华中科大版教学设计中职中职专业课化工技术类67 生物与化工大类

华中科大版教学设计中职中职专业课化工技术类67生物与化工大类备课组Xx主备人授课教师魏老师授教学科Xx授课班级Xx年级课题名称Xx设计意图本节课旨在通过华中科大版教学设计中职中职专业课化工技术类67生物与化工大类的相关内容，引导学生掌握化工生产中生物技术应用的基本原理和操作方法，提高学生的实际操作能力，培养学生的创新意识和实践能力。通过结合实际案例，激发学生对化工专业的兴趣，为今后从事生物化工领域的工作打下坚实基础。核心素养目标培养学生具备化学科学与技术的基本素养，包括对生物化工原理的理解和应用能力，提高学生的实验操作技能和数据分析能力。增强学生的创新思维，激发对生物化工领域的研究兴趣，培养环保意识和可持续发展观念，以及团队协作和沟通能力。教学难点与重点1.教学重点

-理解生物化工过程中的微生物发酵原理。

-掌握发酵过程中的关键参数控制，如pH值、温度、溶解氧等。

-学习发酵工艺流程及其在化工生产中的应用实例。

2.教学难点

-难点一：微生物发酵机理的理解

-学生难以理解微生物在发酵过程中的代谢过程和产物的形成机制。

-例如，解释酶的作用机理和微生物在不同生长阶段的行为变化。

-难点二：发酵参数的控制

-学生对如何精确控制发酵条件以优化生产过程感到困惑。

-例如，讲解如何通过调节pH值和温度来影响酶活性和微生物生长。

-难点三：发酵工艺流程的操作

-学生在模拟或实际操作中难以掌握发酵工艺的步骤和顺序。

-例如，演示从原料预处理到发酵结束的完整工艺流程，并强调每个步骤的重要性。教学资源-软硬件资源：发酵装置模型、pH计、温度计、溶解氧传感器、显微镜

-课程平台：多媒体教学平台、在线实验平台

-信息化资源：生物化工原理相关教学视频、实验操作步骤PPT

-教学手段：实物演示、模拟实验、小组讨论、案例分析教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-通过展示微生物在自然界中的重要作用图片或视频，引发学生对生物化工领域的好奇心。

-提问：微生物在化工生产中有哪些应用？它们是如何影响我们的生活的？

-引导学生思考微生物发酵在食品、医药、环保等领域的应用，为新课学习做铺垫。

2.新课讲授（用时15分钟）

-介绍微生物发酵的基本原理，包括微生物的代谢过程和产物的形成机制。

-举例：讲解酵母菌在酿酒过程中的作用，强调糖类转化为酒精的过程。

-讲解发酵过程中的关键参数控制，如pH值、温度、溶解氧等。

-举例：分析不同pH值对酶活性的影响，以及温度对微生物生长的影响。

-介绍发酵工艺流程及其在化工生产中的应用实例。

-举例：展示啤酒生产、抗生素发酵等实际案例，讲解工艺流程的步骤和关键点。

3.实践活动（用时15分钟）

-学生分组进行模拟发酵实验，观察不同条件下的发酵效果。

-活动一：设置不同pH值的发酵环境，观察酵母菌的生长情况。

-活动二：调整发酵温度，比较不同温度下的酒精产量。

-活动三：通过改变溶解氧浓度，探究对发酵过程的影响。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-讨论内容一：微生物发酵过程中的关键参数对产物的有何影响？

-举例：讨论pH值对酵母菌发酵产酒精的影响。

-讨论内容二：如何优化发酵条件以提高产量？

-举例：分析如何通过控制温度和溶解氧来提高酒精产量。

-讨论内容三：微生物发酵在环保领域的应用有哪些？

-举例：讨论微生物发酵在处理有机废物、净化水质等方面的应用。

5.总结回顾（用时5分钟）

-回顾本节课的学习内容，强调微生物发酵的基本原理、关键参数控制及实际应用。

-提问：微生物发酵在化工生产中有哪些优点和挑战？

-举例：讨论微生物发酵的环保性和高效性。

-总结本节课的重难点，引导学生关注发酵过程中的关键因素和优化策略。

-鼓励学生在课后查阅资料，进一步了解微生物发酵在其他领域的应用。

总用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-微生物发酵的历史与发展：介绍微生物发酵技术的起源、发展历程以及在不同历史时期的代表性应用。

-发酵工业中的微生物种类：详细列举在食品、医药、环保等领域常用的微生物种类及其特点。

-发酵工艺优化技术：探讨现代发酵工艺中常用的优化技术，如基因工程菌的构建、发酵过程控制等。

-发酵废物的处理与资源化利用：分析发酵过程中产生的废物种类、处理方法以及资源化利用的可能性。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读《发酵工程》一书，深入了解微生物发酵的原理和应用。

