2024-2025學(xué)年高中生物專題4酶的研究與應(yīng)用課題3酵母細(xì)胞的固定化說課稿1新人教版選修1一、課程基本信息

1.課程名稱：高中生物專題4酶的研究與應(yīng)用課題3酵母細(xì)胞的固定化

2.教學(xué)年級和班級：高一年級

3.授課時(shí)間：2024年10月20日星期五第2節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.科學(xué)思維：通過分析酵母細(xì)胞固定化的原理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歸納、演繹等科學(xué)思維方法，提升對生物工程應(yīng)用的理解能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，探究固定化酵母細(xì)胞的特點(diǎn)及其在生物技術(shù)中的應(yīng)用，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：讓學(xué)生認(rèn)識到酶在生物技術(shù)中的重要性，培養(yǎng)對科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣。三、學(xué)習(xí)者分析

1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：高一年級的學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸過酶的概念、特性以及酶促反應(yīng)等基礎(chǔ)知識。他們對于酶的化學(xué)本質(zhì)、酶促反應(yīng)的原理以及酶的活性影響因素等有一定的了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對生物科學(xué)普遍保持較高的興趣，尤其是對生物工程和生物技術(shù)等領(lǐng)域。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠通過課堂講解和實(shí)驗(yàn)操作掌握新知識。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于通過視覺和動(dòng)手操作學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生則更喜歡通過閱讀和思考來理解概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解酵母細(xì)胞固定化的概念和原理時(shí)，學(xué)生可能會遇到以下困難：一是對固定化技術(shù)的復(fù)雜過程理解困難；二是對酶在不同生物技術(shù)中的應(yīng)用缺乏實(shí)際感知；三是實(shí)驗(yàn)操作中可能遇到的實(shí)驗(yàn)誤差和數(shù)據(jù)分析問題。針對這些挑戰(zhàn)，需要教師在教學(xué)中注重理論聯(lián)系實(shí)際，通過生動(dòng)的實(shí)例和實(shí)驗(yàn)演示幫助學(xué)生克服理解障礙。四、教學(xué)資源

-軟硬件資源：顯微鏡、細(xì)胞培養(yǎng)箱、離心機(jī)、移液器、燒杯、試管、培養(yǎng)皿、酒精燈、加熱器、電子天平、電腦、投影儀。

-課程平臺：學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、在線教學(xué)平臺。

-信息化資源：酵母細(xì)胞固定化技術(shù)相關(guān)視頻資料、生物工程領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文庫、在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊。

-教學(xué)手段：PPT演示、實(shí)驗(yàn)操作演示、小組討論、在線互動(dòng)問答。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

一、導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對酵母細(xì)胞固定化的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“同學(xué)們，你們在生活中有沒有遇到過需要過濾或分離物質(zhì)的情境？比如，如何從果汁中分離出果肉？你們知道有哪些方法可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程嗎？”

展示一些關(guān)于傳統(tǒng)過濾和現(xiàn)代生物工程技術(shù)的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受生物工程技術(shù)的魅力或特點(diǎn)。

簡短介紹酵母細(xì)胞固定化技術(shù)的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，例如：“今天我們將探討一種神奇的生物工程技術(shù)——酵母細(xì)胞固定化，它可以在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)高效、連續(xù)的酶促反應(yīng)?！?/p>

二、酵母細(xì)胞固定化基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解酵母細(xì)胞固定化的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解酵母細(xì)胞固定化的定義，包括其主要目的是為了提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。

詳細(xì)介紹酵母細(xì)胞固定化的組成部分，如固定化載體、酵母細(xì)胞等，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

三、酵母細(xì)胞固定化案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解酵母細(xì)胞固定化的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的酵母細(xì)胞固定化案例進(jìn)行分析，如固定化酵母在生物催化、生物制藥、食品工業(yè)中的應(yīng)用。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解酵母細(xì)胞固定化的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用酵母細(xì)胞固定化技術(shù)解決實(shí)際問題。

四、學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與酵母細(xì)胞固定化相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“如何優(yōu)化固定化酵母的制備過程”或“固定化酵母在特定環(huán)境下的穩(wěn)定性分析”。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

五、課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對酵母細(xì)胞固定化的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

六、課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)酵母細(xì)胞固定化的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括酵母細(xì)胞固定化的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)酵母細(xì)胞固定化在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用這一技術(shù)。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生查閱資料，撰寫一篇關(guān)于酵母細(xì)胞固定化技術(shù)的報(bào)告，并思考其在未來可能的應(yīng)用前景。

教學(xué)過程中，教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的參與度和理解情況，適時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成。以下為具體的教學(xué)步驟和時(shí)間分配：

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）：5%

2.酵母細(xì)胞固定化基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）：15%

3.酵母細(xì)胞固定化案例分析（20分鐘）：30%

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）：15%

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）：22.5%

6.課堂小結(jié)與課后作業(yè)布置（5分鐘）：7.5%六、教學(xué)資源拓展

1.拓展資源：

-酵母細(xì)胞固定化技術(shù)的原理和應(yīng)用：介紹固定化酶和固定化細(xì)胞的原理，包括吸附法、交聯(lián)法、包埋法等固定化方法，以及固定化酶和固定化細(xì)胞在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用案例。

-酵母細(xì)胞固定化技術(shù)的研究進(jìn)展：探討固定化技術(shù)在不同領(lǐng)域的最新研究動(dòng)態(tài)，如生物催化、生物制藥、環(huán)境工程等。

