2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第1章 發(fā)酵工程 素能提升課 發(fā)酵工程與其他相關(guān)知識(shí)的綜合教學(xué)實(shí)錄 新人教版選擇性必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第1章發(fā)酵工程素能提升課發(fā)酵工程與其他相關(guān)知識(shí)的綜合教學(xué)實(shí)錄新人教版選擇性必修3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課主要圍繞《2024-2025學(xué)年新教材高中生物》第1章“發(fā)酵工程”展開(kāi)，重點(diǎn)講解發(fā)酵工程的基本原理、應(yīng)用及與其他相關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生已學(xué)過(guò)的細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)等知識(shí)緊密相連，通過(guò)將發(fā)酵工程與其他相關(guān)知識(shí)的綜合教學(xué)，有助于學(xué)生深入理解發(fā)酵工程在生物科技領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展學(xué)生的知識(shí)面。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題。

2.增強(qiáng)學(xué)生的生物技術(shù)應(yīng)用意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生理解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

3.提升學(xué)生的批判性思維能力，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程的技術(shù)原理和應(yīng)用進(jìn)行深入思考，形成自己的觀點(diǎn)。

4.培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到生物技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用，以及其在解決資源、環(huán)境問(wèn)題中的潛力。學(xué)情分析在《2024-2025學(xué)年新教材高中生物》第1章“發(fā)酵工程”的教學(xué)中，面對(duì)的學(xué)生群體通常具備以下特點(diǎn)：

1.學(xué)生層次：高中生物課程的學(xué)生普遍具備一定的生物基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)微生物、細(xì)胞等基本概念有一定了解。然而，由于地域、學(xué)校資源等因素，學(xué)生之間的知識(shí)水平可能存在一定差異。

2.知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸過(guò)生物學(xué)的基本概念，對(duì)于發(fā)酵工程這一章節(jié)，他們可能已經(jīng)對(duì)微生物發(fā)酵的概念有所了解，但對(duì)其原理和應(yīng)用可能認(rèn)識(shí)有限。

3.能力素質(zhì)：學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析能力以及批判性思維能力在不同程度上有所發(fā)展。部分學(xué)生可能在實(shí)驗(yàn)操作方面較為熟練，但在數(shù)據(jù)分析時(shí)可能缺乏深入思考。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生在課堂上的參與度、合作意識(shí)以及學(xué)習(xí)態(tài)度對(duì)課程學(xué)習(xí)有直接影響。部分學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作持積極態(tài)度，但缺乏深入探究的興趣；同時(shí)，課堂紀(jì)律、合作交流等行為習(xí)慣也需要關(guān)注。

5.對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：鑒于上述特點(diǎn)，本章節(jié)的教學(xué)需要注重以下方面：

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)和案例分析，激發(fā)學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。

-結(jié)合實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高他們的應(yīng)用能力。

-通過(guò)小組討論和合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力。

-通過(guò)設(shè)計(jì)富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的批判性思維，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都具備《2024-2025學(xué)年新教材高中生物》選擇性必修3教材，以便跟隨教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與發(fā)酵工程相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)學(xué)生的視覺(jué)體驗(yàn)和知識(shí)理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備用于演示和實(shí)驗(yàn)操作的微生物培養(yǎng)皿、顯微鏡、培養(yǎng)箱等，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

4.教室布置：布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)，提供實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保學(xué)生能夠在舒適的環(huán)境中學(xué)習(xí)和互動(dòng)。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

-教師通過(guò)提問(wèn)：“同學(xué)們，你們?cè)谏钪幸?jiàn)過(guò)哪些發(fā)酵現(xiàn)象？”引導(dǎo)學(xué)生回憶日常生活中的發(fā)酵實(shí)例，如酸奶、面包等。

-教師展示相關(guān)圖片或視頻，如釀酒、制醋等傳統(tǒng)發(fā)酵工藝，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-教師總結(jié)：“今天，我們將一起探索發(fā)酵工程的奧秘，了解它在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用?！?/p>

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

-第一條：介紹發(fā)酵工程的基本概念，包括發(fā)酵的定義、分類(lèi)及發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵因素。

-第二條：講解微生物在發(fā)酵過(guò)程中的作用，分析不同微生物的發(fā)酵特點(diǎn)及適宜條件。

-第三條：闡述發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，舉例說(shuō)明發(fā)酵技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

