石景山區教育委員會學術委員會簡介
石景山區教育委員會學術委員會成立于2018年9月,是石景山區委教工委、教委落實市、區“十三五”時期教育改革和發展規劃的重要舉措,是“形成師德高尚、業務精湛、充滿活力的教育人才保障體系”的區域教師隊伍建設目標的重要手段。
學術委員會目前有正高級和特級教師21人,主要職責是為石景山區教育高端、綠色發展提供專業引領與專業咨詢,為區域教育工作的教育教學改革、學科建設、教育教學評價、教育科研及成果等重要事務提供學術指導與學術評定,對較大型學術活動提出建議并推動與促進各級學術交流。從學術角度對區域教育發展提出可行性意見,為決策提供依據。
此外,每位學術委員會成員,還通過成立特級教師工作室的方式,傳播先進的教育教學理念和方法,以學習為主導,以研究為主體,以工作為主線,選拔、培養青年骨干教師,提升其教育教學、教育研究能力,促進其專業成長,從而形成一個個研修共同體,帶動石景山區教師隊伍的整體提高,進而促進石景山教育高標準、高質量均衡發展。
CONTENTS
目? ?錄
基于地理核心素養的“區域可持續發展”的教學策略——以“黃土高原水土流失的治理”為例? ? ? ? ? ? ? /楊威...............8
探究開花生熱現象的復習課教學設計
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? / 邱陽................22
講好統編高中思想政治必修4《哲學與文化》的策略思考——以第五課“尋覓社會的真諦”為例? ? ? ?/趙娜................34
指向大觀念落實的語言學習活動設計與實施——以《“白單車”在路上》為例? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/陳鵬 .............46
構建框架,揭示實質——以《中華文明的起源與早期國家》為例淺談歷史概念教學? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/ 付建河 ................63
對《普通高中化學課程標準》氨基與亞硝酸法檢測蛋白質含量的商榷??
?/ 王永森 葉長軍 金從武 桑壽德........82
特級教師工作室大事記
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (上接封底)..........102
【刊首語】
【“肖偉華特級教師工作室”刊】
肖偉華特級教師工作室簡介
特級教師? 肖偉華
北京九中肖偉華特級教師工作室于2020年10月30日正式成立,是學校教師專業發展的高端平臺。工作室以“搭建平臺,打造學校名師隊伍,發揮名師的示范、引領、輻射作用,促進學校可持續發展”為工作目標,以“致于道、據于德、依于仁、游于藝”為工作宗旨。
工作室聘請北京市知名專家作為指導教師對學員進行一對一專業指導,涉及語文、數學、英語、物理、化學、生、歷史、地理、政治、體育、美術11個學科。
工作室在教師自主申報、學校審核同意的基礎上,從市、區級骨干教師中選拔師德高尚、主動發展愿望強烈、專業素養強的中青年教師,組成工作室學員團隊。已歷三期,共招收24名學員。
學員以自主學習研究+專家指導+團隊研討的方
式,以學科問題解決為重點,通過教學研一體化的途徑開展研修,學員每期至少閱讀一本專業書籍,上一節高級別的示范課,發表一篇高質量的論文,三年內獨立主持一項課題。
工作室通過搭建平臺,為教師實現專業化發展助力。三年共培正高級教師6人,特級教師2人。
工作室導師:
導師 | 單位 | 稱號 | 職稱 |
陶昌宏 | 北京教科院基礎教育教學研究中心物理教研室主任 | 特級教師 | 高級教師 |
張彬福 | 國務院督導辦特聘“國家中小學教育督導評估專家” | 教授 | 教授 |
張鶴 | 海淀區教師進修學校數學教研員 | 特級教師 | 正高級教師 |
張素娟 | 北京教育學院數科學院地理系教授 | 教授 | 教授 |
陶濤 | 北京教育科學研究院基礎教育教學研究中心美術教研室主任 | 特級教師 | 正高級教師 |
周業虹 | 人民教育出版社編審(正高) | 特級教師 | 正高級教師 |
黃虹 | 八一中學體育教研組長 | 特級教師 | 正高級教師 |
喬文軍 | 北京市生物教研員 | 特級教師 | 高級 |
王禮新 | 原北京市政治教研員 | 特級教師 | 高級 |
郭井生 | 北京市歷史教研員 | 北京市骨干 | 高級 |
譚松柏 | 人大附中教師 | 北京市骨干 | 高級 |
肖偉華 | 九中副校長 | 特級教師 | 正高級教師 |
工作室學員:
基于地理核心素養的“區域可持續發展”的教學策略
—以“黃土高原水土流失的治理”為例
摘要:本文以“黃土高原水土流失的治理”為案例,基于地理核心素養,再結合區域的一般分析方法、地理環境整體性等學科思想及其從一般性到特殊性的學習認知規律,學生實際操作了水土流失的模擬實驗、構建了水土流失成因的一般模型,再以小組合作學習為主的方式探究了黃土高原地區水土流失的成因、危害和治理措施,樹立正確的人地觀和可持續發展觀。
關鍵詞:地理核心素養 區域可持續發展 黃土高原 水土流失
教育部2014年頒布的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中指出,將“發展學生核心素養”作為深化課程改革的關鍵。地理學科核心素養主要表現在四個方面:人地協調觀、綜合思維、區域認
北京市第九中學 楊威
知和地理實踐力。人地協調觀是地理學科和地理教育的基本價值觀念,綜合思維與區域認知是地理學科基本思想和方法,地理實踐力是地理學習的基本活動經驗。
地理選擇性必修2“區域發展”,運用“區域認知”的地理學習方法、“地理環境整體性”的地理學科思想以及“人地關系”的地理學科理念,對區域發展問題進行分析和探究,很好的詮釋了地理核心素養的內涵和本質。本文以“黃土高原水土流失的治理”為案例,談談在區域可持續發展教學中,培養學生地理核心素養的教學策略。
一、通過模擬實驗建立水土流失成因的一般模型,培養學生的地理實踐力
學生們生活在城市中,對水土流失這一自然界出現的生態環境問題比較陌生,為了使學生對水土流失的產生具有更直觀、形象的認識,在課前地理興趣小組的同學通過自制模具進行了水土流失的模擬實驗,實驗共分為四組:每組同學將兩個礦泉水瓶的某一側面剪掉,裝入土壤,在另外兩個瓶子的瓶蓋上扎幾個孔眼,用力擠壓瓶子模擬降水,進而完成水土流失的演示實驗。從前
期模具的制作,到取土、裝土,再到實驗操作,都是學生們親自動手完成的,在這個過程中既能使學生更直觀、形象的了解水土流失的發生過程,也培養了學生的地理實踐力,增強學生學習地理的興趣,感受到學習地理的快樂。四組實驗通過采取控制變量的方法,保證其它因素不變的情況下,分別比較植被覆蓋率(圖1)、土質松緊(圖2)、降水強度(圖3)、地形坡度(圖4)的差異對水土流失的影響。上課時再由每組的代表通過錄制的視頻帶領同學們一起了解實驗過程,觀察實驗現象,得出實驗結論。
學生通過觀察實驗不難總結出:植被越稀疏、土質越疏松、降水強度越大、地形坡度越大時水土流失越嚴重,并且也能分析出由于人類破壞植被、破壞地表物質或結構也會加劇水土流失的發生。由此,通過實驗建立出水土流失發生的一般成因模型(圖5),適用于任何地區水土流失形成原因的分析。從實驗的地理表象,到概括出實驗模型,再到后面的黃土高原的演繹應用,符合地理學習的一般認知規律:直觀(建立地理表象)——概括(抽象出本質)——應用(運用)。
二、從黃土高原到韭園溝小流域空間尺度的變化,增強學生的區域認知
上課之初,播放了一段黃土高原某地區農民生活現狀的視頻,使學生從感觀上了解了什么是水土流失,以及水土流失對當地人們生活的影響,既為后面的學習做好鋪墊,同時也使學生對陌生的黃土高原有了初步的認識。
再結合區域問題的一般分析方法(圖6),分析黃土高原水土流失的案例。首先,從黃土高原的位置出發,學生讀圖說出黃土高原的范圍和位置,在此基礎上判讀出黃土高原位于溫帶季風氣候向溫帶大陸性氣候的過渡區,地處地勢的第二階梯,海拔較高,地勢起伏較大。對地理位置的認識和描述是培養學生區域認知的基礎,只有了解區域的緯度位置、海陸位置、相對位置等分布特征,才能在此基礎上分析該區域的氣溫、降水、地形等自然環境特征,以及交通、城市、農業等人類活動特點。
本節課選取了黃土高原一個典型小流域——韭園溝小流域(圖7)作為案例研究對象,既是將黃土高原的空間尺度縮小,關注區域不同空間尺度的變化,也是對學生區域認知培養的重要方面。認識較大尺度區域時,要把握區域的整體性特征,總結一般規律;對于小尺度區域,引導學生關注細節特征,同時以大尺度為背景和依據,對其特征進行細致描述和特殊性分析。選擇韭園溝小流域作為案例的研究對象也是與黃土高原水土流失的實際治理情況相符合,在現實中,黃土高原治理水土流失時,就是以小流域為單元進行綜合治理的,而韭園溝小流域是黃土高原水土流失發生及其治理的典型代表。在真實的案例情景中進行教學,聯系了實際,使學生對區域認識更加深刻,也體現了地理教學的實踐力。
圖6
圖7
圖8
分析韭園溝小流域水土流失成因時,學生依據之前建立的一般成因模型,再結合材料中所給的小流域的自然環境特征和人類活動特點,總結概括出小流域水土流
三、運用地理環境整體性原理分析水土流失的成因、危害、措施,培養學生綜合思維
在對韭園溝小流域水土流失成因、危害、治理措施進行分析時,通過小組合作學習的方式,結合了文字、圖片材料(圖8),運用地理環境整體性的學科思想以及地理學的相關原理進行探究學習,培養學生的綜合思維和合作探究精神。
失的形成是自然原因(圖9)和人為原因(圖10)共同作用的結果,培養了學生分析地理問題的綜合思維。教師再及時總結:強度大、多暴雨的降水對地形陡峭的、裸露的疏松的黃土產生劇烈的侵蝕形成了千溝萬壑的地表形態(圖11),體現了地理環境的整體性和水土流失發生的一般規律。教師還引導學生關注黃土高原小流域水土流失的發生的特殊性,例如黃土多垂直節理易受侵蝕,當地地處農牧交錯帶導致農民過度開墾、過度放牧、過度樵采而破壞了植被,以及當地利用黃土不易倒塌的特性修窯洞、開采礦產資源等破壞地表加劇了水土流失的發生,都體現了黃土高原地區水土流失發生的特殊性。
圖9
圖10
圖11
分析韭園溝小流域水土流失產生的危害時,采用小組合作學習方式,引導學生運用地理環境整體性原理進行思考并寫出思路(圖12):水土流失會對自然環境和社會經濟活動產生不利影響,自然環境從氣、地、水、生、土等要素進行分析,社會經濟活動從城市、農業、工業、交通等發面思考,還要建立自然環境和人類活動的相互影響、相互聯系的思想,并且運用水循環對地表形態塑造的原理,分析在河流中上游地區流水侵蝕了大量的泥沙,再通過流水的搬運作用,使泥沙堆積到下游的河道,進而分析水土流失對下游地區的危害——產生了黃河地上河和洪澇災害等問題。使學生關注到水土流失不僅對當地會帶來危害,也會危害到下游地區,培養學生運用綜合思維分析地理事物的分布及發展變化。
為韭園溝小流域的水土流失制定解決措施時,選擇韭園溝小流域的典型橫剖面(圖13)作為治理對象,依據地理環境整體原理,引導學生思考如何改善當地的氣、地、水、生、土等自然要素恢復生態環境,進而促進當地的社會經濟與生態環境的協調發展。通過小作合作學習學生們能夠想到并且在地形剖面上畫出相應的治理措施(圖13):在陡坡和山頂上通過植樹種草、退耕還林還草增加植被覆蓋率保持水土資源,同時也能改善氣候、減少極端天氣;通過修建大壩攔截河流和泥沙,使泥沙沉積在溝壑中,使地形變平坦,并且在肥沃的土壤上可以發展種植業;在緩坡上改造地形修建梯田,減緩水流速度,既防治了水土流失,又發展了農業生產。老師再補充:通過科學施肥、噴灌滴管等農業技術的提高,可以保水保肥,提高糧食產量。最后老師再
圖12
加以總結:對黃土高原韭園溝小流域的水土流失采用了生物措施、工程措施、農業技術措施等多種措施相結合的方式進行了小流域的綜合治理,體現了解決地理問題的綜合性思維。
圖13
四、從水土流失引發的人地矛盾到被治理后的人地協調,使學生樹立正確的人地觀念
在對黃土高原韭園溝小流域進行水土流失分析時,有一條線索貫穿其中:人地關系思想隨著時間尺度的演變而發生變化。幾千年以前,當黃土高原人口較少時,植被生長較好,水土流失并不嚴重,生態環境相對良好。但隨著人口的增多,特別是近幾十年來黃土高原人口的激增,導致人類產生了對自然環境的錯誤認識和行
為,過度索取自然資源而破壞了生態環境:毀林開荒,過度開墾、過度放牧、過度樵采,使水土流失愈加嚴重,體現出人地關系的不協調。
生態環境的破壞也會反作用于人類社會:水土流失不僅會使生態環境惡化、自然災害加劇,也會制約工農業生產和交通等基礎設施的建設,最終會威脅人類的生存和發展,這也體現了了人地關系的不協調。進而引發學生思考:如何改變這一現狀,實現人類社會的可持續發展?人類只有轉變思想、調整行為,樹立保護自然環境的正確思想,并采取積極有效的措施修復、改善生態環境,謀求人地協調發展,才能實現人類社會的可持續發展。
從人類破壞自然環境加劇水土流失,和水土流失威脅人類的生存發展所體現的人地矛盾,到人類恢復、保護自然環境對水土流失的治理(圖14、圖15)進而實現人地關系的協調,學生了解了從人地矛盾到人地協調發展對人類生存和發展的不同影響,在學習過程中潛移默化的樹立了正確的人地觀念。?
