金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的制備和動(dòng)力學(xué)表征線上線下混合實(shí)驗(yàn)

和媛，張燁，王夢(mèng)琛，崔斌，李延，樊海明

西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，化學(xué)國(guó)家級(jí)教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心(西北大學(xué))，西安 710127

化學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是許多化學(xué)專業(yè)本科生的必修課程之一[1,2]。與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程相比，化學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)因其主要研究對(duì)象是生物分子，樣品制備存在操作步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)、原理抽象等特點(diǎn)。如何在有限的課時(shí)安排下，既保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，又提高教學(xué)效率，全面發(fā)展學(xué)生的知行能力，是化學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的重要挑戰(zhàn)。虛擬仿真技術(shù)以計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，將儀器結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與工作原理等以人機(jī)交互的方式呈現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)”的一種新型表達(dá)形式。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)既可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在空間、時(shí)間、實(shí)驗(yàn)條件等方面的缺憾，又可以對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行延伸和補(bǔ)充[3,4]。但是，虛擬實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題能力方面又存在局限性。為此，本文針對(duì)本科生化學(xué)生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)“金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的表達(dá)和動(dòng)力學(xué)表征”，對(duì)原實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn)，探索了線上線下混合教學(xué)模式在該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[5]。

抗生素能夠有效治療細(xì)菌感染，然而抗生素的濫用加快了細(xì)菌耐藥性的發(fā)展，給人類健康帶來(lái)極大威脅[6]。中國(guó)每年有7億人次的細(xì)菌感染患者，抗生素的濫用比例高達(dá)80%。到2050年，全世界因抗生素耐藥性而死亡的人數(shù)預(yù)測(cè)將會(huì)超過(guò)癌癥，成為威脅人類生命健康的頭號(hào)殺手[7]。β-內(nèi)酰胺類抗生素作為歷史最悠久、使用范圍最廣、臨床最常使用的抗生素之一，其耐藥問(wèn)題日趨嚴(yán)重[8]。β-內(nèi)酰胺酶誘導(dǎo)抗生素水解失活是細(xì)菌耐藥性發(fā)生的一種重要機(jī)制[9]。因此，開(kāi)展β-內(nèi)酰胺酶的動(dòng)力學(xué)表征實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)于學(xué)生深入了解β-內(nèi)酰胺酶的作用機(jī)理，認(rèn)識(shí)和關(guān)注抗生素耐藥性問(wèn)題具有重要意義。

L1酶的制備是動(dòng)力學(xué)表征的前提，但是常規(guī)制備實(shí)驗(yàn)包括基因擴(kuò)增、PCR產(chǎn)物的分析與純化、重組質(zhì)粒的構(gòu)建、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、陽(yáng)性克隆篩選、細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)、蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)表達(dá)、純化與鑒定等10余個(gè)環(huán)節(jié)，存在步驟復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)(1周)、概念抽象等問(wèn)題，給實(shí)際教學(xué)安排和學(xué)習(xí)帶來(lái)挑戰(zhàn)。鑒于此，本項(xiàng)目針對(duì)現(xiàn)有綜合性教學(xué)實(shí)驗(yàn)“金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的表達(dá)和動(dòng)力學(xué)表征”進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)線上線下混合教學(xué)模式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。改進(jìn)內(nèi)容包括：(1) 課前通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)線上學(xué)習(xí)L1酶的制備和動(dòng)力學(xué)表征全過(guò)程及實(shí)驗(yàn)原理，以打破時(shí)空限制，在有限的課時(shí)安排下為學(xué)生構(gòu)建完整知識(shí)體系，提高學(xué)習(xí)效率。(2) 課中有選擇性地進(jìn)行重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)操作及拓展實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)包括：重組蛋白AKTA純化、目標(biāo)蛋白的SDS-PAGE分析、和紫外-可見(jiàn)分光光度法表征酶活。此外，本項(xiàng)目將教師的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)[10,11]，新引入等溫滴定微量熱法(ITC)表征酶活實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)和紫外-可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行比較，加深對(duì)于兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。線上-線下相結(jié)合、虛擬-實(shí)踐相結(jié)合、科研-教學(xué)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式在該實(shí)驗(yàn)中取得了良好的教學(xué)效果。

1 實(shí)驗(yàn)原理與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

(1) 線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)驗(yàn)以虛擬仿真技術(shù)和微信平臺(tái)為依托，構(gòu)建集3D仿真、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、全過(guò)程在線跟蹤記錄、考核評(píng)價(jià)、教學(xué)管理和數(shù)據(jù)分析于一體的移動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。通過(guò)線上虛擬實(shí)驗(yàn)操作，真實(shí)還原重組蛋白質(zhì)的制備過(guò)程，包括外源基因擴(kuò)增、PCR產(chǎn)物的分析與純化鑒定、重組質(zhì)粒的構(gòu)建、重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞、單克隆菌株的活化、細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)、蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)表達(dá)等實(shí)驗(yàn)。同時(shí)采用微信平臺(tái)一站式管理學(xué)習(xí)和考核，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

