《普通高中生物学课程标准2017年版2020年修订》明确指出：高中生物学课程是科学领域的重要课程之一，是以提高学生生物学科核心素养为宗旨的学科课程，在设计和实施本课程的过程中，需要从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养[1]。在教学中，对学生生物核心素养的培养，要从多方面入手，共同作用下才能让学生的能力得到综合发展。如“课程内容适当进行生命观念引导”、“加强科学思维训练培养学生探究精神”[2]。其中，“科学思维”包含能够基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题[1]。
模型是人们按照特定的科学研究目的， 在一定的假设条件下，再现原型客体某种本质特征（如结构特性、功能、关系、过程等）的物质形式或思维形式的类似物[3],建模是一种非常重要的科学思维，也是认清事物的科学方法，结合到生物教学中，亦能够帮助学生全面分析、深入理解相关知识，能够使学生形成简约严密、化整为零的问题分析能力，将抽象的问题具体化[4]。高中生物中涉及到的模型一般分为三类：物理模型，概念模型及数学模型。
“生命活动的主要承担者——蛋白质”这一节内容是“组成细胞的元素与化合物”中的核心知识，亦是体现“结构与功能观”的典型内容。在知识体系的横向延展方面，还涉及到之后学习的“载体”、“酶”、“本质为蛋白质的激素”、“抗体”及“蛋白质工程”等知识。若想让学生对这些知识的理解和应用能够融会贯通，就需要学生掌握“氨基酸结构特点及种类”、“脱水缩合”、的重点及“蛋白质相关计算”、“蛋白质结构多样性的原因”、“链状肽与环肽在相关计算上的区别”的难点，并能活用“结构与功能相对应”的观点。
恰巧的是上述重难点内容多以物理模型在教材中展现，可通过类比模型的方法突破。类比模型就是基于相似属性，用熟悉的事物类比和表征不熟悉的事物，通过类比模型，有助于新事物的学习，并能激发学习兴趣，加深学习者对科学知识的理解［5］.。结合这两点将纸面上的图型转变为具体的实物模型，通过探究活动的设计，问题的引导，让学生主动参与到课堂中，直观的去观察类比模型、实践建模、推理总结，深刻的走进到模拟的微观世界，更为深刻的掌握相关重难点。
利用实物模型，设计5个探究活动，依次突破相关重难点。实物模型分为两种，纸质模型及球棍模型：纸质模型（图1-图4），保证前后两桌四人人手一个；球棍模型（图6）。
探究活动一：突破重点1——氨基酸的结构特点及种类
规则：前后4人一组，观察彼此氨基酸模型，分析并归纳它们的相同之处与不同之处。(提示：化整为零)。
图1 甘氨酸 图2 缬氨酸
图3 丙氨酸 图4 亮氨酸
后引导学生根据上述总结的内容自行建立氨基酸结构通式的模型（化零为整）。接着展示氨基酸的球棍模型：
图5 氨基酸通式 图6氨基酸球棍模型
通过转换氨基酸球棍模型的的方向，引导学生不仅掌握二维平面上的氨基酸结构通式，还能认识到四维立体的氨基酸的空间结构。
探究活动二：突破重点2——脱水缩合
规则：同桌2人一组，观看视频，用各自的氨基酸模型模拟P30图2-10。(注意变化的基团)
待大部分学生完成实践模拟后，引导学生总结操作步骤：
学生通过观看微课、实践模拟、总结步骤三遍学习后，深化脱水缩合的相关要点，根据步骤总结这个过程的名称，能真正的去理解何为脱水缩合，而非死记硬背。
探究活动三：突破难点1——蛋白质（链状）的相关计算
规则：
（1）以整组12人为单位，用手中氨基酸模型完成前2种情况后统计相关数据，完成下表并总结规律。
（2）用规律计算情况3，后用球棍模型模拟具体过程对数据加以验证。
情况1：同桌2人氨基酸脱水缩合成二肽共6条肽链；
情况2：前后两桌4人的氨基酸脱水缩合成四肽共3条肽链；
情况3：整组12人的氨基酸脱水缩合成1条十二肽。
待学生总结出如下数据：
后引导学生观察表格中的两组数据总结三大规律：
之后让学生根据总结的以上规律计算情况3并填表：
再之后用球棍模型模拟让学生对数据进行验证：
“⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕-⭕”
接着提问学生，观察手中氨基酸的R基是否存在氨基或羧基，让学生明白，氨基酸R基中可能存在氨基或羧基，因此之前规律计算的是氨基数/羧基数的最小值，再将之前的规律进行改进。
探究活动四：突破难点2——蛋白质的结构多样性的原因
规则：用球模拟“氨基酸”，棍子模拟“肽键”，利用球和棍构建多肽模型（参照P31 图2-12由氨基酸形成血红蛋白的示意图）：
（1）任选取三个小球构建三肽模型，大概有几种？
（2）不定数目选取同色小球构建多肽模型，大概有几种？
（3）完全一样的两条十肽最终的结构一定一样吗?
