2019版 北师大版 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]

2025年1月2716:21:47发布者:gggyyy 23 views 举报
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2019 版 北师大版 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

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

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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

本单元的教学内容选自 2019 版北师大版高中生物学选择性必修 3 《生物

技术与工程》的第一章《发酵工程》。发酵工程作为现代生物技术的重要组成

部分,不仅广泛应用于食品、医药、化工等多个领域,而且与人们的日常生活

息息相关。本章内容通过五个小节,系统地介绍了发酵工程的基本概念、原理、

技术及其应用,旨在帮助学生理解并掌握发酵工程的核心知识,培养其在生物

科技领域的探索精神和实践能力。

第一节:微生物纯培养物的获得

本节内容主要介绍了微生物纯培养物的重要性及其获取方法。学生将学习

如何通过无菌技术、培养基配制、接种与培养等步骤,从复杂的环境中分离出

单一的微生物菌株,为后续的研究和应用奠定基础。

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第二节:微生物纯培养物的选择

在获得微生物纯培养物后,如何根据实验或生产需求选择合适的菌株成为

关键。本节内容将引导学生了解微生物的特性鉴定方法,包括形态观察、生理

生化测试以及分子生物学技术等,以便学生能够根据实际需求筛选出最优的微

生物菌株。

第三节:传统发酵技术

传统发酵技术是人类利用微生物进行食品生产的重要手段。本节内容将介

绍几种常见的传统发酵食品及其制作过程,如酸奶、泡菜、酱油等,让学生亲

身体验到发酵技术在日常生活中的应用,同时理解发酵过程中微生物的作用及

其代谢机制。

第四节:发酵工程的过程与原理

本节内容将深入探讨发酵工程的基本原理和过程控制。学生将学习发酵过

程中微生物的生长曲线、代谢调控机制以及发酵工艺的优化策略,理解如何通

过调节发酵条件(如温度、 pH 值、溶氧等)来提高发酵效率和产物质量。

第五节:发酵工程的应用

发酵工程在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。本节内容将通

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过案例分析,展示发酵工程在各个领域中的具体应用成果,如抗生素的生产、

食品添加剂的制备、生物燃料的 发等,让学生 感受 到发酵工程在现代工

的重要作用。

(二)单元内容分析

本章内容以发酵工程为核心, 围绕 微生物纯培养物的获得、选择、传统发

酵技术、发酵工程的过程与原理及其应用展 ,形成了一个 完整 的知识体系。

各小节 之间既 互独立又紧密 成了发酵工程 一复杂而精 的生

物技术领域。

知识体系的系统性

本章内容从微生物纯培养物的获得入手, 步深入到发酵工程的过程与原

理及其应用,形成了一个 层层递 进、环环相 的知识体系。 种系统性的知识

结构 有助于学生 全面 理解发酵工程的内 外延 握其核心要

与实践的

本章内容不仅 重理 知识的传 还强 调实践 作能力的培养。通过介

绍传统发酵技术的制作过程以及发酵工程的实际应用案例,让学生亲身体验到

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发酵技术的 力和实用性,从而 发其学习 兴趣 和探索精神。

学科知识的

发酵工程 及生物学、化学、工程学等多个学科的知识领域。本章内容在

介绍发酵工程的基本原理和过程控制时, 入了相关学科的知识 和研究方法,

进了 学科知识的 合与 交叉 应用。

(三)单元内容

为了实现本章教学 目标 的最大化,需要 单元内容进行有效的 合与优化。

具体 措施

知识 点梳 理与重

本章各小节的知识 进行 理与重 明确每 个知识 的地 和作用,

形成 清晰 的知识 脉络 逻辑 体系。根据知识 难易 程度和重要程度,合理

教学 顺序 时分配。

实践 作与理 教学的

将实践 作与理 教学 紧密结 合,通过实验 作、案例分析等方 ,加深

学生 知识的理解和掌握。 鼓励 学生将 学知识应用于实际 问题 的解 中,

提高其实践 作能力和 创新思维 能力。

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学科知识的 合与应用

在介绍发酵工程的基本原理和过程控制时, 学科知识的 合与应用。

通过引入化学、工程学等相关学科的知识 和研究方法, 丰富 教学内容和手段,

拓宽 学生的知识 视野 思维空间

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

根据《 通高中生物学 标准 2017 2020 )》的要求,

本章教学内容将 围绕 观念、科学 思维 、科学探究和 社会责任 四个 度展

旨在培养学生的生物学学科核心素养。

(一)生 观念

观念是 指对 观察到的生 及相 关系或特性进行解 后的 抽象

是人们 过实 后的观 ,是能够理解或解 生物学相关 件和现 识、

观念和 思想 方法。在本章教学中,生 观念的培养主要体现在以 几个方

结构 能观

通过介绍微生物的 细胞结构 、代谢机制以及发酵工程的过程控制等内容,

引导学生理解生物体的 结构 之间 密切 关系。例如,在 解微生物的

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胞结构 时, 以引导学生 思考 不同 细胞器 在微生物代谢过程中的作用和

