摘要：结合课标和灵宝本地实际情况，确定项目“三浓牌苹果汁的生产”，并将项目细分为6个子项目。按照科学探究的一般过程，对子项目4进行实验教学设计。学生在项目研究过程中落实生物学核心素养，体验科学、技术、社会的相互联系。

关键词：项目；实验教学设计

项目式学习是一种以学科概念和原理为核心，以制作与推销作品给客户为目的，利用各种资源在真实世界中解决一系列相关联问题的新型探究性学习模式[1]。灵宝地区盛产苹果，结合灵宝实际情况，将普通高中生物学课程标准（2017年版）必修课程“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响”和选择性必修课程“阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术[2]”这两个次位概念进行整合，确定项目名称——三浓牌苹果汁的生产。项目设计如表1所示

其中，子项目4对理解次位概念“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响”至关重要。以下实验教学设计针对子项目4——探究温度对酶活性的影响。

1 项目汇报中发现问题

展示最终选定的产品商标及含义（表2）。市场部前期调研发现灵宝市场上主要是浙江嘉兴生产佰恩氏苹果汁、汇源牌苹果汁。配料表都是浓缩苹果汁和水。研发部门初步确定苹果汁的生产流程是：拣果—清洗—切块—去核—榨汁—过滤。对比研发部门苹果汁与汇源果汁，发现果肉出汁率低，比较浑浊，耗时长。30g苹果泥出汁5ml。教师引导，按照这样的出汁量，1L果汁要6000g苹果，苹果5元/500g，做1L果汁就需要60元，超市中1L汇源苹果汁只需要14元左右。为了提高经济效益，怎样提高出汁率和澄清度呢？

4.2 酶的作用条件比较温和

根据实验结果分析，50℃出汁量较高，酶的活性较高，温度过高、过低，出汁量较低，酶活性会明显降低。酶的作用条件比较温和。引导学生继续观察实验现象，延长过滤时间，低温组出汁量增加，略低于50℃组，高温组出汁量无变化，学生尝试分析其原因。低温下，酶的活性降低，空间结构并未被破坏，在室温下过滤，酶的活性升高，出汁量会增加，由于室温下果胶酶的活性低于50℃组，最终出汁量略低于50℃组。高温下，酶的空间结构遭到破坏，酶永久失活，出汁量不变。

4.3 浓缩苹果汁的生产流程

对比实验室苹果汁与汇源苹果汁，出汁量有所增加，澄清度有待提高。教师展示浓缩苹果汁工业生产流程：新鲜水果清洗—检果—破碎—预热—榨汁—酶解过滤—浓缩—杀菌—灌装—浓缩果汁。浓缩果汁运输到相应厂家稀释，得到果汁成品。在酶解过滤系统中，不仅需要加入果胶酶，还需要加入淀粉酶、果浆酶、树脂、活性炭等，以提高澄清度。工业生产中果胶酶的最适温度恰好是50-55℃。浓缩系统蒸发水分，提高糖度，减小体积，便于运输。在保证营养成分不丢失的情况下选择最合适的浓缩和杀菌方法是项目接下来要考虑的问题。

4.4 食品安全

使用果胶酶后，出汁率提高，达到经济效益的同时，这些酶制剂的加入是否对人体有害呢？提供材料《GB1886.174-2016食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》，引导学生从食品工业用酶制剂的种类、来源、本质等方面对问题进项阐述。《食品安全国家标准》中对生产酶制剂的原料、酶活力、污染物、微生物指标、抗菌活性做出明确规定，引导学生食用符合食品安全标准食品，不要食用不符合食品安全标准的食品。

参考文献：

[1] 廖茂林，范蔚.2010-2022年我国项目式学习研究述评[J].教育进展，2023，13（4），2054-2061.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018.