高校蛋白組學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革探索

李瑩瑩 逄越

摘 要 蛋白質(zhì)組學(xué)作為引領(lǐng)后基因組時代的新興學(xué)科，理論知識和實踐應(yīng)用結(jié)合緊密。根據(jù)課程特點，通過對蛋白質(zhì)組學(xué)教學(xué)內(nèi)容進行重組和整合，利用多種方式加強師生互動，注重理論結(jié)合實踐等改革模式，旨在提高蛋白質(zhì)組學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 蛋白質(zhì)組學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)改革

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.10.063

Abstract Proteomics， as an emerging discipline leading the post-genome era， combines theoretical knowledge with practical application closely. According to the characteristics of the course， the teaching contents of proteomics were reorganized and integrated， the interaction between teachers and students was strengthened in various ways， and the theory and practice were emphasized to improve the teaching quality of proteomics.

Keywords Proteomics; teaching contents; teaching reform

作為引領(lǐng)后基因組時代的新興學(xué)科，蛋白質(zhì)組學(xué)可被劃分為功能基因組學(xué)的范疇。蛋白質(zhì)組學(xué)自1994年由澳大利亞學(xué)者Wilkins和Williams首次提出以來，在25年內(nèi)得到了迅猛發(fā)展。[1-2]

蛋白質(zhì)組學(xué)是一門理論和實踐緊密結(jié)合的課程，其相關(guān)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域較廣，相關(guān)領(lǐng)域包括生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、遺傳學(xué)及生物信息學(xué)等。蛋白質(zhì)組學(xué)課程內(nèi)容涉及較多的實驗技術(shù)，且知識點零亂。相較于本科生的其他專業(yè)課來說，學(xué)生對于蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)的理解及應(yīng)用就更加困難。[3] 因此，如何根據(jù)蛋白質(zhì)組學(xué)參考教材和其他參考資料重組課堂教學(xué)內(nèi)容，更加注重師生互動和理論聯(lián)系實踐應(yīng)用，就顯得尤為重要。

1 高校蛋白質(zhì)組學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重組

關(guān)于教材和參考資料的選擇，我們優(yōu)選了適合本科生教學(xué)的教材和其他參考資料。其中教材選定的是錢小紅與賀福初院士主編的《蛋白質(zhì)組學(xué)：理論與方法》和《蛋白質(zhì)組學(xué)：從序列到功能》;其他參考資料選定的是蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)專業(yè)期刊如Molecular and Cellular Proteomics、Journal of Proteome Research、Journal of Proteomics和Proteomics最新發(fā)表的代表性論文。

基于蛋白質(zhì)組學(xué)的課程特點，我們深度分析了選定教材的內(nèi)容和參考資料，進一步將課堂講述內(nèi)容進行了優(yōu)化和重組，我們摒棄了傳統(tǒng)的依據(jù)教材內(nèi)容的先后順序講述的模式，而是采用了分專題講授。其中，我們將內(nèi)容分成了七大部分，分別是：1、緒論;2、表達蛋白組學(xué);3、蛋白質(zhì)的分離純化;4、定量蛋白質(zhì)組學(xué);5、蛋白質(zhì)定位研究;6、蛋白質(zhì)相互作用研究;7、蛋白質(zhì)組學(xué)研究的生物信息學(xué)。緒論部分，將為什么要研究蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)組作為問題導(dǎo)入，以破繭成蝶為例子，結(jié)合基因組學(xué)的發(fā)展史，引導(dǎo)學(xué)生充分理解蛋白質(zhì)組可以完成基因組學(xué)所不能回答的問題。在此過程中，與學(xué)生一起回顧以往專業(yè)課程與蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)的知識點，激發(fā)學(xué)生帶著問題聽課的興趣，通過引入一系列的問題，給學(xué)生介紹蛋白質(zhì)組學(xué)課程的架構(gòu)，使得學(xué)生做到“心里有數(shù)”。表達蛋白質(zhì)組學(xué)部分，以基因表達分哪幾個層次的表達導(dǎo)入，引入研究蛋白質(zhì)表達的相關(guān)技術(shù)，在講解技術(shù)的過程中必然涉及到一些瑣碎的知識點，這樣有便于對知識點進行梳理，讓學(xué)生在整體上對所學(xué)知識有更加深入的理解。蛋白質(zhì)的分離純化部分，該部分主要是蛋白質(zhì)分離純化方法的介紹，由于學(xué)生沒有接觸過此類實驗，內(nèi)容理解起來較抽象，這里可針對某個方法介紹的示意圖，最好采用動畫的形式展示，并增加特定的應(yīng)用介紹，使得學(xué)生能夠真正理解并掌握相關(guān)技術(shù)。定量蛋白質(zhì)組學(xué)部分，引入最新的定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)，使得學(xué)生能夠了解科研前言;并給學(xué)生總結(jié)不同技術(shù)的適用范圍，使得學(xué)生達到對相關(guān)技術(shù)在整體上的理解。蛋白質(zhì)定位研究部分，結(jié)合蛋白質(zhì)定位研究的具體實例，引入該主題的介紹，針對不同的問題，給學(xué)生講解蛋白質(zhì)定位研究的不同技術(shù)，重點放在引導(dǎo)學(xué)生理解不同技術(shù)的適用范圍。蛋白質(zhì)相互作用研究部分，在講解之前先引入蛋白質(zhì)相互作用研究的原因及重要性，引導(dǎo)學(xué)生回顧以往學(xué)習(xí)的重要信號通路和生物學(xué)過程必然涉及到蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)分子的相互作用，或者是蛋白質(zhì)分子與核酸分子的相互作用。通過回顧，引導(dǎo)學(xué)生對于蛋白質(zhì)相互作用這一主題的教學(xué)目的獲得清晰的認(rèn)識。此外，逐步引入不同技術(shù)的基本原理及分析流程，加以生物學(xué)實例，加深對相關(guān)技術(shù)的理解。蛋白質(zhì)組學(xué)研究的生物信息學(xué)部分，從蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，讓學(xué)生理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)對于功能的重要性，進而介紹蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測方法。

