蛋白質(zhì)工程課程理論與實驗教學(xué)改革的實踐與啟示

申慧芳，蘇良辰

摘要：蛋白質(zhì)工程是一門新興的技術(shù)領(lǐng)域，由于學(xué)科和方向的側(cè)重點不同，我校學(xué)生的學(xué)習(xí)始終存在一定的困難。本文作者通過近兩年在遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū)開展的教學(xué)改革，進(jìn)行了一些嘗試，并取得了一定的成效，使該課程安排能更好地適應(yīng)醫(yī)學(xué)院校生物工程專業(yè)本科教學(xué)的需要。

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)工程；理論；實驗；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2014）14-0029-02

蛋白質(zhì)工程是隨著生物化學(xué)、分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、晶體學(xué)和計算機(jī)等技術(shù)的迅猛發(fā)展而誕生的，也與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)等的發(fā)展密切相關(guān)，是融合了蛋白質(zhì)晶體學(xué)、蛋白質(zhì)動力學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)和計算機(jī)輔助設(shè)計等多學(xué)科而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域，它一出現(xiàn)其廣闊的應(yīng)用前景就受到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。自從開設(shè)本門課程以來，遵義醫(yī)學(xué)院生物工程教研室就蛋白質(zhì)工程理論與實驗課程教學(xué)進(jìn)行了一系列的改革。

一、原蛋白質(zhì)工程課程設(shè)置

由于蛋白質(zhì)工程課程成立較晚以及其本身與酶工程的發(fā)展存在著密切的聯(lián)系等原因，遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū)一開始把蛋白質(zhì)工程和酶工程融為一體，列為《蛋白質(zhì)工程與酶工程》課程，共計118學(xué)時，其中，理論66學(xué)時，實驗52學(xué)時。經(jīng)多年教師課堂觀察總結(jié)以及課后學(xué)生調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這種課程安排不能使學(xué)生很好地接受掌握蛋白質(zhì)工程的理論與實踐。

二、蛋白質(zhì)工程課程改革

為了使蛋白質(zhì)工程課程教學(xué)更好地適應(yīng)時代的發(fā)展，我校進(jìn)行了相應(yīng)的理論課與實驗課教學(xué)改革，突出教學(xué)目標(biāo)，同時，使教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段更加科學(xué)合理，便于學(xué)生更好地接受掌握，提高教學(xué)效果。

1.蛋白質(zhì)工程理論課程設(shè)置。蛋白質(zhì)工程是通過物理、化學(xué)、生物和基因重組等技術(shù)改造蛋白質(zhì)或設(shè)計合成具有特定功能的新蛋白質(zhì)。而酶工程則是酶的生產(chǎn)與應(yīng)用的技術(shù)過程。兩者之間雖有緊密的聯(lián)系，但側(cè)重點不同。當(dāng)然隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，經(jīng)蛋白質(zhì)改造或全新合成的蛋白質(zhì)，會應(yīng)用到酶工程，但籠統(tǒng)地將兩者合二為一的作法，在教學(xué)工作中已經(jīng)顯示出其不合理性。因此，鑒于蛋白質(zhì)工程與酶工程本身的差別，以及教學(xué)內(nèi)容與側(cè)重點不同，特將《蛋白質(zhì)工程》作為一門獨立的學(xué)科（36學(xué)時）向生物工程專業(yè)的本科生傳授。

2.蛋白質(zhì)工程課程教材的選擇。教學(xué)工作中，教材的選擇至關(guān)重要。由于蛋白質(zhì)工程是一門新興的課程，并且發(fā)展速度很快，與其他科目相比，存在可選擇范圍小，更新速度不夠快等問題。我校原蛋白質(zhì)工程教材選用王大成主編的《蛋白質(zhì)工程（化學(xué)工業(yè)出版社，2002年出版）》，該教材出版早，內(nèi)容簡潔，對前沿技術(shù)講解比較少，改革后的教材選用汪世華教授主編的《蛋白質(zhì)工程（科學(xué)出版社，2008年出版）》，該教材知識覆蓋面較廣、內(nèi)容難度適中，比較適合于本科生教學(xué)使用。但就本門課程的教材而言，加強(qiáng)教材建設(shè)迫在眉睫。

3.蛋白質(zhì)工程實驗課程設(shè)置。長期以來，我們一直將蛋白質(zhì)工程與酶工程的實驗放在一起，多設(shè)計為驗證型實驗。限制了學(xué)生的自主性與創(chuàng)造性，鑒于此種情況以及蛋白質(zhì)工程實驗課本身的特點和要求，我們把蛋白質(zhì)工程的實驗設(shè)立為一個綜合性實驗，時間為1周（28學(xué)時），緊跟在理論課之后進(jìn)行。為了保證實驗課程教學(xué)質(zhì)量，特別進(jìn)行蛋白質(zhì)工程專業(yè)實驗室建設(shè)，進(jìn)行儀器設(shè)備的添置及規(guī)范化管理，保證所開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗的效果。