圖14
圖15
五、小結
本節課基于地理核心素養進行教學設計,主要有以下幾點嘗試:(一)通過水土流失的演示實驗增強了學生的地理實踐力。(二)結合實驗構建了水土流失成因的一般模型,再應用于黃土高原進行具體的案例分析,從一般性到特殊性,符合學生的認知規律。(三)結合區域問題的一般分析方法,選擇黃土高原的典型小流域進行案例分析,注重空間尺度的變化,從大尺度區域的一般規律的應用,到小尺度區域的特殊性描述,增強學生的區域認知能力。(四)運用地理學整體性的學科思想分析水土流失的成因、危害和措施,培養學生的綜合思維。(五)從水土流失的成因和危害中所體現的人地矛盾,到水土流失被治理后所體現的人地協調,反映了
人地關系思想隨著時間演變而發生的變化,培養學生樹立正確的人地觀念;并且通過視頻、圖片等真實案例情境的引入,引發學生共鳴,樹立環境保護意識和可持續發展思想,實現地理教學的育人目標。
【注】本文榮獲2020年北京市基礎教育科學研究論文一等獎。
作者簡介:
楊威,碩士研究生學歷,中學地理高級教師 ,九中地理教研組長,石景山區骨干教師,參與多項市區級科研課題的研究,多篇論文榮獲國家、市、區級一、二等獎。
探究開花生熱現象的復習課教學設計
北京市第九中學 邱陽
摘要:以植物的開花生熱現象創設情境,引導學生通過提出問題、分析問題、解決問題的科學探究過程,利用給出的真實科學研究素材,逐步探索開花生熱的原因、實質及機制。在此過程中復習細胞呼吸相關知識,鞏固生命觀念中的物質和能量觀、信息觀,提高科學思維與科學探究能力,逐步形成主動探索未知事物的科學態度。
關鍵詞:開花生熱 細胞呼吸 臭菘
《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》要求完成課程內容的同時,提高學生的生物學核心素養。復習是溫故而知新的過程,復習課的教學不但要幫助學生加深對教學內容中重要概念的理解,還需要通過對所學知識和技能的運用,達到課程標準中學科核心素養水平三及水平四的要求。在復習課的教學過程中,依據真實的科研素材為學生創設情境,引導學生不
斷地發現問題,并利用已有知識對問題進行深入分析和探索,能夠在解決問題的過程中逐步達成復習課的教學目標。
開花生熱現象最早由法國的Lamarck在天南星科海芋屬(Arum)植物中發現,由于其可以在短時間內釋放大量的熱量引起科學家的關注。后來,人們陸續在檳榔科、睡蓮科、木蘭科等11科植物中發現這一現象[1]。目前研究表明,開花生熱是一種以有氧呼吸為基礎的自主生熱過程,主要通過交替氧化酶實現熱能的釋放,與植物適應環境、完成自身生命活動密切相關[2]。科研人員探究開花生熱現象的系列實驗與高中生物課程中的細胞呼吸和植物激素調節有關,可以作為高三復習課的素材。
1教學內容分析
本節課主要復習人教版普通高中教材必修1“分子與細胞”第5章《細胞的能量供應和利用》中第3節《細胞呼吸的原理和應用》。對應課標中概念2.2.4“說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活
動可以利用的能量”。此外還涉及選擇性必修1概念1.6“植物生命活動受到多種因素調節,其中最重要的是植物激素的調節。”
必修1第5章通過細胞呼吸、光合作用等代謝過程的學習,建立生命觀念中的物質和能量觀。使學生體會到生命活動離不開物質和能量,物質是能量的載體,能量是物質變化的動力。同時,通過對開花生熱現象調控因素的探究,形成植物生命活動受到植物激素調節的概念。
2學情分析
學生已經復習過細胞的物質組成與結構兩個單元,能夠運用生命觀念中的結構與功能觀、物質和能量觀認識生命現象。學生高一已經學過細胞呼吸的概念以及有氧呼吸的過程,需要通過復習喚醒學生的記憶,加深對細胞呼吸實質的理解。學生具備科學探究的基本思路方法,能夠根據現象提出生物學問題,并且能夠在教師的引導下,利用給出的生物學事實和證據,嘗試解決實際問題。本節課先請學生針對植物開花生熱現象提出研究
問題,再給出相關研究證據,引導學生進行深入探究,復習細胞呼吸過程的同時,體會細胞呼吸的實質和意義,在探索開花生熱相關問題的過程中,逐步加深對細胞呼吸概念的認識,提升生物學核心素養的水平。
3教學目標
(1)能夠從物質和能量的角度認識開花生熱現象,并運用細胞呼吸的知識,結合材料闡述開花生熱時的產熱機制——生命觀念
(2)運用歸納與概括、演繹與推理、創造性思維等科學思維方法,在復雜情境下探究開花生熱的原因、熱量的來源——科學思維
(3)能夠針對開花生熱這一生物學現象提出研究問題,并給出解決問題的基本思路和方法;針對開花生熱現象的調控信號進行實驗設計——科學探究
4教學過程
4.1創設情境,提出問題
教師展示臭菘(Symplocarpus foetidus)在積雪中開花的照片,介紹這種植物在開花時,花苞內的溫度
結合圖1分析昆蟲長時間在花室內活動原因。設計問題串如下:(1)說出該實驗期間,環境溫度的日變化規律?(2)夜晚花室溫度與環境溫度有何差異?(3)昆蟲細胞呼吸速率與環境溫度有何關系?(4)昆蟲選擇在花內活動的好處?學生通過分析得出,夜晚環境溫度較低,而花室內溫度較高,昆蟲在花室內完成同樣的活動,細胞呼吸速率較低,只需消耗較少的有機物,從而幫助昆蟲節約了能量,有利于昆蟲生存。此環節的設計體現了生命觀念中的物質與能量觀、進化與適應觀。
比環境高出15-35℃,能夠將周圍積雪融化,同時花苞還會散發出陣陣臭味[3]。科研人員對大量植物進行研究發現,還有許多天南星科植物以及荷花、玉蘭等都會在開花時釋放大量熱量。后來,人們把在開花過程中花部器官通過自主生熱使自身溫度明顯高于環境溫度并保持在較高范圍內的現象稱作開花生熱現象[1]。
請學生根據上述事實,提出想要研究的科學問題。學生的問題大致可歸納為:植物為什么要產熱?熱量從哪里來?植物如何調控產熱過程?將這三個問題作為本節課探究的主要內容。
4.2探究開花生熱現象的生理作用
根據臭菘發出臭味、開花時有昆蟲活動的現象,學生容易提出假說:產熱有利于釋放氣味,吸引昆蟲訪花傳粉。教師指出,現在已經有許多證據支持上述假說,如開花生熱時可聞到濃郁的香味或臭味,花序散發香氣的時段和昆蟲訪花時段高度一致,有昆蟲活動的花傳粉率較高等。
但是隨著研究深入,科研人員又有新發現。請學生
圖1 探究昆蟲長時間在花室內活動的原因[4]
4.3探究熱量的來源
引導學生利用細胞呼吸的知識分析開花生熱時熱量
的來源。學生聯想到有氧呼吸產生的能量大部分以熱能形式散失,可以得出植物開花生熱時,通過將自身有機物大量氧化分解而產熱。此時進一步復習細胞呼吸概念和有氧呼吸的過程,初步落實課標的要求。
? ? ? ?通常有氧呼吸所釋放的能量約35%可以儲存在ATP中,但植物開花期間并不需要這么多ATP,植物是如何解決這一矛盾的呢?請學生閱讀以下材料,結合圖2,回答問題。
? ? ?有機物中的電子經UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白復合體(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的作用,傳遞至氧氣生成水,電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側H+濃度差,使能量轉換成H+電化學勢能,此過程稱為細胞色素途徑。最終,H+經ATP合成酶運回線粒體基質時釋放能量。此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。
(1)上述過程描述的是有氧呼吸的第幾階段?(2)根據材料信息,概括該階段能量轉化的過程。(3)已知氰化物是復合體Ⅳ的特異性抑制劑,可阻斷電子通過復合體Ⅳ的傳遞。在植物開花生熱期間,使用氰化物處理生熱組織,發現該組織產熱過程并未受到顯著影響,請解釋其原因。
根據上述過程發生的場所和生成物,可以推測出該過程是有氧呼吸的第三階段。閱讀文字并結合圖示,可以得出在電子傳遞過程中,有機物中的化學能先轉化成H+電化學勢能,再轉化成ATP中的化學能。如果開花生熱完全依賴上述途徑,則氰化物造成復合體Ⅳ失活后,產熱過程一定會受到抑制。因此推測極有可能存在其他途徑,可以繞過復合體Ⅳ,而將能量直接以熱能形式釋放。
科研人員根據上述推測,從某天南星科植物的線粒體內膜上成功分離到一種AOX蛋白(交替氧化酶),可以使電子不通過蛋白復合體Ⅲ和Ⅳ,而是直接傳遞給氧氣生成水,同時將大量能量以熱能的形式釋放。后來
圖2 植物線粒體中的電子傳遞鏈及能量轉化[2]
發現AOX蛋白在植物細胞中廣泛存在,這一途徑被稱作AOX途徑。此外,科研人員還在動物棕色脂肪細胞的線粒體中發現UCP蛋白,可以讓H+滲漏到線粒體基質中,從而降低膜兩側的H+電化學勢能,使能量以熱能形式釋放。后來發現UCP蛋白同樣存在于某些植物的線粒體中(圖3)。
由圖4可知,荷花開花生熱期間AOX蛋白含量顯著增加,說明荷花主要通過AOX蛋白途徑產熱。科研人員又分別阻斷了AOX途徑和細胞色素途徑,進一步證明AOX途徑是荷花開花生熱期間電子傳遞的主要方式,生熱組織通過該途徑將有機物中的能量幾乎全部以熱能形式釋放。
4.4尋找開花生熱的信號
植物生命活動常常受到信息分子的調控,科研人員為了尋找開花生熱的調控信號,測定了開花生熱期間植物體內多種物質的含量變化,發現在開花生熱之前水楊酸(SA)含量顯著升高。上述事實能否說明水楊酸就是開花生熱的信息分子?多數學生認為上述證據不充
