微課在生物化學(xué)蛋白質(zhì)合成章節(jié)中的設(shè)計和應(yīng)用

吳震洋 余勤艷 李艷情

摘要? ? 本文結(jié)合生物化學(xué)的學(xué)科特性，簡要介紹微課在蛋白質(zhì)合成這一知識點教學(xué)中的應(yīng)用，以期為微課在生物化學(xué)教學(xué)中的輔助應(yīng)用提供幫助。

關(guān)鍵詞? ? 微課設(shè)計;蛋白質(zhì)合成;生物化學(xué)

中圖分類號? ? G642.4? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）21-0251-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Abstract? ? Combined with the characteristics of biochemistry course，this paper briefly introduced the application of micro-course in the knowl-edge point teaching of protein synthesis，in order to provide assistance for the auxiliary application of micro-course in biochemistry teaching.

Key words? ? micro-course design;protein synthesis;biochemistry

微課是指按照新課程標(biāo)準及教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對某個教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動的各種教學(xué)資源有機組合。微課將某一個重點或難點有針對性地錄制成10 min左右的視頻，作為學(xué)生的輔助性學(xué)習(xí)，可較大地提高學(xué)生對某個知識點的理解和掌握程度[1]。生物化學(xué)知識點繁雜、交叉性又強、重難點不易把握，而微課可利用自身短小精悍、目標(biāo)明確的特點，將眾多知識點分解，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以視頻為載體進行精心設(shè)計和制作，達到學(xué)生可利用碎片化時間進行學(xué)習(xí)的目的[2]。生物化學(xué)是許多學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時涉及到農(nóng)業(yè)科學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的交叉融合。由于生物化學(xué)課程重、難點較多、概念龐雜，較難構(gòu)建課程體系的連貫性，因而生物化學(xué)課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中的講授具有一定的難度，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中積極性不高，難以跟上教學(xué)節(jié)奏。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體的快速發(fā)展，微課在各個課程教學(xué)中的應(yīng)用已十分普遍。本文以蛋白質(zhì)合成知識點為例，淺談微課的設(shè)計與制作，探討微課在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

1? ? 蛋白質(zhì)合成章節(jié)內(nèi)容簡介

蛋白質(zhì)合成這一章節(jié)主要講授蛋白質(zhì)的合成體系、蛋白質(zhì)合成的過程、蛋白質(zhì)合成過程中能量的消耗以及蛋白質(zhì)合成后的加工等知識點。其中，氨基酸的活化、活化氨基酸的轉(zhuǎn)運是本章節(jié)的重點和難點。雖然蛋白質(zhì)的合成在遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)等專業(yè)課程中都有體現(xiàn)，但側(cè)重點不同。遺傳學(xué)等課程在宏觀水平重點說明蛋白質(zhì)合成過程，即以mRNA為模板，tRNA上的反密碼子和mRNA上的密碼子通過堿基互補配對結(jié)合，從而攜帶氨基酸合成蛋白質(zhì)。但是，tRNA如何攜帶氨基酸、肽鏈如何起始和延長等問題仍不清晰。生物化學(xué)課程的教學(xué)主要著重介紹在蛋白質(zhì)合成過程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及生物大分子間某些基團的相互作用和反應(yīng)機理，從分子水平上解釋蛋白質(zhì)合成的具體過程及在這個過程中所發(fā)生的能量代謝。因此，生物化學(xué)的學(xué)習(xí)能使學(xué)生更好地掌握蛋白質(zhì)合成的機理，并為學(xué)習(xí)分子生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科奠定基礎(chǔ)。

2? ? 微課的設(shè)計

微課設(shè)計就是利用有限的時間將教學(xué)環(huán)節(jié)中某一知識點、專題、實驗活動作為選題，針對教學(xué)中的常見、典型、有代表性的問題或內(nèi)容進行設(shè)計[3]，選題盡量“小而精”，具備獨立性、示范性、代表性，應(yīng)針對教學(xué)過程中的重點、難點等問題進行精心組織。

2.1? ? 以情景教學(xué)法進行導(dǎo)入

首先創(chuàng)造一個情景，將學(xué)生拉入到設(shè)計好的情景當(dāng)中，引起學(xué)生的興趣，并提出在此情境下的相關(guān)問題，啟發(fā)學(xué)生進行思考[4]。這個問題的思考要與學(xué)生現(xiàn)有的知識體系有一定差距，以引發(fā)學(xué)生心理上產(chǎn)生一個認知沖突，從而激發(fā)學(xué)生對知識的探索欲[5]。在蛋白質(zhì)合成這一章節(jié)中，以一個DNA轉(zhuǎn)錄及翻譯的三維動畫作為開始，首先幫助學(xué)生回顧上節(jié)課內(nèi)容的概要，同時借助這個動畫拋出問題，即tRNA如何攜帶氨基酸，引發(fā)學(xué)生的認知沖突。該動畫起到一個承上啟下的作用，引導(dǎo)學(xué)生主動參與課堂。

