1.3發(fā)酵工程及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)第一課時(shí)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

1.3發(fā)酵工程及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)第一課時(shí)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）1.3發(fā)酵工程及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)第一課時(shí)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3教材分析本課程選自人教版高中生物學(xué)（2019版）選擇性必修3，課程內(nèi)容為“1.3發(fā)酵工程及應(yīng)用”。本節(jié)課是高二下學(xué)期生物課程的一部分，旨在通過學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的基本概念、原理及其在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，幫助學(xué)生理解微生物發(fā)酵過程，掌握發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，并培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

課程內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

1.發(fā)酵工程的概念和基本原理：介紹發(fā)酵工程的定義，闡述微生物發(fā)酵的基本原理，包括微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等過程。

2.發(fā)酵過程的控制：介紹發(fā)酵過程中環(huán)境因素的影響，如溫度、pH值、氧氣等，以及如何通過控制這些因素來優(yōu)化發(fā)酵過程。

3.發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用：介紹發(fā)酵技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，如酸奶、啤酒、抗生素等產(chǎn)品的生產(chǎn)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的基本原理和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，使其能夠運(yùn)用科學(xué)方法分析和解決實(shí)際問題。

2.創(chuàng)新精神：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)他們思考如何將發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于新的領(lǐng)域和產(chǎn)品開發(fā)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

3.實(shí)踐能力：通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，使其能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。

4.社會(huì)責(zé)任：通過學(xué)習(xí)發(fā)酵技術(shù)在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注食品安全、健康和環(huán)境保護(hù)的社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.發(fā)酵工程的基本原理：包括微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等過程，以及如何通過控制環(huán)境因素來優(yōu)化發(fā)酵過程。

2.發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用：了解發(fā)酵技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，如酸奶、啤酒、抗生素等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

3.發(fā)酵過程的控制：掌握影響發(fā)酵過程的環(huán)境因素，如溫度、pH值、氧氣等，以及如何通過控制這些因素來優(yōu)化發(fā)酵過程。

二、教學(xué)難點(diǎn)

1.微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等過程：這些過程較為抽象，學(xué)生可能難以理解微生物在發(fā)酵過程中的具體行為。

2.發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用：學(xué)生可能對發(fā)酵技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用缺乏了解，難以將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來。

3.發(fā)酵過程的控制：控制發(fā)酵過程的環(huán)境因素較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以掌握如何有效地控制這些因素以優(yōu)化發(fā)酵過程。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括人教版高中生物學(xué)（2019版）選擇性必修3的相關(guān)章節(jié)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如微生物發(fā)酵過程的動(dòng)畫、不同發(fā)酵產(chǎn)品的圖片、發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用案例等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，如顯微鏡、培養(yǎng)皿、接種針、滅菌設(shè)備等。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如分組討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)等，以便于學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。

5.網(wǎng)絡(luò)資源：利用互聯(lián)網(wǎng)資源，如在線科學(xué)教育資源、學(xué)術(shù)期刊文章等，為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資料和信息。

6.教學(xué)軟件：準(zhǔn)備與發(fā)酵工程相關(guān)的教學(xué)軟件，如微生物發(fā)酵過程模擬軟件、發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用案例分析軟件等，以幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)。

7.教師指導(dǎo)手冊：準(zhǔn)備教師指導(dǎo)手冊，包括教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)步驟、實(shí)驗(yàn)操作指南等，以便于教師在教學(xué)過程中進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。

8.學(xué)生學(xué)習(xí)手冊：準(zhǔn)備學(xué)生學(xué)習(xí)手冊，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、作業(yè)要求等，以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。

9.安全指南：準(zhǔn)備安全指南，包括實(shí)驗(yàn)操作安全、實(shí)驗(yàn)室規(guī)則等，以提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)室安全，確保實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引起他們對發(fā)酵工程的關(guān)注。

過程：通過展示發(fā)酵產(chǎn)品的圖片，如啤酒、酸奶、葡萄酒等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些產(chǎn)品是如何生產(chǎn)的，從而引出發(fā)酵工程的概念。

2.發(fā)酵工程的基本原理（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生了解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等過程。

過程：通過展示微生物發(fā)酵過程的動(dòng)畫，讓學(xué)生直觀地了解微生物在發(fā)酵過程中的行為，并結(jié)合教材內(nèi)容，講解微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等基本原理。

3.發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用（20分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生了解發(fā)酵技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用。

過程：通過展示不同發(fā)酵產(chǎn)品的圖片，讓學(xué)生了解發(fā)酵技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，并通過案例分析，讓學(xué)生了解發(fā)酵技術(shù)在醫(yī)藥、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用。

4.發(fā)酵過程的控制（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生了解影響發(fā)酵過程的環(huán)境因素，以及如何通過控制這些因素來優(yōu)化發(fā)酵過程。

