的方法是,生的直接扔垃圾桶,熟的汤汤水水通过下水道冲走, 残羹冷炙的固体还是会倒在垃圾桶中,第二天带下楼扔在小区垃圾站。有些会进行垃圾分类, 对不同类别的垃圾分别进行填埋、焚烧、堆肥等无害化处理:而更多的家庭却是直接将厨余 垃圾与生活垃圾扔在同一地方,被简易堆放或填埋,导致臭气蔓延,污染土壤和地下水体, 而垃圾无害化处理的费用却非常高。利用微生物发酵,进行无害化处理,是垃圾分类更深层 的探究。 酵素,又称为环保酵素、垃圾酵素,它是一种古老而又全新的环保材料。酵素是指通过 微生物对水果蔬菜发酵,解毒增效,提取的一种含生物活性成分的液体。它是利用红糖、果 蔬、水按一定比例混合,在好氧环境自然发酵获得的液体,这类酵素常用于堆肥,减少厨余 垃圾。酵素存在于生态链的最低层,并且费用低廉,是人类净化地球最忠实的伙伴。 二、活动目标(总目标) 1、价值体认:通过环保酵素的探究活动,学会应用生态知识处理厨余垃圾,利用厨余 垃圾制作出环保酵素的方法。激发学生对科学试验的爱好与兴趣,并形成积极的劳动观念和 态度,并对其生涯规划意识和能力起到潜移默化的引导作用。 2、责任担当:在活动中,倡导学生将制作环保酵素的方法推广到每位同学的家庭中, 做到垃圾分类处理、厨余垃圾家庭内降解,切实减轻环卫工人的负担,树立与强化环保意识。 形成对自我、学校、社区负责任的态度和社会公德意识,初步形成环境保护观念。 3、通过探讨探究酵素的发酵过程,观察酵素气压、颜色、气味、菌膜形成等性状的变 化,激发学生学习、探究的钻研精神。培养其深入思考并提出有价值的问题,将问题转化为 有价值的研究课题,学会运用科学方法开展研究。能主动运用所学知识理解与解决问题,并 做出基于证据的解释,形成基本符合规范的研究报告或其他形式的研究成果。 4、创意物化:运用生态学中微生物对有机物分解的原理,借用陈醋、黄酒、臭豆腐、 红酒等制作技术制作酵素,解决垃圾分类中厨余垃圾末端处理问题。并以酵素洗手液为案例, 制作和不断改进,试验出更多的新产品,如酵素洗碗液、洗头液、除臭剂、药剂等复杂的制 品或用品,发展实践创新意识和审美意识,提高创意实现能力。帮助同学们养成劳动意识, 培养我们的科学精神,提升其问题解决与技术运用的实践创新能力,帮助同学们提高学会学 习与健康生活的自主发展素养等: 三、 活动对象:中学生 四、 活动时长:90分钟
环保酵素的制作与应用 ---教学方案设计 作者:谢国遵 一、 活动背景分析 今年,全球性的新冠病毒疫情,改变了人们的生活,改变了对当代青少年国人彻底打破 了对病毒的了解,揭开了病毒神秘的面纱。一叶知秋,也为同学们深入了解生态系统,了解 微生物打开窗口。 一日三餐中,我们会留下很多的厨余垃圾,如瓜果皮、菜叶,剩米饭、残羹、冷炙等等, 大部分家庭处理这些厨余垃圾的方法是,生的直接扔垃圾桶,熟的汤汤水水通过下水道冲走, 残羹冷炙的固体还是会倒在垃圾桶中,第二天带下楼扔在小区垃圾站。有些会进行垃圾分类, 对不同类别的垃圾分别进行填埋、焚烧、堆肥等无害化处理;而更多的家庭却是直接将厨余 垃圾与生活垃圾扔在同一地方,被简易堆放或填埋,导致臭气蔓延,污染土壤和地下水体, 而垃圾无害化处理的费用却非常高。利用微生物发酵,进行无害化处理,是垃圾分类更深层 的探究。 酵素,又称为环保酵素、垃圾酵素,它是一种古老而又全新的环保材料。酵素是指通过 微生物对水果蔬菜发酵,解毒增效,提取的一种含生物活性成分的液体。