2024-2025学年新教材高中生物 第1章 发酵工程 素能提升课 发酵工程与其他相关知识的综合教学实录 新人教版选择性必修3

2024-2025学年新教材高中生物第1章发酵工程素能提升课发酵工程与其他相关知识的综合教学实录新人教版选择性必修3授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析1.本节课的主要教学内容：本节课主要围绕《2024-2025学年新教材高中生物》第1章“发酵工程”展开，重点讲解发酵工程的基本原理、应用及与其他相关知识的综合应用。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与学生已学过的细胞生物学、微生物学等知识紧密相连，通过将发酵工程与其他相关知识的综合教学，有助于学生深入理解发酵工程在生物科技领域的应用，拓展学生的知识面。核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验操作和数据分析，使学生能够运用科学方法解决实际问题。

2.增强学生的生物技术应用意识，引导学生理解发酵工程在食品、医药等领域的应用价值。

3.提升学生的批判性思维能力，鼓励学生对发酵工程的技术原理和应用进行深入思考，形成自己的观点。

4.培养学生的社会责任感，认识到生物技术在现代社会中的重要作用，以及其在解决资源、环境问题中的潜力。学情分析在《2024-2025学年新教材高中生物》第1章“发酵工程”的教学中，面对的学生群体通常具备以下特点：

1.学生层次：高中生物课程的学生普遍具备一定的生物基础知识，对微生物、细胞等基本概念有一定了解。然而，由于地域、学校资源等因素，学生之间的知识水平可能存在一定差异。

2.知识基础：学生在初中阶段已经接触过生物学的基本概念，对于发酵工程这一章节，他们可能已经对微生物发酵的概念有所了解，但对其原理和应用可能认识有限。

3.能力素质：学生的实验操作能力、数据分析能力以及批判性思维能力在不同程度上有所发展。部分学生可能在实验操作方面较为熟练，但在数据分析时可能缺乏深入思考。

4.行为习惯：学生在课堂上的参与度、合作意识以及学习态度对课程学习有直接影响。部分学生可能对实验操作持积极态度，但缺乏深入探究的兴趣；同时，课堂纪律、合作交流等行为习惯也需要关注。

5.对课程学习的影响：鉴于上述特点，本章节的教学需要注重以下方面：

-通过实验和案例分析，激发学生对发酵工程的学习兴趣，提高他们的学习积极性。

-结合实际案例，引导学生将理论知识与实际应用相结合，提高他们的应用能力。

-通过小组讨论和合作学习，培养学生的团队协作精神和沟通能力。

-通过设计富有挑战性的问题，激发学生的批判性思维，培养他们的创新能力。教学资源准备1.教材：确保每位学生都具备《2024-2025学年新教材高中生物》选择性必修3教材，以便跟随教学内容进行学习。

2.辅助材料：准备与发酵工程相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以增强学生的视觉体验和知识理解。

3.实验器材：准备用于演示和实验操作的微生物培养皿、显微镜、培养箱等，确保实验的顺利进行。

4.教室布置：布置教室环境，设置分组讨论区，提供实验操作台，确保学生能够在舒适的环境中学习和互动。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-教师通过提问：“同学们，你们在生活中见过哪些发酵现象？”引导学生回忆日常生活中的发酵实例，如酸奶、面包等。

-教师展示相关图片或视频，如酿酒、制醋等传统发酵工艺，激发学生的学习兴趣。

-教师总结：“今天，我们将一起探索发酵工程的奥秘，了解它在食品、医药等领域的应用。”

2.新课讲授（用时15分钟）

-第一条：介绍发酵工程的基本概念，包括发酵的定义、分类及发酵过程中的关键因素。

-第二条：讲解微生物在发酵过程中的作用，分析不同微生物的发酵特点及适宜条件。

-第三条：阐述发酵工程在食品、医药等领域的应用，举例说明发酵技术在生产中的应用实例。

3.实践活动（用时10分钟）

-第一条：教师演示微生物培养实验，引导学生观察微生物的生长过程，了解发酵的基本原理。

-第二条：学生分组进行发酵实验，如制作酸奶、面包等，亲身体验发酵过程。

-第三条：学生分析实验结果，总结发酵过程中的关键因素，如温度、pH值等。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-第一方面：讨论发酵工程在食品领域的应用，举例回答：“酸奶、面包、啤酒等食品的制作过程中，发酵工程起到了哪些作用？”

-第二方面：讨论发酵工程在医药领域的应用，举例回答：“抗生素、疫苗等医药产品的生产过程中，发酵工程有哪些贡献？”

-第三方面：讨论发酵工程在环境保护领域的应用，举例回答：“利用发酵工程处理废水、废气等，有哪些具体措施？”

