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“体验一入境一迁移一生成”践行核心素养培育

作者:未知

  摘要以“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节为例,通过情境体验、对话入境、展示迁移、互动生成四个环节呈现完整教学过程,分析学生活动的设计思路,培养学生的生命观念、科学探究、科学思维和社会责任。
  关键词 生命观念 科学探究 科学思维 社会责任
  中图分类号G633.91 文献标志码B
  高中生物学学科核心素养由生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个要素组成。生命观念是基础,科学思维和科学探究互为倚重,最终形成社会责任的意识。以“生命活动的主要承担者——蛋白质”为例,以“体验一入境一迁移一生成”为主线,将生物学学科核心素养的培养落地。
  1情境中体验,渗透科学探究
  朋友圈里最近疯狂转发一条“一周瘦十斤的减肥食谱”,食谱中除了水果、蔬菜外,还有富含蛋白质的鸡蛋、牛奶等。接下来,学生亲自动手来体验一下“鸡蛋中是否含有蛋白质”。
  学生开展“体验蛋白质的存在”的活动,利用“工作单”提前预习实验原理及步骤。教师展示学生预习的“工作单”。学生相互评价自己设计的实验步骤,并通过观看实验视频,规范实验操作。根据“工作单”及投影展示的实验步骤,两名学生配合完成生物组织中蛋白质的检测。学生代表展示、评价实验结果,并分析影响实验结果的因素。
  学生开展“探究不同浓度的蛋清稀释液对实验结果影响”的活动,提出探究课题,作出假设,小组合作设计实验,进行实验,展示对比实验结果。最终,各小组得出结论:紫色的深浅与蛋白质的浓度成正相关。
  该环节的内容涉及一个验证性实验和一个探究性实验,教师先让学生体验生物组织中蛋白质鉴定的实验原理及步骤,再巩固和拓展,由浅入深,培养学生“提出问题——作出假设——设计实验——进行实验——分析结果,得出结论——表达和交流”的科学探究素养;将定性分析实验转化为定量分析实验,培育学生透过现象看本质的科学思维素养。
  2对话中入境,培育科学思维
  “生活中不是缺少美,而是缺少发现美的眼睛。”教师展示跳舞的丹顶鹤舞蹈、可爱的婴儿、健美运动员等图片,配上悦耳音乐,吸引学生的注意力。学生在教师的指导下阅读教材,归纳总结“蛋白质的主要功能及实例”,生生互评互补,变教师讲为学生自主学习。接着,教师呈现2003年安徽阜阳“大头娃娃”事件的图片及相关文字报道。各学生小组讨论尝试解释“大头娃娃”现象的原因以及所体现出的蛋白质的功能。小组代表交流,学生相互评价,得出结论:蛋白质是生命活动的主要承担者,一切生命活动都离不开蛋白质。
  在该环节中,教材对“蛋白质的主要功能及实例”的阐述非常清楚,教师将学习方式由动态转为静态,培养学生在阅读中获取信息的能力。分析“大头娃娃”事件则是对学生静态学习成果的检测,培养学生分析问题、解决问题的科学思维。
  3展示中迁移,落地生命观念
  教师引导学生比较水、硫酸和血红蛋白的相对分子质量,感受“蛋白质是一种高分子有机化合物”。教师告诉学生:食物中的蛋白质不能直接吸收,需要消化成组成蛋白质的基本单位——氨基酸之后才能被吸收,再合成人体内的蛋白质。
  3.1认识氨基酸及其种类
  学生结合甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸的结构式,进行讨论:
  ①这些氨基酸的结构具有什么相同点?你能把它们共同的结构写出来吗?
  ②这些氨基酸的结构不同点在哪里?可否用一个字母代替?
  ③尝试写出氨基酸的结构通式。
  ④“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗?
