巧设情景,让蛋白质和核酸“活”起来

发表时间:2020/12/11   来源:《教育学文摘》2020年第25期   作者:朱晓云
[导读] 蛋白质和核酸在生命活动中发挥着举足轻重的作用,

        朱晓云
        陕西勉县武侯中学     陕西省,汉中市 724200
        蛋白质和核酸在生命活动中发挥着举足轻重的作用,没有这两种物质就没有生命,它们被称作“生命物质”。这两种有机化合物在高中生物学中占据着重要的地位,是逢考必考的考点,所以是高中生物教学重点中的重点。与它们复杂功能相适应的是,它们具有复杂抽象的结构,因此,这两种化合物结构成为了高中学生的学习难点。在高中学生的有机化学知识背景还不够充足的情况下,如果还是沿用只看课本、死记硬背结构式的方法去教学,那么不利于攻克这个难点。反之,如果巧妙的创设情境,就会使这两种化合物的教学过程“活”起来,“动”起来,从而深入浅出的解决这个教学难点。
        在蛋白质结构教学中面临的第一个难点是氨基酸的结构。课本上用一个思考讨论,一段文字,一幅图介绍了氨基酸,枯燥乏味的化学结构式和文字叙述,无法激发起学生求知的欲望,但是,如果把这些图片和文字与人比较熟悉的身体联系起来的话,就可以创设一个用人的身体认识氨基酸结构的情境,在这个情境中就会收获很不错的认知效果。氨基酸的结构通式中的中心是碳原子,通过它氨基、羧基、氢基和R基连接在了一起,这一点与人的身体有相似之处。人的身体是以躯干为中心,通过它头、左胳膊、两条腿和右胳膊连接在了一起。教师可以引导学生把躯干看作中心碳原子,左胳膊看成氨基,两条腿看成氢基,右胳膊看成氨基,头看成R基,这样就可以利用人的身体使学生对氨基酸结构通式有了大体上的认知。不同种类氨基酸的差异在R基,就好比我们区别不同的人用刷脸的方式,这种方式能让学生能找出氨基酸中的R基。每一个氨基酸都至少有一个氨基和羧基连接在中心碳原子上,这就好比每一个正常人都有一条左胳膊和右胳膊都连在躯干上,这样的情境能让学生快速地识别出氨基酸,即使给学生一个复杂的、不认识的化学结构式也能判断出是否是氨基酸。这样的情境创设,让氨基酸的结构具体了,“活”了起来。与抱着课本死记硬背相比较,只要学生看到自己的身体,随时随地的就能联想到氨基酸的结构式。
        蛋白质教学中的第二个难点是蛋白质结构的多样性。通过创设游戏情境,让学生身临其境,直观感受这种眼睛看不见的分子的多样性。

抽调十名学生,把每一个学生看成一个氨基酸,让他们排成一列,接着手拉手,这就好比氨基酸通过脱水缩合连接形成了肽键,这一列同学就是一个十肽。然后减少一名学生,形成了九肽,表示蛋白质中氨基酸数目不同造成了蛋白质结构多样性;在人数不变的情况下,学生们交换位置,表示蛋白质中氨基酸的排序不同造成了蛋白质结构多样性;在人数和顺序不变的情况下,学生们排成一列,排成“之”,或排成圆圈,表示蛋白质中肽链盘曲折叠方式不同造成了蛋白质结构多样。还可以在此基础上,让学生排成两列表示两条肽链,让两列的第二名同学脚踝相互勾起来,这样就好比形成了一个具有两条肽链的蛋白质分子,从而学生自然而然的理解了肽链数千变万化也造成了蛋白质分子的多样性。这种用游戏创设情境,让学生直接参与,不但发挥了他们的主体作用,而且让课本上的文字叙述“动”了起来,活跃了课堂气氛,增加了学习的趣味性。
        核酸学习中的重点是DNA分子的结构。同样也可以把脱氧核苷酸与人体联系起来,帮助学生理解它的结构。课堂上选一名学生当模特,让学生举起左手并握拳,拳头表示磷酸;左胳膊肘、左肩、左衣襟、右衣襟和右肩依次表示脱氧核糖上的5号、4号、3号、2号和1号碳原子,圆圆的头表示脱氧核糖上的氧原子;水平举起右臂,右手表示碱基。这样就用身体表示出了一个脱氧核苷酸的化学结构式,这样的结构式具体生动,这个结构“活”了。在此基础上,接下来组织学生模拟脱氧核苷酸形成磷酸二酯键过程。选十名学生,第二名学生左手抓住第一名学生的左衣襟,表示形成了一个磷酸二酯键,依次类推就形成了脱氧核苷酸长链。然后,给这条链的每个同学右手上分别标出碱基A、G、C或T,其余的没有参与这条链的学生就好比游离的脱氧核苷酸,按照碱基互补配对原则与该链上的学生配对形成氢键结合到已知链上,最后在按照前面所述方式形成磷酸二酯键,这样一条互补链就形成了,DNA的平面图形就构建好了。与传统的教师在黑板上画图、平铺直叙的讲解和灌输方式相比较,学生在这种活动中,认知的过程有趣、形象,他们在学中玩、玩中学。在活动过程中,学生不是知识的被动接收者,而是转变成了知识的主动探究者,学习的动力十足。这种学习模式让更多的学生参与到学习中来,他们成为一个团队,如果在学习中遇到了难突破之处,同学们彼此合作排除困难,让他们感觉到自己不是在单打独斗,能更容易收获成功,体验成功的快乐。在合作中学习,体验合作的快乐和高效率,让学习的过程走的更远。
        以上是我在蛋白质和核酸教学中的设计,与各位同仁分享。通过实践,我深刻的感受到设置合理的、合适的情境进行教学可以让教学事倍功半,因为它激发了学生求知的欲望,最大限度的调动了学生学习的积极性和主动性。而巧妙的情境设计则需要教师具有很强洞察力、较高的创新能力。这正是我今后教学工作中努力提升的方面。
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