圖3 補充AOX蛋白和UCP蛋白途徑的電子傳遞鏈[2]
開花生熱究竟是通過哪種方式實現放熱的呢?我國科研人員以荷花作為研究對象,首先使用紅外相機證明了荷花開花生熱部位主要在花托,然后以荷花花托和內側花瓣作為實驗材料,提取其中的蛋白質進行檢測,得到以下結果(圖4)。
圖4 荷花開花期間AOX蛋白和UCP蛋白的表達量[5]
分。請學生設計實驗,補充證據。學生提出可利用加法原則或者減法原則,通過添加或去除SA,觀察對敏感組織的作用效果。教師提供科研人員用SA處理植物組織的實驗過程與結果,發現SA可引起植物特定組織細胞呼吸速率顯著升高,最終證明SA就是開花生熱的信號。而由于植物體內SA含量甚微,當時無法去除SA或阻斷SA的作用,因此科研人員沒有使用減法原則。后來,SA被證明是一種植物激素,可調控某些抗逆性基因的表達,與植物耐寒性、耐鹽性及對病蟲害的抗性有關。
? ? ? ?本教學設計以開花生熱現象為線索,運用一系列科學研究素材設計探究活動,實現了細胞呼吸基本概念的復習,同時認識到植物生命活動受到植物激素的調節。這些材料的運用旨在達成本節課的教學目標,而非記住素材本身。教學過程中不斷引導學生進行觀察、質疑、實驗設計以及交流討論等活動,提高了學生的科學探究能力。在分析科學問題環節中,滲透生命科學的思維方5.教學反思
法,指導學生運用歸納與概況、演繹與推理、批判性思維等思維方法解決實際問題。以上環節能夠更好的落實課程標準對核心素養的要求。
? ? ? 教學實踐中發現,將科學研究素材引入高三復習課,還能夠提高學生學習興趣,課堂氣氛活躍。很多學生課后還樂于觀察自然現象并提出問題,甚至有人表示未來想成為一名科研工作者,從事生命科學領域的研究。
參考文獻:(略)
【注】本文發表在《生物學通報》2024年第3期。
作者簡介:
邱陽,北京九中生物教師,教研組長,肖偉華特級教師工作室成員。
摘 要:“不斷增強思政課的思想性、理論性和親和力、針對性”,是習近平總書記明確提出的推動思政課改革創新的重大要求。在統編高中思想政治必修4《哲學與文化》的教學中,優化教學策略,需要從引領政治方向、澄清理論邏輯、開展綜合教學以及外顯思維過程等方面來思考和探索。
關鍵詞:高中思想政治;《哲學與文化》;教學策略
習近平總書記在《思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程》一文中指出,推動思政課改革創新,要做到以下幾個“統一”。堅持政治性和學理性相統一;堅持價值性和知識性相統一;等等。“以上這些,說的是只有打好組合拳,才能講好思政課但無論組合拳怎么打,
最終要落到把思政課講得更有親和力和感染力、更有針對性和實效性上來,實現知、情、意、行的統一,叫人口服心服。”[1]講好思政課,高中階段教學與評價的具體建議包括“活動型學科課程的教學設計,辨析式學習過程的價值引領,綜合性教學形式的有效倡導……。”[2]
? ? ? ?筆者在“尋覓社會的真諦”一課教學中,嘗試通過優化教學策略講好統編高中思想政治必修4《哲學與文化》,培育學生的政治認同、科學精神等學科核心素養,從引領政治方向、澄清理論邏輯、開展綜合教學以及外顯思維過程等方面進行了思考和探索。
? ? ? ?策略一:堅持價值目的,引領政治方向
? ? ?《普通高中思想政治課程標準(2017年版2020年修訂)》指出,本課程用習近平新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人,培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。引領學生擁護中國共產黨的領導,堅持和發展中國特色社會主義,認同中華人民共和國、中華民族、中華文化,弘揚和踐行社會主義核心價值觀。高
講好統編高中思想政治必修4《哲學與文化》的策略思考——以第五課“尋覓社會的真諦”為例
北京市第九中學 趙娜
中思想政治必修課程以發展中國特色社會主義為主線,包括四個模塊。模塊1“中國特色社會主義”,依循歷史進程,講述為何開創和發展中國特色社會主義;模塊2“經濟與社會”、模塊3“政治與法治”、模塊4“哲學與文化”,依托模塊1的基本原理,講述如何堅持和發展中國特色社會主義。
? ? ? 通過課前調研和訪談,筆者從已知點、困惑點和發展點三個方面作了學情分析。
? ? ? 基于課標和學情,處理統編高中思想政治必修4《哲學與文化》教材,一方面要考慮到教材的理論邏輯,同時還要關注到教學內容的育人要求,即用習近平新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人,引導學生堅定中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信,擁護黨的領導,自覺踐行社會主義核心價值觀,樹立共產主義遠大理想和中國特色社會主義共同理想,實現課堂教學政治性和學理性的統一、價值性和知識性的統一。
? ? ? 《尋覓社會的真諦》是統編高中思想政治必修4
《哲學與文化》第二單元中的第五課,包括三課時,所以筆者將其作為一個主題來研究。在本主題教學中,筆者圍繞“社會歷史是如何發展的”議題,從社會歷史的本質、社會歷史的發展、社會歷史的主體三個不同的視角,引導學生回顧新中國成立以來,中國共產黨領導人民探索、開創、堅持和發展中國特色社會主義的偉大實踐,分析中華民族從站起來、富起來到強起來的歷史進程,深化對歷史唯物主義的理解,樹立唯物主義歷史觀和群眾觀點,樹立中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信,堅定理想信念。在本主題學習結束之際,在透徹的學理分析、完整的知識傳授的基礎上,筆者鼓勵學生自覺遵循社會發展基本規律,接好時代的“接力棒”,在實現中華民族偉大復興的征程上跑出這一代人的好成績。
? ? ? ?策略二:統整學科知識,澄清理論邏輯
? ? ? ?習近平總書記在《思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程》一文中指出,要堅持政治性和學理性相統一,以透徹的學理分析回應學生,以徹底的思想理論說
服學生,用真理的強大力量引導學生。
? ? ? ?透徹的學理分析、徹底的思想理論并不見于孤立的、碎片式的學科知識的習得,而是見之于能否綜合地、系統地運用學科知識分析和解決來自真實生活的問題。統編高中思想政治必修4《哲學與文化》具有理論性強、高度抽象和概括的特點,講好這本教材就需要根據教材內容之間的內在關聯,按照課程內容要求與學業質量標準,梳理該模塊的基本概念、基本原理等,明確它們之間的內在結構,在此基礎上,理論聯系實際,引導學生綜合運用學科知識分析和解決問題。
? ? ? ?《尋覓社會的真諦》這一主題的內容屬于馬克思主義歷史觀的基本觀點,包括三課時。三課時從不同角度闡述了馬克思主義唯物史觀的主要觀點,闡明了人民群眾在社會生活的實踐中遵循社會歷史發展規律,在創造物質財富和精神財富、變革社會中推動人類社會歷史發展。
? ? ? ?簡言之,本主題圍繞“社會歷史的發展”這一核心,闡釋“社會歷史的本質、社會歷史發展的規律和總趨
勢,社會歷史的主體”等觀點,主題的整體架構如下圖所示。
圖1 “尋覓社會的真諦”知識結構
在這一主題的三課時中,社會歷史發展的基本規律是本質、核心,是《尋覓社會的真諦》這一主題學習的重點。筆者將第二課時“社會歷史的發展”整體架構進行梳理,如下圖所示。
圖2 “社會歷史的發展”知識結構
策略三:優化情境案例,開展綜合教學
《普通高中思想政治課程標準(2017年版2020年修訂)》指出,教學與評價既要體現內容的廣泛性,又要關注問題的復雜性;既要多維度觀察對象,又要多途徑進行探究。應力求憑借相關情境的創設,提供綜合的視點,提升綜合能力。以案例為載體進行綜合性教學,既要著眼于同一課程模塊的內容,綜合不同的學科核心素養,又要著眼于同一學科核心素養要素,綜合不同課程模塊的內容。
統編教材必修1、必修2、必修3的內容同必修4是有密切關系的。統編高中思想政治必修4《哲學與文化》的教學設計要打通必修1、2、3、4的相關內容,將必修1中國特色社會主義的形成和發展、必修2我國的基本經濟制度等、必修3中國共產黨領導人民站起來、富起來、強起來和人民代表大會制度等轉化為情境素材,引導學生運用哲學觀點分析中國特色社會主義的創立、發展和完善,從理論層面上真學真懂,從理論、歷史和實踐層面上真信真用馬克思主義,進一步堅定
“四個自信”。
? ? ? ?在第五課《尋覓社會的真諦》第二課時“社會歷史的發展”教學中,筆者設計了兩個活動環節。第一環節為“回顧歷史進程 體悟社會發展的基本規律”,本環節按照縱向的歷史邏輯,設計了三個問題情境。在回顧新中國70多年來波瀾壯闊的歷史發展進程的基礎上,進入本課時第二個環節“總覽歷史發展進程,認識社會發展的總趨勢”。例如,環節一創設的第二個問題情境和模塊綜合的體現如下表所示。
教學環節 | 問題情境 | 設計意圖 |
第一環節
回顧歷史進程,體悟社會發展的基本規律
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? ? ? 第二個問題情境聚焦改革開放時期。
? ? ? 筆者為學生提供了一個改革時間、事件軸,指出改革開放的進程中,黨和國家在改革方面做出的一些重大決定。請同學們辨析這些改革的具體內容屬于什么方面的改革?為什么要改革這些方面?