綜上，通過對蛋白質(zhì)組學(xué)分專題重組教學(xué)之后，與以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，能夠讓學(xué)生對于蛋白質(zhì)組學(xué)的內(nèi)容有一個更加清晰的認(rèn)識。依據(jù)教學(xué)效果看，學(xué)生反響良好。

2 教學(xué)過程中注重師生互動

教學(xué)過程中，師生之間的良好互動能夠較好地促進教學(xué)。我們主要采用以下幾種方式加深師生互動：一是，在講解相關(guān)內(nèi)容之前，給學(xué)生介紹蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)專業(yè)期刊上發(fā)表的最新進展文章，讓學(xué)生了解蛋白質(zhì)組學(xué)最新進展的同時，開拓了他們的思路，增加了對課程的興趣度;二是，建立了師生交流的微信群，在課堂上預(yù)留課堂講解內(nèi)容之外的作業(yè)，方便師生之間通過微信群相互交流，以便于加深對課堂內(nèi)容的理解;三是，在教學(xué)過程中，注重理論聯(lián)系實踐，給學(xué)生介紹目前實驗室條件下能夠滿足蛋白質(zhì)組學(xué)研究的相關(guān)科研平臺，激發(fā)學(xué)生參與科研的興趣，做到以科研促進教學(xué)。綜上，通過增加教師與學(xué)習(xí)的互動，達到教師愿意教和學(xué)生喜歡學(xué)這一良性循環(huán)上來。

3 教學(xué)過程中注重理論聯(lián)系實踐

基于蛋白質(zhì)組學(xué)課程本身的特點，相關(guān)理論理解起來較抽象，如果單純注重理論教學(xué)，對于學(xué)生來說難度偏大。因此，如何將教學(xué)內(nèi)容中的理論知識與實踐中的生物學(xué)問題有機結(jié)合起來，這是亟待解決的關(guān)鍵問題。

舉例來說，在蛋白質(zhì)組學(xué)相互作用這一專題中，涉及到利用噬菌體展示技術(shù)來分析特定蛋白質(zhì)的抗原表位。針對這一問題，我們首先引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析問題，如在這個問題里邊，我們要弄清楚幾個概念。（1）什么是抗原和抗原表位？（2）抗原表位對應(yīng)的概念是什么？（3）在哪類問題中會碰到抗原表位這個概念？因此，在分析問題的過程中，學(xué)生一來可以回顧以往所學(xué)的基本知識，二來可以根據(jù)新學(xué)技術(shù)的基本原理學(xué)會分析這一實際生物學(xué)問題。通過師生共同分析（分析問題）、回顧（回顧基本知識）和解決（利用相關(guān)技術(shù)解決問題）這三個步驟，做到學(xué)生加深對所學(xué)理論的理解。諸如此類，我們在每次課堂內(nèi)容教學(xué)過程中均引入特定生物學(xué)問題的教學(xué)模式，努力做到當(dāng)堂內(nèi)容當(dāng)堂吸收的教學(xué)效果。

綜上，針對蛋白質(zhì)組學(xué)的課程特點，將抽象的概念、技術(shù)和原理與特定的生物學(xué)問題結(jié)合起來，充分引導(dǎo)學(xué)生達到理解并掌握的程度，最終獲得事半功倍的效果。

4 蛋白質(zhì)組學(xué)教學(xué)中存在的問題

通過幾年的教學(xué)實踐，我們在蛋白質(zhì)組學(xué)教學(xué)過程中通過不斷總結(jié)經(jīng)驗并優(yōu)化教學(xué)模式，教學(xué)效果逐漸改善。但是，基于課程本身的特點，教學(xué)過程主要是以教師為中心。因此，在教學(xué)模式上，我們要從以教師為中心逐漸轉(zhuǎn)到以學(xué)為中心，從線性教學(xué)轉(zhuǎn)到非線性和嵌入式的教學(xué)上來。此外，在評價指標(biāo)上，提高平時成績的比例，更加注重學(xué)術(shù)平時的累積，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。最后，蛋白質(zhì)組學(xué)作為一門實驗科學(xué)，可以將學(xué)?，F(xiàn)有的蛋白質(zhì)科研平臺的簡介與實踐作為學(xué)時的一部分，讓學(xué)生申請并參與蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)的科研項目，達到以科研促進教學(xué)的目的，[4]這樣可以進一步提高蛋白質(zhì)組學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

*通訊作者：李瑩瑩

參考文獻

[1] Tyers M，Mann M.From genomics to proteomics[J].Nature，2003.422 （6928）：193-197.

[2] 劉亞軍，郭兆明.蛋白質(zhì)組學(xué)實驗課程教學(xué)實踐與探討[J].中國教育技術(shù)裝備，2017.

[3] 周倩，朱宏建.蛋白組學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的改革初探[J].課程教育研究，2017（10）.

[4] 林群，劉秀君，仇計清.高校教師要堅持走科研與教學(xué)相長之路[J].河北科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007.7（2）：1-3.