它是利用红糖、果 蔬、水按一定比例混合,在好氧环境自然发酵获得的液体,这类酵素常用于堆肥,减少厨余 垃圾。酵素存在于生态链的最低层,并且费用低廉,是人类净化地球最忠实的伙伴。 二、 活动目标(总目标) 1、价值体认:通过环保酵素的探究活动,学会应用生态知识处理厨余垃圾,利用厨余 垃圾制作出环保酵素的方法。激发学生对科学试验的爱好与兴趣,并形成积极的劳动观念和 态度,并对其生涯规划意识和能力起到潜移默化的引导作用。 2、责任担当:在活动中,倡导学生将制作环保酵素的方法推广到每位同学的家庭中, 做到垃圾分类处理、厨余垃圾家庭内降解,切实减轻环卫工人的负担,树立与强化环保意识。 形成对自我、学校、社区负责任的态度和社会公德意识,初步形成环境保护观念。 3、通过探讨探究酵素的发酵过程,观察酵素气压、颜色、气味、菌膜形成等性状的变 化,激发学生学习、探究的钻研精神。培养其深入思考并提出有价值的问题,将问题转化为 有价值的研究课题,学会运用科学方法开展研究。能主动运用所学知识理解与解决问题,并 做出基于证据的解释,形成基本符合规范的研究报告或其他形式的研究成果。 4、创意物化:运用生态学中微生物对有机物分解的原理,借用陈醋、黄酒、臭豆腐、 红酒等制作技术制作酵素,解决垃圾分类中厨余垃圾末端处理问题。并以酵素洗手液为案例, 制作和不断改进,试验出更多的新产品,如酵素洗碗液、洗头液、除臭剂、药剂等复杂的制 品或用品,发展实践创新意识和审美意识,提高创意实现能力。帮助同学们养成劳动意识, 培养我们的科学精神,提升其问题解决与技术运用的实践创新能力,帮助同学们提高学会学 习与健康生活的自主发展素养等; 三、 活动对象:中学生 四、 活动时长:90 分钟
五、 活动准备: 序号 材料 数量 环保酵素制作 1 鲜水果、蔬菜等(3份) 4.5kg 2 糖(1份) 1.5kg 3 水(10份) 15L 环保酵素应用 1 酵素原液(1份) 0.5L 2 洗洁精(1份) 0.5L 3 水(8份) 4L 工具 1 矿泉水瓶 40个 2 电子秤 5台 3 量杯 10个 4 水果刀 10把
五、 活动准备: 序号 材料 数量 环保酵素制作 1 鲜水果、蔬菜等(3 份) 4.5kg 2 糖(1 份) 1.5kg 3 水(10 份) 15L 环保酵素应用 1 酵素原液(1 份) 0.5L 2 洗洁精(1 份) 0.5L 3 水(8 份) 4L 工具 1 矿泉水瓶 40个 2 电子秤 5台 3 量杯 10个 4 水果刀 10把
六、 活动实施过程 活动一环保酵素制作 (一)阶段目标 1,培养学生掌握厨余垃圾分类的方法,能准确分类分解处理厨余垃圾,准确 提取其中的有机物废料和方法与技术: 2.培养其应用生态系统中微生物分解有机物的原理,设计环保酵素的制作流 程,测算相关数据,装配酵素发酵瓶,成功制作环保酵素的思维能力 3.训练学生能熟练使用电子秤、量杯、水果刀等试验仪器与工具的能力。 (二)重点难点: 1.设计制作流程、测算各项数据、称量相关材料: 2.在试验中达各组员配合默契,无明显误差: 3.根据材料预测有机物发酵过程,并采取方法处理。 (三)教学方式及时长:教学方式--实验实操法,时长:45分钟 (四)教学步骤: 1.导入: (1)探究生活中陈醋、酱油、臭豆腐、黄酒、葡萄酒、啤酒等食品、饮料的 制作技术。应用生态系统的知识,分析以上食品饮料的作用原理。 (2)进一步利用初中生态学知识,分析在生态系统中分解者(微生物)的作 用机制,结合今年最热的话题-一新冠病毒,阐述现代生物技术的社会价值与 经济价值。 (3)引出本课主题--环保酵素的制作与应用,突显本活动的技术价值,分 析环保酵素的社会价值与经济价值,刺激学生好奇心,激发学生的求知欲与 探究的欲望,培养学生的生态意识与环保观念。 (4)实物体验:教师将以往制作是成品酵素分发给学生,让其观察其中颜色、 闻其中气味,并取少量放在手心挤搓,感觉酵素质地。使学生亲近感悟实物 中预测自己的试验成果,培养学生的对试验自信心。 2.了解基本活动过程: 设计一一测算一一称量一一配制一一贴标签一一存放,观察一一放气。 3.学生活动 (1)设计制作方案: 从厨余垃圾中分离筛选出合适的果皮、蔬菜等有机物,仅选择其中一种。 可根据不同材料设计制作不同香味的酵素。 (2)测算:
六、 活动实施过程 活动一 环保酵素制作 (一)阶段目标 1.培养学生掌握厨余垃圾分类的方法,能准确分类分解处理厨余垃圾,准确 提取其中的有机物废料和方法与技术; 2.培养其应用生态系统中微生物分解有机物的原理,设计环保酵素的制作流 程,测算相关数据,装配酵素发酵瓶,成功制作环保酵素的思维能力; 3.训练学生能熟练使用电子秤、量杯、水果刀等试验仪器与工具的能力。 (二)重点难点: 1.设计制作流程、测算各项数据、称量相关材料; 2.在试验中达各组员配合默契,无明显误差; 3.根据材料预测有机物发酵过程,并采取方法处理。 (三)教学方式及时长:教学方式---实验实操法,时长:45 分钟 (四)教学步骤: 1.导入: (1)探究生活中陈醋、酱油、臭豆腐、黄酒、葡萄酒、啤酒等食品、饮料的 制作技术。应用生态系统的知识,分析以上食品饮料的作用原理。 (2)进一步利用初中生态学知识,分析在生态系统中分解者(微生物)的作 用机制,结合今年最热的话题---新冠病毒,阐述现代生物技术的社会价值与 经济价值。 (3)引出本课主题---环保酵素的制作与应用,突显本活动的技术价值,分 析环保酵素的社会价值与经济价值,刺激学生好奇心,激发学生的求知欲与 探究的欲望,培养学生的生态意识与环保观念。 (4)实物体验:教师将以往制作是成品酵素分发给学生,让其观察其中颜色、 闻其中气味,并取少量放在手心挤搓,感觉酵素质地。使学生亲近感悟实物 中预测自己的试验成果,培养学生的对试验自信心。 2.了解基本活动过程: 设计――测算――称量――配制――贴标签――存放,观察――放气。 3.学生活动 (1)设计制作方案: 从厨余垃圾中分离筛选出合适的果皮、蔬菜等有机物,仅选择其中一种。 可根据不同材料设计制作不同香味的酵素。 (2)测算:
根据《活动任务单一》测算制作酵素所需各种原料,包括鲜水果、蔬菜、糖、 水的量。 (3)取工具与材料:按试验设计方案与测算的结果,分工取所需的工具与材料,材 料的取量参考测算结果估算: (4)称量与配制:根据测算的数据,按《活动任务单二》要求称量出所需的材料, 并记录相关数据。同时,依次装入瓶中。 (5)贴标签与存放:按附件三的要求制作标签,并贴在瓶中。将酵素存放于 阴凉处,100天后,即可使用。 (6)观察、放气:存放的前一周,特别是前两天,注意观察酵素瓶气压的变 化,并适当开瓶放气。或用缝衣针刺穿瓶盖,形成单向排气孔。 (7)清洗并归还工具:制作任务完成后,及时整理活动场面,处理剩余材料, 清洗、整理工具,并归位。 4.活动分享总结: 分享:以小组为单位,分享你的制作酵素过程中的感受或经验。你觉得制作 流程中哪些环节还需要改进,你有什么更好的建议。 