2024-2025学年高中生物学选择性必修3 生物技术与工程北师大版（2019）教学设计合集

2024-2025学年高中生物学选择性必修3生物技术与工程北师大版（2019）教学设计合集目录一、第1章发酵工程 1.1第一节微生物纯培养物的获得 1.2第二节微生物纯培养物的选择 1.3第三节传统发酵技术 1.4第四节发酵工程的过程与原理 1.5第五节发酵工程的应用 1.6本章复习与测试二、第2章细胞工程 2.1第一节植物细胞工程 2.2第二节动物细胞工程 2.3第三节胚胎工程 2.4本章复习与测试三、第3章基因工程 3.1第一节基因工程的原理 3.2第二节基因工程的基本工具 3.3第三节基因工程的操作程序 3.4第四节基因工程的应用 3.5第五节蛋白质工程 3.6本章复习与测试四、第4章生物技术的安全与伦理问题 4.1第一节转基因产品的安全性引发社会关注 4.2第二节禁止生殖性克隆人 4.3第三节生物武器对人类的威胁 4.4本章复习与测试第1章发酵工程第一节微生物纯培养物的获得主备人备课成员设计思路本节课以“微生物纯培养物的获得”为核心内容，结合高中生物学选择性必修3生物技术与工程北师大版（2019）第1章发酵工程的相关知识，设计以下教学环节：首先通过引入生活中的发酵实例，激发学生兴趣；接着讲解微生物纯培养物的概念及其在发酵工程中的重要性；然后详细介绍微生物纯培养物的获得方法、步骤及注意事项；最后通过实验操作和案例分析，巩固所学知识，培养学生的实践能力和创新思维。课程内容紧密联系课本，注重理论与实践相结合，以提高学生的生物科学素养。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学思维与实践创新能力。通过学习微生物纯培养物的获得方法，学生将提升对生物学现象的观察、分析和解决问题的能力，培养科学探究精神。同时，通过实验操作，学生能够提高实验技能，培养严谨的科学态度和团队合作意识。此外，课程中将融入生物技术在社会生活中的应用，引导学生关注科学技术发展，增强社会责任感和创新意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习了微生物的基本概念和分类。

-学生对发酵过程有初步了解，知道发酵与微生物的关系。

-学生具备基础的实验室操作技能，如无菌操作、显微镜使用等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对生物技术领域有浓厚兴趣，尤其是发酵技术在食品、药品等领域的应用。

-学生具备一定的观察能力和实验操作能力，能够跟随指导完成基本实验。

-学生的学习风格多样，有的喜欢理论学习，有的偏好动手实践，有的擅长合作探讨。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能对微生物纯培养物的概念理解不深，需要通过实例和实验来强化。

-实验过程中，学生可能会遇到操作失误或实验结果与预期不符的情况，需要引导学生进行问题分析和解决。

-学生可能对实验数据的处理和分析感到困难，需要教师提供适当的指导和支持。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段教学方法：

1.采用讲授法，系统地介绍微生物纯培养物的概念、重要性及获取方法。

2.利用讨论法，引导学生探讨微生物纯培养物在发酵工程中的应用实例，激发学生思考。

3.实施实验法，通过实际操作，让学生亲自体验微生物纯培养物的获取过程，增强实践能力。

教学手段：

1.使用多媒体设备展示微生物纯培养物的实际应用案例，增强直观感受。

2.利用教学软件模拟微生物培养过程，辅助学生理解复杂概念。

3.结合网络资源，提供相关视频资料，帮助学生更好地理解发酵工程背景下的微生物培养技术。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习微生物纯培养物的概念、重要性及基本获取方法。

-设计预习问题：如“微生物纯培养物在发酵工程中的作用是什么？”“如何从环境中筛选特定微生物？”

-监控预习进度：通过在线平台的预习反馈功能，监控学生的预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生根据预习要求，阅读相关资料，理解微生物纯培养物的相关知识。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记或思维导图等成果提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生自主学习和思考的能力。

-信息技术手段：利用在线平台实现资源的共享和预习进度监控。

-作用与目的：为学生课堂学习打下基础，培养学生的自主学习能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示发酵产品如啤酒、酸奶等，引出微生物纯培养物的重要性。

-讲解知识点：详细讲解微生物纯培养物的获取方法，如平板划线法、稀释涂布法等。

-组织课堂活动：分组进行微生物纯培养物的模拟实验，让学生在实践中学习。

-解答疑问：对学生在学习中产生的疑问进行解答。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生分组进行实验操作，体验微生物纯培养物的获取过程。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法进行提问和讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：讲解微生物纯培养物的获取方法。

-实践活动法：通过模拟实验，让学生在实践中学习。

-合作学习法：通过小组讨论，培养学生的团队合作能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解微生物纯培养物的获取方法。

-培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与微生物纯培养物相关的实验报告或研究性学习任务。

-提供拓展资源：提供相关的科研论文或在线课程，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生完成实验报告或研究性学习任务，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：学生对学习过程和成果进行反思，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

-作用与目的：巩固知识点，拓宽知识视野，促进学生自我提升。教学资源拓展拓展资源：

1.发酵工程概述：介绍发酵工程的定义、发展历程、应用领域和未来趋势，让学生了解发酵工程在实际生产中的应用价值。

2.微生物分类与特性：详细讲解微生物的分类方法、不同微生物的特性及其在发酵过程中的作用。

3.微生物培养技术：深入探讨微生物的培养方法，包括培养基的配制、无菌操作技术、纯化与鉴定方法等。

4.发酵罐与发酵过程控制：介绍发酵罐的结构与工作原理，发酵过程中的参数监测与控制，以及常见的发酵工艺。

5.微生物发酵产品实例：分析微生物发酵在食品、制药、化工等领域的具体应用案例，如啤酒酿造、抗生素生产、生物燃料制造等。

6.生物技术伦理与安全：探讨生物技术在发酵工程中的应用所涉及的伦理问题、安全风险及法律法规。

拓展建议：

1.阅读拓展资料：鼓励学生阅读教材外的相关书籍、科研论文，以拓宽知识面，加深对微生物纯培养物在发酵工程中作用的理解。

2.参观发酵企业：组织学生参观当地的发酵企业，实地了解发酵工程的运作过程，增强学生的实践能力。

3.实验操作练习：学生在实验室进行微生物纯培养物的实际操作练习，加深对理论知识的理解和应用。

4.开展研究性学习：鼓励学生以小组形式开展研究性学习，针对某一发酵产品或工艺进行深入研究，培养科研兴趣。

5.参与学术讨论：组织学生参与学术讨论会或讲座，与专业人士交流，了解发酵工程领域的最新研究动态。

6.制作科普宣传册：学生结合所学知识，制作关于发酵工程的科普宣传册，提高科普宣传能力。重点题型整理题型一：简答题

题目：简述微生物纯培养物在发酵工程中的重要性。

答案：微生物纯培养物在发酵工程中至关重要，因为它可以确保发酵过程中使用的微生物是特定的、无污染的。纯培养物能够提供稳定的发酵效果，保证产品质量的一致性，同时避免了杂菌污染导致的发酵失败或产品质量下降。

题型二：实验操作题

题目：描述使用平板划线法进行微生物纯培养的操作步骤。

答案：

1.准备无菌平板培养基。

2.将待纯化的微生物样品接种环加热至红热，冷却后蘸取少量样品。

3.在平板培养基表面进行划线，从平板边缘开始，划线时不要重叠。

4.将划线后的平板放入培养箱中，适宜温度下培养。

5.观察菌落生长情况，挑选单个菌落进行进一步纯化。

题型三：案例分析题

题目：某学生在进行微生物纯培养实验时，发现培养皿中出现了多个不同形态的菌落，分析可能的原因并提出解决方法。

答案：可能的原因是接种环未完全冷却就蘸取样品，导致样品中混入了空气中的杂菌。解决方法是确保接种环在蘸取样品前完全冷却，并且在无菌环境下进行操作，同时加强无菌操作技术的训练。