? ? ? ?在分析問題之后播放反映我國改革開放偉大成就的視頻。
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? ? ? ?促使學生深入思考、準確判斷黨和國家對生產關系、上層建筑等方面的內容進行改革,其根本目的就是遵循社會發展的基本規律,使生產關系適應生產力的發展,使上層建筑適應經濟基礎的發展。
? ? ? ?引導學生深刻認識到改革開放以來,中國共產黨遵循社會發展的基本規律,不斷推進理論創新、實踐創新、制度創新,成功開創、堅持和發展了中國特色社會主義,引導學生堅定“四個自信”。
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策略四:呈現思維過程,提升分析能力
講好統編高中思想政治必修4《哲學與文化》,可以用思維結構圖來闡釋抽象的理論問題。通過呈現可視化的思維過程,澄清設問指向,引導學生完成歸納或演繹推理、分析論證的過程,幫助學生透過現象揭示事物的本質、理清理論和問題之間的內在邏輯關系。有效提升學生分析問題和解決問題的能力,幫助學生更好地理解和運用唯物史觀的基本觀點分析解決現實問題,提升政治認同、科學精神等學科核心素養。
《尋覓社會的真諦》這一主題的教學實施運用了思維可視化的教學策略,幫助學生理解抽象的理論和宏大的史實。例如,在引導學生理解鄧小平同志“革命是解放生產力,改革也是解放生產力”的科學論斷時,筆者引導學生首先思考人類社會如何發展,再去比較革命和改革的差異,盡管兩種社會實踐活動具體方式不同,但其本質上具有一致性,即都是為了改變社會的生產關系,解放和發展生產力,促進社會的發展和進步。
表1 “社會歷史的發展”環節一的情境創設和模塊綜合的表現
在引導學生思考為什么“新生的社會主義制度,能夠極大地激發廣大人民群眾的建設熱情,將人民群眾凝聚成一支一往無前的建設大軍?”時,引導學生分析問題的邏輯起點和終點,即“通過看視頻,看學習資料,關于新生的社會主義制度,你看到了哪些制度?”以及“這支建設大軍指什么?”。在此基礎上,以思維結構圖引領、輔助學生完成科學推理、分析論證過程,即 “這些新生的社會主義制度為什么能夠凝聚起勞動者大軍”,進而引導學生認識到:新生的社會主義制度是社會主義的生產關系和上層建筑,改變了廣大人民的社會地位,在生產力中起主導作用的勞動者——人的因素被調動起來,帶來了生產力的解放和發展。這就是歷史唯物主義所講的,生產關系對生產力具有反作用。上層建筑對經濟基礎具有反作用。當上層建筑為先進的經濟基礎服務時,它就促進生產力的發展,推動社會進步。
圖3 理解“革命是解放生產力,改革也是解放生產力”的思維結構圖
物主義所講的,生產關系對生產力具有反作用。上層建筑對經濟基礎具有反作用。當上層建筑為先進的經濟基礎服務時,它就促進生產力的發展,推動社會進步。
標準(2017年版2020年修訂)[M].北京:人民教育出版社,2020:5.
? ? ? 【注】本文發表在《中華活頁文選(高中版)》2021年第18期。
? ? ? ?
? ? ? 作者簡介:
? ? ? ?趙娜,高級教師,北京市骨干教師,石景山區高中思政學科兼職研修員,九中政治組教研組長。教學設計及課例在北京市“優秀課堂教學設計評選”“京教杯”“基本功培訓與展示”等活動中獲一等獎。積極承擔人教社全國錄播課和“北京市中小學空中課堂”授課、人教社出版的教師用書的編寫、區考試命題等任務。6屆高三畢業班教學,學生成績優異,取得賦分滿分等。曾獲石景山區師德優秀教師、石景山區優秀班主任、石景山區先進教育工作者、石景山區骨干教師等榮譽稱號。
圖4 理解“新生的社會主義制度將人民群眾凝聚成一支一往無前的建設大軍”的思維結構圖
總之,我們應立足教學實踐深入探索,通過優化教學策略,講好統編高中思想政治必修4《哲學與文化》,切實增強課堂教學的思想性、理論性和親和力、針對性,讓學生在教學中有更多的實際獲得感。
參考文獻:
[1]習近平.思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程[J].求是,2020(17).
[2]中華人民共和國教育部.普通高中思想政治課程
本課嘗試在理論指導下進行教學活動設計。按照高中《英語課程標準》教學建議:關注主題意義,制定指向核心素養發展的單元整體教學目標;深入研讀語篇,把握核心教學內容;踐行英語學習活動觀,促進核心素養有效形成;結合六要素整合的英語課程內容,依托語篇對主題意義進行探究,在以意義探究為目的進行語言學習中形成能力。
二、教學分析
1.文本分析
(1)單元整體分析
本單元是高中英語教材北師大新版(2019)第三模塊第八單元(整體分析如表1)。圍繞“綠色生活”,本單元以聽力、閱讀、視頻等多模態語篇形式呈現全球面臨的環境問題,人們為了環境保護而做出的努力,如Jane Goodall建立“根與芽”組織、易解放建立“綠色生命”組織、阿姆斯特丹稱謂“自行車之城”并對全球產生影響、垃圾分類、廢棄物品循環利用等。整個單元學習以學生為主體,依托語篇,將語言和文化學習融入對主題
摘要:本文介紹了北師大版《英語》必修三“White Bikes on the Road”閱讀教學的設計構思、實施過程以及課后評議和反思,希望通過實踐案例展示如何以大單元為背景分析單元主題和內容,在意義建構的基礎上,對知識本質開展問題情境下的創新遷移,達到深度學習的目的,完成基于理解的學習。
關鍵詞:大觀念 單元整體分析 閱讀教學?
一、課例背景
本課例是中國教師研修網、中國教研網“基于核心素養的高中英語新課程教學理念與方法”聯研項目中的公開課,由本文作者執教,指導老師是北師大王薔教授、王琦教授及石景山教研員鐘淑梅老師。本節閱讀課時長為90分鐘。
指向大觀念落實的語言學習活動設計與實施
——以《“白單車”在路上》為例
北京市第九中學 陳鵬
意義的探究中。
1960s, in 1999, now/nowadays);突出影響,尤其對中國影響 (最后三段);兩次設問(段二,末段);用數據說明自行車使用量增加大(段一)。
? ? ? 在具體文本分析中,強調了每課與單元主題的關系、全面的語篇分析等,并形成整體分析。根據王琦老師的提議,加入“人類命運共同體”主題概念,并明確在問題中不斷解決問題。同時,運用倒推法進行分文本分析,假設輸出任務為讓中國學生介紹中國共享單車的運行情況,如發展狀況、好的地方和不好的地方,怎么解決?然后決定用文本中的哪些語言(時態語態、詞匯)、結構(說明文時間順序)、思維(全球性、歷史性、科技發展、社會進步、素質提升)進行設計,搭建臺階做支撐。
what--語篇的基本信息,對文本主題與內容的分析,是教師引導學生開展意義探究,形成結構化知識的前提;how—如何陳述的,對文體結構和修辭的分析,是引導學生學會運用語言和語篇知識,加深對語篇深層理解的前提;why—主題意義探究,對文本育人價值的分析,
? ? ? ? ? ? ? ? ? 表1 Unit 8單元整體分析
(2)本閱讀課文本分析
首先將新舊教材進行對比,發現新版本多加了兩段,強調了對世界的影響和白單車在中國的發展狀況。對比舊教材,新教材的特點:時間順序明顯(in the?
是引導學生批判性地認識自我、認識他人、認識社會、認識世界、生成新的認知態度和價值觀的前提。
? ? ? ? 2.學情分析
? ? ? ?以往學情分析往往是泛泛而談、流于表面,在王琦老師的指導下,本課嘗試從主題相關的知識儲備和文化意識品質等方面進行分析,如下面圖2。
“白單車”不同階段的功能。
? ? ? (2)分析文章標題和關鍵句,激勵學生思考如何為環保貢獻力量、解決北京“白單車”存在的問題。
? ? ? (3)結合本課所學語言知識及語篇特征,向外國來訪學生介紹過去的發展(產生背景、如何不斷解決問題)、北京共享單車的現狀(作用和問題)、未來發展(從哪些方面解決共享單車的問題)。
? ? ? ?三、教學過程
? ? ? ?從導入到作業布置,本課設計10個教學活動。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?表2 學情分析
3.教學目標
結合教材分析和學情分析,制定本節課教學目標。本節課結束時,學生能夠:
(1)按時間順序梳理和介紹阿姆斯特丹發展“白單車”的目的、行動和影響,感知與理解時態語態對表達??
表3 教學過程簡介
Step 1: 身邊白單車使用狀況談話導入
請學生說出目前身邊共享單車的使用情況。揭示本課主題,激活背景知識。
活動層次:學習理解--感知與注意。
Step 2: 獲取先決條件
閱讀第一段,找到共享單車在阿姆斯特丹得以發展的前提條件。
活動層次:學習理解--獲取信息。
Step 3: 回答五個問題
(1) How did the white bikes appear?
(2) Why did it disappear?
(3) How did it come back?
(4) What effects does “white bikes” have on Amsterdam?
(5) How has the idea of “white bikes” developed?
細讀全文,梳理概括主要事件的相關信息。為任務輸出提供內容支撐。活動層次:學習理解--獲取梳理、總結概括。
Step 4: 借助圖表進行復述
學生繪制白單車發展過程圖表(形式不限),然后向全班同學進行匯報。
表4 學生繪制的阿姆斯特丹的白單車發展結構圖
運用簡單圖示,學生自主梳理整個語篇結構,形成對語篇的整體概念。活動層次:學習理解--獲取梳理、總結概括。
Step 5: 追問問題
通過追問,幫助學生建立語篇的邏輯語意關聯,同時幫助學生理解語篇的暗線:人們一直在致力于解決問題,保護環境,并在這個過程中積極發揮創造性。活動層次:應用實踐—分析與判斷。
Step 6: 找到時態語態與本文意義的關聯
時態語態對表達“白單車”不同階段的功能,體現語法的語用價值。為任務輸出提供語法支撐。活動層次:應用實踐--分析與判斷。
Step 7: 標題和關鍵句的隱含意義
理解文章標題深層含義:白單車理念在路上,問題解決在路上,環境保護在路上。結合末句,白單車發展并非一蹴而就,“你”決定中國共享單車發展,鼓勵學生增強環保意識。在促進新生事物發展的路上,每一個人都不可缺少。活動層次:應用實踐--分析與判斷。
Step 8: 匯報北京共享單車的發展
運用本課知識,向外國來訪學生介紹北京共享單車:過去的發展、目前的使用狀況、對未來的期待。在了解阿姆斯特丹白單車發展、問題不斷解決、對其他地區產生影響的基礎上,學生對該類說明文章的結構、語言都有了一定掌握,因此也能夠整體輸出背景共享單車的發展現狀,并對北京共享單車的進一步發展獻計獻策,鍛煉了學生描述和解釋事物、創造性地解決問題的能力。活動層次:遷移創新—描述與闡釋、想象與創造。
Step 9: 教師總結。
總結本課,接納共享單車這一新事物并竭力促進它的發展;回歸“綠色生活”單元主題,保護環境、人人有責。活動層次:總結提升。
Step 10: 根據學生的不同水平和興趣,布置分層作業。
Option 1: Write down and enrich your introduction about shared bikes in Beijing.
Option 2: Make a survey report about shared?
表5 學生課上生成內容
bikes in your neighborhood.
? ? ? Option 3: Make a brochure to propagandize the benefits and protection of “white bikes”.
? ? ? ? 四、課后評析與反思
回顧本課整體環節后,我結合專家的點評進行如下反思,并期待從專家和各位其他老師那里學到更多,并在日后教學中不斷摸索,形成新的認知。
? ? ? ?1.教學目標的制定:
? ? ? 根據王薔教授,教學目標設定的標準包括五個方面:
? ? ?(1)是否體現了學生為主體的主題意義的探究?
? ? ?(2)學習活動之間是否邏輯連貫?
? ? ?(3)是否體現了主題意義探究中的語言知識的整合性學習?
? ? (4)是否體現了學生從“知-用-思-做”的認知建構、技能運用和素養的發展過程?
? ? (5)是否實現了育人目標的自然生成?是否可操作、課觀測、可檢測?
對照目標設定標準,對本節課的教學目標進行反思如下:
(1)最初產出任務(介紹北京共享單車的發展)不能夠完全體現主題意義:環境保護、問題解決。
(2)主體錯位:目標二中,學生為主體,激勵學生主體為教師,應該去掉。
(3)目標要具有可測量性:“感知與理解”、“思考”不可測量,應換成可測量的目標。
(4)目標中的點都要在具體步驟中得以貫徹執行,但目標一中的“目的、行動和影響”體現不明顯。
(5)運用本節課所學知識,我認為可以在課前補充相關原因或措施等方面內容,結合本課內容,進行展示,如可以用到to reduce the pollution,也可以用到reduce the traffic congestion.
