2019版 北師大版 高中生物學(xué) 選擇性必修3 生物技術(shù)與工程《第1章 發(fā)酵工程》大單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)2020課標(biāo)

版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3生物技術(shù)與工程《第1章發(fā)酵工程》大單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)[2020課標(biāo)]一、內(nèi)容分析與整合二、《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》分解三、學(xué)情分析四、大主題或大概念設(shè)計(jì)五、大單元目標(biāo)敘寫六、大單元教學(xué)重點(diǎn)七、大單元教學(xué)難點(diǎn)八、大單元整體教學(xué)思路九、學(xué)業(yè)評價十、大單元實(shí)施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)十二、單元學(xué)歷案十三、學(xué)科實(shí)踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)十四、大單元作業(yè)設(shè)計(jì)十五、“教-學(xué)-評”一致性課時設(shè)計(jì)十六、大單元教學(xué)反思一、內(nèi)容分析與整合（一）教學(xué)內(nèi)容分析本單元的教學(xué)內(nèi)容選自2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》的第一章《發(fā)酵工程》。發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，不僅廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等多個領(lǐng)域，而且與人們的日常生活息息相關(guān)。本章內(nèi)容通過五個小節(jié)，系統(tǒng)地介紹了發(fā)酵工程的基本概念、原理、技術(shù)及其應(yīng)用，旨在幫助學(xué)生理解并掌握發(fā)酵工程的核心知識，培養(yǎng)其在生物科技領(lǐng)域的探索精神和實(shí)踐能力。第一節(jié)：微生物純培養(yǎng)物的獲得本節(jié)內(nèi)容主要介紹了微生物純培養(yǎng)物的重要性及其獲取方法。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何通過無菌技術(shù)、培養(yǎng)基配制、接種與培養(yǎng)等步驟，從復(fù)雜的環(huán)境中分離出單一的微生物菌株，為后續(xù)的研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。第二節(jié)：微生物純培養(yǎng)物的選擇在獲得微生物純培養(yǎng)物后，如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)需求選擇合適的菌株成為關(guān)鍵。本節(jié)內(nèi)容將引導(dǎo)學(xué)生了解微生物的特性鑒定方法，包括形態(tài)觀察、生理生化測試以及分子生物學(xué)技術(shù)等，以便學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際需求篩選出最優(yōu)的微生物菌株。第三節(jié)：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)是人類利用微生物進(jìn)行食品生產(chǎn)的重要手段。本節(jié)內(nèi)容將介紹幾種常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品及其制作過程，如酸奶、泡菜、醬油等，讓學(xué)生親身體驗(yàn)到發(fā)酵技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用，同時理解發(fā)酵過程中微生物的作用及其代謝機(jī)制。第四節(jié)：發(fā)酵工程的過程與原理本節(jié)內(nèi)容將深入探討發(fā)酵工程的基本原理和過程控制。學(xué)生將學(xué)習(xí)發(fā)酵過程中微生物的生長曲線、代謝調(diào)控機(jī)制以及發(fā)酵工藝的優(yōu)化策略，理解如何通過調(diào)節(jié)發(fā)酵條件（如溫度、pH值、溶氧等）來提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物質(zhì)量。第五節(jié)：發(fā)酵工程的應(yīng)用發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本節(jié)內(nèi)容將通過案例分析，展示發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域中的具體應(yīng)用成果，如抗生素的生產(chǎn)、食品添加劑的制備、生物燃料的開發(fā)等，讓學(xué)生感受到發(fā)酵工程在現(xiàn)代工業(yè)中的重要作用。（二）單元內(nèi)容分析本章內(nèi)容以發(fā)酵工程為核心，圍繞微生物純培養(yǎng)物的獲得、選擇、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)、發(fā)酵工程的過程與原理及其應(yīng)用展開，形成了一個完整的知識體系。各小節(jié)之間既相互獨(dú)立又緊密相連，共同構(gòu)成了發(fā)酵工程這一復(fù)雜而精妙的生物技術(shù)領(lǐng)域。知識體系的系統(tǒng)性本章內(nèi)容從微生物純培養(yǎng)物的獲得入手，逐步深入到發(fā)酵工程的過程與原理及其應(yīng)用，形成了一個層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的知識體系。這種系統(tǒng)性的知識結(jié)構(gòu)有助于學(xué)生全面理解發(fā)酵工程的內(nèi)涵和外延，把握其核心要點(diǎn)。理論與實(shí)踐的結(jié)合本章內(nèi)容不僅注重理論知識的傳授，還強(qiáng)調(diào)實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。通過介紹傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的制作過程以及發(fā)酵工程的實(shí)際應(yīng)用案例，讓學(xué)生親身體驗(yàn)到發(fā)酵技術(shù)的魅力和實(shí)用性，從而激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣和探索精神。跨學(xué)科知識的融合發(fā)酵工程涉及生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多個學(xué)科的知識領(lǐng)域。本章內(nèi)容在介紹發(fā)酵工程的基本原理和過程控制時，融入了相關(guān)學(xué)科的知識點(diǎn)和研究方法，促進(jìn)了跨學(xué)科知識的融合與交叉應(yīng)用。（三）單元內(nèi)容整合為了實(shí)現(xiàn)本章教學(xué)目標(biāo)的最大化，需要對單元內(nèi)容進(jìn)行有效的整合與優(yōu)化。具體措施如下：知識點(diǎn)梳理與重構(gòu)對本章各小節(jié)的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理與重構(gòu)，明確每個知識點(diǎn)的地位和作用，形成清晰的知識脈絡(luò)和邏輯體系。根據(jù)知識點(diǎn)的難易程度和重要程度，合理安排教學(xué)順序和課時分配。實(shí)踐操作與理論教學(xué)的融合將實(shí)踐操作與理論教學(xué)緊密結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)操作、案例分析等方式，加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握。鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中，提高其實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維能力?？鐚W(xué)科知識的整合與應(yīng)用在介紹發(fā)酵工程的基本原理和過程控制時，注重跨學(xué)科知識的整合與應(yīng)用。通過引入化學(xué)、工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識點(diǎn)和研究方法，豐富教學(xué)內(nèi)容和手段，拓寬學(xué)生的知識視野和思維空間。二、《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》分解高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的要求，本章教學(xué)內(nèi)容將圍繞生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度展開，旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。（一）生命觀念生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法。在本章教學(xué)中，生命觀念的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：結(jié)構(gòu)與功能觀通過介紹微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、代謝機(jī)制以及發(fā)酵工程的過程控制等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生理解生物體的結(jié)構(gòu)與功能之間的密切關(guān)系。例如，在講解微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考不同細(xì)胞器在微生物代謝過程中的作用和功能；在講解發(fā)酵工程的過程控制時，可以引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)酵條件對微生物生長和產(chǎn)物質(zhì)量的影響。進(jìn)化與適應(yīng)觀通過介紹微生物的多樣性、適應(yīng)性以及發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生理解生物進(jìn)化的本質(zhì)和適應(yīng)機(jī)制。例如，在講解微生物的特性鑒定方法時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考微生物如何適應(yīng)不同的環(huán)境條件和代謝需求；在講解發(fā)酵工程的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)酵工程如何滿足人類社會的不同需求和發(fā)展趨勢。穩(wěn)態(tài)與平衡觀通過介紹發(fā)酵過程中微生物的生長曲線、代謝調(diào)控機(jī)制以及發(fā)酵工藝的優(yōu)化策略等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生理解生物體在內(nèi)外環(huán)境變化中保持穩(wěn)態(tài)和平衡的重要性。例如，在講解發(fā)酵工藝的優(yōu)化策略時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過調(diào)節(jié)發(fā)酵條件來維持微生物的生長和代謝平衡；在講解發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量控制時，可以引導(dǎo)學(xué)生理解產(chǎn)物質(zhì)量對生物體穩(wěn)態(tài)和平衡的影響。（二）科學(xué)思維科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。在本章教學(xué)中，科學(xué)思維的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：歸納與概括通過引導(dǎo)學(xué)生對微生物的純培養(yǎng)物、發(fā)酵過程及其產(chǎn)物等進(jìn)行觀察和描述，培養(yǎng)其歸納與概括的能力。例如，在觀察微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)時，可以引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)不同微生物之間的共性和差異；在分析發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量時，可以引導(dǎo)學(xué)生概括影響產(chǎn)物質(zhì)量的主要因素。演繹與推理通過引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識對發(fā)酵工程中的問題進(jìn)行推理和預(yù)測，培養(yǎng)其演繹與推理的能力。例如，在了解微生物的代謝機(jī)制后，可以引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測不同發(fā)酵條件下微生物的生長和產(chǎn)物情況；在掌握發(fā)酵工藝的優(yōu)化策略后，可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這些策略的有效性。模型與建模通過引導(dǎo)學(xué)生建立微生物的生長模型、發(fā)酵過程的動態(tài)模型等，培養(yǎng)其模型與建模的能力。例如，在講解微生物的生長曲線時，可以引導(dǎo)學(xué)生建立生長模型來預(yù)測微生物的生長趨勢；在講解發(fā)酵工程的過程控制時，可以引導(dǎo)學(xué)生建立動態(tài)模型來模擬發(fā)酵過程中的各種變化。批判性思維通過引導(dǎo)學(xué)生對發(fā)酵工程中的熱點(diǎn)問題、爭議話題等進(jìn)行討論和辨析，培養(yǎng)其批判性思維的能力。例如，在介紹發(fā)酵工程的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學(xué)生討論轉(zhuǎn)基因微生物的安全性、生物燃料的可持續(xù)性等問題；在講解發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量控制時，可以引導(dǎo)學(xué)生辨析不同檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。創(chuàng)造性思維通過鼓勵學(xué)生提出新的想法、設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案等，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維的能力。例如，在介紹發(fā)酵工程的新技術(shù)、新方法時，可以鼓勵學(xué)生提出自己的創(chuàng)新點(diǎn)和改進(jìn)意見；在講解發(fā)酵產(chǎn)物的應(yīng)用開發(fā)時，可以鼓勵學(xué)生設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品配方和工藝路線。（三）科學(xué)探究科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。在本章教學(xué)中，科學(xué)探究的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：問題發(fā)現(xiàn)與提出通過引導(dǎo)學(xué)生對發(fā)酵工程中的現(xiàn)象和問題進(jìn)行觀察和思考，培養(yǎng)其問題發(fā)現(xiàn)與提出的能力。例如，在觀察微生物的生長情況時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考為什么不同菌株的生長速度存在差異；在分析發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何提高產(chǎn)物的純度和收率。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)施發(fā)酵工程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施的能力。