逍遥学能 2014-07-12 11:21
摘 要 本文着重阐述“生命活动主要承担者──蛋白质”教学中，重点、难点突破的方法，充分利用课外科技活动中,学生用泡沫塑料制作的氨基酸模型，进行直观教学，加强了学生对氨基酸结构特点的理解，突破了蛋白质结构及其多样性的教学难点，教学过程贯穿了探究、互动、合作学习，提高教学效果。
关键词 构建模型 蛋白质教学 对策
在人教版实验教材《生物·必修1分子与细胞》的第二章中，安排了 “生命活动的主要承担者──蛋白质”的教学内容，是第二章“组成细胞的分子”中极为重要的教学内容之一，通过教学实践和课题研究工作，本文点击其教学思路，提供给广大读者。
1 教材编排分析
本节内容安排于第一节“细胞中的元素和化合物”之后，又在第一节内容中通过表格分析，蛋白质是在细胞中含量最多的有机化合物，再通过实验：蛋白质?双缩脲试剂→紫色反应，证明了在细胞中的确有这一类化合物的存在，本章对细胞中全部化合物的教学安排，先从蛋白质开始，可见这一内容的地位和作用是不言而喻的，已将为今后学习基因控制蛋白质的合成奠定基础，这种教材的编排，是值得研究和关注的。
2 教学目标及重点难点分析
在知识目标方面，课程标准规定：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（理解水平）蛋白质的结构和功能，以及蛋白质多样性的原因，都是教学的重点内容。其中，氨基酸形成蛋白质的过程及蛋白质的多样性，都是教学的难点。在情感目标方面：认同生命是物质的，本节内容又恰好说明生物的生命活动，离不开蛋白质，从蛋白质的五种功能得以证明，从而达到了“认同蛋白质是生命活动的主要承担者”这一目标。
3 教学内容及教法分析
3．1 教学内容
本节内容由氨基酸及其种类（基础知识）、蛋白质的结构及其多样性（是教学的核心和关键点）、蛋白质的功能由三个知识块组成，不同大小的生物图片共计13幅。
3．2 教法流程 在教学中，从蛋白质的分子结构层次中的四个层次来组织教学：元素组成→基本单位→化学结构→空间结构。即：C、H、O、N等元素 组成→氨基酸 （约20种）→脱水缩合 多肽链 盘曲、折叠 →蛋白质分子。归纳总结出：蛋白质是生物大分子，具有相对分子质量大，结构复杂，种类多样，功能重要等典型特征，教学中要注意理顺关系，从问题探讨→思考与讨论→总结规律（氨基酸的结构特点），层层递进，呈现这些知识时由浅入深，前二个知识块是整个教学的核心。指导学生识图P21图2—4归纳：氨基酸→二肽→三肽→……多肽盘曲、折叠→蛋白质（并强调指出：有的蛋白质分子含有一条或多条多肽链，如胰岛素2条，人的血红蛋白有4条）→P22思考与讨论→蛋白质脱水缩合的过程→蛋白质多样性的原因4个（组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸种类不同、盘曲和折叠方式不同、空间结构千差万别 ）。
3．3 学生学法指导 由 P20页思考与讨论观察4种氨基酸→得出元素组成→分析共性和个性区别→合作、探究、尝试拟定氨基酸的通式→观察自己制作氨基酸通式的模型→师生互动→归纳氨基酸的结构特点，指导学生用同排同桌的氨基酸模型进行氨基酸间脱水缩合，找出规律：水分子数目=肽键数目=氨基酸总数—肽链数目，再指导学生识图，分析并归纳蛋白质的形成过程及蛋白质的功能。
4 重点、难点突破中存在的干扰因素分析及对策
由于教材中要用到的与高中化学的学习不同步的有机化学的知识，高一学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识，特别是学生对连接各原子之间的化学键（共价键）感到极为困惑，而细胞中的分子又是微观内容，十分抽象，看不到，又摸不着，要注意加强直观教学(模型直观），要适当补充一些相对应的化学知识，使学生对化学键等微观内容有一个感性认识，同时，应向学生说明本节内容在教学中，有一定的难度，是化学原因造成的，缓解课堂教学的紧张气氛，营造一个较为宽松的学习环境，稳定学生的学习情绪，鼓励学生提出个人想法，发表个人意见和提出需要解决的问题，做到具有广泛的师生交流与互动。
4．1 对策一：指导学生构建氨基酸模型
