蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)教學(xué)探索與實踐

楊貞　盧德趙

隨著人類基因組圖譜繪制的完成，生命科學(xué)進(jìn)入了后基因組時代，因此，誕生了一門在蛋白質(zhì)水平上的新學(xué)科“蛋白質(zhì)組學(xué)”。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及用于蛋白質(zhì)鑒定和功能推測的生物信息學(xué)的不斷發(fā)展與完善，蛋白質(zhì)組學(xué)已成為鑒定疾病相關(guān)標(biāo)記和治療靶點的有效工具，并對生命科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響[1]。

為迎接更全面的生命科學(xué)的發(fā)展，提高生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要的能力，我們學(xué)院專門開設(shè)了針對生物科學(xué)專業(yè)的限選課程——蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)。本課程在介紹蛋白質(zhì)化學(xué)基本內(nèi)容的同時，兼顧學(xué)科發(fā)展動態(tài)，使學(xué)生掌握蛋白質(zhì)組學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)知識、主要研究方法和生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)組學(xué)及蛋白質(zhì)工程方面的應(yīng)用及典型的研究實例，力求增長生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識與技能，為完成畢業(yè)論文設(shè)計及今后從事生命科學(xué)相關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)。課程開課幾年來，筆者及同教研室課題組對蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，教學(xué)效果評價方式進(jìn)行了積極的實踐與探索。

一 教師本身要努力提高教學(xué)質(zhì)量

蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的授課對象是生物科學(xué)專業(yè)本科三年級的學(xué)生。該階段的學(xué)生面臨畢業(yè)論文設(shè)計及準(zhǔn)備考研兩大難題，對此，本課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是養(yǎng)成學(xué)生的科研思維，提高實驗設(shè)計水平，培養(yǎng)其動手能力。這就要求教師必須更新教育理念，改變以往理論課單向授課的方式，要認(rèn)識到此時的教學(xué)課程必須以學(xué)生為中心。因此，教師在精心準(zhǔn)備教案講義，認(rèn)真制作多媒體課件的同時，應(yīng)當(dāng)思索如何靈活地運用各種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生的興趣，并使學(xué)生參與到教學(xué)過程中來。提高教師自身的理論水平和科研能力，改革教師課堂教學(xué)方法和教學(xué)結(jié)構(gòu)，認(rèn)真研究學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律和學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性是提高教學(xué)質(zhì)量所必需的。在教學(xué)過程中，教師扎實的理論基礎(chǔ)、豐富的科研經(jīng)驗、熟練的實驗操作水平是引導(dǎo)教學(xué)成功的先決條件。

二 教學(xué)理念要轉(zhuǎn)變，教學(xué)方式要靈活

“以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向”這一理念近年來備受教師關(guān)注和學(xué)生歡迎[2]。這一理念強調(diào)由教師引導(dǎo)，確定教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生為中心和主導(dǎo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，主動收集整理資料，自主探究相關(guān)知識，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，最后由教師總結(jié)，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)真正交還給學(xué)生。這樣，教師與學(xué)生在發(fā)現(xiàn)分析解決問題的過程中，各自完成教學(xué)任務(wù)，效率和認(rèn)知度遠(yuǎn)超過以往單向的教授方式。

由于該門課程為限選課，選課學(xué)生維持在25～40人左右，因此，教師從備課開始就應(yīng)以靈活的方式與學(xué)生去溝通。在課堂上，我們在進(jìn)行多媒體教學(xué)的同時，增加與學(xué)生的互動，及時掌握學(xué)生的興趣點與理解程度，可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性。實踐證明，教師更新教學(xué)理念，提高教學(xué)質(zhì)量，對于端正學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生的積極性有著積極的作用。