2. 設計問題鏈
充分閱讀是必要的,但是在這個環節,如何合理設計問題形成問題鏈?如何實現低階思維和高階思維問題的平衡?通過思考得出如下結論:
根據陳新忠老師所說:“學習語法不只是了解規則,要學會語法在不同語境中的意義表達。”本語篇具有典型的說明文語篇特點,時態語態表達白單車不同階段的功能。從板書(如圖)中可以看出,過去代表了白單車的發展過程,現在時(一般現在時/現在進行時/現在完成時體現白單車發展現狀及存在的影響,一般將來時代表白單車未來的發展趨勢。
(1)減少答題式閱讀。
(2)設置問題鏈,發展學生的高階思維。
(3)不同思維階段的問題設置比率。
本課中,在低階思維階段提出了五個問題,一定程度上會限制學生的思維,根據王薔教授,該階段的問題設置盡量不要多于三個;高階思維階段的問題也不宜過多,因為此類問題需要花費學生較長的思考時間。
3.思維導圖的作用
思維導圖需要在有準備、有鋪墊的前提下進行,這在本課得以實現;思維導圖的作用貫穿整個教學活動環節。思維導圖起到梳理和內化兩方面作用。
4. 結構化知識的應用
本課嘗試用整入整出的方式讓學生梳理和獲取信息,然后在新的情境中嘗試運用所學內容、語言和結構。整體輸入阿姆斯特丹白單車發展的背景、過程、遇到的困難及如何解決問題,整體輸出北京共享單車發展的過去、現在與將來。
5.語言表意
表6 板書
6.小步子內化
如何分步驟內化?如何在理解中內化?語境中分層呈現理解,內化和應用與詞匯,增加詞匯的循環復現。按照王琦老師所說分解內化,我的教學設計調整如下:
(1)產出目標的順序調整為過去、現在和將來,
(2)步驟二加入閱讀第一段,獲取白單車在阿姆斯特丹發展的原因,
(3)步驟四加入學生用簡單圖示整理語篇并描述,
(4)步驟五緊承學生的過程描述,追加問題,思考人們一直在發揮創造性致力于解決環境問題(等于把之前探討白單車在阿姆斯特丹成功的原因前移在了這里),
(5)步驟六依舊使用學生的圖示,并再讀課文,探討了時態與意義的關系,
(6)步驟八和后面產出部分有重復,考慮刪除。?
北京市教研員陳新忠老師曾在講座中提到,“在意義的基礎上,對知識本質開展問題情境下的創新遷移,培養學生高階思維能力,達到深度學習的目的,完成基
于理解的學習,最終實現人的發展。”希望自己在今后的教學中,不斷進步,促進得意與得語雙重發展、實現教學育人的雙重目的。
參考文獻
北京師范大學出版社.2019.普通高中教科書·英語3(必修)[T].北京:北京師范大學出版社.
教育部.2017.普通高中英語課程標準[M].北京:人民教育出版社.
【注】本文獲北京市2022年“落實全教會精神,提升基礎教育質量”主題正文活動特等獎。
作者簡介:
陳鵬,北京市第九中學高級教師。課例獲教育部一師一優課一等獎、被收錄在國家中小學智慧教育平臺,多篇論文獲全國或北京市特等獎、一二等獎,參加“國培計劃”中小學名師領航工程。被評為北京市“紫禁杯”優秀班主任、北京市骨干班主任,石景山區2018年和2021年
骨干教師、優秀教育工作者、師德好教師、優秀共產黨員。
構建框架,揭示實質
——以《中華文明的起源與早期國家》為例淺談歷史概念教學
北京市第九中學 付建河
摘要: 歷史概念是對歷史現象和事實概括性、實質性的認識和表述,既是“描述”歷史不可或缺的語言形式,更是“解釋”歷史的重要工具。在中學歷史課堂教學過程中,歷史概念的解讀和運用是教師引領學生認識和闡釋歷史的基本的、方便的路徑;是歷史學科核心素養特別是其中“唯物史觀”、“歷史解釋”素養的關鍵能力。高中歷史教學應該是在義務階段歷史學習基礎上的深化和提升,應該適應孩子們理性思維能力逐步提升的需要,概念教學是實現這一任務的不二法門。引導學生理解、辨析概念,運用概念構建知識框架,通過概念理解歷史實質,能夠起到以簡馭繁,事半功倍的效果,可以大大提升課堂效率和教學成果。
關鍵詞:歷史概念教學 文明 國家 早期國家 方國
節 1.01引言
在部編普通高中歷史教科書《中外歷史綱要》教學實踐反饋中,大家聽到最多的意見就是教材課容量太大,根本完成不了教學任務,平時授課疲于奔命,根本無暇顧及課改新理念、核心素養培養等等。問題的癥結在哪里?到底如何駕馭繁雜、深奧的教材內容?
我們認為:用好歷史概念,讓歷史概念引領我們對教材內容的梳理,用歷史概念揭示歷史發展進程和實質,就能起到以簡馭繁、事半功倍的效果。
《中外歷史綱要》(上)第一課《中華文明的起源與早期國家》涉及一個宏大歷史課題:文明/國家起源問題,既運用歷史唯物主義的基本原理,采用較新考古發掘和研究成果,又引介了中國學者對此問題的較新學術觀點,使用了一組較為新穎的歷史概念;同時,課文時間跨度從遠古史前時代到夏商西周,內容多、難度大,高中歷史第一課成為歷史教師的攔路虎。
具體來說,首先,本課標題就涉及一對概念:文明和國家;其次,在國家形成問題上提出“邦國”這一概念;
第三,在講到商朝國家構成問題時引入了“方國”概念。第四,其實講述夏商周歷史還隱含了一個概念:發展層次和程度高于“邦國”、包含著若干“方國”、以“王”作為世襲首領、建立了日益完善的國家統治機器的“國”——“王國”。那么,什么是文明?何者是國家?二者有何關聯?什么是邦國?邦國是否是早期國家?邦國與王國、王國與方國、邦國與方國之間的關系和區別是什么?只有弄清楚這一系列概念,才能真正理清中華文明的起源和早期國家發展脈絡問題。
節 1.02(一)中華文明
? ? ? ?“文明”這一概念內涵復雜,觀點紛紜。中國學者王巍的觀點值得重視:文明可以“分為或可稱為文化意義的文明和社會意義的文明兩個方面。前者是文化發展的高度階段,一般包括:1、文字的使用;2、手工業技術的進步,通常以冶金術的出現為代表;3、精神世界的豐富;如原始宗教的發展以及與之相關的祭祀禮儀的程式化;以及倫理道德規范;也就是文明教化。后者包括社會的復雜化達到新的階段——社會內部出現階級、
等級制度強化并滲透到社會生活的各個方面、神權與軍權結合構成王權并世襲化,作為王權統治工具的官僚機構、軍隊出現———國家的形成,進入文明社會”。
根據這種“文明觀”理解教材內容,本課中的“中華文明”指的是在中國這片大地上的先民們所創造的物質、精神文化和社會、制度文化。“中華文明的起源”可以分解成兩個層面:第一,中華原始文化發展到文明階段,包括了自舊石器到新石器到金石并用時代的生產力發展,具體說包括了生產工具的革新、原始農業、畜牧業發展、原始手工業成就;還包括了原始宗教、祭祀、巫術、藝術、文字類表意符號等的產生和發達。第二,中華遠古社會發展到文明階段,包括了聚落中心的形成、階級、等級制度的出現、世襲權力的產生、大型公共工程的興建等等。
教材第一目“石器時代的古人類和文化遺存”共五個自然段,首先是按照時間順序講述:170萬-20萬年前的舊石器時代人類遺址—1萬年前進入新石器時代—7000-5000年前仰韶文化和河姆渡文化—5000年前新石
器時代晚期龍山文化紅山文化、良渚文化;但突然在最后一段又通盤講述原始社會從原始人群到母系氏族到父系氏族社會,感覺不好構建知識結構。現在根據前引文明概念的理解,這五個自然段其實可以分為兩個子目兩個層次理解:第1、2、3、4段講述的中華文明物質和精神層面文化的起源;第5段講述的中華文明社會和制度層面文化的起源。結構圖示如下:
? ? ? ?如果按照教材敘述簡單羅列古人類文化遺存,不僅耗費時間、與初中知識重復,學生還只能得到一些散的知識點,無益于歷史認識和感知;如果我們在教學中采
用歸納法,在學生閱讀本目教材內容的時候,引領其劃分教材敘述的兩個層次,得出文明的兩個層面含義,知識堆砌的教材內容就有了骨架支撐,學生學到的就不僅僅是知識,而是一種觀察思考問題的角度、方法和能力;同時也能節約課堂時間。
節 1.03(二)國家
? ? ? ? “國家”的概念和定義同樣言人人殊。總的說來,西方資產階級政治學者和馬克思主義者對國家概念的理解,大致相似的是都承認構成國家的人口、領土、主權、國家機器、法律制度等,但分歧和差異主要就是資產階級學者一般不愿意坦承國家的階級實質和屬性;同時,在國家起源的動力問題上有些刻意忽略勞動生產及在此過程中形成的生產生活方式對人類自身、人類社會發展演進的主要、基本推動作用。判斷是否進入國家狀態的標準因此同樣等等不齊。我們認為,否認國家的階級本質,否認生產力和生產關系發展推動國家起源的基礎動力作用而談國家概念未免有避重就輕、隔靴搔癢的感覺。我們堅持歷史唯物主義的國家觀。
馬克思主義經典作家曾提出國家形成的兩個標志,即按地區來劃分它的國民和凌駕于社會之上的公共權力的設立。[ 恩格斯《家庭、私有制和國家的起源》,人民出版社,1999年,第177-178頁。]按地區來劃分它的國民,是為了區別于原始社會的組織結構以血緣為特色而概括出的標志;凌駕于社會之上的公共權力的設立,說的是伴隨著國家的出現而產生了強制性權力機構。
對于恩格斯提出的這兩個標志,我國學術界長期以來一直是這樣使用的。但隨著研究的深入,學者們發現,按地區劃分它的國民,并不適用于古代中國的歷史實際,為此,提出:“國家形成的標志應修正為:一是階級的存在;二是凌駕于社會之上的公共權力的設立。階級或階層的出現是國家這一管理機構得以建立的社會基礎,凌駕于全社會之上的公共權力的設立則是國家的社會職能,是國家機器的本質特征。”
以此標準衡量,在夏代之前,相當于考古學上的龍山時代,我國大地上的某些文化遺址,特別是山西襄汾
陶寺遺址,不但發現有大規模的城址,城內成片的大型夯土建筑基址,而且還有大量的能說明貧富分化、等級、階層存在的墓葬材料,以及朱書陶文、小件銅器,特別是發現顯示統治權威和地位的龍盤、鼉鼓、特罄、玉鉞等。這一切都顯示出其背后有完善的社會協調和支配機制來為其作保障和進行運營。城址及其城內的大型建筑是為貴族中的上層及其附屬人口的居住所營建,表明其有權調動和支配整個聚落群的勞動力,顯然這種支配力具有某種程度的強制色彩。階層、等級或階級的存在以及強制性權力機構的設立,表明龍山時代已經進入早期國家狀態。
將始于公元前2500年左右的陶寺文化判定為早期國家,是不同于傳統觀點的重大歷史和考古學結論;是關乎“五千年中華文明”史的重大學術成果。教材吸納這一觀點是對舊有教材在史學結論上偏保守、滯后的一個重大突破。老師們在備課、授課的過程中不能輕描淡寫地處理,更不應該無視、回避。
從部落狀態到進入國家階段是一個從量變到質變的
過程,判斷發生質變的標準和依據是什么?傳統的教材和學生已有的知識儲備都說“夏朝是我國最早的國家”,如何向學生解釋清楚這一判斷的改變?這需要老師們準確理解的基礎上向學生介紹“國家”概念及其判定標準,有理有據,才能說服別人,也才能啟迪思考。
節 1.04(三)早期國家·邦國·王國
在跨入國家門檻后早期中國國家發展道路問題上,教材分成兩目講述:一、從部落到國家,可分為兩個子目:(1)陶寺文化(五帝后期、龍山文化時代)進入“邦國”——國家的初始形態;(2)夏朝——最早的奴隸制國家。二、商和西周——國家機構和制度更加完善。結合課題“中華文明的起源與早期國家”,我們可以得出結論:中華早期國家指的是從“邦國”到夏朝和商朝西周的。
至此,教師在教學中應該向學生明確界定“早期國家”概念了。顧名思義,“早期國家”首先已經是進入國家狀態,其次是國家發展的早期階段、不成熟階段,是從國家的初始狀態發展到比較成熟狀態的階段。所以,早
期國家也有一個從低級到高級的逐步發展演進的過程,也有比較顯明的階段性。西方文化人類學家將早期國家發展演變分為三個階段:初始階段、典型階段、轉變階段。至于判斷三階段的具體標準,我們不能膠柱鼓瑟地從中國歷史資料中找證據來與之一一對應,但他山之石可以借鑒,中國上古歷史大致也可以用這三個階段來描述:龍山文化甚至更早一些高度分層的文化和聚落屬于早期國家的初始階段;夏商西周屬于典型早期國家階段,其中夏朝又帶有濃厚的從初始階段向典型階段過渡色彩;春秋戰國時期是從早期國家向成熟國家轉變階段。
具體到中國早期國家演進的模式和歷程,比較有影響的理論假設有如下幾種:日本學者每每用“城市國家-領土國家-帝國”或“邑制國家-領土國家-帝國”的模式來論述中國由先秦至秦漢的國家形態的演進。蘇秉琦將中國文明和國家的起源、形成和發展劃分為“古國—方國(王國)—帝國”三大階段。“古國”階段大體處在公元前3500年至公元前2500年,是社會復雜化發展的必然結
果。“古國”是“高于部落以上的、穩定的、獨立的政治實體”,主要是指紅山文化牛河梁的“壇、廟、冢”等遺跡反映出的社會結構。
但在中國社會科學院的王震中先生看來,上述兩種假說存在概念界定模糊、與考古和文獻記載不匹諧以及與傳統文獻使用的概念歧義等局限,從而提出中國古代進入文明社會以后的政治實體的演進應路徑為:邦國-王國-帝國三個階段和三種形態:
中國古代最早的國家(或可稱為初始國家)是小國寡民式的邦國,邦國進一步發展是王國,王國以后,通過專制主義的中央集權走向了帝國。邦國較史前的“分層社會”,其最顯著的區別是強制性權力機構的出現,而邦國與王國的區別則在于有無王權的存在。王權是邦國中強制性的權力經過一個發展過程后,進一步集中的體現,只有王權的出現才使得權力系統真正呈金字塔式結構。在王國中,君王位于權力的頂點,王與臣下的差別是結構性的、制度化的,是在家族或宗族的范圍內世襲的。由于王權的世襲性、結構性和制度化,才形成了
別?
