第1章 發(fā)酵工程 高考強化2023-2024學(xué)年新教材高中生物選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019 多選）

第1章發(fā)酵工程高考強化2023-2024學(xué)年新教材高中生物選擇性必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019多選）授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學(xué)內(nèi)容本章內(nèi)容選自人教版2019年高中生物選擇性必修第三冊《現(xiàn)代生物技術(shù)》第1章“發(fā)酵工程”。主要包括以下內(nèi)容：

1.發(fā)酵工程的定義、發(fā)展歷程及其在食品、藥品等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.發(fā)酵過程中微生物的代謝類型及其調(diào)控。

3.發(fā)酵工程的基本流程，包括菌種選育、培養(yǎng)基的配制、發(fā)酵條件優(yōu)化等。

4.發(fā)酵過程中的生物反應(yīng)器及其操作技術(shù)。

5.發(fā)酵產(chǎn)品的提取、純化及質(zhì)量控制。

6.發(fā)酵工程的環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、社會責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。通過學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的基本原理和實際應(yīng)用，學(xué)生將能夠理解生物技術(shù)在解決實際問題中的作用，提高實踐操作能力。同時，通過對發(fā)酵工程中環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的探討，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和可持續(xù)發(fā)展觀念，使其在未來的學(xué)習(xí)和工作中能夠關(guān)注生物技術(shù)對環(huán)境和社會的影響。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中選擇性必修生物課程的學(xué)生，他們在知識層面上已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，對微生物學(xué)、細胞生物學(xué)等基本概念有了一定的了解。在能力方面，學(xué)生具備了一定的實驗操作能力和分析問題的能力，能夠跟隨教師的指導(dǎo)進行實驗和探究。

在素質(zhì)方面，學(xué)生具有好奇心和探索精神，但對于發(fā)酵工程這樣較為復(fù)雜的生物技術(shù)內(nèi)容，可能存在一定的理解難度。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)習(xí)慣上可能更習(xí)慣于被動接受知識，而非主動探究，這可能會影響他們對課程內(nèi)容的深入理解和應(yīng)用。

在行為習(xí)慣上，學(xué)生可能對實驗操作有較高的興趣，但可能缺乏耐心和細致觀察的習(xí)慣。此外，學(xué)生在團隊合作方面可能需要進一步培養(yǎng)，以提高實驗效率和探究的深度。

因此，在教學(xué)過程中，需要充分調(diào)動學(xué)生的積極性，引導(dǎo)他們主動參與探究活動，同時注重培養(yǎng)他們的實驗操作能力、觀察能力和團隊合作精神，以促進他們對發(fā)酵工程知識的深入理解和掌握。教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的方式，首先通過講授介紹發(fā)酵工程的基本概念和原理，然后引導(dǎo)學(xué)生就發(fā)酵工程在實際生活中的應(yīng)用展開討論。

2.設(shè)計實驗活動，讓學(xué)生動手操作，通過實際操作了解發(fā)酵過程，增強學(xué)生的實踐能力和科學(xué)探究能力。

3.使用案例研究，通過分析具體的發(fā)酵工程案例，幫助學(xué)生理解發(fā)酵工程在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用及其對社會發(fā)展的影響。

4.利用多媒體教學(xué)資源，如視頻、動畫等，直觀展示發(fā)酵過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

5.鼓勵學(xué)生進行小組合作學(xué)習(xí)，通過角色扮演、小組討論等形式，促進學(xué)生之間的互動交流，培養(yǎng)團隊合作能力。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括發(fā)酵工程的概述、發(fā)酵過程的基本原理和示例應(yīng)用，要求學(xué)生預(yù)習(xí)并理解發(fā)酵工程的基本概念。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計問題如“發(fā)酵工程在食品工業(yè)中有哪些具體應(yīng)用？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：通過在線平臺查看學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和問題回答，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)材料，記錄關(guān)鍵知識點。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對問題進行思考，嘗試用自己的語言回答。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生在平臺上提交預(yù)習(xí)筆記和問題回答。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主探索，提高學(xué)習(xí)主動性。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺，方便學(xué)生隨時隨地進行預(yù)習(xí)。