-第一條：教師演示微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察微生物的生長(zhǎng)過(guò)程，了解發(fā)酵的基本原理。

-第二條：學(xué)生分組進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，如制作酸奶、面包等，親身體驗(yàn)發(fā)酵過(guò)程。

-第三條：學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵因素，如溫度、pH值等。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

-第一方面：討論發(fā)酵工程在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，舉例回答：“酸奶、面包、啤酒等食品的制作過(guò)程中，發(fā)酵工程起到了哪些作用？”

-第二方面：討論發(fā)酵工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，舉例回答：“抗生素、疫苗等醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)酵工程有哪些貢獻(xiàn)？”

-第三方面：討論發(fā)酵工程在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，舉例回答：“利用發(fā)酵工程處理廢水、廢氣等，有哪些具體措施？”

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程的基本概念、微生物在發(fā)酵過(guò)程中的作用以及發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域。

-教師總結(jié)：“發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，它是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。希望大家課后進(jìn)一步探究，了解發(fā)酵工程在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。”

-教師布置課后作業(yè)：“查閱資料，了解發(fā)酵工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，下節(jié)課分享給大家?！?/p>

本節(jié)課重難點(diǎn)：

-發(fā)酵工程的基本概念及微生物在發(fā)酵過(guò)程中的作用。

-發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

-學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，掌握發(fā)酵過(guò)程的關(guān)鍵因素。

教學(xué)用時(shí)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-發(fā)酵工程的歷史與發(fā)展：介紹發(fā)酵工程的歷史背景，從古代的發(fā)酵技術(shù)到現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，以及發(fā)酵工程在各個(gè)時(shí)期的重大突破。

-發(fā)酵微生物的種類(lèi)與特性：介紹常見(jiàn)的發(fā)酵微生物，如酵母菌、乳酸菌、霉菌等，以及它們的發(fā)酵特性、應(yīng)用領(lǐng)域和培養(yǎng)方法。

-發(fā)酵工藝的優(yōu)化與控制：探討發(fā)酵過(guò)程中溫度、pH值、氧氣供應(yīng)等關(guān)鍵因素對(duì)發(fā)酵效果的影響，以及如何通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)提高發(fā)酵效率。

-發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用案例：收集并整理發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例，如發(fā)酵法制備抗生素、生物燃料、生物降解材料等。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀與發(fā)酵工程相關(guān)的科普書(shū)籍，如《發(fā)酵工程》、《微生物發(fā)酵技術(shù)》等，以拓寬知識(shí)面。

-建議學(xué)生關(guān)注國(guó)內(nèi)外發(fā)酵工程領(lǐng)域的最新研究動(dòng)態(tài)，如通過(guò)閱讀學(xué)術(shù)期刊、參加學(xué)術(shù)會(huì)議等方式。

-組織學(xué)生參觀發(fā)酵工程相關(guān)的企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室，如釀酒廠、制藥廠、環(huán)保企業(yè)等，親身體驗(yàn)發(fā)酵工程的實(shí)際應(yīng)用。

-引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)研究，如設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

-鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展小組合作項(xiàng)目，針對(duì)發(fā)酵工程中的某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究，如優(yōu)化發(fā)酵工藝、開(kāi)發(fā)新型發(fā)酵產(chǎn)品等。

-建議學(xué)生關(guān)注發(fā)酵工程在生活中的應(yīng)用，如制作酸奶、面包等，了解發(fā)酵技術(shù)在日常生活中的重要性。

-引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)酵工程對(duì)環(huán)境的影響，如廢棄物處理、資源循環(huán)利用等，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

-建議學(xué)生關(guān)注發(fā)酵工程在生物倫理和食品安全方面的挑戰(zhàn)，如轉(zhuǎn)基因微生物的發(fā)酵應(yīng)用、食品安全監(jiān)管等。典型例題講解1.例題：

酵母菌在釀酒過(guò)程中，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳。若1摩爾葡萄糖完全發(fā)酵，理論上可產(chǎn)生多少摩爾的二氧化碳？

解答：

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2

1摩爾葡萄糖可以產(chǎn)生2摩爾二氧化碳。

因此，1摩爾葡萄糖完全發(fā)酵可產(chǎn)生2摩爾的二氧化碳。

2.例題：

乳酸菌在酸奶制作過(guò)程中，將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸。若100克乳糖完全發(fā)酵，理論上可產(chǎn)生多少克的乳酸？