探究活动五：突破难点3——链状肽与环肽的在计算上的区别
规则：
（1）利用球棍模型构建一条链状十肽和一个环十肽（由十个氨基酸脱水缩合而成的环状的多肽），分别统计相关数据完成下表
（2）对比、总结环肽与链状肽在相关计算规律上的区别。
待学生完成数据后，投影链状肽计算规律，让学生完成环肽的计算规律。
最后进行引导，让学生明白相同数量的链状肽变环肽发生
的变化是头尾的氨基酸再发生一次脱水缩合，多形成了一个肽键，多脱去一个水分子，肽链数变为O，即可实现计算规律的转换。
效果评价：在每个探究活动后展示相关题检测，让学生将答案
写在纸上，对答案后学科组长对小组的完成情况进行了统计，
科代表进行汇总后上交，以便评价本节内容的教学效果。
本次应用模型与建模就“生命活动的主要的承担者——蛋白质”涉及到的核心概念[6]按重难点划分进行突破，采取以纸质模型为主的按“氨基酸结构特点及种类”→“脱水缩合”→“蛋白质‘链状’的相关计算”顺序突破，以球棍模型为辅的突破“蛋白质结构的多样性的原因”及“链状肽与环肽在计算上的区别”。学生在知识的形成及活动操作上都实现了递进性和连贯性，符合建构主义[7]，也提高了课堂效率。在问题的设计上体现探究性，期间穿插学生动手活动，让学生进行类比推理[8]，把握细节，找出知识之间的联系，能够培养学生的类比、建模及归纳总结等科学思维[9]。在讲授过程中按“功能”→“结构”→“功能”的思路引导生命观念“结构与功能观”[2]，为“蛋白质结构多样性与功能多样性相对应”做铺垫，也为之后“激素”、“酶”、“抗体”及“蛋白质工程”等内容打下基础，教学过程体现了对学生学科核心素养的培养，最后从效果评价上看，能较好突破“氨基酸结构特点”、“脱水缩合”、“蛋白质结构多样性的原因”及“蛋白质前两个计算规律”的重难点，在“生物体氨基酸的判断”、“R基的判断”及“蛋白质相对分子质量的计算”内容上，还需在之后的课上和习题中加强。
主要参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）.北 京：人民教育出版社,2020
[2] 谢蓓.如何在高中生物教学中培养学生核心素养[J].科学咨询(教育科研),2018(11):109.
[3] 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011 年版）.北 京：北京师范大学出版社,2012
[4] 俞青.生物建模在高中生物教学中的运用[J].西部素质教育,2018,4(12):230.
[5] 林霞,张锋.类比模型构建在高中生物学教学中的运用——以“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节为例[J].生物学通报,2017,52(05):37-39.
[6] 刘香梅.围绕核心概念的探究活动设计——以“生命活动的主要承担者——蛋白质”为例[J].中学生物教学,2013(Z1):87-89.
[7] 孔跃轩.“问题导学、模型构建、分组合作”的课堂教学模式初探——《生命活动的主要承担者——蛋白质》的课堂教学设计[J].课程教育研究,2018(39):161.
[8] 唐晓冰,石命根,刘改娥.细节决定成败——“生命活动的主要承担者——蛋白质”重、难点教学策略[J].中学生物教学,2010(10):43-45.
[9] 严家声.高中生物教学中对学生理性思维的培养分析[J].中国校外教育,2019(04):115-116.
