第1章 发酵工程 素养检测2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第三册同步教学设计（人教版2019）.docx

第1章发酵工程素养检测2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第三册同步教学设计（人教版2019）

授课内容

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授课时间

设计意图

结合高中生物选择性必修第三册（人教版2019）教材内容，本教学设计旨在通过发酵工程章节的学习，让学生了解发酵技术的原理、应用及其在生物技术领域的重要性。通过实践操作和案例分析，培养学生的实验操作能力、分析问题和解决问题的能力，提高学生的生物科学素养，为后续相关课程的学习打下坚实基础。

核心素养目标

1.科学探究：通过参与发酵工程的实验操作，培养学生的观察能力、实验设计能力和数据分析能力。

2.科学思维：引导学生运用批判性思维分析发酵过程中的问题，形成科学解决问题的方法。

3.科学态度：培养学生严谨的科学态度，对实验结果进行客观评价，尊重实验数据和科学事实。

4.责任意识：教育学生理解发酵工程对环境和社会的影响，增强可持续发展的责任感和使命感。

重点难点及解决办法

重点：发酵工程的原理、发酵过程中的关键技术和应用实例。

难点：发酵条件的优化、发酵过程中微生物的代谢调控。

解决办法：

1.通过案例分析，讲解发酵工程的基本原理，结合实际应用案例，帮助学生理解发酵工程的实际意义。

2.通过实验演示和分组讨论，让学生亲自参与发酵过程，直观感受发酵条件对结果的影响。

3.对发酵过程中的关键技术进行详细讲解，并通过小组讨论，引导学生探索发酵条件的优化策略。

4.针对微生物代谢调控的难点，采用动画模拟和图示讲解，帮助学生理解微生物在不同条件下的代谢变化。

5.设置课后练习和小组研究项目，巩固所学知识，培养学生的实践能力和创新思维。

教学资源

-软硬件资源：生物实验室、显微镜、离心机、发酵罐、PH计、电脑、投影仪

-课程平台：校园内网教学资源库、在线学习管理系统

-信息化资源：多媒体教学课件、发酵工程相关视频资料、虚拟实验室软件

-教学手段：案例教学法、实验演示、小组讨论、课后作业、在线测试

教学流程

1.导入新课（5分钟）

详细内容：通过回顾上节课学习的微生物培养知识，提出问题：“如何利用微生物进行大规模生产？”从而引出本节课的主题——发酵工程。同时，展示一些发酵产品的图片，如啤酒、酸奶等，激发学生的兴趣和好奇心。

2.新课讲授（15分钟）

详细内容：

-讲解发酵工程的定义、发展历程和应用领域，通过实例说明发酵工程在食品、医药、化工等行业的重要性。

-介绍发酵过程中涉及的微生物种类及其生理特性，分析微生物在发酵过程中的作用。

-详细讲解发酵条件对发酵过程的影响，包括温度、pH、氧气等环境因素，以及营养物质和代谢产物的调控。

3.实践活动（15分钟）

详细内容：

-安排学生分组，每组进行一个小规模的发酵实验，如制作酸奶或酿酒，让学生亲身体验发酵过程。

-观察并记录发酵过程中微生物的生长情况、发酵液的pH变化等，分析发酵条件对发酵结果的影响。

-通过实验结果，引导学生探讨发酵条件的优化策略，如何提高发酵效率和产品质量。

4.学生小组讨论（10分钟）

详细内容：

-让学生讨论以下三个问题：

1.发酵过程中如何控制微生物的生长和代谢？

2.如何优化发酵条件以提高发酵效率？

3.发酵工程在环境保护方面有哪些积极作用？

-学生举例回答：

1.通过控制温度、pH和氧气等条件，可以调节微生物的生长速度和代谢途径。

2.通过调整发酵液的配方、优化发酵罐设计等手段，可以提高发酵效率。

3.发酵工程可以减少环境污染，如利用微生物处理废水、降解有机污染物等。

5.总结回顾（5分钟）

详细内容：回顾本节课学习的发酵工程的基本概念、发酵条件对发酵过程的影响以及发酵工程的应用。强调发酵工程在实际生产中的重要性，并提醒学生在实验过程中注意安全操作。同时，布置课后作业，让学生进一步研究和探讨发酵工程的相关知识。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-相关书籍：《发酵工程原理与技术》、《现代发酵工程》

-学术期刊：《生物技术通报》、《食品科技》

-在线课程：国内外大学开设的生物工程、发酵工程相关课程

-实践项目：学校或企业中的发酵工程项目，如生物制药、生物化工等

-科普文章：介绍发酵技术在生活中的应用，如发酵食品的制作、发酵过程对环境的影响

-国际会议：发酵工程相关的国际学术会议，如国际生物技术与发酵工程研讨会

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关书籍，以深入了解发酵工程的理论基础和技术发展。

-推荐学生关注学术期刊，了解发酵工程领域的必威体育精装版研究进展和行业动态。

-建议学生参加在线课程，通过视频学习发酵工程的基本知识和实践技能。

-组织学生参观学校或企业的发酵工程项目，实地了解发酵技术的应用和产业现状。

-指导学生阅读科