解答：

乳糖的分子量為342.3g/mol，乳酸的分子量為90.8g/mol。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：C12H22O11+2H2O→2C3H6O3

1摩爾乳糖可以產(chǎn)生2摩爾乳酸。

100克乳糖的摩爾數(shù)為100g/342.3g/mol≈0.291摩爾。

因此，100克乳糖完全發(fā)酵可產(chǎn)生0.291摩爾×2=0.582摩爾乳酸。

乳酸的質(zhì)量為0.582摩爾×90.8g/mol≈52.8克。

3.例題：

在味精生產(chǎn)過(guò)程中，谷氨酸鈉的發(fā)酵過(guò)程中，若1摩爾谷氨酸鈉完全發(fā)酵，理論上可產(chǎn)生多少摩爾的谷氨酸？

解答：

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：C5H9NO4+H2O→C5H8NO4+NaOH

1摩爾谷氨酸鈉可以產(chǎn)生1摩爾谷氨酸。

因此，1摩爾谷氨酸鈉完全發(fā)酵可產(chǎn)生1摩爾的谷氨酸。

4.例題：

在醬油生產(chǎn)過(guò)程中，醬油曲霉發(fā)酵過(guò)程中，若1摩爾淀粉完全發(fā)酵，理論上可產(chǎn)生多少摩爾的葡萄糖？

解答：

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：(C6H10O5)n→nC6H12O6

1摩爾淀粉可以產(chǎn)生n摩爾葡萄糖。

假設(shè)淀粉分子式為(C6H10O5)n，其中n為淀粉分子中的葡萄糖單元數(shù)。

因此，1摩爾淀粉完全發(fā)酵可產(chǎn)生n摩爾的葡萄糖。

5.例題：

在生物燃料生產(chǎn)過(guò)程中，纖維素酶將纖維素分解為葡萄糖。若1摩爾纖維素完全分解，理論上可產(chǎn)生多少摩爾的葡萄糖？

解答：

纖維素是由β-1,4-葡萄糖苷鍵連接的葡萄糖單元組成的多糖。

假設(shè)纖維素分子式為(C6H10O5)n，其中n為纖維素分子中的葡萄糖單元數(shù)。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：(C6H10O5)n→nC6H12O6

1摩爾纖維素可以產(chǎn)生n摩爾的葡萄糖。

因此，1摩爾纖維素完全分解可產(chǎn)生n摩爾的葡萄糖。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生在課堂上的參與度較高，積極回答問(wèn)題，對(duì)發(fā)酵工程的基本概念和應(yīng)用表現(xiàn)出濃厚的興趣。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，能夠按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，表現(xiàn)出良好的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究精神。

-部分學(xué)生在討論環(huán)節(jié)中，能夠提出自己的觀點(diǎn)，并與同學(xué)進(jìn)行有效的交流。

2.小組討論成果展示：

-學(xué)生小組討論成果展示環(huán)節(jié)，各小組能夠清晰、有條理地匯報(bào)討論內(nèi)容，如發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

-學(xué)生在展示過(guò)程中，能夠結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)發(fā)酵工程的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，體現(xiàn)了對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。

-教師對(duì)學(xué)生的展示給予肯定，并針對(duì)展示中的不足之處提出改進(jìn)建議。

3.隨堂測(cè)試：

-教師通過(guò)隨堂測(cè)試，評(píng)估學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程基本概念、微生物發(fā)酵原理以及發(fā)酵工程應(yīng)用的理解程度。

-測(cè)試題目包括選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題，旨在考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

-測(cè)試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠正確回答基礎(chǔ)知識(shí)，但在應(yīng)用題方面存在一定困難。

4.學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：

-學(xué)生在課后進(jìn)行自評(píng)，反思自己在課堂上的表現(xiàn)，如實(shí)驗(yàn)操作、小組討論等方面的優(yōu)缺點(diǎn)。

-學(xué)生之間進(jìn)行互評(píng)，互相指出對(duì)方在課堂上的亮點(diǎn)和不足，共同進(jìn)步。

-教師對(duì)學(xué)生的自評(píng)和互評(píng)給予指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)自我反思和團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)：教師對(duì)學(xué)生在課堂上的積極表現(xiàn)給予肯定，同時(shí)對(duì)部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和小組討論中的不足提出改進(jìn)建議。