例如，在設(shè)計(jì)微生物純培養(yǎng)物的獲得實(shí)驗(yàn)時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何選擇合適的培養(yǎng)基、接種方法和培養(yǎng)條件；在實(shí)施發(fā)酵過程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)時，可以引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法。結(jié)果分析與討論通過引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，培養(yǎng)其結(jié)果分析與討論的能力。例如，在分析微生物生長曲線的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，可以引導(dǎo)學(xué)生探討不同發(fā)酵條件對微生物生長的影響；在討論發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，可以引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)不同檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。交流與合作通過組織學(xué)生進(jìn)行小組討論、實(shí)驗(yàn)報告撰寫等活動，培養(yǎng)其交流與合作的能力。例如，在小組討論中，可以引導(dǎo)學(xué)生分享自己的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和心得；在實(shí)驗(yàn)報告撰寫中，可以引導(dǎo)學(xué)生互相評價和改進(jìn)彼此的報告內(nèi)容。（四）社會責(zé)任社會責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識，參與個人與社會事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力。在本章教學(xué)中，社會責(zé)任的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：關(guān)注社會議題通過引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注發(fā)酵工程相關(guān)的社會議題，如食品安全、環(huán)境保護(hù)、資源利用等，培養(yǎng)其關(guān)注社會議題的能力。例如，在介紹發(fā)酵工程的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程對食品安全的影響；在講解發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)過程時，可以引導(dǎo)學(xué)生探討發(fā)酵工程對環(huán)境保護(hù)和資源利用的作用。參與討論與決策通過組織學(xué)生進(jìn)行小組討論、辯論等活動，培養(yǎng)其參與討論與決策的能力。例如，在小組討論中，可以引導(dǎo)學(xué)生就某個社會議題發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法；在辯論活動中，可以引導(dǎo)學(xué)生就某個爭議話題進(jìn)行辯論和協(xié)商。實(shí)踐與創(chuàng)新通過鼓勵學(xué)生參與發(fā)酵工程相關(guān)的實(shí)踐活動和創(chuàng)新項(xiàng)目，培養(yǎng)其實(shí)踐與創(chuàng)新的能力。例如，在課外實(shí)踐活動中，可以引導(dǎo)學(xué)生參觀發(fā)酵工廠、參與發(fā)酵實(shí)驗(yàn)等；在創(chuàng)新項(xiàng)目中，可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)新的發(fā)酵產(chǎn)品、開發(fā)新的發(fā)酵工藝等。宣傳與教育通過引導(dǎo)學(xué)生參與發(fā)酵工程相關(guān)的宣傳和教育活動，培養(yǎng)其宣傳與教育的能力。例如，在社區(qū)宣傳活動中，可以引導(dǎo)學(xué)生向公眾普及發(fā)酵工程的知識和應(yīng)用；在學(xué)校教育活動中，可以引導(dǎo)學(xué)生向同學(xué)傳授發(fā)酵工程的實(shí)驗(yàn)技能和操作方法。本章教學(xué)內(nèi)容將圍繞生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度展開，旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)和有效的實(shí)施策略，幫助學(xué)生全面掌握發(fā)酵工程的核心知識和應(yīng)用技能，為其未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)情分析（一）已知內(nèi)容分析在高中生物學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)程中，學(xué)生已經(jīng)通過必修課程的學(xué)習(xí)，掌握了生物學(xué)的基本概念和原理，為選擇性必修課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對于《發(fā)酵工程》這一章節(jié)而言，學(xué)生在必修課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了關(guān)于微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識，包括微生物的種類、結(jié)構(gòu)、生長條件以及微生物在自然界中的作用等。學(xué)生還對遺傳與進(jìn)化、細(xì)胞與分子等生物學(xué)核心概念有了一定的理解，這些知識為理解發(fā)酵工程中的微生物培養(yǎng)、遺傳改造以及代謝調(diào)控等內(nèi)容提供了必要的背景知識。在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域，學(xué)生可能通過日常生活經(jīng)驗(yàn)或媒體接觸，對發(fā)酵技術(shù)有一定的感性認(rèn)識。例如，學(xué)生可能知道酸奶、面包、醬油等食品是通過發(fā)酵過程生產(chǎn)的，但他們可能并不清楚這些過程背后的科學(xué)原理和技術(shù)細(xì)節(jié)。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，需要充分利用學(xué)生的這些生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)他們從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的轉(zhuǎn)變。（二）新知內(nèi)容分析《發(fā)酵工程》這一章節(jié)涉及的內(nèi)容較為廣泛且深入，主要包括微生物純培養(yǎng)物的獲得、微生物純培養(yǎng)物的選擇、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)、發(fā)酵工程的過程與原理以及發(fā)酵工程的應(yīng)用等五個部分。這些內(nèi)容不僅要求學(xué)生掌握發(fā)酵工程的基本原理和技術(shù)流程，還要求學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。微生物純培養(yǎng)物的獲得：學(xué)生需要了解微生物分離和培養(yǎng)的基本方法，包括無菌技術(shù)、培養(yǎng)基的配制與滅菌、微生物的接種與培養(yǎng)等。這些內(nèi)容是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)，也是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的技術(shù)手段。微生物純培養(yǎng)物的選擇：學(xué)生需要學(xué)會根據(jù)發(fā)酵工程的需求，選擇合適的微生物菌株。這要求學(xué)生了解不同微生物的特性及其在發(fā)酵過程中的作用，具備初步的生物信息學(xué)分析能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：學(xué)生需要了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在食品、飲料、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及這些技術(shù)背后的科學(xué)原理。通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以感受到生物技術(shù)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。發(fā)酵工程的過程與原理：這是章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生需要掌握發(fā)酵工程的基本流程，包括菌種選育、培養(yǎng)基優(yōu)化、發(fā)酵條件控制、產(chǎn)物分離與純化等。他們還需要了解發(fā)酵過程中微生物的代謝調(diào)控機(jī)制，以及如何通過基因工程等手段對微生物進(jìn)行改造，以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物質(zhì)量。發(fā)酵工程的應(yīng)用：學(xué)生需要了解發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，以及這些應(yīng)用對社會發(fā)展和人類健康的貢獻(xiàn)。通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以增強(qiáng)對生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的了解和興趣，激發(fā)他們從事生物技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的熱情。（三）學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析高中生已經(jīng)具備了一定的邏輯思維能力和抽象思維能力，能夠理解和運(yùn)用生物學(xué)的基本概念和原理。對于發(fā)酵工程這一較為專業(yè)和復(fù)雜的內(nèi)容而言，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力仍面臨一定的挑戰(zhàn)。具體來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力可以歸納為以下幾個方面：觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ簩W(xué)生已經(jīng)具備了一定的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，能夠按照?shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要更加細(xì)致地觀察微生物的生長狀態(tài)和代謝產(chǎn)物的變化，這對他們的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能提出了更高的要求。分析與解決問題的能力：學(xué)生已經(jīng)能夠運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決一些簡單的生物學(xué)問題。在發(fā)酵工程領(lǐng)域，學(xué)生需要面對更加復(fù)雜和多變的問題，如菌種選育、培養(yǎng)基優(yōu)化、發(fā)酵條件控制等。這要求學(xué)生具備較強(qiáng)的分析問題和解決問題的能力，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。信息獲取與處理能力：在信息化時代，學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了從網(wǎng)絡(luò)上獲取和處理信息。在發(fā)酵工程領(lǐng)域，學(xué)生需要獲取和處理大量的專業(yè)信息和數(shù)據(jù)，如微生物基因序列、代謝途徑、發(fā)酵工藝參數(shù)等。這要求學(xué)生具備較強(qiáng)的信息獲取和處理能力，能夠高效地獲取所需信息并進(jìn)行有效的分析和利用。創(chuàng)新與探究能力：發(fā)酵工程是一個不斷發(fā)展的領(lǐng)域，需要不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和探究。學(xué)生需要具備較強(qiáng)的創(chuàng)新和探究能力，能夠提出新的問題和解決方案，推動發(fā)酵工程技術(shù)的不斷進(jìn)步。（四）學(xué)習(xí)障礙突破策略針對學(xué)生在學(xué)習(xí)《發(fā)酵工程》這一章節(jié)時可能遇到的學(xué)習(xí)障礙，我們可以采取以下突破策略：強(qiáng)化基礎(chǔ)知識教學(xué)：對于微生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等基礎(chǔ)知識掌握不牢固的學(xué)生，我們需要加強(qiáng)相關(guān)知識點(diǎn)的教學(xué)和復(fù)習(xí)，確保他們能夠建立起完整的知識體系。通過案例分析和討論等方式，幫助學(xué)生將所學(xué)知識與發(fā)酵工程的內(nèi)容相結(jié)合，提高他們的理解和應(yīng)用能力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)：發(fā)酵工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，需要學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作來掌握相關(guān)技術(shù)和流程。我們需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)，提供更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會和實(shí)踐平臺，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握發(fā)酵工程的技術(shù)和方法。通過小組合作和探究性學(xué)習(xí)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。利用多媒體教學(xué)資源：發(fā)酵工程的內(nèi)容較為抽象和復(fù)雜，需要借助多媒體教學(xué)資源來幫助學(xué)生更好地理解和掌握。我們可以利用動畫、視頻、模擬實(shí)驗(yàn)等多媒體手段來展示發(fā)酵工程的過程和原理，使抽象的內(nèi)容變得直觀易懂。通過在線學(xué)習(xí)平臺和資源庫等方式，為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資源和支持。開展課外拓展活動：為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，我們可以開展一些課外拓展活動，如組織參觀發(fā)酵工廠、邀請行業(yè)專家進(jìn)行講座、開展發(fā)酵工程創(chuàng)新大賽等。這些活動可以幫助學(xué)生更好地了解發(fā)酵工程的應(yīng)用和發(fā)展前景，激發(fā)他們從事生物技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的熱情。實(shí)施個性化教學(xué)策略：針對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣差異，我們需要實(shí)施個性化教學(xué)策略，為不同水平的學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)支持和挑戰(zhàn)。對于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，我們可以提供更多的探究性學(xué)習(xí)機(jī)會和創(chuàng)新性項(xiàng)目；對于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生，我們可以提供更多的輔導(dǎo)和支持，幫助他們克服學(xué)習(xí)障礙并取得進(jìn)步。