“蛋白質(zhì)”跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)的實(shí)踐探索

丁志鋒 王怡陵 曾紅艷

[摘要]以“蛋白質(zhì)”為主題內(nèi)容進(jìn)行生物、化學(xué)跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)實(shí)踐。跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)一般需要三個(gè)階段：集體備課——表達(dá)各自的學(xué)科內(nèi)容;重設(shè)課程——分享彼此的教學(xué)智慧;聯(lián)席教學(xué)——實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的課程整合。

[關(guān)鍵詞]跨學(xué)科;聯(lián)席教學(xué);蛋白質(zhì)

[中圖分類號]

G633.91

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

[文章編號] 1674-6058（ 2020） 23-0084-03

自然現(xiàn)象變化復(fù)雜，僅從單一學(xué)科研究事物，必然有很大的局限性，很難揭示其科學(xué)本質(zhì)。只有利用多學(xué)科，從多視角對課程內(nèi)容進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)[1]，才能使學(xué)生形成正確的認(rèn)識。跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)指的是多個(gè)學(xué)科教師集中在一起，在各自的學(xué)科領(lǐng)域中尋找共同的科學(xué)問題，打破各自學(xué)科的教學(xué)慣例，根據(jù)科學(xué)的邏輯順序?qū)φn程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并在授課時(shí)以教師聯(lián)席教學(xué)為主要形式的一種教學(xué)方法?，F(xiàn)筆者以“蛋白質(zhì)”為主題內(nèi)容，談?wù)勅绾芜M(jìn)行生物、化學(xué)的跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)。

一、集體備課——表達(dá)各自的學(xué)科內(nèi)容

課前，生物教師和化學(xué)教師聚集在經(jīng)過一起，就“蛋白質(zhì)”的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行集體備課。經(jīng)過3次跨學(xué)科集體備課，備課教師對“蛋白質(zhì)”在高中生物和高中化學(xué)中的教學(xué)比較有了初步的認(rèn)識（見表1）。

二、重設(shè)課程——分享彼此的教學(xué)智慧

跨學(xué)科教師在集體備課時(shí)，已經(jīng)羅列出各自學(xué)科中知識內(nèi)容的序列，下面通過比較找出重合的知識點(diǎn)，根據(jù)知識的重合程度對課程教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果遇到重合程度較高的章節(jié)，可以勇敢打破教材的知識框架，依據(jù)科學(xué)的邏輯順序?qū)φn程內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。通過同一科學(xué)問題的聯(lián)結(jié)，體現(xiàn)教師對跨學(xué)科知識之間關(guān)系的把握和協(xié)調(diào);通過整合多學(xué)科知識之間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生從多維度加深對知識內(nèi)容的理解。（見表2）

重設(shè)課程主要有以下考慮：

課程標(biāo)準(zhǔn)是上位概念，一般是固定的，因此教師仍依照各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)，沒有調(diào)整。

核心素養(yǎng)的確定主要依據(jù)本節(jié)課具體的教學(xué)內(nèi)容。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)仍表現(xiàn)為生命觀念和科學(xué)思維;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)調(diào)整為微觀探析和模型認(rèn)知，而“宏觀辨識”和“證據(jù)推理”這兩方面，本節(jié)課很難體現(xiàn)，因此刪除。

生物學(xué)科思想中結(jié)構(gòu)與功能觀必須很好地體現(xiàn)，而化學(xué)學(xué)科中“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”思想也能很好地體現(xiàn)，但對于“性質(zhì)決定用途”，因課時(shí)的限制，這節(jié)課暫不體現(xiàn)。

教學(xué)內(nèi)容中，生物和化學(xué)中共有的內(nèi)容都保留了，而生物中蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算因?yàn)榻虒W(xué)時(shí)間較長，難度也大，留到第二課時(shí)進(jìn)行教學(xué)。生物中的脫水縮合和化學(xué)中的成肽反應(yīng)本質(zhì)是相同的，保留脫水縮合的名稱，成肽反應(yīng)這個(gè)名稱不予出現(xiàn)，避免形成干擾?；瘜W(xué)中蛋白質(zhì)的性質(zhì)主講與生物高度相關(guān)的兩點(diǎn)性質(zhì)（水解和變性），而“鹽析”這個(gè)性質(zhì)學(xué)生目前很難理解，不易接受，留給化學(xué)以后再講。

三、聯(lián)席教學(xué)——實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的課程整合

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，課堂上只出現(xiàn)一位教師，只講授本學(xué)科的知識。這種教學(xué)形式很適應(yīng)分科教學(xué)的體制，但在處理跨學(xué)科知識時(shí)就會(huì)顯露出它的不足。授課教師由于對其他學(xué)科知識的不了解，很可能會(huì)“一帶而過”，造成學(xué)生對跨學(xué)科知識點(diǎn)“一知半解”。針對這一現(xiàn)象，建議對舊有的教學(xué)形式進(jìn)行大膽創(chuàng)新，采取多種形式，對跨學(xué)科知識點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)席教學(xué)。

