《生化創客之路:基于 STEM 理念的趣味生物創客作品》通過生動有趣并涉及日常生活的生化工程項目,系統講解了生物的基本知識和技能,為生化發燒友量身打造了入門寶典。全書共七章,章食品微生物,主要介紹葡萄酒、糯米酒、荔枝酒、荔枝罐頭、果醋、蘑菇、酸奶等食品發酵技術;第二章廚房生物學,主要介紹花樣饅頭、泡菜、腐乳、剁辣椒、水晶粽、馬蹄糕、姜撞奶、山楂球、?x果干、甜橄欖等廚房食品制作方法與保藏技術;第三章日用生物學,主要介紹艾草薄荷膏、薄荷驅蚊水、玫瑰純露、蘆薈膠、簡易防疫香囊、便攜香皂紙、葉脈書簽、臘葉標本、蝴蝶賞花、水晶、天然色素等日用品制備方法;第四章魔術中的生物,主要講解檸檬破氣球、天然酵母吹氣球、蔬菜換裝、檸檬火花、手帕變臉術、會吃糖的土豆、神奇的酶等魔術過程。第五章環境 中的生物,主要介紹生態瓶、豆芽的種植、向日葵的種植、蝴蝶的養殖、水中游的葉片、瓶子吹氣球、多肉植物組合盆栽、微生物的藝術細菌作畫等項目的開發過程;第六章食品成分檢測,主要介紹奶粉蛋白質的測定、水果還原糖的測定、果蔬淀粉的測定、堅果脂肪的測定等食品成分檢測技術。第七章DNA的奧秘,主要介紹 DNA 的雙螺旋結構,細胞膜的結構模型,香蕉的 DNA、草莓的 DNA、自己的 DNA 等生物基因提取技術。 《生化創客之路:基于 STEM 理念的趣味生物創客作品》圖文并茂,示例豐富,生動有趣,講解細致透徹,理論聯系實際,操作性強。本書引用了 50 項國家專利技術供讀者學習模仿創新,并通過創新思維導圖的方式拓展讀者的創新思路。本書適合作為中小學創客教育、創新教育、勞動教育、科技創新與 STEM 教育的通識教材,可作為從事科技創新大賽培訓機構和中小學科技老師指導用書,也可作為大中專高職院校食品工程、食品檢測、生物工程等專業以及相關課程的教材或參考書。
《生化創客之路:基于 STEM 理念的趣味生物創客作品》以具體實例講述生命中的生物應用,通過DNA雙螺旋結構模型、細胞膜結構模型、草莓DNA提取、香蕉DNA提取、提取自己的DNA等趣味生物項目,引導學生進入生化科研,掌握科研方法,特別是利用檢測自己的DNA案例,提高學生對生物學科知識興趣。
近年來,科學技術迅速發展,生物工程技術更是突飛猛進,一波又一波的信息革命浪潮席卷而來帶給生物工程技術強有力的推動力。生物工程已經發展成為世界新技術革命中的一項綜合的技術體系,在開發與應用方面展現了廣闊前景。2019 年全球疫情暴發以來,在開展新冠疫情防控工作的過程中,我國研發的可吸入式新冠疫苗順利獲得權威認可,這一情況證明了中國在疫苗研發工程領域的強大實力。因此,生化工程技術的崛起使我們好奇、興奮,帶給我們無盡的驚喜。
2015 年,政府工作報告首次出現創客一詞,并專門提到大眾創業,萬眾創新,當年我也申報了廣東省教育科研規劃課題《基于項目學習的高中創客教育實踐研究》并獲得了立項。歷經六年多的刻苦鉆研,我們先后開發了Arduino 創客之路:智能感知技術基礎Python 人工智能生化創客之路:基于 STEM 理念的趣味生物創客作品生化創客之路:基于 STEM 理念的趣味化學創客作品Python 無人機編程的課程并得以實施,學生的實踐創新能力得到了提高。但是,在創客教育課程教學中,我發現很多老師把創客教育與編程教育畫等號,把不懂編程的熱愛創造人士拒之于創客教育門外,扭曲創客教育。其實,從創客概念上來理解,創客教育包含非編程模式。直到國內興起 STEM 教育浪潮,我帶領生化創客導師團隊在普通高中開展非編程的生化工程領域創客教育實踐活動,試圖在課程建設方面有所突破并推動跨學科融合培養的教育模式,讓探索發現成為學生學習的動力,培養學生深度學習,造就學生成為有創造力的思考者、問題解決者和創新發明者。
