融“模型構(gòu)建、角色扮演、任務(wù)驅(qū)動、情境設(shè)置”為一體的“氨基酸脫水縮合”的教學(xué)設(shè)計(jì)

賈妮

1 設(shè)計(jì)思路

“氨基酸脫水縮合”是高中生物教學(xué)中發(fā)展學(xué)生探究能力、考查學(xué)生邏輯推理能力、訓(xùn)練學(xué)生思維發(fā)散能力的好素材。筆者以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用為前提，創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)過程，在模型構(gòu)建、角色扮演、任務(wù)驅(qū)動、情境設(shè)置、逐層拓展、典例應(yīng)用等教學(xué)環(huán)節(jié)中，融教師有意義的“教”和學(xué)生有意義的“學(xué)”為一體。這樣不僅可幫助學(xué)生獲取知識、發(fā)展能力、提升思維，而且引導(dǎo)學(xué)生在參與中學(xué)會、在拓展中學(xué)到、在應(yīng)用中鞏固，進(jìn)而在構(gòu)建高效課堂的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。

2 內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容主要包括：組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、氨基酸脫水縮合的過程、脫水縮合的規(guī)律等。其中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、氨基酸脫水縮合的過程和脫水縮合規(guī)律是教學(xué)重點(diǎn)，氨基酸脫水縮合規(guī)律的拓展和歸納是教學(xué)難點(diǎn)。在教學(xué)過程中，通過人體模型構(gòu)建氨基酸的結(jié)構(gòu)，以角色扮演的方式展示氨基酸脫水縮合的過程，并以情境設(shè)置、問題驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生逐層分析、歸納總結(jié)脫水縮合的規(guī)律，進(jìn)而幫助學(xué)生把握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。

3 教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識目標(biāo)

寫出氨基酸的分子結(jié)構(gòu)通式，并指出其特點(diǎn)；解釋氨基酸脫水縮合的過程，并命名多肽化合物；得出氨基酸脫水縮合過程中，形成的肽鍵的數(shù)目、脫去的水分子數(shù)目、化合物中游離的氨基和羧基的數(shù)目及肽鏈肽環(huán)的相對分子量；闡明氨基酸脫水縮合的規(guī)律。

3.2 能力目標(biāo)

通過模型構(gòu)建氨基酸的結(jié)構(gòu)通式；通過角色扮演氨基酸脫水縮合的過程，提升模擬探究能力；通過參與問題串的學(xué)習(xí)和討論，提高分析問題、解決問題的能力；通過歸納總結(jié)脫水縮合的規(guī)律，發(fā)展邏輯推理能力、思維發(fā)散能力和語言表達(dá)能力。

3.3 情感目標(biāo)

通過感悟知識的生成，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，收獲成功的喜悅，自覺自信地參與教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)。

4 教學(xué)過程

4.1 構(gòu)建模型，巧學(xué)氨基酸結(jié)構(gòu)通式

理解氨基酸的脫水縮合是以了解組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式為基礎(chǔ)的，因此，學(xué)生對氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式的理解程度直接決定了對氨基酸脫水縮合過程及規(guī)律的掌握程度。教師要充分利用教室中的學(xué)生資源，以人體組成為模型，直觀生動地展示氨基酸分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：人體的左臂、右臂、下肢及頭部連接在同一個軀干上，就像氨基酸分子的氨基、羧基、H原子、R基團(tuán)共同連接在中心碳原子上；與軀干相連的左臂對應(yīng)與中心碳原子相連的氨基；右臂對應(yīng)羧基；下肢對應(yīng)H原子；頭部就是氨基酸分子的R基了。教師以自身為模型，一邊引導(dǎo)學(xué)生比劃，一邊描述：中心碳原子左手拉著氨基，右手領(lǐng)著羧基，腳底下還踩著氫，頭頂上頂著R基。教師通過各具特色的臉龐認(rèn)識了每位學(xué)生，以此類比區(qū)分各種各樣組成蛋白質(zhì)的氨基酸是根據(jù)R基的不同。

設(shè)計(jì)意圖：直觀形象的肢體展示，再配上活潑生動的語言描述，在拉近師生距離的同時，也拉近了學(xué)生和知識點(diǎn)的距離，為后續(xù)的教學(xué)活動的組織創(chuàng)造自然輕松的環(huán)境。

活動方案設(shè)計(jì)：請甲、乙兩位學(xué)生走上講臺面對黑板，聽口令并用肢體演示出來。筆者站在講臺下也面對黑板，此時通過肢體語言向?qū)W生發(fā)出信息，示意他們說出其代表的氨基酸的結(jié)構(gòu)。甲、乙兩位學(xué)生聽到指令后，也用身體的相應(yīng)部位表示出來，根據(jù)兩位學(xué)生的表演，其他學(xué)生再做評價。

設(shè)計(jì)意圖：在這個輕松自然的活動中，表面上是在檢測講臺上甲、乙兩位學(xué)生對知識的理解情況，其實(shí)質(zhì)是營造一個全體學(xué)生共同參與學(xué)習(xí)的氛圍，讓每位學(xué)生有機(jī)會融入教學(xué)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

4.2 角色扮演，模擬脫水縮合；任務(wù)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)高效構(gòu)建

活動設(shè)計(jì)一：蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位構(gòu)成的生物大分子，小分子的氨基酸是怎樣結(jié)合成蛋白質(zhì)的肽鏈呢？教師要求學(xué)生帶著問題自學(xué)人教版生物必修1教材22頁“氨基酸分子相互結(jié)合的方式”，并將與答案相關(guān)的知識點(diǎn)在教材上劃出來。