通過強(qiáng)化基礎(chǔ)知識教學(xué)、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)、利用多媒體教學(xué)資源、開展課外拓展活動以及實(shí)施個性化教學(xué)策略等措施，我們可以有效地突破學(xué)生在學(xué)習(xí)《發(fā)酵工程》這一章節(jié)時可能遇到的學(xué)習(xí)障礙，提高他們的學(xué)習(xí)效果和興趣。四、大主題或大概念設(shè)計(jì)本單元的大主題設(shè)計(jì)為“探索發(fā)酵工程的奧秘：微生物純培養(yǎng)、選擇與應(yīng)用”。圍繞這一主題，通過五個子課題的學(xué)習(xí)活動，幫助學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理、過程及其在食品、醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，同時培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。五、大單元目標(biāo)敘寫高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)：（一）生命觀念學(xué)生能夠理解微生物是生命體的一種重要形式，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能，是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)。學(xué)生能夠認(rèn)識到發(fā)酵過程中微生物代謝活動的本質(zhì)，理解其如何通過酶催化作用將原料轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。學(xué)生能夠運(yùn)用生物進(jìn)化的觀點(diǎn)，理解不同微生物種類在發(fā)酵工程中的選擇和利用。（二）科學(xué)思維學(xué)生能夠基于微生物學(xué)和發(fā)酵工程的基本原理，運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理等方法，分析并解決發(fā)酵工程中的實(shí)際問題。學(xué)生能夠運(yùn)用模型與建模的方法，構(gòu)建發(fā)酵過程的概念模型，理解其內(nèi)在機(jī)制和影響因素。學(xué)生能夠運(yùn)用批判性思維和創(chuàng)造性思維，評估不同發(fā)酵工藝的優(yōu)勢和局限性，提出改進(jìn)方案。（三）科學(xué)探究學(xué)生能夠針對發(fā)酵工程中的具體問題，設(shè)計(jì)并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)，收集并分析數(shù)據(jù)，得出科學(xué)結(jié)論。學(xué)生能夠在探究過程中，運(yùn)用科學(xué)術(shù)語和圖表準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與他人進(jìn)行交流和討論。學(xué)生能夠在團(tuán)隊(duì)合作中，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同解決發(fā)酵工程中的復(fù)雜問題。（四）社會責(zé)任學(xué)生能夠認(rèn)識到發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，理解其對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)。學(xué)生能夠關(guān)注發(fā)酵工程中的環(huán)境問題和倫理問題，提出可持續(xù)發(fā)展的解決方案。學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的發(fā)酵工程知識，參與社會服務(wù)和科普宣傳，提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)。六、大單元教學(xué)重點(diǎn)微生物純培養(yǎng)物的獲得：掌握微生物純培養(yǎng)的基本原理和方法，包括滅菌、接種、培養(yǎng)等步驟。了解無菌技術(shù)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。微生物純培養(yǎng)物的選擇：根據(jù)發(fā)酵工程的需求，選擇合適的微生物種類和菌株。理解微生物遺傳變異在發(fā)酵工程中的應(yīng)用，通過誘變育種、基因工程等手段獲得高性能的發(fā)酵菌株。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：學(xué)習(xí)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的基本原理和工藝流程，如酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等。了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，體會其獨(dú)特優(yōu)勢和文化價值。發(fā)酵工程的過程與原理：掌握發(fā)酵工程的基本流程和關(guān)鍵控制點(diǎn)，包括菌種擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵控制、產(chǎn)物分離純化等。理解發(fā)酵過程中微生物代謝活動的規(guī)律和機(jī)制，以及如何通過優(yōu)化發(fā)酵條件提高產(chǎn)物得率和質(zhì)量。發(fā)酵工程的應(yīng)用：了解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，體會其對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)。分析發(fā)酵工程應(yīng)用中的環(huán)境問題和倫理問題，提出可持續(xù)發(fā)展的解決方案。七、大單元教學(xué)難點(diǎn)微生物純培養(yǎng)技術(shù)的掌握：微生物純培養(yǎng)技術(shù)涉及多個步驟和細(xì)節(jié)，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能和無菌操作意識。學(xué)生需要理解并掌握不同微生物種類的生長特性和培養(yǎng)條件，以便在實(shí)驗(yàn)中選擇合適的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件。微生物遺傳變異的理解和應(yīng)用：微生物遺傳變異是一個復(fù)雜的過程，涉及基因重組、基因突變等多種機(jī)制。學(xué)生需要理解并掌握這些機(jī)制的基本原理和應(yīng)用方法，以便在發(fā)酵工程中選擇合適的菌株并通過遺傳改良提高其性能。發(fā)酵工程過程的優(yōu)化和控制：發(fā)酵工程過程涉及多個變量和參數(shù)，如溫度、pH值、溶氧濃度等，這些變量和參數(shù)之間相互影響、相互制約。學(xué)生需要理解并掌握這些變量和參數(shù)對發(fā)酵過程的影響規(guī)律，以便通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和控制發(fā)酵條件，提高產(chǎn)物得率和質(zhì)量。發(fā)酵工程應(yīng)用中的環(huán)境問題和倫理問題：發(fā)酵工程應(yīng)用過程中可能產(chǎn)生廢水、廢氣等污染物，對環(huán)境造成負(fù)面影響。發(fā)酵工程應(yīng)用還可能涉及倫理問題，如轉(zhuǎn)基因生物的安全性、生物武器的潛在風(fēng)險等。學(xué)生需要理解并掌握這些問題的本質(zhì)和解決方法，以便在發(fā)酵工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和社會責(zé)任。具體教學(xué)難點(diǎn)解析與應(yīng)對策略：微生物純培養(yǎng)技術(shù)的掌握：應(yīng)對策略：通過演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，讓學(xué)生親自動手操作，掌握微生物純培養(yǎng)的基本技能。結(jié)合案例分析，讓學(xué)生理解無菌技術(shù)在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要性，并學(xué)會在實(shí)際操作中應(yīng)用無菌技術(shù)。微生物遺傳變異的理解和應(yīng)用：應(yīng)對策略：通過課堂講解和小組討論相結(jié)合的方式，讓學(xué)生理解微生物遺傳變異的基本原理和應(yīng)用方法。結(jié)合具體案例，讓學(xué)生分析不同菌株的遺傳特性和性能差異，并探討如何通過遺傳改良提高菌株性能。還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注最新的科研成果和技術(shù)進(jìn)展，拓寬其視野和思路。發(fā)酵工程過程的優(yōu)化和控制：應(yīng)對策略：通過模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方式，讓學(xué)生理解并掌握發(fā)酵過程中關(guān)鍵變量和參數(shù)的影響規(guī)律。結(jié)合案例分析，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論知識優(yōu)化和控制發(fā)酵條件。還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注發(fā)酵工程領(lǐng)域的最新技術(shù)和應(yīng)用案例，提高其解決實(shí)際問題的能力。發(fā)酵工程應(yīng)用中的環(huán)境問題和倫理問題：應(yīng)對策略：通過課堂討論和案例分析相結(jié)合的方式，讓學(xué)生理解并掌握發(fā)酵工程應(yīng)用中的環(huán)境問題和倫理問題。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注可持續(xù)發(fā)展和社會責(zé)任的重要性，并探討如何在發(fā)酵工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。還可以邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行講座或交流活動，讓學(xué)生了解最新的研究成果和行業(yè)動態(tài)。通過以上教學(xué)策略和應(yīng)對措施的實(shí)施，可以幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，全面掌握發(fā)酵工程的基本原理和應(yīng)用技術(shù)，同時培養(yǎng)其生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。八、大單元整體教學(xué)思路在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》中的《第1章發(fā)酵工程》教學(xué)內(nèi)容，我制定了以下大單元整體教學(xué)思路。本教學(xué)思路旨在通過一系列的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理、過程及其在社會生產(chǎn)中的應(yīng)用，全面提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。一、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定（一）生命觀念結(jié)構(gòu)與功能觀：學(xué)生能夠理解微生物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與其在發(fā)酵工程中的功能關(guān)系，如細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)如何影響其對外界環(huán)境的適應(yīng)性，以及這種適應(yīng)性在發(fā)酵過程中的作用。物質(zhì)與能量觀：學(xué)生能夠闡明發(fā)酵過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和能量的流動，如糖類通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為酒精或其他產(chǎn)物的過程，以及這一過程中能量的變化。進(jìn)化與適應(yīng)觀：學(xué)生能夠認(rèn)識到微生物在發(fā)酵工程中的應(yīng)用是人類長期馴化和利用微生物的結(jié)果，理解微生物在特定環(huán)境（如發(fā)酵罐）中的適應(yīng)和進(jìn)化機(jī)制。穩(wěn)態(tài)與平衡觀：學(xué)生能夠理解發(fā)酵過程中微生物種群、環(huán)境因子（如溫度、pH值、氧氣濃度等）之間的動態(tài)平衡，以及這種平衡對發(fā)酵效率的影響。（二）科學(xué)思維歸納與概括：學(xué)生能夠基于發(fā)酵工程中的具體實(shí)例，歸納出發(fā)酵過程的一般規(guī)律和特點(diǎn)，如不同微生物在發(fā)酵過程中所需的營養(yǎng)條件和代謝產(chǎn)物。演繹與推理：學(xué)生能夠運(yùn)用發(fā)酵工程的基本原理，推理出特定發(fā)酵條件下可能產(chǎn)生的結(jié)果，如改變發(fā)酵溫度對微生物生長速率和產(chǎn)物產(chǎn)量的影響。模型與建模：學(xué)生能夠利用數(shù)學(xué)模型或物理模型模擬發(fā)酵過程，預(yù)測不同條件下的發(fā)酵效果，如通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算發(fā)酵罐中的氧氣傳遞速率對微生物生長的影響。批判性思維：學(xué)生能夠批判性地評估發(fā)酵工程中的新技術(shù)和新方法，分析其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，如對傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行比較分析。創(chuàng)造性思維：學(xué)生能夠結(jié)合發(fā)酵工程的基本原理和實(shí)際問題，提出創(chuàng)新性的解決方案，如設(shè)計(jì)新的發(fā)酵工藝以提高產(chǎn)物產(chǎn)量或降低生產(chǎn)成本。（三）科學(xué)探究提出問題：學(xué)生能夠根據(jù)發(fā)酵工程中的實(shí)際現(xiàn)象或問題，提出具有探究價值的問題，如為什么某些微生物在特定條件下能夠高效產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并實(shí)施科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證或探究發(fā)酵工程中的某個假設(shè)或問題，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究不同碳源對微生物生長和產(chǎn)物產(chǎn)量的影響。收集和分析數(shù)據(jù)：學(xué)生能夠準(zhǔn)確地收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，如利用圖表展示發(fā)酵過程中微生物數(shù)量的變化趨勢，并對其進(jìn)行定量分析。得出結(jié)論和交流：學(xué)生能夠基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果得出結(jié)論，并能夠清晰、準(zhǔn)確地與他人交流和分享自己的探究過程和結(jié)果。（四）社會責(zé)任環(huán)境保護(hù)意識：學(xué)生能夠認(rèn)識到發(fā)酵工程在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響，如廢水、廢氣的排放對環(huán)境的污染，并提出相應(yīng)的環(huán)保措施和建議。食品安全意識：學(xué)生能夠理解發(fā)酵工程在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用及其對食品安全的影響，如發(fā)酵食品中的微生物污染和毒素產(chǎn)生問題，并提出相應(yīng)的解決方案?？茖W(xué)實(shí)踐與社會議題：學(xué)生能夠關(guān)注與發(fā)酵工程相關(guān)的社會議題，如生物燃料的生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)、抗生素的濫用與耐藥性等問題，并能夠運(yùn)用生物學(xué)知識進(jìn)行分析和討論?？