基于UbD教学模式的高中生物教学设计

【摘" 要】 随着教育理念的持续进步，以往较为传统的教学方法已难以满足现代高中学生全面发展的需求。因此，文章研究引入了UbD教学模式，该模式以明确学习目标为起点，通过设计有效的评估方法及精心规划教学过程，旨在加深学生对所学知识的深度理解与应用能力。研究选取人教版高中生物学必修1中的“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一节课程，运用UbD教学模式进行了教学设计，旨在为一线高中生物教师提供一个更为高效的教学框架。

【关键词】 UbD教学模式；高中生物；教学设计

一、UbD教学模式的环节

UbD的英文全称为“Understanding by Design”，意为“追求理解的教学设计”，它强调教师应关注学生的学习过程，以助力学生达成深度理解的学习目标。

UbD模式的核心在于逆向设计的三个阶段：1. 明确教学目标：依据生物学课程标准，确立具体的学习目标，明确学生在学习结束后应掌握的知识与技能；2. 设定合适的评价方法：教师需探寻能有效验证学生是否成功达成学习目标的评价方法；3. 规划合理的教学流程：教师应结合本班学生的实际情况，设计有针对性的教学方案，以促进学生更好地理解知识。

二、基于UbD教学模式的“蛋白质是生命活动的主要承担者”的教学设计

（一）教材分析

本节课位于新人教版必修1“分子与细胞”第2章组成细胞的分子第4节的内容。此时，学生已经知道细胞是由各种元素和化合物组成，并且已经掌握水和无机盐，糖类和脂质相关知识，为本节课的学习奠定了基础。

（二）学情分析

学习本节时，学生在初中生物教学中已经知道蛋、肉、奶等食物含有丰富蛋白质，以及补充蛋白质对身体健康的重要性，但对蛋白质的理解停留在宏观层面。而本节课的内容将学习组成蛋白质的基本单位氨基酸，其脱水缩合形成蛋白质的过程以及蛋白质的空间结构和功能，学生学习有一定难度。

（三）教学重难点

教学重点：蛋白质的功能与结构；氨基酸的结构特点及其形成蛋白质的过程。

教学难点：氨基酸形成蛋白质分子的过程及蛋白质分子的多样性。

（四）明确教学目标

生命观念：学生通过分析蛋白质的功能与结构的关系，建立结构功能观。

科学思维：1. 归纳概括氨基酸的结构通式和特点，阐明氨基酸是蛋白质的基本组成单位；2. 通过模拟活动和模型构建活动，说明脱水缩合的过程。

科学探究：组织探究活动“氨基酸结构特点”和“模拟脱水缩合”的过程，培养学生科学探究的能力。

社会责任：通过查阅有关蛋白质的科学史，培养学生关注科技发展，增强学生思维能力。

（五）设定合适的评价方法

1. 蛋白质的功能

学生学习效果评价指标：通过讨论蛋白质功能的举例，能说明蛋白质具有构成人体的组织结构、运输物质、催化化学反应、调节机体生命活动、免疫功能等功能，理解细胞各项生命活动都需要蛋白质的参与，体会蛋白质的重要性，其是细胞不可缺少的一部分。

学生学习效果评价办法：绘制蛋白质功能的思维导图。

学生学习效果检测标准：学生能够完整地绘制思维导图，并且能够准确对应不同蛋白质所具有的功能。

2. 蛋白质的基本组成单位——氨基酸

学生学习效果评价指标：通过对不同种类氨基酸的比较，可总结出组成氨基酸的元素、氨基酸的结构通式以及不同氨基酸的区别。

学生学习效果评价办法：画出氨基酸的结构通式，归纳出组成蛋白质的氨基酸具有的结构特点。

学生学习效果检测标准：学生能够准确说出各氨基酸的组成元素以及R基是区分不同氨基酸的依据，并正确书写氨基酸的结构通式。

3. 蛋白质的形成过程

学生学习效果评价指标：通过构建氨基酸形成蛋白质的过程，尝试归纳总结多肽、肽链、肽链的空间结构等概念之间的关系。进而分析肽键数目、游离的氨基与羧基的数目变化。

学生学习效果评价办法：绘制氨基酸脱水缩合示意图。

学生学习效果检测标准：学生能够准确演示氨基酸脱水缩合的过程即一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连，同时脱去一分子的水，还能运用公式对肽键数目等进行简单计算。

