内容正文:
综合实践项目 利用细菌或真菌制作发酵食品
人教版《生物学》七年级上册 第二单元 多种多样的生物 · 第三章 微生物
教学设计
一、教材分析
本项目是第三章“微生物”的收尾性实践栏目,承接细菌、真菌的结构、营养和生殖等基础知识,将“微生物与人类关系”由课堂认知推向真实动手操作。教材以家庭常见发酵食品为情境,引导学生经历确定任务、制定方案、动手制作、展示交流与评价反思的完整过程,体现跨学科实践育人导向。
二、四维核心素养
(一)生命观念
通过观察发酵过程中微生物的繁殖与代谢活动,建立“微生物结构与生活方式相适应”“生物的生命活动需要适宜条件”等稳态与平衡观,认同细菌和真菌在自然界物质循环及人类生产生活中的重要作用。
(二)科学思维
能基于乳酸菌、酵母菌代谢原理,对“牛奶为什么变酸”“面团为什么膨大”等现象进行归纳与演绎;能在制作失败后,从原料、温度、无菌操作、密封条件等角度分析原因,发展基于证据的逻辑推理与批判性思维。
(三)探究实践
围绕酸奶、泡菜、米酒、馒头等可选任务,小组合作完成查阅资料、设计装置、配置原料、控制条件、观察记录和品尝评价,形成完整的工程实践与科学探究经历,提升动手操作、合作交流与问题解决能力。
(四)态度责任
在食品安全、卫生规范和节约粮食教育中,养成严谨、安全、负责任的操作习惯;体会传统发酵食品中的劳动智慧与中华文化,认同合理利用微生物可以改善生活,初步形成健康饮食与可持续发展的社会责任感。
三、教学重难点
教学重点:理解乳酸菌、酵母菌等在食品发酵中的作用原理,小组合作完成一种发酵食品的制作流程设计与实际操作。
教学难点:发酵条件(温度、氧气、无菌、密封)对微生物生命活动的控制,以及对制作成败原因的分析与改进。
四、设计意图
本设计以新教材“综合实践项目”栏目的编写逻辑为蓝本,坚持“做中学、用中学、创中学”。课堂不追求知识灌输,而是以“为班级美食节提供一款自制发酵食品”为真实任务情境,把学生置于生产者的位置,让原理学习、方案设计、动手操作与交流评价在同一个项目链条中自然发生。任务式活动设计将大项目拆解为“识食品—选任务—定方案—做食品—展成果”五个子任务,每个任务都有明确的学生活动和可观察的产出,教师在关键节点提供脚手架式指导,既保证七年级学生跳一跳够得着,又留有个性化选择与创造性发挥空间,最终指向核心素养的落地。
五、教学过程
(一)任务情境创设:从早餐桌走进微生物世界
【教师活动】教师课前在讲台上整齐摆放酸奶、泡菜、馒头、面包、米酒、酱油、腐乳七样食物,覆盖在透明托盘上。上课伊始,教师不急于讲解,而是抛出一个贴近学生生活的问题串:“早餐喝的酸奶是谁把牛奶变酸的?馒头里那些小孔是怎么来的?奶奶做的泡菜为什么越陈越香?”随后播放一段微视频:显微镜下乳酸菌在牛奶中分裂繁殖、酵母菌在糖液中冒出气泡的画面。教师顺势点题:“这些变化的主角,就是我们刚刚认识的细菌和真菌。这一节,我们不再当观察者,而要当一名‘小小食品工程师’,用微生物亲手做出一款可以端上班级美食节的发酵食品。”
【学生活动】学生观察托盘上的食物,结合生活经验抢答,把酸奶、泡菜与细菌挂钩,把馒头、米酒与真菌挂钩;观看视频后在学习单上写下自己最想制作的食品,并在小组内分享理由。教师巡视,倾听学生已有的前概念,例如“酸奶是放了醋”“馒头用的是泡打粉”等典型迷思,暂不纠正,留待后续任务中由学生自己发现。
【设计意图】以真实食物和熟悉问题唤醒生活经验,用显微镜画面建立“肉眼看不见的微生物正在我们厨房工作”的认知冲突,再用“班级美食节”这一贯穿全程的大任务,把零散知识整合成有目标、有产品、有观众的项目驱动,使后续每一个子任务都有明确的服务对象。
(二)任务一:明原理、选方向——把知识变成任务
