教学设计:潘宇元
【版本信息】
人民教育出版社生物必修1,苏教版生物必修1第二章,中图版生物必修1第二章,浙科版生物必修1,沪科版生物第一册第二章。
【教学设计】
教学设计意图:在各个教学环节引导学生有意识有目的的运用多种思维工具通过学生自主构建知识思维导图,在小组合作中修改与完善,达成教学目标。训练学生思维的严谨性、拓展学生思维的广度和深度,并在这个过程中实现学生对自身的学习情况进行客观的评价。
一、教学目标
教学目标的确定(思维工具:AGO、CAF、FIP):由于学生缺乏有关氨基酸和蛋白质的化学知识,细胞的分子组成又是微观的内容,比较抽象,所以在教学时,应注意联系学生的生活经验,利用思维导图和学生的活动加强教学的直观性,增加学生对微观内容的感性认识。通过多种思维工具的综合运用使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识学习,提高思维能力,形成相应的观点。
1.知识与技能 阐明氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程;概述蛋白质的结构和功能。
2.过程与方法 培养学生养成有意识运用思维工具进行思考的习惯、提高小组合作能力。
3.情感态度价值观 认同蛋白质是生命活动的承担者,体验合作学习的快乐。树立营养均衡观,不偏食、不挑食。
二、教学重点和难点
教学重点:氨基酸的结构特点以及氨基酸形成蛋白质的过程。
教学难点:氨基酸形成蛋白质的过程和蛋白质结构多样性的原因。
三、教学过程设计
(一)引入
统观本节全局(CAF)以学生的亲身体会和生活经历为切入点(PMI),提出一些贴近生活的有趣话题让学生思考,为本节的教学内容埋下伏笔。
1.我们平时的食物中有哪些是含有丰富蛋白质的?你认为你每天摄入的蛋白质量能够满足自己身体生长的需要吗?
2.去探望体弱病人时常会送氨基酸口服液,这对病人的康复有什么好处?
3.衣服上的标签注明其成分为毛料,你有什么简单办法判断真伪?
4.顺德有名小吃双皮奶、姜撞奶的制作原理是什么?作为一个顺德人,你能解释吗?
(二)学习新知
1.蛋白质的组成
思路:从元素到基本单位,从脱水缩合形成肽链到有空间结构的蛋白质。氨基酸是这个知识点的核心。抓住对氨基酸分子结构式的分析这一关键,其余问题就可迎刃而解。用“比较”、“聚焦”和FIP等思维工具可归纳出氨基酸的结构通式和结构特点,再通过CAF和APC工具对教材分析可得出蛋白质的元素组成、氨基酸的种类及分类等基础知识,从而实现对这个重点知识的深度理解。在课堂上以小组合作的形式运用OPV工具,各小组组内讨论,组间交流、展示、点评、修正,不断完善学生自主构建的知识导图最终达成预定的学习目标。
图1蛋白质构成
活动:让学生带着以下问题先自主阅读课文,然后小组内讨论交流,绘制该部分内容的知识点导图。安排部分小组展示,部分小组点评。教师进行适时归纳总结。
(1)蛋白质是由哪些元素组成的?
(2)四种氨基酸的结构具有什么共同特点和不同点?
(3)“氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗?
(4)讨论并总结出氨基酸的结构通式。
(5)氨基酸有多少种,可分为几类?
教师总结后布置学生独立完成两道起巩固作用的选择题,随机抽查并提出以下问题让抽查到的学生解释。
(1)判断某分子是不是氨基酸的依据是什么?
(2)不同氨基酸的区别在哪儿?
