1
2019 版 人教版 高中生物学 选择性必修 3 生物技术
与工程《第 1 章 发酵工程》大单元整体教学设计
[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分
解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
2
十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
高中生物学选择性必修 3 《生物技术与工程》中的第一章《发酵工程》是
生物学课程的重要组成部分,它不仅涵盖了发酵工程的基本概念、原理,还涉
及了微生物的培养技术、发酵工程的应用等多个方面。本章内容旨在通过传统
发酵技术和现代发酵工程的对比,让学生理解发酵工程在现代工业中的重要作
用,并通过实践活动培养学生的实验技能和科学探究能力。
本章分为三节:
第一节:传统发酵技术的应用
教学内容:介绍传统发酵技术的历史背景、基本原理及其在食品生产中的
应用,如泡菜、果酒和果醋的制作。
教学目标:让学生了解传统发酵技术的基本概念和原理,通过实践活动掌
3
握泡菜、果酒和果醋的制作方法,培养实验操作技能和科学探究兴趣。
第二节:微生物的培养技术及应用
教学内容:讲解微生物的基本培养技术,包括培养基的配制、无菌技术、
微生物的纯培养、选择培养和计数等。
教学目标:让学生掌握微生物培养的基本方法和技能,理解微生物在发酵
工程中的重要作用,并通过酵母菌的纯培养和土壤中分解尿素的细菌的分离与
计数等实践活动,培养学生的实验设计能力和科学探究能力。
第三节:发酵工程及其应用
教学内容:介绍发酵工程的基本流程、应用实例以及与生物学有关的职业,
如发酵工程制药工的工作内容和要求。
教学目标:让学生了解发酵工程在现代工业中的广泛应用,理解发酵工程
的基本原理和流程,通过案例分析了解发酵工程制药工的工作内容和要求,培
养学生的职业意识和社会责任感。
(二)单元内容分析
本章内容紧密围绕发酵工程这一主题展开,从传统发酵技术到现代发酵工
程,再到发酵工程的应用,形成了一个完整的知识体系。具体来说:
4
传统发酵技术的应用
知识点:发酵技术的历史背景、基本原理、传统发酵食品的制作方法(如
泡菜、果酒和果醋)。
重点:理解传统发酵技术的基本原理,掌握泡菜、果酒和果醋的制作方法。
难点:如何在实践活动中准确控制发酵条件,保证发酵食品的质量。
微生物的培养技术及应用
知识点:培养基的配制、无菌技术、微生物的纯培养、选择培养和计数方
法。
重点:掌握微生物培养的基本方法和技能,理解微生物在发酵工程中的重
要作用。
难点:如何在实验过程中保持无菌状态,避免杂菌污染;如何准确计数微
生物的数量。
发酵工程及其应用
知识点:发酵工程的基本流程、应用实例、发酵工程制药工的工作内容和
要求。
重点:理解发酵工程的基本原理和流程,了解发酵工程在现代工业中的广
5
泛应用。
难点:如何将发酵工程的理论知识应用于实际问题中,培养学生的问题解
决能力和创新思维。
(三)单元内容整合
本章内容在整合上注重理论与实践相结合,通过传统发酵技术的介绍,让
学生理解发酵工程的基本原理;通过微生物培养技术的讲解,让学生掌握微生
物培养的基本方法和技能;通过发酵工程应用的案例分析,让学生了解发酵工
程在现代工业中的重要作用。通过实践活动的设计,让学生在动手操作的过程
中加深对理论知识的理解,培养实验操作技能和科学探究能力。
具体来说,可以将本章内容整合为以下几个部分:
发酵工程概述
介绍发酵工程的基本概念、历史背景和发展趋势。
传统发酵技术
讲解传统发酵技术的基本原理和在食品生产中的应用。
设计实践活动:泡菜、果酒和果醋的制作。
微生物培养技术
6
讲解微生物培养的基本方法和技能。
设计实践活动:酵母菌的纯培养和土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。
发酵工程应用
介绍发酵工程在现代工业中的广泛应用。
案例分析:发酵工程制药工的工作内容和要求。
综合实践
设计一个综合实践活动,让学生将所学知识应用于实际问题中,如利用发
酵工程生产某种产品(如酸奶)。
二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
高中生物学学科核心素养
(一)生命观念
生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,