总结表彰:从小组合作、设计方案、操作精确度、整体场面的整洁度条理 性、对生态知识的掌握程度、对环保观念的态度等方面总结,表扬亮点,肯定成 绩;着重学生对生态环保观念情感、认识、思想,可互相思考交流。 5.活动知识拓展与讨论: (1)请你谈谈日常生活中,有哪些食品用品与酵素作用机理相似? (2)以你学到的生态知识,举例谈谈你对微生物的了解。 活动二环保酵素的应用 (一)阶段目标: 1.通过活动,加强学生动手的劳动能力。 2.通过对酵素应用价值的分析,培养学生对科学科技的经济价值与社会价值 的认识。同时,也提高其劳动的兴趣。 3.通过精准、严谨的操作制作过程,让其体验生物或生态科学家的工作过程, 养成科学学习工作的态度。 4.训练学生能熟练使用电子秤、量杯等试验仪器与工具的能力。 (二)重点难点: 1.设计制作方案、测算各项数据、称量相关材料: 2.按化学试验的要求,操作各种仪器与工具。 (三)教学方式及时长:教学方式--实验实操法,时长:45分钟 (四)教学步骤:
根据《活动任务单一》测算制作酵素所需各种原料,包括鲜水果、蔬菜、糖、 水的量。 (3)取工具与材料:按试验设计方案与测算的结果,分工取所需的工具与材料,材 料的取量参考测算结果估算; (4)称量与配制:根据测算的数据,按《活动任务单二》要求称量出所需的材料, 并记录相关数据。同时,依次装入瓶中。 (5)贴标签与存放:按附件三的要求制作标签,并贴在瓶中。将酵素存放于 阴凉处,100 天后,即可使用。 (6)观察、放气:存放的前一周,特别是前两天,注意观察酵素瓶气压的变 化,并适当开瓶放气。或用缝衣针刺穿瓶盖,形成单向排气孔。 (7)清洗并归还工具:制作任务完成后,及时整理活动场面,处理剩余材料, 清洗、整理工具,并归位。 4.活动分享总结: 分享:以小组为单位,分享你的制作酵素过程中的感受或经验。你觉得制作 流程中哪些环节还需要改进,你有什么更好的建议。 总结表彰:从小组合作、设计方案、操作精确度、整体场面的整洁度条理 性、对生态知识的掌握程度、对环保观念的态度等方面总结,表扬亮点,肯定成 绩;着重学生对生态环保观念情感、认识、思想,可互相思考交流。 5.活动知识拓展与讨论: (1)请你谈谈日常生活中,有哪些食品用品与酵素作用机理相似? (2)以你学到的生态知识,举例谈谈你对微生物的了解。 活动二 环保酵素的应用 (一)阶段目标: 1.通过活动,加强学生动手的劳动能力。 2.通过对酵素应用价值的分析,培养学生对科学科技的经济价值与社会价值 的认识。同时,也提高其劳动的兴趣。 3.通过精准、严谨的操作制作过程,让其体验生物或生态科学家的工作过程, 养成科学学习工作的态度。 4.训练学生能熟练使用电子秤、量杯等试验仪器与工具的能力。 (二)重点难点: 1.设计制作方案、测算各项数据、称量相关材料; 2.按化学试验的要求,操作各种仪器与工具。 (三)教学方式及时长:教学方式---实验实操法,时长:45 分钟 (四)教学步骤:
1.导入: (1)讨论:延续前一活动后的任务,请你谈谈日常生活中,有哪些食品用品 与酵素作用机理相似?这些物品有什么价值?你觉得酵素能用来做什么? (2)实物体验:取已做好的酵素洗手液,摇起泡泡,涂在弄脏的手上,让学 生验证酵素洗手液的去污效果,对皮肤的滋润与伤害程度,以及香味。从教 师的亲身体验活动中,激发学生制作酵素制品的兴趣。 2.了解基本活动过程: 设计一一测算一一取材料工具-量取一一配制一一贴标签一一存放 3.