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让学生在体验中感受知识的形成过程

2017-04-11秋平

中学生物学 2017年3期
关键词:氨基酸蛋白质结构

秋平

教育部推广的“一师一课”活动已经落幕,目前已进入“推优”阶段,在众多的赛课者中,青年教师李洁执教的“生命活动的主要承担者——蛋白质”一课,因设计新颖而获准推荐。

1 教学情境回放

教师通过组织学生开展有趣的游戏,模拟氨基酸的结构和肽链的形成过程,让学生在愉快的学习环境中轻松地学习抽象、微观的生物大分子结构和氨基酸脱水缩合反应等科学知识。通过游戏模拟活动突破本节课“蛋白质的结构”这一教学难点。

教师首先以2004年阜阳市出现全国有名的事件——“大头娃娃”为例,引入新课。案件中多名婴儿因食用劣质奶粉,出现四肢短小、身体瘦弱、头部浮肿甚至死亡等症状,劣质奶粉中蛋白质含量极为低下。2008年又出现“三鹿”奶粉事件,也是因蛋白质含量及其低下,引起婴幼儿出现病症。教师通过介绍人们的食物中应该富含蛋白质,蛋白质是人体生命活动的必需物质等,引出本节课题:生命活动的主要承担者——蛋白质。

在讲授新课的过程中,教师通过设计学生活动突出教学重点,突破教学难点。并根据教材的特点、学生的实际、教师的特长以及教学设备的情况,运用多媒体教学展示学习资源,引导学生开展各种模拟活动。

模拟活动1:教师请一位学生上台,伸开双手,两脚并拢,面向学生,并提出问题:为什么让他做这个姿势?学生根据本节课的学习、比较,得出:他的两只手相当于氨基和羧基,脚相当于氢基,头相当于R基,躯干相当于连接这四个基团的碳原子。

模拟活动2:教师提出问题:“假设同桌的两位学生就是两个氨基酸分子,要形成一种物质应该怎样连接起来呢?”学生思考后都手拉手。教师追问:两只手分别代表什么?(学生答:一个是氨基,另一个是羧基。)这两个基团怎样连接起来的?(通过脱水缩合反应结合的)握住的手的位置相当于什么?(肽键)对于学生正确的回答,教师及时地给予充分的肯定,要求学生阅读教材中有关氨基酸脱水缩合反应的内容,并提出问题:什么是二肽、多肽、肽链?

模拟活动3:教师以体育课排队为例,将每一位学生的一只手当作一个氨基酸分子的氨基,另一只手看作其羧基,头和脚分别表示R基和氢基,握手的位置相当于肽键。请一列七个学生起立,先要求2个学生握手,提问:两个氨基酸结合脱去多少分子水?形成的肽键有多少个?(都是1个)如果是三个、四个、……七个呢?(2个、3个……六个)肽键数和失去的水分子数有什么关系?(相等)同时让学生一个接一个握手,学生可形象地进行观察。教师要求学生用归纳法总结如果是n个氨基酸连成一条肽链要脱去多少分子水和形成多少个肽键。学生很快说出:(n-1)个。

模拟活动4:教师请出另2列共14个学生,分别让他们自由地排列成两排、三排、四排(每排至少两人),分别握手。用m代表肽链的数目,让学生仔细观察并总结出计算水分子数与肽键数的公式(n-m)个。

模拟活动5:教师提出问题:为什么蛋白质有那么多功能呢?要求学生根据生物的结构决定功能思考。再让刚才那14个学生上讲台组合成多肽链。以不同位置组合,就会形成多种多肽链,进而形成多种蛋白质。教师提示:每一种蛋白质都有其特定的功能,所以蛋白质具有多样性,其功能也具有多样性。蛋白质的多样性是形形色色生物和绚丽多彩生命活动的物质基础,它是一切生命活动的主要承担者。

教师通过形象直观的模拟,使抽象的知识具体化,枯燥的知识生动化,复杂的知识简单化。学生非常容易地掌握了肽链数、肽键数和失去水分子数的计算方法和规律,最后完成练习,及时巩固。

