閆榮玲　李常健　廖　陽袁志輝

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《RNA的結構》微課教學設計

閆榮玲李常健廖陽*袁志輝

（湖南科技學院 化學與生物工程學院，湖南 永州 425199）

互聯(lián)網(wǎng)的快速普及以及教育技術的飛速發(fā)展，使“微課”成為普通高校開展課程教學改革與課程平臺建設的重要途徑并表現(xiàn)出強大生命力?！禦NA的結構》是生物類專業(yè)基礎課《生物化學》的重要知識點，結合“微課”的特點和教學目標，我們從教學背景、教學目標與重難點、過程設計等幾個方面對《RNA的結構》進行了專門的教學設計，體現(xiàn)出授課教師的教學理念及教學特色，且基于教學設計錄制了“微課”視頻，學生反映良好。

微課；RNA結構；教學設計；三葉草結構

以視頻為主要載體記錄教師圍繞某個知識點或教學環(huán)節(jié)開展的簡短、完整教學活動即“微課”[1, 2]?！拔⒄n”通過網(wǎng)絡傳播，且表現(xiàn)出精短、公開、共享、易懂、形式多樣、適合自主學習等特點[3, 4]。上述特征正好契合了普通高校課堂教學改革以及課程平臺建設的需要，且在互聯(lián)網(wǎng)的快速普及以及教育技術飛速發(fā)展等因素影響下表現(xiàn)出了強大生命力和滲透力[5-7]。

《生物化學》作為生物學及相關專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，學習效果的好壞影響著后續(xù)課程的學習[8, 9]。多年的課堂教學實踐告訴我們，僅依靠傳統(tǒng)的課堂教學模式（即使借助現(xiàn)代化多媒體等教學手段的輔助），很難收獲較佳的教學效果，開展課程教學形式、方法、手段的改革與創(chuàng)新是教師急需思考與實踐的迫切問題，研討式教學、微課資源建設與應用等是適合生物化學這門課程的有效途徑[10]。微課資源建設及其應用是我們教學團隊未來一段時期進行生物化學課程建設的重要內容。當然，要構建好微課資源庫，做好各知識點的前期教學設計尤為重要，其體現(xiàn)了教師的教學思想、教學理念、設計思路以及教學特色，因此好的教學設計才能使“微課”具有靈魂。本文為生物化學其中一個知識節(jié)段即《RNA的結構》的“微課”教學設計，包括教學背景、教學目標與重難點、過程設計幾個方面，我們基于它完成授課及視頻錄制。

1　教學背景

RNA是細胞內的重要遺傳物質，通過生物化學課程的學習需要掌握其結構、性質、組成、功能，因此，RNA結構是其中一個重要知識點。由于RNA是生物大分子，且鏈內可能存在局部配對的區(qū)域，因此可能在鏈狀分子基礎上通過盤繞折疊形成更高級結構。全面了解與掌握RNA的各級結構對理解后續(xù)相關章節(jié)如遺傳信息的傳遞等有重要意義。

2　教學目標與重難點

通過本節(jié)內容的學習，同學們應了解RNA存在形式，掌握RNA的各級結構特征，并拓展RNA結構相關前沿性研究成果。RNA二級、三級結構特征是學習的重點，其中RNA的二級結構也是學習的難點。

3　教學理念

（1）“生物化學就在你我的身邊”——聯(lián)系實際使同學們意識到課程知識與我們的生活、身體密切相關，生物化學課程的學習可幫助我們更好地認識和解讀生命。

（2）“學生是課堂的主體”——通過討論及引導性問答使學生成為課堂主體，注重學生批判性思維、創(chuàng)新能力與專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

4　教學方法

本次授課主要借助多媒體的輔助采用講授法進行演示講解，講解過程注意各部分內容之間的邏輯銜接；對于RNA的二級結構，通過課前教師親手制作的模型采用實物演示法；另外，在授課的最后節(jié)段，引入學科最新研究進展即環(huán)狀RNA（cRNA）及其應用前景拓展學生視野，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，激發(fā)學生對前沿研究的求知欲與學習熱情。

5　過程設計

整個教學過程共包括6個部分，分別是：新課引入、RNA一級結構、RNA二級結構、RNA三級結構、cRNA前沿拓展、內容小結。教學時長總計8 min，各環(huán)節(jié)具體設計及時間分配如下（注：◆為教學重點，★為教學難點，▲為拓展部分）。

5.1新課引入（1 min）

以長期困擾生物化學界“先有DNA還是先有蛋白質”這一難題為切入口，迅速抓住學生注意力，并指出它們二者均未能成為爭論的贏家，因為研究發(fā)現(xiàn)，最先出現(xiàn)的其實可能是RNA。此時，同學們對RNA這個奇妙的分子充滿了好奇，希望揭開其神秘的面紗，本次課就從RNA結構這個角度來認識它。