题型四：论述题

题目：论述微生物纯培养物在发酵工程中的质量控制措施。

答案：微生物纯培养物在发酵工程中的质量控制措施包括：

1.严格的无菌操作，防止杂菌污染。

2.使用标准化的培养基和培养条件，保证微生物的生长和代谢稳定。

3.对纯培养物进行定期的形态、生理生化特性的检测，确保其遗传稳定性。

4.建立完善的微生物菌种库，对纯培养物进行保存和管理。

5.对发酵过程进行严格监控，及时调整发酵条件，保证发酵产品的质量。

题型五：应用题

题目：设计一个实验方案，从土壤中筛选并纯化一种能产生淀粉酶的微生物。

答案：

1.从土壤中取样，加入无菌水稀释。

2.将稀释后的土壤悬液涂布在含有淀粉的平板培养基上。

3.在适宜温度下培养，观察菌落生长情况。

4.挑选产生透明圈的菌落，这些菌落可能产生淀粉酶。

5.将挑选出的菌落进行纯化，重复平板划线法直至获得纯培养物。

6.对纯培养物进行淀粉酶活性检测，确认其产酶能力。教学反思与总结在这节课的教学过程中，我尝试了多种教学方法，如讲授法、实验法、讨论法等，力求激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力和创新能力。以下是我对整个教学过程的反思与总结。

教学反思：

在教学方法上，我发现讲授法能够系统地传授微生物纯培养物的相关知识，但可能过于单调，难以长时间吸引学生的注意力。因此，我在课堂上穿插了实验法和讨论法，让学生在实际操作和交流中学习。这种多元化的教学方法有助于提高学生的学习兴趣，但也带来了一定的挑战，如何平衡各种教学方法的比重，使它们相辅相成，是我今后需要思考的问题。

在策略上，我注重引导学生自主探究和思考。通过设计预习任务和课堂活动，鼓励学生提出问题、分析问题、解决问题。这一策略有助于培养学生的自主学习能力和批判性思维。但我也发现，部分学生在自主探究过程中可能存在一定的困难，需要我在今后的教学中提供更多的引导和支持。

在管理上，我尝试建立良好的课堂氛围，鼓励学生积极参与、互相帮助。总体来说，课堂氛围较为融洽，但仍有部分学生表现出一定的懈怠。为此，我计划加强对学生的管理，提高他们的学习积极性。

教学总结：

本节课的教学效果总体较好。学生在知识方面，对微生物纯培养物的概念、获取方法及其在发酵工程中的应用有了更深入的理解。在技能方面，学生通过实验操作，掌握了微生物纯培养的基本技巧。在情感态度方面，学生对生物技术和发酵工程产生了浓厚的兴趣，表现出积极的学习态度。

然而，教学中也存在一些问题和不足。首先，部分学生对微生物纯培养物的理解仍然不够深入，需要我在今后的教学中加强引导。其次，课堂讨论环节，部分学生参与度不高，可能是因为讨论主题不够贴近实际或讨论氛围不够活跃。针对这些问题，我计划采取以下改进措施：

1.在教学中增加实例分析，使理论知识更加贴近实际，提高学生的兴趣。

2.优化课堂讨论主题，选择更具启发性和探究性的问题，激发学生的思考。

3.加强对学生的个别辅导，关注学生的个体差异，提高他们的学习积极性。

4.继续探索多元化的教学方法，力求在讲授、实验、讨论等环节取得更好的平衡。板书设计①微生物纯培养物的概念

-定义：单一微生物种类的培养物。

-重要性：保证发酵产品质量和一致性。

②微生物纯培养物的获取方法

-平板划线法

-步骤：接种、划线、培养。

-注意事项：无菌操作、划线均匀。

-稀释涂布法

-步骤：稀释、涂布、培养。

-注意事项：稀释比例、涂布均匀。

③微生物纯培养物在发酵工程中的应用

-发酵产品：啤酒、酸奶、抗生素等。

-发酵过程：微生物生长、代谢、产物形成。课堂1.提问：在课堂上，我会通过提问来了解学生对微生物纯培养物知识的掌握程度。我会根据学生的回答，及时调整教学进度和内容，确保每个学生都能跟上教学节奏。

2.观察：我会观察学生在课堂上的表现，包括他们的学习态度、参与度、合作精神等。通过观察，我可以了解学生的学习兴趣和需求，从而调整教学方法，提高教学效果。

3.测试：在课程结束后，我会进行一次小测试，以检验学生对微生物纯培养物知识的掌握程度。测试内容将包括选择题、简答题和实验操作题等，全面评估学生的学习效果。

作业评价：

1.批改：我会认真批改学生的作业，对学生的错误进行指正，并提出改进建议。我会鼓励学生提出问题，积极与我交流，以便更好地理解知识。

2.点评：我会对学生的作业进行点评，对优秀作业进行表扬，对有问题的作业进行指导。我会关注学生的进步，鼓励他们继续努力，提高学习效果。

3.反馈：我会及时将学生的作业评价反馈给学生，让他们了解自己的学习情况。我会与学生一起分析问题，寻找解决办法，帮助他们提高学习效果。第1章发酵工程第二节微生物纯培养物的选择学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容是高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》北师大版（2019）第1章发酵工程第二节“微生物纯培养物的选择”，主要包括微生物纯培养的概念、微生物分离的方法、纯化培养的方法以及微生物纯培养物的应用。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的课程中已经学习了微生物的基本形态、结构、生理特性以及微生物的培养方法，本节课将在此基础上，进一步介绍微生物纯培养物的选择方法，帮助学生掌握微生物培养的实际操作技能，为后续学习发酵工程等内容打下基础。核心素养目标培养学生科学探究与创新意识，通过学习微生物纯培养物的选择方法，提高学生的实验操作能力和问题解决能力；增强学生的科学思维，使其能够运用所学知识解释微生物培养在实际应用中的重要性；同时，通过案例分析和讨论，培养学生的社会责任感和生命伦理意识。教学难点与重点1.教学重点

-微生物纯培养物的概念：明确微生物纯培养物是指只含有一种微生物的培养物，这对于后续的发酵工程至关重要。

-微生物分离的方法：包括平板划线法、稀释涂布平板法等，这些方法的选择和应用是本节课的核心。

-微生物纯化培养的方法：如斜面划线法、液体培养基中的转移培养等，掌握这些方法对于保证微生物纯度至关重要。

2.教学难点

-微生物分离方法的选择：学生可能难以理解不同分离方法的具体操作步骤和适用场景，例如，稀释涂布平板法适用于哪些微生物的分离，而平板划线法又适用于哪些情况。

-微生物纯化培养的操作技巧：如斜面划线法的操作细节，如何避免污染，如何确保纯化培养的成功，这些都是学生可能遇到的难点。

-微生物纯培养物的实际应用：学生可能难以将纯培养物的概念与实际应用联系起来，例如，在发酵过程中，如何确保菌种的纯度和活性。

例如，在讲解微生物分离方法时，难点在于如何让学生理解并掌握稀释涂布平板法的具体步骤，包括稀释的比例、涂布的技巧以及如何计算菌落数。在纯化培养的操作技巧方面，难点在于如何让学生掌握斜面划线法的正确操作，如划线的起始点、划线方向、力度等，以及如何通过观察菌落特征来判断纯化是否成功。教学资源-硬件资源：微生物实验室、显微镜、无菌操作台、培养箱、离心机、移液器、平板计数器

-软件资源：微生物培养及分离教学PPT、微生物纯培养物视频资料

-课程平台：学校教学管理系统、在线课堂平台

-信息化资源：数字教材、在线实验操作指导、微生物培养相关学术文章

-教学手段：小组讨论、实验演示、学生实验操作、课堂提问、作业练习教学流程1.导入新课（5分钟）

-利用上节课学习的微生物培养知识，提出问题：“如何确保我们培养的微生物是单一品种？”

