指向關鍵能力的“生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)”一節(jié)的教學設計

華甜甜

摘 要：本節(jié)課的教學設計以生活中的蛋白質(zhì)導入新課，引導學生分析歸納蛋白質(zhì)的功能。以生命觀念中的結構與功能觀作為主線，分析蛋白質(zhì)的結構。利用模型的初建、模型的體驗、模型的創(chuàng)新，體會構建模型在學習和科研中重要價值和意義。

關鍵詞：蛋白質(zhì);模型建構;教學設計

中圖分類號：G633.91????????? 文獻標識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2020）21-110-2

一、教材分析和設計思路

“生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)”位于人教版必修一《分子與細胞》模塊，第二章第二節(jié)，包括蛋白質(zhì)的結構和蛋白質(zhì)的功能等內(nèi)容。在教學設計時根據(jù)學生的認知規(guī)律，由蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，讓學生體會各種蛋白質(zhì)在生命活動中的不同作用，從而歸納出蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。滲透結構與動能相適應的生命觀念，進一步探索蛋白質(zhì)結構多樣性的原因。利用建立模型方法，從組成蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸出發(fā)，逐步學習蛋白質(zhì)的形成過程。

二、教學目標

1.大概念

細胞是生物體結構與生命活動的基本單位。

2.重要概念

細胞由多種多樣的分子組成，包括水、無機鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等，其中蛋白質(zhì)和核酸是兩類最重要的生物大分子。

3.一般概念

闡明蛋白質(zhì)通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成。

三、教學過程

（一）設置情境導入

教師：蛋白質(zhì)在生活中無處不在，你知道哪些食品中富含蛋白質(zhì)么？有哪些生活用品中也有蛋白質(zhì)的成分么？

學生：舉例（略）。

（二）蛋白質(zhì)的功能

教師：生活中處處都有蛋白質(zhì)的陪伴，我們的人體中也存在大量蛋白質(zhì)，請同學們結合初中學過的知識和自己的日常生活經(jīng)驗，說說我們體內(nèi)有哪些結構物質(zhì)中有蛋白質(zhì)呢？試著說出它的具體作用是什么？學生：舉例（略）。教師：蛋白質(zhì)為什么有如此多種多樣呢？蛋白質(zhì)結構多樣性決定了蛋白質(zhì)功能的多樣性。

設計意圖：根據(jù)建構主義學說，新的知識的學習需要建立在已有舊知的基礎上。讓學生以人體為例，結合初中所學知識舉例說出身體中的蛋白質(zhì)，并試著概括出其功能。體會各種蛋白質(zhì)在各項生命活動中的重要作用，歸納出蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。初步滲透結構與功能的關系，從蛋白質(zhì)的功能過渡到對蛋白質(zhì)結構的探索，側重生命觀念的教學。

（三）蛋白質(zhì)的結構

1.初步認識蛋白質(zhì)

PPT展示葡萄糖、血紅蛋白三種物質(zhì)的化學分子式，學生分析蛋白質(zhì)的組成元素特點和分子量大小。

設計意圖：學生能通過表格直觀地看出蛋白質(zhì)的基本組成元素，并通過數(shù)據(jù)的對比認識到蛋白質(zhì)是一種生物大分子。側重于對學生基于事實的科學態(tài)度和對信息的分析、處理能力的教學。

教師：蛋白質(zhì)是一種生物大分子，攝入后能否直接被人體吸收呢？學生：不能，需要消化成氨基酸才能吸收。教師：在很多食品中都會標明添加某些種類的氨基酸，為什么要添加某些種類的氨基酸呢？指導學生閱讀書本相關內(nèi)容后進行歸納。

設計意圖：根據(jù)初中所學知識，蛋白質(zhì)作為生物大分子，需要經(jīng)過消化分解成氨基酸才能被吸收。新舊知識銜接，得出氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位。與生活相聯(lián)系，提醒學生均衡健康飲食的重要性，達成“蛋白質(zhì)通常由21種氨基酸組成”的教學目標。

2.深入了解蛋白質(zhì)

（1）教師給出幾種氨基酸的結構，學生觀察后歸納出氨基酸分子的結構通式。

教師：我們可以把氨基酸的結構通式類比成人體，軀干是中心C原子，左右手分別代表氨基和羧基，兩條腿表示H，頭表示R基，氨基酸種類的不同就在于R基的不同。

設計意圖：從多種氨基酸的結構中，歸納出氨基酸結構的共性，從而概括出氨基酸的結構同事。體現(xiàn)了科學思維中歸納與概括的應用。以人體的各部分結構類比氨基酸的結構，有助于學生理解R基在區(qū)別氨基酸種類時的作用，理解氨基酸種類種類多樣性的原因是R基的不同。

（2）活動一：模型初建活動要求：利用超輕黏土和牙簽，以仿造甲烷結構模型，嘗試建構氨基酸立體結構模型。

設計意圖：平面圖向立體結構的轉化需要空間思維能力。利用甲烷的空間模型，讓學生觀察，初步了解同類型的氨基酸空間結構;然后讓學生利用材料嘗試構建氨基酸的結構模型。通過這個活動，讓學生掌握氨基酸的立體結構。對氨基酸的結構有了更加科學的認識。

教師：通過剛才的學習，我們知道了氨基酸的種類有21種，可是蛋白質(zhì)的種類卻多達1010～1012種，這是如何實現(xiàn)的呢？

PPT展示氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程示意圖。

教師：氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程中有哪兩個關鍵步驟？學生：脫水縮合和盤區(qū)折疊。

播放氨基酸脫水縮合過程動畫。

設計意圖：展示脫水縮合的動畫，從二肽的形成引導學生擴展到多肽的形成，根據(jù)學情還可以進行能力的提升，由鏈狀引導

學生思考環(huán)狀的相關問題。

（3）活動二：模型體驗活動要求：分小組，利用不同的材料體驗由氨基酸脫水縮合形成肽鏈的過程，并試著從氨基酸角度分析蛋白質(zhì)種類多樣性的原因。

設計意圖：從理論上學習了肽鏈的形成過程后，引導學生利用不同的實驗材料體驗多肽形成的過程。在模型體驗的過程中，教師引導學生利用最直觀的模型思考有關計算的問題。將抽象的問題具體化。

（4）活動三：模型創(chuàng)新活動要求：利用活動二中形成的肽鏈模型，盤區(qū)折疊形成具有空間結構的蛋白質(zhì)。并完善蛋白質(zhì)結構多樣性的原因。

設計意圖：空間結構的形成是非常抽象的，引導學生利用現(xiàn)有的材料，“盤曲折疊”形成空間結構，有助于學生理解蛋白質(zhì)結構多樣性。進一步體會到模型建構在科學發(fā)展中的重要作用。

四、教學反思

本堂課整體思路是由科學思維和生命觀念貫穿本節(jié)課的兩大知識點，即蛋白質(zhì)的結構和蛋白質(zhì)的功能。通過模型初建、模型體驗、模型創(chuàng)新，三個建模過程，層層遞進，層層提升。整體設計切合2017年版的新課標提出的生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四大方面的核心素養(yǎng)。體會結構與功能相適應的生命觀念，幫助學生形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。

（作者單位：鎮(zhèn)江崇實女子中學，江蘇 鎮(zhèn)江212000）