2026年秋北师大版高中生物选修1第2章第1节《微生物的利用》教案

2026年秋北师大版高中生物选修1第2章第1节《微生物的利用》优质课教案一、教材分析（一）内容地位1.本节选自北师大版高中生物选修1《生物技术实践》第2章第1节，是整个微生物发酵应用模块的开篇内容。（1）必修教材中学生已经初步认识了微生物的结构、代谢和生态作用，本节内容将原有知识延伸到生产生活应用层面，为后续学习发酵工程、微生物分离纯化等内容打下基础，符合2026新课标“生物技术实践模块聚焦生物学技术在生产生活中的应用，提升学生科学探究能力”的要求。（2）本节内容围绕“微生物的利用”核心主题，既包含生活中常见的微生物应用实例，也包含无菌操作等基础操作原理，体现了“理论联系实际”的新课标理念，对接大概念“生物技术可以改变人类的生产生活方式，满足人类发展需求”。2.本节内容与日常生活联系紧密，能够很好地体现生物学的应用价值，符合新课标“教学内容要贴近学生生活、对接社会发展”的要求。（二）核心素养对接1.生命观念：通过分析不同微生物的应用特点，帮助学生建立“结构与功能相适应”的生命观念，理解微生物代谢多样性决定了应用多样性。2.科学探究：通过设计实践方案，掌握微生物利用的基本流程，提升科学探究和方案设计能力。3.科学思维：通过分析无菌操作的必要性，发展逻辑推理和辩证思维能力。4.社会责任：通过了解微生物在环境保护、粮食生产中的应用，提升学生关注社会问题的意识，树立生物技术造福人类的观念。二、学情分析（一）知识基础1.学生在必修阶段已经学习了原核细胞、真核细胞的结构，了解了细胞呼吸的原理，也知道微生物在生态系统中的作用，具备学习本节的知识基础。（1）多数学生在生活中接触过发酵食品，对微生物的利用有感性认知，但不清楚具体原理和操作要求，对工业、农业、环保领域的微生物应用了解较少。（二）能力基础1.高中学生已经具备一定的资料分析、小组合作和猜想验证能力，能够基于生活常识提出合理的探究方向。（1）但学生还没有建立微生物操作的严谨性思维，对无菌操作的原理理解不到位，设计完整实践方案的能力还有待提升。（三）情感基础1.学生对和生活相关的生物学内容兴趣浓厚，愿意参与动手相关的探究活动，对新技术解决环境问题等内容有较强的好奇心，适合开展探究式教学。三、教学目标（一）知识与技能1.能够举例说出微生物在生产生活不同领域的应用，说明微生物应用的基本原理。（1）掌握微生物利用过程中无菌操作的目的和常用方法，能够说出微生物利用的基本流程。（2）能够区分消毒和灭菌的适用场景，正确选择无菌操作方法。2.能够根据实际需求，选择合适的微生物设计简单可操作的应用方案。（二）过程与方法1.通过分析生活中常见的发酵实例，提升从生活现象中提炼生物学原理的能力。（1）通过小组合作设计自制酸奶的实践方案，提升合作探究、逻辑设计和表达交流能力。（三）情感态度价值观1.认同微生物在人类生产生活中的重要价值，养成严谨、规范的科学探究态度。（1）关注微生物技术在解决环境污染、粮食安全等全球性问题中的应用，树立运用生物学知识服务社会的社会责任意识。四、教学重点（一）微生物常见应用实例及原理（二）微生物利用过程中无菌操作的原理和基本要求五、教学难点（一）理解无菌操作对微生物利用的核心意义（二）设计规范、可操作的微生物利用实践方案六、课前准备（一）教师准备1.提前准备实物材料：发好的面团、未发的面团、蒸好的发面馒头、死面馒头、自制酸奶、市售原味酸奶，供课堂观察品尝。