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教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高二年级 学期 春季
课题 传统发酵技术的应用
教科书 书 名：选择性必修三《生物技术与工程》教材 出版社：人民教育出版社
教学目标
1.通过分析腐乳的制作过程，掌握传统发酵技术的概念和特点，举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。 2.能够联系酵母菌的呼吸过程，比较不同微生物的代谢类型，概述酵母菌、乳酸菌、醋酸菌的发酵的基本原理与实际应用。 3.通过比较不同的馒头制作过程，采用对比分析、归纳与概括的方法，总结传统发酵技术的优点与不足，关注食品安全和健康的生活方式 4.通过对传统发酵食品的整理归纳，增强对于传统文化的认同感和热爱度，联系科学前沿发展，在创新中传承我国优秀传统文化。
教学重难点
教学重点： 传统发酵技术的概念和特点。 微生物发酵的基本原理
教学难点： 1. 传统发酵技术的基本原理
2. 传统发酵技术应用的优缺点
教学过程
历史情境导入 “从社会中来”通过教材中引用的唐朝诗人王翰所作的诗句，补充更多的与“酒”有关的古诗词，展现了我国古代社会精神文明中存在的食物在生活中是经常可见的。展示的汉代砖刻上的酿酒图、我国古代酿酒作坊的绘画作品，让学生了解我国悠久的酿酒文化和历史。提出问题，这些酒是如何制作的？为什么不同的酒它的风味是不一样的？生活中的葡萄酒和葡萄醋都是以葡萄为原料发酵的，为什么最终的产物却不同？学生在诗句中走近我国传统的饮食文化，认识到传统发酵食品在我们饮食生活中的重要性，对传统发酵技术的特点和传统发酵食品的制作工艺产生兴趣和思考。 路径导引，规划实施 ，展示学习目标，明确学习内容 。 发酵历史介绍到构建发酵的概念 【任务一】从三则资料中总结发酵的概念、原理、类型（学生通过对三则资料中的内容进心信息整合分析，对于酒精发酵有初步的认识，通过对酒精发酵的案例分析沿伸至对于发酵概念的总结，发展学生的归纳概括的能力，逻辑思维得到锻炼） 资料1：酿酒工艺历史介绍、约 9000 年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。夏禹时期，已有了关于杜康造秫酒的传说。我国酿造白酒的工艺在世界上独树一帜，白酒一般是以谷物为原料，以酒曲发酵而成的。 资料2：1857 年，巴斯德证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的。除此之外，还有很多其他我们生活中常见的食品都有悠久的发酵历史。 资料3：研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。 从以上材料中我们发现，酒精发酵有着悠久的历史，是由酵母菌在适宜条件下利用谷物等原材料而产生酒精的。就请同学们进行讨论，根据资料内容以及之前学习的知识，总结一下发酵的概念、原理、类型。（学生在三则资料中运用归纳的方法，尝试解释什么是发酵，发现发酵的主角是微生物，也能够对于酒精发酵有初步的了解，为之后的酵母菌的发酵作好铺垫。） 概念：学生总结（音频） 结合必修一内容解析发酵的概念：指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。 1.概念理解与发酵原理：必修 1 中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”，是狭义的发酵概念。“代谢”并非仅指“呼吸作用”，还包括微生物的其他物质合成与分解过程，最重要的是不同微生物可以产生不同的酶，因而能利用原料产生不同的代谢产物。 2.根据发酵的原理按照微生物的代谢特点进行分类，根据是否需氧分为：好氧发酵（醋酸、谷氨酸、腐乳）和厌氧发酵（酒精、泡菜、酸奶）。 学生对于微生物的代谢条件从生活经验的角度找到相关影响因素，如氧气、温度等，再进一步进行分类，对于之后几种微生物的发酵应用有初步的了解。 构建传统发酵技术概念 在众多发酵食品中，腐乳是我们生活中经常吃到的，以腐乳为例子总结传统发酵技术的概念。学生观看视频，思考问题，完成任务二。 【任务二】观看腐乳的制作过程视频，思考以下问题：制作腐乳利用了哪些微生物？这些微生物来自哪里？它们有何作用？总结得到传统发酵技术的概念（学生从视频中观察腐乳制作过程中的变化，结合生活中的经验与课前预习内容完成学习任务） 1.介绍腐乳的制作史，然后介绍腐乳制作的原理。（舌尖上的中国视频） 腐乳是将豆腐进行发酵获得的产品。