利用学生资源构建生态课堂
2022-06-08
摘 要 通过人体模拟氨基酸和肽链，画图寻找脱水缩合规律，制作模型分析结构多样性原因，以及联系生活实际等方法，使学生结合自身体验在轻松愉悦的活动中有效的掌握住知识点，体现了生态课堂的教学理念。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 学生资源 生态课堂 蛋白质 结构和功能
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
学生资源是一种最活跃的人力资源。它不仅包括学生已有的知识、能力和生活经验，还包括学生探究问题的过程和方法以及认识此问题的情感、态度与价值观。正如奥苏伯尔所说：“影响学习中最重要的因素是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况去进行教学。”生态课堂是以学生为主体，通过现代课堂教学手段，实现教学与学生发展的真正统一的课堂。下面以“蛋白质的结构和功能”一课为例，探索构建生态课堂，发展学生能力的方法和途径。
1 教材分析与学情分析
“蛋白质的结构和功能”是苏教版高中生物《必修1?分子与细胞》第二章第二节，也是本章的重点和难点。蛋白质作为生命活动的主要承担者，具有多种结构和功能，与“细胞的结构和功能”“光合作用和细胞呼吸”“细胞增殖”等关系密切，与遗传变异、稳态调节都有紧密的联系，是细胞代谢和生命活动的基础。对于刚刚入学的高一学生来说，由于还没有学到有机化学方面的知识，因此有一定的难度，对生物大分子的结构不易理解。教学中，教师通过多种课程资源的整合利用，以激发学生兴趣和潜能为目的有序的开展活动，提高学生观察、动手、探究、比较、分析的能力，逐步掌握知识点。
2 教学目标
2.1 知识目标
说明氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程;概述蛋白质的结构和功能。
2.2 能力目标
运用所学的蛋白质知识解释一些生命现象;在动手操作中，理解结构多样性与功能多样性的原因及关系;能正确处理蛋白质的相关计算。
2.3 情感、态度与价值观目标
认同蛋白质是生命活动的主要承担者;关注食品与健康。
3 教学重难点
3.1 教学重点
氨基酸的结构特点，氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构和功能。
3.2 教学难点
氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构多样性的原因。
4 教学过程
4.1 情境导入
教师播放一段洗发水广告视频，广告词中强调了该品牌洗发水富含多种蛋白质，可以给头发提供更多营养，用“大家好才是真的好”，激起了学生的兴趣。进而引导学生思考并举例说出：在日常生活中有哪些食物富含蛋白质。教师展示相关图片，引入课题。
4.2 探索新知
4.2.1 学生讨论，探索氨基酸
教师展示蛋白质的基本组成单位氨基酸的结构图，引导学生观察分析：组成蛋白质的元素有哪些？再通过几种不同的氨基酸对比，请学生归纳氨基酸结构的共同点，进而总结出氨基酸的结构通式，即每个氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，此外还含有一个氢原子和一个R基，各种氨基酸的区别在于R基的不同。教师以自己的身体为例，请学生思考可与氨基酸的哪些部分相对应。如：中间的躯干部分代表碳原子，两只手臂可分别代表氨基和羧基，分开的两腿可代表氢原子，头部代表R基，人脸不同R基不同。此举寓教于乐，大大加深了学生对氨基酸结构通式的记忆。接着，展示几种有机化合物的结构式，让学生讨论，然后指出氨基酸，以此进一步强调氨基酸的判断要点。
4.2.2 人体模拟，理解脱水缩合
学生观看氨基酸连接形成肽链的动画过程，明确脱水缩合、肽键、二肽、多肽、肽链等概念。教师找几名学生作为模特，代表多个氨基酸，要求学生思考：如何能连接在一起？学生自然而然地想到要把手拉起来，构成了一条肽链，中间拉着的手就可以代表肽键。将抽象的问题形象化，将复杂的问题简单化，这种方式可以帮助学生更好的理解和记忆。
4.2.3 问题引导，画图寻找规律
教师在黑板画出2个及3个氨基酸脱水缩合的过程，边画边让学生总结：2个氨基酸连接成1条肽链脱去了1分子水，形成了1个肽键;3个氨基酸连接成1条肽链脱去了2分子水，形成了2个肽键。进而引出问题：（1） n个氨基酸形成一条肽链时，脱去几个水分子？形成几个肽键？学生答：n-1个肽键;脱去n-1个水分子。
