陳紅

摘要 以“蛋白質(zhì)單元教學”為例，以創(chuàng)設(shè)情境的“真實性、貫穿性、問題的導向性”，讓學生用發(fā)展和辨證的眼光看待已有的生物學結(jié)論，引發(fā)學生的“深度學習”，促進生物學科核心素養(yǎng)中“生命觀念”在課堂教學中落到實處。

關(guān)鍵詞 情境教學 學科教學 生命觀念

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

文件編號：1003-7586（2018）11-0078-03

2018高考全國卷I理綜第8題B選項“酶是一類具有高選擇性催化性能的蛋白質(zhì)”，在化學老師看來命題沒大問題，化學學科中對于酶沒有細分，強調(diào)酶的高催化性，而生物學科教師關(guān)注的是例外，因為“絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA”。生物學與化學同屬科學課程，為何在同一個概念的認知會出現(xiàn)偏離。由此引發(fā)了思考：為什么生物學概念、規(guī)律經(jīng)常有例外？下面以“蛋白質(zhì)單元教學”為例，闡明通過合理的教學情境的設(shè)置，讓學生用發(fā)展和辨證的眼光看待已有的生物學結(jié)論，促進學科核心素養(yǎng)中“生命觀念”在課堂教學中落到實處。

1教學情境化在落實學科核心素養(yǎng)的必要性

學習和思維都是基于情境的，不能孤立地鑲嵌在個體的大腦之中，而是通過情境中的文化活動或工具發(fā)生在人類的大腦中。發(fā)展學生的生物學核心素養(yǎng)是中學生物學課程的核心任務(wù)。核心素養(yǎng)目標的達成必須依托各學科的教學實踐活動。學科核心素養(yǎng)的形成需要學習者在學習中與學習情境的持續(xù)性的互動（閱讀、思考、質(zhì)疑、討論、實驗等），需要學習者在解決問題中形成關(guān)鍵能力，培養(yǎng)正確的價值觀。

1.1從認識論角度分析，教學情境化的必要性

中學生物學課程作為科學課程，除了具備自然科學的一般屬性，還有其獨特的學科特點，即生物學概念大多是觀察，比較和歸納的結(jié)果，而不是靠數(shù)理邏輯的演繹。生物科學研究中常用不完全歸納法，運用歸納和概括注定無法窮盡復雜多樣的生命世界。因此，通過不完全歸納歸納獲得的生物學概念和規(guī)律常有例外的存在，缺乏學習情境所習得的生物學概念必然導致知識的支離破碎，易導致學生對概念做絕對的理解。

1.2從新的課程標準視角分析，教學情境化的必要性

《普通高中生物學課程標準（2017版）》（以下簡稱新課標）的基本理念是：以“生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任”學科核心素養(yǎng)為宗旨，內(nèi)容聚焦大概念，教學過程重實踐，關(guān)注學生主動參與，關(guān)注學生實踐，動手結(jié)合動腦。教師圍繞著生物學大概念來組織并開展教學活動，通過設(shè)置合理的教學情境，基于學生動手活動或?qū)Y料的分析及探究，將有助于學生對知識的深入理解和遷移應(yīng)用，有利于促進學生對生物學概念的建立、和應(yīng)用理解。

1.3從學生應(yīng)試能力分析，教學情境化的必要性

（2015·理綜·福建卷）圖1為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖（圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J·m-2·a-1）。下列敘述正確的是（

）

A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級

B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%

c.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357J·m-2·a-1

d.該食物網(wǎng)中的生物與無機環(huán)境共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)

這道題值得反思：為什么在考場上不少考生不加思索地把B選項排除了？理由非常簡單：“十分之一定律”（生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的傳遞效率只是大約為10%～20%）在學生的腦海中印象深刻。教師是否過于關(guān)注生物學中的一般結(jié)論，而恰恰忽視了生物學規(guī)律經(jīng)常有例外。試想一下，如果教師在最初的教學中，通過具體的情境，讓學生自己計算某一營養(yǎng)級的能量傳遞效率，或許就不會發(fā)生丟分。