解发酵工程的过程控制时, 以引导学生理解发酵条件 微生物生长和产

物质量的 影响

进化与适应观

通过介绍微生物的多 性、适应性以及发酵工程在各个领域中的应用等内

容,引导学生理解生物进化的本质和适应机制。例如,在 解微生物的特性鉴

定方法时, 以引导学生 思考 微生物如何适应不同的环境条件和代谢需求

解发酵工程的应用时, 以引导学生理解发酵工程如何 满足 人类 社会 的不同

需求和发展 趋势

态与 平衡

通过介绍发酵过程中微生物的生长曲线、代谢调控机制以及发酵工艺的优

化策略等内容,引导学生理解生物体在内 环境 化中 保持稳 态和 平衡 的重要

性。例如,在 解发酵工艺的优化策略时, 以引导学生 思考 如何通过调节发

酵条件来 维持 微生物的生长和代谢 平衡; 解发酵产物的质量控制时,

引导学生理解产物质量 生物体 态和 平衡 影响

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(二)科学 思维

科学 思维 指尊 实和 据, 崇尚严谨 实的求知态度, 用科学的

思维 方法 物、解 实际 问题 思维 和能力。在本章教学中,科学

的培养主要体现在以 几个方

归纳 与概括

通过引导学生 微生物的纯培养物、发酵过程及其产物等进行观察和 描述

培养其 归纳 与概括的能力。例如,在观察微生物的形态 结构 时, 以引导学生

总结 不同微生物 之间 性和 差异; 在分析发酵产物的质量时, 以引导学生

概括 影响 产物质量的主要 素。

演绎

通过引导学生 学知识 发酵工程中的 问题 进行 理和 测,培养其

演绎 理的能力。例如,在了解微生物的代谢机制后, 以引导学生 测不

同发酵条件 微生物的生长和产物 情况; 在掌握发酵工艺的优化策略后,

引导学生 设计 实验方案来验 证这些 策略的有效性。

模型 建模

通过引导学生 建立 微生物的生长 模型 、发酵过程的 模型 等,培养其

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建模 的能力。例如,在 解微生物的生长曲线时, 以引导学生 建立 生长

模型 测微生物的生长 趋势; 解发酵工程的过程控制时, 以引导学生

建立动 模型 模拟 发酵过程中的各种 化。

批判 思维

通过引导学生 发酵工程中的 热点问题 争议话题 等进行讨 析,培

养其 批判 思维 的能力。例如,在介绍发酵工程的应用时, 以引导学生讨

微生物的 安全 性、生物燃料的 可持 续性等 问题; 解发酵产物的质量

控制时, 以引导学生 析不同 测方法的优 缺点 和适用 范围

创造 思维

通过 鼓励 学生提出 法、 设计新 的实验方案等,培养其 创造 思维

能力。例如,在介绍发酵工程的 技术、 方法时, 鼓励 学生提出自

创新点 解发酵产物的应用 发时, 鼓励 学生 设计新 的产

品配方和工艺 线。

(三)科学探究

科学探究是 能够发现现实 世界 中的生物学 问题 针对 特定的生物学现

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进行观察、提 、实验 设计 、方案实 以及 对结 果的 交流 与讨 的能力。在本

章教学中,科学探究的培养主要体现在以 几个方

问题 发现与提出

通过引导学生 发酵工程中的现 问题 进行观察和 思考 ,培养其 问题

现与提出的能力。例如,在观察微生物的生长 情况 时, 以引导学生 思考

不同菌株的生长 差异; 在分析发酵产物的质量时, 以引导学生

如何提高产物的纯度和 率。

实验 设计 与实

通过 导学生 设计 并实 发酵工程相关的实验方案,培养其实验 设计 与实

的能力。例如,在 设计 微生物纯培养物的获得实验时, 以引导学生 思考

何选择合适的培养基、接种方法和培养条件 在实 发酵过程 控实验时,

以引导学生掌握实验步骤和 作方法。

果分析与讨

通过引导学生 实验 果进行分析和讨 ,培养其 果分析与讨 的能力。

例如,在分析微生物生长曲线的实验 果时, 以引导学生探讨不同发酵条件

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