（1）准备多媒体材料：剪辑好的发酵工厂生产酱油视频、微生物治理黑臭水体科普视频、家庭制作酸奶无菌操作演示视频，制作对应PPT课件。（2）准备分组探究材料：每个小组一张任务设计单，提前划分好4-5人固定合作小组。2.提前梳理不同层次学生的学习基础，预设探究过程中可能遇到的问题，准备好引导方案。（二）学生准备1.提前预习本节教材内容，整理必修阶段学习过的微生物相关知识。（1）提前观察记录生活中见到的利用微生物制作的产品，整理好要点准备课堂分享。七、课时安排1课时（45分钟）八、教学过程（一）导入（3分钟）1.教师活动：依次拿出提前准备好的发面馒头和死面馒头，请两位同学上台分别掰开观察，再品尝一小块，说一说两种馒头在气孔数量、口感、味道上的区别。（1）提问：是什么让原本紧实的面团变得疏松香甜呢？学生回答出酵母菌之后，继续提问：小小的酵母菌除了做馒头，还能帮我们做哪些事？今天我们就一起走进微生物的世界，学习怎么利用微生物为我们服务。（2）设计意图：从学生熟悉的生活实物入手，降低学习门槛，激发学生的探究兴趣，符合新课标“情境教学”的要求。（二）新授（15分钟）1.微生物的应用领域（1）请3-4位同学分享课前记录的生活中微生物相关产品，教师把学生分享的内容写在黑板副板区域，然后引导学生按照应用领域分类，整理出四个主要应用方向：第一类是食品加工领域，馒头、面包、酸奶、酱油、酒、泡菜等，都是利用微生物制作的；第二类是医药生产领域，我们吃的青霉素、胰岛素、很多疫苗都是通过微生物发酵生产的；第三类是环境保护领域，利用微生物处理生活污水、降解废弃塑料、净化被污染的土壤；第四类是农业生产领域，根瘤菌固氮制作生物氮肥、利用微生物制作生物农药防治害虫。（2）结合PPT讲解不同应用的原理：比如制作馒头用的酵母菌，在有氧条件下大量繁殖，无氧条件下分解葡萄糖产生二氧化碳和酒精，二氧化碳让面团变得疏松，酒精带来特殊的香气；制作酸奶用的乳酸菌，无氧呼吸产生乳酸，让牛奶中的蛋白质变性凝固，变成酸甜可口的酸奶。（3）引导学生思考：为什么微生物能有这么多不同的用途？总结得出：微生物种类多、代谢类型多样、繁殖速度快，所以能满足人类不同的需求，微生物的结构和代谢特点决定了它的功能，进一步强化结构与功能相适应的生命观念。2.微生物利用的核心要求（1）提出问题：如果我们在家做酸奶的时候，装牛奶的瓶子没有烫过，上面沾了别的杂菌，做出来的酸奶会变成什么样？学生结合生活经验会说出会长霉、发臭、不能吃，顺势引出：我们要培养的是我们需要的微生物，要避免其他杂菌影响目标微生物的生长，所以整个过程都要进行无菌操作，这是微生物利用成功的核心。（2）讲解无菌操作的核心目的：防止杂菌污染，保证目标微生物的正常生长繁殖。然后介绍常见的无菌操作方法：对需要用到的培养基、容器等进行高温灭菌，杀死所有的微生物包括芽孢；对操作者的手、操作台进行酒精消毒，杀死物体表面的部分微生物；接种操作要在酒精灯火焰旁边或者无菌操作台中进行，避免空气中的杂菌落入。（3）播放家庭制作酸奶的无菌操作演示视频，让学生直观看到不同操作的规范要求，加深理解。（三）小组合作探究（12分钟）1.布置探究任务：请每个小组结合今天学习的知识，设计一份可操作的家庭自制酸奶方案，任务单上需要明确：用到的微生物是什么？需要准备哪些材料用具？操作步骤是什么？特别要写出你会怎么进行无菌操作？发酵需要什么样的条件？给大家10分钟时间讨论完成。