第1章發酵工程高考強化2023-2024學年新教材高中生物選擇性必修第三冊同步教學設計（人教版2019多選）授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間教學內容本章內容選自人教版2019年高中生物選擇性必修第三冊《現代生物技術》第1章“發酵工程”。主要包括以下內容：

1.發酵工程的定義、發展歷程及其在食品、藥品等領域的應用。

2.發酵過程中微生物的代謝類型及其調控。

3.發酵工程的基本流程，包括菌種選育、培養基的配制、發酵條件優化等。

4.發酵過程中的生物反應器及其操作技術。

5.發酵產品的提取、純化及質量控制。

6.發酵工程的環保與可持續發展。核心素養目標分析本節課的核心素養目標旨在培養學生的科學思維、科學探究與創新意識、社會責任與擔當。通過學習發酵工程的基本原理和實際應用，學生將能夠理解生物技術在解決實際問題中的作用，提高實踐操作能力。同時，通過對發酵工程中環保與可持續發展的探討，培養學生的社會責任感和可持續發展觀念，使其在未來的學習和工作中能夠關注生物技術對環境和社會的影響。學情分析本節課面向的是高中選擇性必修生物課程的學生，他們在知識層面上已經具備了一定的生物學基礎，對微生物學、細胞生物學等基本概念有了一定的了解。在能力方面，學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進行實驗和探究。

在素質方面，學生具有好奇心和探索精神，但對于發酵工程這樣較為復雜的生物技術內容，可能存在一定的理解難度。此外，學生在學習習慣上可能更習慣于被動接受知識，而非主動探究，這可能會影響他們對課程內容的深入理解和應用。

在行為習慣上，學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慣。此外，學生在團隊合作方面可能需要進一步培養，以提高實驗效率和探究的深度。

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

2.設計實驗活動，讓學生動手操作，通過實際操作了解發酵過程，增強學生的實踐能力和科學探究能力。

3.使用案例研究，通過分析具體的發酵工程案例，幫助學生理解發酵工程在實際生產中的應用及其對社會發展的影響。

4.利用多媒體教學資源，如視頻、動畫等，直觀展示發酵過程，提高學生的學習興趣和效果。

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

教師活動：

發布預習任務：通過在線平臺發布預習資料，包括發酵工程的概述、發酵過程的基本原理和示例應用，要求學生預習并理解發酵工程的基本概念。

設計預習問題：圍繞發酵工程的應用領域，設計問題如“發酵工程在食品工業中有哪些具體應用？”引導學生思考。

監控預習進度：通過在線平臺查看學生的預習筆記和問題回答，了解學生的預習情況。

學生活動：

自主閱讀預習資料：學生閱讀預習材料，記錄關鍵知識點。

思考預習問題：學生針對問題進行思考，嘗試用自己的語言回答。

提交預習成果：學生在平臺上提交預習筆記和問題回答。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：鼓勵學生自主探索，提高學習主動性。

信息技術手段：利用在線平臺，方便學生隨時隨地進行預習。

作用與目的：

幫助學生建立對發酵工程的基本認識，為課堂深入學習打下基礎。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過介紹發酵工程在生活中的應用案例，如啤酒制作過程，激發學生興趣。

講解知識點：詳細講解發酵工程的原理，如微生物的代謝調控、發酵條件優化等。

組織課堂活動：設計小組討論，探討不同發酵條件下微生物發酵效果的變化。

解答疑問：對學生在討論中提出的問題進行解答。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，思考發酵工程的應用和原理。

參與課堂活動：學生分組討論，通過實驗模擬不同的發酵條件，觀察結果。

提問與討論：學生提出疑問，與同學和老師進行討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：講解發酵工程的基本原理和操作流程。

實踐活動法：通過實驗模擬，加深對發酵工程的理解。

合作學習法：小組討論，培養學生的團隊合作能力。

作用與目的：

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業：布置關于發酵工程在現代生物技術中應用的案例分析作業。

提供拓展資源：提供相關學術論文和在線課程資源，供學生進一步學習。

反饋作業情況：及時批改作業，給予學生具體反饋。

學生活動：

完成作業：學生完成作業，分析發酵工程在特定領域的應用。

拓展學習：學生利用提供的資源，進行更深入的學習。

反思總結：學生反思學習過程，總結發酵工程在實際應用中的重要性。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：鼓勵學生自主探索發酵工程的應用領域。

反思總結法：通過作業和反思，幫助學生深化理解。

作用與目的：學生學習效果學生學習效果

經過本節課的學習，學生在以下方面取得了顯著的效果：

1.知識掌握方面：

學生能夠準確描述發酵工程的定義、發展歷程及其在食品、藥品等領域的應用。通過對發酵過程中微生物代謝類型的深入學習，學生能夠理解不同微生物在發酵過程中的作用及其調控機制。此外，學生對發酵工程的基本流程有了全面的認識，包括菌種選育、培養基的配制、發酵條件優化等關鍵環節。

具體來說，學生能夠：

-概述發酵工程的基本概念及其在現實生活中的應用實例。

-解釋微生物在發酵過程中的代謝類型及其對發酵結果的影響。

-描述發酵工程的基本流程，包括菌種篩選、發酵條件控制等環節。

-分析發酵產品提取、純化及質量控制的基本原理和方法。

2.實踐操作方面：

具體來說，學生能夠：

-獨立操作發酵實驗設備，進行發酵條件的設定和調控。

-觀察并記錄發酵過程中的變化，分析實驗數據。

-在小組合作中，有效溝通，共同解決問題，完成發酵實驗。

3.思維能力方面：

學生在學習過程中，通過分析發酵工程的實際案例，培養了批判性思維和創新意識。學生能夠將所學知識應用于解決實際問題，提出改進發酵過程的建議，體現了科學探究和創新思維的能力。