-展示两种不同的微生物混合培养的图片，引导学生思考混合培养带来的问题。

-引入本节课的主题“微生物纯培养物的选择”，说明其重要性。

2.新课讲授（15分钟）

-讲解微生物纯培养物的概念，通过展示纯培养物与混合培养物的对比，强调纯培养物的重要性。

-介绍微生物分离的方法，如平板划线法、稀释涂布平板法，通过视频演示或现场操作展示每个步骤。

-详细讲解微生物纯化培养的方法，如斜面划线法，通过实际操作演示，让学生理解每个操作的关键点。

3.实践活动（10分钟）

-分发实验材料，指导学生进行微生物分离实验，如稀释涂布平板法操作。

-让学生尝试使用斜面划线法进行纯化培养，观察并记录结果。

-提供不同类型的微生物培养基，让学生选择合适的培养基进行实验。

4.学生小组讨论（10分钟）

-讨论微生物分离方法的选择：哪种方法更适合特定类型的微生物分离？

-分析纯化培养过程中可能遇到的问题及解决方法：如何避免污染？如何判断纯化成功？

-探讨微生物纯培养物在实际应用中的重要性：在发酵工程中如何确保菌种的纯度和活性？

5.总结回顾（5分钟）

-回顾微生物纯培养物的定义和重要性，强调其在生物技术中的应用。

-总结微生物分离和纯化培养的方法，指出每个方法的操作要点和适用场景。

-强调实验操作中的注意事项，如无菌操作的重要性，以及如何通过实验结果判断纯化是否成功。学生学习效果学生学习效果体现在以下几个方面：

1.知识掌握：学生能够准确理解微生物纯培养物的概念，掌握微生物分离和纯化培养的基本方法，如平板划线法、稀释涂布平板法、斜面划线法等。通过实验操作，学生能够独立完成微生物的分离和纯化，并能够解释每个步骤的科学原理。

2.实验技能：学生在实践活动中能够熟练使用显微镜、无菌操作台、培养箱等实验设备，掌握移液器、平板计数器等实验仪器的使用方法。通过实际操作，学生的实验技能得到提升，能够按照规范进行无菌操作，有效避免实验过程中的污染。

3.问题解决能力：学生在学习过程中能够识别并解决微生物纯化培养中遇到的问题，如污染的来源、纯化失败的原因等。通过小组讨论，学生能够提出解决方案，并在后续的实验中应用这些方案，提高实验成功率。

4.科学思维：学生能够运用所学知识，分析微生物纯培养物在发酵工程等领域的应用，理解微生物纯度对发酵过程的影响。学生能够基于实验结果，进行科学推理，提出假设，并设计实验来验证这些假设。

5.团队协作：在小组讨论和实验操作中，学生能够有效地与同伴合作，共同完成实验任务。学生学会了倾听他人意见，表达自己的想法，并在团队中分担责任，共同解决问题。

6.创新意识：学生在学习微生物纯培养物的选择方法时，能够思考如何改进现有的实验技术，提出新的实验方案。在解决实际问题的过程中，学生能够展现出创新思维，尝试不同的方法来优化实验结果。

7.科学态度：学生能够培养出严谨的科学态度，对待实验操作认真细致，对待实验结果客观分析。学生能够理解实验过程中的失败是科学探索的一部分，能够从失败中学习，不断改进实验方法。

8.应用能力：学生能够将所学的微生物纯培养物的选择方法应用到实际的生物技术领域，如发酵工程、生物制药等，理解纯培养物在这些领域中的重要性，并为将来的职业生涯打下坚实的基础。教学反思与改进这节课结束后，我组织了一次反思活动，让学生填写反馈问卷，同时也对自己的教学过程进行了深入的思考。以下是我的一些发现和改进措施。

在设计反思活动中，我注意到以下几点：

1.学生对于微生物纯培养物的概念理解比较到位，但在实际操作中，对于分离和纯化方法的掌握程度不一。有的学生在操作过程中表现出一定的生疏，这提示我需要在未来的教学中增加实操环节。

2.实践活动中，我发现部分学生对于实验仪器的使用还不够熟练，这可能是因为课堂上的演示时间有限，学生没有足够的时间去练习。

3.在小组讨论环节，虽然学生们能够积极参与，但讨论的深度和广度还有待提高。我意识到需要引导学生进行更深层次的思考，并提供更多的实际案例供他们分析。

基于以上发现，我制定了以下改进措施：

-增加实验操作时间：在未来的课程中，我会安排更多的时间让学生进行实验操作，确保每个学生都有机会亲手实践，提高他们的操作技能。

-强化实验演示和指导：我会制作更详细的实验操作视频，让学生在课前预习，课堂上则重点进行现场演示和个别指导，帮助学生更快地掌握实验技巧。

-引入更多实际案例：为了让学生更好地理解微生物纯培养物的应用，我计划引入更多与发酵工程相关的实际案例，让学生通过案例学习，深化对知识点的理解。

-设计更深入的讨论问题：在小组讨论环节，我会设计一些更具挑战性的问题，引导学生进行深入的思考和讨论，提高他们的分析问题和解决问题的能力。

-加强课后辅导：对于在实验操作中遇到困难的学生，我会提供课后辅导，帮助他们解决实际问题，确保每个学生都能够跟上课程的进度。课堂课堂评价：

在课堂上，我采用了多种方式来评估学生的学习情况，确保能够及时发现并解决问题。

1.提问：我在讲解新知识时，会穿插一些问题来检查学生的理解程度。例如，在介绍微生物分离方法后，我会询问学生：“哪种方法适合于分离厌氧微生物？”这样的问题可以立即揭示学生是否掌握了关键知识点。

2.观察：我在学生进行实验操作时，会仔细观察他们的动作是否规范，是否能够按照实验步骤正确操作。通过观察，我发现有些学生在稀释涂布平板法中涂布的技巧有待提高，于是我及时进行了个别指导。

3.测试：在课程结束时，我会进行小测验，以测试学生对课程内容的掌握情况。测试内容包括微生物纯培养物的定义、分离和纯化方法的选择以及实验操作中的注意事项。

作业评价：

对于学生的作业，我进行了认真的批改和点评，以下是我的一些做法：

1.批改：我仔细检查学生的作业，确保他们的答案准确无误，对于错误的答案，我会指出错误并给出正确的解释。

2.点评：在批改作业后，我会选择一些具有代表性的作业进行课堂点评，让学生了解到自己在作业中的优点和不足。

3.反馈：我及时向学生反馈作业的评价结果，鼓励他们继续努力。对于表现优秀的学生，我会给予表扬，对于需要改进的学生，我会提出具体的建议。

4.鼓励：我鼓励学生积极参与作业的完成，对于他们在作业中展现出的努力和进步，我会给予正面的反馈，以激发他们的学习热情。内容逻辑关系①微生物纯培养物的概念与重要性

-重点知识点：微生物纯培养物的定义、特点、在发酵工程中的应用

-重点词：纯培养物、单一菌种、发酵工程

-重点句：微生物纯培养物是指仅含有一种微生物的培养物，这对于保证发酵产品质量至关重要。

②微生物分离与纯化培养的方法

-重点知识点：微生物分离的方法（平板划线法、稀释涂布平板法）、纯化培养的方法（斜面划线法）

-重点词：分离、纯化、平板划线法、稀释涂布平板法、斜面划线法

-重点句：正确选择和操作微生物分离与纯化方法，是获得纯培养物的关键步骤。

③微生物纯培养物在生物技术中的应用

-重点知识点：微生物纯培养物在发酵工程、生物制药等领域的应用

-重点词：发酵工程、生物制药、应用

-重点句：微生物纯培养物在生物技术中的应用广泛，对提高产品质量和生产效率具有重要作用。典型例题讲解1.例题一：设计实验

题目：如果你需要从含有多种微生物的样品中获得某一种特定的微生物纯培养物，你将如何设计实验？请描述实验步骤及原理。

答案：首先，我会使用平板划线法或稀释涂布平板法对样品进行分离。具体步骤如下：

-将样品进行适当的稀释。

-取适量稀释液涂布在固体培养基上。

-使用无菌划线器在培养基上进行划线，或将稀释液均匀涂布。

-将培养皿放入培养箱中，适宜的温度下培养。

-观察并挑选出单一菌落，进行纯化培养。

原理：通过稀释和划线，可以将样品中的微生物分散到培养基上，形成单个菌落，从而实现分离纯化。

2.例题二：纯化培养

题目：在纯化培养过程中，为什么我们需要使用斜面划线法而不是直接将微生物接种到液体培养基中？

答案：斜面划线法可以将微生物逐个分离到培养基上，形成单独的菌落，这样更容易观察到纯化的效果。而将微生物直接接种到液体培养基中，微生物会混合生长，无法实现纯化培养的目的。