学生活动: (1)设计制作方案:参观目前存放的酵素,从成熟的酵素中根据其香味、颜 色等要素选择喜欢的酵素,与洗手液或洗洁精,设计酵素洗手液的制作方案。 (2)测算:按《活动任务单二酵素洗手液配制》的要求测算所需酵素原液、 洗手液原液、水的量。 (3)取材料工具:按照设计制作方案,根据测算的数据,选取活动所需的工 具与材料: (4)量取与配制:依照《活动任务单二酵素洗手液配制》的要求,根据测 算的数据量取原液、洗手液原液、水的量。并按照规定的流程配制酵素洗手 液。 (5)贴标签与存放:按附件四的要求制作标签,并贴在瓶中。 (6)清洗并归还工具:制作任务完成后,及时整理活动场面,处理剩余材料, 清洗、整理工具,并归位。 4.活动分享总结: 分享:以小组为单位,分享你的制作酵素洗手液过程中的感受或经验,包括 两种液体的溶合现象、颜色的变化等。你觉得制作流程中哪些环节还需要改进, 你有什么更好的建议。 总结表彰:从小组合作、设计方案、操作精确度、整体场面的整洁度条理 性、对生态知识的掌握程度、对环保观念的态度等方面总结,表扬亮点,肯定成 绩:着重学生对生态环保观念情感、认识、思想,可互相思考交流。 并分析酵素洗手液清洁去污的生态学机理。 5.活动知识拓展与讨论: (1)请你谈谈,根据酵素洗手液的制作原理,你还能制作哪些酵素制品,并 说明其作用机理? (2)如果使用酵素洗洁精给你家洗碗,一年可节约多少千克洗洁精?全球 70亿人一年可减少多少洗洁对地球的污染?
1.导入: (1)讨论:延续前一活动后的任务,请你谈谈日常生活中,有哪些食品用品 与酵素作用机理相似?这些物品有什么价值?你觉得酵素能用来做什么? (2)实物体验:取已做好的酵素洗手液,摇起泡泡,涂在弄脏的手上,让学 生验证酵素洗手液的去污效果,对皮肤的滋润与伤害程度,以及香味。从教 师的亲身体验活动中,激发学生制作酵素制品的兴趣。 2.了解基本活动过程: 设计――测算――取材料工具--量取――配制――贴标签――存放 3.学生活动: (1)设计制作方案:参观目前存放的酵素,从成熟的酵素中根据其香味、颜 色等要素选择喜欢的酵素,与洗手液或洗洁精,设计酵素洗手液的制作方案。 (2)测算:按《活动任务单二 酵素洗手液配制》的要求测算所需酵素原液、 洗手液原液、水的量。 (3)取材料工具:按照设计制作方案,根据测算的数据,选取活动所需的工 具与材料; (4)量取与配制:依照《活动任务单二 酵素洗手液配制》的要求,根据测 算的数据量取原液、洗手液原液、水的量。并按照规定的流程配制酵素洗手 液。 (5)贴标签与存放:按附件四的要求制作标签,并贴在瓶中。 (6)清洗并归还工具:制作任务完成后,及时整理活动场面,处理剩余材料, 清洗、整理工具,并归位。 4.活动分享总结: 分享:以小组为单位,分享你的制作酵素洗手液过程中的感受或经验,包括 两种液体的溶合现象、颜色的变化等。你觉得制作流程中哪些环节还需要改进, 你有什么更好的建议。 总结表彰:从小组合作、设计方案、操作精确度、整体场面的整洁度条理 性、对生态知识的掌握程度、对环保观念的态度等方面总结,表扬亮点,肯定成 绩;着重学生对生态环保观念情感、认识、思想,可互相思考交流。 并分析酵素洗手液清洁去污的生态学机理。 5.活动知识拓展与讨论: (1)请你谈谈,根据酵素洗手液的制作原理,你还能制作哪些酵素制品,并 说明其作用机理? (2)如果使用酵素洗洁精给你家洗碗,一年可节约多少千克洗洁精?全球 70 亿人一年可减少多少洗洁对地球的污染?
