基于UbD教學模式的高中生物教學設計

【摘" 要】 隨著教育理念的持續進步，以往較為傳統的教學方法已難以滿足現代高中學生全面發展的需求。因此，文章研究引入了UbD教學模式，該模式以明確學習目標為起點，通過設計有效的評估方法及精心規劃教學過程，旨在加深學生對所學知識的深度理解與應用能力。研究選取人教版高中生物學必修1中的“蛋白質是生命活動的主要承擔者”這一節課程，運用UbD教學模式進行了教學設計，旨在為一線高中生物教師提供一個更為高效的教學框架。

【關鍵詞】 UbD教學模式；高中生物；教學設計

一、UbD教學模式的環節

UbD的英文全稱為“Understanding by Design”，意為“追求理解的教學設計”，它強調教師應關注學生的學習過程，以助力學生達成深度理解的學習目標。

UbD模式的核心在于逆向設計的三個階段：1. 明確教學目標：依據生物學課程標準，確立具體的學習目標，明確學生在學習結束后應掌握的知識與技能；2. 設定合適的評價方法：教師需探尋能有效驗證學生是否成功達成學習目標的評價方法；3. 規劃合理的教學流程：教師應結合本班學生的實際情況，設計有針對性的教學方案，以促進學生更好地理解知識。

二、基于UbD教學模式的“蛋白質是生命活動的主要承擔者”的教學設計

（一）教材分析

本節課位于新人教版必修1“分子與細胞”第2章組成細胞的分子第4節的內容。此時，學生已經知道細胞是由各種元素和化合物組成，并且已經掌握水和無機鹽，糖類和脂質相關知識，為本節課的學習奠定了基礎。

（二）學情分析

學習本節時，學生在初中生物教學中已經知道蛋、肉、奶等食物含有豐富蛋白質，以及補充蛋白質對身體健康的重要性，但對蛋白質的理解停留在宏觀層面。而本節課的內容將學習組成蛋白質的基本單位氨基酸，其脫水縮合形成蛋白質的過程以及蛋白質的空間結構和功能，學生學習有一定難度。

（三）教學重難點

教學重點：蛋白質的功能與結構；氨基酸的結構特點及其形成蛋白質的過程。

教學難點：氨基酸形成蛋白質分子的過程及蛋白質分子的多樣性。

（四）明確教學目標

生命觀念：學生通過分析蛋白質的功能與結構的關系，建立結構功能觀。

科學思維：1. 歸納概括氨基酸的結構通式和特點，闡明氨基酸是蛋白質的基本組成單位；2. 通過模擬活動和模型構建活動，說明脫水縮合的過程。

科學探究：組織探究活動“氨基酸結構特點”和“模擬脫水縮合”的過程，培養學生科學探究的能力。

社會責任：通過查閱有關蛋白質的科學史，培養學生關注科技發展，增強學生思維能力。

（五）設定合適的評價方法

1. 蛋白質的功能

學生學習效果評價指標：通過討論蛋白質功能的舉例，能說明蛋白質具有構成人體的組織結構、運輸物質、催化化學反應、調節機體生命活動、免疫功能等功能，理解細胞各項生命活動都需要蛋白質的參與，體會蛋白質的重要性，其是細胞不可缺少的一部分。

學生學習效果評價辦法：繪制蛋白質功能的思維導圖。

學生學習效果檢測標準：學生能夠完整地繪制思維導圖，并且能夠準確對應不同蛋白質所具有的功能。

2. 蛋白質的基本組成單位——氨基酸

學生學習效果評價指標：通過對不同種類氨基酸的比較，可總結出組成氨基酸的元素、氨基酸的結構通式以及不同氨基酸的區別。

學生學習效果評價辦法：畫出氨基酸的結構通式，歸納出組成蛋白質的氨基酸具有的結構特點。

學生學習效果檢測標準：學生能夠準確說出各氨基酸的組成元素以及R基是區分不同氨基酸的依據，并正確書寫氨基酸的結構通式。

3. 蛋白質的形成過程

學生學習效果評價指標：通過構建氨基酸形成蛋白質的過程，嘗試歸納總結多肽、肽鏈、肽鏈的空間結構等概念之間的關系。進而分析肽鍵數目、游離的氨基與羧基的數目變化。

學生學習效果評價辦法：繪制氨基酸脫水縮合示意圖。

學生學習效果檢測標準：學生能夠準確演示氨基酸脫水縮合的過程即一個氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH2）相連，同時脫去一分子的水，還能運用公式對肽鍵數目等進行簡單計算。

