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基于模型构建进行教学设计 ——以“蛋白质生命活动的承担者”为例论文

发布时间:2020-05-19 13:37:59 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):

摘要:学生利用教师提供的教具拼出氨基酸的结构,通过阅读教材,以小组互助的形式尝试完成氨基酸脱水缩合的过程,最后应用模型构建探究蛋白质种类繁多的原因,从而达成本节课的教学目标。

关键词:模型构建;蛋白质;教学设计

本文引用格式:路晶晶,等.基于模型构建进行教学设计——以“蛋白质生命活动的承担者”为例[J].教育现代化,2019,6(62):243-245.

一 教材分析

本节课选自人教版高中生物必修一第二章第二节。通过第一小节细胞中的元素和化合物的学习,学生知道了细胞中含量最多的有机物是蛋白质,为本节的学习打下了基础。同时本节的内容与遗传信息的携带者——核酸密切相关[1]。可见本节内容在整个章节中起到承上启下的作用,相关内容之间的衔接是有条有理的。学习“组成细胞的分子”这一章节能帮助学生从整体的角度把握细胞,认同细胞是基本的生命系统。学好“蛋白质”这一小节,有利于学生从营养学的角度合理补充人体所需要的蛋白质,拥有一个健康的身体。

二 学情分析

本节课的授课对象是高一学生,他们已经具备了一定的认知能力,对于与生活密切相关的知识有浓厚的学习兴趣和强烈的探究欲望,但是抽象思维能力尚待提高。因此,教师采用模型构建的方式,充分调动学生学习的积极性,使学生手脑并用,将抽象的知识转变成具体、形象、直观的知识,从而突破难点,降低学习难度。

三 教学目标

(一) 知识与技能目标


通过对不同的氨基酸进行比较,说出氨基酸的结构通式和组成元素;概述蛋白质的功能。

(二) 过程与技能目标

利用教具,小组合作,发现氨基酸脱水缩合的规律;通过模型构建和类比的方法,探究蛋白质种类繁多的原因。

(三) 情感态度价值观目标

认同蛋白质是生命活动中不可或缺的有机物;关注蛋白质的相关研究。
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四 教学重难点

(一) 教学重点


氨基酸之间的脱水缩合反应;蛋白质种类繁多的原因。

(二) 教学难点

蛋白质种类繁多的原因。

五 教学策略

氨基酸作为蛋白质的基本结构单位,其相对分子质量只有128,而蛋白质作为生物大分子,其相对分子质量却达到几千甚至几万,从氨基酸变成蛋白质究竟要经历哪些变化,这是本节课的教学重点。氨基酸的种类只有20种,而蛋白质的种类却不胜枚举,蛋白质种类繁多的原因是什么,这是本节课的难点。为了突出重点,突破难点,提高教学的有效性,在充分分析学生学情的基础上,本节课可以采用小组合作和构建模型两种教学策略。

小组合作和模型构建的方式都能够使每位同学参与到课堂中来,使课堂“活”起来。在小组合作中,学生通过交流、分析、讨论碰撞出思维的火花,模型构建活动中,学生自己动手尝试,发现规律,内化所学知识。

六 教学过程

(一) 课前准备


标有C、H、O、N、R的小球(考虑到不同元素的相对分子质量不同,小球的大小有差异),不同颜色的串珠,细铁丝[2](细铁丝既可以用来串珠子,能用来弯曲、折叠)。

设计意图:课前准备好材料,便于学生进行模型构建活动。同时教具的选择是经过笔者精心考虑的,有利于达成教学目标。

(二) 讲解科学史,导入新课

PPT展示蛋白质的发现史,从蛋白质发现至今,科学家们一直致力于蛋白质的相关研究,其中有些研究获得了诺贝尔奖。今天,我们就来学习让科学家们为之着迷,与人类生活密不可分的蛋白质。

设计意图:通过展示蛋白质的研究成果,让学生感受到生物学科的奥妙之处,激发他们的学习动机和兴趣,鼓励学生关注生物科学史,了解生物学的最新研究进展,在教学中渗透情感态度价值观目标。

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(三) 从食物入手,引出氨基酸

从生活中的食物入手,引导学生说出富含蛋白质的食物[3]。提出问题,食物中的蛋白质能否直接被人体吸收,用于合成细胞内的蛋白质?学生联想初中阶段所学的消化与吸收的知识,可以清楚的知道蛋白质要被分解成氨基酸才能被人体消化吸收,从而引出氨基酸的相关知识[4]。

设计意图:食物与学生生活息息相关,从学生熟悉的食物入手,能够将学生的注意力集中到课堂上来。此外,学生已有的知识结构中知道食物中富含蛋白质,但是他们对蛋白质的认识只停留在表象层面,要想深入学习蛋白质,应从它的基本单位着手。笔者结合学生所学知识,创设情境,巧妙地引出了氨基酸。

(四) 比一比,找一找,搭一搭

让学生仔细观察甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、半胱氨酸这5种不同氨基酸的结构,圈出它们的共同点,找出它们之间的不同点,从而归纳出氨基酸的结构通式。

学生通过观察,很容易地完成了任务,圈出了共同点,找出了不同点。这些氨基酸的共同点称为氨基酸的结构通式,不同点称为R基[5]。启发学生思考,氨基酸存在差异的原因在于R基的不同。