【教师活动】教师出示教材“背景资料”栏:在适宜条件下,细菌和真菌大量繁殖,并将原料中的某些物质转化为富含营养又独具风味的产物。随后用板书归纳一张“微生物—代谢产物—食品”对照表:乳酸菌把糖类转化为乳酸,于是有了酸奶和泡菜;酵母菌在无氧条件下把葡萄糖转化为酒精和二氧化碳,于是有了米酒和松软多孔的馒头面包;醋酸菌把酒精转化为醋酸,于是有了食醋;霉菌把蛋白质分解为氨基酸等风味物质,于是有了酱、腐乳、豆豉。教师结合教材给出的四个可选方向——设计简易装置制作酸奶、利用乳酸菌制作泡菜、利用酵母菌制作馒头或面包、利用酒曲制作米酒——组织学生按兴趣异质分组,每组五至六人,推选一名项目经理,负责分工与进度。
【学生活动】学生对照教师给出的对照表,在学习单上完成“我选的食品—用的菌种—代谢产物—需要的条件”四格填空,把上一节学过的结构知识与本节的应用建立联系。各小组依次汇报选题,例如:“我们组选酸奶,因为家里有现成材料,最容易成功”“我们组选米酒,想知道奶奶做的米酒为什么甜里带酒”。教师对每个选题的可行性给予回应:材料是否易得、是否涉及明火或高温、是否需要家长协助,并提示米酒、馒头类制作需要较长发酵周期,可以课外持续观察。
【设计意图】教材背景资料是学生从“看热闹”走向“看门道”的脚手架。教师不直接灌输,而是让学生用刚学的代谢知识为自己选择的食品“写一份配方说明书”,完成从识别现象到解释原理的第一次思维跃迁;选题环节则照顾不同小组的材料条件和兴趣,体现项目式学习的弹性。
(三)任务二:定方案、画装置——从想法到图纸
【教师活动】教师发放《发酵食品制作方案单》,引导小组围绕以下要素展开讨论:①菌种从哪里来(市售酸奶作发酵剂、泡菜老汤、市售干酵母、酒曲);②原料配比;③容器如何消毒;④发酵需要的温度、氧气和时间条件如何控制;⑤如何判断成功;⑥出现失败如何排查。教师特别强调三个“为什么”:为什么牛奶要加热煮沸后再晾到温热?为什么容器要开水烫过并擦干?为什么装酸奶或泡菜的容器要尽量装满、密封?并请学生用微生物呼吸和繁殖的原理解释。
【学生活动】各小组在方案单上写出完整流程,并在A4纸上画出简易装置示意图:酸奶组画出“酸奶盒+恒温(捂在棉被里或放在温暖处)”;泡菜组画出“玻璃罐+白菜+盐水+倒扣水封”;馒头组画出“酵母活化+揉面+发酵+蒸制”;米酒组画出“蒸熟糯米+拌酒曲+中间挖洞透气保温”。小组间进行一次“方案互审”,其他组用红笔挑毛病:比如“你们组容器没消毒,杂菌长出来怎么办?”“你们组说常温发酵,现在教室温度够吗?”被审小组现场修订。教师重点巡视米酒组和馒头组,提醒学生糯米蒸熟后必须摊凉再拌酒曲,避免烫死菌种。
【设计意图】方案设计是本项目最能训练科学思维的环节。学生必须把抽象的“适宜温度、无氧环境、无菌操作”翻译成具体的容器、步骤和装置,互审环节则把批判性思维外化为可见的对话。教师不急于给标准答案,而是用三个“为什么”把学生的注意力引回微生物本身,让条件选择有据可依。
(四)任务三:动手做、细观察——在操作中求真知
【教师活动】教师先进行一次集中示范:以酸奶为例,演示牛奶加热、晾温、按比例加入市售酸奶作菌种、搅拌、倒入消毒容器、加盖密封、放入恒温环境的全过程,并同步强调卫生规范——操作前洗手、工具专用、品尝前由教师确认成品、不私自品尝来源不明的发酵物。随后组织各组按自己的方案开始制作:酸奶组和泡菜组主要在课堂内完成装配,馒头组和米酒组在课堂内完成揉面或拌曲,发酵过程延伸至课后。教师发放《观察记录表》,提示学生每隔一段时间记录一次液体状态、气味、颜色、体积变化,并用照片或简笔画留存证据。
【学生活动】学生按照分工紧张而有序地操作:有人称量牛奶和白糖,有人将容器用开水烫过,有人用量杯按比例倒入酸奶菌种,有人负责贴标签写明组号和日期。米酒组学生一边把蒸熟的糯米摊凉,一边讨论“中间为什么要挖一个酒窝”;泡菜组学生一层白菜一层盐地码进玻璃罐,压上干净的石头;馒头组学生揉好面团后把盆口蒙上保鲜膜,等待发酵。操作间隙,学生围在教师身边追问:“老师,我用超市买的原味酸奶当菌种行不行?”“泡菜水是不是要没过菜?”教师把这些问题抛回全班:“请用今天学的乳酸菌知识,互相解答。”