七、实施建议 (一)活动组织:分组分工,设置组长、记录员、操作员、监督员等: (二)活动指导: 1.广度:贴近生活,从日常生活事例入手,引导学生进入活动角色。 2.深度:充分应用生态学知识,从原理上分析活动原理,引导学生深入探究: 3.误差:引入科学试验的误差知识。 八、评价建议: 1.评价的标准:本活动知识难度大,但操作难度不大,成功率高。评价时重 点在组织协作、参与态度、生态环保意识的养成等要素进行评价。 2.评价的方法:按小组互评、教师直评两个层级的方法进行
七、 实施建议 (一)活动组织:分组分工,设置组长、记录员、操作员、监督员等; (二)活动指导: 1.广度:贴近生活,从日常生活事例入手,引导学生进入活动角色。 2.深度:充分应用生态学知识,从原理上分析活动原理,引导学生深入探究; 3.误差:引入科学试验的误差知识。 八、 评价建议: 1.评价的标准 :本活动知识难度大,但操作难度不大,成功率高。评价时重 点在组织协作、参与态度、生态环保意识的养成等要素进行评价。 2.评价的方法:按小组互评、教师直评两个层级的方法进行
九、附件: 附一:环保酵素的制作与应用任务单 活动任务单一 日期: 天气: 班级: 组名: 小组成员: 一、酵素配制表: 材料 数量 序号 环保酵素制作 比例 理论值 实际值 1 鲜水果、蔬菜等 3 9 2 糖 1 9 3 水 10 ml 合计 14份
九、 附件: 附一:环保酵素的制作与应用任务单 活动任务单一 日期: 天气: 班级: 组名: 小组成员: 一、酵素配制表: 序号 材料 数量 环保酵素制作 比例 理论值 实际值 1 鲜水果、蔬菜等 3 g 2 糖 1 g 3 水 10 ml 合计 14 份
二、酵素制作流程 1、测算:红糖:原料:水=1:3:10=g:g:g 2、原料:切取鲜水果、蔬菜等(份)约g,装入瓶中; 3、红糖:称取红糖(份)9; 4、水:量取水(份) ml,倒入红糖中; 5、贴标签(原料及数量、日期),摇均,在阴凉处放置约100天
二、酵素制作流程 1、测算:红糖:原料:水=1:3 : 10 = g: g: g 2、原料:切取鲜水果、蔬菜等( 份)约 g,装入瓶中; 3、红糖:称取红糖( 份) g; 4、水:量取水( 份) ml, 倒入红糖中; 5、贴标签(原料及数量、日期),摇均,在阴凉处放置约 100 天
附二:酵素标签样式 酵素标签 原 料: 班 级 组 别 制作人: 制作日期:
附二:酵素标签样式 酵素标签 原 料 : 班 级 : 组 别 : 制 作 人 : 制 作 日 期 :
附三: 活动任务单二酵素洗手液配制 日期: 天气: 班级: 组名: 小组成员: 一、酵素洗手液制表: 酵素洗手液制作测算表 总人数 序号 材料 数量 总量 材料负责人 环保酵素应用 理论值 1 酵素原液(1份) ml ml 2 洗洁精(1份) ml ml 3 水(8份) ml ml 工具 1 矿泉水瓶 1个/人 2 量杯 2个 二、制作流程: 1、按酵素原液:洗洁精:水=1:1:8=m: ml: ml 2、取酵素原液(1份)ml,倒入瓶中; 3、取水(8份) ml,倒入瓶中; 4、取洗洁精原液(1份) ml,倒入瓶中; 5、摇均,即可使用: 6、贴标签
附三: 活动任务单二 酵素洗手液配制 日期: 天气: 班级: 组名: 小组成员: 一、酵素洗手液制表: 酵素洗手液制作测算表 班级 10 班级人数 40 总人数 序号 材料 数量 总量 材料负责人 环保酵素应用 理论值 1 酵素原液(1 份) ml ml 2 洗洁精(1 份) ml ml 3 水(8 份) ml ml 工具 1 矿泉水瓶 1个/人 2 量杯 2个 二、制作流程: 1、按酵素原液:洗洁精:水=1:1:8= ml: ml: ml 2、取酵素原液(1 份) ml,倒入瓶中; 3、取水(8 份) ml,倒入瓶中; 4、取洗洁精原液(1 份) ml,倒入瓶中; 5、摇均,即可使用; 6、贴标签