利用了空气中存在的多种微生物如酵母菌、曲霉、毛霉；介绍参与腐乳制作的主要微生物：毛霉、曲霉、根霉、酵母菌。其中重点介绍毛霉：丝状真菌、孢子生殖、异养需氧型、发酵的温度为15～18 ℃。 毛霉（主）能分泌蛋白酶、肽酶的特性，将豆腐中的大分子蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，使其味道鲜美、便于保存。 2.传统发酵技术概念总结。 像是腐乳这样的食品，制作时利用天然存在的微生物进行发酵，就属于传统发酵技术。总结传统发酵技术概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保留下来的面团、卤汁等发酵物中微生物进行发酵，制作食品的技术。 根据培养基的状态可以分为区分固体发酵和半固体发酵。 学生在视频观看中能够直观观察到微生物的生长对于豆腐的影响，将微观代谢与宏观现象联系起来，走近学生的日常生活。学生对于生活化的情境感兴趣，分析其背后的科学原理，增强其科学素养。 除了腐乳以外，你还知道哪些传统发酵技术制作的食品呢？（播放学生视频，从家里找到常见发酵食品：腐乳、泡菜、果酒、果醋、酱、酱油、豆豉、酸奶、奶酪、米酒、面包、馒头等。体现传统发酵食品在生活中的重要地位。） 【思政融合】传统发酵食品与学生现实生活紧密联系，存在于一日三餐，展示中国传统发酵食品的分类，体现发酵食品的广泛应用及对生活的重要影响，发酵食品的范围与历史体现中国劳动人民的智慧与创造力，是传统文化的一种重要表现形式，认可传统发酵技术值得被重视、应用和发展。 四、传统发酵技术的应用举例 【任务3】阅读教材相关内容，总结对比几种微生物的细胞结构、代谢类型、发酵条件、食品制作应用举例。对发酵的关键要素如温度、氧气的控制进行强调。 学生通过阅读教材P5-7中相关内容进行讨论和总结，从微生物的代谢特点出发，思考制作不同传统发酵食品时应该注意控制的条件，将理论进行应用，发展学生的科学思维与科学探究能力。 1.乳酸菌的发酵应用 总结乳酸菌的细胞结构和分布；代谢类型与发酵原理 从乳酸菌的发酵原理，总结进行乳酸发酵时应该注意控制哪些发酵条件，有哪些食物是利用乳酸发酵得到的。播放学生音频，发酵时注意控制温度和氧气的条件。 2.酵母菌的发酵应用 总结酵母菌的细胞结构和分布；代谢类型与发酵原理 联系必修一学习的酵母菌的有关知识，对于酵母菌进行酒精发酵的过程进行探究。思考在进行发酵时，如何控制发酵条件来提高生产酒精的效率，明确控制发酵条件对于发酵的重要性。播放学生音频，利用有氧呼吸的优势促进酵母菌的增殖，利用无氧呼吸产生酒精。从学生的已有知识进行补充，完整知识体系。 醋酸菌的发酵应用 总结酵母菌的细胞结构和分布；代谢类型与发酵原理 从醋酸菌的发酵原理来看，可以利用不同的底物进行发酵，将酒精发酵和醋酸发酵联系起来。播放学生音频，醋酸菌在氧气和糖源都充足的时候利用葡萄糖作为底物进行发酵，当缺少糖源时又可以利用酒精进行发酵，自然将酒精发酵与醋酸发酵的过程建立起联系。 表格整理总结各种微生物的发酵原理 毛霉乳酸菌酵母菌醋酸菌生物类型代谢类型生产应用氧气条件适宜温度
五、到社会中去——思考讨论 【任务4】结合学习内容，联系生活实际，思考以下问题。学生在解决生活中面对的实际问题时对于本节课的学习内容加以运用，发展学生的科学思维和社会责任。 1.联系生活——启发技术思维和工程思维策略一通过生活中的实例，如用购买的酵母菌制作馒头、面包比利用材料中天然存在的菌种进行发酵制作更容易成功是为什么？（播放制作馒头的视频，加酵母菌制作与老面馒头制作）让学生认识到接种单一菌种进行发酵生产的优越性。介绍发酵的营养价值和传统发酵食品的安全隐患，学生学会辩证思考问题。（小组讨论） 2.结合“到社会中去”提出问题：制作葡萄酒若需要大规模生产，需要解决哪些问题？引导学生思考技术与工程的区别和联系。（小组讨论） 结合对以上问题的思考，将传统发酵食品与现代技术生产紧密联系，对于传统发酵食品的现代发展表达期望，在创新中不断发展，传承并发扬我国优秀传统文化。 六、作业布置 1.完成本节习题 2.小组合作完成项目作业 小组合作探究主题“传统发酵技术的文化传承与现代探究”，完成一篇不少于800字的调查研究报告.具体要求如下：传统发酵技术具有悠久的历史和深厚的文化底蕴，是中国传统文化的重要组成部分。请同学们搜集关于传统发酵技术的文献资料，了解其历史起源、发展现状以及对于传统文化的影响等方面；走进企业或工厂实地考察，了解传统发酵技术在现代工业中的应用和现状，思考传统发酵技术的创新应用和未来发展趋势。
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