2019版 沪科教版 高中生物学 选择性必修3 生物技术与工程《第一章 发酵工程利用微生物进行规模化生产》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2716:01:17发布者:gggyyy 10 views 举报
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2019 版 沪科教版 高中生物学 选择性必修 3 生物技

术与工程《第一章 发酵工程利用微生物进行规模化

生产》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 版沪科教版高中生物学选择性必修 3 《生物

技术与工程》的第一章《发酵工程利用微生物进行规模化生产》。这一章节详

细阐述了发酵工程的基本原理、技术流程及其在人类生活中的应用,内容涵盖

了从微生物的获取、培养、分离纯化到发酵生产等多个环节。具体教学内容分

为以下几个部分:

无菌技术和制备培养基是培养微生物的基础:

防止杂菌污染的技术:介绍了灭菌和消毒的概念、方法及其在微生物研究、

医疗操作和食品生产等领域的应用。

配制适合微生物生长繁殖的营养基质:讲解了培养基的配制原则、步骤及

其在微生物培养中的重要性。

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获取纯净的微生物培养物:

从微生物群体中分离出目标微生物:介绍了稀释涂布平板法和平板划线法

等微生物分离纯化技术。

培养特定微生物群体:阐述了微生物纯培养的方法和步骤,以及如何观察

和记录微生物的生长情况。

测定微生物的数量:

间接计数法:重点介绍了稀释涂布平板计数法及其在微生物数量测定中的

应用。

直接计数法:简述了显微镜直接计数法的基本原理和操作步骤。

发酵工程为人类提供多样的生物产品:

运用传统发酵技术生产食品:以果酒和果醋的酿制为例,介绍了传统发酵

技术的应用。

利用发酵技术工业化生产产品:探讨了发酵工程在食品工业、医药工业、

环境保护等领域的工业化应用。

通过本单元的学习,学生将深入了解发酵工程的基本原理和技术流程,掌

握微生物的获取、培养、分离纯化和数量测定等方法,认识发酵工程在人类生

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活中的应用价值,进而培养学生的生物科学素养和实验操作能力。

(二)单元内容分析

本单元内容以发酵工程为核心,围绕微生物的获取、培养、分离纯化和数

量测定等关键环节展开,旨在通过理论讲授和实验操作相结合的方式,使学生

全面掌握发酵工程的基本原理和技术流程。单元内容具有以下几个特点:

系统性和完整性:本单元内容涵盖了发酵工程的各个环节,从微生物的获

取到发酵产品的生产,形成了一个完整的知识体系。

实践性和操作性:本单元内容注重实践操作,通过大量的实验活动,使学

生亲身体验发酵工程的技术流程,培养学生的实验操作能力和问题解决能力。

应用性和拓展性:本单元内容不仅介绍了发酵工程的基本原理和技术流程,

还探讨了其在食品工业、医药工业、环境保护等领域的应用,具有广泛的应用

性和拓展性。

科学性和前沿性:本单元内容紧跟科学前沿,介绍了发酵工程领域的最新

研究成果和技术进展,使学生了解发酵工程的最新动态和发展趋势。

)单元内容整合

为了使学生能 系统 掌握发酵工程的基本原理和技术流程,本单元内容

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在整合 注重知识的 连贯 性和 逻辑 性。具体整合 思路 如下:

以微生物为核心:本单元内容以微生物为核心,围绕微生物的获取、培养、

分离纯化和数量测定等关键环节展开,形成一个完整的知识体系。

以实验为 线:本单元内容注重实践操作,通过大量的实验活动,使学生

亲身体验发酵工程的技术流程。在整合过程中,将理论知识与实验操作相结合,

使学生在实践中 理论知识的理解。

以应用为 导向 :本单元内容不仅介绍了发酵工程的基本原理和技术流程,

还探讨了其在食品工业、医药工业、环境保护等领域的应用。在整合过程中,

注重将理论知识与实 应用相结合,使学生了解发酵工程的应用价值和发展前

以科学前沿为 领:本单元内容紧跟科学前沿,介绍了发酵工程领域的最

新研究成果和技术进展。在整合过程中,注重将科学前沿知识 入教学内容中,

使学生了解发酵工程的最新动态和发展趋势。

通过以 整合 思路 ,本单元内容形成了一个系统、完整、实践性 、应用

广泛 紧跟科学前沿的知识体系,为学生全面掌握发酵工程的基本原理和技术

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流程提供了有力保

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 观念

观念是 指对 观察到的生 命现象 及相 关系 特性进行解释 抽象

过实 证后 观点,是能 理解 解释生物学相关 事件 现象 识、

观念和 思想 方法。在本单元的教学中,生 观念 要体 在以下几个方面:

