5182微生物与人类的关系教学设计-生物八年级上册北师大版

第5单元生物圈中的动物和微生物第18章生物圈中的微生物《第2节微生物与人类的关系》教学设计教材分析一、教材分析本章节在北师大版生物八年级上册中具有重要地位，是在学生对微生物有了初步认识的基础上，深入探讨微生物与人类生活各个方面的紧密联系。教材内容涵盖了微生物在食品制作、食品保存、疾病防治、环境保护等多领域的作用，既展示了微生物对人类有益的一面，如发酵制作美味的食品、生产抗生素治疗疾病等，也阐述了其有害的一面，如引发传染病、导致食物腐败变质等。通过对这些内容的学习，有助于学生构建全面的生物学知识体系，理解生物与人类相互依存又相互制约的关系，同时培养学生运用生物学知识解决实际生活问题的能力，提升学生的科学素养和对健康生活的关注度。学情分析二、学情分析八年级的学生已经具备了一定的生物学基础知识，对微生物的基本概念和特征有了初步了解，并且在日常生活中也接触到了一些与微生物相关的现象，如食物发酵、发霉变质、生病就医等。这使得他们对微生物与人类关系这一主题具有较强的好奇心和求知欲，能够积极主动地参与到课堂学习中来。然而，由于微生物的微观性，学生对微生物在各个领域的具体作用机制理解起来可能存在困难，需要教师通过直观教学手段、实例分析和实验探究等多种方式引导学生深入思考，将抽象的知识具象化，帮助学生更好地掌握重点内容，突破难点知识。教学目标三、教学目标（一）知识目标举例说明微生物在食品制作中的应用原理及常见发酵食品的制作过程，如酿酒、制作酸奶、面包等。阐述微生物在食品保存中的作用，了解食品腐败的原因以及常用的食品保存方法及其原理。描述微生物在疾病防治中的重要性，包括抗生素的生产原理、疫苗的作用机制以及微生物与人体免疫的关系。解释微生物在环境保护中的角色，如污水处理、垃圾处理等方面的作用原理。（二）能力目标通过观察食品发酵过程、分析食品保存方法等活动，培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。组织学生进行小组合作探究实验，如探究不同条件下酸奶的制作或食物保存的效果对比等，提高学生的实验设计能力、动手操作能力和团队协作能力。引导学生收集、整理和分析微生物与人类关系的相关资料，培养学生的信息收集与处理能力以及科学探究精神。（三）情感态度与价值观目标让学生认识到微生物与人类生活息息相关，培养学生对生物学的学习兴趣和热爱科学的态度。使学生正确看待微生物在人类生活中的有益和有害作用，树立辩证唯物主义的世界观。通过了解微生物在环境保护中的应用，增强学生的环保意识和社会责任感，引导学生关注可持续发展。教学重难点四、教学重难点（一）教学重点微生物在食品制作、食品保存、疾病防治和环境保护中的作用原理及具体应用。发酵技术在食品工业中的应用以及食品保存的常用方法和原理。（二）教学难点理解微生物发酵过程中的物质变化和能量转化机制，如酿酒过程中葡萄糖如何转化为酒精和二氧化碳。掌握疫苗的免疫原理以及人体免疫系统对微生物感染的防御机制，这涉及到较为复杂的免疫学知识。理解微生物在污水处理等环境保护过程中的生物化学循环和生态平衡维持机制。教法学法五、教法学法（一）教法情境教学法：通过创设生活中常见的与微生物相关的情境，如厨房中的发酵食品制作、医院里的疾病治疗、垃圾处理场的微生物处理等，将学生带入实际场景中，引发学生的学习兴趣和探究欲望，使学生在情境中感受微生物与人类生活的紧密联系。讲授法：针对微生物在各领域作用的原理性知识，如发酵原理、抗生素作用机制、免疫原理等，采用系统、精炼的讲授方式，结合生动形象的比喻、图示等，帮助学生构建清晰的知识框架，理解抽象的概念和复杂的过程。实验探究法：设计并组织学生进行一些简单易行的实验探究活动，如酸奶制作实验、面包发酵实验、食物保存对比实验等。让学生在亲自动手操作、观察记录和分析结果的过程中，深入体会微生物的作用，培养学生的科学探究能力和实践操作技能，同时也增强学生对知识的感性认识。多媒体辅助教学法：利用图片、视频、动画等多媒体资源展示微生物在食品制作、疾病防治、环境保护等方面的实际应用场景、微观作用过程以及相关实验演示等。