聯(lián)席教學(xué)的課堂由A學(xué)科教師和B學(xué)科教師共同主持，兩位教師相互配合，默契合作，不分主次，發(fā)言的順序一般可以參照各學(xué)科知識出現(xiàn)的順序。

【教學(xué)實(shí)錄】

1.創(chuàng)設(shè)故事情境，導(dǎo)入課堂

課前請學(xué)習(xí)小組收集結(jié)晶牛胰島素的資料，做成PPT，小組代表上講臺(tái)匯報(bào)3分鐘。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生收集資料，了解“蛋白質(zhì)”的生物科學(xué)史，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

2.歸納法講解氨基酸結(jié)構(gòu)通式

生物教師講清蛋白質(zhì)的基本組成元素，PPT呈現(xiàn)出4個(gè)具體的氨基酸結(jié)構(gòu)式，請學(xué)生尋找氨基酸的結(jié)構(gòu)規(guī)律。

設(shè)計(jì)意圖：發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)——科學(xué)思維，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用歸納法分析問題。

提出問題：將丙氨酸的四個(gè)基團(tuán)的位置互換后，它是否還是同一個(gè)氨基酸？

過渡：這需要從化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，課堂交給化學(xué)教師。

設(shè)計(jì)意圖：提出一個(gè)有深度的問題，讓學(xué)生深度學(xué)習(xí)，這個(gè)問題也是高一學(xué)生初學(xué)蛋白質(zhì)的一個(gè)難點(diǎn)。自然過渡，將課堂交給化學(xué)教師。

化學(xué)教師進(jìn)行課堂教學(xué)：

（1）展示CH4球棍模型。CH4為空間正四面體結(jié)構(gòu)，C原子位于正四面體的中心，H原子位于四個(gè)頂點(diǎn)上。四個(gè)碳?xì)滏I是等同的，即四個(gè)H原子地位相同。

（2）演示CH4動(dòng)畫視頻，并提問：“如果CH4的4個(gè)H原子可以被不同的原子或原子團(tuán)取代，那么CH2CI2可以寫出幾種不同的結(jié)構(gòu)呢？”

（3）展示CH2CI2球棍模型。CH2C12只有一種結(jié)構(gòu)，對比球棍模型：空間四面體結(jié)構(gòu)與平面四邊形結(jié)構(gòu)。

（4）展示丙氨酸球棍模型，演示丙氨酸動(dòng)畫視頻。

（5）回歸問題，解決問題。氨基酸中心碳原子上所連的4個(gè)原子基團(tuán)（羧基、氨基、烴基、氫原子）可以相互調(diào)換位置，都是同一種結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從微觀探析層面分析問題。從原子、分子水平認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，能從微觀的視角分析與解決問題。讓學(xué)生建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

3.小組合作，體驗(yàn)縮合、水解與變性

將課堂交給生物教師，讓每個(gè)學(xué)習(xí)小組利用卡紙物理模型擺出氨基酸脫水縮合的過程。

設(shè)計(jì)意圖：小組合作建構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)思維”核心素養(yǎng)。

通過分析討論多個(gè)圖形的排列組合現(xiàn)象，讓學(xué)生了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。

過渡：化學(xué)中認(rèn)為“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，那么蛋白質(zhì)還有哪些性質(zhì)呢？

學(xué)生前面已利用模型演示了脫水縮合的過程，可再讓他們利用模型演示肽鍵斷裂的過程，深刻理解蛋白質(zhì)水解的過程。

在日常生活中有時(shí)需要將蛋白質(zhì)變性。例如，食物中的蛋白質(zhì)變性后，酶才能發(fā)揮作用將其消化，以利于人體吸收。

有時(shí)也要注意防止蛋白質(zhì)變性。例如，疫苗等生物制劑要冷凍保藏;登高山時(shí)防曬護(hù)目是防止強(qiáng)紫外線引起的皮膚和眼睛蛋白質(zhì)被灼傷變性。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一化學(xué)觀念。

4.小組討論，舉例蛋白質(zhì)的功能多樣性（略）

高中生物與其他學(xué)科之間存在大量的知識交叉。各學(xué)科之間思維方式類同，研究對象部分一致，很多基本概念通用，所以教師應(yīng)當(dāng)充分重視各學(xué)科之間的交叉，嘗試進(jìn)行“分享與合作”。在教學(xué)實(shí)踐中，筆者嘗試采用了跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)的方式，打破了學(xué)科之間的界限，加強(qiáng)了學(xué)科之間的溝通與聯(lián)系，根據(jù)各學(xué)科知識點(diǎn)的邏輯關(guān)系對課程進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，促進(jìn)了跨學(xué)科教師之間的相互合作與智慧分享。

跨學(xué)科聯(lián)席教學(xué)有助于避免分科教學(xué)中知識的重復(fù)和割裂，并促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科分析問題，多角度思考問題，多手段解決問題，從而提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]林燕峰.在生命科學(xué)課程中開展跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)踐[J].生物學(xué)教學(xué)，2004（8）：23-24.

（責(zé)任編輯 黃春香）