3.例题三：微生物应用

题目：请举例说明微生物纯培养物在发酵工程中的应用。

答案：微生物纯培养物在发酵工程中用于生产特定的发酵产品，如啤酒、酸奶、抗生素等。以啤酒为例，酿酒师会使用纯化的酵母菌进行发酵，确保啤酒的品质和风味。

4.例题四：无菌操作

题目：在微生物纯培养物的操作过程中，为什么无菌操作至关重要？

答案：无菌操作可以防止外界的污染物进入培养物，从而保证纯培养物的纯度。如果操作过程中出现污染，将导致培养物中混入其他微生物，影响实验结果和发酵产品的质量。

5.例题五：实验结果分析

题目：如果在纯化培养过程中，你发现培养皿上的菌落形态各异，应该如何处理？

答案：如果培养皿上的菌落形态各异，这可能意味着培养物受到了污染。此时，应该废弃这个培养皿，重新进行纯化培养。同时，需要检查实验操作过程中是否存在问题，如无菌操作是否到位，培养基是否新鲜等，以确保后续实验的顺利进行。第1章发酵工程第三节传统发酵技术授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》北师大版（2019）第1章发酵工程第三节“传统发酵技术”为核心内容，结合学生实际情况，设计以下课程：

1.引导学生回顾发酵的基本概念，理解发酵技术在生活中的应用；

2.通过案例讲解，让学生了解传统发酵技术的原理和过程；

3.通过实验演示，让学生亲身体验传统发酵技术的操作步骤；

4.分析传统发酵技术的优缺点，引导学生思考如何改进发酵过程；

5.结合现代生物技术，探讨发酵技术在食品、医药等领域的应用前景。核心素养目标1.科学探究：培养学生通过观察、实验等方法探究传统发酵技术原理的能力，提高实验操作和数据分析的技能。

2.科学思维：引导学生运用批判性思维分析传统发酵技术的局限性，激发创新意识，探索发酵过程的优化方案。

3.科学态度：培养学生对生物技术的兴趣和好奇心，培养严谨、求实的科学态度，以及尊重传统发酵文化的价值观。

4.责任意识：让学生认识到发酵技术对食品、医药等领域的贡献，增强将科学技术应用于社会发展的责任感。重点难点及解决办法重点：

1.传统发酵技术的原理和过程。

2.发酵过程中微生物的作用及其控制。

难点：

1.发酵过程中微生物的生长条件和代谢机制。

2.传统发酵与现代生物技术的结合应用。

解决办法：

1.利用多媒体教学，展示发酵过程中微生物的形态和生长变化，帮助学生直观理解发酵原理。

2.通过实验演示，让学生亲手操作发酵过程，观察微生物的生长和代谢现象，加深对发酵机制的理解。

3.设计案例分析，将传统发酵与现代生物技术结合的实例进行讲解，引导学生探讨发酵技术的创新发展。

4.组织小组讨论，鼓励学生提出问题，共同探讨发酵过程中的关键环节，解决理解上的困惑。教学资源准备1.教材：确保每位学生配备《生物技术与工程》北师大版教材。

2.辅助材料：收集传统发酵技术的图片、视频资料，制作PPT课件。

3.实验器材：准备发酵实验所需的试管、培养皿、培养基、酒精灯等。

4.教室布置：划分实验操作区、观察讨论区，确保实验安全有序进行。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示传统发酵食品如酸奶、酱油等，引发学生对发酵技术的兴趣。

-回顾旧知：引导学生回顾微生物的生理特性，特别是其在无氧或微氧环境下的代谢活动。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细介绍传统发酵技术的定义、分类和基本原理，包括微生物的发酵过程。

-举例说明：通过举例介绍几种常见的传统发酵产品及其制作过程，如酿酒、发酵豆制品等。

-互动探究：组织学生进行小组讨论，探讨发酵过程中微生物的选择和培养条件。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：布置一个简单的发酵实验，如制作酸奶，让学生亲自动手操作。

-教师指导：在学生实验过程中，提供必要的指导和帮助，确保实验顺利进行。

4.应用拓展（约20分钟）

-学生活动：让学生结合所学知识，设计一个发酵产品的创新方案。

-教师指导：引导学生思考如何将传统发酵技术与现代生物技术结合，提高产品的质量和效率。

5.总结反馈（约10分钟）

-学生总结：邀请学生分享实验成果和创新方案，总结本节课所学知识。

-教师点评：对学生的表现进行点评，指出优点和需要改进的地方，并给出建设性意见。

6.作业布置（约5分钟）

-布置作业：要求学生撰写一篇关于传统发酵技术的报告，包括其原理、应用和潜在改进措施。教学资源拓展1.拓展资源：

-发酵技术在食品工业中的应用案例，如面包、啤酒、酱油等。

-发酵过程中微生物的代谢途径和基因调控机制。

-发酵技术的现代进展，包括固体发酵、液态发酵和连续发酵等。

-发酵工程中的优化策略，如发酵参数的优化、发酵条件的控制等。

-发酵产品安全和质量控制的标准和方法。

-发酵技术在医药领域的应用，如抗生素的生产、疫苗的制备等。

-发酵技术在环境保护和资源循环利用中的应用，如生物燃料的生产等。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关的科普书籍和学术论文，以深入了解发酵技术的科学原理和应用。

-推荐学生参加生物技术相关的学术讲座和研讨会，以拓宽知识视野。

-建议学生关注发酵技术在工业生产中的实际应用，了解其经济和社会价值。

-鼓励学生进行发酵实验的拓展研究，如探索不同微生物对发酵过程的影响。

-指导学生进行发酵产品的市场调研，分析发酵产品的市场需求和发展趋势。

-提议学生参与学校的科研项目，通过实践提高解决实际问题的能力。

-建议学生开展跨学科学习，如结合化学、物理学知识，深入了解发酵过程中的物质变化和能量转换。

-鼓励学生参与科技创新活动，如设计发酵技术的创新实验或开发新型发酵产品。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在教学过程中，我尝试将理论与实际操作相结合，通过实验让学生直观感受发酵技术的魅力，增强学习的趣味性和实践性。

2.引入小组合作学习模式，鼓励学生之间相互交流讨论，提高团队协作能力和沟通表达能力。

（二）存在主要问题

1.在教学组织上，时间分配不够合理，导致部分知识点讲解不够深入，学生难以充分吸收。

2.教学评价方式较为单一，未能充分激发学生的学习积极性和主动性。

3.校企合作方面，与相关企业的联系不够紧密，学生缺乏实际工作环境的体验。

（三）改进措施

1.优化时间分配，对于重点和难点内容，适当增加讲解和练习时间，确保学生能够充分理解和掌握。

2.多元化教学评价方式，除了传统的考试和作业，还可以引入项目式学习、小组报告等形式，鼓励学生积极参与。

3.加强与企业的联系，定期组织学生参观发酵相关企业，了解行业动态，增加学生的实践经验和职业认知。同时，邀请企业专家来校进行讲座或实训指导，提高学生的专业技能。教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的参与度较高，能够积极提问和回答问题。对于发酵技术的原理和过程表现出浓厚的兴趣，但在深入理解微生物发酵机制方面，部分学生仍显得有些吃力。

2.小组讨论成果展示：各小组在讨论中能够围绕主题展开，提出了多种发酵技术的应用案例，但在分析发酵过程中的微生物代谢机制时，讨论深度不够，需要更多引导。

3.随堂测试：通过随堂测试发现，学生对发酵技术的基本概念掌握较好，但在发酵过程的细节和微生物的代谢途径方面，正确率较低，说明这部分内容需要加强。

4.实验报告：学生对发酵实验的操作过程记录详细，但分析实验结果的能力有待提高。实验报告中的讨论部分，部分学生能够结合理论知识进行分析，但缺乏深度和创新性。

5.教师评价与反馈：针对学生在课堂上的表现，我将提供以下反馈：

-对于积极参与课堂讨论的学生，给予肯定和鼓励，以保持他们的学习热情。

-对于理解上有困难的学生，提供个别辅导，帮助他们更好地掌握发酵技术的基本原理。

-针对小组讨论成果展示中的不足，指导学生如何进行更深入的讨论和分析，提高他们的批判性思维能力。

-对随堂测试的结果进行分析，针对学生的薄弱环节，设计针对性的练习题和讲解，以巩固知识点。

-在实验报告中，指导学生如何结合实验结果和理论知识进行深入分析，培养他们的科学研究能力。

此外，我还会根据学生的整体表现，调整教学策略，如增加课堂互动环节，引入更多实际案例，以及加强实验操作的指导，以提高学生对发酵技术的理解和应用能力。第1章发酵工程第四节发酵工程的过程与原理授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以高中生物学选择性必修3《生物技术与工程北师大版（2019）》第1章发酵工程第四节“发酵工程的过程与原理”为教学内容。结合学生所在年级的知识深度，课程设计注重理论与实践相结合，以发酵工程的基本概念和原理为核心，通过案例分析、小组讨论、实验演示等多种教学方法，引导学生深入了解发酵过程的基本原理和实际应用，培养学生的实践操作能力和科学探究精神。课程内容紧密围绕课本，确保知识的系统性和连贯性。核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的科学思维与实践创新能力。通过学习发酵工程的过程与原理，学生能够理解并运用生物学知识解释生产实践中的发酵现象，发展学生的科学探究与问题解决能力。同时，通过小组合作与讨论，提升学生的团队合作与交流能力。课程内容的设计还将引导学生关注生物技术发展对社会进步的影响，培养学生的社会责任感，以及将科学知识应用于解决实际问题的能力。重点难点及解决办法重点：