我們可以推想,“夏邦國”是在掌控了某種先進技術,或者壟斷了某種必需的資源,或者突變出某種合理高效的制度,或者僅僅贏得了一系列戰爭等等原因,而從“萬邦”之中脫穎而出,成為凌駕其他部族、邦國之上的“夏王國”的。在其崛起過程中,很大概率伴隨著消滅、侵吞鄰近邦國的可能性;但也可以毋庸置疑地認識到,夏王朝無力、也不必消滅所有周邊的邦國,而只需贏得他們對夏王國的臣服、效忠、納貢。這樣,夏王國成為唯一最高主權國家,原來的邦國由于喪失了最高主權而淪為夏王國的附屬政權、地方政權,而被稱為“某方”等。也就是說,原來在夏朝建立之前業已存在的邦國,在夏朝建立后地位下降,淪為方國。古典文獻中偶爾也會稱夏商周時期的地方政權、二級政權為“邦國”,但現在我們用“方國”專指王國時代王權控制下的各類地方政權,不宜再用“邦國”來指稱它們。這些方國本來早已進入初始國家狀態,不宜再認定其為“血緣組織”。
總之,“方國”是指夏商周時期與中央王朝或中央王
王朝或王權的“正統”意識和“正統”觀。 “這三個階段(邦國-王國-帝國)屬于已進入國家形態以后的階段”。
很明顯,教材采納的正是王震中先生為代表的觀點。
明確了這一組概念后,“早期國家”這兩目知識的整體結構可以梳理如下:
節 1.05(四)方國
教材在講述商朝國家結構和國家治理的時候說:“商朝的國家管理實行內外服制。內服指商王直接控制的王幾地區,外服指商王間接控制的方國和部族。”那么,何為“方國”?其與早已存在的“邦國”什么關聯與區
國相對而言的各地方政權,商在尚未取代夏之前,就是夏的方國,但在滅夏之后,就成為取得正統地位的中央王朝或中央王國。周也是如此。
邦國、王國、方國的關系可以簡單圖示如下:
某一個邦國演進成為王國,其他邦國降級為王國的屬國而稱方國。這是在歷史唯物主義史觀指導下,借鑒西方文化人類學方法,化用、借用中國古典概念表述中國早期國家演變歷程和途徑的較為合適的方式。
節 1.06結論
通過明晰概念,本節課的主干知識可以總結歸納如下:
“中華文明”指的是在中國這片大地上的先民們所創造的物質、精神文化和社會、制度文化。“中華文明的起源”可以分解成兩個層面:中華原始文化和中華遠古社會發展到文明階段。
龍山文化的陶寺文化已經見到文明曙光、跨入國家行列,屬于中國早期國家的初始階段,我們稱之為“邦國”;夏商西周屬于典型早期國家階段,我們稱之為“王國”;春秋戰國時期是從早期國家向成熟國家轉型階段,也就是從王國向帝國的轉型時期。
在進入王國階段后,邦國降級為王國的地方政權——方國。王幾-方國及其他形式的部族一起構成夏、商、西周“復合型”國家形態。
通過本課備課和教學中概念的理解和運用,得到幾點認識:
1.歷史概念是對歷史現象和事實概括性、實質性的認識和表述,既是“描述”歷史不可或缺的語言形式,更是“解釋”歷史的重要工具。在中學歷史課堂教學過程中,歷史概念的解讀和運用是教師引領學生認識和闡釋
歷史的基本的、方便的路徑;是歷史學科核心素養特別是其中“唯物史觀”、“歷史解釋”素養的關鍵能力。高中歷史教學應該是在義務階段歷史學習基礎上的深化和提升,應該適應孩子們理性思維能力逐步提升的需要,概念教學是實現這一任務的不二法門。
2.面對時間跨度極大、內容包容太廣的歷史教材,老師們不能只發牢騷,而要冷靜想一想為什么不能在既定教學時間內順利、高效完成教學任務?高中歷史教學是教知識還是教能力教素養?引導學生理解、辨析概念,運用概念構建知識框架,通過概念理解歷史實質,能夠起到以簡馭繁,事半功倍的效果,可以大大提升課堂效率和教學成果。
3.有些概念因為太熟悉、已經成為老師們的知識和能力背景而難以引起老師們的思考,但有可能是學生思維認知的盲點,如“國家”概念。需要老師換位思考,從學生角度來審視教材中出現的概念。
4.有的概念是跨學科共用的,需要老師了解相關學科的基本論述和最新認識,需要老師在備課過程中廣泛
地閱讀,完善、拓展自己的知識結構。
5.教師備課過程中需要對相關概念全面、深入理解,能夠精準表達,但在課堂中還要能夠用盡可能淺顯明白的語言表達出來,不一定死板引述學術性的定義,要以學生能夠理解接受為前提。
參考文獻:(參見尾注)
【備注】發表于《中學歷史教學參考》,2020年第3期。
?王巍:《談談文明與國家的異同》,中國社會科學院古代文明研究中心2001年8月舉辦的“中國古代文明的起源及其早期發展國際學術研討會”上提交的論文提要。轉引自王震中《從中原地區國家形態的演進看其文明化進程》,《東岳論叢》2005年第3期,第11-14頁。
?恩格斯《家庭、私有制和國家的起源》,人民出版社,1999年,第177-178頁。
?王震中《文明與國家——東夷民族的文明起源》,《中國史研究》1990年第3期,第31-37頁;
王震中《中國文明起源的比較研究》,陜西人民出版社,1994年,第345頁。
?王震中《邦國、王國與帝國:先秦國家形態的演進》,《河南大學學報》,2003年第4期,第28-32頁。
?例如,廣州市第十六中學趙嫻老師《聚焦核心素養 優化教學內容——以高中部編新教材第1課<中華文明起源與早期國家>為例》,注意到了“方國”概念,且將其等同于“諸侯國”,但明確標注其為“血緣部落”,概念理解似有偏差。人民教育出版社歷史編輯室 歷史課程教材研究開發中心“統編高中歷史教科書優秀教學設計案例”展示。 //hd.pep.com.cn/web/index.php? /courselist/showDetail/3888/468039
作者簡介:
付建河,北京市第九中學歷史教師,石景山區骨干教師、優秀教育工作者。付建河老師多年如一日以校為家,將大量的時間和精力投入教學、輔導與自身專業知識學習。他堅守立德樹人宗旨,注重發揮歷史學科特? ??
長,將歷史教學和國家安全教育、禁毒教育相結合,加強學生家國情懷和人文素養教育。付建河老師專業功底與教科研能力突出,曾多次參與、主持市區級課題研究。同時,他承擔了新疆維吾爾自治區和田地區教育扶貧協作與支援合作一對一幫扶指導工作,在民族團結教育過程中做出了自己的貢獻。
摘要: 《普通高中化學課程標準》中檢測蛋白質含量的方法是利用氨基與亞硝酸的反應,其原理是α-氨基與亞硝酸可定量生成氮氣,但蛋白質側鏈和輔基中的含氮基團難以進行上述反應或者無氮氣生成,因此該法不能用于檢測蛋白質的含量,但可用于測定蛋白質的水解度。筆者通過比較各種檢測蛋白質含量的方法——凱氏定氮法、紫外吸收法、雙縮脲法、BCA法、folin―酚試劑法、考馬斯亮藍結合法,建議高中化學教學中采用雙縮脲法。
關鍵詞? ?蛋白質含量測定? ?蛋白質水解度測定? ? 雙縮脲法
1 問題的緣起
《普通高中化學課程標準》在課程內容部分、有機化學基礎模塊、生物大分子及合成高分子主題中,在學習活動建議環節的實驗及探究活動中提出:用氨基與亞硝酸的反應檢測蛋白質含量[1]52。作為中學實驗條件所能企及的實驗及探究活動,上述反應具有原理簡單、測定方法典型而過程不過于繁瑣、能排除相關干擾的特點,但課程標準所指定的氨基與亞硝酸的反應真能用于蛋白質含量的檢測嗎?