-建议学生关注国内外相关领域的最新研究动态，如基因工程菌的构建、发酵过程控制等。

-引导学生参观发酵工厂或实验室，实地了解发酵生产过程和设备。

-鼓励学生参与科研项目，如发酵工艺优化、新型发酵菌种的筛选等。

-建议学生查阅相关期刊和杂志，如《生物工程学报》、《发酵科技》等，了解发酵领域的最新研究成果。

-鼓励学生参加学术讲座和研讨会，与专家和同行交流，拓宽视野。

-建议学生关注发酵技术在环保、医药、食品等领域的应用案例，了解其对社会发展的贡献。

-引导学生思考发酵技术在未来的发展趋势，如生物基材料、生物能源等。

-建议学生关注发酵过程中可能出现的污染问题，如抗生素残留、重金属污染等，探讨解决方案。

-鼓励学生关注发酵技术在食品安全和公共卫生领域的应用，如食品添加剂、生物农药等。教学反思这节课上完之后，我有一些思考。首先，我觉得学生在微生物发酵原理的理解上还是有一定的困难，他们对酶的作用机理和微生物的代谢过程不是特别容易掌握。我在讲解这些内容时，可能需要更直观一些，比如用动画或者模型来辅助教学，让学生能够更直观地看到发酵过程中的变化。

其次，我发现学生在实践活动中的参与度不够高。虽然我们设计了模拟实验，但是很多学生还是倾向于观看而不主动操作。我觉得可能是因为他们对实验操作不够熟悉，或者缺乏兴趣。我打算在下节课之前，先让他们自己阅读实验操作手册，确保每个人都能理解实验步骤和目的。

再者，小组讨论环节虽然能激发学生的思考，但有些小组的讨论并不深入，只是表面上的交流。这可能是因为他们对于讨论的话题还不够熟悉，或者缺乏引导。我打算在下一节课中，提前给出一些讨论的方向和问题，引导学生进行更有深度的思考。

最后，我觉得在总结回顾环节，我还可以做得更好。我需要更清晰地指出本节课的重难点，并给出一些具体的例子，帮助学生巩固知识点。同时，我也需要鼓励学生提问，让他们在课后能够继续思考和探索。典型例题讲解1.例题：某微生物发酵过程中，已知葡萄糖的分解反应为C6H12O6→2C2H5OH+2CO2。若发酵前葡萄糖浓度为10g/L，发酵后乙醇浓度为4g/L，求发酵过程中乙醇的产率。

解答：乙醇的产率=(实际产量/理论产量)×100%

理论产量=葡萄糖浓度×葡萄糖分子量/乙醇分子量

实际产量=乙醇浓度×乙醇分子量

理论产量=10g/L×180g/mol/46g/mol≈38.6g/L

实际产量=4g/L×46g/mol≈184g/L

乙醇的产率=(184g/L/38.6g/L)×100%≈47.6%

2.例题：在一定温度下，微生物发酵生产某有机酸，已知发酵前葡萄糖浓度为12g/L，发酵后有机酸浓度为5g/L，葡萄糖的分子量为180g/mol，有机酸的分子量为90g/mol，求有机酸的产率。

解答：有机酸的产率=(实际产量/理论产量)×100%

理论产量=葡萄糖浓度×葡萄糖分子量/有机酸分子量

理论产量=12g/L×180g/mol/90g/mol=24g/L

有机酸的产率=(5g/L/24g/L)×100%≈20.8%

3.例题：某微生物发酵生产乙醇，已知发酵前葡萄糖浓度为15g/L，发酵后乙醇浓度为6g/L，葡萄糖的分子量为180g/mol，乙醇的分子量为46g/mol，求乙醇的产率。

解答：乙醇的产率=(实际产量/理论产量)×100%

理论产量=葡萄糖浓度×葡萄糖分子量/乙醇分子量

理论产量=15g/L×180g/mol/46g/mol≈78.3g/L

实际产量=6g/L×46g/mol≈276g/L

乙醇的产率=(276g/L/78.3g/L)×100%≈354.6%

4.例题：微生物发酵生产乳酸，已知发酵前葡萄糖浓度为8g/L，发酵后乳酸浓度为3g/L，葡萄糖的分子量为180g/mol，乳酸的分子量为90g/mol，求乳酸的产率。

解答：乳酸的产率=(实际产量/理论产量)×100%

理论产量=葡萄糖浓度×葡萄糖分子量/乳酸分子量

理论产量=8g/L×180g/mol/90g/mol=16g/L

乳酸的产率=(3g/L/16g/L)×100%≈18.75%

5.例题：微生物发酵生产丙酮，已知发酵前葡萄糖浓度为10g/L，发酵后丙酮浓度为2g/L，葡萄糖的分子量为180g/mol，丙酮的分子量为58g/mol，求丙酮的产率。

解答：丙酮的产率=(实际产量/理论产量)×100%

理论产量=葡萄糖浓度×葡萄糖分子量/丙酮分子量

理论产量=10g/L×180g/mol/58g/mol≈30.5g/L

实际产量=2g/L×58g/mol≈116g/L

丙酮的产率=(116g/L/30.5g/L)×100%≈379.2%板书设计①微生物发酵原理

-微生物发酵的定义

-发酵过程中的代谢反应

-微生物