4. 蛋白質的結構及多樣性

學生學習效果評價指標：通過觀看氨基酸合成蛋白質的過程，說出蛋白質空間結構的不同層次以及蛋白質結構多樣性的原因。

學生學習效果評價辦法：歸納蛋白質結構多樣的原因。

學生學習效果檢測標準：學生能夠背出蛋白質結構多樣的原因，認同不同結構的蛋白質具有不同的功能，深化“結構功能觀”的生命觀念。

5. 生物科學史話

學生學習效果評價指標：通過閱讀生物科學史話內容和上網搜尋蛋白質相關科技內容，了解科技發展。

學生學習效果評價辦法：網絡查詢大頭娃娃、減肥偽科學等新聞事件討論其形成原因。

學生學習效果檢測標準：學生能夠正確認識科技的發展帶來的影響，關注身體健康。

（六）規劃合理的教學流程

教師活動：利用多媒體展示提前制定的教學目標。

學生活動：充分熟悉教學目標，掌握本節課的主要內容。

設計意圖：在講課前讓學生了解教學目標，有助于學生把握本節課的內容、時間安排、重點問題，做好準備。

教師活動：情境創設，導入新課。利用課件展示教材28頁問題探討“為什么膠原蛋白制作的手術線不用拆線，身體可以吸收”。

學生活動：小組合作，完成問題探討的討論問題。

設計意圖：引導學生了解生活中的蛋白質應用，以便為后續介紹蛋白質的多重功能做準備。

評價方式：觀察、口頭提問。

評價標準：學生能夠在教師引導下回答出膠原蛋白線是蛋白質，人體中也有很多，所以可以被吸收。

教師活動：給學生布置任務，結合“蛋白質功能舉例”，小組合作總結不同蛋白質所具有的獨特功能。

教師提問：為什么蛋白質具有不同的功能？蛋白質是由什么組成的？蛋白質具有怎樣的結構？

學生活動：小組討論蛋白質的功能。小組匯總認同蛋白質是生命活動的主要承擔者。

設計意圖：從生活出發，歸納得出蛋白質功能，訓練學生歸納與概括能力。引出“結構與功能是相對應的”，蛋白質多種多樣的結構支撐了蛋白質不同的功能。

評價方式：觀察、可視化表達 。

評價標準：能夠正確回答蛋白質的五項功能。

教師活動：引領學生回歸課本，通過比較教材中甘氨酸、纈氨酸、丙氨酸、亮氨酸四種氨基酸的相同點與不同點，引導學生歸納氨基酸分子結構通式以及不同氨基酸之間的區別。

學生活動：學生獨立分析，認真觀察這四種氨基酸的結構，思考不同氨基酸在結構上所具有的共同點，總結氨基酸分子的結構通式。小組交流討論，小組成員通過觀察四種組成蛋白質的氨基酸結構特點，總結不同氨基酸之間的區別在于R基的不同。

設計意圖：基于事實，經過歸納總結讓學生形成對氨基酸的認識，記憶深刻，認同感強。

評價方式：問答、黑板書寫。

評價標準：能夠正確書寫氨基酸的結構通式。

教師活動：教師組織學生進行角色扮演活動，每個學生都相當于不同種類的氨基酸，其中頭部為R基，左手為氨基，右手為羧基，身體為中心碳原子，雙腿為氫原子。教師指導學生課堂中手拉手站成一排，模擬氨基酸脫水的過程，同學們的排數模擬肽鏈數，空余的左手代表氨基，右手代表羧基。

拓展思考：脫水中的“水”是由哪些結構提供的氫氧元素呢？參考教材圖2-10。

總結氨基酸形成蛋白質的過程：蛋白質是由基本單位氨基酸通過脫水縮合的方式，在核糖體中形成的。

學生活動：按照老師安排的活動內容，在小組內完成手拉手，在活動中體會氨基酸組成蛋白質過程中氨基酸數、肽鍵數、肽鏈數、游離氨基酸、游離羧基數的變化。

延伸思考：氨基酸脫水縮合產生的水分子過程，即一個氨基酸分子的羧基（-COOH）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH2）相連，同時脫去一分子的水。