是人们经过实证后的观点,是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、
观念和思想方法。在本章教学中,生命观念主要体现在以下几个方面:
结构与功能观:
通过讲解微生物的基本结构和功能,让学生理解微生物的形态结构与其生
7
理功能之 间 的关系。
例如,在讲解酵母菌的结构 时 ,可以指 出 其细 胞壁 、细 胞膜 、细 胞 核等结
构与其代 谢 、 繁殖 等功能之 间 的关系。
进 化 与 适 应观:
通过介绍发酵技术的历史背景和发展趋势,让学生理解生物技术在不 断 进
化 和发展过程中对人 类 社会的 贡献 。
例如,在讲解传统发酵技术 时 ,可以指 出随着 科学技术的发展,传统发酵
技术 也 在不 断改 进和完 善 ,以 适 应现代社会的 需 求。
稳 态与 平衡 观:
通过讲解微生物培养过程中的 环境 条件控制,让学生理解微生物生 长繁殖
过程中 需 要保持 稳 态和 平衡 。
例如,在讲解无菌技术 时 ,可以指 出 无菌 环境 对于微生物生 长繁殖 的重要
性,以及如何通过控制 环境 条件来保持无菌状态。
物质与能量观:
通过讲解发酵过程中的物质 转化 和能量代 谢 ,让学生理解生命活动过程中
的物质和能量 变化规律 。
8
例如,在讲解发酵工程的基本原理 时 ,可以指 出 微生物在发酵过程中如何
利用原 料 中的 营 养物质进行代 谢 活动,并产生所 需 的产物。
(二)科学思维
科学思维是指 尊 重事实和证 据 , 崇尚严谨 和 务 实的求知态 度 , 运 用科学的
思维方法 认 识事物、解决实际问题的思维 习惯 和能力。在本章教学中,科学思
维主要体现在以下几个方面:
归纳 与概括:
引导 学生通过观察和分析实验现象, 归纳出 微生物培养的一 般规律 和特点。
例如,在观察酵母菌生 长繁殖 过程 时 ,可以 引导 学生 归纳出 酵母菌生 长繁
殖 的 适宜环境 条件。
演绎 与 推 理:
引导 学生 根据已 知的科学原理和事实, 推 理 出未 知的实验结果或科学结论。
例如,在讲解发酵工程的基本原理 时 ,可以 引导 学生 根据 微生物的代 谢 特
点 推 理 出 发酵过程中可能产生的产物。
模型 与 建模 :
引导 学生通过构 建模型 来 模拟 微生物培养过程和发酵工程流程,加深对相
9
关知识的理解和 记忆 。
例如,可以 引导 学生构 建 微生物培养过程的流程 图 或 模型图 来展 示 其培养
过程中的关 键环 节和 步骤 。
批判 性思维:
引导 学生对所学的知识和实验结果进行 批判 性分析和 评价 ,培养 独立 思 考
和解决问题的能力。
例如,在 讨 论发酵工程的应用 时 ,可以 引导 学生分析不 同 发酵工 艺 的 优缺
点和 适 用 范 围,并 提出改 进意 见 或 建议 。
(三)科学探究
科学探究是指能够发现现实 世界 中的生物学问题, 针 对特 定 的生物学现象
进行观察、 提 问、实验设计、方案实 施 以及对结果的 交 流与 讨 论的能力。在本
章教学中,科学探究主要体现在以下几个方面:
观察与 提 问:
引导 学生观察微生物培养过程中的实验现象,并 提出 相关的问题或 假 设。
例如,在观察酵母菌生 长繁殖 过程 时 ,可以 引导 学生 提出 关于酵母菌生 长
繁殖速度 与 环境 条件之 间 关系的问题或 假 设。
10
实验设计与实 施 :
引导 学生 根据提出 的问题或 假 设设计实验方案,并实 施 实验来验证 假 设的
正 确性。
例如,在设计酵母菌纯培养实验 时 ,可以 引导 学生 根据 实验目的和要求设
计实验方案,并选择 适当 的实验 材料 和 仪器 来实 施 实验。
数 据收集 与分析:
引导 学生 收集 实验过程中的数 据 并进行统计和分析,以 得出 科学的结论或
结果。
例如,在 收集 酵母菌生 长繁殖 数 据时 ,可以 引导 学生 采 用 适当 的统计方法
对数 据 进行分析和 处 理,并 绘 制 出 相应的 图表 来展 示 实验结果。
交 流与 讨 论:
引导 学生将实验结果进行 交 流和 讨 论,分 享 实验心 得 和体会,并互相 评价
和 改 进实验方案。
例如,在实验结 束 后可以组 织 学生进行 小 组 讨 论或 全班讨 论来分 享 实验结
果和心 得 体会,并互相 评价 和 改 进实验方案以 提 高实验 效 果。
( 四 )社会责任