融“模型構建、角色扮演、任務驅動、情境設置”為一體的“氨基酸脫水縮合”的教學設計

賈妮

1 設計思路

“氨基酸脫水縮合”是高中生物教學中發展學生探究能力、考查學生邏輯推理能力、訓練學生思維發散能力的好素材。筆者以轉變學生的學習方式、發揮學生在學習過程中的主體作用為前提，創新教學設計，優化教學過程，在模型構建、角色扮演、任務驅動、情境設置、逐層拓展、典例應用等教學環節中，融教師有意義的“教”和學生有意義的“學”為一體。這樣不僅可幫助學生獲取知識、發展能力、提升思維，而且引導學生在參與中學會、在拓展中學到、在應用中鞏固，進而在構建高效課堂的基礎上實現有效教學。

2 內容分析

本節內容主要包括：組成蛋白質的氨基酸的結構通式、氨基酸脫水縮合的過程、脫水縮合的規律等。其中，組成蛋白質的氨基酸的結構通式、氨基酸脫水縮合的過程和脫水縮合規律是教學重點，氨基酸脫水縮合規律的拓展和歸納是教學難點。在教學過程中，通過人體模型構建氨基酸的結構，以角色扮演的方式展示氨基酸脫水縮合的過程，并以情境設置、問題驅動引導學生逐層分析、歸納總結脫水縮合的規律，進而幫助學生把握重點、突破難點。

3 教學目標

3.1 知識目標

寫出氨基酸的分子結構通式，并指出其特點；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，形成的肽鍵的數目、脫去的水分子數目、化合物中游離的氨基和羧基的數目及肽鏈肽環的相對分子量；闡明氨基酸脫水縮合的規律。

3.2 能力目標

通過模型構建氨基酸的結構通式；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習和討論，提高分析問題、解決問題的能力；通過歸納總結脫水縮合的規律，發展邏輯推理能力、思維發散能力和語言表達能力。

3.3 情感目標

通過感悟知識的生成，體驗學習的樂趣，收獲成功的喜悅，自覺自信地參與教學活動的各個環節。

4 教學過程

4.1 構建模型，巧學氨基酸結構通式

理解氨基酸的脫水縮合是以了解組成蛋白質的氨基酸分子的結構通式為基礎的，因此，學生對氨基酸分子結構通式的理解程度直接決定了對氨基酸脫水縮合過程及規律的掌握程度。教師要充分利用教室中的學生資源，以人體組成為模型，直觀生動地展示氨基酸分子的結構特點：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基團共同連接在中心碳原子上；與軀干相連的左臂對應與中心碳原子相連的氨基；右臂對應羧基；下肢對應H原子；頭部就是氨基酸分子的R基了。教師以自身為模型，一邊引導學生比劃，一邊描述：中心碳原子左手拉著氨基，右手領著羧基，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識了每位學生，以此類比區分各種各樣組成蛋白質的氨基酸是根據R基的不同。

設計意圖：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，也拉近了學生和知識點的距離，為后續的教學活動的組織創造自然輕松的環境。

活動方案設計：請甲、乙兩位學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學生發出信息，示意他們說出其代表的氨基酸的結構。甲、乙兩位學生聽到指令后，也用身體的相應部位表示出來，根據兩位學生的表演，其他學生再做評價。

設計意圖：在這個輕松自然的活動中，表面上是在檢測講臺上甲、乙兩位學生對知識的理解情況，其實質是營造一個全體學生共同參與學習的氛圍，讓每位學生有機會融入教學設計的環節，提高學生學習的積極性和主動性。

4.2 角色扮演，模擬脫水縮合；任務驅動，實現高效構建

活動設計一：蛋白質是以氨基酸為基本單位構成的生物大分子，小分子的氨基酸是怎樣結合成蛋白質的肽鏈呢？教師要求學生帶著問題自學人教版生物必修1教材22頁“氨基酸分子相互結合的方式”，并將與答案相關的知識點在教材上劃出來。

活動設計二：教師要求學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，進一步熟悉“脫水縮合、肽鍵、二肽、多肽、肽鏈”等術語，為知識的理解、鞏固和準確表達奠定基礎。

活動設計三：扮演氨基酸的甲、乙兩位學生通過自身的肢體變化，模擬氨基酸脫水縮合的過程。甲、乙兩位學生走到一起，甲學生的右手握住乙學生的左手，同時保持雙臂伸展的姿勢。此時，筆者和其他學生利用這個模型，對新形成的“化合物”進行討論分析：

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生了變化，發生了怎樣的變化？

③ 兩個氨基酸“手拉手”的方式是什么？形成的新化學鍵叫什么名稱，如何表示？在形成該結構的過程中還發生了什么變化？

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

活動設計四：那么3個氨基酸又是如何脫水縮合呢？教師邀請丁學生的熱情加入，給其他學生展示3個氨基酸的脫水縮合。3位學生手拉手排成一排。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，物質的相對分子質量發生了怎樣的變化？

4.3 情境設置，逐層拓展，歸納總結脫水規律

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，物質的相對分子質量又發生怎樣的變化？

歸納小結一：

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，請問該蛋白質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，請問該蛋白質中含有多少個肽鍵，形成肽鏈時，又脫去多少分子的水？脫水縮合前后，物質的相對分子量又發生怎樣的變化？該蛋白質分子中至少含有多少個游離的氨基和羧基？

歸納小結二：

氨基酸的數目-肽鏈的數目=脫去的水分子的數目=生成的肽鍵的數目；

蛋白質分子中至少含有的游離的氨基、羧基的數目=該蛋白質中肽鏈的數目。

拓展4：N個氨基酸脫水縮合時，若形成的多肽是環狀蛋白質，請問該蛋白質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，物質的相對分子量又發生怎樣變化？

歸納小結三：

N個氨基酸脫水縮合形成肽環時，脫去N個水分子，形成N個肽鍵。即氨基酸的數目=生成的肽鍵的數目=脫去的水分子的數目。

歸納小結四：

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

活動安排：教師以填空的形式引導學生復述或者朗讀探究結論，在注重學生知識生成的同時，還要引導學生對學習成果的鞏固。