作用與目的：

幫助學(xué)生建立對發(fā)酵工程的基本認識，為課堂深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過介紹發(fā)酵工程在生活中的應(yīng)用案例，如啤酒制作過程，激發(fā)學(xué)生興趣。

講解知識點：詳細講解發(fā)酵工程的原理，如微生物的代謝調(diào)控、發(fā)酵條件優(yōu)化等。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，探討不同發(fā)酵條件下微生物發(fā)酵效果的變化。

解答疑問：對學(xué)生在討論中提出的問題進行解答。

學(xué)生活動：

聽講并思考：學(xué)生認真聽講，思考發(fā)酵工程的應(yīng)用和原理。

參與課堂活動：學(xué)生分組討論，通過實驗?zāi)M不同的發(fā)酵條件，觀察結(jié)果。

提問與討論：學(xué)生提出疑問，與同學(xué)和老師進行討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：講解發(fā)酵工程的基本原理和操作流程。

實踐活動法：通過實驗?zāi)M，加深對發(fā)酵工程的理解。

合作學(xué)習(xí)法：小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力。

作用與目的：

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置關(guān)于發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中應(yīng)用的案例分析作業(yè)。

提供拓展資源：提供相關(guān)學(xué)術(shù)論文和在線課程資源，供學(xué)生進一步學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生具體反饋。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：學(xué)生完成作業(yè)，分析發(fā)酵工程在特定領(lǐng)域的應(yīng)用。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用提供的資源，進行更深入的學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)：學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程，總結(jié)發(fā)酵工程在實際應(yīng)用中的重要性。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主探索發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域。

反思總結(jié)法：通過作業(yè)和反思，幫助學(xué)生深化理解。

作用與目的：學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

經(jīng)過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生在以下方面取得了顯著的效果：

1.知識掌握方面：

學(xué)生能夠準確描述發(fā)酵工程的定義、發(fā)展歷程及其在食品、藥品等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過對發(fā)酵過程中微生物代謝類型的深入學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解不同微生物在發(fā)酵過程中的作用及其調(diào)控機制。此外，學(xué)生對發(fā)酵工程的基本流程有了全面的認識，包括菌種選育、培養(yǎng)基的配制、發(fā)酵條件優(yōu)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

具體來說，學(xué)生能夠：

-概述發(fā)酵工程的基本概念及其在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用實例。

-解釋微生物在發(fā)酵過程中的代謝類型及其對發(fā)酵結(jié)果的影響。

-描述發(fā)酵工程的基本流程，包括菌種篩選、發(fā)酵條件控制等環(huán)節(jié)。

-分析發(fā)酵產(chǎn)品提取、純化及質(zhì)量控制的基本原理和方法。

2.實踐操作方面：

具體來說，學(xué)生能夠：

-獨立操作發(fā)酵實驗設(shè)備，進行發(fā)酵條件的設(shè)定和調(diào)控。

-觀察并記錄發(fā)酵過程中的變化，分析實驗數(shù)據(jù)。

-在小組合作中，有效溝通，共同解決問題，完成發(fā)酵實驗。

3.思維能力方面：

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過分析發(fā)酵工程的實際案例，培養(yǎng)了批判性思維和創(chuàng)新意識。學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題，提出改進發(fā)酵過程的建議，體現(xiàn)了科學(xué)探究和創(chuàng)新思維的能力。

具體來說，學(xué)生能夠：

-分析案例研究，識別發(fā)酵工程中的問題和挑戰(zhàn)。

-提出創(chuàng)新的解決方案，優(yōu)化發(fā)酵過程。

-結(jié)合所學(xué)知識，預(yù)測發(fā)酵工程未來的發(fā)展趨勢。

4.社會責(zé)任與擔(dān)當(dāng)方面：

具體來說，學(xué)生能夠：

-討論發(fā)酵工程對環(huán)境的影響，提出減少污染的建議。

-分析發(fā)酵工程在循環(huán)經(jīng)濟中的作用，提高資源利用效率。

-評估發(fā)酵工程項目的可持續(xù)性，關(guān)注長期環(huán)境影響。

5.自主學(xué)習(xí)能力方面：

學(xué)生在課前預(yù)習(xí)、課堂參與和課后拓展學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生能夠獨立查找資料，提出問題，并在教師的指導(dǎo)下進行深入探究。

