史有志 拦生发
(甘肃省临夏中学 甘肃临夏 731100)
《普通高中生物学课程标准(2017年版)》实施建议中提出:“在重视定性实验的同时也应重视定量实验,让学生在量的变化中了解事物的本质。”教师应向学生提供机会学习量的测定,实事求是地记录、整理和分析实验资料、定量表述实验结果等[1]。通过开展实践活动的尝试,培养学生生物学学科核心素养,让学生用科学的观点、知识、思路和方法,面对或解决生产生活中的实际问题。合理利用实验设备,充分调动师生的积极性和主动性,引领学生开展探究性实践活动,取得的成果可指导生产。不仅学以致用,全面提升学生的使命感和社会责任感,且为学生的终身学习、终身发展奠定良好的基础,既“立德”又“树人”。
2.1 提出问题 甘肃省临夏回族自治州永靖县境内广泛种植枣树,红枣品质极佳,成熟期口感脆而香甜,很受市场青睐。但由于该地区红枣产量高,集中上市往往大量滞销,丰产却未必丰收,通常晒干储存,而在异地很难品尝到永靖红枣的鲜脆。鉴于此,开展“气调保鲜盒包装+地窖储存方法对永靖红枣品质影响的初步探究实践活动”,旨在为广大农户提供可行性保鲜方案,尽可能迎合市场需求,提高经济效益。
2.2 前期工作
2.2.1 主观能动性动员 结合高中学生的生物学认知水平,查阅相关资料,调查当地红枣滞销、储存难的现状;教师展示由于无法有效储存而导致红枣品质下降、甚至腐烂的统计数据、图片和视频,引导学生认识原创性实践活动的现实意义;激励学生采用科学探究的方式解决生活、生产实际问题,力求转化为科技成果,体验实践活动带来的成就感和幸福感,激发对家乡的使命感和责任感。
2.2.2 具体问题细化分析 充分利用高中生物学教材中细胞失水和吸水、蒸腾作用、细胞呼吸等相关知识,引导学生寻找红枣保鲜储存的关键问题。例如使用保鲜袋密封可有效降低水分的蒸发,防止鲜枣失水皱缩影响品质;控制存储室内温度(地窖)能有效降低红枣细胞和微生物的呼吸强度,减少有机物的消耗,提高保鲜指数;改变保鲜袋内混合气体的比例,探究最佳混合气体比例,进一步抑制红枣无氧呼吸、有氧呼吸,以及微生物呼吸速率,延长保鲜时间。
2.3 确定活动名称 气调保鲜盒包装+地窖储存方法对永靖红枣品质影响的探究活动
2.4 实验原理 气调保鲜包装采用具有气体阻隔性能的包装材料包装红枣,先抽出包装内的原有空气,再按照预设的气体浓度依次充入O2、N2和CO2,不同比例的混合气体对红枣的色、味、硬度等品质的影响不同。低温利于红枣贮藏,利于农村自家的地窖储存;使用干燥剂,可降低气调包装内的湿度,延长保鲜期[2]。
2.5 实验器材 永靖红枣、电子称、天平、气调保鲜机、气调保鲜盒、干燥剂、GY-3 型水果硬度计、地窖隔架等。
2.6 实验步骤
2.6.1 选择红枣 挑选刚采摘的脆熟期无机械损伤、无病虫害的新鲜永靖红枣,使用果蔬清洗剂洗净表面,并擦干水渍。
2.6.2 控制气比 配制7 组不同气体配比气调包装盒,每盒样品200 g(约14 颗),实验组A~F和对照组CK 共7 组(表1),每组24 盒。
表1 各组气体配比(单位:%)
2.6.3 设计实验 每盒放入1 包干燥保鲜剂,抽真空后按表1 比例依次充入O2、CO2、N2,其中CK(对照组)充入普通空气。
2.6.4 统一储存 将处理后的材料置于地窖中储存(经测定温度相对稳定,在6~8℃之间),每隔5 d 从A~F 和CK 中各随机取出3 盒,检测好果率、硬度、失重率(硬度测定:GY-3 型水果硬度计kg/cm2,检测后取平均值;好果率计算:好果率(%)=(贮后好果数/贮前好果数)×100%;果实感官评价:开裂、发霉、变烂等)。
图1 红枣筛选与分装、地窖储存与测量
2.6.5 统计实验数据(表2、表3)
表2 永靖红枣随储存时间硬度变化数据统计表(单位:kg/cm2)
表3 永靖红枣随储存时间感官变化记录表
2.6.6 实验结果(图2)
图2 永靖红枣硬度随储存时间变化趋势图(单位:kg/cm2)
2.6.7 分析及结论 红枣表面的微生物会引起红枣腐烂变质,适宜的CO2、O2、N2等气体混合比例能有效抑制微生物的生长繁殖,降低红枣的呼吸强度,减少有机物的消耗,延长红枣的储存时间[3]。鲜果硬度随储存时间的增加,均有下降趋势,这与红枣果肉组织中酶的活性变化有关。实验结果显示,C 组25 d 内硬度下降最为缓慢,25 d之后硬度下降趋势略有增加,仍好于其他各组。CO2浓度在1%的状态下能有效延长鲜脆时间,好果率随着储存时间增加,各组均出现不同程度的降低,其中C 组与D 组25 d 内好果率基本持平,好于其他各组。通过对红枣的颜色、味道及硬度等指标的综合分析可知,在使用气调+地窖包装的储存条件下,C 组实 验(1% CO2,5% O2,94% N2)的气体混合比例更适合永靖红枣的储存,最佳储存时间以20 d 为宜(若需要继续储存,建议进一步晾晒处理)。
通过开展原创性实践活动,暴露出当代高中生在升学压力下,知识与技能脱节、知识与生活脱节,缺乏成就感和愉悦感的体验等问题。鉴于此,教师在实践活动中要积极为学生创造条件,充分发挥学生的主体作用,实现知识、智慧和思想的共享;操作中进行必要的讲解和示范,力求规范、准确,形成良好的实验习惯;通过科学的实验设计、严谨的实验操作、缜密的实验分析,有助于养成理性思维习惯,形成积极的科学态度;在活动中记录、对比、分析等细小环节中,教师应细心指导,及时鼓励,力求实验的每个环节都充满愉悦感和成就感。学生撰写的实验报告可推荐给当地科技局,以进一步推广和普及;鼓励学生周末参加志愿服务活动,借此进行现场指导,让学生真正体会到学以致用,不断提升成就感和自豪感。
开展永靖红枣保鲜探究性实践活动,有助于提升学生理解科学技术与科学知识的关系;学生通过亲身体验,切实关注农作物生产现状和农民收入情况,结合本地资源优势,理论联系实际地应用所学知识去指导、解决生产生活中的具体问题,更好地服务社会;有助于学生的创新实践与自主发展,在实践中提升创新精神和实践能力,为学生的终身学习、发展奠定良好的基础。