生态系统观念:通过介绍生态系统中的生物与环境 间的相 关系,使学

生认识到生态系统是一个 杂而有 的整体,其中的生物与环境 着密

动关系。这 观念有 助于 学生理解生物在生态系统中的 地位 和作用,以

及生物与环境 间的相 互依赖 关系。

微生物观念:通过介绍微生物的基本特性和在生态系统中的作用,使学生

认识到微生物 虽然 在生态系统中 却扮演着 重要的 角色 。这 观念有

学生理解微生物的多样性和 杂性,以及 它们 在自 然界 中的重要 地位

态观念:通过介绍生态系统通过自 我调 节形成 态的原理,使学生认识

到生态系统具有一定的自 我调 节能力,能 其结 能的相 对稳 定。这

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观念有 助于 学生理解生态系统的 定性和 性,以及人类活动 生态系统

定性的 影响

(二)科学 思维

科学 思维 指尊 实和 证据 崇尚严谨 实的 知态 ,运用科学的

思维 方法认识 物、解决实 问题的 思维 和能力。在本单元的教学中,科

思维主 要体 在以下几个方面:

批判 思维 鼓励 学生通过实验观察和数 分析, 微生物的生长特性和

发酵过程提出质 假设 通过进一步的实验验 证来 证或推翻 些假设

种思维 方式有 助于 培养学生的 批判 思维 独立思考 能力。

逻辑推 理能力: 引导 学生运用 逻辑推 理的方法,分析微生物的生长 条件

发酵过程的 影响因 素, 推导 出合理的结论。这 种思维 方式有 助于 培养学生的

辑推 理能力和问题解决能力。

创造 思维 鼓励 学生 尝试 新的实验方法和技术 手段 ,探 微生物的

领域和发酵工程的新应用。这 种思维 方式有 助于 培养学生的 创造 思维

能力。

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)科学探究

科学探究是 现现 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 计、方 以及 结果的 流与讨论的能力。在本

单元的教学中,科学探究 要体 在以下几个方面:

实验 计能力: 引导 学生 根据 实验目的和原理, 计合理的实验方 和操

作步骤。这 能力有 助于 培养学生的实验 计能力和 思维

实验操作能力:通过实验活动,使学生掌握微生物的获取、培养、分离纯

化和数量测定等基本操作技能。这 能力有 助于 培养学生的实验操作能力和实

践能力。

分析与 理能力: 引导 学生 实验数 进行 收集 、整理和分析,

合理的结论。这 能力有 助于 培养学生的数 分析和 理能力以及科学探究能

力。

流与合作能力: 鼓励 学生通过实验 小组 的形式进行合作与 流, 共同

决实验过程中 到的问题。这 能力有 助于 培养学生的 团队 合作 精神 通能

力。

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社会责任

社会责任 生物学的认识, 与个人与 社会事务 的讨论,作出理性

解释和 判断 ,解决生产生活问题的 担当 和能力。在本单元的教学中, 社会责任

要体 在以下几个方面:

环保 识:通过介绍发酵工程在环境保护中的应用,使学生认识到生物技

术在解决环境问题中的重要作用,从而培养学生的环保 识和 可持续 发展观念。

健康意 识:通过介绍发酵工程在食品工业中的应用,使学生认识到微生物

在食品发酵过程中的重要作用,从而培养学生的 健康意 识和食品 识。

社会责任感 鼓励 学生将 学知识应用 生活中,为解决生产生活问

贡献 的力量。这 种责任感 助于 培养学生的 社会责任感 公民意 识。

本单元的教学 计紧 围绕《 通高中生物学 程标 2017 2020

)》中的生物学学科核心素养展开,通过理论讲授和实验操作相结合的

方式,使学生全面掌握发酵工程的基本原理和技术流程,培养学生的生 观念、

科学 思维 、科学探究和 社会责任 等核心素养。

学情分析

在《 通高中生物学 程标 2017 2020 )》的 指导 下,

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针对 沪科教版高中生物学选择性必修 3 《生物技术与工程》第一章《发酵工程

利用微生物进行规模化生产》的教学内容,进行学情分析。本章内容旨在

生了解微生物在发酵工程中的应用,掌握无菌技术、培养基制备、微生物分离

纯化以及微生物数量测定的基本方法,进而理解发酵工程在食品、医药、环保

等领域的重要性。以下是 学生学情的详细分析。

(一) 知内容分析

微生物基础知识

学生在必修 程中 已经 学习了微生物的基本概念、分类以及微生物在自

中的作用, 微生物有了 步的认识。

学生了解微生物在物质 环和能量流动中的重要作用,以及微生物与人类

生活的 密切 关系。

实验技能基础

学生具备基本的实验操作技能,如使用显微镜观察、测量、记录数 等。

前的生物实验中,学生 已经 过无菌操作的基本概念,如 洗手 、消

毒、使用无菌 器材 等。

生物学基本观念

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