具體來說，學(xué)生能夠：

-有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源和圖書館資源，進行自主學(xué)習(xí)。

-提出具有探究性的問題，與同學(xué)和老師進行討論。

-對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思，不斷調(diào)整學(xué)習(xí)策略。教學(xué)反思這節(jié)課結(jié)束后，我對于學(xué)生在發(fā)酵工程這一章節(jié)的學(xué)習(xí)效果進行了深入的反思。我認為，雖然學(xué)生在知識掌握、實踐操作、思維能力等方面都有了一定的提升，但仍然存在一些可以改進的地方。

首先，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解發(fā)酵工程的基本概念和原理方面做得比較好，能夠準確地描述發(fā)酵過程和微生物的代謝類型。但在將理論知識應(yīng)用于實際案例分析時，部分學(xué)生還是顯得有些吃力。這讓我意識到，我需要在課堂上更多地提供實際案例，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，提高他們的實踐能力。

其次，在課堂活動的設(shè)計上，我原本希望通過小組討論和實驗?zāi)M來增強學(xué)生的互動和參與度，但實際操作中，我發(fā)現(xiàn)一些小組的合作并不順暢，部分學(xué)生參與度不高。這讓我思考，是否應(yīng)該調(diào)整小組的組合方式，或者在設(shè)計活動時，更多地考慮每個學(xué)生的特點和需求，以確保每個學(xué)生都能積極參與到課堂活動中來。

另外，我也注意到，在課后拓展學(xué)習(xí)方面，雖然我提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，但并不是所有學(xué)生都能充分利用這些資源。有些學(xué)生可能因為缺乏興趣或者其他原因，并沒有進行深入的拓展學(xué)習(xí)。這讓我意識到，我需要更多地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們主動去探索和了解發(fā)酵工程的相關(guān)知識。

在教學(xué)方法上，我使用了講授法、實踐活動法和合作學(xué)習(xí)法，這些方法在一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。但我也發(fā)現(xiàn)，講授法可能會導(dǎo)致學(xué)生的被動學(xué)習(xí)，而實踐活動法和合作學(xué)習(xí)法可能需要更多的時間來組織和實施。因此，我考慮在未來的教學(xué)中，嘗試更多的教學(xué)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂、項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

最后，我認為，雖然學(xué)生在社會責(zé)任與擔(dān)當(dāng)方面有了一定的認識，但還需要進一步的強化。我計劃在未來的教學(xué)中，更多地引入發(fā)酵工程在社會發(fā)展中的作用和影響，讓學(xué)生意識到發(fā)酵工程不僅僅是技術(shù)問題，更是一個涉及社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的重要議題。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)整體積極，能夠認真聽講并參與討論。在講授發(fā)酵工程的基本原理時，學(xué)生表現(xiàn)出較高的興趣，能夠主動提問和思考。在小組討論環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生能夠積極參與，與組員合作探討發(fā)酵工程的應(yīng)用問題。但也有部分學(xué)生在小組討論中表現(xiàn)不夠積極，需要更多的引導(dǎo)和激勵。

2.小組討論成果展示：

小組討論成果展示環(huán)節(jié)，各小組都能夠圍繞主題進行深入的探討，展示出一定的創(chuàng)新思維和問題解決能力。部分小組能夠結(jié)合實際案例，提出具有可行性的發(fā)酵工程改進方案。但也有小組的討論較為表面，未能深入挖掘問題的本質(zhì)，需要教師在后續(xù)教學(xué)中加強引導(dǎo)。

3.隨堂測試：

隨堂測試結(jié)果顯示，學(xué)生在發(fā)酵工程的基本概念和原理方面掌握得較好，能夠準確回答相關(guān)知識點。但在實際案例分析題中，部分學(xué)生答題不夠準確，反映出在將理論知識應(yīng)用于實際問題時存在一定的困難。

4.課后作業(yè)：

課后作業(yè)的完成情況較為理想，大多數(shù)學(xué)生能夠按照要求完成作業(yè)，展示出一定的自主學(xué)習(xí)能力。作業(yè)中，學(xué)生對發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域有了更深入的了解，能夠結(jié)合所學(xué)知識提出一些有創(chuàng)意的想法。