4. 蛋白质的结构及多样性

学生学习效果评价指标：通过观看氨基酸合成蛋白质的过程，说出蛋白质空间结构的不同层次以及蛋白质结构多样性的原因。

学生学习效果评价办法：归纳蛋白质结构多样的原因。

学生学习效果检测标准：学生能够背出蛋白质结构多样的原因，认同不同结构的蛋白质具有不同的功能，深化“结构功能观”的生命观念。

5. 生物科学史话

学生学习效果评价指标：通过阅读生物科学史话内容和上网搜寻蛋白质相关科技内容，了解科技发展。

学生学习效果评价办法：网络查询大头娃娃、减肥伪科学等新闻事件讨论其形成原因。

学生学习效果检测标准：学生能够正确认识科技的发展带来的影响，关注身体健康。

（六）规划合理的教学流程

教师活动：利用多媒体展示提前制定的教学目标。

学生活动：充分熟悉教学目标，掌握本节课的主要内容。

设计意图：在讲课前让学生了解教学目标，有助于学生把握本节课的内容、时间安排、重点问题，做好准备。

教师活动：情境创设，导入新课。利用课件展示教材28页问题探讨“为什么胶原蛋白制作的手术线不用拆线，身体可以吸收”。

学生活动：小组合作，完成问题探讨的讨论问题。

设计意图：引导学生了解生活中的蛋白质应用，以便为后续介绍蛋白质的多重功能做准备。

评价方式：观察、口头提问。

评价标准：学生能够在教师引导下回答出胶原蛋白线是蛋白质，人体中也有很多，所以可以被吸收。

教师活动：给学生布置任务，结合“蛋白质功能举例”，小组合作总结不同蛋白质所具有的独特功能。

教师提问：为什么蛋白质具有不同的功能？蛋白质是由什么组成的？蛋白质具有怎样的结构？

学生活动：小组讨论蛋白质的功能。小组汇总认同蛋白质是生命活动的主要承担者。

设计意图：从生活出发，归纳得出蛋白质功能，训练学生归纳与概括能力。引出“结构与功能是相对应的”，蛋白质多种多样的结构支撑了蛋白质不同的功能。

评价方式：观察、可视化表达 。

评价标准：能够正确回答蛋白质的五项功能。

教师活动：引领学生回归课本，通过比较教材中甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸四种氨基酸的相同点与不同点，引导学生归纳氨基酸分子结构通式以及不同氨基酸之间的区别。

学生活动：学生独立分析，认真观察这四种氨基酸的结构，思考不同氨基酸在结构上所具有的共同点，总结氨基酸分子的结构通式。小组交流讨论，小组成员通过观察四种组成蛋白质的氨基酸结构特点，总结不同氨基酸之间的区别在于R基的不同。

设计意图：基于事实，经过归纳总结让学生形成对氨基酸的认识，记忆深刻，认同感强。

评价方式：问答、黑板书写。

评价标准：能够正确书写氨基酸的结构通式。

教师活动：教师组织学生进行角色扮演活动，每个学生都相当于不同种类的氨基酸，其中头部为R基，左手为氨基，右手为羧基，身体为中心碳原子，双腿为氢原子。教师指导学生课堂中手拉手站成一排，模拟氨基酸脱水的过程，同学们的排数模拟肽链数，空余的左手代表氨基，右手代表羧基。

拓展思考：脱水中的“水”是由哪些结构提供的氢氧元素呢？参考教材图2-10。

总结氨基酸形成蛋白质的过程：蛋白质是由基本单位氨基酸通过脱水缩合的方式，在核糖体中形成的。

学生活动：按照老师安排的活动内容，在小组内完成手拉手，在活动中体会氨基酸组成蛋白质过程中氨基酸数、肽键数、肽链数、游离氨基酸、游离羧基数的变化。

延伸思考：氨基酸脱水缩合产生的水分子过程，即一个氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连，同时脱去一分子的水。