1.发酵工程的基本过程及原理。

2.发酵过程中的关键技术和控制因素。

难点：

1.发酵过程中微生物代谢的复杂机制。

2.发酵工程中的参数监测与优化策略。

解决办法：

1.利用多媒体教学，展示发酵工程的流程图和原理动画，帮助学生直观理解发酵过程。

2.通过案例分析和实验演示，让学生实际操作发酵过程，加深对关键技术和控制因素的理解。

3.对微生物代谢机制进行分解讲解，结合实际发酵实例，逐步引导学生理解其复杂性。

4.引导学生通过小组讨论，探索发酵工程中的参数监测方法，并设计模拟实验，以优化策略为应用背景，培养学生的实际应用能力。教学资源-软硬件资源：计算机、投影仪、智能交互平板、实验室发酵装置

-课程平台：校园网络教学平台

-信息化资源：发酵工程教学视频、相关学术论文、在线测试题库

-教学手段：多媒体演示、案例教学、小组讨论、实验操作指导教学过程1.导入新课

同学们，大家好！今天我们将继续学习《生物技术与工程》第1章发酵工程的内容。在前面的学习中，我们已经了解了发酵工程的定义和重要性。那么，发酵工程究竟是如何进行的呢？接下来，我们将学习发酵工程的过程与原理。请大家跟随我一起来探究吧！

2.知识回顾

首先，我想请大家回顾一下上节课我们学习的发酵工程的基本概念和分类。谁能告诉我，什么是发酵工程？请一位同学回答。

（学生回答后，教师总结：发酵工程是利用微生物的代谢功能，通过现代化工程技术，进行大规模生产发酵产品的过程。）

3.发酵过程的学习

现在，我们来学习发酵工程的基本过程。请大家打开课本，翻到第4节的内容。我将带领大家一步步了解发酵工程的全过程。

（1）菌种筛选与培育

首先，我们需要筛选和培育适合的微生物菌种。这个过程中，我们要关注哪些方面呢？请同学们思考一下，然后回答。

（学生回答后，教师总结：筛选和培育菌种时，我们要关注菌种的生长速度、繁殖能力、发酵性能等方面。）

（2）培养基的制备

（学生回答后，教师总结：制备培养基时，要注意营养成分的搭配、pH值、溶氧量等条件。）

（3）发酵罐的操作

在发酵过程中，发酵罐的操作非常关键。发酵罐的操作包括哪些内容？请同学们根据课本内容，回答这个问题。

（学生回答后，教师总结：发酵罐的操作包括温度控制、溶氧量控制、pH值调节、泡沫控制等。）

（4）发酵过程的监测与控制

发酵过程中，我们需要对各种参数进行监测与控制，以保证发酵的顺利进行。请同学们思考一下，发酵过程中需要监测哪些参数？

（学生回答后，教师总结：发酵过程中需要监测的参数包括温度、溶氧量、pH值、菌体生长情况等。）

4.发酵原理的探究

了解了发酵过程后，我们来探究一下发酵的原理。发酵原理主要包括微生物的代谢机制和发酵过程中的能量转换。请同学们根据课本内容，分组讨论以下问题：

（1）微生物在发酵过程中是如何进行代谢的？

（2）发酵过程中，能量是如何转换的？

（学生分组讨论后，教师邀请代表回答，并进行总结）

5.案例分析

为了让大家更好地理解发酵工程的过程与原理，我给大家提供一个案例分析。请大家阅读课本中的案例，然后回答以下问题：

（1）该案例中的发酵过程包括哪些步骤？

（2）案例中提到的发酵条件是如何控制的？

（3）案例中的发酵产品有哪些用途？

（学生阅读案例后，回答问题，教师进行总结）

6.实验演示

（1）实验中的菌种是如何筛选和培育的？

（2）实验中的培养基是如何制备的？

（3）实验中的发酵条件是如何控制的？

（教师演示实验，学生观察并回答问题）

7.总结与反思

（学生总结后，教师进行点评）

最后，我想请大家思考一个问题：发酵工程在我国的发展现状和前景如何？请大家课下查阅相关资料，下节课我们一起分享。

今天的课就到这里，希望大家能够通过今天的学习，对发酵工程有更深入的了解。下课！知识点梳理1.发酵工程的基本概念

-定义：发酵工程是利用微生物的代谢功能，通过现代化工程技术，进行大规模生产发酵产品的过程。

-分类：根据发酵过程中微生物的类型，发酵工程可分为微生物发酵、动植物细胞培养发酵等。

2.发酵工程的菌种筛选与培育

-菌种筛选：根据发酵产品的需求，选择具有良好发酵性能的微生物。

-菌种培育：通过扩大培养、种子培养等步骤，获得足够数量的菌种。

3.发酵培养基的制备

-培养基成分：包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等。

-培养基制备：根据菌种的需求，合理配置培养基成分，调整pH值、溶氧量等条件。

4.发酵罐的操作与控制

-发酵罐类型：机械搅拌式发酵罐、气升式发酵罐等。

-操作与控制：温度、溶氧量、pH值、泡沫等参数的监测与控制。

5.发酵过程的监测与优化

-监测参数：温度、溶氧量、pH值、菌体生长情况等。

-优化策略：根据监测数据，调整发酵条件，提高发酵效率。

6.发酵产品的提取与纯化

-提取方法：离心、过滤、萃取等。

-纯化方法：色谱、电泳等。

7.发酵工程的应用领域

-食品工业：啤酒、葡萄酒、酸奶等。

-药物制造：抗生素、疫苗等。

-化工产业：酶制剂、生物燃料等。

8.发酵工程的发展趋势

-生物技术的融合：基因工程、细胞工程等。

-环保与可持续发展：降低能耗、减少废弃物排放等。

9.发酵工程的安全与环保

-安全措施：防止微生物污染、确保发酵产品安全。

-环保措施：降低能耗、减少废弃物排放、回收利用资源。

10.发酵工程在我国的发展现状与前景

-现状：发酵工程在我国已取得显著成果，成为国民经济的重要支柱产业。

-前景：随着生物技术的不断进步，发酵工程将在食品、药物、化工等领域发挥更大作用。课后作业1.请简述发酵工程的基本过程，并说明每个步骤的作用。

答案：发酵工程的基本过程包括菌种筛选与培育、培养基的制备、发酵罐的操作与控制、发酵过程的监测与优化、发酵产品的提取与纯化等步骤。菌种筛选与培育是为了获得具有良好发酵性能的微生物；培养基的制备是为了提供适合微生物生长的营养环境；发酵罐的操作与控制是为了保证发酵过程的顺利进行；发酵过程的监测与优化是为了提高发酵效率；发酵产品的提取与纯化是为了获得目标产品。

2.请分析发酵过程中微生物的代谢机制。

答案：发酵过程中微生物的代谢机制主要包括糖酵解、三羧酸循环、电子传递链等。糖酵解是将葡萄糖分解成丙酮酸的过程，同时产生能量；三羧酸循环是将丙酮酸进一步氧化分解的过程，产生更多的能量和中间代谢产物；电子传递链是将代谢产物中的电子传递给氧气，产生大量能量的过程。