綜上所述，在當前基于核心素養(yǎng)的高中生物課堂教學中，教學情境的設(shè)置對于學生對生物學概念的建立、理解和應(yīng)用，對于落實學科的核心素養(yǎng)尤為重要。

2恰當?shù)慕虒W情境設(shè)置能夠促進學科核心素養(yǎng)的落實

新課標對于“蛋白質(zhì)單元教學”的教學要求：

概念1細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位

1.1.6闡明蛋白質(zhì)通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于由氨基酸序列及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成

完成本模塊學習后，學生應(yīng)能夠從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一視角，解釋細胞由多種多樣的分子組成，這些分子是細胞執(zhí)行各項生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)（生命觀念、科學思維）。

筆者就“蛋白質(zhì)單元”教學內(nèi)容，闡明通過設(shè)置不同的教學情境，以促進“生命觀念”的目標的具體達成。

2.1基于“生命體的物質(zhì)觀”的教學情境的創(chuàng)設(shè)

教師以血紅蛋白質(zhì)為例，引導學生回顧蛋白質(zhì)的有關(guān)內(nèi)容，思考：①蛋白質(zhì)中還可能含有什么元素？②氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么特點？③概述氨基酸的脫水縮合的過程。④多肽鏈與蛋白質(zhì)的區(qū)別是什么？

教師列舉“血紅蛋白、胰島素、免疫球蛋白G”三種不同的蛋白質(zhì)相關(guān)資料：

①血紅蛋白由4條多肽鏈（4個亞基）構(gòu)成，兩條a鏈和兩條B鏈共574個氨基酸構(gòu)成，每個亞基均有一個血紅素輔基

②胰島素由A、B兩條肽鏈組成，人胰島素的A鏈有11種21個氨基酸，B鏈有15種30個氨基酸，共16種51個氨基酸組成。

③免疫球蛋白G是血清中最基本的一類抗體，由4條多肽鏈共660個氨基酸構(gòu)成。

教師引導學生基于資料中的事實，概括形成“組成不同的蛋白質(zhì)的氨基酸的各類、數(shù)目、排列順序不同，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同，蛋白質(zhì)具有結(jié)構(gòu)多樣性，結(jié)構(gòu)不同決定了功能不同”的概念。

這樣從而促進學生構(gòu)建有關(guān)“蛋白質(zhì)”結(jié)構(gòu)的知識網(wǎng)絡(luò)，促進學生形成生命的物質(zhì)觀以及“形成生物體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的”觀念。

2.2基于“生命體的系統(tǒng)觀”的教學情境的創(chuàng)設(shè)

許多學生能說出“膜的主要成份是磷脂和蛋白質(zhì)”，但對于不同的細胞功能與其膜上載體、糖蛋白特點沒能建立起聯(lián)系，知識是點狀，碎片化的，缺乏系統(tǒng)觀。

教師引導學生嘗試建立蛋白質(zhì)在細胞上分布的模型，要求學生畫出細胞各部位上有關(guān)蛋白質(zhì)的種類及分布（圖2）。

蛋白質(zhì)是細胞的產(chǎn)物，同時也是細胞中各種生命活動必不可少的物質(zhì)，蛋白質(zhì)分布在細胞的各個部位中。在構(gòu)建模型時，學生應(yīng)盡可能標記出各種高中階段所學蛋白質(zhì)及相應(yīng)的生命活動，將復雜知識可視化、系統(tǒng)化。聯(lián)系細胞的各個部位所進行的生命活動，思考會有哪些蛋白質(zhì)的參與。如，細胞中的滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上是否分布與脂質(zhì)、糖合成的有關(guān)的酶、而粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上是否分布與蛋白質(zhì)加工有關(guān)的酶？細胞質(zhì)基質(zhì)中與細胞呼吸有關(guān)的酶（有氧呼吸第一階段、無氧呼吸）有哪些？

在此情境中，教師不斷設(shè)置問題，引導學生分析哪些蛋白質(zhì)有各類細胞共有的，哪些蛋白質(zhì)是特定的細胞所的特有，啟發(fā)學生分析不同細胞中蛋白質(zhì)種類有差異的根本原因（基因的選擇性表達）。

