厚德载物，论文发表结构决定功能—“生命活动的主要承

　　厚德载物，结构决定功能—“生命活动的主要承担者—蛋白质”教学案例及评析

　　张家港市教育局教研教科室 215600 陈苇

　　摘要 中学生物教学改革的关键在于教与学关系的改变，课堂教学目标的实现主要决定于学生学习的真正发生，本文以《生命活动的主要承担者—蛋白质》课堂教学为例，教师主要从课前设计着手，功夫下在课外，课堂教学着眼于学生活动，激发学生学习主动性与积极性，让学习真正发生，让三维目标真正落到实处。

　　关键词 厚德载物；结构决定功能；探究学习；有序建构；学习真正发生

　　“厚德载物”出自《周易》《象传》，象曰：“地势坤，君子以厚德载物”。阐述才能与德行之间的对应关系。“坤厚载物，德合无疆”,大地以宽广深厚承载万物，故能以好的品行造福万物无所不包容。“君子以厚德载物”，用大地的宽广厚实来比喻人的胸怀气魄。意思是说，君子应像大地一样以宽广深厚的好品行来承载万物，包容万物，滋养万物，造福万物。最近因为指导学校老师参加各级课堂教学展示，其中《生命活动的主要承担者—蛋白质》是课题之一，在反复磨课及思考中，感觉以“厚德载物”来比拟蛋白质颇为贴切，而教师采用环境铺垫营造氛围来引导学生自主学习、自我建构的方法也非常不错，课堂教学中教师主要以学生活动为抓手，激发学生学习主动性与积极性，引导启发学生自主探究，促动学习真正发生，让三维目标真正落实到实处。在这里抛砖引玉与同行商榷。

　　1 教材分析

　　“生命活动的承担着--蛋白质”是人教版《生物.必修1.分子与细胞》第2章第节内容。它是第2章的重点内容，教材主要通过蛋白质的组成元素、基本单位、结构、功能以及结构与功能的关系的阐述，体现结构决定功能的中心思想。

　　2 教学目标

　　①通过对几种氨基酸的认识，总结出氨基酸的结构特点，并且能够写出氨基酸的结构通式，判断构成蛋白质的氨基酸。②能够说出氨基酸形成多肽的方式，知道氨基酸与肽链的关系，并且能够通过对实例的分析，判断肽链中的肽键。③通过氨基酸形成蛋白质的过程，认识蛋白质结构的多样性，并且从结构与功能的统一性角度认识蛋白质功能的多样性。④结合实例，认同蛋白质是生命活动的主要承担者，感悟结构与功能的关系，理解结构决定功能。 ⑤关注蛋白质研究的新进展。

　　3 教学准备

　　①教师根据学生具体情况设计编写教学案。 ②教师设计编制PPT课件。

　　4 教学过程

　　4.1 初识蛋白质

　　4.1.1 教师组织引导

　　（1）展示视频：肌肉、红细胞、胰岛素、免疫球蛋白等学生已有知识及日常生活涉及的蛋白质图片视频展示。

　　（2）提供阅读资料：①高蛋白饮食与力量之间存在某种直接关系，实际上反映了蛋白质是肌肉生长的物质基础，是肌细胞的主要结构物质，而肌肉与力量又是相互促进的。健美练习者在进行力量训练时往往会额外补充高蛋白食品。②贫血病人往往红细胞含量较少，或血红蛋白的含量偏低。红细胞通过血红蛋白运送氧气，红细胞的90%由血红蛋白组成，血红蛋白它可以通过与氧的结合与分离，来实现携带并运输氧的功能。③如果不小心被生锈的铁钉扎破皮肤和肌肉，医生往往要给病人注射破伤风杆菌抗体。抗体是一种免疫活性物质，其主要免疫功能是与抗原（包括外来的和自身的）相结合，从而有效地清除侵入机体内的微生物等异物，抗体是一种应答抗原产生的、可与抗原特异性结合的蛋白质。④有一类病人由于缺少胰岛素而引发糖尿病。胰岛素能够将信息传递给相应的细胞，从而调控这些细胞内糖类的代谢，降低血糖。

　　（3）出示蛋白质功能连线。

　　（4）强化梳理：引导学生梳理上述蛋白质的功能，强调蛋白质功能对人体生命活动的重要性，引出问题：蛋白质为何具有这样强大的功能？引出课题。

　　4.1.2 学生主体活动

　　观看思考；阅读思考；尝试连线；发现问题。

　　4．2 蛋白质的基本组成单位—氨基酸

　　4.2.1 教师组织引导

　　（1）引入：胰岛素是一种蛋白质类激素，有一些人由于机体缺少胰岛素而引发糖尿病，这类病人需通过定期注射胰岛素来治疗疾病。大家结合已有的知识思考讨论，目前用来治疗糖尿病的胰岛素为什么只能注射而不能口服?