例如，播放酵母菌发酵面包的动画，展示污水处理厂中微生物处理污水的流程视频等，将抽象的知识直观化、动态化，帮助学生更好地理解和掌握教学内容，提高教学效果。（二）学法自主学习法：在课前布置学生预习教材内容，查阅相关资料，了解微生物与人类关系的一些基本常识，如常见发酵食品的种类、身边的食品保存方法等。同时，引导学生在课后自主整理课堂笔记，总结所学知识，拓展知识面，培养学生的自主学习能力和独立思考习惯。合作学习法：在课堂实验探究、小组讨论等活动中，鼓励学生积极参与团队合作。小组成员之间相互交流、分工协作，共同完成实验任务、分析问题和解决问题。通过合作学习，培养学生的团队意识、沟通能力和人际交往能力，同时也促进学生之间的思想碰撞和知识共享。观察思考法：在教学过程中，引导学生仔细观察教师展示的实验现象、图片、视频等资料，积极思考其中所蕴含的生物学原理和与人类生活的关系。例如，在观察酸奶制作过程中牛奶的变化时，思考乳酸菌的作用以及发酵条件对酸奶品质的影响等，培养学生的观察能力和思维能力。实践应用法：鼓励学生将所学的微生物知识应用到实际生活中，如尝试在家中制作发酵食品、合理选择食品保存方法、关注身边的环境卫生与微生物的关系等。通过实践应用，加深学生对知识的理解和记忆，提高学生运用生物学知识解决实际问题的能力。教学过程六、教学过程（一）导入新课（5分钟）展示一些日常生活中常见的场景图片，如面包店中新鲜出炉的面包、超市里琳琅满目的酸奶、医院里医生给病人使用抗生素治疗疾病以及垃圾处理厂中垃圾处理的画面等。提问学生：“这些看似毫不相干的场景，其实都与一种微小的生物有着密切的联系，你们知道是什么生物吗？”引导学生回答出微生物，从而引出本节课的主题——微生物与人类的关系。设计意图：通过展示学生熟悉的生活场景图片，引发学生的兴趣和好奇心，使学生迅速将注意力集中到课堂教学中来。同时，让学生直观地感受到微生物在人类生活各个方面的广泛存在，为后续深入探讨微生物与人类的关系做好铺垫。（二）新课讲授1.微生物在食品制作中的应用（15分钟）（1）发酵原理讲解以酵母菌发酵制作面包为例，讲解微生物发酵的基本原理。展示酵母菌的结构图片，介绍酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存。在制作面包时，首先将面粉、水、酵母菌等混合揉成面团，在面团发酵初期，酵母菌进行有氧呼吸，产生大量二氧化碳气体，使面团膨胀变大。此时写出有氧呼吸的反应式：C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+能量，向学生解释二氧化碳气体在面团中形成许多小孔，这就是面包松软多孔的原因。随着发酵的进行，面团中的氧气逐渐减少，酵母菌开始进行无氧呼吸，产生酒精和少量二氧化碳，反应式为：C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量。虽然酒精在烘烤过程中会挥发掉，但它也赋予了面包独特的风味。通过详细讲解酵母菌在有氧和无氧条件下的呼吸作用，让学生理解发酵过程中的物质变化和能量转化机制。（2）常见发酵食品制作过程介绍除了面包制作，还向学生介绍其他常见发酵食品的制作过程。如酸奶制作，展示酸奶制作的流程图，讲解是利用乳酸菌在无氧条件下将牛奶中的乳糖分解为乳酸，使牛奶的pH值降低，蛋白质凝固成酸奶，同时乳酸还能抑制其他杂菌的生长，从而延长酸奶的保质期。另外，简单提及酿酒是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理，制作泡菜是利用乳酸菌发酵产生乳酸等。组织学生分组讨论自己在生活中接触到的发酵食品，并尝试分析其制作过程中所涉及的微生物及其作用，每个小组派代表发言，教师进行总结和补充。设计意图：以酵母菌发酵面包为重点详细讲解发酵原理，使学生深入理解微生物在食品制作中的核心作用机制。通过介绍多种常见发酵食品的制作过程，拓宽学生的知识面，让学生感受到微生物在食品制作领域的广泛应用。