3.请举例说明发酵工程在食品工业中的应用。

答案：发酵工程在食品工业中的应用非常广泛，以下是一些例子：

-啤酒生产：利用酵母菌的发酵作用将麦芽中的糖分解成酒精和二氧化碳，制成啤酒。

-葡萄酒生产：利用葡萄中的天然酵母菌发酵葡萄汁，制成葡萄酒。

-酸奶生产：利用乳酸菌的发酵作用将牛奶中的乳糖转化为乳酸，制成酸奶。

4.请阐述发酵过程中的温度控制对发酵效果的影响。

答案：温度是发酵过程中的重要控制参数之一。不同的微生物对温度的要求不同，一般来说，较高的温度可以促进微生物的生长和代谢，但过高的温度会导致微生物死亡或失去活性，从而影响发酵效果。适当的温度控制可以提供微生物生长的最佳条件，提高发酵效率和产品质量。

5.请设计一个简单的发酵实验，并说明实验目的、材料、步骤和预期结果。

答案：实验目的：探究不同温度下酵母菌发酵产生二氧化碳的速率。

材料：酵母菌、葡萄糖、水、发酵瓶、温度计、计时器。

步骤：

-准备含有葡萄糖的水溶液，分别装入不同的发酵瓶中。

-将酵母菌接种到每个发酵瓶中。

-将发酵瓶分别放置在不同温度的环境中。

-每隔一定时间测量并记录每个发酵瓶中二氧化碳的产生量。

-统计数据并绘制发酵速率与温度的关系图。

预期结果：预期结果显示，随着温度的升高，酵母菌发酵产生二氧化碳的速率会增加，但超过一定温度后，速率会下降。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的表现积极，能够认真听讲并参与互动。在知识回顾环节，学生能够准确回答问题，显示出对发酵工程基本概念的理解。在发酵过程的学习中，学生能够跟随教学节奏，对发酵工程的各个步骤有了清晰的认识。在案例分析环节，学生能够积极参与讨论，提出自己的见解。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论成果展示环节中，各小组能够围绕讨论主题展开深入的探讨，并将讨论成果以报告或演示的形式进行展示。小组成员分工明确，合作紧密，展示内容条理清晰，能够准确回答教师提出的问题，显示出良好的团队合作能力。

3.随堂测试：

随堂测试环节中，学生能够独立完成测试题目，测试结果显示学生对发酵工程的基本概念、过程和原理有较好的掌握。但部分学生在发酵条件的控制方面存在理解不足，需要加强针对性指导。

4.课后作业：

课后作业的完成情况良好，大多数学生能够按时提交作业，且作业内容完整，答案准确。但部分学生在作业中未能准确描述发酵过程中的关键步骤和原理，需要进一步强化理解。

5.教师评价与反馈：

针对学生的课堂表现和作业完成情况，教师进行了以下评价与反馈：

-对学生在课堂上的积极参与和认真态度表示肯定，鼓励学生继续保持。

-对小组讨论成果展示中表现优秀的小组给予表扬，同时对其他小组提出改进建议，强调团队合作的重要性。

-针对随堂测试中存在的问题，教师指出需要加强对发酵条件控制的理解，并提供额外的学习资料和练习题，帮助学生巩固知识。

-对课后作业的完成情况进行分析，对表现优秀的学生给予表扬，对存在问题的学生提出具体的改进建议，并鼓励学生主动复习和提问。

-教师强调发酵工程在现实生活和工业生产中的重要性，激励学生将所学知识应用于实际问题的解决中。第1章发酵工程第五节发酵工程的应用一、教学内容分析

1.本节课的主要教学内容是高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》北师大版（2019）第1章发酵工程第五节发酵工程的应用。本节课将详细介绍发酵工程在食品生产、药品制造、环境保护等领域的具体应用，包括发酵产品的种类、生产过程及发酵工程在实际生产中的应用实例。

2.教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在学习本节课之前已经掌握了发酵工程的原理、微生物的培养和发酵过程等基本知识。通过本节课的学习，学生将能够将已有知识应用于实际生产中，了解发酵工程在各个领域的具体应用，从而加深对发酵工程的理解和认识。二、核心素养目标

1.提升学生的科学思维与实践能力，通过分析发酵工程在食品、药品等领域的应用案例，培养学生运用生物学知识解决实际问题的能力。

2.增强学生的创新意识，鼓励学生探索发酵工程在现代生物技术中的新应用，激发学生对生物科技发展的兴趣和好奇心。

3.培养学生的社会责任感，使学生认识到生物技术对人类生活和社会发展的重要影响，引导学生思考如何利用生物技术促进可持续发展。三、学习者分析

1.学生已经掌握了微生物学基础知识，包括微生物的分类、生理特性和培养方法，以及发酵工程的基本原理和过程，如发酵罐的使用、培养基的配置等。

2.学生对生物技术有较高的兴趣，尤其是在食品和药品的实际应用方面。他们在学习过程中倾向于通过案例分析和实践操作来加深理解，喜欢互动式和探究式的学习方式。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：理解发酵工程在复杂生产过程中的具体应用细节，如何将理论知识转化为实际操作能力，以及如何在众多应用案例中提炼出共性和规律。此外，对于一些概念的理解可能会因为缺乏实际生产经验而感到抽象难懂。四、教学资源

-教材《生物技术与工程》北师大版（2019）第1章发酵工程第五节发酵工程的应用

-多媒体教学设备（投影仪、电脑、屏幕）

-网络资源（发酵工程相关视频、案例研究资料）

-实验室设备（发酵罐模型、培养基、微生物培养相关器材）

-黑板和粉笔

-小组讨论和展示用白板或海报纸

-教学互动平台（如学校内部网络教学平台）五、教学过程

一、导入新课

1.同学们，大家好！上节课我们学习了发酵工程的原理和过程，那么大家思考一下，发酵工程在现实生活中有哪些具体的应用呢？今天我们将学习第1章发酵工程第五节发酵工程的应用，让我们一起探究发酵工程在现代生物技术中的重要作用。