　　（2）引导：得出蛋白质的基本组成单位—氨基酸。

　　4.2.2 学生主体活动

　　思考讨论，得出结论：口服后胰岛素被消化成了氨基酸。

　　4．3 认识氨基酸

　　4.3．1 教师组织引导

　　（1）组织学生阅读教材P20思考讨论，观察四种氨基酸的结构，找出四种氨基酸相同的部分并书写。

　　（2）引导学生认识“氨基”和“羧基“，尝试书写识记“氨基”和“羧基“。

　　（3）引导学生继续观察教材四种氨基酸，找出它们的不同部分，引出—R基，进一步得出氨基酸的结构通式。并学习书写不同空间结构的氨基酸结构通式。

　　（4）帮助学生识记氨基酸结构通式。图片显示直立张开双手的人来比拟氨基酸，设问：人的双手、腿脚、头部来比喻氨基酸的氨基、羧基、—R、—H怎样比喻比较恰当？大家还有哪些方式来帮助识记氨基酸。

　　（5）组织学生练习辨别氨基酸：请判断下列物质是否属于组成蛋白质的氨基酸？如果是，请在旁边写出其中的R基团。如果不是，请说明你作出否定判断的依据。

　　（6） 设问：根据上述氨基酸判断氨基酸的组成元素？进一步思考蛋白质的主要组成元素？

　　4.3.2． 学生主体活动

　　（1）思考讨论，找出相同部分： 识记书写。

　　（2）继续观察思考得出氨基酸结构通式：

　　（3）思考讨论、体会。双手比拟氨基和羧基、腿脚比拟氢、头比拟R基比较恰当；概括。练习、讨论。

　　4．4 氨基酸缩合

　　4.4．1 教师组织引导

　　（1）氨基酸如何缩合进而构成蛋白质？设问引导学生自主学习教材P22;提出思考问题： ①氨基酸分子相互结合的方式是：___。 ②连接两个氨基酸分子的化学结构叫做___，结构式_____。 ③形成肽键的是氨基酸的什么部位 ，生成了什么 。 ④由两个氨基酸分子缩合而成的化合物叫做______。由多个氨基酸分子缩合而成的化合物叫_____，通常呈链状结构，叫做_____。 ⑤思考氨基酸缩合时形成肽键和水分子数的关系。

　　（2）提问评价。

　　4.4．2 学生主体活动

　　（1）自主学习、思考填写；交流反思。

　　4．5 肽链及蛋白质结构多样性

　　4.5．1 教师组织引导

　　（1）氨基酸缩合后如何进一步形成蛋白质？进一步设问引导学生自主学习教材P21图2-4，提出思考讨论：①从氨基酸形成蛋白质经历了哪些结构？②哪些因素决定了肽链具有多样性？③多肽链是怎样形成蛋白质的？

　　（2）组织引导交流讨论： ①现有4种字母：O、P、T、S，你可以拼写出多少种单词？②若以每位同学比拟氨基酸，则前面六位同学连接成的六肽和后面六位同学连接成的六肽一样吗？试分析原因。③试从氨基酸数量和种类、以及多肽链如何构成蛋白质分析蛋白质的多样性。

　　4.5．2 学生主体活动

　　自主学习、思考讨论；讨论交流：①So、to、too、post、stop等。②不一样，组成肽链氨基酸种类不同。③组成肽链的氨基酸数量、种类、排列次序、以及肽链的盘曲、折叠等空间结构形成蛋白质结构多样性。

　　4．6 结构与功能的关系

　　4．6．1 教师组织引导

　　（1）创设情境，引发思考：①PTT出示解放军抗洪救灾时沙袋舵叠、危急时候连成人墙堵堤坝决口等图片。②回顾课首思考讨论，胰岛素只能注射，不能口服问题，思考为何口服后胰岛素就不能发挥其功能？

