巧用模型搞好生物教學

模型是指所研究的系統(tǒng)、過程、事物或概念的一種表達形式，也可指根據(jù)實驗、圖樣放大或縮小而制作的樣品。縱觀生物科學研究發(fā)展史，許多重大的發(fā)現(xiàn)與結論，都是由科學家們經(jīng)過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂螅缓髣?chuàng)建科學理想化的模型，并通過實驗檢驗或實踐驗證，最終通過借助模型來詮釋某個生物現(xiàn)象，從而得出具體的結論。

不僅如此，在生物科學知識的教學過程中，模型和模型方法也起著十分重要的作用。模型的方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質的方法，是以簡化和直觀的形式來顯示復雜事物或過程的手段。

模型和模型方法的研究在生物教學過程中的重要性也越來越突出，下面以《蛋白質》一節(jié)教學為例談談構建模型在生物教學中的具體應用。

《生命活動的主要承擔者——蛋白質》是高中《生物》必修第二章第2節(jié)的內容，是本章的重點和難點，學生剛剛步入高一，相應的有機化學知識還比較缺乏，對于氨基酸、肽鍵、氫鍵、甲基等化學知識并不清楚，教師如果只是利用課本概念、圖解組織學生觀察來進行教學，學生對氨基酸脫水縮合、蛋白質的空間結構、蛋白質的多樣性等知識內容含混不清，這種傳統(tǒng)教學方法探究性不強，不利于學生的掌握。筆者在教學中通過構建物理模型來加強教學的直觀性，將復雜問題簡單化，抽象問題形象化，既增加了學生對所學內容的感性認識，又能夠激發(fā)學生學習的積極性。

1. 構建氨基酸的模型。學生對氨基酸的這個名詞比較熟悉，但是對于它的結構并不清楚，在這里我用不同顏色的橡皮泥小球分別代表C、H、0、N等原子，用火柴棒染色處理代表不同的化學鍵。先組裝氨氣、甲烷、羧酸的模型再衍化出氨基、甲基、羧基結構，最后組裝出一個完整的氨基酸。學生在觀察模型，有了一個感性的認識之后，我再在黑板上演示氨基酸分子結構通式，闡述氨基酸的結構特點，這便于學生接受和理解，同時學生也能牢牢記住氨基酸的結構通式，同時也有利于學生理解和區(qū)別比較不同的氨基酸具體結構。

2.構建氨基酸脫水縮合模型。在二肽的形成過程中有脫水縮合和肽鍵形成的變化，通常在黑板上演示，學生當時可能看懂了，但過后對哪個基團失去羥基，哪個基團失去氫可能就不清楚了。教學中，我運用前面的模型材料，組裝2個氨基酸模型進行演示，展示肽鍵和水的形成過程，學生在多方面的感觀中理解知識，對于多個氨基酸脫水縮合后形成水分子數(shù)、肽鍵數(shù)、游離氨基、羧基數(shù)的教學，還可以采用學生“手牽手”模型來示范，每個學生代表一個氨基酸，左手代表游離的氨基，每個人左手都拿一個礦泉水蓋子代表氫，右手代表游離的羧基，每個人右手都拿一個空礦泉水瓶子代表羥基，相鄰兩個學生手牽手，一個“手牽手”即是組成一個肽鍵，同時將瓶蓋蓋在空瓶子上，代表產生的一分子水。學生們站成一排構成一條肽鏈，同樣的學生站成兩排便構成兩條肽鏈，以這兩種情況為原型分別討論肽鏈數(shù)、氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫去水分子數(shù)、游離的氨基和羧基數(shù)量等。這兩個模型使學生對氨基酸脫水縮合抽象的過程變得直觀、清晰、形象。

3.構建蛋白質的模型。對于蛋白質的空間結構，需要學生具備良好的抽象思維能力，因為在教學中無法直觀地顯示出一種蛋白質分子的真實結構，學生在學習這部分知識時會有摸不著頭腦的感覺，因此在教學時我先進行簡單的描述：蛋白質的多肽鏈是通過氨基酸脫水縮合而成，也是蛋白質最基本的結構，蛋白質分子的多肽鏈并非呈線形伸展，而是折疊和盤曲構成特有的比較穩(wěn)定的空間結構。然后提出問題：蛋白質的空間結構是怎樣的?再請學生觀察氨基酸形成蛋白質的示意圖，同時讓學生拿出課前準備好的細鐵絲、塑料珠子、折疊的幸運星、球形紙團、礦泉水瓶蓋子等材料分組制作模型，讓學生通過討論、合作制作、比較、分析等活動來掌握蛋白質的空間結構，在最后的小組評價中，教師對學生的不足和缺陷進行糾正，雖然每個小組的蛋白質模型材料不一樣，但是學生作品非常精美，具有較好的創(chuàng)造性，基本上都反應了氨基酸—多肽—蛋白質的結構層次，特別是展示了空間折疊的方向，有的還考慮到了二硫鍵的存在，效果不錯。

4.構建蛋白質多樣性模型。高一學生還沒有學排列組合知識，學習蛋白質多樣性的時候，學生比較難理解，實際上這部分內容也可以通過學生活動制作模型來學習，活動時兩個學生一組，每組用3支彩色粉筆在課桌上擺放，看看有幾種排列方式，讓學生有位置的空間概念，然后告訴學生每支粉筆代表不同的氨基酸，把它們放在不同的排列位置就會形成不同的肽鏈。每個小組和其他小組互換2支粉筆，再排列，看看肽鏈是否發(fā)生改變，從而引出氨基酸種類的不同與肽鏈種類的關系。兩個或者三個小組的學生把粉筆聚合在一起排列，看著肽鏈是不是又發(fā)生了變化，這當中強調的是數(shù)目的變化與肽鏈種類的關系。通過模型的演示，蛋白質多樣性這個難題就輕松解決了。

通過構建模型能夠激發(fā)學生學習生物的積極性，培養(yǎng)學生的動手能力、自主學習和創(chuàng)新意識，雖然多花費一些課時，但是能達到事半功倍的效果。

◆(作者單位： 江西省南昌市實驗中學)

責任編輯：周瑜芽