【设计意图】动手环节不是按菜谱照做,而是让学生在真实操作中遭遇真实问题:温度高了怎么办?密封不严怎么办?表面长了一层膜是不是坏了?教师刻意把答疑权交还给学生,迫使他们调用原理进行判断。观察记录的要求,则把课后漫长的发酵过程转化为持续的证据收集,为下一环节的展示交流积累一手素材。
(五)任务四:展成果、议得失——让产品接受评价
【教师活动】教师布置“班级发酵美食博览会”:每组把成品放在托盘上,贴好标签,标明食品名称、所用菌种、制作流程简图和观察记录摘要。教师提供一张简明的评价量规,从“原理是否正确、流程是否规范、成品是否成功、表达是否清楚、合作是否有序”五个维度组织自评、互评与师评。教师引导学生不仅展示成功作品,也要展示失败作品,并请失败小组说说“我们的酸奶为什么有怪味”“我们的米酒为什么不长白毛反而发臭”。
【学生活动】各组选派讲解员,像产品发布会一样介绍自己的发酵食品。酸奶组展示凝固细腻、奶香微酸的成品,并用pH试纸对比制作前后的酸度变化;泡菜组夹出几片金黄的泡菜,描述从咸到酸再到脆的变化过程;馒头组把切开的馒头高高举起,展示横切面上大小不一的气孔,解释这是酵母菌产生的二氧化碳留下的“气泡房间”;米酒组描述米饭从粒粒分明到湿润绵软、甜味慢慢透出的过程。失败小组同样自信地站出来:“我们组的酸奶不凝固,后来发现是牛奶没晾温就加了菌种,乳酸菌被烫死了。”同学们鼓掌,教师顺势追问:“这个教训告诉我们,控制温度的本质是什么?”学生齐答:“保护微生物的生活。”
【设计意图】展示交流把项目推向高潮,也让评价成为学习的一部分。学生在讲台上必须把“我做了什么”上升为“为什么这样做”,这是对科学思维和表达能力的双重锻炼。刻意安排失败小组亮相,是为了打破“做成功才算完成”的单一标准,让学生认识到失败也是数据,改进就是科学方法的一部分,态度责任教育由此自然渗透。
(六)任务五:拓视野、立责任——从厨房到社会
【教师活动】教师出示两组延伸材料:一组是传统发酵食品——四川泡菜、镇江香醋、绍兴黄酒、山西老陈醋、云南火腿,让学生感受发酵技术中沉淀千年的劳动智慧;另一组是现代工业——利用工程菌生产胰岛素、利用酵母菌大规模生产单细胞蛋白、利用微生物处理厨余垃圾。教师提出开放性问题:“如果让你利用今天学的技术为社区设计一款健康饮品,你会怎么做?需要考虑哪些人、哪些健康和安全问题?”
【学生活动】学生以小组为单位简短讨论,提出诸如“给爷爷奶奶做低糖酸奶”“用剩米饭做米酒再分送给小区邻居”“把家里的果皮做成环保酵素浇花”等设想,并在学习单上写下一句话承诺:今后在家自制发酵食品时,会严格做到容器消毒、注意温度、不吃来源不明的发酵物。教师总结全课:“细菌和真菌并不都是致病的‘坏人’,只要我们掌握它们的生活规律,就能请它们为人类服务;而科学的严谨,最终指向的是对自己和他人健康的责任。”
【设计意图】结尾不落在知识点本身,而落在“人如何与微生物共处”这一更大的生命观念上。从传统工艺到现代生物技术,从课堂作品到社区应用,学生看到生物学不仅是试卷上的概念,更是可以改变生活、服务社会的力量;一句话承诺则把态度责任由口号转化为可执行的行为约定。
六、板书设计
【板书设计】利用细菌或真菌制作发酵食品
一、微生物——食品发酵的“隐形厨师”
乳酸菌(细菌):糖类 ──→ 乳酸 → 酸奶、泡菜
酵母菌(真菌):葡萄糖 ──→ 酒精+二氧化碳 → 米酒、馒头、面包
醋酸菌(细菌):酒精 ──→ 醋酸 → 食醋
霉菌(真菌):蛋白质 ──→ 氨基酸+风味物质 → 酱、腐乳、豆豉
二、发酵成功的四大条件
合适的菌种 + 适宜的温度 + 无氧/有氧环境 + 干净的容器
三、项目流程:选任务 → 定方案 → 做食品 → 展成果 → 思改进
四、一句话:掌握微生物的生活规律,让它们为我们服务!
学科网(北京)股份有限公司
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