2 课例点评

2.1 教学理念

本节课体现了促进学生全面发展这一先进的教学理念。首先,在教学目标上,即按照课程标准、教学内容的科学体系进行有序教学,完成知识、技能等基础性目标,同时又注意学生发展性目标的达成。其次,教学过程中,教师认真研究课堂教学策略,激发学生学习热情,体现学生主體性,鼓励学生探究,高效实现教学目标。在进行学生教学发展过程中,教师的角色定位很准确,教师作为一个引导者,而不是简单的知识传授者,充分发挥学生在学习过程中的能动性。打破了传统的教学模式,以活动为主线,以知识为载体,便于学生的学习、理解,体现了先学后教,以学促教的先进教学理念。

2.2 教材处理

本节涉及氨基酸结构及种类、蛋白质的结构及其多样性、蛋白质的功能等三部分内容。其作用是让学生从分子水平认识生命物质基础和结构基础,其中蛋白质知识是重点部分。本节较全面地介绍了蛋白质的分子组成和结构,为后面学习载体蛋白、酶等知识做铺垫。物质的结构决定其功能,教师在进行教学时,没有按照教材的编排顺序进行,而是按照学生的一般认知规律进行了重新整合,将蛋白质功能内容前置,以激发学生认识蛋白质结构的浓厚兴趣,进一步认识蛋白质种类的多样性。蛋白质种类繁多,功能多样,是生命活动的主要承担者,对理解细胞的结构基础有着重要作用,为必修2关于基因的表达部分奠定基础。

2.3 教学过程

首先学习蛋白质的基本组成单位──氨基酸的结构特点,以及由氨基酸形成蛋白质的过程。然后,教师引导学生运用刚获取的知识对蛋白质合成过程进行探讨,使学生在探讨过程中理解蛋白质结构多样性的原因,进一步印证了“结构与功能相适应”的生物学观点,引导学生发现教材中更深刻的知识(蛋白质的合成),进而回归主题──蛋白质是生命活动的主要承担者。

由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识(特别是对连接各原子、原子团之间的化学键感到困惑),细胞的分子组成又比较抽象。所以在教学时,教师注意联系学生的生活经验,利用图解和学生活动加强教学的直观性,增加学生对微观内容的感性认识,使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点的突破,锻炼动手能力,提高思维能力,形成生物进化的观点。

教师注重培养学生处理信息的能力,使学生主动感知知识的形成。由于学生的化学知识有限,通过动手环节会更直观,有利于突破学习难点,进而加深对各学科间相互关系的认识(生物与化学、生物与数学)。通过强烈的数字对比启发学生发现问题、提出问题,进而解决问题。在实际动手操作中享受学习的快乐。利用归纳演绎的方法由易到难,逐步理解氨基酸形成蛋白质的过程。体验角色变换的快乐,同时考查学生对已学知识的灵活运用程度。回归主题,阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。激发学生对前沿科技研究工作的兴趣。通过总结使学生形成蛋白质是生命活动的主要承担者的基本认识。

2.4 教学效果

本节课的整体设计富有创意:贴近生活,让学生在体验中感悟式学习;创设情境,让学生在活动中探究式学习;开放课堂,让学生在互动中创造式学习。整个课堂体现了活动性、开放性、探究性、阶梯性和生成性。在教学环节设计和实施中,教师运用启发式讨论、角色互换、图像输出等多种教学方法贯彻新课程理念,开创新方法,适应新要求——使学生学会理解、学会交流、学会选择、学会合作、学会创新,只有这样,才能与新课程同行。只有这样,才能让新课程标准下的生物学教学更加流畅、高效。

2.5 教学反思

本节教学设计始终以“创设问题→引导探究→解决问题→得出结论”的问题导学为主线。根据学生的心理特征,采用直观教学和活动探究的教学方法,以“教师为主导,学生为主体”,教师的“导”立足于学生的“学”,放手让学生自主探索学习,主动地参与到知识构建的过程中,从而使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认知水平。

参考文献:

[1] 王新民,王莹.杜威教育思想述评[J].河南职业技术师范学院学报(职业教育版),2008:18-20.

[2] 张菁.物理教学发展学生多元智力的实验研究[D].天津:天津师范大学,2008.

[3] 张红梅.高中生物实验教学中如何培养情感态度价值观[J].新课程研究(基础教育),2011:23-24.

[4] 滕春喜.利用生物课程培养学生的环境素养[J].科教文汇,2008:40-41.

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