過程：通過展示影響發(fā)酵過程的環(huán)境因素的圖表，讓學(xué)生了解溫度、pH值、氧氣等環(huán)境因素對發(fā)酵過程的影響，并結(jié)合教材內(nèi)容，講解如何通過控制這些因素來優(yōu)化發(fā)酵過程。

5.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和批判性思維能力。

過程：將學(xué)生分成小組，給每組一個(gè)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用案例，要求他們分析案例中存在的問題，并提出解決方案。討論結(jié)束后，各小組進(jìn)行匯報(bào)，其他小組進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

6.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力，提高他們的思維能力。

過程：邀請幾組學(xué)生進(jìn)行課堂展示，展示他們小組的討論成果。其他學(xué)生認(rèn)真聽講，并在展示結(jié)束后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。教師對學(xué)生的展示和點(diǎn)評(píng)進(jìn)行總結(jié)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足之處。

7.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高他們的理解能力。

過程：教師對本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程的基本原理、發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)酵過程的控制等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)操作的安全性，確保實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.了解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等過程。

2.掌握發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來。

3.了解影響發(fā)酵過程的環(huán)境因素，如溫度、pH值、氧氣等，以及如何通過控制這些因素來優(yōu)化發(fā)酵過程。

4.能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題，如分析發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的問題并提出解決方案。

5.能夠進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)合作精神和批判性思維能力。

6.能夠進(jìn)行課堂展示，提高表達(dá)能力和思維能力。

7.能夠關(guān)注食品安全、健康和環(huán)境保護(hù)的社會(huì)責(zé)任。

8.能夠運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

9.能夠運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，加深對知識(shí)的理解。

10.能夠遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，確保實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。教學(xué)反思與改進(jìn)在完成本節(jié)課的教學(xué)后，我對教學(xué)效果進(jìn)行了評(píng)估，并識(shí)別出一些需要改進(jìn)的地方。首先，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解微生物的生長、代謝、產(chǎn)物形成等過程時(shí)存在一定的困難。他們對于這些抽象的概念難以直觀地理解和掌握。因此，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，增加更多的直觀教學(xué)資源，如動(dòng)畫、視頻等，幫助學(xué)生更好地理解這些概念。

其次，我在教學(xué)中注意到，學(xué)生在進(jìn)行小組討論時(shí)，有些學(xué)生參與度不高，這可能是因?yàn)樗麄儗τ诎咐治霾粔蚴煜?，或者缺乏足夠的思考。為了提高學(xué)生的參與度，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，提前提供更多樣化的案例，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，以提高他們的參與度。

另外，我在課堂上發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在進(jìn)行課堂展示時(shí)，有些學(xué)生表達(dá)能力不強(qiáng)，這可能是因?yàn)樗麄冊谡n堂上缺乏足夠的練習(xí)。為了提高學(xué)生的表達(dá)能力，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，增加更多的課堂展示機(jī)會(huì)，并提供指導(dǎo)，幫助他們提高表達(dá)能力。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：通過觀察學(xué)生在課堂上的參與度、提問頻率和回答問題的準(zhǔn)確性，評(píng)估他們對發(fā)酵工程基本原理的理解程度。

2.小組討論成果展示：評(píng)估學(xué)生在小組討論中的貢獻(xiàn)程度、問題分析和解決方案的合理性，以了解他們對發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用和發(fā)酵過程控制的掌握情況。

3.隨堂測試：通過設(shè)計(jì)一些與課程內(nèi)容相關(guān)的題目，如選擇題、填空題、簡答題等，測試學(xué)生對發(fā)酵工程基本原理、技術(shù)應(yīng)用和過程控制的掌握程度。

4.實(shí)驗(yàn)操作：通過觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的操作準(zhǔn)確性、問題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，評(píng)估他們對發(fā)酵工程實(shí)踐能力的掌握情況。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：針對學(xué)生在課堂表現(xiàn)、小組討論成果展示、隨堂測試和實(shí)驗(yàn)操作中的表現(xiàn)，給出具體的評(píng)價(jià)和反饋，幫助他們明確自己的優(yōu)勢和不足，并指導(dǎo)他們在未來的學(xué)習(xí)中進(jìn)行改進(jìn)。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

(1)閱讀材料：

-《發(fā)酵工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用》（《食品科技》期刊，2018年第33卷第10期）

-《發(fā)酵工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展》（《生物技術(shù)通訊》期刊，2016年第14卷第10期）

-《發(fā)酵工程在生物制藥中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)》（《生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)》期刊，2017年第9卷第1期）

(2)視頻資源：

-《發(fā)酵工程：微生物的魔法》（TED演講，2015年）

-《發(fā)酵技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用》（CCTV科教頻道，2018年）

-《啤酒的發(fā)酵過程》（BBC紀(jì)錄片，2016年）

2.拓展要求：

鼓勵(lì)學(xué)生在課后時(shí)間進(jìn)