二、课文主旨内容探究

1.首先，请同学们翻开课本，阅读本节课的内容。在阅读过程中，请大家关注发酵工程在食品、药品等领域的应用实例，以及这些应用对人类社会的影响。

2.阅读结束后，请一位同学简要概括本节课的主要内容。其他同学听听看是否准确，如果有补充或者不同意见，请随时提出。

三、教学内容讲解与讨论

1.发酵工程在食品生产中的应用

a.请同学们举例说明发酵工程在食品生产中的应用。

b.老师总结：发酵工程在食品生产中的应用包括面包、啤酒、酱油、酸奶等产品的生产。

c.学生讨论：发酵工程在食品生产中有哪些优点和不足？

2.发酵工程在药品制造中的应用

a.请同学们查阅资料，了解发酵工程在药品制造中的应用。

b.老师讲解：发酵工程在药品制造中的应用，如抗生素、疫苗、激素等的生产。

c.学生讨论：发酵工程在药品制造中的优势及可能面临的挑战。

3.发酵工程在环境保护中的应用

a.请同学们思考发酵工程在环境保护方面有哪些应用。

b.老师讲解：发酵工程在环境保护中的应用，如生物降解、废水处理等。

c.学生讨论：发酵工程在环境保护中的意义和前景。

四、案例分析

1.请同学们分组，每组选择一个发酵工程的应用案例进行深入研究。

2.每组同学需要分析案例中的发酵过程、应用领域、优点及不足，并在课堂上进行汇报。

3.其他同学在听汇报时，要关注案例中的关键信息，并准备提问。

五、实践操作

1.请同学们根据所学知识，设计一个发酵工程的应用方案，要求方案具有创新性和实用性。

2.每组同学将方案进行展示，其他同学进行评价和讨论。

3.老师对同学们的方案进行点评，给出建议和指导意见。

六、总结与反思

1.请同学们回顾本节课的内容，总结发酵工程在各个领域的应用。

2.学生分享学习心得，讨论发酵工程在实际生产中的重要性。

3.老师对同学们的学习情况进行总结，强调发酵工程在生物技术领域的重要地位。

七、布置作业

1.请同学们结合本节课的内容，撰写一篇关于发酵工程应用的小论文。

2.论文要求：字数不少于500字，结构清晰，论述充分，结合实际案例。六、学生学习效果

学生学习效果

1.掌握了发酵工程的基本概念和原理，能够理解发酵过程在食品、药品和环境保护等领域的应用。

2.通过案例分析，学生能够结合实际例子，深入理解发酵工程在现代生物技术中的具体应用，并能够分析其优缺点。

3.在实践操作环节，学生能够设计并展示具有创新性和实用性的发酵工程应用方案，提高了学生的创新思维和实际操作能力。

4.学生能够积极参与课堂讨论，提出自己的见解和疑问，通过与同学的交流和老师的指导，增强了批判性思维和问题解决能力。

1.**知识理解与掌握**

-学生能够准确描述发酵工程的定义，理解发酵过程中微生物的代谢作用。

-学生能够列举出至少三种发酵工程在食品生产中的应用，并解释其原理。

-学生能够说明发酵工程在药品制造中的重要性，如抗生素的生产过程。

-学生能够讨论发酵工程在环境保护中的应用，如生物降解塑料的生产。

2.**案例分析能力**

-学生能够从提供的案例中提取关键信息，分析发酵工程在实际生产中的具体应用。

-学生能够对比不同案例，总结发酵工程在不同领域的共性和差异。

-学生能够基于案例，提出自己的见解，对发酵工程的应用前景进行预测。

3.**实践操作与创新**

-学生能够独立设计一个发酵工程的应用方案，方案中包含明确的发酵过程、预期应用领域和预期效果。

-学生在方案设计中展现出创新思维，能够提出独特的应用点子和解决方案。

-学生在方案展示中，能够清晰表达自己的设计思路，并对同学的提问进行有效回应。

4.**课堂参与与交流**

-学生在课堂讨论中积极发言，提出自己的观点和疑问，促进课堂氛围的活跃。

-学生能够倾听同学的意见，通过交流讨论，对发酵工程的应用有更深入的理解。

-学生在老师的引导下，能够对发酵工程的发展趋势和潜在挑战进行思考。

5.**综合素养提升**

-学生通过学习发酵工程的应用，增强了对生物技术的兴趣，激发了进一步探索科学知识的欲望。

-学生在完成作业和小论文的过程中，提升了科学写作能力，能够将理论知识与实际应用相结合。

-学生在团队合作中，学会了分工合作和有效沟通，提高了团队协作能力。七、教学评价与反馈

1.课堂表现：

-学生在课堂上的注意力集中，能够跟随老师的讲解思路，积极回应老师提出的问题。

-在案例分析环节，学生表现出较高的参与度，能够结合课本知识对案例进行深入分析。

-学生在实践操作环节表现出较强的动手能力和创新思维，设计的发酵工程应用方案具有可行性和实用性。

2.小组讨论成果展示：

-各小组在讨论成果展示环节能够清晰地阐述自己的观点，展示出良好的团队合作精神。

-小组间的交流互动积极，能够吸收其他小组的优点，对自己的方案进行优化。

-学生在展示过程中能够有效地运用多媒体工具，如PPT等，增强展示效果。

3.随堂测试：

-随堂测试结果显示，大部分学生能够掌握发酵工程的基本概念和应用领域。

-学生在测试中暴露出对某些知识点理解不够深入的问题，需要老师在后续教学中进行针对性讲解。

-测试成绩分布合理，能够反映出学生的学习水平和掌握程度。

4.作业与小论文：

-学生提交的作业和小论文内容丰富，能够结合课堂所学知识进行拓展。

-学生在写作过程中能够逻辑清晰地表达自己的观点，但部分学生需要加强写作结构和语言表达能力的培养。

-作业批改发现，学生对发酵工程的应用有独到的见解，但部分学生对于理论知识的运用不够熟练。

5.教师评价与反馈：

-针对学生的课堂表现，老师将给予积极的反馈，鼓励学生继续保持良好的学习态度和参与热情。

-对于小组讨论成果展示，老师将提出建设性的意见，帮助学生完善方案设计，提高展示效果。

-针对随堂测试的结果，老师将对测试中反映出的问题进行总结，并在后续教学中进行针对性讲解。

-对于作业与小论文，老师将提供详细的批改意见，指导学生如何更好地结合理论知识进行实际应用。

-老师将定期与学生进行面对面交流，了解学生的学习需求，提供个性化的指导和支持，帮助学生更好地掌握发酵工程的知识和应用。八、课后作业

1.请结合课本内容，撰写一篇关于“发酵工程在食品生产中的应用”的短文，要求字数在500字左右，内容需包括至少两个具体的食品生产案例，并分析其发酵过程和意义。

2.设计一个关于“发酵工程在药品制造中的应用”的研究项目，项目需包括研究背景、目的、方法、预期成果等内容，字数不限。

3.请绘制一个流程图，展示发酵工程在环境保护中的应用过程，例如生物降解或废水处理，并简要说明每个步骤的作用。

**题型补充与示例**

题型一：案例分析

题目：分析酱油生产的发酵过程。

答案：酱油的生产过程主要包括原料准备、蒸煮、接种、发酵、压榨、灭菌和包装等步骤。发酵过程是其中的关键步骤，通常使用麦芽、大豆和盐等原料，接种曲霉菌进行发酵。发酵过程中，微生物产生的酶类分解原料中的蛋白质和淀粉，生成氨基酸和糖类等成分，赋予酱油独特的风味。

题型二：应用写作

题目：论述发酵工程在生物降解塑料生产中的应用。

答案：发酵工程在生物降解塑料生产中的应用主要体现在利用微生物的代谢途径合成生物降解塑料。例如，通过发酵工程，可以利用玉米淀粉为原料，通过特定的微生物发酵，生产出聚乳酸（PLA）等生物降解塑料。这种材料在自然环境中可以被微生物分解，减少环境污染。

题型三：流程图绘制

题目：绘制抗生素生产中的发酵工程流程图。

答案：流程图应包括以下步骤：1.原料准备；2.微生物培养；3.发酵罐接种；4.发酵过程控制；5.抗生素提取；6.纯化与精制；7.成品制备。每个步骤下面应简要说明其作用，例如原料准备是为了提供微生物生长所需的营养物质。

题型四：问题解决

题目：如何利用发酵工程解决水体富营养化问题？

答案：可以利用发酵工程中的微生物处理技术，将富含有机物的废水进行处理。具体方法包括将废水中的有机物质通过微生物发酵转化为无害物质，或者利用微生物的吸附作用去除水中的营养物质，从而减轻水体富营养化。

题型五：论述题

题目：论述发酵工程在食品、药品和环境保护三个领域的应用及其对社会发展的影响。

答案：在食品领域，发酵工程的应用提高了食品的产量和质量，如面包、啤酒、酱油等的生产；在药品领域，发酵工程为抗生素、疫苗等药品的生产提供了有效途径；在环境保护领域，发酵工程有助于生物降解和废水处理，减少环境污染。这些应用不仅促进了社会经济的发展，还提高了人们的生活质量，对可持续发展具有积极影响。九、反思改进措施

（一）教学特色创新

1.在教学过程中，我尝试将理论与实际应用紧密结合，通过案例分析让学生直观地了解发酵工程在实际生产中的应用，增强了学生的学习兴趣和实际操作能力。

2.我引入了小组合作学习的方式，鼓励学生在课堂上进行讨论和交流，这不仅提高了学生的团队协作能力，也使得课堂氛围更加活跃，学生能够主动探索和解决问题。

（二）存在主要问题

1.在教学管理方面，我发现对于学生的学习进度和掌握程度监控不够，导致部分学生可能在某些知识点上存在漏洞。

2.在教学组织方面，课堂讨论的深度和广度有时未能达到预期，部分学生参与度不高，影响了整体的教学效果。

3.在教学评价方面，评价方式较为单一，主要依赖于考试成绩，未能充分反映学生的综合能力和学习过程。

（三）改进措施

1.针对教学管理的问题，我计划在课后增加与学生的一对一交流，及时了解学生的学习情况，并根据学生的反馈调整教学进度和难度，确保每个学生都能跟上课程节奏。

2.为了提高教学组织的效果，我将在课堂上设置更多互动环节，如小组讨论、角色扮演等，以吸引学生的注意力，并鼓励每个学生积极参与，确保讨论的深度和广度。

3.在教学评价方面，我计划采用多元化的评价方式，包括课堂表现、作业完成情况、小组成果展示等，以全面评估学生的学习效果。同时，我会提供及时的反馈，帮助学生识别和改进不足之处。十、内容逻辑关系

