跨学科实践活动 设计简单装置，制作酸奶（教学设计）.docxVIP

第13章?人体对营养物质的获取

跨学科实践活动设计简单装置，制作酸奶

年级

八年级

授课时间

1课时

课题

设计简单装置，制作酸奶

教材分析

本活动是第13章“科学的饮食”后的跨学科实践，融合生物学（乳酸菌发酵）、物理学（恒温控制）、工程技术（装置设计）等知识。教材要求学生通过设计恒温装置、制作酸奶、测定酸度，理解微生物代谢与环境条件的关系，培养科学探究和跨学科应用能力，同时强化食品安全与健康饮食意识。

教学目标

【知识目标】

1.说明酸奶制作的原理（乳酸菌的发酵作用）及所需环境条件（温度、pH等）。

2.描述恒温装置的设计原理，解释其控制温度的机制。

3.学会测定酸奶酸度的方法，分析发酵时间、温度对酸奶品质的影响。

【核心素养】

生命观念：通过乳酸菌发酵过程，理解生物代谢与环境的适应关系。

科学思维：基于实验数据（酸度、口感）分析影响发酵的因素，培养逻辑推理能力。

科学探究：经历“设计方案→制作装置→实施实验→分析结果”的完整过程，提升实验设计和操作能力。

跨学科实践：综合运用生物学、物理学知识设计装置，体会学科间的联系。

社会责任：认识食品安全的重要性，养成健康饮食的习惯。

教学重、难点

【教学重点】

1.酸奶制作的原理（乳酸菌发酵）及关键步骤（灭菌、接种、发酵）。

2.恒温装置的设计与制作（控制温度为乳酸菌提供适宜环境）。

【教学难点】

1.分析不同发酵条件（温度、时间）对酸奶酸度和口感的影响。

2.解决装置制作中可能出现的问题（如温度不稳定、灭菌不彻底等）。

教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

新课导入

1.展示超市常见的酸奶产品图片，提问：“同学们都喝过酸奶，你们知道酸奶是如何从牛奶变成的吗？为什么酸奶会有酸味？”

2.引导学生结合生活经验猜测：“酸奶的制作可能与哪种微生物有关？需要哪些条件才能让它顺利发酵？”

3.明确活动主题：“今天我们将通过跨学科实践，自己设计恒温装置，制作酸奶，并探究影响酸奶口感的因素。”

1.观察图片，自由发言，猜测酸奶制作的可能过程（如“需要细菌”“可能需要保温”等）。

2.小组简短讨论，提出关于酸奶制作的疑问（如“为什么要保温？”“酸奶的酸味从哪里来？”）。

新知探究

活动1：理解酸奶制作的原理

1.引导学生阅读教材第23-24页，提问：

“酸奶制作的关键微生物是什么？它的代谢需要哪些条件？”（乳酸菌；适宜温度37℃左右，酸性环境pH≈6）

2.“乳酸菌发酵会使牛奶发生哪些变化？”（乳糖→乳酸，牛奶变酸、凝固）

播放乳酸菌发酵的微观动画，直观展示乳酸菌分解乳糖产生乳酸的过程。

3.强调实验关键步骤：灭菌（杀灭杂菌）、接种（加入乳酸菌）、发酵（恒温培养）、储存（低温保存）。

1.阅读教材，结合动画理解乳酸菌的代谢特点，记录关键信息（微生物种类、适宜温度、发酵产物）。

2.小组讨论：“为什么制作过程中需要灭菌？如果灭菌不彻底会有什么后果？”（防止杂菌污染导致牛奶变质）

活动2：设计与制作恒温装置

1.提出任务：“乳酸菌发酵需要稳定的温度（37℃左右），请小组合作设计一个简易恒温装置，材料可选用泡沫箱、加热线、温控器等。”

2.提供设计提示：

(1)保温材料选择（泡沫箱保温性好）；

(2)加热装置（绝缘加热线提供热量）；

(3)温度控制（温控器监测并调节温度，防止过热）；

(4)安全性（加热线需绝缘，避免短路）。

3.展示教材图13-21（自制恒温装置示意图），引导学生画出设计图，标注各部分名称及作用。

4.巡视指导，对设计不合理的小组提出修改建议（如“如何保证箱内温度均匀？”“温控器应放在哪个位置更精准？”）。

1.小组分工：讨论装置结构、绘制设计图、分配制作任务（如材料准备、组装、测试）。

2.设计图需包含：泡沫箱（外壳）、加热线（发热）、温控器（监测温度）、温度计（校准）、放置酸奶容器的空间。

3.展示设计方案，其他小组提出改进意见（如“增加隔热膜减少热量损失”）。

活动3：制作酸奶并测定酸度

1.指导学生按步骤操作（参考教材第24-25页）：

(1)灭菌：将鲜奶加热至沸腾（杀灭杂菌），冷却至37℃左右；

(2)接种：向鲜奶中加入少量原味酸奶（含乳酸菌），搅拌均匀；

(3)发酵：将混合液倒入无菌容器，放入自制恒温装置，设置温度37℃，发酵6-8小时；

(4)测定酸度：发酵后用pH试纸检测酸奶的pH值，记录数据。

2.强调实验注意事项：

(1)容器需提前煮沸灭菌；

(2)接种时避免杂菌污染（操作前洗手）；

(3)发酵时间需足够，观察酸奶是否凝固（成功标志：凝乳状、无异味）。

3.提供实验记录表（如下），指导学生记录变量与结果：

1.分组操作，严格遵循灭菌→接种→发酵