4.開展形成性評價，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。在蛋白質(zhì)工程教學(xué)改革的實踐中，我們充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，通過課堂內(nèi)外教學(xué)相結(jié)合的方式，增加授課老師和學(xué)生之間的互動，積極了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，對專業(yè)知識的自我要求以及所希望的主講老師的授課重點，對學(xué)生的反饋積極回應(yīng)，調(diào)整授課策略，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，矯正部分同學(xué)學(xué)習(xí)的盲區(qū)。在授課中，根據(jù)教學(xué)進(jìn)程的安排，盡可能地向同學(xué)們介紹蛋白質(zhì)工程研究的最新進(jìn)展和研究趨勢，并積極向同學(xué)們闡述本校相關(guān)學(xué)科的研究方向和學(xué)科優(yōu)勢，開闊同學(xué)的學(xué)習(xí)視野，鼓勵同學(xué)主動學(xué)習(xí)。鼓勵學(xué)生參與授課，蛋白質(zhì)工程課程授課對象是三年級的學(xué)生，經(jīng)過大一大二的學(xué)習(xí)與積累，他們已經(jīng)掌握了很好的學(xué)習(xí)方法，具有很好的主動學(xué)習(xí)能力。因此通過內(nèi)容選擇，安排學(xué)生分組，制作多媒體課件進(jìn)行授課，教師總結(jié)，開展課堂討論等，課堂氣氛活潑，大家積極發(fā)言，進(jìn)行討論，取得了良好的教學(xué)效果。在理論授課中，增加由學(xué)生自主選擇感興趣的專題環(huán)節(jié)。獨立完成專題論文的撰寫。在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)以學(xué)生為主、老師為輔的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，同時可以極大地拓寬學(xué)生對有關(guān)蛋白質(zhì)工程技術(shù)與應(yīng)用等專業(yè)知識的理解和掌握，把握蛋白質(zhì)工程在生物技術(shù)領(lǐng)域的動態(tài)發(fā)展，拓寬學(xué)習(xí)的知識面。

5.合理利用多媒體教學(xué)。充分利用多媒體教學(xué)，可以使有限的課堂教學(xué)時間與豐富的教學(xué)內(nèi)容相統(tǒng)一，擴(kuò)大了教學(xué)內(nèi)容的信息量，圖文并茂、形象逼真地展示了所教授的知識點。但筆者在教學(xué)實踐中也注意到，整堂課都采用多媒體效果并不好，而將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)適當(dāng)結(jié)合效果會好很多。如在教學(xué)中對于概念、原理等，加強(qiáng)語言描述，結(jié)合適當(dāng)板書，有助于學(xué)生從整體上把握課堂的知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)重點。

6.探索雙語教學(xué)模式。蛋白質(zhì)工程作為一門綜合性交叉型學(xué)科，融合了多門學(xué)科的發(fā)展成果，要想充分理解掌握教材中相關(guān)的知識，課本上的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，學(xué)生必須具備一定的專業(yè)英語閱讀能力。筆者嘗試在課堂上對一些專業(yè)詞匯、知識點進(jìn)行雙語教學(xué)，雖然目前尚處于探索階段，但經(jīng)過兩年的實踐，很多同學(xué)反映常用專業(yè)詞匯量有了增加，對相關(guān)文獻(xiàn)的理解力有了提高。

7.實踐教學(xué)安排。蛋白質(zhì)工程是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，近年來，教研室不斷進(jìn)行實驗平臺建設(shè)，從蛋白質(zhì)表達(dá)、提取、純化、鑒定以及定性定量分析等方面，學(xué)生們都可以自主設(shè)計實驗方案，對不同實驗結(jié)果進(jìn)行比較分析。當(dāng)然，前期的條件是學(xué)生必須先熟練掌握本學(xué)科基本的實驗技能，熟悉相關(guān)的儀器設(shè)備和注意事項等。具體來講，學(xué)生只有熟練掌握無菌操作、菌體培養(yǎng)、誘導(dǎo)表達(dá)，蛋白純化、SDS-PAGE及WesternBlot等基本的實驗技能，才可以參加開放性實驗。我們實驗室盡可能地為學(xué)生提供一個自主創(chuàng)新的空間和平臺，這樣既可以加深學(xué)生對方法的學(xué)習(xí)，還鍛煉了學(xué)生獨立科研工作的能力。

8.建立完善的課程考核標(biāo)準(zhǔn)。提高教學(xué)效果，加強(qiáng)能力培養(yǎng)，除了教學(xué)內(nèi)容與方法的改革，更離不開考核內(nèi)容與考核形式的改進(jìn)。在蛋白質(zhì)工程課程考核中，我們將課堂表現(xiàn)、專題論文的寫作、實驗操作動手能力、綜合性設(shè)計作業(yè)按一定的比例納入最終的蛋白質(zhì)工程課程的總成績。在閉卷筆試環(huán)節(jié)中，增加設(shè)計型考題，考察學(xué)生對知識點綜合運用的能力，從而提高學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)工作中能具備綜合分析問題、解決問題的能力。

課程教學(xué)是一項系統(tǒng)工程，課程教學(xué)的改革是教學(xué)研究永恒的主題，如何提高教學(xué)質(zhì)量，鼓勵創(chuàng)新精神，培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展的合格人才是老師永無止境的目標(biāo)。兩年來的教學(xué)實踐活動證明，蛋白質(zhì)工程課程改革取得了較好的效果，開拓了同學(xué)的學(xué)習(xí)視野，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了學(xué)生對科研問題的關(guān)注及探索，提高了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。但這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在蛋白質(zhì)工程教學(xué)改革體系中仍需不斷探索、大膽實踐、積累經(jīng)驗，總結(jié)出一套適用于生物工程專業(yè)學(xué)生的教學(xué)模式，為專業(yè)人才的培養(yǎng)作出積極的努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪世華.蛋白質(zhì)工程[M].北京：科學(xué)出版社.2008：1-8.

[2]王大成.蛋白質(zhì)工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002：1-9.