核心素养之情境包裹在蛋白质的结构与功能中的运用

□北京师范大学淮安学校 朱成金

情境包裹是指教师根据特定的教学任务，立足于学生的年龄结构特点和认知规律，通过科学的思维方式、严谨务实的教学态度，设计合适的情境来包裹知识点，以恰当的方式引入知识点，在最佳的时机呈现知识点；让学生与知识点在情境中相遇，在情境中相知，在情境中相爱！皮亚杰所提倡的构建主义理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助别人（包括教师和学习伙伴）的帮助、利用必要的学习材料、通过意义建构的方式获得的。换言之，情境包裹就是根据教学实际，直接或间接地创设有针对性的情境，利用生动、具体、直观的形象，尽可能地激发学生的学习热情，唤起学生脑海中的知识、经验，从而更有效地将新知识同化到原有的认知结构中。因此，应该重视个人与情境之间的相互依赖性，让学生在真实的与应用的环境背景中，通过目标定向的活动，学习知识与技能。由此可见，情境包裹在教学、学习中有重要的作用。

在苏教版高中生物必修1第二章第二节细胞中的生物大分子——蛋白质的结构与功能一课的教学实践过程中：1.氨基酸是通过什么方式形成多肽链的？2.每条多肽链至少含有游离氨基和游离羧基的数量是多少？3.等量的氨基酸分子脱水缩合形成的肽链数不同，则形成的肽键数或脱去的水分子数是否相同？有什么规律？4.如果形成环肽会如何？这块知识点是本节课教学的重点也是难点，设计怎样的情境来包裹这一知识点才能让刚进入高中阶段的学生既感兴趣，又高效地掌握这一知识点呢？我陷入了沉思！

偶然间碰到一群学生手拉手在操场上做游戏，我突发灵感，每一个学生不正是一个个“氨基酸分子”吗？一个双臂张开、立正姿势站立的学生，躯干是中心碳原子、双腿并立是与碳原子相连的氢原子、左臂是与中心碳原子相连的羧基、右臂是与中心碳原子相连的氨基、头部代表与中心碳原子相连的“R”基团；而一个个“氨基酸分子”手拉手排成一排或绕成一圈，不正是他们脱水缩合形成的多肽吗？

课堂上，我邀请了班级12名学生作为12个“氨基酸分子”走上讲台，首先请她们面向大家站成一行，双臂尽可能地展开（由于空间限制，无法完全展开），我就请她们将双臂举起（目的是让同学们都能够看到），然后对“氨基酸分子”的结构做了介绍，特别强调：她们的左臂代表羧基，右臂代表氨基。然后请这12个“氨基酸分子”中相邻的羧基与氨基发生脱水缩合反应（即同学们手拉手）。此过程中，相邻的两个“氨基酸分子”，一个伸出左臂（羧基），另一个伸出右臂（氨基），她们两手一握，则形成一个肽键，脱去一个水分子，最终12个“氨基酸分子”融为一体，形成一条长链。这时，我请这一“肽链”中没有参与形成肽键的游离的氨基和羧基（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）即闲置的落单的手臂晃动晃动。同学们立刻明白：12个氨基酸分子形成一条直链，只有一个游离的氨基和一个游离的羧基（R基团中的氨基和羧基不考虑在内），脱去11个水分子，形成11个肽键。随后我进行拓展和延伸：如果有m个氨基酸分子形成一条直链，至少含有游离的氨基和羧基的数量是多少呢？脱去的水分子的数量呢？形成的肽键的数量呢？同学们异口同声回答：“至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，脱去m-1个水分子，形成m-1个肽键”。

此时，同学们的脸上露出得意的笑容，学习的热情也高涨了。我借机让刚才直链多肽中游离的氨基（最右边的同学晃动自己的右臂）（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）和游离的羧基（最左边的同学晃动自己的左臂）（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）继续脱水缩合，即两个最边上的同学牵手成功。然后发问：“同学们，该多肽中还有游离的氨基和羧基（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）吗？”同学们不假思索的回答：“没有！”。“该多肽中含有多少个肽键，脱去多少个水分子，形成的是什么结构的多肽？”同学们异口同声地说：“形成12个肽键、脱去12个水分子，形成的是环肽”。“同学们环肽中脱去的水分子数量和形成的肽键的数量与氨基酸数量之间具有什么关系吗？”同学们略加概括后回答：“环肽中肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数”。此时，我们已经在不知不觉中成功地突破了教学中的一个重要的难点——环肽和直链多肽的比较。情境中，学生的探究兴趣被激发、探究热情被点燃、探究思维被打开！借此，我让刚才形成的环肽中的一个肽键断裂，环肽又变成了刚开始的直链多肽，然后我进一步让直链多肽中的一个肽键断裂，然后发问：“现在肽链变成了几条？两条！游离的氨基和羧基（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）的数量是几个？”“两个！”“形成的肽键数和脱去的水分子数是多少？”“10个！”“若是m个氨基酸分子形成的两条直链多肽，形成的肽键数和脱去的水分子数呢？”“m-2个！”同学们在刚才学习的基础上很快就得出答案，并总结出游离的氨基和羧基数（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）=肽链数；脱去的水分子数=形成的肽键数=构成肽链的氨基酸数-肽链数。为了验证同学们大胆总结的规律，我请咱们12个“氨基酸分子”形成三条直链多肽、四条直链多肽，按照上述方法，同学们进一步验证自己的结论，并印象深刻地得出游离的氨基数和羧基数与肽链数之间的关系（R基团中的氨基和羧基不考虑在内）；肽键数、脱去的水分子数与氨基酸总数和肽链数之间的关系。

在这一情境的包裹下，同学们在轻松、愉快的情境中，将本来难以理解的氨基酸脱水缩合形成多肽过程中的肽键数、脱去的水分子数、至少含有的游离氨基和羧基数等难点，全部轻松解决，并牢牢植入他们的大脑皮层中，形成长期记忆！