深度学习是指在主动加工、深度理解的基础上，学生能够批判性地学习新知识，并将它们融入原有的认知结构中，经过高水平思维过程，灵活地运用所学的知识和能力，来解决实际问题的一种学习方式。倡导深度学习，追求学科知识的本质化和学生思维的深刻化，是学科教学走向核心素养的突出表现。

实验教学是生物学教学的重要环节，本文以“果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作”为实验教学载体，对“怎样制作出高品质的发酵产品”进行深度探究，培养学生的高阶思维和核心素养。

1 教材和学情分析

1.1 教材分析 “果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作”是人教版高中生物学教材(2004年版)选修1《生物技术实践》专题1“传统发酵技术的应用”的内容。教材只给出了基础知识、实验设计及操作提示的简略框架，给学生留出了较大的探究空间。学生可以遵循基本的原则和要求，对实验方法予以改进，甚至可以独辟蹊径。

1.2 学情分析 学生有相关的理论知识，但实验设计能力较弱、实验操作技能较差。让学生经历一次深度的实验探究过程，可以培养他们的科研精神、合作意识、动手能力以及创新思维等。

2 教学设计思路

本文以“影响发酵产品品质的因素”为总项目，在课堂上由学生讨论拆解为子项目，并提出相关问题，在自主解决问题的过程中，引导学生深度学习。具体设计如图1所示。

图1 教学设计思路

3 教学过程和效果

在教师的引导下，以项目形式展开教学。学生将总项目拆解为3个子项目：杂菌污染的探究、菌种量的影响、有效成分的检测。

3.1 子项目1：杂菌污染的探究 以学生课下预实验暴露出的问题作为项目探究起点。大多数小组在预实验中出现了严重的杂菌污染问题：葡萄酒表面出现了一层“白膜”(图2)，泡菜坛内长出了“白斑”(图3)，腐乳上长满了各种颜色的“毛”，有黑毛(图4)，还有绿毛(图5)。

图2 葡萄酒表面白膜

图3 泡菜坛表面白斑

图4 腐乳表面黑毛

图5 腐乳表面绿毛

关于上述问题，教材并未给出解决方案。项目小组课外查阅了果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的相关论文，充分论证后，确立了此阶段的项目主题：探究杂菌产生的原因及杂菌鉴定。此项目可分解为2个具体任务：分析杂菌产生的可能原因，探究鉴定杂菌的可行方法并对杂菌进行初步鉴定。

3.1.1 分析杂菌产生的可能原因 课上小组合作学习讨论杂菌产生的原因，达成一致意见后，组长汇报。笔者总结并呈现了杂菌产生的原因：①操作不规范。例如没有对实验器皿消毒、灭菌；葡萄酒发酵“放气”时，盖子完全打开导致杂菌进入；腐乳制作时，近瓶口处加盐量不足且卤汤未没过豆腐，杂菌的生长未得到有效抑制。②目标菌未形成优势种群。例如腐乳制作时，豆腐放在未铺粽叶(粽叶上的毛霉孢子可对豆腐进行接种)的容器中，菌种仅来自空气中极少量的毛霉孢子，毛霉在短时间内难以建立种群优势，导致杂菌“疯长”。

3.1.2 探究鉴定杂菌的方法并初步鉴定 根据相关文献，学生将鉴定杂菌的方法归纳为3种：形态学观察、生理生化实验、分子水平鉴定。

(1)鉴定“白膜”中的菌 有项目小组提出一个问题：葡萄酒表面的“白膜”和泡菜坛中的“白斑”所含杂菌相同吗？在笔者的引导下，学生根据课前查阅的资料做出假设：葡萄酒表面的“白膜”含有醋酸菌，而泡菜坛中的“白斑”含有产膜酵母。各项目小组讨论后，确定以下实验方案：在显微镜下，通过观察形态，将醋酸菌和产膜酵母进行区分。醋酸菌是原核生物，较小，短杆状，端生鞭毛，菌体呈长链状(图6)；产膜酵母是真核生物，较大，圆形或椭圆形(图7)。醋酸菌和产膜酵母在氧气充足时会大量繁殖，这再次提醒学生酿酒“放气”时盖子不要完全打开，泡菜坛要密封好。

图6 醋酸杆菌

图7 产膜酵母

(2)鉴定“黑毛”和“绿毛” 笔者首先让各小组分享课前查阅的相关资料，然后学生进行讨论并做出假设：“黑毛”是黑曲霉，“绿毛”是青霉菌。接下来笔者带领学生进行实验验证，在洁净载玻片中央，滴一滴乳酸石炭酸棉蓝染色液，用解剖针从霉菌菌落的边缘处取少量带有孢子的菌丝置于染色液中，再仔细将菌丝挑散开，盖上盖玻片，置于显微镜下观察(图8、9)。

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