优秀STEAM案例 纯粮原浆白酒酿造

  “纯粮原浆白酒酿造工程”STEAM课程是在新课标的指导下，将STEAM教育融入高中学科教学实践，使学生参与到真实的工业生产之中，提高综合应用多学科知识解决实际问题能力、动手实践能力和创造新兴事物的能力，促进学科核心素养的提升。

  酒是一种文化载体，中国酒文化历史悠远长久、内涵丰富、博大精深，中国是世界上最早开始酿酒的国家之一。激发学生的学习兴趣、了解中国酒文化的历史，提升文化自信。教学环节主要有：了解生活中常见酒的品种和酒精度；了解酒的起源；学习与酒有关的优美诗句；认识到酒精对未成年人大脑发育的危害；了解酒驾的相关惩罚，树立科学饮酒的观念。

  学生在物理、化学、生物、通用技术等教师的引导下学习酿酒涉及的学科知识，体会学科知识来源及其服务于生产和生活的新课程理念，从而激发学生逐步提升自我的内生动力。与酿酒相关的学科知识如下。

  浓香型白酒呈香物质主要是己酸乙酯，清香型白酒的呈香物质主要是乙酸乙酯，相应的反应方程式分别为：

  蒸酒时常说的“掐头去尾”应用了分馏的原理，“酒头”含有有毒的甲醇，“酒尾”含有的乙酸会影响酒的品质，因此只收集中段分馏出的优质酒。图1是白酒蒸馏的基本原理。

  我国基础教育理科教学过程中的学科知识和概念原理讲授基础普遍较好，但是在与工程技术整合方面存在明显不足。以高考化学工艺流程题为例，该类题型主要考查学生化工流程设计能力，命题内容广泛，密切联系生产生活实际，提问方式多样。调查发现，学生解答此类问题的盲区主要是不能将工业问题和脑中已有的认知模型相关联。STEAM教学的优势正在于以解决真实存在的问题为目的，通过工程的设计、讨论、完善和实施提高学生解决实际问题的能力。图2是设计出的纯粮原浆白酒酿造工程的教学流程，图3为其工艺流程。

  纯粮原浆白酒酿造工程涉及的主要设备为蒸馏釜、培菌箱、恒温发酵桶、酒度计、温度计等。如图4所示，蒸馏釜的功率由三个2 kW的加热器通过改变串并联电路来调节，可实现1kW，2kW，3kW，4kW，6kW五个不一样的功率，以适应蒸馏时的火力调节。培菌箱和发酵桶的设计原则是方便保温和散热，以便达到最佳的温控条件。

  纯粮原浆白酒酿造周期为14天，学生主要利用社团活动和下午放学时间进行实地操作。

  第二天进行蒸煮、降温、下曲培菌，培菌时间约为24小时，以达到微酸微甜且温度升到32℃为标准。此阶段可以激发学生探究生命活动规律的热情，使其形成科学的自然观。

  第三天至第十三天为发酵阶段，发酵时要将温度控制在30℃～38℃之间。温度太低会导致酵母菌活力不足、发酵不彻底，温度过高则会导致酵母菌大量死亡，此阶段可使学生体会到能够最终靠改变反应条件来实现对化学反应的控制，使其朝有利的方向发展。

  第十四天为蒸馏阶段，此阶段的核心任务是分离与提纯，学生亲自动手从混合物中分离出美酒，既锻炼了真实情境下的实验操作能力，又提升了解决实际问题的能力。

  适量饮酒能带给人一种美好的生活享受。纯粮原浆白酒酿造工程参考“川法小曲清香型白酒”生产标准，经专业方面技术人员品鉴，产品可基本达到“清香纯正、醇甜柔和、自然协调、余味净爽”的标准。学生在分享劳动成果的过程中能体会到满足感和幸福感，激发逐步提升自我的动力，从而彰显教育的价值和魅力。

  基于工程建设项目的STEAM教学评价应至少从两大方面进行：一是教学层面的评价，即学生在整个工程的实施过程中对该工程所承载的学科知识有没有深度理解且能做到灵活应用；二是产品层面的评价，即酿出的酒有没有无色透明、清香纯正、口味醇和回甜的小曲清香型白酒的特征。只有同时达到“学生学业有收获”和“产品质量有保证”两个目标，STEAM教学才能发挥教学价值且拥有持续的生命力。表4为STEAM教学针对学生学习结果的评价量规。

  转自：STEAM教师（声明：除21CN青少年科创家原创文章外，21CN青少年科创家分享和转载的文章皆为促进STEAM科创教育在中国的传播，仅做学习交流，非商业用途，都会标注明确来源，如文章、照片的原作者有异议，请联系小编微信：mysteam123，快速处理或删除，谢谢支持。）

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