①发酵工程的基本概念和原理：学生需要理解发酵工程的基本概念，包括发酵的定义、发酵过程中微生物的作用等，以及发酵工程的基本原理，如微生物的代谢途径、发酵条件控制等。

②发酵工程在食品生产中的应用：学生需要掌握发酵工程在食品生产中的具体应用，如面包、啤酒、酱油等产品的生产过程和发酵原理。

③发酵工程在药品制造中的应用：学生需要了解发酵工程在药品制造中的应用，如抗生素、疫苗等药品的生产过程和发酵原理。

④发酵工程在环境保护中的应用：学生需要掌握发酵工程在环境保护中的具体应用，如生物降解、废水处理等，以及这些应用对环境保护的意义。

⑤发酵工程的应用案例：学生需要通过案例分析，深入理解发酵工程在各个领域的具体应用，并能够分析其优缺点。第1章发酵工程本章复习与测试授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以高中生物学选择性必修3北师大版（2019）第1章发酵工程为本，旨在帮助学生巩固发酵工程的基本概念、原理和技术方法。课程设计围绕课本内容展开，通过案例分析、实验演示、小组讨论等多种教学手段，引导学生理解发酵工程在实际生产中的应用。课程分为三个部分：复习巩固、实践应用、测试评价，确保学生在掌握知识的同时，提高分析和解决问题的能力。核心素养目标培养学生对发酵工程原理的理解能力，提升科学思维与探究素养；通过实践案例分析，发展学生的创新意识与科学态度；在小组讨论中锻炼学生的合作交流能力，培养其社会责任感与环保意识。学习者分析1.学生已经掌握了微生物学、细胞生物学以及遗传学等相关基础知识，对发酵过程有了初步的认识。

2.学生对生物技术领域充满好奇，具备一定的实验操作能力和分析问题的能力。学习风格上，他们更喜欢通过实践操作和案例学习来深化理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：

-对发酵工程中复杂生物化学过程的深入理解。

-实验过程中对设备操作和数据处理的经验不足。

-在小组讨论中可能存在的沟通障碍和协作问题。

-将理论知识应用于实际案例分析时的困难。教学资源-教科书：高中生物学选择性必修3生物技术与工程北师大版（2019）

-多媒体教学设备

-实验室设备（发酵罐、温度控制器、pH计等）

-网络资源（发酵工程案例资料）

-小组讨论指导材料

-测试与评价工具教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对发酵工程的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

-开场提问：“你们知道发酵工程是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

-展示一些发酵产品的图片或视频片段，如酸奶、啤酒等，让学生初步感受发酵工程的魅力。

-简短介绍发酵工程的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.发酵工程基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解发酵工程的基本概念、组成部分和原理。

过程：

-讲解发酵工程的定义，包括其主要过程和关键环节。

-详细介绍发酵工程的组成部分，如菌种选育、培养基配置、发酵条件控制等。

-通过实例，如传统酿造与现代发酵工程对比，让学生理解发酵工程的实际应用和作用。

3.发酵工程案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解发酵工程的特性和重要性。

过程：

-选择几个典型的发酵工程案例进行分析，如抗生素生产、酒精发酵等。

-详细介绍每个案例的背景、技术流程、经济效益和社会影响。

-引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用发酵工程解决实际问题。

-小组讨论：让学生分组讨论发酵工程在未来可能的发展方向或改进措施，并提出创新性建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

-将学生分成若干小组，每组选择一个与发酵工程相关的主题进行深入讨论，如发酵条件优化、发酵过程控制等。

-小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对发酵工程的认识和理解。

过程：

-各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

-其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

-教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调发酵工程的重要性和意义。

过程：

-简要回顾本节课的学习内容，包括发酵工程的基本概念、组成部分、案例分析等。

-强调发酵工程在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用发酵工程。

-布置课后作业：让学生撰写一篇关于发酵工程的短文或报告，以巩固学习效果。学生学习效果学生学习效果如下：

1.知识掌握方面：

-学生能够准确描述发酵工程的基本概念、组成部分和原理，理解其与日常生活的紧密联系。

-学生掌握了发酵过程中关键环节的技术要求，如菌种选育、培养基配置、发酵条件控制等。

-学生通过案例分析，理解了发酵工程在不同行业中的应用及其对经济和社会发展的贡献。

2.能力提升方面：

-学生在小组讨论中提高了合作交流能力，学会了如何在团队中分工协作，共同解决问题。

-通过课堂展示，学生的表达能力和自信心得到增强，能够清晰地阐述自己的观点和思考。

-学生在案例分析中锻炼了批判性思维，能够分析问题、提出假设并设计解决方案。

3.应用实践方面：

-学生能够将所学知识应用于实际情境中，如设计简单的发酵实验，优化发酵条件等。

-学生在课后作业中展现了对发酵工程的深入理解，能够撰写有关发酵技术的短文或报告。

4.素养培养方面：

-学生通过学习发酵工程，增强了科学探究的素养，对生物技术领域的兴趣和热情得到激发。

-学生在讨论发酵工程的发展方向时，展现了创新意识和科学态度，提出了具有前瞻性的建议。

-学生在了解发酵工程对环境的影响时，培养了环保意识和社会责任感，认识到可持续发展的重要性。课堂1.课堂评价：

-提问：在讲解发酵工程基础知识时，通过提问的方式检查学生对基本概念、组成部分和原理的理解程度。例如，可以询问学生：“发酵工程中，如何选择合适的菌种？”或“发酵过程中，哪些因素会影响产物的产量？”通过学生的回答，教师可以即时了解学生对知识点的掌握情况。

-观察：在小组讨论环节，教师应观察学生的参与程度、合作态度以及解决问题的能力。注意学生是否能够有效地交流想法、分享知识和技能，以及是否能够提出合理的解决方案。

-测试：在案例分析后，进行简短的小测验，以评估学生对案例分析的理解程度和应用能力。测试可以包括选择题、填空题或简答题，涵盖发酵工程的关键技术和实际应用。

-及时解决问题：在课堂评价过程中，一旦发现问题，教师应立即采取措施进行解答或指导，确保学生能够及时理解和掌握知识点。

2.作业评价：

-批改：对学生的作业进行仔细批改，关注学生对发酵工程知识点的理解和应用能力。重点检查作业中的计算过程、案例分析逻辑以及提出的解决方案是否符合科学原理。

-点评：在批改作业后，针对学生的作业表现，提供具体的点评和建议。对于表现优秀的学生，给予肯定和鼓励；对于需要改进的学生，指出具体的问题所在，并给予改进的建议。

-反馈：通过课堂或作业反馈，及时将评价结果传达给学生，帮助他们了解自己的学习进度和不足之处。鼓励学生根据反馈调整学习方法，不断提升自己的理解和应用能力。

-鼓励进步：在评价过程中，注重学生的进步和努力，鼓励学生持续学习和探索。对于在学习过程中取得显著进步的学生，给予表扬和奖励，以激发他们的学习动力。内容逻辑关系1.发酵工程的基本概念与组成部分

①发酵工程的定义：重点掌握发酵工程的含义，即利用微生物的代谢活动进行大规模生产的过程。

②组成部分：详细理解发酵工程包括的几个主要部分，如菌种选育、培养基配制、发酵过程控制等。

③基本原理：掌握发酵工程的基本原理，即通过优化微生物的生长环境来提高目标产物的产量。

2.发酵工程的案例分析

①案例背景：关注案例发生的背景，理解发酵工程在不同行业中的应用。

②技术流程：详细分析案例中的技术流程，包括菌种的选择、培养基的配置、发酵条件的控制等。

③经济与社会影响：理解发酵工程对经济和社会的影响，如提高生产效率、降低成本、促进环保等。

3.发酵工程的实际应用与未来发展

①实际应用：重点掌握发酵工程在食品、制药、环保等领域的实际应用。

②技术挑战：理解发酵工程面临的技术挑战，如菌种稳定性、发酵过程控制精度等。

③未来发展：展望发酵工程的未来发展，如新技术的应用、行业的拓展等。第2章细胞工程第一节植物细胞工程主备人备课成员设计意图本节课旨在帮助学生深入理解植物细胞工程的基本原理和应