STEM课程之《指纹》

于菲

由于人的指纹是在胎儿第三、四个月便开始产生，到六个月左右就定型了。当婴儿长大成人，指纹也只不过放大增粗，纹样终生不会发生改变，因而指纹人人皆有，却各不相同。因为指纹重复率极小，大约150亿分之一，故被称为“人体身份证”。

在STEM课程《指纹》中，我们给学生介绍指纹的多种提取方法、指纹的分类以及指纹的应用，通过在课堂上的亲身体验和研究来培养他们观察能力、分析能力以及人际交往能力，具体教学内容如表1，适用年段为7～8年级。下面以“指纹的提取”为例，谈谈笔者对《指纹》STEM课程的实施。

“指纹的提取”的主要材料：滑石粉、刷子、碘酒、三脚架、石棉网、黑纸、胶带、火柴、酒精灯、印泥、彩笔、牙刷、托盘各一份，烧杯四个，处理过的杨树叶或桂花树叶若干，白纸若干。

教学片段：碘熏法提取指纹

师：提取指纹的方法有很多，但是最简单易行的是粉末法和碘熏法。粉末法应用的是物理吸附原理，可以提取颜色对比比较明显的物体表面的指纹，而碘熏法则利用的是化学原理，升华的碘蒸气可与指纹残留物的油脂产生反应，出现黄棕色的指纹。我们首先来验证碘熏法能否提取到清晰的指紋。

生：老师，那我们赶紧开始吧！

师：提取指纹之前我们要通过小组合作，根据所给的材料讨论完成设计方案。

（学生分小组讨论设计方案。）

生：我们可以把碘液用酒精灯进行加热，然后用碘蒸气熏印有指纹的白纸。

师：回答得比较准确，那么我们是先在白纸上印指纹，还是先加热碘液呢？

生：当然是先印指纹，因为碘蒸气对人体是有危害的。

师：老师为你的见识点赞，大量的碘蒸气对人体是有害的，因此大家做实验时一定要开窗，注意安全。好，现在就开始提取你们的指纹吧。

（学生提取指纹，教师随时关注学生提取情况，必要时给予提醒和帮助。）

师：都提取到清晰的指纹了吗？哪个小组愿意来分享一下成功的经验或者失败的原因呢？

生：我们组提取到了指纹，提取过程中我发现不能让碘蒸气熏太长时间，不然就会看不清楚指纹，后来我们缩短时间后提取到清晰指纹（如图1）。

师：细节决定成败，你们总结得很全面，失败并不可怕，学会总结失败的原因并改正才是难能可贵的，让我们一起给这个小组鼓掌！

设计意图：通过让学生自主设计探究实验并完成实验，培养其实验探究能力与动手能力，最后让他们进行小组交流，能够让他们有效掌握提取指纹的方法并提高表达交流能力。

教学片段：制作叶脉书签

师：除了人、动物有指纹，植物是否也有其独一无二的“指纹”呢？

生：当然有啦！比如年轮、叶脉等。

师：同学们的知识真是渊博，那我们今天就来了解一下植物的叶脉。叶脉分布在叶肉组织中，起输导和支持作用。叶脉可以分为三种：网状脉、平行脉和叉状脉。网状脉具有明显的主脉，经过逐级的分枝，形成多数交错分布的细脉，由细脉互相联结形成网状。平行脉的中脉与侧脉、细脉均平行排列或侧脉与中脉近乎垂直，而侧脉之间近于平行。而叉状脉的叶脉从叶基生出后，均呈二叉状分枝，如银杏。

（出示植物叶脉图片。）

生：杨树叶是不是网状脉呀？玉米叶是平行脉吧，是不是就是输导组织呢？

师：你说得对，叶脉就是植物组织中的输导组织。书签我们都知道，那么同学们见过叶脉书签吗？

（拿出一个做好的叶脉书签展示给学生。）

生：好漂亮呀！老师，这个怎么做呀？

师：同学们，咱们不是带牙刷、盘子和烧杯了吗？你们想一想用这些材料如何制作叶脉书签？可以小组内讨论。

（经过小组激烈讨论后，争先恐后地发表见解。）

生：用牙刷刷掉树叶上的叶肉，剩下叶脉就可以了。

师：你说得基本正确，但是用牙刷刷叶肉之前一定要对叶子进行碱处理，在家里可以用洗衣粉煮树叶，这样才能腐蚀叶肉，刷出完美的叶脉。然后待叶脉压平吸水之后用彩笔画上各种图案或者文字，最后再把叶脉塑封就可以了（如图2）。

生：老师，可以多给我们几片叶子吗？我想多做几个。

师：当然，现在你们就开始吧。

（学生制作叶脉书签，教师随时指导，给予帮助。）

师：同学们，哪个小组来展示一下自己的叶脉书签，发表自己制作过程中遇到的困难或者书签的寓意？

生：制作叶脉书签时，我弄坏了好几片树叶，因为用牙刷时太用力了，一下就破了一个大洞，所以我发现制作过程一定要小心细致，这样才能得到完美的叶脉书签。

师：说得真好，不管是学习还是生活中，对待任何事都要细致，这样才能获得成功。让我们一起为他鼓掌！

设计意图：通过对指纹的拓展内容可以深化基础知识和技能，增强学生学习指纹的兴趣。

河北省保定市冀英中学（071000）