2.3基于“生命體的信息觀”的教學情境的創(chuàng)設(shè)

教師引導學生分析：蛋白質(zhì)多樣性的根本原因是什么？

教師要求學生從遺傳物質(zhì)的“信息流”角度理解蛋白質(zhì)與核酸的關(guān)系，理解生命歷程中基因選擇性表達的具體過程：在特定時間DNA分子上特定的基因轉(zhuǎn)錄為mRNA，核糖體以mRNA為模板合成肽鏈，該過程中需要tRNA運載不同的氨基酸，mRNA密碼子與tRNA的反密碼子相互識別，決定肽鏈的氨基酸組成及排列順序。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的根本原因是基因的多樣性。

2.4基于“生命體的進化觀與生態(tài)觀”的教學情境的創(chuàng)設(shè)

生物學最核心思想是進化思想和生態(tài)學思想。在本單元教學的最后，教師引導學生從蛋白質(zhì)角度理解生物與環(huán)境的關(guān)系，從蛋白質(zhì)和核酸分子角度理解生物的進化。

教師提供資料：Taq酶是從水生棲熱菌ThermusAquaticus（Taq）中分離出的具有熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶。該酶對于PCR的應(yīng)用有里程碑的意義，Taq酶可以耐受90C以上的高溫而不失活，所以不需要每個循環(huán)加酶，使PCR技術(shù)變得非常簡捷。同時也大大降低了成本。

乳酸脫氫酶（LDH）同功酶，它是由兩個不同的基因位點編碼的H（Heart）亞基sc和M（Mule）亞基以不同比例組成的四體分子，形成五種同功酶，即LDH1（H4）、LDH2（H3M）、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4）。需氧組織如心肌、腦、舌肌、眼球肌主要存在H型LDH同功酶，催化乳酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸;乏氧組織如骨骼肌、肝、紅細胞等主要存在M型LDH同功酶，催化丙酮酸還原成乳酸。

同功酶是基因分化的產(chǎn)物，而基因的分化又是生物進化過程中為適應(yīng)愈趨復雜的代謝而引起的一種分子進化，以適應(yīng)不同組織或不同細胞器在代謝上的不同需要，是基因編碼的蛋白質(zhì)表現(xiàn)型。

教師提供了耐熱性Taq酶發(fā)現(xiàn)、同功酶分子結(jié)構(gòu)特點等材料，幫助學生理解生物如何依賴環(huán)境、適應(yīng)環(huán)境，從分子水平上分析進化的本質(zhì)就是生物大分子物質(zhì)的演化，幫助學生形成生命基本觀念中的“進化觀與生態(tài)觀”。

3情境化教學倡導“以學定教”、“深度學習”

情境化教學的一個突出特點是學生參與學習的程度比較高，“以學定教”的課堂必然是以學生的學習來組織教學。這要求教師在教學內(nèi)容及教學行為上作出相應(yīng)的變革。

3.1情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)具有真實性、貫穿性、問題的導向性

基于核心素養(yǎng)的生物學科教學，情境的創(chuàng)設(shè)不僅僅是“激發(fā)學習興趣的導入環(huán)節(jié)”，而應(yīng)該是“問題解決型學習任務(wù)”的情境，以真實的生物學問題（以科學事實、日常生活中與生物學有關(guān)的問題）為情境，設(shè)計環(huán)環(huán)相扣的問題，不斷激發(fā)學生理解和反思具體的事實和概念中所蘊含的獨特的學科思維方式，提升學生的學科核心素養(yǎng)。

3.2情境化教學，深化對話教學，倡導深度學習

情境化教學的課堂不再是單向傳遞的場所，教師的作用不是傳授，而是促進學生對于具體情境所發(fā)生的對話與提問，以學生的困惑、差異，認知沖突為契機引出他人的應(yīng)答，倡導學生的“深度學習”，讓學生從已有知識出發(fā)，理解、掌握新知識、發(fā)展高階思維。