茖W(xué)倫理與法規(guī)意識：學(xué)生能夠了解發(fā)酵工程中的科學(xué)倫理和法規(guī)要求，如轉(zhuǎn)基因微生物的安全性評估、生物武器的禁用等，并能夠遵守相關(guān)的法律法規(guī)和倫理規(guī)范。二、大單元教學(xué)重點(diǎn)微生物純培養(yǎng)物的獲得：掌握微生物分離、純化和鑒定的基本方法和技術(shù)，理解微生物純培養(yǎng)物在發(fā)酵工程中的重要性。微生物純培養(yǎng)物的選擇：根據(jù)發(fā)酵工程的需求選擇合適的微生物菌株，了解微生物菌株的遺傳特性和代謝特性對發(fā)酵過程的影響。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)，如泡菜制作、醬油釀造等過程中的微生物作用和代謝產(chǎn)物。發(fā)酵工程的過程與原理：深入理解發(fā)酵工程的基本過程（如種子培養(yǎng)、發(fā)酵、后處理等）和原理（如微生物代謝、物質(zhì)轉(zhuǎn)化等），掌握發(fā)酵工程中的關(guān)鍵控制參數(shù)（如溫度、pH值、氧氣濃度等）。發(fā)酵工程的應(yīng)用：了解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，認(rèn)識發(fā)酵工程對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。三、大單元教學(xué)難點(diǎn)微生物純培養(yǎng)物的獲得與鑒定：由于微生物種類繁多且形態(tài)各異，因此微生物的分離、純化和鑒定過程較為復(fù)雜且耗時較長，需要學(xué)生具備耐心和細(xì)致的操作技能。發(fā)酵工程中的過程控制與優(yōu)化：發(fā)酵工程是一個涉及多個因素的復(fù)雜系統(tǒng)，如何準(zhǔn)確控制發(fā)酵過程中的關(guān)鍵參數(shù)并優(yōu)化發(fā)酵條件以提高產(chǎn)物產(chǎn)量和降低成本是一個具有挑戰(zhàn)性的難題。發(fā)酵工程中的安全問題：發(fā)酵工程中使用的微生物和化學(xué)物質(zhì)可能對人體和環(huán)境造成危害，因此需要學(xué)生具備強(qiáng)烈的安全意識和操作技能以確保實(shí)驗(yàn)過程的安全。四、大單元整體教學(xué)思路（一）教學(xué)引入通過展示發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程的基本原理和過程，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。（二）新課講授微生物純培養(yǎng)物的獲得通過講解和演示微生物分離、純化和鑒定的基本方法和技術(shù)（如平板劃線法、稀釋涂布平板法等），引導(dǎo)學(xué)生掌握微生物純培養(yǎng)物的獲得方法。組織學(xué)生進(jìn)行微生物分離和純化的實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生在實(shí)踐中加深對微生物純培養(yǎng)物重要性的理解。微生物純培養(yǎng)物的選擇講解微生物菌株的選擇原則和方法，引導(dǎo)學(xué)生了解微生物菌株的遺傳特性和代謝特性對發(fā)酵過程的影響。引導(dǎo)學(xué)生分析不同微生物菌株在發(fā)酵過程中的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和判斷能力。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)通過講解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)（如泡菜制作、醬油釀造等），引導(dǎo)學(xué)生了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用。組織學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作（如泡菜制作實(shí)驗(yàn)），讓學(xué)生在實(shí)踐中加深對傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)原理的理解。發(fā)酵工程的過程與原理深入講解發(fā)酵工程的基本過程（如種子培養(yǎng)、發(fā)酵、后處理等）和原理（如微生物代謝、物質(zhì)轉(zhuǎn)化等），引導(dǎo)學(xué)生掌握發(fā)酵工程中的關(guān)鍵控制參數(shù)。通過案例分析的方式引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)酵工程中的過程控制與優(yōu)化策略，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。發(fā)酵工程的應(yīng)用講解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識發(fā)酵工程對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。組織學(xué)生進(jìn)行發(fā)酵工程應(yīng)用案例的討論和分析，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維。（三）鞏固練習(xí)通過設(shè)計(jì)一系列與發(fā)酵工程相關(guān)的練習(xí)題（如選擇題、填空題、簡答題等），鞏固學(xué)生對發(fā)酵工程基本原理和過程的理解。組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和交流活動，促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)和思維碰撞。（四）實(shí)驗(yàn)探究微生物純培養(yǎng)物的獲得實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆瘴⑸锓蛛x、純化和鑒定的基本方法和技術(shù)。實(shí)驗(yàn)材料：無菌培養(yǎng)基、無菌接種環(huán)、無菌試管、待分離樣品等。實(shí)驗(yàn)步驟：按照微生物分離、純化和鑒定的基本方法和技術(shù)進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析并討論實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題及解決策略。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)實(shí)驗(yàn)（如泡菜制作實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈧鹘y(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)材料：新鮮蔬菜（如白菜）、食鹽、水、發(fā)酵罐等。實(shí)驗(yàn)步驟：按照泡菜制作的基本步驟進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：觀察并記錄泡菜制作過程中的變化（如顏色、氣味等），分析并討論泡菜制作過程中的微生物作用和代謝產(chǎn)物。發(fā)酵工程模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫獍l(fā)酵工程的基本過程和原理。實(shí)驗(yàn)材料：發(fā)酵罐模型、模擬微生物、模擬底物等。實(shí)驗(yàn)步驟：按照發(fā)酵工程的基本過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：觀察并記錄模擬實(shí)驗(yàn)過程中的變化（如微生物生長速率、產(chǎn)物產(chǎn)量等），分析并討論發(fā)酵過程中的關(guān)鍵控制參數(shù)及優(yōu)化策略。（五）總結(jié)與反思引導(dǎo)學(xué)生對本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和反思，概括發(fā)酵工程的基本原理和過程，分析自己在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題及解決策略。鼓勵學(xué)生對發(fā)酵工程未來的發(fā)展進(jìn)行展望和預(yù)測，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。（六）學(xué)業(yè)評價采用多種評價方式（如課堂表現(xiàn)評價、實(shí)驗(yàn)操作評價、作業(yè)評價、考試評價等）全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。注重評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)態(tài)度，關(guān)注學(xué)生的個體差異和發(fā)展需求，幫助學(xué)生認(rèn)識自我、建立自信、改進(jìn)學(xué)習(xí)方式、促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。通過以上教學(xué)思路的實(shí)施，旨在引導(dǎo)學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理和過程，掌握發(fā)酵工程中的關(guān)鍵技術(shù)和方法，全面提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)和探究活動的設(shè)計(jì)與實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和科學(xué)探究能力，為未來的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。九、學(xué)業(yè)評價在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》第1章《發(fā)酵工程》的教學(xué)內(nèi)容，本章節(jié)的學(xué)業(yè)評價旨在全面評估學(xué)生在生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度上的核心素養(yǎng)發(fā)展水平。以下是對教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)和評價目標(biāo)的詳細(xì)設(shè)定。一、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定（一）生命觀念理解微生物的基本結(jié)構(gòu)與功能：學(xué)生能夠理解微生物（如細(xì)菌、酵母菌等）的基本結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核（或擬核）等，并認(rèn)識到這些結(jié)構(gòu)與微生物功能之間的關(guān)系，如細(xì)胞壁對微生物形態(tài)和生存環(huán)境的適應(yīng)性。掌握發(fā)酵工程的基本原理：學(xué)生能夠理解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的代謝途徑、發(fā)酵過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和能量的變化，以及這些因素如何影響發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。形成穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀念：通過發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識到在發(fā)酵過程中，微生物的生長、代謝和產(chǎn)物的形成是一個動態(tài)平衡的過程，理解并維持這種平衡對于發(fā)酵工程的重要性。（二）科學(xué)思維運(yùn)用歸納與概括的方法：學(xué)生能夠根據(jù)微生物純培養(yǎng)物的獲得、選擇以及發(fā)酵工程的過程與原理，歸納出發(fā)酵工程的一般步驟和關(guān)鍵控制點(diǎn)。運(yùn)用模型與建模的方法：通過構(gòu)建微生物代謝途徑的模型，學(xué)生能夠深入理解微生物在發(fā)酵過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量變化，提高科學(xué)思維能力。批判性思維與創(chuàng)造性思維：在面對發(fā)酵工程中的實(shí)際問題時，學(xué)生能夠運(yùn)用批判性思維分析問題，提出解決方案，并展現(xiàn)出創(chuàng)造性思維，探索新的發(fā)酵工藝和技術(shù)。（三）科學(xué)探究提出問題與假設(shè)：學(xué)生能夠根據(jù)發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，提出具有探究性的問題，如“如何優(yōu)化發(fā)酵條件以提高產(chǎn)物產(chǎn)量？”等，并能夠基于已有知識提出合理的假設(shè)。設(shè)計(jì)并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)：學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)，如通過改變發(fā)酵溫度、pH值、通氣量等條件，探究這些因素對發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量的影響，并能夠準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與得出結(jié)論：學(xué)生能夠運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出科學(xué)結(jié)論，并能夠用恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)和交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（四）社會責(zé)任關(guān)注生物技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用：學(xué)生能夠關(guān)注生物技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，了解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用，認(rèn)識到生物技術(shù)對社會發(fā)展的重要性。參與社會議題的討論：學(xué)生能夠參與有關(guān)生物技術(shù)和發(fā)酵工程的社會議題討論，如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、生物技術(shù)的倫理問題等，并能夠基于生物學(xué)原理提出自己的見解。宣傳生物技術(shù)與健康生活：學(xué)生能夠向他人宣傳生物技術(shù)和發(fā)酵工程的知識，如介紹發(fā)酵食品的營養(yǎng)價值和健康益處，倡導(dǎo)健康的生活方式。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定（一）生命觀念學(xué)生能夠描述微生物的基本結(jié)構(gòu)，并解釋這些結(jié)構(gòu)與微生物功能之間的關(guān)系。學(xué)生能夠理解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的代謝途徑、發(fā)酵過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和能量的變化。學(xué)生能夠分析發(fā)酵過程中微生物的生長曲線，理解并維持發(fā)酵過程中的穩(wěn)態(tài)與平衡。（二）科學(xué)思維學(xué)生能夠根據(jù)發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，歸納出發(fā)酵工程的一般步驟和關(guān)鍵控制點(diǎn)。學(xué)生能夠構(gòu)建微生物代謝途徑的模型，并運(yùn)用模型解釋發(fā)酵過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量變化。學(xué)生能夠運(yùn)用批判性思維分析問題，提出解決方案，并展現(xiàn)出創(chuàng)造性思維，探索新的發(fā)酵工藝和技術(shù)。（三）科學(xué)探究學(xué)生能夠提出具有探究性的問題，并基于已有知識提出合理的假設(shè)。學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。