高中生物探究式教學研究

甘英麗

[摘 要]以研究氨基酸結構、氨基酸形成蛋白質的過程以及蛋白質的功能為線索，采用形象比喻、模擬演示、構建數學模型、諧音記憶等教學手段，讓學生在輕松的課堂氛圍中進行探究式學習，進而掌握重點知識，有效突破學習難點。

[關鍵詞]探究式教學;高中生物;蛋白蛋

[中圖分類號]??? G633.91??????? [文獻標識碼]??? A??????? [文章編號]??? 1674-6058（2021）02-0092-03

探究式教學是指在學習核心概念和重要原理時，通過引入生活中的一些事例和原理，引導學生積極主動參與課堂活動，在學習探究過程中學會認真觀察、積極思考、進行實驗、討論交流等，最后基本能夠發(fā)現新事物規(guī)律的一種教學方法。教師應當根據學情及課型靈活實施探究式教學，凸顯教師的主導作用及學生的主體地位，讓學生能夠在教師的引導下主動、積極地去探索新問題，認識新事物，找到解決問題的方法，找出事物發(fā)展的起因和內在聯系，從而找到規(guī)律，最后形成自己的認知模型或者架構方法。

一、教材分析

《生命活動的主要承擔者——蛋白質》是人教版高中生物學教材必修1《分子與細胞》第二章《組成細胞的分子》中第二節(jié)的內容。若要進一步了解細胞的結構和功能，應先了解細胞的物質組成。本節(jié)課所講的蛋白質是組成細胞的重要物質，本節(jié)課的教學目標主要是讓學生了解蛋白質的組成、結構和功能的多樣性，以及為什么蛋白質能夠成為生命活動的主要承擔者，其中氨基酸的結構特點以及氨基酸形成蛋白質的過程是教學重點，氨基酸形成蛋白質的過程是教學難點。

二、教學目標

1.知識目標

概述氨基酸的結構特點;掌握氨基酸通過脫水縮合的方式形成蛋白質的過程;理解蛋白質多樣性的原因及功能。

2.能力目標

通過形象比喻、模擬演示、構建模型、諧音記憶等教學手段，培養(yǎng)學生獨立思考、合作探究及歸納總結的能力。

3.情感目標

讓學生對蛋白質是生命活動的承擔者有清楚的認知，能科學、理性地面對蛋白質，在日常生活中選擇健康的食品，感受生物學知識與日常生活的聯系，同時體驗合作探究的樂趣。

三、教學思路

在學習本節(jié)課前，學生還沒有接觸氨基酸及蛋白質的相關化學知識，而細胞的分子組成又是微觀的內容，學生難以獲得感性認識。例如“氨基酸脫水縮合過程”及“肽鍵”“肽鏈”等概念較為抽象，教師主要通過形象比喻、模擬演示、構建模型、諧音記憶等教學手段，加強教學內容的直觀性，增強學生對重要概念的感性認識，使學生在輕松的課堂氛圍中理解與掌握重點知識，進而突破教學難點。

為避免學生對學習產生枯燥乏味的感覺， 教師要想方設法讓學生活躍起來，提高學生的學習積極性，使其主動去探索。本節(jié)課的教學設想為： ①引用日常生活中較為常見的事物或者影響較大的相關事例，激發(fā)學生的學習興趣; ②由淺入深地引導學生從生活體驗中總結出規(guī)律，自己歸納蛋白質的相關知識體系;③以趣味性比較強的游戲開展教學活動，引導學生討論交流。

四、教學過程

1. 創(chuàng)設情境，導入新課

先引導學生說出日常生活中富含蛋白質的食品，比如牛奶、魚肉、母乳、雞蛋、海蝦、瘦肉等，這些是學生基本每天都會攝入的，以此來強調蛋白質對于我們身體健康的重要性。接著，借助多媒體播放“大頭娃娃事件”視頻，并進一步解釋引起該事件的原因： 嬰兒每天吃蛋白質含量極低的劣質奶粉，導致身體發(fā)育不良，最后出現身體浮腫、腦袋變大的現象，有些嚴重者甚至會死亡。讓學生直接感知蛋白質在日常生活中的重要作用，促進他們關注蛋白質，激發(fā)他們深入學習蛋白質相關知識的興趣。