-針對(duì)隨堂測(cè)試結(jié)果：教師針對(duì)學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)掌握和應(yīng)用題方面的差異，提供針對(duì)性的輔導(dǎo)和復(fù)習(xí)建議。

-針對(duì)學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：教師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行自我反思和團(tuán)隊(duì)合作，提高自身的學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

-教師對(duì)學(xué)生在發(fā)酵工程課程中的整體表現(xiàn)給予評(píng)價(jià)，并指出學(xué)生在知識(shí)、技能、態(tài)度等方面的進(jìn)步和不足，為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①發(fā)酵工程的基本概念

-知識(shí)點(diǎn)：發(fā)酵工程的定義、發(fā)酵的分類(lèi)、發(fā)酵過(guò)程的關(guān)鍵因素。

-詞句：發(fā)酵工程、微生物發(fā)酵、發(fā)酵條件、發(fā)酵產(chǎn)物。

②微生物在發(fā)酵工程中的作用

-知識(shí)點(diǎn)：不同微生物的發(fā)酵特性、微生物的代謝途徑、微生物的培養(yǎng)與篩選。

-詞句：發(fā)酵微生物、代謝途徑、微生物培養(yǎng)、篩選菌株。

③發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域

-知識(shí)點(diǎn)：發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例、發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。

-詞句：食品發(fā)酵、醫(yī)藥發(fā)酵、環(huán)保發(fā)酵、生產(chǎn)流程、發(fā)酵產(chǎn)品。教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了發(fā)酵工程的相關(guān)知識(shí)，我感到既有成就感也有不少反思。

首先，我覺(jué)得在教學(xué)方法上，我嘗試了一些新的策略。比如，我在導(dǎo)入環(huán)節(jié)使用了圖片和視頻，這樣可以直觀地展示發(fā)酵現(xiàn)象，讓學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。我發(fā)現(xiàn)這種方法挺有效的，學(xué)生們看起來(lái)很感興趣，參與度也提高了。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，就是有些學(xué)生對(duì)于視頻中的信息吸收得不是很快，他們?cè)谟^看的時(shí)候可能會(huì)分心。所以我反思，以后在課堂上，我需要更加注重引導(dǎo)學(xué)生如何有效觀看多媒體資源，比如設(shè)置一些問(wèn)題，讓他們帶著問(wèn)題去看視頻，這樣可能有助于他們更好地理解和吸收信息。

在策略上，我采用了小組討論的形式，讓學(xué)生們自己探索發(fā)酵工程的應(yīng)用。這個(gè)環(huán)節(jié)我覺(jué)得挺成功的，學(xué)生們?cè)谟懻撝胁粌H學(xué)到了知識(shí)，還鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。不過(guò)，也有部分學(xué)生不太善于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，或者是在討論中顯得比較被動(dòng)。這讓我意識(shí)到，我需要更好地引導(dǎo)他們，比如可以通過(guò)提問(wèn)、鼓勵(lì)的方式，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與到討論中來(lái)。

在課堂管理方面，我盡量保持課堂的秩序，但有時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)學(xué)生開(kāi)小差的情況。我覺(jué)得這需要我在今后的教學(xué)中更加關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，盡可能地營(yíng)造一個(gè)既能保持秩序又能鼓勵(lì)學(xué)生自由思考的課堂氛圍。

教學(xué)總結(jié)方面，我覺(jué)得學(xué)生們對(duì)發(fā)酵工程的基本概念有了更深入的理解，他們對(duì)微生物在發(fā)酵過(guò)程中的作用也有了新的認(rèn)識(shí)。在實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)，學(xué)生們通過(guò)制作酸奶、面包等，親身體驗(yàn)了發(fā)酵過(guò)程，這無(wú)疑增強(qiáng)了他們的實(shí)踐操作能力。

當(dāng)然，我也看到了學(xué)生在情感態(tài)度上的進(jìn)步。他們對(duì)生物科技產(chǎn)生了更大的興趣，對(duì)科學(xué)探究有了更濃厚的熱情。這些都是我在教學(xué)過(guò)程中非?？?/p>