5.总结回顾（用时5分钟）

-教师引导学生回顾本节课所学内容，强调发酵工程的基本概念、微生物在发酵过程中的作用以及发酵工程的应用领域。

-教师总结：“发酵工程在食品、医药等领域具有广泛的应用，它是现代生物技术的重要组成部分。希望大家课后进一步探究，了解发酵工程在更多领域的应用。”

-教师布置课后作业：“查阅资料，了解发酵工程在环保领域的应用实例，下节课分享给大家。”

本节课重难点：

-发酵工程的基本概念及微生物在发酵过程中的作用。

-发酵工程在食品、医药等领域的应用实例。

-学生通过实践活动，掌握发酵过程的关键因素。

教学用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-发酵工程的历史与发展：介绍发酵工程的历史背景，从古代的发酵技术到现代生物技术的发展，以及发酵工程在各个时期的重大突破。

-发酵微生物的种类与特性：介绍常见的发酵微生物，如酵母菌、乳酸菌、霉菌等，以及它们的发酵特性、应用领域和培养方法。

-发酵工艺的优化与控制：探讨发酵过程中温度、pH值、氧气供应等关键因素对发酵效果的影响，以及如何通过优化工艺参数提高发酵效率。

-发酵工程在食品、医药、环保等领域的应用案例：收集并整理发酵工程在食品、医药、环保等领域的实际应用案例，如发酵法制备抗生素、生物燃料、生物降解材料等。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读与发酵工程相关的科普书籍，如《发酵工程》、《微生物发酵技术》等，以拓宽知识面。

-建议学生关注国内外发酵工程领域的最新研究动态，如通过阅读学术期刊、参加学术会议等方式。

-组织学生参观发酵工程相关的企业或实验室，如酿酒厂、制药厂、环保企业等，亲身体验发酵工程的实际应用。

-引导学生参与实验研究，如设计简单的发酵实验，观察并记录实验结果，提高学生的实践能力和创新思维。

-鼓励学生开展小组合作项目，针对发酵工程中的某个问题进行研究，如优化发酵工艺、开发新型发酵产品等。

-建议学生关注发酵工程在生活中的应用，如制作酸奶、面包等，了解发酵技术在日常生活中的重要性。

-引导学生思考发酵工程对环境的影响，如废弃物处理、资源循环利用等，培养学生的环保意识。

-建议学生关注发酵工程在生物伦理和食品安全方面的挑战，如转基因微生物的发酵应用、食品安全监管等。典型例题讲解1.例题：

酵母菌在酿酒过程中，将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳。若1摩尔葡萄糖完全发酵，理论上可产生多少摩尔的二氧化碳？

解答：

根据化学反应方程式：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2

1摩尔葡萄糖可以产生2摩尔二氧化碳。

因此，1摩尔葡萄糖完全发酵可产生2摩尔的二氧化碳。

2.例题：

乳酸菌在酸奶制作过程中，将乳糖转化为乳酸。若100克乳糖完全发酵，理论上可产生多少克的乳酸？

解答：

乳糖的分子量为342.3g/mol，乳酸的分子量为90.8g/mol。

根据化学反应方程式：C12H22O11+2H2O→2C3H6O3

1摩尔乳糖可以产生2摩尔乳酸。

100克乳糖的摩尔数为100g/342.3g/mol≈0.291摩尔。

因此，100克乳糖完全发酵可产生0.291摩尔×2=0.582摩尔乳酸。

乳酸的质量为0.582摩尔×90.8g/mol≈52.8克。

3.例题：

在味精生产过程中，谷氨酸钠的发酵过程中，若1摩尔谷氨酸钠完全发酵，理论上可产生多少摩尔的谷氨酸？

解答：

根据化学反应方程式：C5H9NO4+H2O→C5H8NO4+NaOH

1摩尔谷氨酸钠可以产生1摩尔谷氨酸。

因此，1摩尔谷氨酸钠完全发酵可产生1摩尔的谷氨酸。

4.例题：

在酱油生产过程中，酱油曲霉发酵过程中，若1摩尔淀粉完全发酵，理论上可产生多少摩尔的葡萄糖？

解答：

根据化学反应方程式：(C6H10O5)n→nC6H12O6

1摩尔淀粉可以产生n摩尔葡萄糖。

假设淀粉分子式为(C6H10O5)n，其中n为淀粉分子中的葡萄糖单元数。

因此，1摩尔淀粉完全发酵可产生n摩尔的葡萄糖。

5.例题：

在生物燃料生产过程中，纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖。若1摩尔纤维素完全分解，理论上可产生多少摩尔的葡萄糖？