(2) 線下等溫滴定微量熱法表征酶活拓展實(shí)驗(yàn)。

金屬β-內(nèi)酰胺酶L1催化水解青霉素反應(yīng)是一類重要的酶促反應(yīng)。進(jìn)行金屬β-內(nèi)酰胺酶L1催化底物水解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)KM、kcat的測(cè)定，不僅可以了解金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的催化活性，而且為尋找新型抑制劑對(duì)抗細(xì)菌耐藥性發(fā)展提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。由于任何酶促化學(xué)反應(yīng)都伴有一定的熱量吸收或釋放，并且熱量的變化速率和酶催化速率成正比，因而可以采用等溫滴定微量熱儀(ITC)通過(guò)檢測(cè)酶催化底物反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)熱量變化來(lái)計(jì)算酶催化反應(yīng)的速率。

其中，單位時(shí)間的熱量變化定義為熱功率：

Todd和Gomez[12]給出了n摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的熱量計(jì)算公式：

這里ΔHapp是反應(yīng)的總表觀摩爾焓變，[P]total是生成的產(chǎn)物濃度，V是ITC滴定池的體積。由酶催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為：

其中d[P]total/dt等于反應(yīng)速率，改寫方程得到反應(yīng)速率v = d[P]/dt = [1/(V·ΔHapp)]·(dQ/dt)。經(jīng)量熱儀提供的Origin程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)底物濃度和初速率進(jìn)行米氏方程擬合，求得動(dòng)力學(xué)參數(shù)vmax和KM。

式中，v為初速率，[S]為底物濃度，vmax為最大反應(yīng)速率，KM為米氏常數(shù)。

1.2 試劑或材料

三(羥甲基)氨基甲烷(Tris，C4H11NO3，M = 121.14 g·mol-1)，頭孢唑啉鈉鹽(C14H13N8NaO4S3，M = 476.48 g·mol-1)，青霉素G鈉鹽(C16H17N2NaO4S，M = 356.37 g·mol-1)，濃鹽酸(HCl)，以上試劑均為分析純。L1型金屬β-內(nèi)酰胺酶溶液(實(shí)驗(yàn)室自制，純度＞ 95%)。

1.3 儀器及設(shè)備

移動(dòng)設(shè)備(手機(jī)或Pad)或計(jì)算機(jī)，《金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的表達(dá)及動(dòng)力學(xué)表征虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》軟件(西北大學(xué))，MLabs移動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)室APP (慕樂(lè)網(wǎng)絡(luò)科技(大連)有限公司)，電子天平，紫外分光光度計(jì)，pH計(jì)，循環(huán)水式多用真空泵，移液槍，離心機(jī)，等溫滴定微量熱儀ITC 200 (美國(guó)馬爾文儀器有限公司)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

(1) 用手機(jī)微信關(guān)注Moolsnet微信公眾號(hào)，進(jìn)行注冊(cè)和身份認(rèn)證。

(2) 使用手機(jī)下載MLab軟件。

(3) 進(jìn)入APP登錄界面，點(diǎn)擊練習(xí)模式圖標(biāo)，載入“金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的表達(dá)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，按照提示完成實(shí)驗(yàn)操作。

(4) 熟悉實(shí)驗(yàn)流程及操作細(xì)節(jié)后，返回頁(yè)面主界面，點(diǎn)擊考試模式，對(duì)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢驗(yàn)。

(5) 考試完成后，可在主界面點(diǎn)擊左上角記錄本樣圖標(biāo)查看成績(jī)及歷史記錄。

1.4.2 線下等溫滴定微量熱法表征酶活拓展實(shí)驗(yàn)

(1) 溶液配制。

① 緩沖液配制：稱量Tris堿配制50 mmol·L-1Tris，pH = 7.5的緩沖液，經(jīng)0.22 μm硝化纖維素膜過(guò)濾后超聲脫氣。

② 抗生素的準(zhǔn)備：用上述緩沖液配制1.5 mmol·L-1青霉素G溶液(稱量1 mg青霉素G溶于1.871 mL緩沖液中)和13 mmol·L-1頭孢唑林溶液(稱量5 mg頭孢唑林溶于0.807 mL緩沖液中)。