2蛋白質的分類和化學組成
2.1蛋白質的分類
? ?蛋白質是由20種氨基酸通過肽鍵相連形成的含氮天然高分子,是最主要的生命活動載體和功能執行者。僅由氨基酸組成而不含其他化學成分的蛋白質稱為單純蛋白質,如核糖核酸酶、肌動蛋白等;除氨基酸外還含有其他化學成分的蛋白質稱為綴合蛋白質,其中非蛋白部分稱為輔基或配體,包括有色化合物、寡糖、脂類、磷酸、金屬離子和核酸[2]157。
對《普通高中化學課程標準》
氨基與亞硝酸法檢測蛋白質含量的商榷
王永森1 葉長軍2 金從武3 桑壽德4
(1. 北京市第九中學 北京 100041;2. 北京市第四中學 北京 100034;3. 北京師范大學附屬實驗中學 北京 100032;4. 北京市第八十中學 北京 100102)
2.2蛋白質的化學組成
蛋白質除含有碳、氫、氧、氮外,常含有硫和磷,有些還含有鐵、銅、碘、鋅和鉬等元素。氮元素不僅存在于蛋白質的肽鍵部分,也存在于形成肽鏈的某些氨基酸[如組氨酸(His)、精氨酸(Arg)、賴氨酸(Lys)、天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)和色氨酸(Trp)等]的R-基中,還存在于輔基中(如核酸堿基中的腺嘌呤基、胞嘧啶基等)。
3 α-氨基參與的化學反應
《普通高中化學課程標準》指定的氨基酸的檢驗為茚三酮法,“檢測蛋白質含量”的方法為氨基與亞硝酸法,均是α-氨基參加的化學反應,這兩個反應的特點是否支持“檢驗和檢測蛋白質含量”呢?
3.1 與茚三酮反應
《普通高中化學課程標準》中用氨基酸與茚三酮的反應檢驗氨基酸,屬于定性的范疇。具有游離氨基的氨基酸,其α-氨基與α-羧基共同參與水合茚三酮的反應,生成紫色物質,反應十分靈敏,是鑒定氨基酸的最簡便
的方法[3]983。
紫色異構體混合物最大吸收峰在570nm波長處,因吸收峰的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比,所以可作為氨基酸的定量分析方法[4]8,檢驗氨基酸更是綽綽有余。反應過程中的氨來自α-氨基,而氨基酸側鏈和輔基上的氮并未參與反應,故不能檢測蛋白質含量。需要注意的是,亞氨基酸——脯氨酸、4-羥脯氨酸與茚三酮反應生成亮黃色化合物,最大吸收峰在440nm,且不釋放出NH3。
GB 5009.124-2016食品安全國家標準食品中氨基酸的測定采用茚三酮比色法,適用于食品中酸水解氨基
酸的測定,包括天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸等16種氨基酸[5]1。
3.2與亞硝酸反應
α-氨基酸的氨基與亞硝酸的反應可類比伯胺與亞硝酸的反應,首先生成非常不穩定的重氮鹽,再自發地分解并進行取代、重排、消除等一系列反應,最后得到氮氣和醇、烯等復雜產物[3]766。
在室溫下亞硝酸與含游離α-氨基的氨基酸反應放出氮氣,氨基酸轉化為羥基酸:
由上述反應可知,n(N2)= n(α-氨基酸)。通過測定生成氮氣的體積,再運用理想氣體方程求出氮氣的物質的量,即可得到氨基酸的物質的量。而不同蛋白質水解得到的氨基酸的種類不同,不同氨基酸的摩爾質量也不相同,各種氨基酸的物質的量分數也不確定,故氨基酸的質量無法得出。
此法測定的是游離α-氨基氮,而蛋白質中絕大部分
氮都是以肽鍵(酰胺鍵)形式存在的,游離α-氨基很少。而氨基氮與其它含氮部分之間也沒有固定的關聯,所以該反應也不能測定蛋白質含量。
從類比的角度看,上述兩反應均利用α-氨基來進行定量測定的,其中氨基酸與茚三酮的反應在GB 5009.124-2016食品安全國家標準食品中僅用于氨基酸的測定,而氨基與亞硝酸的反應也不能用于檢測蛋白質含量,那該反應有何實際應用呢?
4應用α-氨基與亞硝酸的反應可測定蛋白質的水解度
既然α-氨基與亞硝酸的反應測定的是α-氨基氮,與蛋白質含量并無關聯,而α-氨基酸來自蛋白質的水解,隨著蛋白質水解的進行,游離氨基釋放量增大,與亞硝酸反應生成的N2增多,故可用于蛋白質水解程度的測定[4]8。
4.1蛋白質水解度的定義
為了提高蛋白質的功效,往往將其水解,故蛋白質水解度的動態監測和控制至關重要。測定蛋白質水解度
的方法較多,有pH-stste法、三硝基苯磺酸法、鄰苯二甲醛法、水合茚三酮法、甲醛滴定法等[6]。
蛋白質的水解度DH(Hydrolysis degree of protein)代表蛋白質在水解過程中肽鍵被裂解的程度或百分比,數學表達式為:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。
式中:h是被裂解的肽鍵數,htot是原蛋白質中的總肽鍵數,h和htot單位經常用 mmol/g 表示。對于特定的蛋白質,htot是一個常數,一般采用文獻中的經驗值,比如:大豆蛋白質的htot值為7.8mmol/g,酪蛋白質的htot值為8.2mmol/g,也可以根據蛋白質中氨基酸的組成成分計算得到[7]。
4.2高中應用氨基與亞硝酸反應檢測蛋白質水解度的優勢
在忽略脯氨酸的情況下,可以求出被裂解的肽鍵數h,htot采用文獻中的經驗值,即可求出蛋白質的水解度。相較于茚三酮法檢測游離氨基酸的含量,高中應用氨基與亞硝酸反應進行定量測定氨基酸的優勢體現在:
4.2.1產物氮氣易于測量
由上述化學方程式可知:釋放出的N2一半來自氨基酸中的α-氨基,一半來自于亞硝酸。N2在水中的溶解度僅為0.0019g(101325Pa,293K),可通過排水集氣法測定一定條件下N2的體積,并結合實驗時的溫度和壓強,通過理想氣態方程pV=nRT來計算出N2的物質的量,進而求得氨基酸的物質的量。實驗條件允許的情況下還可使用氣體壓力傳感器測量,實驗前容器內氣體的物質的量n1通過理想氣態方程pV=nRT求得,根據同溫同體積的條件下? ? ? ? ? ? (p1、p2實驗前后的氣體的壓強)求得n2,忽略N2在溶液中的溶解和后加入試劑的體積,n2-n1即為生成N2的物質的量,也可求得氨基酸的物質的量。該法是定量測定氨基酸的方法之一,也是Van slyke氨基酸測定法所依據的反應。
4.2.2可排除賴氨酸中ε-氨基的干擾
α-氨基與亞硝酸反應3-4min即可反應完全[2]135-136,而賴氨酸的ε-氨基盡管也能與亞硝酸反應,但反應速率較慢,據此可排除賴氨酸中ε-氨基的干擾。
4.2.3反應的選擇性強
亞硝酸能與游離氨基(伯胺)作用放出氮氣,也能與取代的氨基(仲胺)的亞氨基反應形成亞硝基取代衍生物,卻不釋放氮氣,故通過該反應能測定試樣中游離氨基的含量,不能測定試樣中取代的氨基(如脯氨酸(? ? ? ? ? ))氨基酸的含量。
4.2.4儀器和設備相對簡單
亞硝酸法測定用到分液漏斗、燒瓶、水槽和量筒等簡單儀器。GB 5009.124-2016食品安全國家標準食品中氨基酸的測定采用的茚三酮比色法,其儀器和設備包括:實驗室用組織粉碎機或研磨機、勻漿機、分析天平、水解管、真空泵、酒精噴燈、電熱鼓風恒溫箱或水解爐、試管濃縮儀或平行蒸發儀和氨基酸分析儀等[5]2,高中化學實驗條件難以企及。
5蛋白質含量測定的方法
蛋白質含量對于食品科學、營養學至關重要,蛋白質含量測定具有很強的社會應用價值。
5.1人教版教科書中的蛋白質含量測定
人教版教材[8]以資料卡片的形式介紹了蛋白質含量的測定:“由于生物組織中的絕大部分氮來自蛋白質,而且各種來源不同的蛋白質比較接近,平均為16%,因此生物樣品中的1g氮元素大致相當于6.25g蛋白質,由此可以通過測定樣品中氮元素的質量分數計算出其中蛋白質的含量。”這是凱氏定氮法測定蛋白含量的計算基礎[2]157。
5.2常見的幾種測定蛋白質含量的方法比較
查閱相關資料,參考目前實驗室中常用檢測試劑盒說明書提供的參數,現將常見的幾種測定蛋白質含量的方法匯總比較如表1,以便于探討在課程教學中的適用性:
表1 常見的幾種測定蛋白質含量的方法比較
Table 1 Comparison of several common methods for protein determination
名稱 | 靈敏度 | 測定原理 | 干擾物質 |
凱氏(kjeldahl)定氮法 | 靈敏度低,適用于0.2~1.0mg氮 | 蛋白質樣品與濃硫酸共熱,在催化劑(如CuSO4等)存在下含氮有機物經消化生成硫酸銨,再經強堿堿化逸出氨,借蒸汽將氨蒸至酸液中,根據此酸液被中和的程度可計算得樣品的氮含量[9]56。 | 非蛋白氮(用三氯乙酸沉淀蛋白質而分離) |
紫外吸收法 | 靈敏度最高1~5ug | 蛋白質組成中常含有酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等芳香族氨基酸,在紫外光280nm波長處有最大吸收峰,在一定濃度范圍內其濃度與與吸光度成正比,可用紫外分光光度計通過比色來測定蛋白質的含量[9] 62。 | 強堿性緩沖液;TritonX-100;SDS |
雙縮脲(biuret)法 | 靈敏度低1~10mg | 蛋白質分子中含有很多與雙縮脲(? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?)結構相似的肽鍵,在堿性溶液中蛋白質與Cu2+形成紫色配合物,在540nm處有最大吸收,在一定濃度范圍內蛋白質濃度與雙縮脲反應所呈顏色深淺成正比,可用比色法定量測定[9] 59。 | 硫酸銨;Tris 緩沖液;某些氨基酸 |
Bicinchoninic acid ( BCA)法 | 靈敏度高0.5~20ug | BCA即2,2’-聯喹啉-4,4’-二甲酸二鈉鹽在堿性溶液中與Cu+結合形成穩定的紫藍色復合物,在562nm處有高的光吸收值并與蛋白質濃度成正比[4]34。 | 還原劑(如-巰基乙醇);螯合劑;緩沖液 |
folin―酚試劑(lowry)法 | 靈敏度高~5ug | folin―酚試劑中的磷鉬酸鹽―磷鎢酸鹽被蛋白質(或多肽)中的酪氨酸和色氨酸還原,產生深藍色復合物(鉬蘭和鎢蘭的混合物)。藍色深度與蛋白質的含量成正比,通過參照已知含量的標準蛋白質的標準曲線確定樣品的蛋白質含量[9] 60。 | 硫酸銨;Tris緩沖液;甘氨酸;各種硫醇等還原性試劑 |
考馬斯亮藍結合(bradford)法 | 較為靈敏50 ~100ug | 考馬斯亮蘭G-250染料的磷酸溶液呈棕紅色,在酸性溶液中與蛋白質結合,使染料的最大吸收峰的位置,由465nm變為595nm,在一定的濃度范圍內,測定的吸光度值A595與蛋白質濃度成正比。考馬斯亮蘭G-250蛋白質復合物的高消光效應導致了蛋白質定量測定的高敏感度[9]63。 | 各種嘌呤和嘧啶;各種核苷酸;酪氨酸和色氨酸含量;溶液pH。 |
除了上述實驗室常用的測定方法外,還有膠體金法、凝膠過濾法、HPLC等方法,每一種方法都有各自的適用濃度范圍,采用何種方法因實驗需求而定。每種測定法各有利弊,如凱氏定氮法比較復雜且耗時長,但較準確,往往以該方法測定的蛋白質含量作為其他方法的標準,需要說明的是,該法所測為樣品的總含氮量,而如果樣品中含有非蛋白質的氮,測定結果就會有偏差,例如2008年“三鹿奶粉三聚氰胺事件”就是通過加入三聚氰胺提高奶粉的“蛋白質含量”[4]33。違法企業突破了誠信和良知的社會底線,可見加強社會責任感和誠信教育至關重要!
