《第五節(jié) 發(fā)酵工程的應用》作業(yè)設計方案

《第五節(jié)發(fā)酵工程的應用》作業(yè)設計方案一、作業(yè)設計的目標發(fā)酵工程是生物技術與工程領域中非常重要的一部分，這節(jié)內(nèi)容主要是讓學生了解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)等多個領域的廣泛應用。作業(yè)設計的目標呢，首先是要讓學生鞏固發(fā)酵工程應用的相關知識，像不同發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、發(fā)酵工程在各行業(yè)所起的作用等。其次，要培養(yǎng)學生的科學思維能力，能夠分析發(fā)酵工程應用中的各種問題，比如發(fā)酵條件對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。最后，希望能激發(fā)學生對生物技術與工程這一學科的興趣，讓他們意識到這門學科和我們的生活息息相關。我之前教過一個班級，有個叫小美的學生，她對美食特別感興趣。每次上生物課講到發(fā)酵工程在食品中的應用時，她的眼睛就亮晶晶的。有一次我們在課堂上討論酸奶的制作，小美就特別興奮地分享她在家里嘗試做酸奶的經(jīng)歷，但是她不太明白為什么有時候做出來的酸奶口感不好，這就涉及到發(fā)酵工程中的一些知識了，像發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間以及菌種的種類和比例等都會影響酸奶的品質(zhì)。所以這部分作業(yè)要是設計得好，就能讓像小美這樣的學生更好地理解發(fā)酵工程在食品制作中的原理和重要性。二、作業(yè)類型與內(nèi)容1、基礎型作業(yè)（1）知識梳理讓學生抄寫課本上關于發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)等領域應用的重點段落，每個段落抄寫一遍。在抄寫的過程中，要求他們邊抄邊思考，例如在抄到發(fā)酵工程在醫(yī)藥領域生產(chǎn)抗生素的時候，要理解抗生素的生產(chǎn)過程大概是怎么回事。這樣可以幫助學生加深對基礎知識的記憶。完成關于發(fā)酵工程應用的填空題。比如“在食品工業(yè)中，利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的常見調(diào)味品有（醬油）、（醋）等。”這可以考查學生對基礎知識的掌握程度，像有的學生可能會把醬油的釀造過程和發(fā)酵工程聯(lián)系不起來，通過這樣的填空練習就能讓他們更好地理解。（2）概念辨析給出一些關于發(fā)酵工程應用的概念，讓學生判斷對錯并說明理由。例如“發(fā)酵工程在農(nóng)牧業(yè)中的應用只是為了提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量沒有影響?！边@個說法是錯誤的，學生需要指出發(fā)酵工程在農(nóng)牧業(yè)中不僅可以提高產(chǎn)量，還可以改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，像通過發(fā)酵工程生產(chǎn)的生物肥料可以讓水果更甜、個頭更大。這樣可以培養(yǎng)學生對概念的準確理解能力。2、拓展型作業(yè)（1）案例分析給學生提供一些發(fā)酵工程應用的實際案例，比如某種新型生物制藥的研發(fā)過程，讓學生分析在這個過程中發(fā)酵工程起到了哪些作用。要求學生從發(fā)酵原料的選擇、發(fā)酵條件的控制以及產(chǎn)品的分離和提純等方面進行分析。就像有一個案例是關于利用發(fā)酵工程生產(chǎn)抗癌藥物的，學生需要分析為什么選擇特定的微生物作為發(fā)酵菌種，發(fā)酵過程中的溫度、pH值等條件是如何影響藥物產(chǎn)量和質(zhì)量的，以及最后如何從發(fā)酵液中提取出高純度的抗癌藥物。通過這樣的案例分析，學生可以更好地將理論知識應用到實際情況中。讓學生設計一個簡單的發(fā)酵工程應用方案。假設要生產(chǎn)一種新型的發(fā)酵食品，讓學生設計從原料選擇、發(fā)酵菌種的確定、發(fā)酵條件的控制到產(chǎn)品的檢測等整個流程。小美在做這個作業(yè)的時候，特別用心。