5182微生物與人類的關系教學設計-生物八年級上冊北師大版

第5單元生物圈中的動物和微生物第18章生物圈中的微生物《第2節(jié)微生物與人類的關系》教學設計教材分析一、教材分析本章節(jié)在北師大版生物八年級上冊中具有重要地位，是在學生對微生物有了初步認識的基礎上，深入探討微生物與人類生活各個方面的緊密聯(lián)系。教材內容涵蓋了微生物在食品制作、食品保存、疾病防治、環(huán)境保護等多領域的作用，既展示了微生物對人類有益的一面，如發(fā)酵制作美味的食品、生產抗生素治療疾病等，也闡述了其有害的一面，如引發(fā)傳染病、導致食物腐敗變質等。通過對這些內容的學習，有助于學生構建全面的生物學知識體系，理解生物與人類相互依存又相互制約的關系，同時培養(yǎng)學生運用生物學知識解決實際生活問題的能力，提升學生的科學素養(yǎng)和對健康生活的關注度。學情分析二、學情分析八年級的學生已經具備了一定的生物學基礎知識，對微生物的基本概念和特征有了初步了解，并且在日常生活中也接觸到了一些與微生物相關的現(xiàn)象，如食物發(fā)酵、發(fā)霉變質、生病就醫(yī)等。這使得他們對微生物與人類關系這一主題具有較強的好奇心和求知欲，能夠積極主動地參與到課堂學習中來。然而，由于微生物的微觀性，學生對微生物在各個領域的具體作用機制理解起來可能存在困難，需要教師通過直觀教學手段、實例分析和實驗探究等多種方式引導學生深入思考，將抽象的知識具象化，幫助學生更好地掌握重點內容，突破難點知識。教學目標三、教學目標（一）知識目標舉例說明微生物在食品制作中的應用原理及常見發(fā)酵食品的制作過程，如釀酒、制作酸奶、面包等。闡述微生物在食品保存中的作用，了解食品腐敗的原因以及常用的食品保存方法及其原理。描述微生物在疾病防治中的重要性，包括抗生素的生產原理、疫苗的作用機制以及微生物與人體免疫的關系。解釋微生物在環(huán)境保護中的角色，如污水處理、垃圾處理等方面的作用原理。（二）能力目標通過觀察食品發(fā)酵過程、分析食品保存方法等活動，培養(yǎng)學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。組織學生進行小組合作探究實驗，如探究不同條件下酸奶的制作或食物保存的效果對比等，提高學生的實驗設計能力、動手操作能力和團隊協(xié)作能力。引導學生收集、整理和分析微生物與人類關系的相關資料，培養(yǎng)學生的信息收集與處理能力以及科學探究精神。（三）情感態(tài)度與價值觀目標讓學生認識到微生物與人類生活息息相關，培養(yǎng)學生對生物學的學習興趣和熱愛科學的態(tài)度。使學生正確看待微生物在人類生活中的有益和有害作用，樹立辯證唯物主義的世界觀。通過了解微生物在環(huán)境保護中的應用，增強學生的環(huán)保意識和社會責任感，引導學生關注可持續(xù)發(fā)展。教學重難點四、教學重難點（一）教學重點微生物在食品制作、食品保存、疾病防治和環(huán)境保護中的作用原理及具體應用。發(fā)酵技術在食品工業(yè)中的應用以及食品保存的常用方法和原理。（二）教學難點理解微生物發(fā)酵過程中的物質變化和能量轉化機制，如釀酒過程中葡萄糖如何轉化為酒精和二氧化碳。掌握疫苗的免疫原理以及人體免疫系統(tǒng)對微生物感染的防御機制，這涉及到較為復雜的免疫學知識。理解微生物在污水處理等環(huán)境保護過程中的生物化學循環(huán)和生態(tài)平衡維持機制。