高中生物探究式教学研究

甘英丽

[摘 要]以研究氨基酸结构、氨基酸形成蛋白质的过程以及蛋白质的功能为线索，采用形象比喻、模拟演示、构建数学模型、谐音记忆等教学手段，让学生在轻松的课堂氛围中进行探究式学习，进而掌握重点知识，有效突破学习难点。

[关键词]探究式教学;高中生物;蛋白蛋

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）02-0092-03

探究式教学是指在学习核心概念和重要原理时，通过引入生活中的一些事例和原理，引导学生积极主动参与课堂活动，在学习探究过程中学会认真观察、积极思考、进行实验、讨论交流等，最后基本能够发现新事物规律的一种教学方法。教师应当根据学情及课型灵活实施探究式教学，凸显教师的主导作用及学生的主体地位，让学生能够在教师的引导下主动、积极地去探索新问题，认识新事物，找到解决问题的方法，找出事物发展的起因和内在联系，从而找到规律，最后形成自己的认知模型或者架构方法。

一、教材分析

《生命活动的主要承担者——蛋白质》是人教版高中生物学教材必修1《分子与细胞》第二章《组成细胞的分子》中第二节的内容。若要进一步了解细胞的结构和功能，应先了解细胞的物质组成。本节课所讲的蛋白质是组成细胞的重要物质，本节课的教学目标主要是让学生了解蛋白质的组成、结构和功能的多样性，以及为什么蛋白质能够成为生命活动的主要承担者，其中氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程是教学重点，氨基酸形成蛋白质的过程是教学难点。

二、教学目标

1.知识目标

概述氨基酸的结构特点;掌握氨基酸通过脱水缩合的方式形成蛋白质的过程;理解蛋白质多样性的原因及功能。

2.能力目标

通过形象比喻、模拟演示、构建模型、谐音记忆等教学手段，培养学生独立思考、合作探究及归纳总结的能力。

3.情感目标

让学生对蛋白质是生命活动的承担者有清楚的认知，能科学、理性地面对蛋白质，在日常生活中选择健康的食品，感受生物学知识与日常生活的联系，同时体验合作探究的乐趣。

三、教学思路

在学习本节课前，学生还没有接触氨基酸及蛋白质的相关化学知识，而细胞的分子组成又是微观的内容，学生难以获得感性认识。例如“氨基酸脱水缩合过程”及“肽键”“肽链”等概念较为抽象，教师主要通过形象比喻、模拟演示、构建模型、谐音记忆等教学手段，加强教学内容的直观性，增强学生对重要概念的感性认识，使学生在轻松的课堂氛围中理解与掌握重点知识，进而突破教学难点。

为避免学生对学习产生枯燥乏味的感觉， 教师要想方设法让学生活跃起来，提高学生的学习积极性，使其主动去探索。本节课的教学设想为： ①引用日常生活中较为常见的事物或者影响较大的相关事例，激发学生的学习兴趣; ②由浅入深地引导学生从生活体验中总结出规律，自己归纳蛋白质的相关知识体系;③以趣味性比较强的游戏开展教学活动，引导学生讨论交流。

四、教学过程

1. 创设情境，导入新课

先引导学生说出日常生活中富含蛋白質的食品，比如牛奶、鱼肉、母乳、鸡蛋、海虾、瘦肉等，这些是学生基本每天都会摄入的，以此来强调蛋白质对于我们身体健康的重要性。接着，借助多媒体播放“大头娃娃事件”视频，并进一步解释引起该事件的原因： 婴儿每天吃蛋白质含量极低的劣质奶粉，导致身体发育不良，最后出现身体浮肿、脑袋变大的现象，有些严重者甚至会死亡。让学生直接感知蛋白质在日常生活中的重要作用，促进他们关注蛋白质，激发他们深入学习蛋白质相关知识的兴趣。

2.问题引领，探索新知

（1）形象比喻——氨基酸及其种类

先利用多媒体课件展示课本中的四种氨基酸分子的结构式，再提出问题：在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，课本中列举了其中的四种，它们的分子结构有什么相同点和不同点？让学生对氨基酸的结构特点进行概括，分组讨论并写出氨基酸的结构通式。

教师给学生一分钟时间独立思考，然后引导学生用不同颜色的笔分别圈出四种氨基酸的相同点和不同点，再同桌间互查对比，一起讨论总结出氨基酸的结构特点并尝试写出其结构通式。教师巡视课堂，请做得比较好的学生代表发言及板书，再由其他学生质疑补充。

此外，为了让学生对氨基酸的结构通式记忆深刻，教师采用形象比喻法，引导学生以人体自身的构造来记忆氨基酸的结构通式。教师课前自制好分别印有“—NH2”“—COOH”和“C”的纸片，课上请一名学生上讲台演示，让他张开双手，左手拿印有“—NH2”的纸片，右手拿印有“—COOH”的纸片，教师把印有“C”的纸片贴在他的前胸上，他的躯干当作中心“C”原子，两条腿当作“H”原子，头部当作“R”基。教师引导学生展开想象，学生结合左右手不能脱离身体躯干而单独存在这一特点形象地推出氨基酸的“—NH2”和“—COOH”必须连在同一个“C”原子上;再从识别每个人具有不一样的特征主要是每个人的头部不同这一特点来推出不同的氨基酸是由“R”基不同而决定的。由于氨基酸分子是立体的，氨基、羧基、“R”基和“H”原子的位置不是固定不变的，若仅通过教师的讲述还是比较抽象的，学生难以想象出来。对此，教师同样可以采用形象比喻法进一步引导学生，如一个人翻跟斗倒立，头在下、脚在上，他依然是个人;他转个身，左手放到右边，右手放到左边，或者他举手高过头，他也还是个人，以此判断其属于氨基酸。