（2） 如果n个氨基酸形成m条肽链呢？学生答：n-m个肽键;脱去n-m个水分子。师生共同找出规律：氨基酸数-肽链的条数=脱去的水分子数=肽键的个数。再请学生仔细观察板图，会发现每条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基分别位于肽链的两端。接着即时应用，通过具体题目检查学生的掌握情况，对易错点进行及时的纠正。教师可适当扩展，如判断氨基酸的个数和种类，几个氨基酸和几种氨基酸是否完全相同，蛋白质分子量的计算等。
4.2.4 制作模型，分析蛋白质结构多样性的原因
教师要求学生以小组为单位制作肽链模型。教师分发事先用彩色卡纸剪好的纸条和圆形、三角形小纸片，让学生随机抓取若干纸片，用透明胶带随意粘贴在纸条上，然后让各组代表到讲台前展示成果。结果，每组制作的肽链都不相同，再让他们将手中的肽链任意折叠扭曲，又会形成不同的形状（图1、图2）。分析其原因，学生们得出：（1）形成肽链的氨基酸的种类不同;（2）形成肽链的氨基酸的数目不同;（3）形成肽链的氨基酸的排列顺序不同;（4）肽链的盘曲方式及其形成的空间结构不同。教师指出：这就是蛋白质结构多样性的原因，而其结构的多样性决定了其功能也是多种多样的。
4.2.5 联系实际，总结蛋白质功能的多样性
教师利用课件展示多幅图片，健美的肌肉、纤细的蛛丝、黑亮的头发、漂亮的羽毛以及胰蛋白酶、血红蛋白、胰岛素和抗体的结构图等。学生结合教材总结出蛋白质的功能主要有：构成细胞和生物体结构的重要物质;催化作用;运输作用;调节作用;免疫功能。最后得出：蛋白质是生命活动的主要承担者。
5 教学反思
本节课充分体现了以学生为主体的教学理念。教师通过问题与活动，引导学生自主找到答案。多种资源的整合与利用，对于激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力和学科思维都起到了积极的推动作用。尤其是人体模拟肽链的连接过程和肽链模型的制作展示，使学生在轻松愉悦的氛围中掌握了知识，有效地突破了教学难点。学生在学习中体会快乐，在成功中获得自信，这也是构建生态课堂的根本目的。但本节内容较多，需注意时间安排，可分为两课时讲解，加上适当的练习，使学生掌握的更加扎实。
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关键词 学生资源 生态课堂 蛋白质 结构和功能
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
学生资源是一种最活跃的人力资源。它不仅包括学生已有的知识、能力和生活经验，还包括学生探究问题的过程和方法以及认识此问题的情感、态度与价值观。正如奥苏伯尔所说：“影响学习中最重要的因素是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况去进行教学。”生态课堂是以学生为主体，通过现代课堂教学手段，实现教学与学生发展的真正统一的课堂。下面以“蛋白质的结构和功能”一课为例，探索构建生态课堂，发展学生能力的方法和途径。
1 教材分析与学情分析
“蛋白质的结构和功能”是苏教版高中生物《必修1?分子与细胞》第二章第二节，也是本章的重点和难点。蛋白质作为生命活动的主要承担者，具有多种结构和功能，与“细胞的结构和功能”“光合作用和细胞呼吸”“细胞增殖”等关系密切，与遗传变异、稳态调节都有紧密的联系，是细胞代谢和生命活动的基础。对于刚刚入学的高一学生来说，由于还没有学到有机化学方面的知识，因此有一定的难度，对生物大分子的结构不易理解。教学中，教师通过多种课程资源的整合利用，以激发学生兴趣和潜能为目的有序的开展活动，提高学生观察、动手、探究、比较、分析的能力，逐步掌握知识点。
2 教学目标
2.1 知识目标
说明氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程;概述蛋白质的结构和功能。
2.2 能力目标
运用所学的蛋白质知识解释一些生命现象;在动手操作中，理解结构多样性与功能多样性的原因及关系;能正确处理蛋白质的相关计算。
2.3 情感、态度与价值观目标
认同蛋白质是生命活动的主要承担者;关注食品与健康。
3 教学重难点
3.1 教学重点