教法學法五、教法學法（一）教法情境教學法：通過創(chuàng)設生活中常見的與微生物相關的情境，如廚房中的發(fā)酵食品制作、醫(yī)院里的疾病治療、垃圾處理場的微生物處理等，將學生帶入實際場景中，引發(fā)學生的學習興趣和探究欲望，使學生在情境中感受微生物與人類生活的緊密聯(lián)系。講授法：針對微生物在各領域作用的原理性知識，如發(fā)酵原理、抗生素作用機制、免疫原理等，采用系統(tǒng)、精煉的講授方式，結合生動形象的比喻、圖示等，幫助學生構建清晰的知識框架，理解抽象的概念和復雜的過程。實驗探究法：設計并組織學生進行一些簡單易行的實驗探究活動，如酸奶制作實驗、面包發(fā)酵實驗、食物保存對比實驗等。讓學生在親自動手操作、觀察記錄和分析結果的過程中，深入體會微生物的作用，培養(yǎng)學生的科學探究能力和實踐操作技能，同時也增強學生對知識的感性認識。多媒體輔助教學法：利用圖片、視頻、動畫等多媒體資源展示微生物在食品制作、疾病防治、環(huán)境保護等方面的實際應用場景、微觀作用過程以及相關實驗演示等。例如，播放酵母菌發(fā)酵面包的動畫，展示污水處理廠中微生物處理污水的流程視頻等，將抽象的知識直觀化、動態(tài)化，幫助學生更好地理解和掌握教學內容，提高教學效果。（二）學法自主學習法：在課前布置學生預習教材內容，查閱相關資料，了解微生物與人類關系的一些基本常識，如常見發(fā)酵食品的種類、身邊的食品保存方法等。同時，引導學生在課后自主整理課堂筆記，總結所學知識，拓展知識面，培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考習慣。合作學習法：在課堂實驗探究、小組討論等活動中，鼓勵學生積極參與團隊合作。小組成員之間相互交流、分工協(xié)作，共同完成實驗任務、分析問題和解決問題。通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊意識、溝通能力和人際交往能力，同時也促進學生之間的思想碰撞和知識共享。觀察思考法：在教學過程中，引導學生仔細觀察教師展示的實驗現(xiàn)象、圖片、視頻等資料，積極思考其中所蘊含的生物學原理和與人類生活的關系。例如，在觀察酸奶制作過程中牛奶的變化時，思考乳酸菌的作用以及發(fā)酵條件對酸奶品質的影響等，培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力。實踐應用法：鼓勵學生將所學的微生物知識應用到實際生活中，如嘗試在家中制作發(fā)酵食品、合理選擇食品保存方法、關注身邊的環(huán)境衛(wèi)生與微生物的關系等。通過實踐應用，加深學生對知識的理解和記憶，提高學生運用生物學知識解決實際問題的能力。教學過程六、教學過程（一）導入新課（5分鐘）展示一些日常生活中常見的場景圖片，如面包店中新鮮出爐的面包、超市里琳瑯滿目的酸奶、醫(yī)院里醫(yī)生給病人使用抗生素治療疾病以及垃圾處理廠中垃圾處理的畫面等。提問學生：“這些看似毫不相干的場景，其實都與一種微小的生物有著密切的聯(lián)系，你們知道是什么生物嗎？”引導學生回答出微生物，從而引出本節(jié)課的主題——微生物與人類的關系。設計意圖：通過展示學生熟悉的生活場景圖片，引發(fā)學生的興趣和好奇心，使學生迅速將注意力集中到課堂教學中來。同時，讓學生直觀地感受到微生物在人類生活各個方面的廣泛存在，為后續(xù)深入探討微生物與人類的關系做好鋪墊。（二）新課講授1.微生物在食品制作中的應用（15分鐘）（1）發(fā)酵原理講解以酵母菌發(fā)酵制作面包為例，講解微生物發(fā)酵的基本原理。