  ⑤尝试总结氨基酸的结构特点。
  学生讨论得出相应的结论后,教师利用Flash动画三维演示:分别用氨基、羧基、R基替换甲烷分子中的氢原子,从而将甲烷转变成甘氨酸的过程。
  3.2由氨基酸形成蛋白质
  教师利用巩固练习中三聚氰胺的结构与氨基酸结构进行类比分析,再现“2008年毒奶粉事件”。通过对该事件的过程重现,学生分析“毒奶粉”导致婴儿患病甚至死亡的原因。学生结合教材示意图找到氨基酸与蛋白质之间的关系,进而从氨基酸的结构顺利演变到蛋白质的结构,归纳为图1。
  该学习环节中,教师从物质相对分子量之间的比较入手,借助初中的生物学知识,引出氨基酸的作用、氨基酸的結构,涉及到部分有机化学的知识,而学生在初中化学中对这些内容已有初步的认识。教师引导学生比较三种氨基酸的结构,通过外形上的比较找到相同点和不同点,得出氨基酸的结构通式及结构特点,从而降低了学习的难度。为了让学生更形象地理解氨基酸四个基团之间的空间位置关系,教师播放可转动的三维动画,利用相关基团的替换将旧知(甲烷的结构模型)变为新知(氨基酸的结构模型);利用巩固练习,评价学生对氨基酸结构特点的认识,并引出三聚氰胺,再现“2008年毒奶粉事件”,引导学生分析婴儿患病甚至死亡的原因,培养学生分析问题的能力,渗透结构与功能观。学生结合教材示意图总结氨基酸如何形成蛋白质,但是,为了突出课程整体性及落地“结构功能观”,氨基酸脱水缩合的相关知识进行了重新的整合,安排在第2课时完成。
  4互动中生成,深化社会责任
  教师提出问题:正如阿基米德说的:“给我一个支点,我可以撬动地球!”那么,如果给你20种氨基酸,你可以构成多少种蛋白质呢?
  4.1蛋白质结构多样性的原因
  教师提供两组相同种类和数目的氨基酸卡片(用不同颜色表示不同种类的氨基酸,所给卡片可以选择性使用),请两位学生在黑板上各贴出一种多肽链。教师引导学生思考:
  ①多肽种类是否相同?
  ②如果不同,多肽种类不同的原因是什么?
  ③如果两条肽链结构相同,它们盘曲折叠成的蛋白质结构相同吗?
  教师利用提前准备好的绳子或者电线代表一种肽链,通过几种不同的盘曲折叠的方式展示其空间结构,师生共同归纳总结出蛋白质结构多样性的原因。
  4.2蛋白质结构多样性决定蛋白质功能多样性
  教师展示几种常见蛋白质如胰岛素、血红蛋白、人体组织蛋白酶的空间结构,并注明其功能。通过图片及相应蛋白质功能的比较,学生明确:蛋白质功能多样性是由蛋白质结构多样性决定的;所以,蛋白质是生命活动的主要承担者,一切生命活动都离不开蛋白质。
  最后,教师展示10年追访“大头娃娃”事件,呈现饱受病痛折磨的孩子和家庭的现状,用生动的事实,教育学生要学会均衡营养、健康生活——爱自己;学习健康知识、传播健康知识——爱他人;遵守社会道德,承担社会责任——爱社会。
  该环节通过“学生演示+教师演示”双管齐下,共同总结出蛋白质结构多样性的原因;进一步探究蛋白质结构多样性的意义,即决定蛋白质功能的多样性;突出强调结构与功能观,形成本节课的完整框架;最后,追访“大头娃娃”事件,深刻挖掘新闻背后的意义,将课堂升华为“社会道德,社会责任”的教育,说明科学技术双刃剑的特点,体现社会责任的重要性。
  本节课对教材内容进行了适当的调整,宏观上构建出“蛋白质的功能由蛋白质的结构决定”的整体框架;微观上,从情境体验入手,归纳蛋白质的功能,利用物质鉴定实验,渗透科学探究素养;以对话入境,通过图片、“大头娃娃”事件,深化“一切生命活动都离不开蛋白质”,培育科学思维;通过学生交流展示迁移到“毒奶粉”事件,落地结构与功能观;最后,在师生互动中生成知识网络,结合“大头娃娃”“毒奶粉”事件,升华社会责任。
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