張陽陽

摘要以“生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”一節(jié)為例，通過情境體驗(yàn)、對話入境、展示遷移、互動生成四個環(huán)節(jié)呈現(xiàn)完整教學(xué)過程，分析學(xué)生活動的設(shè)計思路，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和社會責(zé)任。

關(guān)鍵詞 生命觀念 科學(xué)探究 科學(xué)思維 社會責(zé)任

中圖分類號G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)由生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任四個要素組成。生命觀念是基礎(chǔ)，科學(xué)思維和科學(xué)探究互為倚重，最終形成社會責(zé)任的意識。以“生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”為例，以“體驗(yàn)一入境一遷移一生成”為主線，將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落地。

1情境中體驗(yàn)，滲透科學(xué)探究

朋友圈里最近瘋狂轉(zhuǎn)發(fā)一條“一周瘦十斤的減肥食譜”，食譜中除了水果、蔬菜外，還有富含蛋白質(zhì)的雞蛋、牛奶等。接下來，學(xué)生親自動手來體驗(yàn)一下“雞蛋中是否含有蛋白質(zhì)”。

學(xué)生開展“體驗(yàn)蛋白質(zhì)的存在”的活動，利用“工作單”提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理及步驟。教師展示學(xué)生預(yù)習(xí)的“工作單”。學(xué)生相互評價自己設(shè)計的實(shí)驗(yàn)步驟，并通過觀看實(shí)驗(yàn)視頻，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作。根據(jù)“工作單”及投影展示的實(shí)驗(yàn)步驟，兩名學(xué)生配合完成生物組織中蛋白質(zhì)的檢測。學(xué)生代表展示、評價實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。

學(xué)生開展“探究不同濃度的蛋清稀釋液對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響”的活動，提出探究課題，作出假設(shè)，小組合作設(shè)計實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，展示對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最終，各小組得出結(jié)論：紫色的深淺與蛋白質(zhì)的濃度成正相關(guān)。

該環(huán)節(jié)的內(nèi)容涉及一個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和一個探究性實(shí)驗(yàn)，教師先讓學(xué)生體驗(yàn)生物組織中蛋白質(zhì)鑒定的實(shí)驗(yàn)原理及步驟，再鞏固和拓展，由淺入深，培養(yǎng)學(xué)生“提出問題——作出假設(shè)——設(shè)計實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——分析結(jié)果，得出結(jié)論——表達(dá)和交流”的科學(xué)探究素養(yǎng);將定性分析實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為定量分析實(shí)驗(yàn)，培育學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)思維素養(yǎng)。

2對話中入境，培育科學(xué)思維

“生活中不是缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)美的眼睛?！苯處熣故咎璧牡ろ旡Q舞蹈、可愛的嬰兒、健美運(yùn)動員等圖片，配上悅耳音樂，吸引學(xué)生的注意力。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下閱讀教材，歸納總結(jié)“蛋白質(zhì)的主要功能及實(shí)例”，生生互評互補(bǔ)，變教師講為學(xué)生自主學(xué)習(xí)。接著，教師呈現(xiàn)2003年安徽阜陽“大頭娃娃”事件的圖片及相關(guān)文字報道。各學(xué)生小組討論嘗試解釋“大頭娃娃”現(xiàn)象的原因以及所體現(xiàn)出的蛋白質(zhì)的功能。小組代表交流，學(xué)生相互評價，得出結(jié)論：蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)。

在該環(huán)節(jié)中，教材對“蛋白質(zhì)的主要功能及實(shí)例”的闡述非常清楚，教師將學(xué)習(xí)方式由動態(tài)轉(zhuǎn)為靜態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生在閱讀中獲取信息的能力。分析“大頭娃娃”事件則是對學(xué)生靜態(tài)學(xué)習(xí)成果的檢測，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)思維。

3展示中遷移，落地生命觀念

教師引導(dǎo)學(xué)生比較水、硫酸和血紅蛋白的相對分子質(zhì)量，感受“蛋白質(zhì)是一種高分子有機(jī)化合物”。教師告訴學(xué)生：食物中的蛋白質(zhì)不能直接吸收，需要消化成組成蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸之后才能被吸收，再合成人體內(nèi)的蛋白質(zhì)。

3.1認(rèn)識氨基酸及其種類

學(xué)生結(jié)合甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸的結(jié)構(gòu)式，進(jìn)行討論：

①這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么相同點(diǎn)？你能把它們共同的結(jié)構(gòu)寫出來嗎？

②這些氨基酸的結(jié)構(gòu)不同點(diǎn)在哪里？可否用一個字母代替？

③嘗試寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式。

④“氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有對應(yīng)關(guān)系嗎？

⑤嘗試總結(jié)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

學(xué)生討論得出相應(yīng)的結(jié)論后，教師利用Flash動畫三維演示：分別用氨基、羧基、R基替換甲烷分子中的氫原子，從而將甲烷轉(zhuǎn)變成甘氨酸的過程。