展示酵母菌的結構圖片，介紹酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧環(huán)境下都能生存。在制作面包時，首先將面粉、水、酵母菌等混合揉成面團，在面團發(fā)酵初期，酵母菌進行有氧呼吸，產生大量二氧化碳氣體，使面團膨脹變大。此時寫出有氧呼吸的反應式：C?H??O?+6O?→6CO?+6H?O+能量，向學生解釋二氧化碳氣體在面團中形成許多小孔，這就是面包松軟多孔的原因。隨著發(fā)酵的進行，面團中的氧氣逐漸減少，酵母菌開始進行無氧呼吸，產生酒精和少量二氧化碳，反應式為：C?H??O?→2C?H?OH+2CO?+少量能量。雖然酒精在烘烤過程中會揮發(fā)掉，但它也賦予了面包獨特的風味。通過詳細講解酵母菌在有氧和無氧條件下的呼吸作用，讓學生理解發(fā)酵過程中的物質變化和能量轉化機制。（2）常見發(fā)酵食品制作過程介紹除了面包制作，還向學生介紹其他常見發(fā)酵食品的制作過程。如酸奶制作，展示酸奶制作的流程圖，講解是利用乳酸菌在無氧條件下將牛奶中的乳糖分解為乳酸，使牛奶的pH值降低，蛋白質凝固成酸奶，同時乳酸還能抑制其他雜菌的生長，從而延長酸奶的保質期。另外，簡單提及釀酒是利用酵母菌無氧呼吸產生酒精的原理，制作泡菜是利用乳酸菌發(fā)酵產生乳酸等。組織學生分組討論自己在生活中接觸到的發(fā)酵食品，并嘗試分析其制作過程中所涉及的微生物及其作用，每個小組派代表發(fā)言，教師進行總結和補充。設計意圖：以酵母菌發(fā)酵面包為重點詳細講解發(fā)酵原理，使學生深入理解微生物在食品制作中的核心作用機制。通過介紹多種常見發(fā)酵食品的制作過程，拓寬學生的知識面，讓學生感受到微生物在食品制作領域的廣泛應用。小組討論環(huán)節(jié)則可以激發(fā)學生的思維，培養(yǎng)學生的合作學習能力和語言表達能力，同時也促使學生將所學知識與生活實際相聯(lián)系。2.微生物在食品保存中的作用（12分鐘）（1）食品腐敗原因分析展示一些變質食物的圖片，如發(fā)霉的面包、變酸的牛奶等，引導學生思考食品腐敗的原因。講解食品腐敗主要是由于微生物的生長和繁殖引起的，這些微生物包括細菌、真菌等，它們在適宜的溫度、濕度、營養(yǎng)物質等條件下，會分解食物中的營養(yǎng)成分，產生各種代謝產物，導致食物的品質下降、口感變差、營養(yǎng)價值降低，甚至產生毒素危害人體健康。（2）食品保存方法及原理介紹介紹幾種常見的食品保存方法及其原理。如冷藏法，將食物放在低溫環(huán)境下，低溫可以抑制微生物的生長和繁殖，因為微生物的生命活動需要適宜的溫度，一般來說，溫度越低，微生物的生長速度越慢。展示冰箱內部結構圖片，解釋不同溫度區(qū)域適合保存不同種類的食物。又如干燥法，去除食物中的水分，使微生物缺乏生長繁殖所必需的水分環(huán)境，像干木耳、干香菇等干貨就是利用這種方法保存的。另外，還提及腌制法、罐藏法、真空包裝法等食品保存方法，分別講解其原理，腌制法是利用高濃度的鹽或糖溶液使微生物失水而死亡或抑制其生長；罐藏法是通過高溫殺菌和密封防止外界微生物的污染；真空包裝法是抽出包裝袋內的空氣，減少氧氣含量，抑制好氧微生物的生長。組織學生進行小組活動，讓他們?yōu)槌Ｒ姷氖澄镞x擇合適的保存方法，并說明理由，教師巡視指導并進行點評。設計意圖：通過展示變質食物圖片，讓學生直觀地認識到食品腐敗的現(xiàn)象，進而分析其原因，使學生深刻理解微生物與食品保存的密切關系。詳細介紹各種食品保存方法及其原理，讓學生掌握實用的生活技能，培養(yǎng)學生運用生物學知識解決實際問題的能力。