設計思想與意圖：以學術爭論為切入口引入本次課的主題，迅速抓住學生的注意力并激發(fā)學生求知欲。

5.2 RNA一級結構(1 min)

（1）定義。RNA鏈中核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序。

（2）存在形式。單鏈或雙鏈兩種形式。

圖1. RNA的存在形式

設計思想與意圖：通過學習使同學們了解到RNA分子結構的第一個層次，并以問答形式引導學生思考與意識到RNA在細胞或病毒中存在兩種不同形式。

5.3 RNA二級結構（◆★，3 min）

（1）定義。一級結構基礎上，RNA形成的整條鏈或鏈內局部雙螺旋結構。

（2）維系力。氫鍵維系。

（3）存在形式。雙鏈：雙螺旋；單鏈：局部配對，形成局部雙螺旋以及突起或環(huán)（未配對區(qū)段）

圖2. 雙鏈與單鏈RNA所形成的雙螺旋或各類莖-環(huán)結構

（4）舉例。以tRNA為例闡述單鏈RNA局部配對形成的典型的莖環(huán)型二級結構。

圖3. tRNA“三葉草”結構模型

設計思想與意圖：以tRNA為實例，結合實物與多媒體演示使同學們掌握基于一級結構，RNA如何形成更高級的二級結構。

5.4 RNA三級結構（◆，1.5 min）

（1）定義。在二級結構基礎上，RNA分子進一步折疊、盤繞形成的涵蓋所有原子、基團在內的空間結構。

（2）維系力。氫鍵、離子鍵、范德華力、疏水作用力

（3）舉例。以tRNA為例闡述RNA如何由二級結構完成向三級結構的轉化。

圖4. tRNA倒L三級結構及其與二級結構的對比

設計思想與意圖：仍以tRNA為實例，結合實物與多媒體演示使同學們掌握基于二級結構，RNA如何形成更高級的三級結構。

5.5前沿拓展（▲，1 min）

（1）發(fā)現(xiàn)。一些非編碼RNA將末端連接起來形成環(huán)形結構，被命名為環(huán)狀RNA。其可與細胞內miRNA配對結合，解除miRNA對基因表達的抑制作用從而增加表達水平，因此在基因表達調控中發(fā)揮了重要作用。

圖5. 環(huán)狀RNA及其功能

（2）影響。人們發(fā)現(xiàn)了新的RNA結構存在形式，人們對RNA結構的認識需修訂。

（3）文獻。Nature , 27 February 2013 | doi:10.1038/nature 11993。Nature, 27 February 2013 | doi:10.1038/nature11928。

設計思想與意圖：把學科最新研究動態(tài)引入課堂，并提問引導學生自主思考，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識與拓展學生視野，激發(fā)學生對前沿研究的求知欲與學習熱情。

5.6 小結(0.5 min)

（1）RNA是一種重要的遺傳物質，存在于所有細胞以及部分病毒體內。

（2）RNA通過堿基配對形成雙螺旋或局部雙螺旋的二級結構，并在此基礎上進一步盤繞折疊成三級結構。

（3）RNA可能在細胞中發(fā)揮許多我們還不知曉的特殊功能，有待我們進一步探索。

設計思想與意圖：通過師生互動進行本次課的課堂小結，使學生再次明確本次內容的重難點，并再次強化和構建清晰的知識結構。

6　本文小結

課堂授課是一次性的，課時的限制使教師對于某一知識點的講授不太可能多次重復，“微課”可以很好地解決這一問題，同學們可以重復播放和觀看教師基于精心教學設計而錄制的“微課”視頻。隨著移動終端的普及、網(wǎng)絡帶寬的增加、教育技術的進步將使“微課”越來越受到人們的關注與喜愛，對今后人們的學習方式與途徑將產(chǎn)生深刻的影響[12, 13]?！禦NA的結構》“微課”教學設計通過多種不同的教學方法，教師自己制作的教具，有意思的學術爭論引入，教學過程中的師生互動，學科前沿動態(tài)的拓展等收獲了很好的教學效果。以此教學設計為腳本錄制的“微課”視頻獲得了湖南省第二屆“微課”大賽二等獎。在今后的教學中，團隊將繼續(xù)根據(jù)各章節(jié)知識點的特征，選擇部分節(jié)段進行“微課”教學設計以及“微課”視頻資源庫的構建。

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[2]林鵬.微課的概念辨析與意義探究[J].高教論壇,2014,(6):22-25.

[3]張麗萍,楊建雄.生物化學簡明教程[M].北京:高等教育出版社,2009,141-149.

[4]袁志輝,黃光文,李常健.框架式教學法在生物化學課程教學中的應用[J].安徽農業(yè)科學,2011,(21):13246-13248.

[5]胡鐵生.微課區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究,2011,(10): 61-65.

[6]吳嬋.關于微課對優(yōu)化高校教學效果的思考[J].科教導刊,2013,(10):17-18.

[7]夏仲文.利用微課程促進學科教學的應用研究與反思[J].中國信息技術教育,2012,(11):13-14.

[8]廖陽,閆榮玲,李常健,等.《生物化學》重要章節(jié)——《糖酵解》課堂教學體會與思考[J].生物學雜志,2014,(12):110-112.

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(責任編校：何俊華)

2017－03－28

湖南省教育廳教改課題（湘教通〔2016〕400 號）；“生物工程”湖南省普通高?！笆濉睂I(yè)綜合改革試點項目（湘教通〔2016〕276號）；湖南科技學院研討式課程建設項目。

閆榮玲（1982－），女，講師，研究方向為生物化學教學。

廖陽，副教授，生物技術系主任。

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