通过形象比喻法，教师借用具体实在的人体模型将枯燥抽象的氨基酸的结构通式以生活化、具体化的形式展示给学生，让学生对这一个知识点有更深刻的理解。将形象比喻法引入高中生物教学中，对调动学生的学习积极性、激发学生的创造性及提高生物教学效率能起到较大的推动作用。

（2）模拟演示——氨基酸的脱水缩合过程

“氨基酸脱水缩合过程”及“肽键”“肽链”等概念较为抽象，教师可先通过多媒体播放氨基酸脱水缩合并形成肽键的过程，让学生对其有初步印象，再请学生到讲台上做模拟演示。在做模拟演示前，教师先让学生明白接下来要模拟演示的内容的具体含义：一个人代表一个氨基酸，每对牵在一起的手代表一个肽键，每一排代表一条肽链，然后请两位学生到讲台上手拉手模拟演示两个氨基酸脱水缩合的过程。做模拟演示，学生的积极性很高，很顺利就能演示出这一过程。此时，教师及时表扬学生的积极参与并进行知识点的总结：手拉手的瞬间代表一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基结合，此过程羧基脱去“—OH”，氨基脱去“—H”，脱掉一个水分子，形成一个肽键，剩余部分通过肽键结合形成二肽。学生通过模拟演示，感性认识了氨基酸脱水缩合的过程。教师请第三位学生上讲台和前两位同学模拟演示形成三肽，学生更加加深了印象。教师请5位学生一起做手拉手模拟演示，先站成一排，再站成两排、三排…… 教师通过提问的方式让学生一边观察一边思考回答以下问题。

8个氨基酸组成一条肽链，脱_________个水，形成_________个肽键;

8个氨基酸组成两条肽链，脱_________个水，形成_________个肽键;

8个氨基酸组成三条肽链，脱_________个水，形成_________个肽键;

m个氨基酸组成n条肽链，脱_________个水，形成_________个肽键。

教师引导学生合作探究，对氨基酸脱水缩合过程中形成的肽键数、脱掉的水分子数、氨基酸数和肽链数，及它们之间的关系进行归纳总结，即肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。教师以化难为易和化抽象为具体的方式，让学生通过观察对比、合作探究、归纳总结，不仅理解了多肽的形成，还进一步对肽键數与脱去的水分子数之间的关系有了更深刻的认识。学生在探究活动的过程中兴趣浓厚，积极参与，较好地掌握了氨基酸脱水缩合的知识。

（3）构建数学模型——蛋白质的多样性

问题拓展：蛋白质种类繁多的原因是什么？若一个蛋白质含有1条肽链，共由10个氨基酸构成，这个蛋白质分子结构中有多少种组合方式？若一个蛋白质含有M条肽链，共由N个氨基酸构成，这个蛋白质分子结构中有多少种组合方式？

教学过程中，先由学生独立思考，再师生共同分析、归纳、总结。蛋白质是生命活动的体现者，由于蛋白质的多样性，才使得生物界如此丰富多彩。因为组成蛋白质的氨基酸种类不同、数目成千上万、排列的顺序变化多样、空间结构差别很大而造成了蛋白质的多样性。为了让学生能直观形象地理解蛋白质的多样性，教师让学生用“我”“爱”“中”“华”这四个字组成字、词或句（说明：不同的字代表不同种氨基酸，每个字能重复使用，词或句的字数不限），并以“开火车”的形式起立举例。

含一个字的：“我”“爱”“中”“华”（41种）。

含两个字的：“我我”“我爱”“我中”“我华”“爱我”“爱爱”“爱中”“爱华”“中我”“中爱”“中中”“中华”“华我”“华爱”“华中”“华华”（42种）。

含三个字的：“我爱中”“我中华”“华中我”“爱我华”……（43种）。

以此类推，师生一起归纳构建数学模型：由4种氨基酸构成的含M个氨基酸数目的蛋白质种类=4M种，由N种氨基酸构成的含M个氨基酸数目的蛋白质种类=NM种。

虽然组成蛋白质的氨基酸只有20种，但理论上组成蛋白质的种类是难以计数的。通过构建数学模型，进一步加深了学生对蛋白质多样性的理解。

（4）谐音记忆——蛋白质的功能

利用多媒体课件展示蛋白质在生物体各项生命活动中所起的作用及各种功能的实例，让学生总结出蛋白质的功能：①结构蛋白;②催化作用;③运输作用;④免疫作用;⑤调节作用。教师让学生通过谐音记忆法巧记蛋白质的功能：“姐”—“催”—“运”—“面”—“条”，这样学生很容易就记住了，而且印象深刻。同时，通过联系蛋白质结构与蛋白质功能的多样性，引导学生形成“结构与功能相适应”的生命观。

五、 教学反思

新课标提倡学生要学会自主学习，学会合作探究，这就要求教师为学生提供自主学习的氛围和合作探究的机会。笔者在生物教学中一直很重视这个教学理念。本节课的教学是围绕着学生开展的，让学生成为学习的主体，教师为主导，寓教于乐，让学生在轻松的学习氛围中理解与掌握重点知识，实现难点突破。与传统讲授式教学相比，探究式教学的学习氛围更浓，学生参与积极性更高。

（责任编辑 黄春香）