學(xué)生能夠用恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)和交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出科學(xué)結(jié)論。（四）社會責(zé)任學(xué)生能夠關(guān)注生物技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，了解發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生能夠參與有關(guān)生物技術(shù)和發(fā)酵工程的社會議題討論，并能夠基于生物學(xué)原理提出自己的見解。學(xué)生能夠向他人宣傳生物技術(shù)和發(fā)酵工程的知識，倡導(dǎo)健康的生活方式。三、評價目標(biāo)設(shè)定（一）生命觀念評價指標(biāo)：學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述微生物的基本結(jié)構(gòu)，并解釋這些結(jié)構(gòu)與微生物功能之間的關(guān)系；能夠理解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的代謝途徑、發(fā)酵過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和能量的變化；能夠分析發(fā)酵過程中微生物的生長曲線，理解并維持發(fā)酵過程中的穩(wěn)態(tài)與平衡。評價方式：通過觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如回答問題、討論交流等，評價學(xué)生對微生物基本結(jié)構(gòu)和發(fā)酵工程基本原理的理解程度；通過課后作業(yè)和測驗(yàn)，評價學(xué)生對發(fā)酵過程中微生物生長曲線的分析能力。（二）科學(xué)思維評價指標(biāo)：學(xué)生能夠根據(jù)發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，歸納出發(fā)酵工程的一般步驟和關(guān)鍵控制點(diǎn)；能夠構(gòu)建微生物代謝途徑的模型，并運(yùn)用模型解釋發(fā)酵過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量變化；能夠運(yùn)用批判性思維分析問題，提出解決方案，并展現(xiàn)出創(chuàng)造性思維。評價方式：通過觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如小組討論、課堂展示等，評價學(xué)生的歸納與概括能力、模型構(gòu)建能力和批判性思維能力；通過探究性實(shí)驗(yàn)報告和課程論文，評價學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力。（三）科學(xué)探究評價指標(biāo)：學(xué)生能夠提出具有探究性的問題，并基于已有知識提出合理的假設(shè)；能夠設(shè)計(jì)并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；能夠用恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)和交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出科學(xué)結(jié)論。評價方式：通過觀察學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)記錄等，評價學(xué)生的科學(xué)探究能力；通過探究性實(shí)驗(yàn)報告和課程論文，評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和表達(dá)能力。（四）社會責(zé)任評價指標(biāo)：學(xué)生能夠關(guān)注生物技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，了解發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用；能夠參與有關(guān)生物技術(shù)和發(fā)酵工程的社會議題討論，并能夠基于生物學(xué)原理提出自己的見解；能夠向他人宣傳生物技術(shù)和發(fā)酵工程的知識，倡導(dǎo)健康的生活方式。評價方式：通過觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如小組討論、課堂展示等，評價學(xué)生對生物技術(shù)發(fā)展動態(tài)的關(guān)注程度和對社會議題的參與能力；通過課后作業(yè)和實(shí)踐活動，評價學(xué)生宣傳生物技術(shù)和發(fā)酵工程知識的能力和實(shí)踐效果。四、學(xué)業(yè)評價的實(shí)施（一）課堂觀察與記錄在課堂上，教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的表現(xiàn)，包括回答問題、討論交流、實(shí)驗(yàn)操作等方面。通過課堂觀察，教師可以及時了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，并及時給予指導(dǎo)和幫助。教師還應(yīng)記錄學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，作為學(xué)業(yè)評價的重要依據(jù)。（二）課后作業(yè)與測驗(yàn)課后作業(yè)和測驗(yàn)是評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)合理的課后作業(yè)和測驗(yàn)題目。作業(yè)和測驗(yàn)題目應(yīng)涵蓋生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度，以全面評估學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展水平。通過批改作業(yè)和測驗(yàn)試卷，教師可以了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況和存在的問題，并及時給予反饋和指導(dǎo)。（三）探究性實(shí)驗(yàn)報告與課程論文探究性實(shí)驗(yàn)報告和課程論文是評價學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維的重要方式。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與探究性實(shí)驗(yàn)和課程論文的撰寫工作。在實(shí)驗(yàn)報告和論文的撰寫過程中，學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識，提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果并得出結(jié)論。通過審閱學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告和論文，教師可以評價學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。（四）社會實(shí)踐活動與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)社會實(shí)踐活動和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是評價學(xué)生社會責(zé)任和實(shí)踐能力的重要方式。教師應(yīng)組織學(xué)生參與社會實(shí)踐活動和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，如參觀發(fā)酵工廠、參與發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)等。通過社會實(shí)踐活動和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可以深入了解發(fā)酵工程在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，增強(qiáng)對生物技術(shù)的認(rèn)識和理解。學(xué)生還可以將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐中，解決實(shí)際問題，提高實(shí)踐能力和社會責(zé)任感。（五）多元化評價方式的應(yīng)用在學(xué)業(yè)評價過程中，教師應(yīng)采用多元化評價方式，包括定量評價和定性評價、形成性評價和總結(jié)性評價等。通過多元化評價方式的應(yīng)用，教師可以更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和核心素養(yǎng)發(fā)展水平，為改進(jìn)教學(xué)和提高教學(xué)質(zhì)量提供有力支持。五、總結(jié)與展望通過對《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的深入學(xué)習(xí)和理解，結(jié)合2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》第1章《發(fā)酵工程》的教學(xué)內(nèi)容，本章節(jié)的學(xué)業(yè)評價旨在全面評估學(xué)生在生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度上的核心素養(yǎng)發(fā)展水平。通過課堂觀察與記錄、課后作業(yè)與測驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)報告與課程論文、社會實(shí)踐活動與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以及多元化評價方式的應(yīng)用等多種手段的綜合運(yùn)用，教師可以更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和核心素養(yǎng)發(fā)展水平，為改進(jìn)教學(xué)和提高教學(xué)質(zhì)量提供有力支持。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和教學(xué)改革的深入推進(jìn)，我們將繼續(xù)優(yōu)化和完善學(xué)業(yè)評價體系，不斷提高評價的科學(xué)性和有效性。我們還將加強(qiáng)對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)力度，努力培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才，為推動我國生物技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。十、大單元實(shí)施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖一、大單元實(shí)施思路在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》中《第1章發(fā)酵工程》的教學(xué)內(nèi)容，本大單元的實(shí)施思路旨在通過一系列精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，同時培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。整體規(guī)劃，分步實(shí)施：對整個章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行整體規(guī)劃，明確每一節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)難點(diǎn)。然后，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，分步實(shí)施教學(xué)活動，確保每個環(huán)節(jié)都緊密銜接，層層遞進(jìn)。理論與實(shí)踐相結(jié)合：發(fā)酵工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，因此在教學(xué)過程中要注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。通過實(shí)驗(yàn)操作、案例分析、小組討論等多種形式，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握理論知識，提升實(shí)踐操作能力。強(qiáng)化核心素養(yǎng)培養(yǎng)：將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程之中。通過引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、探究、實(shí)踐，培養(yǎng)他們的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。注重跨學(xué)科整合：發(fā)酵工程涉及生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多個學(xué)科的知識，因此在教學(xué)過程中要注重跨學(xué)科整合，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科的知識和方法解決實(shí)際問題。評價反饋，持續(xù)改進(jìn)：通過多元化的評價方式，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效果，根據(jù)反饋信息進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定（一）生命觀念理解微生物的基本結(jié)構(gòu)和功能：學(xué)生能夠描述微生物（如細(xì)菌、酵母菌等）的基本結(jié)構(gòu)和功能，理解微生物在發(fā)酵工程中的重要作用。認(rèn)識發(fā)酵工程的基本原理：學(xué)生能夠理解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的純培養(yǎng)、代謝調(diào)控、產(chǎn)物分離純化等過程。形成生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡觀：通過發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識到生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡在發(fā)酵過程中的重要性，理解微生物與環(huán)境之間的相互作用。（二）科學(xué)思維運(yùn)用歸納與概括的方法：學(xué)生能夠運(yùn)用歸納與概括的方法，從具體的發(fā)酵工程實(shí)例中提煉出一般性的規(guī)律和原理。運(yùn)用模型與建模的方法：學(xué)生能夠運(yùn)用模型與建模的方法，構(gòu)建發(fā)酵工程的模型，通過模擬實(shí)驗(yàn)來預(yù)測和解釋發(fā)酵過程中的現(xiàn)象。運(yùn)用批判性思維審視問題：學(xué)生能夠運(yùn)用批判性思維審視發(fā)酵工程中的問題和爭議，形成自己的見解和判斷。（三）科學(xué)探究提出并探究問題：學(xué)生能夠針對發(fā)酵工程中的實(shí)際問題提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。收集并分析數(shù)據(jù)：學(xué)生能夠熟練地使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具收集數(shù)據(jù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。交流與合作：學(xué)生能夠在小組內(nèi)進(jìn)行合作與交流，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)。（四）社會責(zé)任關(guān)注生物技術(shù)與社會的關(guān)系：學(xué)生能夠關(guān)注發(fā)酵工程等生物技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用和影響，理解生物技術(shù)的雙刃劍效應(yīng)。參與社會議題的討論：學(xué)生能夠積極參與社會議題的討論，如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、生物技術(shù)的倫理問題等，發(fā)表自己的見解和看法。