生命科學(xué)是一門實踐性很強的科學(xué)，因此理論與實踐相結(jié)合是完成教學(xué)任務(wù)的必經(jīng)之路。因此，筆者根據(jù)課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的理論水平及興趣點，經(jīng)常開展各種課間討論，促進(jìn)學(xué)生深刻并靈活地掌握知識。筆者常采用以下方式：首先，生命科學(xué)是一門發(fā)展迅速的科學(xué)，與醫(yī)學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科有交叉，且與我們的生活生產(chǎn)密切相關(guān)。因此，靈活地舉例對于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得十分重要。例如，北京蛋白質(zhì)組學(xué)研究中心是我國蛋白質(zhì)組學(xué)國家重點實驗室，作為國際人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃實行總部，目前該中心已成功鑒定人類肝臟蛋白質(zhì)13000余種，并繪制了高可信度的肝臟蛋白質(zhì)互作圖譜，發(fā)現(xiàn)了58種潛在的肝臟疾病候選基因等。像常見的脂肪肝、肝炎病毒感染、肝癌癌變及轉(zhuǎn)移等標(biāo)志蛋白質(zhì)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，為今后肝臟相關(guān)疾病的預(yù)防及治療打下了堅實的基礎(chǔ)。通過這一舉例，既能夠增強學(xué)生對蛋白質(zhì)組學(xué)的認(rèn)可度，且因為該項目為我國自主研究項目，能夠為學(xué)生提供今后科研的方向，也能增強學(xué)生的科研信心。其次，安排學(xué)生參加教學(xué)實驗或科研實驗，引導(dǎo)學(xué)生有意識地學(xué)會科研思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力。例如，通過讓學(xué)生參與筆者主持或參與的科研課題，了解科研實驗的實施過程，在此過程中理解并掌握所學(xué)知識。再次，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計和科研設(shè)計，培養(yǎng)其科研能力。例如，讓學(xué)生根據(jù)需解決的科研問題和掌握的實驗方法等，指導(dǎo)其通過參考文獻(xiàn)等方法進(jìn)行初步的實驗設(shè)計及課題研究報告的撰寫。近年來，筆者已指導(dǎo)學(xué)生撰寫科研課題研究報告多項，并獲學(xué)校及學(xué)院立項，極大地提高了學(xué)生的信心和興趣。此外，為了提高課程的實用性，提高學(xué)生的動手能力和解決問題的能力，筆者所在學(xué)院開設(shè)了開放實驗課程，我們鼓勵學(xué)生主動地進(jìn)行實驗設(shè)計，習(xí)得相應(yīng)的實驗技能。

三 考核方式和教學(xué)效果評價方法要改進(jìn)

高校的選修課程普遍采用平時成績和期末成績綜合評價的方式進(jìn)行考核。以往的課程其平時成績部分通常以出勤率或者答題的方式為參考，對于評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并不適用，而期末成績僅憑一張理論考試試卷也難以評價學(xué)生的科研思維和能力。生命科學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，而蛋白質(zhì)組學(xué)的教學(xué)目的，是通過本課程培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。因此，在考核方式上，也應(yīng)當(dāng)實施多種考核方式，綜合評價學(xué)生能力?？荚嚪绞街饕善綍r成績、綜述寫作及期末理論考試成績組成。以探究式教學(xué)方法教學(xué)，重點在于靈活地考查學(xué)生運用理論知識探究科學(xué)問題的能力。因此，在平時，我們讓學(xué)生以小組或個人形式，自由地進(jìn)行發(fā)揮。如，進(jìn)行課題設(shè)計，討論實驗思路，撰寫研究論文，演講PPT及答辯等方式進(jìn)行評分，借此改變單獨理論考試的單一形式，建立更科學(xué)的多元化評價方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)。此外，綜述的寫作有助于學(xué)生形成對某一科研領(lǐng)域的綜合認(rèn)識，期末理論考試主要考核蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)概念和理論的掌握程度，同時結(jié)合實驗分析題也可以一定程度上了解學(xué)生對某些重要蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的掌握程度。

蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)這門課程作為生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的限選課程，在國內(nèi)院校開得并不多，該課程在我校已開設(shè)多年，以探究式的教學(xué)方式為主要教學(xué)方法受到了學(xué)生的歡迎和肯定。對于需要進(jìn)行畢業(yè)論文設(shè)計和今后即將進(jìn)入醫(yī)院或科研機構(gòu)的生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生來講，這門課程在一定程度上讓他們初步形成了科研思維，并且得到了一定的訓(xùn)練，對于今后進(jìn)入實驗室有著較好的鋪墊作用。此外，畢業(yè)論文設(shè)計的指導(dǎo)老師也普遍認(rèn)為學(xué)生具有一定的科研思維能力，知識較全面，因此也充分顯示了該課程教改的優(yōu)勢和效果。endprint