解答：

纤维素是由β-1,4-葡萄糖苷键连接的葡萄糖单元组成的多糖。

假设纤维素分子式为(C6H10O5)n，其中n为纤维素分子中的葡萄糖单元数。

根据化学反应方程式：(C6H10O5)n→nC6H12O6

1摩尔纤维素可以产生n摩尔的葡萄糖。

因此，1摩尔纤维素完全分解可产生n摩尔的葡萄糖。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度较高，积极回答问题，对发酵工程的基本概念和应用表现出浓厚的兴趣。

-学生在实验操作过程中，能够按照实验步骤进行，表现出良好的实验技能和科学探究精神。

-部分学生在讨论环节中，能够提出自己的观点，并与同学进行有效的交流。

2.小组讨论成果展示：

-学生小组讨论成果展示环节，各小组能够清晰、有条理地汇报讨论内容，如发酵工程在食品、医药等领域的应用实例。

-学生在展示过程中，能够结合实际案例，对发酵工程的应用进行深入分析，体现了对知识的理解和运用能力。

-教师对学生的展示给予肯定，并针对展示中的不足之处提出改进建议。

3.随堂测试：

-教师通过随堂测试，评估学生对发酵工程基本概念、微生物发酵原理以及发酵工程应用的理解程度。

-测试题目包括选择题、填空题和简答题，旨在考察学生对知识的掌握和应用能力。

-测试结果显示，大部分学生能够正确回答基础知识，但在应用题方面存在一定困难。

4.学生自评与互评：

-学生在课后进行自评，反思自己在课堂上的表现，如实验操作、小组讨论等方面的优缺点。

-学生之间进行互评，互相指出对方在课堂上的亮点和不足，共同进步。

-教师对学生的自评和互评给予指导，强调自我反思和团队合作的重要性。

5.教师评价与反馈：

-针对学生课堂表现：教师对学生在课堂上的积极表现给予肯定，同时对部分学生在实验操作和小组讨论中的不足提出改进建议。

-针对随堂测试结果：教师针对学生在基础知识掌握和应用题方面的差异，提供针对性的辅导和复习建议。

-针对学生自评与互评：教师鼓励学生继续进行自我反思和团队合作，提高自身的学习能力和团队协作精神。

-教师对学生在发酵工程课程中的整体表现给予评价，并指出学生在知识、技能、态度等方面的进步和不足，为学生的进一步学习提供指导。内容逻辑关系①发酵工程的基本概念

-知识点：发酵工程的定义、发酵的分类、发酵过程的关键因素。

-词句：发酵工程、微生物发酵、发酵条件、发酵产物。

②微生物在发酵工程中的作用

-知识点：不同微生物的发酵特性、微生物的代谢途径、微生物的培养与筛选。

-词句：发酵微生物、代谢途径、微生物培养、筛选菌株。

③发酵工程的应用领域

-知识点：发酵工程在食品、医药、环保等领域的应用实例、发酵产品的生产过程。

-词句：食品发酵、医药发酵、环保发酵、生产流程、发酵产品。教学反思与总结今天这节课，我们学习了发酵工程的相关知识，我感到既有成就感也有不少反思。

首先，我觉得在教学方法上，我尝试了一些新的策略。比如，我在导入环节使用了图片和视频，这样可以直观地展示发酵现象，让学生对发酵工程有一个直观的认识。我发现这种方法挺有效的，学生们看起来很感兴趣，参与度也提高了。

但是，我也发现了一个问题，就是有些学生对于视频中的信息吸收得不是很快，他们在观看的时候可能会分心。所以我反思，以后在课堂上，我需要更加注重引导学生如何有效观看多媒体资源，比如设置一些问题，让他们带着问题去看视频，这样可能有助于他们更好地理解和吸收信息。

在策略上，我采用了小组讨论的形式，让学生们自己探索发酵工程的应用。这个环节我觉得挺成功的，学生们在讨论中不仅学到了知识，还锻炼了他们的团队合作能力。不过，也有部分学生不太善于表达自己的观点，或者是在讨论中显得比较被动。这让我意识到，我需要更好地引导他们，比如可以通过提问、鼓励的方式，让每个学生都有机会参与到讨论中来。

在课堂管理方面，我尽量保持课堂的秩序，但有时候也会出现学生开小差的情况。我觉得这需要我在今后的教学中更加关注学生的个体差异，尽可能地营造一个既能保持秩序又能鼓励学生自由思考的课堂氛围。

教学总结方面，我觉得学生们对发酵工程的基本概念有了更深入的理解，他们对微生物在发酵过程中的作用也有了新的认识。在实践活动环节，学生们通过制作酸奶、面包等，亲身体验了发酵过程，这无疑增强了他们的实践操作能力。

当然，我也看到了学生在情感态度上的进步。他们对生物科技产生了更大的兴趣，对科学探究有了更浓厚的热情。这些都是我在教学过程中非常看