高中生物模型建构的教学设计

格根陶亚

摘要：部分基础较差的学生对氨基酸的结构通式理解不透彻，不能准确的描述氨基酸的结构特点，因此无法掌握脱水缩合反应的实质，不能灵活运用这一知识解决诸如肽键数、脱水数、耗水数、氨基数及最少氨基数、羧基数及最少羧基数、蛋白质分子质量等相关问题。而且这类问题即便是基础较好的学生，也往往是比较棘手的。

关键词：生物模型 构建 氨基酸结构

高中生物是一门以实验为基础的学科，其中的一些有机物结构特点比较复杂繁多，仅凭生物老师讲授，学生很难理解，甚至是不知所云，不能形成直观的、系统的概念，因此，在高中生物教学中，采用模型构建的教学方式，通过演示或是学生操作的方式，让学生更好的理解和掌握知识要点，培养学生的观察能力和动手能力，提高生物教学质量。

一、要突破的难点

（一）氨基酸的的结构特点比较复杂，学生对氨基酸的结构通式理解不透彻，不能准确的掌握氨基酸的知识要点，很难准确的描述氨基酸的结构特点。

（二）学生对于分子水平的脱水缩合的实质理解不透，对肽链的一级结构无直观整体性认识，只是停留在教材的内容上，从而不能转化为解题能力。

二、预期目标

（一）建立形象化的氨基酸结构模型，用模型来反映氨基酸的结构特点，从而使分子水平的氨基酸结构映射到肉眼可视、直观可感的实体三维水平。

（二）创设游戏式的活动场景，让学生体会到脱水缩合的实质，进而转化为解决脱水缩合类相关问题的能力。

三、模型的构建

（一）氨基酸结构通式模型的建构。高中生物教师可以把氨基酸的结构通式看作一个人（配合黑板画粉笔画简图，同时点一名学生上讲台，面向全体同学，让其两手向体侧平伸）。然后让学生们注意观察我与台上这名同学，大家能归纳出我与这位同学在躯体组成上的相同点吗？让学生进行充分的讨论，最后高中生物教师引导学生进行归纳总结：每个人都是一个躯干、两只手（一只左手、一只右手）、两条腿和一个头部。

接下来，教师可以引导学生把这个人的躯干部分看作是氨基酸的中心碳原子（α碳原子）、把其左手看作是氨基、右手看作是羧基、两腿看作是H原子，那么头部就是R基了。两手、两脚、头部都必须连接在躯干上。所以，我们自身的躯体便是氨基酸结构通式的最好直观初步模型了。

教师让学生们再思考一下，假设我与台上这位同学，以及全班全体同学都是今天第一次走进这间教室，大家彼此从未见过面，都互不相识，那你们最初是如何区分不同的人的呢？

（学生充分讨论后）归纳：每个人都有区别于他人的不同之处，但最重要的是：头面部的相貌不同。我们最初主要是根据各自的相貌来区分和识记不同个体的。

人只有一左一右两只手，但氨基酸可能不止一个氨基和一个羧基。对于这类氨基酸，在学生理解了基本的模型以后，教师可以进一步的引导学生进行复杂模型的构建：我们可以用京剧中武将的扮相和靠旗来理解，背后的靠旗，左边的氨基，右边的为羧基。当然，武将的靠旗数目是固定的，但这里必须作灵活调整，R基上有几个氨基，左背后就插几支红色的靠旗;R基上有几个羧基，右背后就相应插几支绿色的靠旗。最后教师通过模型的构建，强调R基上的氨基和羧基，都不参与脱水缩合。加深学生对氨基酸结构通式的理解，培养学生学习生物，探究问题的兴趣

（二）脱水缩合反应模型的建构

脱水缩合反应模型的建构需要多个学生进行配合，这部分内容的教学场所可以在操场上进行，通过做游戏的方式激发学生的兴趣，加深学生的印象。

准备工作：事先让部分学生用小木棍、红纸、绿纸、脱水等制作一定数量的红绿两色的靠旗，插在脖子后的衣领上，红旗插在左侧（代表R基上的氨基），绿旗插在右侧（代表R基上羧基）。

第一个游戏：若干氨基酸脱水缩合成一条肽链的模型建构

随机让一部分均不插靠旗的学生排成一横排，彼此间隔50公分，然后让他们与相邻的同学之间彼此手拉手。注意让同学们说出各自左手和右手所代表的化学基团，让余下的学生注意观察：

1.是否用上了全部的左手（氨基）和全部的右手（羧基），至少还剩下几只左手、几只右手，它们各自在什么位置上。

2.共构成了多少只手结（代表肽键），手结数与参与的学生数之间有何关系。

第二个游戏：若干氨基酸脱水缩合成两条肽链的模型建构

随机让一部分均不插靠旗的学生排成两个横排，每排人数随机，彼此间隔50公分，然后让同一横排内相邻的同学之间彼此手拉手。让学生们自己清點每排内的人数和两个排的学生总数、每个排内的手结数、两个排中的手结总数、空出的左手数、空出的右手手等，让学生寻找出规律。

第三个游戏：脑力竞赛——如果让n个学生排成m排，会有多少个手结？空出多少只左手和右手？

第四个游戏：让所有插有靠旗的学生也参与进来，将全班学生随机排成五排，每排的人数随机，每排内有靠旗的学生人数也随机，当每排内相邻学生都相互手拉手时，让每位学生思考：

1.本排内原有多少只左手和红靠旗（均代表氨基）？多少只右手和绿靠旗（均代表羧基）？

2.手拉手后，本排内共有多少个手结？还剩多少只左手和红靠旗（均代表氨基）？还剩多少只右手和绿靠旗（均代表羧基）？

3.全班同学总共原有多少只左手和红靠旗（均代表氨基）？多少只右手和绿靠旗（均代表羧基）？这些数字之间有何规律或联系？

四、存在的缺陷

因教学条件以及氨基酸脱水缩合时水的生成不便模拟，这部分内容可以让学生进行大胆猜想和意会，因此，教师在以后的教学中还需继续创新和改进。

参考文献：

[1]陈卫东.模型建构在高中生物新课程教学中的应用[J].教学与管理，2011，（04）.

[2]江宜博.例析模型建构在高中生物教学中的应用[J].福建基础教育研究，2010，（05）.

（作者单位：内蒙古赤峰市克什克腾旗经棚一中）