5.教師評價與反饋：

針對學(xué)生在本節(jié)課的表現(xiàn)，我進行了以下評價與反饋：

-對于課堂上表現(xiàn)積極的學(xué)生，給予了肯定和鼓勵，希望他們能夠繼續(xù)保持學(xué)習(xí)的熱情。

-對于在小組討論中不夠積極的學(xué)生，進行了個別指導(dǎo)，鼓勵他們大膽表達自己的想法，積極參與討論。

-針對隨堂測試中存在的問題，我進行了講解和補充，幫助學(xué)生更好地理解發(fā)酵工程在實際應(yīng)用中的重要性。

-對于課后作業(yè)，我提供了詳細的批改意見，指導(dǎo)學(xué)生如何將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，提高作業(yè)的質(zhì)量。

-在整體教學(xué)評價中，我強調(diào)了發(fā)酵工程在現(xiàn)代社會中的重要作用，鼓勵學(xué)生從社會責(zé)任和可持續(xù)發(fā)展的角度思考問題，提高他們的綜合素質(zhì)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①發(fā)酵工程的定義與應(yīng)用

-重點知識點：發(fā)酵工程的定義、發(fā)酵過程、應(yīng)用領(lǐng)域

-重點詞：發(fā)酵、微生物、代謝、食品、藥品

-重點句：發(fā)酵工程是利用微生物的代謝活動進行大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)。

②微生物代謝類型與發(fā)酵條件

-重點知識點：微生物代謝類型、發(fā)酵條件、發(fā)酵過程優(yōu)化

-重點詞：代謝類型、發(fā)酵條件、優(yōu)化、菌種

-重點句：微生物的代謝類型決定了發(fā)酵過程的特點和產(chǎn)品的質(zhì)量。

③發(fā)酵產(chǎn)品的提取、純化與質(zhì)量控制

-重點知識點：發(fā)酵產(chǎn)品提取、純化方法、質(zhì)量控制標準

-重點詞：提取、純化、質(zhì)量控制、標準、檢測

-重點句：發(fā)酵產(chǎn)品的提取和純化是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。課后作業(yè)1.案例分析題：

請選擇一種常見的發(fā)酵產(chǎn)品，如酸奶、醬油等，分析其發(fā)酵過程中所使用的微生物種類、發(fā)酵條件以及發(fā)酵過程對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

答案：以酸奶為例，酸奶的發(fā)酵過程中主要使用的是乳酸菌。乳酸菌在適宜的溫度和pH值下，將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，使牛奶酸化，形成酸奶特有的口感和風(fēng)味。發(fā)酵條件的控制對酸奶的質(zhì)量有重要影響，如溫度過高或過低都會影響乳酸菌的生長和發(fā)酵效果，從而影響酸奶的質(zhì)量。

2.實驗設(shè)計題：

設(shè)計一個簡單的實驗，探究不同溫度對酵母菌發(fā)酵速度的影響。

答案：取相同量的酵母菌和培養(yǎng)基，分別放入不同的溫度環(huán)境中，觀察并記錄酵母菌發(fā)酵的速度和產(chǎn)氣量。通過對比不同溫度下的發(fā)酵情況，可以得出溫度對酵母菌發(fā)酵速度的影響。

3.問題解決題：

某工廠在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)量也受到影響。請你從發(fā)酵條件、菌種選擇等方面分析可能的原因，并提出相應(yīng)的改進措施。

答案：發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定和產(chǎn)量下降可能與發(fā)酵條件控制不當(dāng)、菌種退化或污染有關(guān)。改進措施包括優(yōu)化發(fā)酵條件，如溫度、pH值、氧氣供應(yīng)等，定期更換和篩選優(yōu)質(zhì)菌種，加強生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理。

4.創(chuàng)新設(shè)計題：

結(jié)合所學(xué)知識，設(shè)計一種新型發(fā)酵產(chǎn)品，并簡要說明其制作原理和預(yù)期效果。

答案：設(shè)計一種新型發(fā)酵飲料，以水果為主要原料