小组讨论环节则可以激发学生的思维，培养学生的合作学习能力和语言表达能力，同时也促使学生将所学知识与生活实际相联系。2.微生物在食品保存中的作用（12分钟）（1）食品腐败原因分析展示一些变质食物的图片，如发霉的面包、变酸的牛奶等，引导学生思考食品腐败的原因。讲解食品腐败主要是由于微生物的生长和繁殖引起的，这些微生物包括细菌、真菌等，它们在适宜的温度、湿度、营养物质等条件下，会分解食物中的营养成分，产生各种代谢产物，导致食物的品质下降、口感变差、营养价值降低，甚至产生毒素危害人体健康。（2）食品保存方法及原理介绍介绍几种常见的食品保存方法及其原理。如冷藏法，将食物放在低温环境下，低温可以抑制微生物的生长和繁殖，因为微生物的生命活动需要适宜的温度，一般来说，温度越低，微生物的生长速度越慢。展示冰箱内部结构图片，解释不同温度区域适合保存不同种类的食物。又如干燥法，去除食物中的水分，使微生物缺乏生长繁殖所必需的水分环境，像干木耳、干香菇等干货就是利用这种方法保存的。另外，还提及腌制法、罐藏法、真空包装法等食品保存方法，分别讲解其原理，腌制法是利用高浓度的盐或糖溶液使微生物失水而死亡或抑制其生长；罐藏法是通过高温杀菌和密封防止外界微生物的污染；真空包装法是抽出包装袋内的空气，减少氧气含量，抑制好氧微生物的生长。组织学生进行小组活动，让他们为常见的食物选择合适的保存方法，并说明理由，教师巡视指导并进行点评。设计意图：通过展示变质食物图片，让学生直观地认识到食品腐败的现象，进而分析其原因，使学生深刻理解微生物与食品保存的密切关系。详细介绍各种食品保存方法及其原理，让学生掌握实用的生活技能，培养学生运用生物学知识解决实际问题的能力。小组活动环节则可以检验学生对知识的理解和应用能力，同时也增强学生的团队合作意识。3.微生物在疾病防治中的作用（15分钟）（1）抗生素的生产与应用介绍抗生素是由微生物（如某些放线菌、真菌等）产生的能够抑制或杀死其他微生物的化学物质。展示青霉素的发现过程图片，讲述弗莱明发现青霉素的故事，激发学生的学习兴趣。讲解青霉素是由青霉菌产生的一种抗生素，它能够抑制细菌细胞壁的合成，从而使细菌无法正常生长和繁殖，最终导致细菌死亡。介绍常见的抗生素种类及其作用范围，同时提醒学生抗生素不能滥用，因为滥用抗生素会导致细菌产生耐药性，使抗生素的疗效降低，甚至引发超级细菌的出现。（2）疫苗的免疫原理以新冠疫苗为例，讲解疫苗的免疫原理。展示新冠病毒的结构图片，介绍新冠疫苗是将新冠病毒的部分成分（如灭活病毒、病毒蛋白等）注入人体，这些成分作为抗原刺激人体免疫系统产生特异性免疫反应。人体的免疫系统会识别这些抗原，并产生相应的抗体和记忆细胞。当人体再次接触到真正的新冠病毒时，记忆细胞会迅速增殖分化，产生大量抗体，从而快速清除病毒，保护人体免受感染。通过动画演示疫苗免疫的过程，让学生更直观地理解这一复杂的免疫学原理。组织学生讨论疫苗接种对个人和社会的重要意义，每个小组派代表发言，教师进行总结和补充。设计意图：通过讲述青霉素的发现故事，让学生了解抗生素的来源和重要性，同时强调抗生素合理使用的必要性，培养学生正确的用药观念。以新冠疫苗为例详细讲解疫苗免疫原理，借助动画演示使抽象的免疫学知识形象化，便于学生理解。小组讨论疫苗接种的意义，可以让学生从个人和社会两个层面深入思考疫苗在疾病防治中的作用，增强学生的社会责任感和健康意识。4.微生物在环境保护中的作用（10分钟）（1）污水处理中的微生物作用展示污水处理厂的图片和污水处理流程示意图，讲解在污水处理过程中，微生物起着关键的作用。污水中的有机物、氮、磷等污染物是微生物的营养物质，不同种类的微生物通过一系列复杂的生物化学反应，将污水中的有机污染物分解为二氧化碳、水和无机盐等无害物质，实现污水的净化。例如，一些细菌能够将污水中的含氮化合物转化为氮气释放到空气中，从而降低污水中的氮含量；还有一些微生物能够分解污水中的有机磷，减少磷对水体的污染。（2）垃圾处理中的微生物应用简单介绍微生物在垃圾处理中的应用。在垃圾填埋场或堆肥处理过程中，微生物可以分解有机垃圾，将其转化为腐殖质等有机肥料，实现垃圾的资源化利用。