設計意圖：體會復雜的氨基酸數、肽鍵數、肽鏈數、脫水數的關系。使肉眼看不見的氨基酸脫水縮合形成蛋白質過程為看得見的參與度高的學生教學活動。

評價方式：問答。

評價標準：能正確描述氨基酸脫水縮合形成蛋白質的過程，回答氨基酸數與肽鍵數、肽鏈數、脫水數的關系。

教師活動：教師追問兩條肽鏈的結合方式？

教師重點總結，氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈，一條肽鏈的特定區域進行有規律的盤曲折疊，形成一定的空間結構。教師引導學生回歸教材，通過“思考討論”引導歸納蛋白質的結構層次以及蛋白質結構和種類多樣性的原因。

學生活動：閱讀教材30頁、31頁由氨基酸形成血紅蛋白的示意圖，了解氨基酸、肽鏈、蛋白質之間的關系。

小組交流：小組成員之間互相描述氨基酸到蛋白質的過程。

小組討論：回答“思考討論”提出的三個問題，從而回答教師提出的蛋白質多樣性原因的問題。小組討論集思廣益后進行匯報。

設計意圖：小組互述有助于加深記憶，互相修正，彌補教師一對多的不足。這個問題難度較大，個人完成效率不高，小組合作有利于同學之間取長補短，不同小組進行有利于全面回答問題。

評價方式：問答，小組匯報。

評價標準：能夠正確描述氨基酸到蛋白質的過程。回答出氨基酸的種類、數量、排列順序千變萬化。肽鏈盤曲、折疊形成的空間結構不同。

教師活動：教師指導學生閱讀教材第33頁“世界上第一個人工合成的蛋白質的誕生”的生物科學史話。

學生活動：仔細閱讀教材科學史部分，了解科學進程，增加民族榮譽感，科學探究意識。

設計意圖：深入蛋白質研究進程，切實了解科技進步的曲折經過，滲透科學精神。

教師活動：教師總結蛋白質相關知識點。1. 蛋白質具有結構蛋白、運輸、免疫、催化、傳遞信息。2. 蛋白質基本組成單位—氨基酸。每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基，連在同一個碳原子上，這個碳原子還連接有一個氫原子和一個側鏈基團R基。3. 蛋白質結構多樣性的原因。氨基酸的種類、數量、排列順序千變萬化。肽鏈盤曲、折疊形成的空間結構不同。

學生活動：學生進行內容回顧，增強記憶。

設計意圖：新學過的知識可以通過總結加強記憶，形成體系。

（七）教學設計的優勢與不足

依據UbD教學模式進行教學設計要先確立本節教學目標和評價方法，然后進行教學活動設計。UbD教學模式意為“為理解而教”，有助于教師結合課程標準、學情、教材等，確定教學目標和評價方法，對教學活動進行設計，從而創新生物教學模式，提高生物課堂教學質量。以“UbD教學模式”為關鍵詞在中國知網上進行檢索，發現該模式在理論層面的文獻較豐富，但關于UbD教學模式在高中生物學科的實踐應用極少，所以利用UbD教學模式對“蛋白質是生命活動的主要承擔者”這節課進行教學設計有一定難度，還需要不斷對該模式的應用進行探索，并及時改進和優化教學目標、評價方法、教學活動等。

三、結語

該節內容涉及有機化學的相關知識，而高一新生在初中沒有學過有機化學的內容。因此學生雖然具備一些關于蛋白質的知識，但是對本節課內容的理解具有一定難度，所以在本節課使用UbD教學模式理念進行合理教學設計。教師以新課程理念為指導，確定教學目標和評價方法，確保了教學的針對性和有效性。采用了多樣化的教學方法，如小組討論、角色扮演等，突破教學難點，引導學生自主思考問題、探索知識，加強學生對知識的理解和記憶。

■ 參考文獻：■

［1］ 李春瑩. 基于UbD模式的高中生物學單元教學設計研究［D］. 揚州：揚州大學，2023.

［2］ 鄧宇. UbD理論促進高中生生物學深度學習的教學實踐研究［D］. 貴陽：貴州師范大學，2023.

［3］ 熊芯敏. 基于UbD理論的單元教學設計在初中生物學教學中的應用研究［D］. 重慶：西南大學，2023.