宣傳生物技術(shù)知識：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的生物技術(shù)知識，向公眾宣傳生物技術(shù)的益處和潛在風(fēng)險，提高公眾的生物科學(xué)素養(yǎng)。三、教學(xué)結(jié)構(gòu)圖發(fā)酵工程|||微生物純培養(yǎng)物的獲得發(fā)酵工程的應(yīng)用||微生物的分離與純化食品工業(yè)||培養(yǎng)基的配制與滅菌釀造工業(yè)||接種與培養(yǎng)醫(yī)藥工業(yè)||純培養(yǎng)物的鑒定環(huán)保工業(yè)|微生物純培養(yǎng)物的選擇|傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)|發(fā)酵工程的過程與原理|發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制|發(fā)酵產(chǎn)物的分離與純化四、具體教學(xué)實(shí)施步驟第一節(jié)微生物純培養(yǎng)物的獲得導(dǎo)入新課：通過展示發(fā)酵食品（如酸奶、面包等）的圖片或?qū)嵨铮龑?dǎo)學(xué)生思考這些食品是如何通過發(fā)酵過程制得的，從而引入發(fā)酵工程的概念。講授新知：微生物的分離與純化：介紹微生物分離與純化的基本原理和方法，包括稀釋涂布平板法、平板劃線法等。培養(yǎng)基的配制與滅菌：講解培養(yǎng)基的組成和配制方法，以及滅菌的原理和操作步驟。接種與培養(yǎng)：演示接種技術(shù)，介紹微生物培養(yǎng)的條件和方法。純培養(yǎng)物的鑒定：介紹純培養(yǎng)物鑒定的方法，如形態(tài)觀察、生理生化測試等。實(shí)驗(yàn)操作：組織學(xué)生分組進(jìn)行微生物分離與純化的實(shí)驗(yàn)操作，包括培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種和培養(yǎng)等步驟。討論與交流：引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題和可能的原因。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)微生物純培養(yǎng)物獲得的重要性和基本操作步驟。第二節(jié)微生物純培養(yǎng)物的選擇復(fù)習(xí)舊知：回顧上一節(jié)課學(xué)習(xí)的微生物分離與純化的基本方法和步驟。講授新知：微生物的選擇原則：介紹微生物選擇的原則和方法，包括根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物的需要選擇適宜的微生物種類、根據(jù)發(fā)酵條件選擇適宜的微生物菌株等。微生物的篩選技術(shù)：講解微生物篩選的基本原理和方法，如利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選、利用特定的代謝產(chǎn)物進(jìn)行篩選等。案例分析：通過分析具體的發(fā)酵工程案例（如青霉素的生產(chǎn)），引導(dǎo)學(xué)生理解微生物選擇在發(fā)酵工程中的重要性。討論與交流：組織學(xué)生討論微生物篩選技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)微生物純培養(yǎng)物選擇的重要性和基本方法。第三節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)導(dǎo)入新課：通過介紹傳統(tǒng)發(fā)酵食品（如泡菜、醬油等）的制作過程，引導(dǎo)學(xué)生思考傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)。講授新知：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理：介紹傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的基本原理和過程，包括微生物的代謝調(diào)控、產(chǎn)物的生成和積累等。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)：分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性，如操作簡單、成本低廉但產(chǎn)量較低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。實(shí)驗(yàn)操作：組織學(xué)生分組進(jìn)行傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，如泡菜的制作、醬油的發(fā)酵等。討論與交流：引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的問題和改進(jìn)方向。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在食品工業(yè)中的重要性和應(yīng)用前景。第四節(jié)發(fā)酵工程的過程與原理復(fù)習(xí)舊知：回顧前幾節(jié)課學(xué)習(xí)的微生物純培養(yǎng)物的獲得和選擇、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)。講授新知：發(fā)酵工程的過程：介紹發(fā)酵工程的基本過程和步驟，包括微生物的擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制、發(fā)酵產(chǎn)物的分離與純化等。發(fā)酵工程的原理：講解發(fā)酵工程的原理和方法，如代謝工程、基因工程在發(fā)酵工程中的應(yīng)用等。案例分析：通過分析具體的發(fā)酵工程案例（如谷氨酸的生產(chǎn)），引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)酵工程的過程和原理。討論與交流：組織學(xué)生討論發(fā)酵工程在實(shí)際應(yīng)用中的問題和挑戰(zhàn)，以及未來的發(fā)展方向。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程在醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域的重要性和應(yīng)用前景。第五節(jié)發(fā)酵工程的應(yīng)用導(dǎo)入新課：通過介紹發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程在現(xiàn)代工業(yè)中的重要性。講授新知：發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用：介紹發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如酸奶、面包等發(fā)酵食品的生產(chǎn)。發(fā)酵工程在釀造工業(yè)中的應(yīng)用：講解發(fā)酵工程在釀造工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如啤酒、葡萄酒等釀造產(chǎn)品的生產(chǎn)。發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用：介紹發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如抗生素、維生素等藥品的生產(chǎn)。發(fā)酵工程在環(huán)保工業(yè)中的應(yīng)用：講解發(fā)酵工程在環(huán)保工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如生物降解、生物修復(fù)等技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)操作：組織學(xué)生分組進(jìn)行發(fā)酵工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)操作，如利用酵母菌發(fā)酵制作面包等。討論與交流：引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，分析發(fā)酵工程在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用效果和挑戰(zhàn)。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用和重要性。引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程在未來的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。課后作業(yè)：布置學(xué)生查閱相關(guān)資料，了解發(fā)酵工程在其他領(lǐng)域（如農(nóng)業(yè)、能源等）的應(yīng)用實(shí)例和原理，并撰寫一篇小論文或報告進(jìn)行分享和交流。通過以上五個環(huán)節(jié)的教學(xué)實(shí)施步驟，學(xué)生將全面掌握發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，同時培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，為未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)一、大情境設(shè)計(jì)在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》中《第1章發(fā)酵工程》的教學(xué)內(nèi)容，我們設(shè)計(jì)了一個大情境——“探索發(fā)酵工程的奧秘，助力現(xiàn)代生活與可持續(xù)發(fā)展”。這個大情境旨在通過一系列實(shí)踐活動和探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，同時培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。二、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)（一）教學(xué)任務(wù)設(shè)定教學(xué)任務(wù)圍繞發(fā)酵工程的核心內(nèi)容展開，旨在通過實(shí)踐活動和探究學(xué)習(xí)，達(dá)成以下教學(xué)目標(biāo)：1.生命觀念目標(biāo)一：學(xué)生能夠理解微生物的基本結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)識到微生物在發(fā)酵工程中的重要作用，形成生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡觀。目標(biāo)二：學(xué)生能夠理解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的純培養(yǎng)、代謝調(diào)控、產(chǎn)物分離純化等過程，以及這些過程在生命系統(tǒng)中的相互作用和平衡。2.科學(xué)思維目標(biāo)一：學(xué)生能夠運(yùn)用歸納與概括的方法，從具體的發(fā)酵工程實(shí)例中提煉出一般性的規(guī)律和原理。目標(biāo)二：學(xué)生能夠運(yùn)用模型與建模的方法，構(gòu)建發(fā)酵工程的模型，通過模擬實(shí)驗(yàn)來預(yù)測和解釋發(fā)酵過程中的現(xiàn)象。目標(biāo)三：學(xué)生能夠運(yùn)用批判性思維審視發(fā)酵工程中的問題和爭議，形成自己的見解和判斷。3.科學(xué)探究目標(biāo)一：學(xué)生能夠針對發(fā)酵工程中的實(shí)際問題提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。目標(biāo)二：學(xué)生能夠熟練地使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具收集數(shù)據(jù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。目標(biāo)三：學(xué)生能夠在小組內(nèi)進(jìn)行合作與交流，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)。4.社會責(zé)任目標(biāo)一：學(xué)生能夠關(guān)注發(fā)酵工程等生物技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用和影響，理解生物技術(shù)的雙刃劍效應(yīng)。目標(biāo)二：學(xué)生能夠積極參與社會議題的討論，如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、生物技術(shù)的倫理問題等，發(fā)表自己的見解和看法。目標(biāo)三：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的生物技術(shù)知識，向公眾宣傳生物技術(shù)的益處和潛在風(fēng)險，提高公眾的生物科學(xué)素養(yǎng)。（二）大任務(wù)設(shè)計(jì)在大情境“探索發(fā)酵工程的奧秘，助力現(xiàn)代生活與可持續(xù)發(fā)展”下，我們設(shè)計(jì)了以下五個大任務(wù)，每個大任務(wù)對應(yīng)一節(jié)教學(xué)內(nèi)容，旨在通過實(shí)踐活動和探究學(xué)習(xí)，達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)。1.任務(wù)一：微生物世界的探索——微生物純培養(yǎng)物的獲得情境描述：學(xué)生將進(jìn)入一個模擬的微生物實(shí)驗(yàn)室，通過顯微鏡觀察不同種類的微生物，了解它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。學(xué)生將學(xué)習(xí)微生物分離與純化的基本原理和方法，包括稀釋涂布平板法、平板劃線法等?；顒釉O(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)活動：學(xué)生分組進(jìn)行微生物分離與純化的實(shí)驗(yàn)操作，包括培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種和培養(yǎng)等步驟。討論與交流：學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論微生物分離與純化的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)，分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題和可能的原因。歸納總結(jié)：學(xué)生總結(jié)微生物純培養(yǎng)物獲得的重要性和基本操作步驟，形成對微生物世界的初步認(rèn)識。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成：生命觀念：學(xué)生理解微生物的基本結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)識到微生物在發(fā)酵工程中的重要作用。科學(xué)思維：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，運(yùn)用歸納與概括的方法，提煉出微生物分離與純化的基本步驟和原理?？茖W(xué)探究：學(xué)生學(xué)會使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具進(jìn)行微生物分離與純化的操作，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。社會責(zé)任：學(xué)生了解微生物在自然界和人類社會中的作用，認(rèn)識到保護(hù)微生物資源的重要性。2.任務(wù)二：微生物的選擇與培育——微生物純培養(yǎng)物的選擇情境描述：學(xué)生將了解不同微生物在發(fā)酵工程中的應(yīng)用價值，學(xué)習(xí)微生物選擇的原則和方法。學(xué)生將模擬企業(yè)研發(fā)部門，根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物的需要選擇適宜的微生物種類和菌株?