由于球棍模型中原子有杂化轨道，不在同一平面上，不利于观察，利用课外科技活动时间，在废品收购站购买泡沫塑料作材料，准备刀片、剪刀、牙签（代替化学键，用于各种原子间连接）、不同颜色的染料5种、铅笔等，先制作同样大小的“C、H、O、N、R”模型，用铅笔勾画在白色泡沫塑料上，再用刀片整齐划下白色泡沫塑料“C、H、O、N、R”原子，并对其原子分别染色，基团─COOH、─NH2及原子间用牙签连接，按课本上制作P20页思考与讨论中的4种氨基酸的平面模型，也可以根据需要变成空间结构。
4．2 对策二：原子间的化学键介绍
碳原子的核外电子总数为6，有两个电子层，最外层为4个电子，恰好与H原子，O原子等，以及自身的C原子之间能形成共用电子对，而到达8个电子对的稳定结构，这样在有机化合物中，C原子就成为中心原子。─COOH 为羧基中，C与O之间共用了三个电子，还与H原子共用一个电子，本身C的外层有4个电子，故C的周围为8个电子的稳定结构，─COOH在有机化合物中，都叫做羧基，都能电离出H+，如初中已经学过，在日常生活中常用的醋酸CH3COOH能显酸性，是羧基电离出H+的原因，来理解羧基显酸性最贴切，故羧基只能写作—COOH，不能写作COOH，而—NH2中，N原子除了与2个H原子形成共用电子对外，还与其它原子共用一个电子，N的外层有5个电子，在N的周围就形成了8个电子的稳定结构，“—”在有机化合物中表示共价键，故氨基只能写—NH2，不能写作NH2，在初中的尿素中也含有—NH2，这样就加深了学生对—NH2和—COOH的理解，在通过—NH2和—COOH的模型，理解更透彻，有利于学生对氨基酸结构特点的理解和名称的来源，以此为基础，提炼出氨基酸的元素组成。
4．3 对策三：课本后习题改为课堂练习题
对P24第二小题选择题，找出氨基酸，对氨基酸的认识起到巩固作用(新课之后,要求学生只改动一处，本题将答案B、C、D都变成氨基酸）。
4．4 对策四：加强通式的理解和记忆
老师站立模仿氨基酸的通式,问学生“我像一个氨基酸的通式吗？”做一个比喻，生动形象，缓解课堂紧张的气氛，活跃课堂，头部—R基，左手—NH2，右手—COOH，躯干为中心C原子，两腿张开为H原子。
4．5 对策五：用模型解决蛋白质结构中脱水缩合的问题
指导学生观察P22图2—5，氨基酸脱水缩合的示意图，构造二肽的模型，教师交待清楚，脱水缩合原则必须是一个氨基酸的中心原子上与另一个氨基酸的中心C原子上的羧基，不是R基。并与同排的二肽再构成四肽模型，合作探究，体验形成过程中失去水分子的数目和形成的肽键数目（教师是指导者角色）。找出规律，再尝试着四种氨基酸排列不同形成的四肽有多少种，每种氨基酸只用一次，④×③×②×①＝24种，教师板书：氨基酸总数?肽链数＝失去水分子数＝肽键数，具体巩固氨基酸的排列不同，形成的多肽不同，说明蛋白质分子结构多样性的原因之一。再用模型制作的四肽（连接的原子间用牙签按一定角度打开），来理解蛋白质的空间结构（整个教学过程由浅入深）。
4．6 对策六：P22思考与讨论的处理
由于高一教学未学排列组合的知识，就直接告诉学生多肽链有2011条（数字用来说明种类多）。
4．7 对策七：图文转换处理蛋白质的功能
共有8幅图，指导识图，用谐音法速记五大功能（构成细胞或生物体结构物质、催化作用、运输作用、免疫作用、调节作用）“狗催运面条”。
4．8 对策八： 突破主题“生命活动的主要承担者─蛋白质”
从功能上来说，生命活动离不开蛋白质，除了课本中讲到的五种功能外，还有其它重要的作用，因此，我们说生命活动的主要承担者是蛋白质，事实上，细胞中还有其它物质，也在生命活动中发挥重大作用，如核酸在生命活动中与遗传与变异有关，无机盐有调节细胞的的渗透压、维持细胞的酸碱平衡等。
课外讨论：
①吃生鸡蛋还是熟鸡蛋好?②保持其它结构的完整，抽取出鸡蛋中的蛋清，再注入纯牛奶，这个鸡蛋可以孵出小鸡吗? 蛋清中的蛋白质与牛奶中的蛋白质是一样的吗?
（本文为贵州省基础教育科学研究规划课题《新课改理念下的高中生物课堂教学研究》的子课题之一，课题编号G465，批准文号：黔教厅（2010）295号文件，本文第一作者为该课题负责人、生物教研组组长、中学高级教师）
本文发表于2012年第8期《中国现代教育装备》