四 教師應(yīng)當(dāng)以身作則，培養(yǎng)學(xué)生求真的科學(xué)態(tài)度

偉大的教育家陶行知曾說：“千教萬教教人求真，千學(xué)萬學(xué)學(xué)做真人”?？蒲刑剿魇怯糜诎l(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的，在此過程中，需要對每次的實驗結(jié)果進(jìn)行多次論證，力求結(jié)果的真實及科學(xué)性。孔子云：“其身正，不令而行。其身不正，雖令不從?！币虼?，教師自身良好的教學(xué)態(tài)度和科研精神起到了楷模示范的作用。由于學(xué)生理論及實驗水平有限，在課外指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計或論文撰寫時，教師必須直接參與并監(jiān)督實驗的實施與完成，在此過程中，教師需要一絲不茍，嚴(yán)謹(jǐn)求真，堅韌不拔，同時，也應(yīng)嚴(yán)格要求學(xué)生在實驗前做好各項準(zhǔn)備工作，實驗過程中規(guī)范操作，對實驗結(jié)果進(jìn)行獨立思考和分析，杜絕造假及人為疏忽。

在處理與學(xué)生的關(guān)系時，一定要真誠平等，這一點十分重要。教師傳授知識，學(xué)生學(xué)習(xí)知識，師生關(guān)系融洽是完成教學(xué)任務(wù)的一項重要保證。教師如能自律，一絲不茍，真誠平等地對待每一位學(xué)生，那么學(xué)生也會以真誠的態(tài)度對待課程，如此才會有良性循環(huán)。

綜上所述，蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的教學(xué)過程中應(yīng)時刻把握“以人為本，以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。將探究式教學(xué)方式貫穿課程的教學(xué)過程，能夠提高學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力，在此過程中，學(xué)生自主或相互合作，與教師共同參與教學(xué)過程，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分地調(diào)動了其主觀能動性，因而直接提升了教學(xué)質(zhì)量，對于面對即將進(jìn)行畢業(yè)論文設(shè)計，即將考研或即將實習(xí)的生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生而言，受益匪淺。

當(dāng)然，該門課程屬于新開課程，碰到許多難題。首先，在教材的選擇上，我們選擇很久，教育部沒有正式出版的專門針對蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的規(guī)劃教材，因此，我們選擇何華勤主編的《簡明蛋白質(zhì)組學(xué)》作為授課教材，該書內(nèi)容全面且簡明扼要，并以利布萊爾主編的《蛋白質(zhì)組學(xué)導(dǎo)論——生物學(xué)的新工具》、Wilkins主編的《蛋白質(zhì)組學(xué)研究：概念、技術(shù)及應(yīng)用》為參考書要求學(xué)生閱讀。第二，學(xué)生前兩年以修學(xué)分為主，理論課程較多，實踐時間較少，因此對本課程很多稍微復(fù)雜點的實驗內(nèi)容，如親和柱層析、DIGE等缺乏深刻理解;此外，課程中講解到的各種實驗儀器，如雙向電泳系統(tǒng)、質(zhì)譜儀等由于價值不菲，對本科生的開放程度有限，因此，學(xué)生即使掌握理論，但無法形成深刻認(rèn)識;最后，生物信息學(xué)內(nèi)容專業(yè)復(fù)雜，學(xué)生的認(rèn)知度與課程要求有落差，限制了教學(xué)的效果。但是筆者與同課題組成員課余開放本研究所現(xiàn)有的雙向電泳平臺，力求為學(xué)生創(chuàng)造條件。

生命科學(xué)學(xué)科發(fā)展日新月異，高校人才培養(yǎng)觀念和體系也要不斷與時俱進(jìn)，教師需要不斷修正教學(xué)方案，及時總結(jié)教學(xué)規(guī)律，才能提高教學(xué)質(zhì)量，這樣才能真正做到以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，努力而有效地培養(yǎng)出適應(yīng)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的生命科學(xué)學(xué)科專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)

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[2]谷巖，宋文，劉敏華.以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的大學(xué)計算機基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（8）： 52-54.endprint