③ 蛋白溶液的準(zhǔn)備：采用紫外分光光度計(jì)，選擇波長(zhǎng)280 nm測(cè)定L1酶溶液的吸光度AL1，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)朗伯比爾定律計(jì)算酶溶液的濃度A = εbc (εL1= 54614 mol-1·L·cm-1；b為測(cè)量時(shí)的光程，單位為cm)，將L1酶溶液的吸光度AL1代入即可求得L1酶溶液摩爾濃度。隨后用50 mmol·L-1Tris pH 7.0緩沖液對(duì)其稀釋至20 nmol·L-1備用。

(2) 等溫滴定微量熱實(shí)驗(yàn)。

將L1型金屬β-內(nèi)酰胺酶溶液加入樣品池(樣品池體積為210 μL)，抗生素溶液(13 mmol·L-1頭孢唑林或者1.5 mmol·L-1青霉素G)加入滴定針中，設(shè)定程序開(kāi)始滴定實(shí)驗(yàn)(滴定體積30 μL，轉(zhuǎn)速750 r·min-1，25 °C)并通過(guò)儀器實(shí)時(shí)記錄反應(yīng)過(guò)程中熱量隨時(shí)間的變化曲線，即反應(yīng)的熱譜曲線圖，直至其回到基線時(shí)停止實(shí)驗(yàn)。參比池為超純水。數(shù)據(jù)分析采用儀器自帶Origin軟件進(jìn)行，通過(guò)積分熱譜曲線的峰面積可以獲得反應(yīng)的表觀焓變?chǔ)app，并通過(guò)軟件中酶催化動(dòng)力學(xué)分析模式獲得酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)KM及kcat。

2 結(jié)果與討論

2.1 線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

本虛擬實(shí)驗(yàn)共設(shè)十個(gè)關(guān)卡，包括：外源基因擴(kuò)增、PCR產(chǎn)物的分析與純化鑒定、重組質(zhì)粒的構(gòu)建(酶切-純化-連接)、重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞、單克隆菌株的活化、細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)、蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)表達(dá)、紫外法表征酶催化動(dòng)力學(xué)參數(shù)。每個(gè)關(guān)卡可獨(dú)立運(yùn)行，操作界面還提供文字提示、閃爍提示、實(shí)驗(yàn)原理提示、在線提問(wèn)等輔助功能，保證學(xué)生能夠根據(jù)提示獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作。完成十個(gè)關(guān)卡實(shí)驗(yàn)操作大約需要60 min，通關(guān)后成績(jī)自動(dòng)上傳。線上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容關(guān)鍵場(chǎng)景及儀器均以實(shí)物為原型，仿真設(shè)備包括：PCR擴(kuò)增儀、超凈工作臺(tái)、恒溫培養(yǎng)箱、凝膠電泳儀、紫外切膠儀、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、電子天平、恒溫震蕩搖床、集熱式恒溫加熱水浴鍋等(圖1)。實(shí)驗(yàn)參數(shù)及反應(yīng)過(guò)程也高度還原真實(shí)情況，提供高度沉浸感實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

圖1 代表性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，了解儀器的工作原理是十分重要的內(nèi)容之一。本項(xiàng)目針對(duì)實(shí)驗(yàn)中抽象的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行虛擬仿真建設(shè)，以豐富的原創(chuàng)性Flash動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象教學(xué)內(nèi)容的直觀展示，加深了學(xué)生對(duì)抽象原理的理解。如圖2所示，“PCR反應(yīng)原理視頻”展示了隨著“變性-退火-延伸”試管中微觀世界所發(fā)生的變化。再如瓊脂糖凝膠電泳環(huán)節(jié)，電泳開(kāi)始后學(xué)生會(huì)觀察到不同分子量核酸條帶隨時(shí)間在凝膠上發(fā)生的位置變化，短DNA片段遷移較快，長(zhǎng)DNA片段遷移較慢。加深了學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的理解，提高了學(xué)習(xí)的積極性與學(xué)習(xí)效果。

圖2 PCR反應(yīng)原理視頻截圖

2.2 線下等溫滴定微量熱法表征酶活拓展實(shí)驗(yàn)