；顒釉O(shè)計(jì)：案例分析：學(xué)生分析具體的發(fā)酵工程案例（如青霉素的生產(chǎn)），理解微生物選擇在發(fā)酵工程中的重要性。實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行微生物篩選技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，如利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選、利用特定的代謝產(chǎn)物進(jìn)行篩選等。討論與交流：學(xué)生討論微生物篩選技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成：生命觀念：學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理，認(rèn)識到微生物選擇在發(fā)酵工程中的關(guān)鍵作用?？茖W(xué)思維：學(xué)生通過案例分析，運(yùn)用模型與建模的方法，構(gòu)建微生物篩選的模型，預(yù)測和解釋篩選過程中的現(xiàn)象?？茖W(xué)探究：學(xué)生學(xué)會使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具進(jìn)行微生物篩選的操作，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。社會責(zé)任：學(xué)生了解微生物篩選技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，認(rèn)識到生物技術(shù)在現(xiàn)代生活中的重要性。3.任務(wù)三：傳統(tǒng)發(fā)酵的魅力——傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的探索情境描述：學(xué)生將走進(jìn)傳統(tǒng)發(fā)酵的世界，了解傳統(tǒng)發(fā)酵食品（如泡菜、醬油等）的制作過程。學(xué)生將學(xué)習(xí)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)，比較傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的異同。活動設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，如泡菜的制作、醬油的發(fā)酵等。討論與交流：學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性，分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用前景。歸納總結(jié)：學(xué)生總結(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)，形成對傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的全面認(rèn)識。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成：生命觀念：學(xué)生理解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)，認(rèn)識到傳統(tǒng)發(fā)酵在現(xiàn)代生活中的重要價值。科學(xué)思維：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，運(yùn)用批判性思維審視傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中的問題和爭議，形成自己的見解和判斷?？茖W(xué)探究：學(xué)生學(xué)會使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具進(jìn)行傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的操作，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。社會責(zé)任：學(xué)生了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用前景，認(rèn)識到保護(hù)和傳承傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的重要性。4.任務(wù)四：發(fā)酵工程的奧秘——發(fā)酵工程的過程與原理探究情境描述：學(xué)生將深入了解發(fā)酵工程的基本過程和原理，學(xué)習(xí)微生物的擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制、發(fā)酵產(chǎn)物的分離與純化等步驟。學(xué)生將模擬企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行發(fā)酵工程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化?；顒釉O(shè)計(jì)：案例分析：學(xué)生分析具體的發(fā)酵工程案例（如谷氨酸的生產(chǎn)），理解發(fā)酵工程的基本過程和原理。實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行發(fā)酵工程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，如調(diào)整發(fā)酵條件、改進(jìn)分離純化方法等。討論與交流：學(xué)生討論發(fā)酵工程在實(shí)際應(yīng)用中的問題和挑戰(zhàn)，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)。歸納總結(jié)：學(xué)生總結(jié)發(fā)酵工程的基本過程和原理，形成對發(fā)酵工程的全面認(rèn)識。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成：生命觀念：學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理和過程，認(rèn)識到發(fā)酵工程在生命系統(tǒng)中的相互作用和平衡?？茖W(xué)思維：學(xué)生通過案例分析，運(yùn)用歸納與概括的方法，提煉出發(fā)酵工程的一般性規(guī)律和原理?？茖W(xué)探究：學(xué)生學(xué)會使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具進(jìn)行發(fā)酵工程的設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。社會責(zé)任：學(xué)生了解發(fā)酵工程在醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，認(rèn)識到生物技術(shù)在可持續(xù)發(fā)展中的重要性。5.任務(wù)五：發(fā)酵工程的應(yīng)用與未來——助力現(xiàn)代生活與可持續(xù)發(fā)展情境描述：學(xué)生將了解發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，如食品工業(yè)、釀造工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、環(huán)保工業(yè)等。學(xué)生將模擬企業(yè)市場推廣部門，制定發(fā)酵工程產(chǎn)品的市場推廣策略?；顒釉O(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行發(fā)酵工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)操作，如利用酵母菌發(fā)酵制作面包等。案例分析：學(xué)生分析發(fā)酵工程在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，理解發(fā)酵工程在現(xiàn)代生活中的重要價值。討論與交流：學(xué)生討論發(fā)酵工程產(chǎn)品的市場推廣策略，分享對發(fā)酵工程未來發(fā)展趨勢的看法。歸納總結(jié)：學(xué)生總結(jié)發(fā)酵工程的應(yīng)用實(shí)例和未來發(fā)展趨勢，形成對發(fā)酵工程在現(xiàn)代生活和可持續(xù)發(fā)展中作用的全面認(rèn)識。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成：生命觀念：學(xué)生深入理解發(fā)酵工程在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用價值，認(rèn)識到發(fā)酵工程在促進(jìn)人類健康、改善環(huán)境等方面的重要作用。科學(xué)思維：學(xué)生通過案例分析，運(yùn)用模型與建模的方法，構(gòu)建發(fā)酵工程應(yīng)用的模型，預(yù)測和解釋發(fā)酵工程在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用效果?？茖W(xué)探究：學(xué)生學(xué)會使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具進(jìn)行發(fā)酵工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。社會責(zé)任：學(xué)生了解發(fā)酵工程產(chǎn)品的市場推廣策略，認(rèn)識到生物技術(shù)在現(xiàn)代生活中的重要性和應(yīng)用前景，積極參與社會議題的討論，提高公眾的生物科學(xué)素養(yǎng)。三、大任務(wù)實(shí)施策略為了確保大任務(wù)的順利實(shí)施，我們將采取以下策略：情境模擬與角色扮演：通過模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)和市場推廣部門等情境，讓學(xué)生身臨其境地參與實(shí)踐活動和探究任務(wù)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和實(shí)效性。小組合作學(xué)習(xí)：將學(xué)生分成若干小組，每組負(fù)責(zé)一個大任務(wù)中的一個或多個子任務(wù)，通過小組合作與交流，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)。案例分析與討論：選取具有代表性的發(fā)酵工程案例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入分析和討論，理解發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和批判性思維。實(shí)驗(yàn)操作與探究：提供必要的實(shí)驗(yàn)條件和指導(dǎo)，讓學(xué)生親自動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集和分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。歸納總結(jié)與反思：在每個大任務(wù)完成后，組織學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)和反思，提煉出一般性的規(guī)律和原理，形成對發(fā)酵工程的全面認(rèn)識和理解。通過以上大情境和大任務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生將全面掌握發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，同時培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，為未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。十二、單元學(xué)歷案（一）單元主題與課時單元主題：發(fā)酵工程課時設(shè)計(jì)：第1課時：微生物純培養(yǎng)物的獲得第2課時：微生物純培養(yǎng)物的選擇第3課時：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)第4課時：發(fā)酵工程的過程與原理第5課時：發(fā)酵工程的應(yīng)用（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：本單元的教學(xué)目標(biāo)旨在通過一系列精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，同時全面培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)：（一）生命觀念理解微生物的基本結(jié)構(gòu)和功能：學(xué)生能夠描述微生物（如細(xì)菌、酵母菌等）的基本結(jié)構(gòu)和功能，理解微生物在發(fā)酵工程中的重要作用。認(rèn)識發(fā)酵工程的基本原理：學(xué)生能夠理解發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的純培養(yǎng)、代謝調(diào)控、產(chǎn)物分離純化等過程。形成生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡觀：通過發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識到生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡在發(fā)酵過程中的重要性，理解微生物與環(huán)境之間的相互作用。（二）科學(xué)思維運(yùn)用歸納與概括的方法：學(xué)生能夠運(yùn)用歸納與概括的方法，從具體的發(fā)酵工程實(shí)例中提煉出一般性的規(guī)律和原理。運(yùn)用模型與建模的方法：學(xué)生能夠運(yùn)用模型與建模的方法，構(gòu)建發(fā)酵工程的模型，通過模擬實(shí)驗(yàn)來預(yù)測和解釋發(fā)酵過程中的現(xiàn)象。運(yùn)用批判性思維審視問題：學(xué)生能夠運(yùn)用批判性思維審視發(fā)酵工程中的問題和爭議，形成自己的見解和判斷。（三）科學(xué)探究提出并探究問題：學(xué)生能夠針對發(fā)酵工程中的實(shí)際問題提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。收集并分析數(shù)據(jù)：學(xué)生能夠熟練地使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具收集數(shù)據(jù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。交流與合作：學(xué)生能夠在小組內(nèi)進(jìn)行合作與交流，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)。（四）社會責(zé)任關(guān)注生物技術(shù)與社會的關(guān)系：學(xué)生能夠關(guān)注發(fā)酵工程等生物技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用和影響，理解生物技術(shù)的雙刃劍效應(yīng)。參與社會議題的討論：學(xué)生能夠積極參與社會議題的討論，如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、生物技術(shù)的倫理問題等，發(fā)表自己的見解和看法。宣傳生物技術(shù)知識：學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的生物技術(shù)知識，向公眾宣傳生物技術(shù)的益處和潛在風(fēng)險，提高公眾的生物科學(xué)素養(yǎng)。（三）評價任務(wù)生命觀念評價：任務(wù)1：觀察并描述不同微生物（如細(xì)菌、酵母菌）的基本結(jié)構(gòu)，解釋其在發(fā)酵工程中的作用。任務(wù)2：闡述發(fā)酵工程的基本原理，包括微生物的純培養(yǎng)、代謝調(diào)控、產(chǎn)物分離純化等過程，并舉例說明。任務(wù)3：分析發(fā)酵過程中微生物與環(huán)境之間的相互作用，討論生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡在發(fā)酵過程中的重要性?？茖W(xué)思維評價：任務(wù)1：從給定的發(fā)酵工程實(shí)例中，歸納并概括出發(fā)酵過程的一般性規(guī)律和原理。