具體來說，學生能夠：

-分析案例研究，識別發酵工程中的問題和挑戰。

-提出創新的解決方案，優化發酵過程。

-結合所學知識，預測發酵工程未來的發展趨勢。

4.社會責任與擔當方面：

具體來說，學生能夠：

-討論發酵工程對環境的影響，提出減少污染的建議。

-分析發酵工程在循環經濟中的作用，提高資源利用效率。

-評估發酵工程項目的可持續性，關注長期環境影響。

5.自主學習能力方面：

學生在課前預習、課堂參與和課后拓展學習過程中，培養了自主學習能力。學生能夠獨立查找資料，提出問題，并在教師的指導下進行深入探究。

具體來說，學生能夠：

-有效地利用網絡資源和圖書館資源，進行自主學習。

-提出具有探究性的問題，與同學和老師進行討論。

-對自己的學習過程進行反思，不斷調整學習策略。教學反思這節課結束后，我對于學生在發酵工程這一章節的學習效果進行了深入的反思。我認為，雖然學生在知識掌握、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，我發現學生在理解發酵工程的基本概念和原理方面做得比較好，能夠準確地描述發酵過程和微生物的代謝類型。但在將理論知識應用于實際案例分析時，部分學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，引導學生將理論知識與實際應用結合起來，提高他們的實踐能力。

其次，在課堂活動的設計上，我原本希望通過小組討論和實驗模擬來增強學生的互動和參與度，但實際操作中，我發現一些小組的合作并不順暢，部分學生參與度不高。這讓我思考，是否應該調整小組的組合方式，或者在設計活動時，更多地考慮每個學生的特點和需求，以確保每個學生都能積極參與到課堂活動中來。

另外，我也注意到，在課后拓展學習方面，雖然我提供了豐富的學習資源，但并不是所有學生都能充分利用這些資源。有些學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習。這讓我意識到，我需要更多地激發學生的學習興趣，讓他們主動去探索和了解發酵工程的相關知識。

在教學方法上，我使用了講授法、實踐活動法和合作學習法，這些方法在一定程度上提高了學生的學習效果。但我也發現，講授法可能會導致學生的被動學習，而實踐活動法和合作學習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中，嘗試更多的教學方法，如翻轉課堂、項目導向學習等，以激發學生的學習興趣和主動性。

最后，我認為，雖然學生在社會責任與擔當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中，更多地引入發酵工程在社會發展中的作用和影響，讓學生意識到發酵工程不僅僅是技術問題，更是一個涉及社會、環境和可持續發展的重要議題。教學評價與反饋1.課堂表現：

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

2.小組討論成果展示：

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

3.隨堂測試：

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

4.課后作業：

課后作業的完成情況較為理想，大多數學生能夠按照要求完成作業，展示出一定的自主學習能力。作業中，學生對發酵工程的應用領域有了更深入的了解，能夠結合所學知識提出一些有創意的想法。

5.教師評價與反饋：

針對學生在本節課的表現，我進行了以下評價與反饋：

-對于課堂上表現積極的學生，給予了肯定和鼓勵，希望他們能夠繼續保持學習的熱情。

-對于在小組討論中不夠積極的學生，進行了個別指導，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，幫助學生更好地理解發酵工程在實際應用中的重要性。

-對于課后作業，我提供了詳細的批改意見，指導學生如何將理論知識與實際應用相結合，提高作業的質量。

-在整體教學評價中，我強調了發酵工程在現代社會中的重要作用，鼓勵學生從社會責任和可持續發展的角度思考問題，提高他們的綜合素質。內容邏輯關系①發酵工程的定義與應用

-重點知識點：發酵工程的定義、發酵過程、應用領域

-重點詞：發酵、微生物、代謝、食品、藥品

-重點句：發酵工程是利用微生物的代謝活動進行大規模生產的技術。

②微生物代謝類型與發酵條件

-重點知識點：微生物代謝類型、發酵條件、發酵過程優化

-重點詞：代謝類型、發酵條件、優化、菌種

-重點句：微生物的代謝類型決定了發酵過程的特點和產品的質量。

③發酵產品的提取、純化與質量控制

-重點知識點：發酵產品提取、純化方法、質量控制標準

-重點詞：提取、純化、質量控制、標準、檢測

-重點句：發酵產品的提取和純化是保證產品質量的關鍵步驟。課后作業1.案例分析題：

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

答案：以酸奶為例，酸奶的發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，將乳糖轉化為乳酸，使牛奶酸化，形成酸奶特有的口感和風味。發酵條件的控制對酸奶的質量有重要影響，如溫度過高或過低都會影響乳酸菌的生長和發酵效果，從而影響酸奶的質量。

2.實驗設計題：

設計一個簡單的實驗，探究不同溫度對酵母菌發酵速度的影響。

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

3.問題解決題：

某工廠在生產過程中發現，發酵產品的質量不穩定，產量也受到影響。請你從發酵條件、菌種選擇等方面分析可能的原因，并提出相應的改進措施。

答案：發酵產品的質量不穩定和產量下降可能與發酵條件控制不當、菌種退化或污染有關。改進措施包括優化發酵條件，如溫度、pH值、氧氣供應等，定期更換和篩選優質菌種，加強生產過程的監控和管理。

4.創新設計題：

結合所學知識，設計一種新型發酵產品，并簡要說明其制作原理和預期效果。

答案：設計一種新型發酵飲料，以水果為主要原料