3.2由氨基酸形成蛋白質(zhì)

教師利用鞏固練習(xí)中三聚氰胺的結(jié)構(gòu)與氨基酸結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比分析，再現(xiàn)“2008年毒奶粉事件”。通過對該事件的過程重現(xiàn)，學(xué)生分析“毒奶粉”導(dǎo)致嬰兒患病甚至死亡的原因。學(xué)生結(jié)合教材示意圖找到氨基酸與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，進(jìn)而從氨基酸的結(jié)構(gòu)順利演變到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，歸納為圖1。

該學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師從物質(zhì)相對分子量之間的比較入手，借助初中的生物學(xué)知識，引出氨基酸的作用、氨基酸的結(jié)構(gòu)，涉及到部分有機(jī)化學(xué)的知識，而學(xué)生在初中化學(xué)中對這些內(nèi)容已有初步的認(rèn)識。教師引導(dǎo)學(xué)生比較三種氨基酸的結(jié)構(gòu)，通過外形上的比較找到相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，得出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而降低了學(xué)習(xí)的難度。為了讓學(xué)生更形象地理解氨基酸四個基團(tuán)之間的空間位置關(guān)系，教師播放可轉(zhuǎn)動的三維動畫，利用相關(guān)基團(tuán)的替換將舊知（甲烷的結(jié)構(gòu)模型）變?yōu)樾轮ò被岬慕Y(jié)構(gòu)模型）;利用鞏固練習(xí)，評價學(xué)生對氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的認(rèn)識，并引出三聚氰胺，再現(xiàn)“2008年毒奶粉事件”，引導(dǎo)學(xué)生分析嬰兒患病甚至死亡的原因，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，滲透結(jié)構(gòu)與功能觀。學(xué)生結(jié)合教材示意圖總結(jié)氨基酸如何形成蛋白質(zhì)，但是，為了突出課程整體性及落地“結(jié)構(gòu)功能觀”，氨基酸脫水縮合的相關(guān)知識進(jìn)行了重新的整合，安排在第2課時完成。

4互動中生成，深化社會責(zé)任

教師提出問題：正如阿基米德說的：“給我一個支點(diǎn)，我可以撬動地球！”那么，如果給你20種氨基酸，你可以構(gòu)成多少種蛋白質(zhì)呢？

4.1蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因

教師提供兩組相同種類和數(shù)目的氨基酸卡片（用不同顏色表示不同種類的氨基酸，所給卡片可以選擇性使用），請兩位學(xué)生在黑板上各貼出一種多肽鏈。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：

①多肽種類是否相同？

②如果不同，多肽種類不同的原因是什么？

③如果兩條肽鏈結(jié)構(gòu)相同，它們盤曲折疊成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相同嗎？

教師利用提前準(zhǔn)備好的繩子或者電線代表一種肽鏈，通過幾種不同的盤曲折疊的方式展示其空間結(jié)構(gòu)，師生共同歸納總結(jié)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。

4.2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定蛋白質(zhì)功能多樣性

教師展示幾種常見蛋白質(zhì)如胰島素、血紅蛋白、人體組織蛋白酶的空間結(jié)構(gòu)，并注明其功能。通過圖片及相應(yīng)蛋白質(zhì)功能的比較，學(xué)生明確：蛋白質(zhì)功能多樣性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定的;所以，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)。

最后，教師展示10年追訪“大頭娃娃”事件，呈現(xiàn)飽受病痛折磨的孩子和家庭的現(xiàn)狀，用生動的事實(shí)，教育學(xué)生要學(xué)會均衡營養(yǎng)、健康生活——愛自己;學(xué)習(xí)健康知識、傳播健康知識——愛他人;遵守社會道德，承擔(dān)社會責(zé)任——愛社會。

該環(huán)節(jié)通過“學(xué)生演示+教師演示”雙管齊下，共同總結(jié)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因;進(jìn)一步探究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的意義，即決定蛋白質(zhì)功能的多樣性;突出強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能觀，形成本節(jié)課的完整框架;最后，追訪“大頭娃娃”事件，深刻挖掘新聞背后的意義，將課堂升華為“社會道德，社會責(zé)任”的教育，說明科學(xué)技術(shù)雙刃劍的特點(diǎn)，體現(xiàn)社會責(zé)任的重要性。

本節(jié)課對教材內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，宏觀上構(gòu)建出“蛋白質(zhì)的功能由蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定”的整體框架;微觀上，從情境體驗(yàn)入手，歸納蛋白質(zhì)的功能，利用物質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)，滲透科學(xué)探究素養(yǎng);以對話入境，通過圖片、“大頭娃娃”事件，深化“一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)”，培育科學(xué)思維;通過學(xué)生交流展示遷移到“毒奶粉”事件，落地結(jié)構(gòu)與功能觀;最后，在師生互動中生成知識網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合“大頭娃娃”“毒奶粉”事件，升華社會責(zé)任。