任務(wù)2：構(gòu)建發(fā)酵工程的模型，通過模擬實(shí)驗(yàn)預(yù)測和解釋發(fā)酵過程中的現(xiàn)象，并撰寫實(shí)驗(yàn)報告。任務(wù)3：針對發(fā)酵工程中的某個爭議問題（如轉(zhuǎn)基因食品的安全性），運(yùn)用批判性思維進(jìn)行分析，并形成自己的見解和判斷?？茖W(xué)探究評價：任務(wù)1：針對發(fā)酵工程中的實(shí)際問題（如提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量），提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。任務(wù)2：熟練使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具收集數(shù)據(jù)，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，撰寫實(shí)驗(yàn)報告。任務(wù)3：在小組內(nèi)進(jìn)行合作與交流，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分享實(shí)驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行小組互評。社會責(zé)任評價：任務(wù)1：關(guān)注發(fā)酵工程等生物技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用和影響，撰寫一篇關(guān)于生物技術(shù)雙刃劍效應(yīng)的小論文。任務(wù)2：參與社會議題的討論（如生物技術(shù)的倫理問題），發(fā)表自己的見解和看法，并進(jìn)行班級展示。任務(wù)3：運(yùn)用所學(xué)的生物技術(shù)知識，向公眾（如家人、朋友）宣傳生物技術(shù)的益處和潛在風(fēng)險，并撰寫宣傳記錄。（四）學(xué)習(xí)過程第1課時：微生物純培養(yǎng)物的獲得導(dǎo)入新課：通過展示發(fā)酵食品（如酸奶、面包等）的圖片或?qū)嵨?，引?dǎo)學(xué)生思考這些食品是如何通過發(fā)酵過程制得的，從而引入發(fā)酵工程的概念。講授新知：微生物的分離與純化：介紹微生物分離與純化的基本原理和方法，包括稀釋涂布平板法、平板劃線法等，并演示操作過程。培養(yǎng)基的配制與滅菌：講解培養(yǎng)基的組成和配制方法，以及滅菌的原理和操作步驟，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)基的配制和滅菌實(shí)驗(yàn)。接種與培養(yǎng)：演示接種技術(shù)，介紹微生物培養(yǎng)的條件和方法，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行接種和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。純培養(yǎng)物的鑒定：介紹純培養(yǎng)物鑒定的方法，如形態(tài)觀察、生理生化測試等，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行純培養(yǎng)物的鑒定實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作：組織學(xué)生分組進(jìn)行微生物分離與純化的實(shí)驗(yàn)操作，包括培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種和培養(yǎng)等步驟。討論與交流：引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題和可能的原因。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)微生物純培養(yǎng)物獲得的重要性和基本操作步驟。第2課時：微生物純培養(yǎng)物的選擇復(fù)習(xí)舊知：回顧上一節(jié)課學(xué)習(xí)的微生物分離與純化的基本方法和步驟。講授新知：微生物的選擇原則：介紹微生物選擇的原則和方法，包括根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物的需要選擇適宜的微生物種類、根據(jù)發(fā)酵條件選擇適宜的微生物菌株等。微生物的篩選技術(shù)：講解微生物篩選的基本原理和方法，如利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選、利用特定的代謝產(chǎn)物進(jìn)行篩選等，并通過案例分析（如青霉素的生產(chǎn)）來加深理解。案例分析：分析具體的發(fā)酵工程案例（如青霉素的生產(chǎn)），引導(dǎo)學(xué)生理解微生物選擇在發(fā)酵工程中的重要性。討論與交流：組織學(xué)生討論微生物篩選技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)微生物純培養(yǎng)物選擇的重要性和基本方法。第3課時：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)導(dǎo)入新課：通過介紹傳統(tǒng)發(fā)酵食品（如泡菜、醬油等）的制作過程，引導(dǎo)學(xué)生思考傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)。講授新知：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理：介紹傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的基本原理和過程，包括微生物的代謝調(diào)控、產(chǎn)物的生成和積累等。傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)：分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性，如操作簡單、成本低廉但產(chǎn)量較低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。實(shí)驗(yàn)操作：組織學(xué)生分組進(jìn)行傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)操作，如泡菜的制作、醬油的發(fā)酵等。討論與交流：引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，分析傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的問題和改進(jìn)方向。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在食品工業(yè)中的重要性和應(yīng)用前景。第4課時：發(fā)酵工程的過程與原理復(fù)習(xí)舊知：回顧前幾節(jié)課學(xué)習(xí)的微生物純培養(yǎng)物的獲得和選擇、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的原理和特點(diǎn)。講授新知：發(fā)酵工程的過程：介紹發(fā)酵工程的基本過程和步驟，包括微生物的擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制、發(fā)酵產(chǎn)物的分離與純化等。發(fā)酵工程的原理：講解發(fā)酵工程的原理和方法，如代謝工程、基因工程在發(fā)酵工程中的應(yīng)用等，并通過案例分析（如谷氨酸的生產(chǎn)）來加深理解。案例分析：分析具體的發(fā)酵工程案例（如谷氨酸的生產(chǎn)），引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)酵工程的過程和原理。討論與交流：組織學(xué)生討論發(fā)酵工程在實(shí)際應(yīng)用中的問題和挑戰(zhàn)，以及未來的發(fā)展方向。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程在醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域的重要性和應(yīng)用前景。第5課時：發(fā)酵工程的應(yīng)用導(dǎo)入新課：通過介紹發(fā)酵工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程在現(xiàn)代工業(yè)中的重要性。講授新知：發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用：介紹發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如酸奶、面包等發(fā)酵食品的生產(chǎn)。發(fā)酵工程在釀造工業(yè)中的應(yīng)用：講解發(fā)酵工程在釀造工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如啤酒、葡萄酒等釀造產(chǎn)品的生產(chǎn)。發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用：介紹發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如抗生素、維生素等藥品的生產(chǎn)。發(fā)酵工程在環(huán)保工業(yè)中的應(yīng)用：講解發(fā)酵工程在環(huán)保工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例和原理，如生物降解、生物修復(fù)等技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)操作：組織學(xué)生分組進(jìn)行發(fā)酵工程應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)操作，如利用酵母菌發(fā)酵制作面包等。討論與交流：引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，分析發(fā)酵工程在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用效果和挑戰(zhàn)。歸納總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用和重要性。引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程在未來的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，并布置課后作業(yè)：查閱相關(guān)資料，了解發(fā)酵工程在其他領(lǐng)域（如農(nóng)業(yè)、能源等）的應(yīng)用實(shí)例和原理，并撰寫一篇小論文或報告進(jìn)行分享和交流。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)設(shè)計(jì)：作業(yè)1：觀察并記錄不同微生物（如細(xì)菌、酵母菌）在培養(yǎng)基上的生長情況，繪制生長曲線，并解釋其生長規(guī)律。作業(yè)2：設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案，探究不同發(fā)酵條件（如溫度、pH值、通氣量等）對微生物生長和發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量的影響。作業(yè)3：撰寫一篇小論文，分析發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并提出自己的見解和建議。作業(yè)4：參與社會議題的討論（如轉(zhuǎn)基因食品的安全性），撰寫一篇短文，表達(dá)自己的觀點(diǎn)和看法。作業(yè)5：向家人或朋友宣傳生物技術(shù)的益處和潛在風(fēng)險，并撰寫宣傳記錄，包括宣傳對象、宣傳內(nèi)容、宣傳效果等。檢測設(shè)計(jì)：檢測1：課堂小測驗(yàn)，檢查學(xué)生對微生物基本結(jié)構(gòu)和功能的理解，以及對發(fā)酵工程基本原理的掌握情況。檢測2：實(shí)驗(yàn)操作考核，評估學(xué)生在微生物分離與純化、接種與培養(yǎng)、純培養(yǎng)物鑒定等實(shí)驗(yàn)操作中的表現(xiàn)。檢測3：小組項(xiàng)目展示，評價學(xué)生在小組合作與交流、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、數(shù)據(jù)分析與處理等方面的能力。檢測4：小論文或報告評審，評估學(xué)生對發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的理解，以及論文或報告的撰寫質(zhì)量。檢測5：社會議題討論表現(xiàn)評價，評估學(xué)生在參與社會議題討論中的觀點(diǎn)表達(dá)、邏輯思維和團(tuán)隊(duì)合作能力等。（六）學(xué)后反思學(xué)生反思：引導(dǎo)學(xué)生對本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行反思，總結(jié)自己在生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面的收獲和進(jìn)步。鼓勵學(xué)生撰寫學(xué)習(xí)心得或反思日記，記錄自己在學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)和感悟，以及遇到的困難和挑戰(zhàn)。組織學(xué)生進(jìn)行小組交流，分享彼此的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和反思成果，相互借鑒和學(xué)習(xí)。教師反思：教師應(yīng)對本單元的教學(xué)過程進(jìn)行全面反思，總結(jié)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況、教學(xué)方法的運(yùn)用效果、學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋等。分析在教學(xué)過程中存在的問題和不足，提出改進(jìn)措施和建議，為今后的教學(xué)提供參考和借鑒。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個體差異和學(xué)習(xí)需求，調(diào)整教學(xué)策略和方法，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和發(fā)展水平。教師還應(yīng)加強(qiáng)與同行的交流和合作，共同探討教學(xué)方法和策略，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。通過以上單元學(xué)歷案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，旨在全面培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力水平，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。十三、學(xué)科實(shí)踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一、引言《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》強(qiáng)調(diào)生物學(xué)課程的實(shí)踐性和跨學(xué)科性，要求通過學(xué)科實(shí)踐和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。針對2019版北師大版高中生物學(xué)選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》中《第1章發(fā)酵工程》的教學(xué)內(nèi)容，本設(shè)計(jì)旨在通過一系列實(shí)踐活動和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生深入理解發(fā)酵工程的基本原理、過程與應(yīng)用，同時培養(yǎng)其生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定（一）生命觀念理解微生物的基本結(jié)構(gòu)和功能：學(xué)生能夠描述微生物（如細(xì)菌、酵母菌等）的基本結(jié)構(gòu)和功能，理解微生物在發(fā)酵工程中的重要作用。認(rèn)識發(fā)酵工程的基本原理：