今天,沿著探索生化工程技術創新之路,秉承讓學習變得更好玩的教育理念,我們創客導師團隊整理創客作品編冊成書,供熱心于非編程學生和社會人士使用。書中精選貼
近生活的、淺顯易懂的實際案例,采用手把手實例講解的方式,引入相關專利技術方案摘要,激發學生的創新思維。通過思維導圖引導創客們掌握模仿、微創、錯位、越位、包容等創新
方法,提高創新意識,解決初學者可能遇到的門檻問題,幫助初學者少走彎路,邁好踏入生化工程殿堂的步,打好進一步提高的知識基礎。這對引導學生開展深入探究與實踐,激
活學生的創造性思維與創新意識,提升學科核心素養,起到了積極的作用。期待此書能為社會培養更多的生化工程技術人才。
本書是一本生化創客項目設計的科創教程,作為創新思維教育課程,全書共分為七章。章:食品微生物。通過一些真實的日常生活案例,沿著生活中常見的食品創造之路,讓創客們開始學習微生物發酵技術在生活中的應用,解決食品發酵技術創新中的真實問題。掌握 STEM 理念的創造基本思想與方法,培養創客們的設計思維與創造性思維,提高創客們的實踐創新能力。第二章:廚房生物學。通過常見的花樣饅頭、泡菜、腐乳、剁辣椒、水晶粽、馬蹄糕、姜撞奶、山楂球、杧果干、甜橄欖等廚房食品項目制作過程的學習,讓創客們實踐干藏、腌藏、窖藏等廚房食品保藏技術,掌握廚房食品加工創新方法。第三章:日用生物學。從一些現實生活應用實例出發,讓創客們在艾草薄荷膏、薄荷驅蚊水、玫瑰純露、蘆薈膠、簡易防疫香囊、便攜香皂紙、葉脈書簽、臘葉標本、蝴蝶賞花、水晶、天然色素等日用品制備過程中學習微創、錯位、模仿等創新方法,拓展視野并掌握日用生物工程技術,同時把抽象的生物學知識變為形象具體的趣味創客活動,讓創客們盡快掌握日用中的生物學基礎知識。第四章:魔術中的生物。通過檸檬破氣球、天然酵母吹氣球、蔬菜換裝、檸檬火花、手帕變臉術、會吃糖的土豆、神奇的酶等魔術的學習,讓創客們親身體驗了生物學魔術的神奇,點燃了他們對生物學的學習熱情;讓創客們像科學家那樣去探索生命活動中各種神秘現象,提升自己的生物科學與實踐創新素養。這些內容有益于激發學生創新的興趣,培養學生動手實踐的能力。第五章:環境中的生物。通過生態瓶、豆芽的種植、向日葵的種植、蝴蝶的養殖、水中游的葉片、瓶子吹氣球、微生物的藝術細菌作畫等環境中的生物工程項目的開發與制作,創客們體驗了生物監測、生物效應、生物資源合理開發以及生態環境保護等應用過程,揭開了環境生物學的神秘面紗。第六章:食品成分檢測。通過奶粉蛋白質的測定、水果還原糖的測定、果蔬淀粉的測定、堅果脂肪的測定等食品成分檢測技術介紹,為讀者揭開生物檢測技術的神圣面紗,并引導讀者綜合運用前面所學的生物知識來解決實際問題。第七章:DNA 的奧秘。通過 DNA 的雙螺旋結構、細胞膜的結構模型、香蕉 DNA 的提取、草莓 DNA 的提取、提取自己的 DNA 等生物基因提取技術的介紹,為讀者揭開了生物基因提取的神秘面紗,讓讀者感受生物 DNA 的奧秘。
使用本書時,建議通讀目錄,精讀章首導言。章首導言敘述了該章的學習目的、學習目標和學習內容,讓讀者對該章有一個總體認識,也讓讀者在學完該章后進行自我評價時有個