氨基酸的结构特点，氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构和功能。
3.2 教学难点
氨基酸形成蛋白质的过程;蛋白质的结构多样性的原因。
4 教学过程
4.1 情境导入
教师播放一段洗发水广告视频，广告词中强调了该品牌洗发水富含多种蛋白质，可以给头发提供更多营养，用“大家好才是真的好”，激起了学生的兴趣。进而引导学生思考并举例说出：在日常生活中有哪些食物富含蛋白质。教师展示相关图片，引入课题。
4.2 探索新知
4.2.1 学生讨论，探索氨基酸
教师展示蛋白质的基本组成单位氨基酸的结构图，引导学生观察分析：组成蛋白质的元素有哪些？再通过几种不同的氨基酸对比，请学生归纳氨基酸结构的共同点，进而总结出氨基酸的结构通式，即每个氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，此外还含有一个氢原子和一个R基，各种氨基酸的区别在于R基的不同。教师以自己的身体为例，请学生思考可与氨基酸的哪些部分相对应。如：中间的躯干部分代表碳原子，两只手臂可分别代表氨基和羧基，分开的两腿可代表氢原子，头部代表R基，人脸不同R基不同。此举寓教于乐，大大加深了学生对氨基酸结构通式的记忆。接着，展示几种有机化合物的结构式，让学生讨论，然后指出氨基酸，以此进一步强调氨基酸的判断要点。
4.2.2 人体模拟，理解脱水缩合
学生观看氨基酸连接形成肽链的动画过程，明确脱水缩合、肽键、二肽、多肽、肽链等概念。教师找几名学生作为模特，代表多个氨基酸，要求学生思考：如何能连接在一起？学生自然而然地想到要把手拉起来，构成了一条肽链，中间拉着的手就可以代表肽键。将抽象的问题形象化，将复杂的问题简单化，这种方式可以帮助学生更好的理解和记忆。
4.2.3 问题引导，画图寻找规律
教师在黑板画出2个及3个氨基酸脱水缩合的过程，边画边让学生总结：2个氨基酸连接成1条肽链脱去了1分子水，形成了1个肽键;3个氨基酸连接成1条肽链脱去了2分子水，形成了2个肽键。进而引出问题：（1） n个氨基酸形成一条肽链时，脱去几个水分子？形成几个肽键？学生答：n-1个肽键;脱去n-1个水分子。
（2） 如果n个氨基酸形成m条肽链呢？学生答：n-m个肽键;脱去n-m个水分子。师生共同找出规律：氨基酸数-肽链的条数=脱去的水分子数=肽键的个数。再请学生仔细观察板图，会发现每条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基分别位于肽链的两端。接着即时应用，通过具体题目检查学生的掌握情况，对易错点进行及时的纠正。教师可适当扩展，如判断氨基酸的个数和种类，几个氨基酸和几种氨基酸是否完全相同，蛋白质分子量的计算等。
4.2.4 制作模型，分析蛋白质结构多样性的原因
教师要求学生以小组为单位制作肽链模型。教师分发事先用彩色卡纸剪好的纸条和圆形、三角形小纸片，让学生随机抓取若干纸片，用透明胶带随意粘贴在纸条上，然后让各组代表到讲台前展示成果。结果，每组制作的肽链都不相同，再让他们将手中的肽链任意折叠扭曲，又会形成不同的形状（图1、图2）。分析其原因，学生们得出：（1）形成肽链的氨基酸的种类不同;（2）形成肽链的氨基酸的数目不同;（3）形成肽链的氨基酸的排列顺序不同;（4）肽链的盘曲方式及其形成的空间结构不同。教师指出：这就是蛋白质结构多样性的原因，而其结构的多样性决定了其功能也是多种多样的。
4.2.5 联系实际，总结蛋白质功能的多样性
教师利用课件展示多幅图片，健美的肌肉、纤细的蛛丝、黑亮的头发、漂亮的羽毛以及胰蛋白酶、血红蛋白、胰岛素和抗体的结构图等。学生结合教材总结出蛋白质的功能主要有：构成细胞和生物体结构的重要物质;催化作用;运输作用;调节作用;免疫功能。最后得出：蛋白质是生命活动的主要承担者。
5 教学反思
本节课充分体现了以学生为主体的教学理念。教师通过问题与活动，引导学生自主找到答案。多种资源的整合与利用，对于激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力和学科思维都起到了积极的推动作用。尤其是人体模拟肽链的连接过程和肽链模型的制作展示，使学生在轻松愉悦的氛围中掌握了知识，有效地突破了教学难点。学生在学习中体会快乐，在成功中获得自信，这也是构建生态课堂的根本目的。但本节内容较多，需注意时间安排，可分为两课时讲解，加上适当的练习，使学生掌握的更加扎实。