（1）教师巡视各个小组，对讨论遇到困难的小组进行针对性指导：比如提示学生，我们需要的乳酸菌在哪里？市售的原味酸奶里就有活性乳酸菌，所以可以用原味酸奶当菌种；牛奶为什么要煮开？就是为了杀死里面原来的杂菌；装酸奶的瓶子为什么要用开水烫？也是为了灭菌；为什么要放在温暖的地方？因为乳酸菌生长需要适宜的温度。2.10分钟讨论结束后，请2-3个小组派代表上台展示自己小组的设计方案，其他小组进行点评，说一说这个方案哪里设计得好，哪里还有问题需要改进。（1）教师最后进行总结点评，肯定大家设计中的亮点，比如很多小组都想到了要给容器灭菌，这个就抓住了核心；同时点出常见的问题，比如有的小组忘记接种后要密封，因为乳酸菌是厌氧菌，需要无氧环境才能发酵产生乳酸，进一步强化知识点。（四）课堂练习（6分钟）1.出示三道分层练习题，学生独立完成：（1）基础题：下列不属于微生物应用的是（）A.利用酵母菌酿造啤酒B.利用乳酸菌制作泡菜C.利用放线菌生产抗生素D.利用风力发电（2）基础题：微生物利用过程中进行无菌操作的核心目的是（）A.让微生物更快繁殖B.防止杂菌污染目标微生物C.杀死所有微生物D.提高产物的产量（3）拓展题：有人说“所有微生物都对人类有益，所以我们可以随意利用微生物”，这个说法对吗？请说明你的理由。2.学生完成后同桌互换批改，教师统计各题的错误率，对错误率较高的知识点进行再次讲解，拓展题请两位同学分享观点，引导学生得出：微生物有有益的也有有害的，我们要利用有益的，防控有害的，辩证看待微生物和人类的关系。（五）课堂小结（3分钟）1.教师引导学生一起梳理本节课的核心内容：今天我们首先学习了微生物在四个领域的应用，知道了微生物因为代谢多样、繁殖快，所以能被我们广泛利用；然后我们学习了微生物利用的核心要求就是无菌操作，目的是防止杂菌污染；最后我们自己设计了家庭自制酸奶的方案。（1）总结：微生物虽然很小，小到我们肉眼看不见，但是它对人类社会的贡献却非常大，现在科学家还在不断研究新的微生物应用，帮助我们解决粮食、环境很多难题，希望大家以后也能运用生物学知识，让微生物更好地为我们服务。（六）作业布置（1分钟）1.基础作业：完成教材课后的练习题，把本节课的知识点整理成笔记，第二天上交检查。（1）实践作业：按照你设计的酸奶制作方案，回家和家人一起尝试制作酸奶，记录制作过程和成品的口感、样子，下节课带过来和大家分享，提醒大家操作的时候一定要注意消毒，保证食品安全。九、板书设计（一）主板书1.微生物的利用（1）应用领域：食品加工、医药生产、环境保护、农业生产（2）核心要求：无菌操作①目的：防止杂菌污染②常用方法：高温灭菌、酒精消毒（3）基本流程：选择菌种→材料灭菌→接种→无菌培养→获得产物（二）副板书记录学生分享的生活实例、整理小组方案的要点十、教学反思（一）教学设计落实核心素养情况1.本节课围绕2026新课标要求，以生活情境为切入点，通过探究活动落实了科学探究和社会责任核心素养，整体环节清晰，符合学生的认知规律，学生参与度较高，多数学生能掌握核心知识点。（1）从课堂练习的结果来看，学生对基础知识点的掌握率达到90%以上，达到了预设的教学目标。（二）教学过程中存在的问题1.部分基础较弱的小组在设计方案的时候，思路不够清晰，不知道从哪里入手，需要教师反复提醒，占用了一定的课堂时间，导致拓展部分的内容讲解比较仓促。（1）部分学生对工业大规模微生物利用的过程还是没有直观认知，