參照標準。在本書中有如知識鏈接項目任務探究活動成果展示思維拓展想創就創等,它們會幫助讀者更好地理解課文的內容,指導讀者開展學習活動。例如,知識鏈接是為完成學習目標而設置的相關知識內容;項目任務是明確學習任務;探究活動是讓讀者在學習活動中培養團體合作意識和創新意識,提高研究能力;成果展示是一項眾創眾智的舉措,讓讀者自覺踐行知識分享的創客精神;思維拓展是告訴讀者在課本知識之外還可以做什么創新,構建創造性思維,引導創新。想創就創是本節課相關知識的發明專利文摘,給讀者參考別人的創新,讓讀者有一個模仿創新的模板,引導讀者創新。
在本書的編寫過程中,得到了許多生物學科老師的支持,他們提出了很多寶貴的意見和建議,在此我深表謝意。其中,黃麗娟老師為本書提供了酸奶等 15 個課例核心技術,共 5.25
萬字;吳淑婉老師為本書提供了荔枝酒等 15 個課例核心技術,共 5.2 萬字;黃再新老師為本書提供了香蕉 DNA 的提取等 8 個課例核心技術與全書的習題,共 5.05 萬字;李映珠老師給了我一篇細菌作畫課例,在此一并致謝。
由于編寫時間倉促,部分引用文獻未能注明出處,編者水平有限,書中疏漏或不妥之處在所難免,敬請廣大讀者、同人不吝賜教,予以指正。
編 者
章 食品微生物 1
節 葡萄酒的釀制 1
第二節 糯米酒的釀制 6
第三節 荔枝酒的釀制 10
第四節 荔枝罐頭的制作 12
第五節 果醋的制作 15
第六節 蘑菇的種植 19
第七節 酸奶的制作 22
本章學習評價 26
第二章 廚房生物學 29
節 花樣饅頭的制作 29
第二節 泡菜的制作 33
第三節 腐乳的制作 36
第四節 剁辣椒的制作 39
第五節 水晶粽的制作 42
第六節 馬蹄糕的制作 45
第七節 姜撞奶的制作 49
第八節 山楂球的制作 52
第九節 杧果干的制作 55
第十節 甜橄欖的制作 58
本章學習評價 61
第三章 日用生物學 63
節 艾草薄荷膏的制作 63
第二節 薄荷驅蚊水的制作 67
第三節 玫瑰純露的制作 70
第四節 蘆薈膠的制作 73
第五節 簡易防疫香囊的制作 76
第六節 便攜香皂紙的制作 79
第七節 葉脈書簽的制作 81
第八節 臘葉標本的制作 84
第九節 蝴蝶賞花的制作 87
第十節 水晶的種植 90
第十一節 天然色素的提取 93
本章學習評價 95
第四章 魔術中的生物 97
節 檸檬破氣球 97
第二節 天然酵母吹氣球 100
第三節 蔬菜換裝 102
第四節 檸檬火花 105
第五節 手帕變臉術 107
第六節 會吃糖的土豆 111
第七節 神奇的酶 113
本章學習評價 116
第五章 環境中的生物 121
節 生態瓶 121
第二節 豆芽的種植 124
第三節 向日葵的種植 127
第四節 蝴蝶的養殖 130
第五節 水中游的葉片 133
第六節 瓶子吹氣球 136
第七節 多肉植物組合盆栽 139
第八節 微生物的藝術細菌作畫 143
本章學習評價 147
第六章 食品成分檢測 150
節 奶粉蛋白質的測定 150
第二節 水果還原糖的測定 153
第三節 果蔬淀粉的測定 157
第四節 堅果脂肪的測定 159
本章學習評價 162
第七章 DNA 的奧秘 165
節 DNA 的雙螺旋結構 165
第二節 細胞膜的結構模型 168
第三節 香蕉 DNA 的提取 170
第四節 草莓 DNA 的提取 173
第五節 提取自己的 DNA 176
本章學習評價 179
參考文獻 181