此外,学生还能发现所有的氨基酸都含有C、H、O、N这4种原子,只有半胱氨酸含有硫原子。因此可以得出结论,组成氨基酸的元素有C、H、O、N,有的有S。

最后,让学生拿出教具,以合作小组的形式,拼接氨基酸的结构通式,并请小组派代表展示它们的作品。展示环节中,教师结合同学们构建的氨基酸模型图,用简洁的语言讲解氨基酸的相关概念。

设计意图:观察是最基本的科学方法,有助于学生发现问题。通过比较5种氨基酸的异同,引导学生自己得出结论。在构建模型的过程中,学生感受到动手实践的快乐。同时,模型可以使复杂的事物变得简单明了,抽象的事物变得具体有趣,有利于突破教学难点。

(五)阅读课本,完成脱水缩合过程

学生通过阅读课本,可以知道氨基酸分子互相结合的方式。利用之前构建的氨基酸模型,尝试将不同的氨基酸连接成蛋白质。教师选择两个小组构建的氨基酸模型,让学生在黑板上演示两个氨基酸之间的脱水缩合反应,并指出肽键的部位。教师以两个氨基酸为例,详解蛋白质的形成过程。由两个氨基酸脱水缩合的化合物,叫做二肽[1]。在学生掌握了2个氨基酸脱水缩合的基础上,进行变式训练,让学生说出多个氨基酸脱水缩合的情况。多个氨基酸脱水缩合形成的化合物叫多肽。又因多肽呈链状,被称为肽链[1]。

设计意图:高一学生具备了阅读分析思考的能力,通过阅读,学生可以获得相关信息。让学生根据已知信息,自主完成氨基酸的脱水缩合反应,培养了学生运用所学知识解决问题的能力。通过变式训练,能使教师获得教学反馈,知道学生对知识的掌握情况,从而有助于教师改进教学。此外,通过变式训练,能拓宽学生解决问题的宽度和广度,帮助学生进行积极思维,做到举一反三。

(六)模型构建,探究原因

以图片的形式向学生展示不同蛋白质的空间结构示意图,通过直观的图片,学生可以清楚的看到,蛋白质的空间结构非常复杂。用简单明了的数据,使学生清楚的看到氨基酸的种类只有20种,而蛋白质的种类却多达1010——1012种,从而激发学生的求知欲望,想要探究蛋白质种类繁多的原因。

为了探究蛋白质种类繁多的原因,教师利用先前准备好的教具,让学生以合作小组的形式进行模型构建活动,自主总结出蛋白质种类繁多的原因。

让学生随意的穿几条珠链,将几条珠链随意挽成不同的造型,比较各组作品的差异,提示学生将串珠类比成一种氨基酸,将珠链类比成肽链[6],从而总结归纳出蛋白质空间结构具有多样性的原因。串珠的种类、数目、排列顺序不同,珠链的数目和弯曲折叠的方式不同,导致各组的作品具有多样性[6]。根据模型构建活动,学生可以得出结论,氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及肽链数目及空间结构不同都是造成蛋白质结构多样性的重要原因。

设计意图:采用图片、数据等直观的教学手段,创设问题情境,利用学生的好奇心和求知欲,探究蛋白质种类具有多样性的原因。模型构建和类比活动,从学生已有的知识经验出发,建立新旧知识之间的联系,有利于学生将所学知识融会贯通。让学生通过构建模型,分析讨论得出问题的答案,充分贯彻新课程标准中提出的“以学生为中心,让学生成为课堂的主人”的教育理念,符合时代的发展要求。

(七) 结合实例,说出蛋白质的功能

教师以生物学中重要的原理为着眼点,说明结构与功能之间的关系,结构决定功能,功能支持结构[7]。请同学们阅读课本23页的图2—7,结合具体的例子,找出关键词,归纳出蛋白质的功能,领悟一切生命活动都离不开蛋白质,认同蛋白质是生命活动的主要承担者[1]。

设计意图:向学生讲解结构功能原理,帮助学生完成知识之间的衔接和过渡,有利于学生理顺结构与功能之间的关系。让学生结合具体实例,归纳蛋白质的功能,可以加深学生的记忆,从而升华教学,达成本节课的内容预设。

七 教学反思

本节课的设计理念与普通高中新课程标准所传达的教育理念不谋而合。在教学中进行模型构建活动,不仅可以简化所学知识,还能培养学生的动手实践、表达交流的能力。本节课改变了传统教学中教师不断灌输的局面,保证每个学生都积极参与到课堂中来,创造了轻松、和谐、愉快的课堂氛围,使课堂焕发出生命的活力,学生收获颇丰。

参考文献

[1]朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书:生物:必修一分子与细胞[M].北京:人民教育出版社,2007.
[2]杨运春.“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教学设计[J].生物学通报,2008(07):36-38.
[3]杨娜.“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教学设计[J].生物学教学,2011,36(04):38-39.
[4]七年级生物(下册)[M].人民教育出版社,2012.
[5]周荷静.“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节的教学设计[J].生物学教学,2015,40(03):52-53.
[6]林霞,张锋.类比模型构建在高中生物学教学中的运用——以“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节为例[J].生物学通报,2017,52(05):37-39.
[7]袁莉莉.“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节的教学设计[J].生物学教学,2011,36(07):34-36.

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