2.問題引領，探索新知

（1）形象比喻——氨基酸及其種類

先利用多媒體課件展示課本中的四種氨基酸分子的結構式，再提出問題：在生物體中組成蛋白質的氨基酸約有20種，課本中列舉了其中的四種，它們的分子結構有什么相同點和不同點？讓學生對氨基酸的結構特點進行概括，分組討論并寫出氨基酸的結構通式。

教師給學生一分鐘時間獨立思考，然后引導學生用不同顏色的筆分別圈出四種氨基酸的相同點和不同點，再同桌間互查對比，一起討論總結出氨基酸的結構特點并嘗試寫出其結構通式。教師巡視課堂，請做得比較好的學生代表發(fā)言及板書，再由其他學生質疑補充。

此外，為了讓學生對氨基酸的結構通式記憶深刻，教師采用形象比喻法，引導學生以人體自身的構造來記憶氨基酸的結構通式。教師課前自制好分別印有“—NH2”“—COOH”和“C”的紙片，課上請一名學生上講臺演示，讓他張開雙手，左手拿印有“—NH2”的紙片，右手拿印有“—COOH”的紙片，教師把印有“C”的紙片貼在他的前胸上，他的軀干當作中心“C”原子，兩條腿當作“H”原子，頭部當作“R”基。教師引導學生展開想象，學生結合左右手不能脫離身體軀干而單獨存在這一特點形象地推出氨基酸的“—NH2”和“—COOH”必須連在同一個“C”原子上;再從識別每個人具有不一樣的特征主要是每個人的頭部不同這一特點來推出不同的氨基酸是由“R”基不同而決定的。由于氨基酸分子是立體的，氨基、羧基、“R”基和“H”原子的位置不是固定不變的，若僅通過教師的講述還是比較抽象的，學生難以想象出來。對此，教師同樣可以采用形象比喻法進一步引導學生，如一個人翻跟斗倒立，頭在下、腳在上，他依然是個人;他轉個身，左手放到右邊，右手放到左邊，或者他舉手高過頭，他也還是個人，以此判斷其屬于氨基酸。

通過形象比喻法，教師借用具體實在的人體模型將枯燥抽象的氨基酸的結構通式以生活化、具體化的形式展示給學生，讓學生對這一個知識點有更深刻的理解。將形象比喻法引入高中生物教學中，對調動學生的學習積極性、激發(fā)學生的創(chuàng)造性及提高生物教學效率能起到較大的推動作用。

（2）模擬演示——氨基酸的脫水縮合過程

“氨基酸脫水縮合過程”及“肽鍵”“肽鏈”等概念較為抽象，教師可先通過多媒體播放氨基酸脫水縮合并形成肽鍵的過程，讓學生對其有初步印象，再請學生到講臺上做模擬演示。在做模擬演示前，教師先讓學生明白接下來要模擬演示的內容的具體含義：一個人代表一個氨基酸，每對牽在一起的手代表一個肽鍵，每一排代表一條肽鏈，然后請兩位學生到講臺上手拉手模擬演示兩個氨基酸脫水縮合的過程。做模擬演示，學生的積極性很高，很順利就能演示出這一過程。此時，教師及時表揚學生的積極參與并進行知識點的總結：手拉手的瞬間代表一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基結合，此過程羧基脫去“—OH”，氨基脫去“—H”，脫掉一個水分子，形成一個肽鍵，剩余部分通過肽鍵結合形成二肽。學生通過模擬演示，感性認識了氨基酸脫水縮合的過程。教師請第三位學生上講臺和前兩位同學模擬演示形成三肽，學生更加加深了印象。教師請5位學生一起做手拉手模擬演示，先站成一排，再站成兩排、三排…… 教師通過提問的方式讓學生一邊觀察一邊思考回答以下問題。