小組活動環(huán)節(jié)則可以檢驗學生對知識的理解和應用能力，同時也增強學生的團隊合作意識。3.微生物在疾病防治中的作用（15分鐘）（1）抗生素的生產與應用介紹抗生素是由微生物（如某些放線菌、真菌等）產生的能夠抑制或殺死其他微生物的化學物質。展示青霉素的發(fā)現(xiàn)過程圖片，講述弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的故事，激發(fā)學生的學習興趣。講解青霉素是由青霉菌產生的一種抗生素，它能夠抑制細菌細胞壁的合成，從而使細菌無法正常生長和繁殖，最終導致細菌死亡。介紹常見的抗生素種類及其作用范圍，同時提醒學生抗生素不能濫用，因為濫用抗生素會導致細菌產生耐藥性，使抗生素的療效降低，甚至引發(fā)超級細菌的出現(xiàn)。（2）疫苗的免疫原理以新冠疫苗為例，講解疫苗的免疫原理。展示新冠病毒的結構圖片，介紹新冠疫苗是將新冠病毒的部分成分（如滅活病毒、病毒蛋白等）注入人體，這些成分作為抗原刺激人體免疫系統(tǒng)產生特異性免疫反應。人體的免疫系統(tǒng)會識別這些抗原，并產生相應的抗體和記憶細胞。當人體再次接觸到真正的新冠病毒時，記憶細胞會迅速增殖分化，產生大量抗體，從而快速清除病毒，保護人體免受感染。通過動畫演示疫苗免疫的過程，讓學生更直觀地理解這一復雜的免疫學原理。組織學生討論疫苗接種對個人和社會的重要意義，每個小組派代表發(fā)言，教師進行總結和補充。設計意圖：通過講述青霉素的發(fā)現(xiàn)故事，讓學生了解抗生素的來源和重要性，同時強調抗生素合理使用的必要性，培養(yǎng)學生正確的用藥觀念。以新冠疫苗為例詳細講解疫苗免疫原理，借助動畫演示使抽象的免疫學知識形象化，便于學生理解。小組討論疫苗接種的意義，可以讓學生從個人和社會兩個層面深入思考疫苗在疾病防治中的作用，增強學生的社會責任感和健康意識。4.微生物在環(huán)境保護中的作用（10分鐘）（1）污水處理中的微生物作用展示污水處理廠的圖片和污水處理流程示意圖，講解在污水處理過程中，微生物起著關鍵的作用。污水中的有機物、氮、磷等污染物是微生物的營養(yǎng)物質，不同種類的微生物通過一系列復雜的生物化學反應，將污水中的有機污染物分解為二氧化碳、水和無機鹽等無害物質，實現(xiàn)污水的凈化。例如，一些細菌能夠將污水中的含氮化合物轉化為氮氣釋放到空氣中，從而降低污水中的氮含量；還有一些微生物能夠分解污水中的有機磷，減少磷對水體的污染。（2）垃圾處理中的微生物應用簡單介紹微生物在垃圾處理中的應用。在垃圾填埋場或堆肥處理過程中，微生物可以分解有機垃圾，將其轉化為腐殖質等有機肥料，實現(xiàn)垃圾的資源化利用。同時，微生物在降解垃圾過程中產生的熱量還可以用來發(fā)電等。組織學生思考微生物在環(huán)境保護中還有哪些其他潛在的應用，鼓勵學生課后查閱資料進行拓展學習。設計意圖：通過展示污水處理廠圖片和流程示意圖，讓學生了解微生物在污水處理這一重要環(huán)保領域的具體作用過程，使學生認識到微生物對保護環(huán)境的重要貢獻。介紹微生物在垃圾處理中的應用，拓寬學生的環(huán)保視野，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和創(chuàng)新思維。鼓勵學生課后拓展學習，進一步激發(fā)學生對微生物與環(huán)境保護關系的探索欲望。（三）課堂小結（5分鐘）引導學生回顧本節(jié)課所學的主要內容，包括微生物在食品制作、食品保存、疾病防治和環(huán)境保護中的作用原理及具體應用。