　　（2）提出问题，梳理关系：分析上述资料有何想法，如何理解结构与功能的关系？

　　4．6．2学生主体活动

　　思考讨论；讨论交流：①团结就是力量②氨基

　　酸不具有胰岛素功能③氨基酸构成蛋白质才具一定功能④结构决定功能

　　4．7 蛋白质结构与功能

　　4．7．1 教师组织引导

　　（1）出示蛋白质结构功能框架图：

　　（2）引导学生课堂小结，建构体系。

　　4．7．2学生主体活动

　　整理填写，小结课堂，建构知识体系。

　　5 教学评析

　　5.1 结构决定功能，厚德方能载物

　　功能主义的基本原则是从生物学占据统治地位的19世纪发展起来的。美国社会学家塔尔科特·帕森斯(Talcott Parsons)将生物学的一些概念运用到了社会学中，在20世纪40年代提出了结构功能主义这一名称，认为一个社会只有满足了:目标的获得、对环境的适应、将社会不同部分整合为一个整体、以及对越轨行为的控制这四个基本需求，才能发挥其功能，也就是说才能维持其秩序和稳定。蛋白质所以能够主要承担生命活动，在维持生命系统稳定中起主要作用，是因为它具有功能的多样性；而蛋白质所以有功能的多样性，是因为它有结构的多样性。就像君子如大地一般以宽广深厚的好品行来承载万物，包容万物，滋养万物，造福万物。这是本节课最重要的情感目标，也是本节内容的中心思想，在实际课堂教学过程中，从学生活动的经历和体会，也的确感受到了学生情感的波动和变化。

　　5.2 学习源于经验，智力长于实践

　　美国心理学家罗伯特·斯腾伯格(Robert J. Sternberg,1949- )九十年代提出了人类智力的三元理论：认为智力是适应、选择和塑造环境背景所需的心理能力，包括成分子理论、经验子理论、背景子理论。成分子理论指的是决定智力行为的信息加工技能；经验子理论指的是人加工信息和解决问题的经验；环境子理论强调，智力受文化影响。基于三元理论本节课的教学方法上教师重在铺垫引导，在学生原有经验上让学习自己理解体会、感悟提升，比如“初识蛋白质”环节，主要是引导学生回顾以往经验和常识，在此基础上“蛋白质的功能”学生就顺理成章的完成了；再比如“结构与功能的关系”环节，教师PPT展示解放军抗洪救灾时沙袋舵叠、危急时候连成人墙堵堤坝决口等图片，而后回顾课首思考讨论，胰岛素只能注射，不能口服问题，学生就非常容易理解“结构决定功能”的真实含义了。

　　5.3 从已知到未知，倡导探究学习

　　课堂教学中学习内容的主线是，蛋白质功能--蛋白质结构--氨基酸--多肽--蛋白质多样性--蛋白质结构与功能关系。安排上从看得见的宏观物质形态到看不见的微观结构，从已知到未知，步步深入；逻辑上因果印证，严密谨慎；学习方法上引导学生观察思考，自主探究。比如“认识氨基酸”环节，氨基酸的结构特点部分，教师安排了四个学生活动：学生阅读教材P20思考讨论、观察四种氨基酸的结构、找出四种氨基酸相同的部分、而后概括出氨基酸的结构特点，教学目标的实现主要通过学生自我思考、自主探究完成。

　　5.4 有序建构模拟，化微观为直观

　　蛋白质的具体结构功能等大都属微观世界，有些甚至根本不能直接看到，只能体会理解，这是本节课的一个重点也是难点，教师设计安排了人体直立双手伸直模拟“氨基酸结构”的活动：左手比作氨基、右手比作羧基、双脚比作氢、头比作R基；这样学生就能非常直观的认识氨基酸，同时在另个重难点内容“氨基酸缩合”的时候，两人左右手相拉比作二肽也很直观且比较符合逻辑，在PPT展示解放军抗洪救灾时沙袋舵叠、危急时候连成人墙堵堤坝决口等图片说明“蛋白质结构与功能的关系”的时候也非常贴切，有序的建构模拟予学生不能看到的微观为直观理解。

　　参考文献：

　　人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》

　　人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》教师教学用书

　　《社会行动的结构》[美] 帕森斯 著；张明德，夏翼南，彭刚 译

　　4.《超越IQ：人类智力的三元理论》[美] 斯腾伯格 著；俞晓琳，吴国宏 译