同时，微生物在降解垃圾过程中产生的热量还可以用来发电等。组织学生思考微生物在环境保护中还有哪些其他潜在的应用，鼓励学生课后查阅资料进行拓展学习。设计意图：通过展示污水处理厂图片和流程示意图，让学生了解微生物在污水处理这一重要环保领域的具体作用过程，使学生认识到微生物对保护环境的重要贡献。介绍微生物在垃圾处理中的应用，拓宽学生的环保视野，培养学生的环保意识和创新思维。鼓励学生课后拓展学习，进一步激发学生对微生物与环境保护关系的探索欲望。（三）课堂小结（5分钟）引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括微生物在食品制作、食品保存、疾病防治和环境保护中的作用原理及具体应用。教师进行总结和补充，强调重点知识，如发酵原理、食品保存方法原理、抗生素和疫苗的作用机制、微生物在污水处理中的生物化学反应等，帮助学生构建完整的知识体系。设计意图：通过课堂小结，让学生对本节课的内容进行系统的梳理和总结，加深对重点知识的理解和记忆，巩固所学知识。（四）课堂练习（10分钟）布置一些与本节课内容相关的练习题，如选择题、填空题、简答题等。练习题涵盖微生物在各领域应用的知识点，如判断某种食品制作所利用的微生物、解释食品保存方法的原理、分析抗生素的作用特点、简述疫苗免疫的过程以及说明微生物在污水处理中的作用等。让学生在课堂上独立完成练习，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题并进行针对性的讲解。设计意图：通过课堂练习，让学生及时巩固所学知识，检测学生对知识的掌握程度，发现学生在学习过程中的薄弱环节，以便教师调整教学策略，进行有针对性的辅导。（五）拓展延伸（5分钟）介绍一些微生物在新兴领域的应用研究进展，如微生物在生物能源开发（如利用微生物发酵生产生物乙醇、生物柴油等）、生物修复（利用微生物修复被污染的土壤、水体等）方面的应用前景。展示相关的科研图片或视频资料，激发学生对生物学前沿领域的兴趣，鼓励学生树立远大的科学理想，努力学习生物学知识，为未来参与相关科研工作奠定基础。设计意图：拓展延伸环节可以让学生了解微生物在现代科技前沿领域的重要应用和发展潜力，拓宽学生的知识面和视野，激发学生对生物学的学习热情和探索欲望，培养学生的科学精神和创新意识。（六）布置作业（2分钟）让学生回家后尝试自己制作一种发酵食品，如酸奶或泡菜，并记录制作过程和观察到的现象，写一篇制作心得。请学生查阅资料，了解一种新型微生物药物或微生物在环境保护新技术中的应用实例，撰写一篇科普短文介绍其原理和应用前景，字数不少于300字。设计意图：作业的布置旨在培养学生的实践能力和自主学习能力，让学生将课堂所学知识应用到实际生活中，通过亲身体验加深对微生物与人类关系的理解。同时，撰写科普短文可以进一步提高学生的资料查阅能力、信息整合能力和文字表达能力。板书设计七、板书设计（一）微生物在食品制作中的应用发酵原理酵母菌：有氧呼吸（C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+能量）无氧呼吸（C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量）常见发酵食品制作酸奶：乳酸菌无氧发酵产生乳酸酿酒：酵母菌无氧呼吸产生酒精泡菜：乳酸菌发酵（二）微生物在食品保存中的作用食品腐败原因：微生物生长繁殖食品保存方法及原理冷藏法：低温抑制微生物生长繁殖干燥法：去除水分，抑制微生物生长腌制法：高浓度盐或糖溶液使微生物失水或受抑制罐藏法：高温杀菌+密封防污染真空包装法：减少氧气，抑制好氧微生物生长（三）微生物在疾病防治中的作用抗生素来源：微生物产生作用：抑制或杀死其他微生物例如：青霉素由青霉菌产生，抑制细菌细胞壁合成注意：抗生素不可滥用，防止细菌耐药性产生疫苗免疫原理：抗原刺激免疫系统产生抗体和记忆细胞例如：新冠疫苗（灭活病毒或病毒蛋白等）注入人体引发免疫反应意义：保护个人健康，助力群体免疫，维护社会稳定（四）微生物在环境保护中的作用污水处理微生物分解有机物、氮、磷等污染物转化为无