2.蛋白质的形成
思路:氨基酸脱水缩合形成肽链是本节的重难点。其中还会涉及到一些相关的计算也让许多学生感到力不从心。通过角色扮演的活动让学生亲身体验氨基酸脱水缩合过程中发生的化学变化,再用数学归纳法(RULES工具)让学生推导出氨基酸脱水缩合产物的命名规则,突破相关计算的难点内容。比如脱出的水分子数、产生的肽键数、至少含有的氨基或羧基数、形成肽链的分子量等。
图2蛋白质的形成
活动:安排学生手牵手排队(两人一队、三人一队、四人一队……)模拟氨基酸脱水缩合的过程。每个人代表一个氨基酸(躯干为C原子,头为R基,左手为羧基,右手为氨基),左手持文具合代表羧基的中的羟基,右手持一支笔代表氨基中的一个氢原子。当人与人要牵手时必须先将两人之间的笔装入文具盒中并放置于地上(模拟脱出的水分子),然后才能实现牵手排成一队(模拟形成肽链)。通过学生身临其境的动态感受,使氨基酸脱水缩合的过程得以静态知识动态化,抽象知识形象化从而实现对重难点的突破。
理解肽链形成过程之后,学生分组进行讨论:不同队伍中的人数、牵手后地上的文具盒数、队伍中手上还剩下的文具盒及笔的数量,这些数据有何规律?如果同时考虑几支队伍,情况又是怎么样的呢?如果队伍首尾相连排成一个圈,结果又有什么变化?如果要计算出每一支队伍的重量,这个数与每个人的重量有什么关系呢?以上问题通过关联,用数学的形式归纳出氨基酸脱水缩合产物的命名规律以及脱出的水分子数、产生的肽键数、至少含有的氨基或羧基数、形成肽链的分子量等的计算方法。分任务抽查不同的组员代表本组将他们讨论的成果与全班分享。
配以相应练习检测学生的掌握情况。
3.蛋白质的多样性
思路:用“比较”工具,与英语中的字母、单词、句子进行类比,从氨基酸到肽链再到蛋白质,从三个层面分析蛋白质的多样性。构成英语单词的字母总共有26个,类比构成蛋白质的基本单位氨基酸约有20种;每个英语单词由若干个字母排列组合而成有特定意义的单词类,比由若干个氨基酸通过脱水缩合成有特定排列顺序的肽链;再用不同语序的单词构成句子类比不同肽链构成多种空间结构的蛋白质。这种由浅入深,从熟悉到陌生的过度,凭学生差不多十年的英语学习经历应该不难理解蛋白质多样性的原因。
图3蛋白质的多样性
活动:学生通过阅读课本插图和文字描述,以CAF工具为指引打开视野分析蛋白质多样性的三个层次的成因,再用FIP工具和“聚焦”工具,提取关键词完成本部分内容的思维导图。
4.蛋白质的功能
思路:蛋白质作为生命活动的主要承担者,它是如何体现的?用CAF工具和APC工具让学生列举出例证。
图4蛋白质的功能
活动:阅读完课文相关内容后,分组比赛看哪个组列举的例证最多最有说服力。
5.蛋白质的鉴定与变性
思路:联系之前学过的三大有机物的鉴定,将学习拓展延伸到课外。用CAF和APC工具,引导学生创造条件瞭解有关蛋白质的鉴定与变性相关知识在日常生活的的应用。比如:在民间中,老百姓是如何鉴定毛料服装、真丝真皮制品的?顺德的一些小吃(双皮奶、姜撞奶、豆腐花)的制作原理是什么?官方部门是如何对蛋白质进行定性和定量检测的?
图5蛋白质的鉴定与变性
活动:布置学生分组进行一个有关蛋白质与生活的社会实践小调查。要求各小级自行拟定课题,作好计划,深入民间或是到政府相关部门进行实践调查。最后完成报告上交展出。
【教学后记】
通过CAF工具以思维导图的形式构建整节内容的知识网络图使学生对整节内容把握得更全面更直观,对各知识点之间建立的联系也更牢固。在课堂教学中以小组合作的形式展开,老师适时聚焦课堂上临时生成的问题进行二次开发,结合挑战工具充分调动了学生的积极性,大家热情高涨地参与到学习中,师生互动气氛活跃。APC工具的应用让学生的思维更开阔,PMI和FIP工具让学生的思维变更深刻。整个课堂上时时显现出勇于思考,善于思考的热烈场面,师生的思维火花不断的闪亮在课堂的每一个角落。
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