紫外吸收法根據Lambert-Beer定律,利用蛋白質的紫外吸收特征,采用標準曲線法測定蛋白質濃度。其余下的幾種方法均是蛋白質與含重金屬的物質反應生成某一特征顏色,產生特定波長范圍的吸收峰,利用吸光光度值與蛋白質濃度成正比的關系測定,如BCA反應[4]34。
Fig.1 BCA reaction
圖1 BCA反應
在選擇何種方法時應考慮:溶液中存在的干擾物質;蛋白質的性質;實驗對測定所要求的靈敏度和精確度;測定所要花費的時間和成本等。
6高中階段采用雙縮脲法測定蛋白質含量的優勢
人教版教科書教師教學用書[10]166-167在介紹蛋白質的顯色反應中提及雙縮脲反應,并指出該反應的顯色與蛋白質中所含肽鍵的數目有一定關系,肽鍵數目越多,顏色越深。該方法適用于蛋白質濃度高的樣本,尤其是動物材料,雙縮脲反應示意如下:
Fig. 2 biuret reaction
圖2雙縮脲反應
和其他測定方法相比,雙縮脲法測定蛋白質含量從靈敏度上不占優勢,但作為高中學生實驗探究活動,筆者認為采用雙縮脲法測定蛋白質含量具有明顯優勢,具體表現為:原理簡單,試劑單一,操作簡便,可快速測定蛋白質含量,雖然靈敏度稍低,但能夠滿足高中教學的需要;標準蛋白質溶液和雙縮脲等
試劑盒方便購買,可以選擇酶標儀法或分光光度計檢測法,設備投入不高(如可見光分光光度價格千余元);雙縮脲法對不同蛋白質產生的顏色反應深淺相近,不受溫度影響;測定所需時間20~30分鐘即可完成,適合課堂教學;所用方法是高中生物學的基本方法(只是限于定性角度),雙縮脲試劑[膽礬、酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6?4H2O)和過量NaOH配制]與高中化學常見的新制Cu(OH)2相似,實現化學、生物跨學科思想方法的融合,有助于學生從科學本質進行學科理解;測定方法與考馬斯亮藍結合法等類似,有利于學生在后續學習中思想方法的遷移。
其他測定方法中,凱氏定氮法相當費時(8~10h);紫外吸收法靈敏度不高,紫外分光光度計價格較貴(數千元~數萬元不等);BCA法試劑配制麻煩,購買的試劑盒價格不菲;folin―酚試劑(lowry)法,也需要購買folin―酚試劑,每次要做BSA標準曲線。
蛋白質含量/濃度測定是大學生物化學中基礎實驗,有條件的高中學校可以依據自身需要開展相關實
驗和探究活動,如增加目前較為常用的BCA法和考馬斯亮藍結合法,優化探究方案,提高教學效果。
7結論
從氨基與亞硝酸的反應的特點和反應物的來源來看,可以測定氨基酸中α-氨基氮的物質的量,不能測定形成蛋白質側鏈和輔基中的氮,蛋白質中氮元素的三種存在形式也無固定的關聯,無法根據蛋白質中氮元素的含量≈? ? ? ? ? ?來大概估算蛋白質含量。現行蛋白質含量的測定方法不包括氨基與亞硝酸反應的方法。用氨基與亞硝酸反應測定的是游離氨基酸的含量或是作為蛋白質水解度測定的方法更為確切。
高中階段若需測定蛋白質含量,筆者建議:一般需求選擇雙縮脲法,盡管測定靈敏度較低,但成本和用時適合高中實際教學的需要;較高需求推薦選擇BCA法和考馬斯亮藍結合法。無論選擇何種方法測定蛋白質的含量,都能體現化學的實用價值,又能體現化學反應原理對工業設計和分析的指導作用,凸顯化學推動社會進步的核心價值[11]。
致謝:本文承蒙北京師范大學生命科學學院張曉嫣教授的悉心指導,特此致謝!
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Discussion on the determination of protein content by amino acid and nitrous acid method in thesenior high school chemistry curriculum standards
WANG Yong-Sen1* YE Chang-Jun2 JIN Cong-Wu3 SANGShou-De4
(1. Beijing No.9 High School, Beijing 100041 China; 2. Beijing No.4 High School,Beijing 100034?
China;3. The Experimental High School Attached To Beijing Normal University,Beijing 100032, China; 4.Beijing No.80 High School, Beijing 100102 China;)
Abstract The method in the general high school chemistry curriculum standards to measure protein concentrations is based on the determination of free amino groups (as in amino acids or proteins) by measuring the volume or pressure of nitrogen gas formed by reaction with nitrous acid, which is not applicable to proteins with combined α-amino groups. Therefore, this method cannot be used to detect the protein content, but can be used to determine the hydrolysis degree of proteins. By comparing various methods to quantitatively determine protein content, such as the Kjeldahl method, UV absorbance method, biuret method, bicinchoninic acid (BCA) method, Folin-phenol reagent method, and Coomassie brilliant blue (CBB) binding method, the authors suggested?
that the biuret method should be adopted in general high school chemistry teaching.
Keywords Determination of protein content Hydrolysis degree of protein Biuret method
【注】本文發表在《化學教育(中英文)》2023年第5期。
作者簡介:
王永森,中學高級教師,北京師范大學教育碩士,北京市骨干教師,北京市學生科技節優秀輔導員,石景山區優秀教育工作者。
有20余篇論文發表,其中十余篇發表在國家級核心刊物《化學教育》、《化學教學》和《中學化學教學參考》等;主持北京市課題一項,參與教育部、北京市重點課題和區級課題各一項;參加北京市特級教師工作室,是北京九中“肖偉華特級教師工作室”成員。
特級教師工作室大事記
(上接封底)
第二十二期
2024年1月9日 周春紅特級工作室集體研討假期讀書書目《如何在課堂中使用討論》《哈佛大學教育學院思維訓練課》做好集體充電的準備。
2024年1月17日 馬炳霞特級教師工作室召開工作室成員座談會,總結本學期工作收獲分享成功的經驗,北京市骨干主班教師王爽、鄭玥分別介紹了在班級管理中的優秀經驗與做法,贏得大家的充分認可和好評。
2024年1月19日 特級教師蔡吉組織高三英語測試工作。
2024年1月19日 肖偉華特級教師工作室舉行學員分享活動,新晉正高級游宏老師以《做一名被需要的老師》與大家分享成長心得。
2024年1月22日 特級教師蔡吉組織高三英語閱卷與講評工作。
2024年1月28日 特級教師蔡吉進行“高考方向分析與高三教學策略”講座。
2024年2月,丁慶紅特級教師工作室成員劉榮丹老師為北京市特級教師工作室成員講授研究課《閉合電路
歐姆定律》。
2024年2月 歷史特級教師工作室導師劉芳指導工作室學員臧家富老師撰寫《中學歷史教學參考》約稿文章《底蘊?理性?情懷——關于文化史教學的幾點思考》。
2024年2月,張景芳特級教師工作室沈景娟老師,赴楊莊南區社區參加服務活動 ,主講《我的生涯夢想》,獲得一致好評。
2024年2月25日 唐翠萍特級教師工作室唐翠萍為北京市古城中學全體教職工做了“調整思維方式,努力做‘成長型’教師”的主題培訓。
2024年2月26日 周春紅特級 工作室成員茍夢瑤、閆晶在全校教師寒假培訓中做讀書分享。
2024年2月28日-3月27日,馬炳霞特級教師工作室陳露竹老師到黃莊職業高中為學前專業的學生講授家園共育課程,受到學生一致好評。
2024年3月 歷史特級教師工作室導師劉芳老師參與并指導工作室學員臧家富、吳文濤、段長波老師區一模
歷史命題。
2024年3月 丁慶紅特級教師工作室成員王凌云老師參加北京市跨學科教學設計比賽活動,主題為《復合場的實際應用》。
2024年3月 丁慶紅特級教師工作室成員閆冰老師參加北京市高中物理單元教學設計評比活動,主題是《機械振動》單元教學設計。
2024年3月 丁慶紅特級教師工作室成員李學、王凌云、程健老師作為核心成員參與區高三試題命制工作。
2024年3月 唐翠萍特級教師工作室學員丁燕參與命制石景山區高三一模政治試卷。
2024年3月 張景芳老師邀請白玉萍老師參與工作室24年工作交流計劃。
2024年3月 張景芳特級教師工作室成員王維老師撰寫《2023年石景山區中學心理篩查干預情況調研報告》,并進行區級展示。
2024年3月 張景芳特級教師工作室成員李月老師為北師大主辦的國培班——云南省小學心理教研員團隊開展專題匯報《石景山區心理教師研訓工作介紹》,受到培訓班專家與老師們的一致好評。
2024年3月 張景芳特級教師工作室成員王燕老師為石景山區骨干紫禁杯班主任培訓班學員開展“帶班育人策略講座稿梳理”的培訓,受到學員們的一致好評。
2024年3月 張景芳特級教師工作室成員牛彥芳老師作為中國心理衛生協會婦女健康與發展專業委員會委員積極參與“三八”節科普征文活動,受到委員會主任委員好評。
2024年3月 張景芳特級教師工作室王歡歡老師為北師大主辦的國培班——云南省小學心理教研員團隊開展人際關系主題團體輔導《木頭村的木頭貓》,受到培訓班專家與老師們的一致好評。
2024年3月4日 劉世彬特級教師工作室全體成員線上參加國家大劇院“維多利亞時期的藝術”直播講座活動。聆聽策展人李默老師關于美術史的精彩講解。
2024年3月7日 特級教師蔡吉組織“高三英語計劃交
流與實施”研討。
2024年3月8日 劉世彬特級教師工作室部分成員在外語實驗小學召開了“龍年文化藝術實踐活動”研討會,會上劉世彬就國家博物館龍文化展覽進行了介紹,老師們也對本學期學生主題創作方向進行了交流。
2024年3月12日 特級教師蔡吉參加北京市陳新忠主持的“高中英語新學期計劃交流”研討。
2024年3月15日 劉永江特級教師工作室開展研修活動,劉永江老師作了題為《從好課到好文章》的主題講座。
2024年3月17日 特級教師蔡吉主持“高三中英語學生能力提升”講座。
?2024年3月18-24日 特級教師蔡吉組織教師參加北京市高考英語聽說考試抽樣、定標、閱卷工作。
2024年3月19日 趙研特級教師工作室核心成員研討《大單元教學促進化學學科核心素養發展的區域實踐研究》申報書,并設計展板初稿。
2024年3月19日 丁慶紅特級教師工作室成員王凌云老師為全區高中物理教師作專題講座《動量單元教材
分析》。
2024年3月21日 蔡吉特級教師工作室蔡吉、鐘淑梅組織北大附中石景山學校“大觀念下的語言學習活動設計”現場會。
2024年3月22日 劉世彬特級教師工作室部分成員在外語實驗小學召開工作會,共同策劃“京西傳古韻 蝶變繪新篇”學校藝術實踐成果展,會上明確了分工和創作進度,為展覽做好前期準備。
2024年3月29日 特級教師蔡吉老師組織高三英語區一模測試、講評與閱卷工作。
2024年3月20日 周春紅特級工作室針對新入職五位教師參加北京市“啟航杯”大賽做備課研討,每位新教師進行說課,周春紅老師一一做點評。
2024年3月22日 馬炳霞特級教師工作室邀請北京市特級教師、特級校長、正高級朱繼文園長,來園與工作室骨干教師座談,深入分析理解《幼兒園保教評估指南》精神,為促進幼兒園創新發展奠定良好基礎。
2024年3月29日 北京九中肖偉華特級教師工作室
開展以“心懷夢想·路致遠方”為主題的活動,全體工作室成員進行了三年發展規劃交流。