教師進行總結和補充，強調重點知識，如發(fā)酵原理、食品保存方法原理、抗生素和疫苗的作用機制、微生物在污水處理中的生物化學反應等，幫助學生構建完整的知識體系。設計意圖：通過課堂小結，讓學生對本節(jié)課的內容進行系統(tǒng)的梳理和總結，加深對重點知識的理解和記憶，鞏固所學知識。（四）課堂練習（10分鐘）布置一些與本節(jié)課內容相關的練習題，如選擇題、填空題、簡答題等。練習題涵蓋微生物在各領域應用的知識點，如判斷某種食品制作所利用的微生物、解釋食品保存方法的原理、分析抗生素的作用特點、簡述疫苗免疫的過程以及說明微生物在污水處理中的作用等。讓學生在課堂上獨立完成練習，教師巡視指導，及時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題并進行針對性的講解。設計意圖：通過課堂練習，讓學生及時鞏固所學知識，檢測學生對知識的掌握程度，發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中的薄弱環(huán)節(jié)，以便教師調整教學策略，進行有針對性的輔導。（五）拓展延伸（5分鐘）介紹一些微生物在新興領域的應用研究進展，如微生物在生物能源開發(fā)（如利用微生物發(fā)酵生產生物乙醇、生物柴油等）、生物修復（利用微生物修復被污染的土壤、水體等）方面的應用前景。展示相關的科研圖片或視頻資料，激發(fā)學生對生物學前沿領域的興趣，鼓勵學生樹立遠大的科學理想，努力學習生物學知識，為未來參與相關科研工作奠定基礎。設計意圖：拓展延伸環(huán)節(jié)可以讓學生了解微生物在現(xiàn)代科技前沿領域的重要應用和發(fā)展?jié)摿?，拓寬學生的知識面和視野，激發(fā)學生對生物學的學習熱情和探索欲望，培養(yǎng)學生的科學精神和創(chuàng)新意識。（六）布置作業(yè)（2分鐘）讓學生回家后嘗試自己制作一種發(fā)酵食品，如酸奶或泡菜，并記錄制作過程和觀察到的現(xiàn)象，寫一篇制作心得。請學生查閱資料，了解一種新型微生物藥物或微生物在環(huán)境保護新技術中的應用實例，撰寫一篇科普短文介紹其原理和應用前景，字數(shù)不少于300字。設計意圖：作業(yè)的布置旨在培養(yǎng)學生的實踐能力和自主學習能力，讓學生將課堂所學知識應用到實際生活中，通過親身體驗加深對微生物與人類關系的理解。同時，撰寫科普短文可以進一步提高學生的資料查閱能力、信息整合能力和文字表達能力。板書設計七、板書設計（一）微生物在食品制作中的應用發(fā)酵原理酵母菌：有氧呼吸（C?H??O?+6O?→6CO?+6H?O+能量）無氧呼吸（C?H??O?→2C?H?OH+2CO?+少量能量）常見發(fā)酵食品制作酸奶：乳酸菌無氧發(fā)酵產生乳酸釀酒：酵母菌無氧呼吸產生酒精泡菜：乳酸菌發(fā)酵（二）微生物在食品保存中的作用食品腐敗原因：微生物生長繁殖食品保存方法及原理冷藏法：低溫抑制微生物生長繁殖干燥法：去除水分，抑制微生物生長腌制法：高濃度鹽或糖溶液使微生物失水或受抑制罐藏法：高溫殺菌+密封防污染真空包裝法：減少氧氣，抑制好氧微生物生長（三）微生物在疾病防治中的作用抗生素來源：微生物產生作用：抑制或殺死其他微生物例如：青霉素由青霉菌產生，抑制細菌細胞壁合成注意：抗生素不可濫用，防止細菌耐藥性產生疫苗免疫原理：抗原刺激免疫系統(tǒng)產生抗體和記憶細胞例如：新冠疫苗（滅活病毒或病毒蛋白等）注入人體引發(fā)免疫反應意義：保護個人健康，助力群體免疫，維護社會穩(wěn)定（四）微生物在環(huán)境保護中的作用污水處理微生物分解有機物、氮、磷等污染物轉化為無