活動設(shè)計(jì)二：教師要求學(xué)生一起放聲朗讀氨基酸脫水縮合的過程，動眼、動口、動腦、動耳多器官的共同參與，進(jìn)一步熟悉“脫水縮合、肽鍵、二肽、多肽、肽鏈”等術(shù)語，為知識的理解、鞏固和準(zhǔn)確表達(dá)奠定基礎(chǔ)。

活動設(shè)計(jì)三：扮演氨基酸的甲、乙兩位學(xué)生通過自身的肢體變化，模擬氨基酸脫水縮合的過程。甲、乙兩位學(xué)生走到一起，甲學(xué)生的右手握住乙學(xué)生的左手，同時保持雙臂伸展的姿勢。此時，筆者和其他學(xué)生利用這個模型，對新形成的“化合物”進(jìn)行討論分析：

① 觀察新形成的“化合物”，說出各個部位的名稱。

② 分析在脫水縮合前后，甲、乙兩個氨基酸的哪些部位發(fā)生了變化，發(fā)生了怎樣的變化？

③ 兩個氨基酸“手拉手”的方式是什么？形成的新化學(xué)鍵叫什么名稱，如何表示？在形成該結(jié)構(gòu)的過程中還發(fā)生了什么變化？

④ 新形成的化合物如何命名？該化合物中還含有多少個游離的氨基和羧基？

⑤ 既然氨基酸分子相互結(jié)合的方式是脫水縮合，那么構(gòu)建的這個模型怎樣才能更形象更生動地展示脫水縮合呢？

話音剛落，丙學(xué)生大步走上講臺，若無其事地站在甲、乙兩位學(xué)生的面前，一本正經(jīng)地說：“不是脫水縮合嗎？沒有水的生成怎么能叫脫水縮合呢？”說完，從背后拿出準(zhǔn)備好的瓶子，將水緩緩地倒在兩位學(xué)生拉手的部位。頓時，雷鳴般的掌聲在教室里響起。

活動設(shè)計(jì)四：那么3個氨基酸又是如何脫水縮合呢？教師邀請丁學(xué)生的熱情加入，給其他學(xué)生展示3個氨基酸的脫水縮合。3位學(xué)生手拉手排成一排。教師提問：此時3個氨基酸手拉手脫水縮合形成的鏈狀化合物叫什么？該化合物中含有多少個肽鍵，還有多少個游離的氨基和羧基？脫水縮合前后，物質(zhì)的相對分子質(zhì)量發(fā)生了怎樣的變化？

4.3 情境設(shè)置，逐層拓展，歸納總結(jié)脫水規(guī)律

拓展1：如果每個人都是一個氨基酸的話，全班25位女生手拉手脫水縮合形成的一條鏈狀化合物叫什么？該化合物含有多少個肽鍵，在形成肽鍵的過程中，脫去多少個水分子？假如其余的35位男生也手拉手脫水縮合形成一條肽鏈，該化合物又該如何命名？又合成多少個肽鍵，生成多少個水分子？脫水縮合前后，物質(zhì)的相對分子質(zhì)量又發(fā)生怎樣的變化？

歸納小結(jié)一：

N個氨基酸脫水縮合形成具有一條肽鏈的N肽化合物，脫去了N-1個水分子，該化合物中含有N-1個肽鍵，至少含有一個游離的氨基和一個游離的羧基分布在該肽鏈的兩端。

拓展2：當(dāng)全班25位女生手拉手形成一條肽鏈，其余的35位男生也手拉手形成一條肽鏈，共同形成一個具有兩條肽鏈的蛋白質(zhì)，請問該蛋白質(zhì)分子中含有多少個肽鍵，形成肽鍵的過程中脫去多少分子的水？胰島素分子有A、B兩條肽鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，胰島素分子中肽鍵的數(shù)目是多少？該胰島素分子中至少含有多少個游離的氨基和羧基？

拓展3：N個氨基酸脫水縮合形成具有M條肽鏈的蛋白質(zhì)，請問該蛋白質(zhì)中含有多少個肽鍵，形成肽鏈時，又脫去多少分子的水？脫水縮合前后，物質(zhì)的相對分子量又發(fā)生怎樣的變化？該蛋白質(zhì)分子中至少含有多少個游離的氨基和羧基？

歸納小結(jié)二：

氨基酸的數(shù)目-肽鏈的數(shù)目=脫去的水分子的數(shù)目=生成的肽鍵的數(shù)目；

蛋白質(zhì)分子中至少含有的游離的氨基、羧基的數(shù)目=該蛋白質(zhì)中肽鏈的數(shù)目。

拓展4：N個氨基酸脫水縮合時，若形成的多肽是環(huán)狀蛋白質(zhì)，請問該蛋白質(zhì)分子中又含有多少個肽鍵，形成肽鍵時，又脫去多少個水分子？脫水縮合前后，物質(zhì)的相對分子量又發(fā)生怎樣變化？

歸納小結(jié)三：

N個氨基酸脫水縮合形成肽環(huán)時，脫去N個水分子，形成N個肽鍵。即氨基酸的數(shù)目=生成的肽鍵的數(shù)目=脫去的水分子的數(shù)目。

歸納小結(jié)四：

蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸總的相對平均分子質(zhì)量-脫去水的分子量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量-脫去的水分子數(shù)目×18=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量-（氨基酸數(shù)目-肽鏈數(shù)目）×18。

活動安排：教師以填空的形式引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述或者朗讀探究結(jié)論，在注重學(xué)生知識生成的同時，還要引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)成果的鞏固。