-固定化酵母在生物技術(shù)中的應(yīng)用：分析固定化酵母在發(fā)酵工程、生物制藥、食品工業(yè)中的具體應(yīng)用，如生產(chǎn)抗生素、酶制劑、發(fā)酵食品等。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：《生物工程原理與應(yīng)用》、《現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論》等，了解生物工程的基本原理和固定化技術(shù)的基礎(chǔ)知識。

-觀看教學(xué)視頻：通過在線教育平臺或?qū)W校圖書館資源，觀看關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的制作過程及應(yīng)用的科普視頻。

-參與實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)：在生物實(shí)驗(yàn)室中，參與固定化酶和固定化細(xì)胞的制備實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)固定化技術(shù)的實(shí)際操作。

-查閱學(xué)術(shù)論文：鼓勵(lì)學(xué)生查閱生物工程領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文，了解固定化技術(shù)的研究進(jìn)展和未來發(fā)展趨勢。

-小組研究項(xiàng)目：組織學(xué)生進(jìn)行小組研究項(xiàng)目，選擇固定化技術(shù)在某一領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，如固定化酵母在生物制藥中的應(yīng)用。

-實(shí)踐應(yīng)用：鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中尋找固定化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，如發(fā)酵食品的制作過程，提高學(xué)生對生物技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用意識。

-創(chuàng)新設(shè)計(jì)：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一種新型的固定化載體或固定化方法，提高固定化酶的穩(wěn)定性和活性。

-撰寫研究報(bào)告：要求學(xué)生撰寫關(guān)于固定化技術(shù)的綜述性報(bào)告，總結(jié)固定化技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和未來展望。

-參加學(xué)術(shù)競賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加生物工程相關(guān)的學(xué)術(shù)競賽，如生物工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①酵母細(xì)胞固定化的定義與目的：

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：酵母細(xì)胞固定化、固定化酶、固定化細(xì)胞。

-關(guān)鍵詞：酶的固定化、細(xì)胞固定化、生物催化、生物技術(shù)。

②酵母細(xì)胞固定化的方法與技術(shù)：

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：吸附法、交聯(lián)法、包埋法。

-關(guān)鍵詞：吸附載體、交聯(lián)劑、包埋材料、固定化效率。

③酵母細(xì)胞固定化的應(yīng)用與實(shí)例：

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：固定化酵母在生物催化中的應(yīng)用。

-關(guān)鍵詞：生物制藥、發(fā)酵工程、食品工業(yè)、工業(yè)酶制劑。

①固定化酵母的制備與優(yōu)化：

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：固定化酶的制備流程、固定化效果的評價(jià)。

-關(guān)鍵詞：固定化條件、酶活性、載體選擇、優(yōu)化策略。

②固定化酵母的穩(wěn)定性與壽命：

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：固定化酵母的穩(wěn)定性測試、壽命延長方法。

-關(guān)鍵詞：酶活性保持、穩(wěn)定性評價(jià)、再生利用。

③固定化酵母的環(huán)境影響與可持續(xù)發(fā)展：

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：固定化技術(shù)對環(huán)境的影響、可持續(xù)發(fā)展策略。

-關(guān)鍵詞：環(huán)境影響評估、綠色生物技術(shù)、可持續(xù)生產(chǎn)。八、教學(xué)反思

教學(xué)反思是一種自我提升的過程，通過回顧教學(xué)實(shí)踐，我們可以更好地理解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，優(yōu)化教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。以下是我對本次“酵母細(xì)胞的固定化”教學(xué)的一些反思：

首先，我覺得在導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)，我采用了圖片和視頻的方式來激發(fā)學(xué)生的興趣，這是非常有效的。我看到學(xué)生們在看到那些生動(dòng)的生物工程應(yīng)用實(shí)例時(shí)，眼神中閃爍著好奇和興奮。這讓我意識到，對于高中生來說，直觀的視覺材料能夠很好地吸引他們的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在介紹酵母細(xì)胞固定化的基本概念時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于“固定化”這個(gè)詞的理解不夠深入。我意識到，在今后的教學(xué)中，我需要更加細(xì)致地解釋專業(yè)術(shù)語，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解。

在講解基礎(chǔ)知識時(shí)，我使用了圖表和示意圖來幫助學(xué)生理解固定化技術(shù)的原理。我發(fā)現(xiàn)，這種方法對于理解固定化過程的學(xué)生來說效果很好，但對于一些視覺學(xué)習(xí)者來說，可能還需要更多的輔助材料。因此，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，結(jié)合更多樣化的教學(xué)資源，如動(dòng)畫演示或互動(dòng)軟件，來滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個(gè)與生活緊密相關(guān)的案例，比如固定化酵母在釀酒中的應(yīng)用。這讓學(xué)生們能夠更好地理解固定化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。但是，我也注意到，在討論這些案例時(shí)，部分學(xué)生對于案例中的技術(shù)細(xì)節(jié)不夠熟悉，導(dǎo)致討論不夠深入。為了解決這個(gè)問題，我打算在課前布置一些預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生對案例中的技術(shù)背景有更深入的了解。

在學(xué)生小組討論環(huán)節(jié)，我看到了學(xué)生們積極參與討論，提出了一些很有創(chuàng)意的想法。這讓我很高興，因?yàn)檫@是培養(yǎng)學(xué)生合作能力和創(chuàng)新思維的好機(jī)會。但是，我也發(fā)現(xiàn)，在討論過程中，一些學(xué)生因?yàn)槿狈ψ孕哦惶敢獍l(fā)言。為了鼓勵(lì)更多的學(xué)生參與討論，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，采用更多的鼓勵(lì)性語言和小組合作活動(dòng)，幫助學(xué)生建立自信。

在課堂展示與點(diǎn)評環(huán)