她設計的是一種水果發(fā)酵飲料，她選擇了新鮮的草莓作為原料，選擇了乳酸菌作為發(fā)酵菌種，因為她覺得乳酸菌發(fā)酵可以讓飲料有獨特的酸味和香氣。她還詳細地設計了發(fā)酵溫度為30攝氏度，發(fā)酵時間為3天，并且提到了在發(fā)酵過程中要定期檢測pH值和糖分含量等指標。通過這個作業(yè)，學生的創(chuàng)新思維和實踐能力都得到了鍛煉。（2）小論文寫作讓學生寫一篇關于發(fā)酵工程某一具體應用的小論文，字數(shù)要求在500字左右。比如可以寫發(fā)酵工程在污水處理中的應用。學生需要闡述發(fā)酵工程在污水處理中的原理、優(yōu)勢以及目前存在的問題和發(fā)展前景。在寫論文的過程中，學生要學會查閱資料，整理信息，并且用自己的語言準確地表達觀點。有個學生寫發(fā)酵工程在污水處理中的應用時，他先去圖書館借了好幾本關于生物技術和環(huán)境工程的書籍，還在網(wǎng)上搜索了很多相關的學術論文。他在論文中詳細地介紹了利用微生物發(fā)酵分解污水中的有機物的原理，還提到了現(xiàn)在一些新型的發(fā)酵工程技術在提高污水處理效率方面的優(yōu)勢。雖然他在論文中對發(fā)展前景的分析還比較稚嫩，但是可以看出他通過這個作業(yè)學到了很多知識，并且提高了自己的綜合能力。3、探究型作業(yè)（1）實驗探究布置一個簡單的發(fā)酵實驗，讓學生分組進行。例如制作米酒的實驗。學生需要自己準備糯米、酒曲等材料，按照一定的比例和步驟進行發(fā)酵。在實驗過程中，要記錄發(fā)酵過程中的各種現(xiàn)象，比如溫度的變化、米酒的氣味和口感的變化等。并且要分析影響米酒發(fā)酵質(zhì)量的因素，像酒曲的用量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間等。有一組學生在做這個實驗的時候，剛開始沒有控制好發(fā)酵溫度，結果米酒發(fā)酵得不太好，有一股酸味。他們經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)是溫度過高導致雜菌生長，影響了米酒的品質(zhì)。然后他們重新調(diào)整了發(fā)酵溫度，又做了一次實驗，這次做出來的米酒就比較成功了。通過這個實驗探究作業(yè)，學生可以親身體驗發(fā)酵工程的實際操作過程，并且培養(yǎng)他們的觀察能力和解決問題的能力。讓學生探究不同發(fā)酵菌種對同一種原料發(fā)酵結果的影響。例如，用同一種水果，分別用酵母菌和乳酸菌進行發(fā)酵，比較發(fā)酵后的產(chǎn)物在口感、氣味、營養(yǎng)成分等方面有什么不同。學生需要設計實驗方案，進行實驗操作，收集數(shù)據(jù)并進行分析。這可以讓學生深入了解不同發(fā)酵菌種的特性以及它們在發(fā)酵工程中的作用。（2）市場調(diào)研讓學生去當?shù)氐某谢蛘呤袌稣{(diào)研發(fā)酵工程產(chǎn)品的種類、品牌和銷售情況。例如，讓他們統(tǒng)計有多少種不同品牌的酸奶，這些酸奶在包裝、價格、宣傳賣點等方面有什么不同，并且分析這些不同與發(fā)酵工程有什么關系。小美和她的小組同學去超市調(diào)研酸奶的時候，發(fā)現(xiàn)有些酸奶宣傳添加了特殊的益生菌菌種，這就是發(fā)酵工程在酸奶產(chǎn)品創(chuàng)新中的體現(xiàn)。他們還發(fā)現(xiàn)不同品牌的酸奶價格差異很大，除了品牌效應之外，發(fā)酵原料的質(zhì)量、發(fā)酵工藝的先進程度等也會影響價格。通過這個市場調(diào)研作業(yè)，學生可以將發(fā)酵工程知識與市場實際情況聯(lián)系起來，提高他們的社會實踐能力和分析問題的能力。三、作業(yè)難度分層1、對于學習能力較弱的學生重點完成基礎型作業(yè)。在知識梳理作業(yè)中，老師可以給予更多的指導，比如幫助他們梳理出重點知識的框架，讓他們按照框架進行抄寫和記憶。在概念辨析作業(yè)中，可以給他們一些提示，引導他們正確判斷概念的對錯。對于這部分學生，主要是讓他們扎實掌握發(fā)酵工程應用的基礎知識。2、對于中等學習能力的學生在完成基礎型作業(yè)的基礎上，認真完成拓展型作業(yè)。在案例分析作業(yè)中，要求他們能夠準確地分析出案例中的關鍵信息，并且能夠有條理地闡述自己的觀點。在小論文寫作作業(yè)中，要保證論文結構合理，內(nèi)容完整，語言通順。