俞秋錦

【摘要】物理模型是用實(shí)物或圖畫形式直觀表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。應(yīng)用模型教學(xué)法可以幫助學(xué)生突破課堂中的難點(diǎn)，突出重點(diǎn)，能促進(jìn)學(xué)生理性思維的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】物理模型；蛋白質(zhì)教學(xué)；理性思維

生物學(xué)模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)人事對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，有的借助于具體的實(shí)物或者其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達(dá)[1]。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。以實(shí)物或者圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征，這種模型就是物理模型。用模型方法探討生物問題，遵從實(shí)驗(yàn)到理論的過程，符合從感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生思維的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力[2]。運(yùn)用模型方法進(jìn)行教學(xué)的實(shí)例很多，本文就以蛋白質(zhì)一節(jié)的教學(xué)為例，研究隨手?jǐn)X取的模型對(duì)于生物教學(xué)難點(diǎn)突破的意義。

本節(jié)主要介紹蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能以及氨基酸結(jié)構(gòu)式和脫水縮合反應(yīng)等有機(jī)化學(xué)內(nèi)容，知識(shí)多且是學(xué)生剛進(jìn)入高中后接觸的難點(diǎn)。從初步了解物質(zhì)組成到探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且樹立結(jié)構(gòu)決定功能的理性思維，這個(gè)過渡需要教師好好引導(dǎo)，因此選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ徒?gòu)方法來幫助學(xué)生建立概念，培養(yǎng)理性思維就很重要了。

下面是教學(xué)中的部分片段擷取，以體現(xiàn)模型的應(yīng)用。

1.介紹蛋白質(zhì)基本單位，以形象化的“人體模型”識(shí)記氨基酸結(jié)構(gòu)式。

師：生物中經(jīng)常說結(jié)構(gòu)決定功能，因此蛋白質(zhì)功能多樣是由于它的結(jié)構(gòu)具有多樣性。我們來看一種大家都比較熟悉的蛋白質(zhì)——胰島素。PPT呈現(xiàn)胰島素結(jié)構(gòu)式和介紹，引導(dǎo)學(xué)生觀察胰島素的基本組成分子小圓圈，也就是一個(gè)個(gè)胰島素的基本單位——氨基酸，胰島素就是靠這些基本單位連接而成的生物大分子。我們先把這個(gè)小圈放大，也就是氨基酸，接著呈現(xiàn)四種不同結(jié)構(gòu)的氨基酸分子式，分別是甘氨酸，纈氨酸，丙氨酸和亮氨酸。請(qǐng)同學(xué)們觀察這四種氨基酸，能否找出它們結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)。生：觀察結(jié)構(gòu)式，思考并討論，基本得出主要由C、H、O、N四種元素組成，并且有一些共同的結(jié)構(gòu)，主要都有一個(gè)C，一個(gè)—NH2，一個(gè)-COOH，一個(gè)H原子。師：同學(xué)們的觀察都很仔細(xì)，氨基酸的結(jié)構(gòu)式和我們以前學(xué)的化學(xué)分子式有點(diǎn)不同，是一種有機(jī)分子式，所以我們看到的相同部分會(huì)以基團(tuán)來命名，剛剛大家找到的共同部分分別是氨基，羧基和氫基，幾個(gè)部分都連接在一個(gè)中心碳原子上，還有一部分結(jié)構(gòu)是各個(gè)氨基酸之間不同的，也是決定氨基酸種類的，叫作R基，因此20種氨基酸就有一個(gè)結(jié)構(gòu)通式： ，由于這個(gè)有機(jī)結(jié)構(gòu)式是大家第一次接觸，因此我們來構(gòu)建個(gè)大家很熟悉的模型幫助記憶吧。

大家有沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)式很像一個(gè)人啊，我們請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)演示下。兩位學(xué)生都伸展雙臂，可以假設(shè)左手是氨基，右手就是羧基，而兩條腿就是氫基，每個(gè)同學(xué)的頭不一樣，也就代表是R基，我們給他們分別貼上標(biāo)簽（將事先做好的不同氨基酸結(jié)構(gòu)的卡片貼于學(xué)生胸前）。生：觀察演示，并對(duì)照自己記憶結(jié)構(gòu)式。

設(shè)計(jì)意圖：由觀察剛看過的蛋白質(zhì)入手，研究結(jié)構(gòu)式，學(xué)生能理解。氨基酸結(jié)構(gòu)式是較難的有機(jī)分子式，學(xué)生第一次接觸，較難理解基團(tuán)的概念，以學(xué)生熟悉的人體作為模型，可以幫助學(xué)生理解。

2.以模型作演示，理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及多樣性的原因。

師：氨基酸只有約20種，可當(dāng)它構(gòu)成蛋白質(zhì)后，可能有1010-1012種，氨基酸是如何構(gòu)成蛋白質(zhì)的呢？蛋白質(zhì)種類為何有這么多呢？自學(xué)書本上的過程圖，請(qǐng)同學(xué)來講解下過程。生：自學(xué)書本內(nèi)容，寫出蛋白質(zhì)形成的過程，最后再首尾呼應(yīng)和開始的胰島素分子式聯(lián)系起來，了解蛋白質(zhì)形成過程。師：我們來進(jìn)一步探究20種氨基酸是如何構(gòu)成上億種蛋白質(zhì)的吧。在自學(xué)蛋白質(zhì)構(gòu)成過程中，同學(xué)們其實(shí)已經(jīng)有點(diǎn)概念了，那我再請(qǐng)兩位同學(xué)上來扮演氨基酸，分別貼上丙氨酸和亮氨酸的標(biāo)記?，F(xiàn)在我們就讓這四位同學(xué)來演示下氨基酸是如何形成蛋白質(zhì)的吧。生：表演模擬脫水縮合過程（牽手）和形成的多肽鏈，再擺出不同造型模擬盤曲折疊形成蛋白質(zhì)過程。其他學(xué)生觀察并思考這一過程是如何導(dǎo)致蛋白質(zhì)具有多樣性的。在觀察和相互的討論中，師生共同總結(jié)：氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同，肽鏈的盤曲折疊方式不同等都是構(gòu)成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因。

設(shè)計(jì)意圖：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性是難點(diǎn)，通過這樣一個(gè)模擬演示，學(xué)生很容易明白，也給課堂增加了歡樂。

物理模型可以幫助學(xué)生熟悉對(duì)象的各個(gè)特征、微觀結(jié)構(gòu)的位置以及相互關(guān)系。對(duì)于隨手?jǐn)X取的物理模型，由于操作簡(jiǎn)便，形象直觀并且可以多次重復(fù)，因而訓(xùn)練了學(xué)生的動(dòng)手能力和立體形象思維。

模型的建構(gòu)改變了傳統(tǒng)教師滿堂灌的局面，加強(qiáng)了師生間的互動(dòng)，體現(xiàn)了新課程改革的理念，培養(yǎng)了學(xué)生的理性思維，有助于不同層次學(xué)生個(gè)性的發(fā)展和潛能的開發(fā)。另外模型教學(xué)又是一個(gè)不斷發(fā)展、修正和完善的過程，對(duì)于學(xué)生的深層學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)也有很好的促進(jìn)作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物必修1分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2014.

[2]施德明.高中生物模型方法教學(xué)及策略[J].科學(xué)教育，2008（01）：10-11.