8個氨基酸組成一條肽鏈，脫_________個水，形成_________個肽鍵;

8個氨基酸組成兩條肽鏈，脫_________個水，形成_________個肽鍵;

8個氨基酸組成三條肽鏈，脫_________個水，形成_________個肽鍵;

m個氨基酸組成n條肽鏈，脫_________個水，形成_________個肽鍵。

教師引導學生合作探究，對氨基酸脫水縮合過程中形成的肽鍵數、脫掉的水分子數、氨基酸數和肽鏈數，及它們之間的關系進行歸納總結，即肽鍵數=脫去的水分子數=氨基酸數-肽鏈數。教師以化難為易和化抽象為具體的方式，讓學生通過觀察對比、合作探究、歸納總結，不僅理解了多肽的形成，還進一步對肽鍵數與脫去的水分子數之間的關系有了更深刻的認識。學生在探究活動的過程中興趣濃厚，積極參與，較好地掌握了氨基酸脫水縮合的知識。

（3）構建數學模型——蛋白質的多樣性

問題拓展：蛋白質種類繁多的原因是什么？若一個蛋白質含有1條肽鏈，共由10個氨基酸構成，這個蛋白質分子結構中有多少種組合方式？若一個蛋白質含有M條肽鏈，共由N個氨基酸構成，這個蛋白質分子結構中有多少種組合方式？

教學過程中，先由學生獨立思考，再師生共同分析、歸納、總結。蛋白質是生命活動的體現者，由于蛋白質的多樣性，才使得生物界如此豐富多彩。因為組成蛋白質的氨基酸種類不同、數目成千上萬、排列的順序變化多樣、空間結構差別很大而造成了蛋白質的多樣性。為了讓學生能直觀形象地理解蛋白質的多樣性，教師讓學生用“我”“愛”“中”“華”這四個字組成字、詞或句（說明：不同的字代表不同種氨基酸，每個字能重復使用，詞或句的字數不限），并以“開火車”的形式起立舉例。

含一個字的：“我”“愛”“中”“華”（41種）。

含兩個字的：“我我”“我愛”“我中”“我華”“愛我”“愛愛”“愛中”“愛華”“中我”“中愛”“中中”“中華”“華我”“華愛”“華中”“華華”（42種）。

含三個字的：“我愛中”“我中華”“華中我”“愛我華”……（43種）。

以此類推，師生一起歸納構建數學模型：由4種氨基酸構成的含M個氨基酸數目的蛋白質種類=4M種，由N種氨基酸構成的含M個氨基酸數目的蛋白質種類=NM種。

雖然組成蛋白質的氨基酸只有20種，但理論上組成蛋白質的種類是難以計數的。通過構建數學模型，進一步加深了學生對蛋白質多樣性的理解。

（4）諧音記憶——蛋白質的功能

利用多媒體課件展示蛋白質在生物體各項生命活動中所起的作用及各種功能的實例，讓學生總結出蛋白質的功能：①結構蛋白;②催化作用;③運輸作用;④免疫作用;⑤調節(jié)作用。教師讓學生通過諧音記憶法巧記蛋白質的功能：“姐”—“催”—“運”—“面”—“條”，這樣學生很容易就記住了，而且印象深刻。同時，通過聯系蛋白質結構與蛋白質功能的多樣性，引導學生形成“結構與功能相適應”的生命觀。

五、 教學反思

新課標提倡學生要學會自主學習，學會合作探究，這就要求教師為學生提供自主學習的氛圍和合作探究的機會。筆者在生物教學中一直很重視這個教學理念。本節(jié)課的教學是圍繞著學生開展的，讓學生成為學習的主體，教師為主導，寓教于樂，讓學生在輕松的學習氛圍中理解與掌握重點知識，實現難點突破。與傳統(tǒng)講授式教學相比，探究式教學的學習氛圍更濃，學生參與積極性更高。

（責任編輯 黃春香）