在做實驗探究作業(yè)時，能夠按照實驗步驟進行操作，準確記錄實驗數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)嶒灲Y果進行簡單的分析。3、對于學習能力較強的學生要高質(zhì)量地完成基礎型、拓展型作業(yè)，并且在探究型作業(yè)中有更深入的探索。在實驗探究作業(yè)中，除了完成基本的實驗操作和數(shù)據(jù)分析之外，還可以嘗試改進實驗方案，提高實驗的準確性和科學性。在市場調(diào)研作業(yè)中，要能夠深入分析市場現(xiàn)象背后的原因，并且可以提出一些自己的見解和建議。例如，針對市場上發(fā)酵工程產(chǎn)品存在的問題，提出改進產(chǎn)品質(zhì)量或者營銷策略的建議。四、作業(yè)評價方式1、教師評價（1）對于基礎型作業(yè)在知識梳理作業(yè)方面，主要檢查學生抄寫的準確性和認真程度，如果學生抄寫工整、沒有錯別字，就給予表揚，比如在作業(yè)上寫個“很棒，繼續(xù)保持”。如果有錯誤，要指出錯誤并讓學生改正。在填空題作業(yè)中，檢查答案的正確性，如果全部正確就打個勾，如果有錯誤，要圈出來并讓學生重新思考作答。在概念辨析作業(yè)中，評價學生判斷的對錯以及理由的合理性。如果判斷正確并且理由充分，就給予肯定，例如寫上“分析得很到位”；如果判斷錯誤或者理由不充分，要詳細解釋正確的答案和理由。（2）對于拓展型作業(yè)在案例分析作業(yè)中，評價學生對案例分析的全面性、準確性和深度。如果學生能夠全面地分析出案例中的各個要點，并且分析得很準確、有一定的深度，就給予高分，比如給個A等級。如果分析得不夠全面或者存在一些錯誤的理解，就要指出問題并給予B或C等級。在小論文寫作作業(yè)中，從論文的結構、內(nèi)容、語言表達等方面進行評價。如果論文結構清晰、內(nèi)容豐富、語言流暢，就給予優(yōu)秀的評價，像在論文后面寫上“寫得非常好，觀點很新穎”；如果存在結構混亂、內(nèi)容空洞或者語言表達不流暢的問題，要給出具體的修改建議。在實驗探究作業(yè)中，評價學生的實驗操作規(guī)范程度、數(shù)據(jù)記錄的準確性以及結果分析的合理性。如果實驗操作規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄準確、結果分析合理，就給予表揚，比如“實驗做得很成功，分析也很到位”；如果存在操作不規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄錯誤或者結果分析不合理的問題，要讓學生重新審視實驗過程并進行改進。（3）對于探究型作業(yè)在實驗探究作業(yè)中，對于學習能力較強的學生的更深入探索部分進行評價。如果學生能夠成功改進實驗方案并且提高了實驗的準確性和科學性，就要給予高度評價，比如寫上“你的改進方案非常有創(chuàng)意，很有科研精神”。如果改進方案存在一些問題，要給予建設性的意見。在市場調(diào)研作業(yè)中，評價學生對市場現(xiàn)象分析的深度和提出建議的可行性。如果分析深入并且建議可行，就給予好評，如“你的市場洞察力很強，建議很有價值”；如果分析不夠深入或者建議不切實際，要引導學生進一步深入調(diào)研和思考。2、學生自評在完成基礎型作業(yè)后，讓學生自己檢查知識梳理是否準確、填空題答案是否正確、概念辨析的理由是否充分。讓學生自己找出自己的錯誤并改正，同時思考自己在完成作業(yè)過程中的不足之處，比如是不是對某些概念理解得還不夠透徹。在拓展型作業(yè)中，讓學生自我評價自己的案例分析是否全面、小論文的結構和內(nèi)容是否合理、實驗探究的數(shù)據(jù)記錄和結果分析是否準確等。在探究型作業(yè)中，讓學生自己評價自己在實驗改進或者市場調(diào)研分析方面做得怎么樣，有沒有達到自己預期的目標。3、學生互評組織學生進行作業(yè)互評。在基礎型作業(yè)中，讓學生互相檢查知識梳理的工整性、填空題答案的正確性等。在拓展型作業(yè)中，學生交換案例分析作業(yè)，互相評價分析的合理性和全面性；對于小論文，互相評價論文的結構、內(nèi)容和語言表達；在實驗探究作業(yè)中，互相檢查實驗操作的規(guī)范程度和數(shù)據(jù)記錄的準確性。在探究型作業(yè)中，學生互相分享自己在實驗改進或者市場調(diào)研分析中的經(jīng)驗和想法，互