蛋白质的分子设计说课

2013-08-15李晓飞张景亚李朋伟

卫生职业教育 2013年1期

仝艳，李晓飞，张景亚，李朋伟

（河南中医学院药学院，河南郑州 450008）

1 说教材

蛋白质的分子设计是化学工业出版社出版，陶兴无主编的《生物工程概论》[1]第五章第四节的内容，是蛋白质工程课程的重要内容之一，在教学中起着承前启后的作用。一方面，这是在学习了第三节内容的基础上，对蛋白质工程主要研究内容的进一步深入和拓展；另一方面，又为学习蛋白质分子改造等知识奠定了基础。

2 说学情

生物工程概论课程是我校中药专升本学生的必修课。中药专升本班学生来源较复杂，学生的生化知识基础不同，给教学带来一定的困难，但是专升本学生普遍学习热情很高，这又是一个非常有利的条件，所以在教学中要充分利用这些特点。一方面及时与学生沟通，在课堂上补充相关基础知识；另一方面在讲课时，运用直观生动的教学手段引发学生兴趣。此外，要有目的地进行课堂互动，让学生回答问题并提出问题，充分调动学生学习的积极性。

3 说教学目标

结合教学大纲和本次课内容的特点，笔者制定了本节课的教学目标。包括知识目标、能力目标和情感目标3 方面。

3.1 知识目标

（1）了解蛋白质分子设计的基本概念和蛋白质分子设计的现状；（2）熟悉蛋白质的结构和功能；（3）理解、掌握蛋白质分子设计的原理、程序和种类。

3.2 能力目标

（1）初步掌握蛋白质分子设计的基本方法；（2）学会获取和显示蛋白质的三维结构；（3）培养理解能力和空间想象能力。

3.3 情感目标

通过合作交流，教师引导，使学生养成积极思考、独立思考的习惯，同时培养学生的团队合作精神。

4 说教学重点、难点

根据本节课的教学目标和教学大纲要求，确定本节课的重点：蛋白质分子设计的原理、流程，蛋白质的结构与功能。由于学生生化知识基础薄弱，蛋白质结构复杂抽象，将本节课的难点确定为：蛋白质结构与功能。

5 说教法、学法

5.1 说教法

“授人以鱼不如授人以渔。”学生是学习的主体，教师是学习的组织者，教学的一切活动都必须以强调学生的主动性、积极性为出发点。根据这一教学理念，结合本节课内容的特点和学生的年龄特征，采用多媒体和板书结合教学法、类比教学法、讨论式教学法、讲演练结合教学法以及实例教学法，以独立思考和相互交流的形式，让学生在教师的指导下提出问题、解决问题。

（1）多媒体和板书结合教学法：多媒体展示图片、动画、模型，板书突出教学重点、难点。

（2）类比教学法：可以将蛋白质的分子设计和服装设计、建筑设计进行类比讲解；可以把蛋白质的全新设计比喻为建筑房屋，小改比喻为住在房屋里，中改比喻为房屋装饰。

（3）讲演练结合教学法：教师边讲解边演示、学生边练习的方法。蛋白质具有三维结构，在平面很难表示清楚，因此最好通过图形软件观察其分子图像。本节课采用图形软件展示各种氨基酸残基，蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构、四级结构以及蛋白质改造部位。

（4）讨论式教学法：在课堂上，有目的地提出问题，让学生独立思考，分组讨论，进而解决问题。例如，提出问题：①螺旋是蛋白质的二级结构吗？②在进行蛋白质分子设计的时候，如何获得初始蛋白质的三维结构？

（5）实例教学法：用形象的实例，把本节课内容融会贯通，使学生形成一个完整的知识体系，并初步具备解决实际问题的能力。如根据蛋白质工程的3 类内容，即小改、中改和大改，分别举例说明蛋白质分子设计的原理和过程。

5.2 说学法

（1）在启发式教学的基础上，学生进行独立思考和相互交流，发现、分析、解决问题并提出问题。

（2）要求学生做好课前预习和课后复习，把握知识脉络，将新旧知识融合吸收。避免陷入“只见树木，不见森林”[2]的误区。

6 说教学过程

教学过程是教师引导学生进行学习活动的过程，是教师和学生互动的过程，是师生共同发展的过程。为有序、有效地进行教学，本节课主要安排以下教学环节。

6.1 温故知新，导入新课

复习蛋白质工程的研究内容和程序部分的知识；利用图片和动画引出蛋白质工程的主要研究内容之一——蛋白质分子设计。使学生对蛋白质分子设计有一个简要的了解，同时激发起学生的好奇心——蛋白质分子设计是什么？它是怎么进行的？学生产生了浓厚的学习兴趣，学习积极性也会高涨。

6.2 创设情境，提出问题

采用适当的教具，提出几个问题，从而激发学生的学习兴趣和求知欲望。

例如，课前在蛋白质晶体数据库中下载胰岛素的三维结构，使用大分子动力学图形软件VMD，显示胰岛素的三维结构，提出问题：（1）如何获取蛋白质分子的结构。（2）胰岛素的二级结构有哪些？什么是蛋白质的一级、二级、三级、四级结构？（3）如何对天然胰岛素进行改造，提高其生物活性。（4）蛋白质结构与功能关系的研究在蛋白质分子设计中的地位。

6.3 讨论问题，回答问题

学生按照教师创设的情境，通过观察分析、独立思考、小组交流等活动进行归纳总结。例如，回答问题“什么是蛋白质的一级、二级、三级、四级结构？”学生解答之后，教师用一个蛋白质折叠的动画进行演示，边播放动画边讲解。可能有的学生会在深入思考后提出问题：“蛋白质的一级、二级、三级、四级结构之间有什么关系呢？”教师可以把蛋白质折叠过程的动画重新播放一遍，并给学生详细讲解蛋白质由一级结构到高级结构的转化过程。