设计意图：体会复杂的氨基酸数、肽键数、肽链数、脱水数的关系。使肉眼看不见的氨基酸脱水缩合形成蛋白质过程为看得见的参与度高的学生教学活动。

评价方式：问答。

评价标准：能正确描述氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，回答氨基酸数与肽键数、肽链数、脱水数的关系。

教师活动：教师追问两条肽链的结合方式？

教师重点总结，氨基酸之间脱水缩合形成肽链，一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲折叠，形成一定的空间结构。教师引导学生回归教材，通过“思考讨论”引导归纳蛋白质的结构层次以及蛋白质结构和种类多样性的原因。

学生活动：阅读教材30页、31页由氨基酸形成血红蛋白的示意图，了解氨基酸、肽链、蛋白质之间的关系。

小组交流：小组成员之间互相描述氨基酸到蛋白质的过程。

小组讨论：回答“思考讨论”提出的三个问题，从而回答教师提出的蛋白质多样性原因的问题。小组讨论集思广益后进行汇报。

设计意图：小组互述有助于加深记忆，互相修正，弥补教师一对多的不足。这个问题难度较大，个人完成效率不高，小组合作有利于同学之间取长补短，不同小组进行有利于全面回答问题。

评价方式：问答，小组汇报。

评价标准：能够正确描述氨基酸到蛋白质的过程。回答出氨基酸的种类、数量、排列顺序千变万化。肽链盘曲、折叠形成的空间结构不同。

教师活动：教师指导学生阅读教材第33页“世界上第一个人工合成的蛋白质的诞生”的生物科学史话。

学生活动：仔细阅读教材科学史部分，了解科学进程，增加民族荣誉感，科学探究意识。

设计意图：深入蛋白质研究进程，切实了解科技进步的曲折经过，渗透科学精神。

教师活动：教师总结蛋白质相关知识点。1. 蛋白质具有结构蛋白、运输、免疫、催化、传递信息。2. 蛋白质基本组成单位—氨基酸。每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，连在同一个碳原子上，这个碳原子还连接有一个氢原子和一个侧链基团R基。3. 蛋白质结构多样性的原因。氨基酸的种类、数量、排列顺序千变万化。肽链盘曲、折叠形成的空间结构不同。

学生活动：学生进行内容回顾，增强记忆。

设计意图：新学过的知识可以通过总结加强记忆，形成体系。

（七）教学设计的优势与不足

依据UbD教学模式进行教学设计要先确立本节教学目标和评价方法，然后进行教学活动设计。UbD教学模式意为“为理解而教”，有助于教师结合课程标准、学情、教材等，确定教学目标和评价方法，对教学活动进行设计，从而创新生物教学模式，提高生物课堂教学质量。以“UbD教学模式”为关键词在中国知网上进行检索，发现该模式在理论层面的文献较丰富，但关于UbD教学模式在高中生物学科的实践应用极少，所以利用UbD教学模式对“蛋白质是生命活动的主要承担者”这节课进行教学设计有一定难度，还需要不断对该模式的应用进行探索，并及时改进和优化教学目标、评价方法、教学活动等。

三、结语

该节内容涉及有机化学的相关知识，而高一新生在初中没有学过有机化学的内容。因此学生虽然具备一些关于蛋白质的知识，但是对本节课内容的理解具有一定难度，所以在本节课使用UbD教学模式理念进行合理教学设计。教师以新课程理念为指导，确定教学目标和评价方法，确保了教学的针对性和有效性。采用了多样化的教学方法，如小组讨论、角色扮演等，突破教学难点，引导学生自主思考问题、探索知识，加强学生对知识的理解和记忆。

■ 参考文献：■

［1］ 李春莹. 基于UbD模式的高中生物学单元教学设计研究［D］. 扬州：扬州大学，2023.

［2］ 邓宇. UbD理论促进高中生生物学深度学习的教学实践研究［D］. 贵阳：贵州师范大学，2023.

［3］ 熊芯敏. 基于UbD理论的单元教学设计在初中生物学教学中的应用研究［D］. 重庆：西南大学，2023.