2.2? ? 層層設(shè)問引導(dǎo)，逐步遞進講解

在學(xué)生思考tRNA如何攜帶氨基酸時，引導(dǎo)并提出一個新的概念，即氨基酸的活化。氨基酸為什么要活化？氨基酸活化過程中哪些基團參與了化學(xué)反應(yīng)？反應(yīng)機理是什么？教師在設(shè)計問題時，要判斷所設(shè)計的問題和學(xué)生的預(yù)期回答能否達到設(shè)問的最佳效果，從而引導(dǎo)學(xué)生回顧前面所學(xué)內(nèi)容，建立新舊知識之間的聯(lián)系，使學(xué)生更加感性地認識到宏觀與微觀水平的內(nèi)在聯(lián)系，即氨基酸活化是為了獲取能量，活化過程中氨基酸的-COOH通過酸酐鍵與AMP上的5′-磷酸基相連接形成高能酸酐鍵，從而使氨基酸的羧基得到活化，氨酰-AMP本身很不穩(wěn)定，但與酶結(jié)合后就變得較為穩(wěn)定。此時，再進行設(shè)問，活化后的氨基酸如何和tRNA結(jié)合？提醒學(xué)生tRNA和氨基酸的結(jié)合部位為tRNA的3′端 CCA序列，可引導(dǎo)學(xué)生回答活化的氨基酸通過它的羧基與腺苷酸核糖的3′-羥基以酯鍵相連，形成氨酰-tRNA。此時，tRNA就攜帶上了氨基酸，進入到核糖體中進行肽鏈的合成。

2.3? ? 多媒體動畫效果演示，加強學(xué)生直觀理解

肽鏈合成的起始、延長與終止都在核糖體內(nèi)完成，原核生物的起始需要形成起始復(fù)合物、肽鏈的延長，包括進位、轉(zhuǎn)肽和移位3個步驟的循環(huán)，最終在釋放因子的作用下，使肽基轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)變?yōu)樗饷富钚裕筆部位（肽酰位）多肽鏈與tRNA之間的酯鍵水解，多肽鏈和空載的tRNA被釋放，核糖體進入下一輪蛋白質(zhì)合成。這一過程步驟繁多，學(xué)生理解相對困難。因此，微課制作中，借助多媒體中的動畫效果，制作精美的PPT來進行分步驟演示，即核糖體大小亞基是如何分離的？攜帶有第1個氨基酸的tRNA是如何進入核糖體P位的？第2個氨基酸如何進入A位（氨酰位）？核糖體如何在mRNA上滑動等。在實際教學(xué)活動中，多媒體技術(shù)可以實現(xiàn)并解決學(xué)生因為長期聽某位教師講課出現(xiàn)學(xué)習(xí)疲勞的情況，并且彌補了許多傳統(tǒng)教學(xué)方式的缺陷，將抽象的知識具體化，有助于學(xué)生理解[6]。

2.4? ? 總結(jié)知識點，加深印象

知識點講解完之后，再次拋出“如果合成一個100肽的多肽鏈，合成的整個過程中消耗了多少能量”的問題，讓學(xué)生再次思考，可使學(xué)生回顧整個蛋白質(zhì)的合成過程，加強學(xué)生的印象。同樣，以一段二維動畫展現(xiàn)蛋白質(zhì)合成的過程，在這個過程中運用準確的語言，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)歸納本節(jié)課的內(nèi)容，理清思路，準確得出結(jié)論。每個氨基酸活化需要消耗2分子ATP，肽鏈合成的起始需要消耗1分子GTP，每輪肽鏈的延長又需要消耗2分子GTP，肽鏈合成的終止不消耗能量，因而得出消耗399個ATP的結(jié)論（GTP折算成ATP）。由此可形成完整的知識結(jié)構(gòu)并鞏固知識點，加深學(xué)生對知識的理解，并使學(xué)生將所學(xué)的知識運用到實際當(dāng)中。

3? ? 教學(xué)反思

精心的教學(xué)設(shè)計是微課教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)。首先，選題要具有價值，圍繞選題設(shè)計，突出重點，注重實效[7]。其次，教學(xué)內(nèi)容嚴謹充實且理論聯(lián)系實際，教學(xué)組織與編排上符合學(xué)生的認知規(guī)律，同時注重突出學(xué)生的主體性以及教與學(xué)活動有機結(jié)合。最后，教學(xué)策略選擇正確，注重調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并根據(jù)教學(xué)需求選用靈活適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，使教學(xué)輔助效果達到預(yù)期。只有通過微課的實際應(yīng)用，最終才能檢驗微課是否完成設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，是否有效解決實際教學(xué)問題，是否促進學(xué)生思維能力提高。

4? ? 參考文獻

[1] 趙淑玲，梁昌鏞.微課在生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（2）：250.

[2] 金榮仲，陳穎，高進濤.微課在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)《生物氧化》教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)，2019，16（10）：152-153.

[3] 尹合棟.微課程的設(shè)計、開發(fā)與評價[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015，25（1）：46-52.

[4] 周琳，李子博，楊芳慧，等.基于小組的學(xué)習(xí)結(jié)合情景模擬教學(xué)法在臨床生物化學(xué)檢驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].檢驗醫(yī)學(xué)與臨床，2019，16（10）：1451-1454.

[5] 毛新華，嚴曉松.引發(fā)認知沖突發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維[J].生物學(xué)教學(xué)，2019，44（5）：21-23.

[6] 吳海峰.多媒體動畫設(shè)計在科學(xué)演示中的應(yīng)用與探析[J].數(shù)字通信世界，2018（8）：202.

[7] 林鳳如.微課的設(shè)計與應(yīng)用研究[J].教育與裝備研究，2019，35（6）：79-84.