線下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：重組蛋白AKTA純化，目標(biāo)蛋白的SDS-PAGE分析，紫外-可見(jiàn)分光光度法表征酶活，和新增加的ITC法表征酶活。ITC實(shí)驗(yàn)是對(duì)原紫外-可見(jiàn)分光光度法的拓展。青霉素G滴定L1酶的ITC熱譜曲線如圖3所示，滴定過(guò)程伴隨負(fù)熱功率變化(峰型向下)，說(shuō)明抗生素的酶促水解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著底物消耗其濃度降低，水解反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量變化也逐步減少，直至反應(yīng)進(jìn)行到底物水解完全，熱譜曲線回至基線。對(duì)熱譜圖峰面積進(jìn)行積分可得反應(yīng)的表觀焓變(ΔHapp)。在Tris pH = 7.0的緩沖體系中，L1水解青霉素G鈉鹽和頭孢唑林的ΔHapp分別是-26和-25 kcal·mol-1(1 kcal·mol-1= 4.186 kJ·mol-1)，說(shuō)明兩種抗生素酶促水解過(guò)程的焓變相似。采用Origin軟件對(duì)ITC熱譜數(shù)據(jù)進(jìn)行米氏曲線擬合，可得水解青霉素G的動(dòng)力學(xué)參數(shù)kcat= 192 s-1，頭孢唑林kcat= 67 s-1。比較兩種抗生素的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)表明L1對(duì)青霉素G的催化效率(kcat/KM= 3.5 s-1·μmol-1·L)高于頭孢唑林(kcat/KM=0.3 s-1·μmol-1·L)。該實(shí)驗(yàn)既豐富了原實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加深了學(xué)生對(duì)于酶促反應(yīng)熱動(dòng)力學(xué)知識(shí)的理解，又能引發(fā)學(xué)生對(duì)量熱法和分光光度法進(jìn)行比較，提高學(xué)生的分析判斷能力和創(chuàng)新思維能力。

圖3 L1酶水解青霉素G反應(yīng)的ITC熱譜曲線(a)及米氏動(dòng)力學(xué)分析(b)；L1酶水解頭孢唑林反應(yīng)的ITC熱譜曲線(c)及米氏動(dòng)力學(xué)分析(d)

2.3 實(shí)驗(yàn)安排及教學(xué)反饋

與原有實(shí)驗(yàn)對(duì)比(表1)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上新增了線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和線下等溫滴定微量熱法表征酶活實(shí)驗(yàn)。從課時(shí)安排上新舊實(shí)驗(yàn)差別不大，但是新實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上更豐富。實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程如圖4所示。課前，學(xué)生在Moolsnet微信公眾號(hào)在線預(yù)約實(shí)驗(yàn)，自行安排時(shí)間在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。完成線上虛擬實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生需要進(jìn)行在線考試，通過(guò)后才能進(jìn)行線下實(shí)驗(yàn)。課中，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展線下實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)旨在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力和分析解決問(wèn)題的能力，拓展實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。同時(shí)在課中，學(xué)生就線上實(shí)驗(yàn)中遇到的疑點(diǎn)、難點(diǎn)與教師進(jìn)行溝通與討論。課后，學(xué)生需在微信平臺(tái)提交電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課程簽到、預(yù)約、提交、成績(jī)?cè)u(píng)定等均在微信平臺(tái)進(jìn)行，一站式管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與考核，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也提高了教師的工作效率。

表1 新舊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較

圖4 混合實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程

目前該線上線下混合實(shí)驗(yàn)已連續(xù)三年在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中順利開(kāi)展，共服務(wù)200余名學(xué)生。為了進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)研究，我們對(duì)該課程開(kāi)展了連續(xù)的問(wèn)卷調(diào)查和反饋活動(dòng)。課程滿意度調(diào)查了2017級(jí)72名和2018級(jí)79名學(xué)生，結(jié)果顯示86%的學(xué)生對(duì)“線上線下混合實(shí)驗(yàn)”模式表示非常滿意，10%的學(xué)生表示比較滿意，3%的學(xué)生表示一般，僅1%的學(xué)生表示比較不滿意(圖5)?？傮w教學(xué)反饋良好。持支持意見(jiàn)的主要原因包括：(1) 教學(xué)形式新穎、趣味性強(qiáng)；(2) 虛擬實(shí)驗(yàn)清晰直觀，場(chǎng)景逼真，體驗(yàn)感好；(3) 節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間和等待時(shí)間；(4) 虛擬實(shí)驗(yàn)更好地展示了實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)及抽象原理；(5) 實(shí)驗(yàn)的連貫性和整體性更好；(6) 可以反復(fù)操作實(shí)驗(yàn)；(7) 虛擬實(shí)驗(yàn)打破了空間限制。持反對(duì)意見(jiàn)的原因包括：(1) 虛擬實(shí)驗(yàn)節(jié)奏較快，大多是機(jī)械操作，學(xué)生缺少思考；(2) 有些過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)化；(3) 不適應(yīng)；(4) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果千篇一律，不能從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。一部分受訪同學(xué)表示虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是一種創(chuàng)新的教學(xué)方式和新穎的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，值得肯定和推廣，但它與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作仍然存在差距，若能豐富實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，增設(shè)錯(cuò)誤選項(xiàng)必將會(huì)拉近其與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的距離。因此，未來(lái)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步落實(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的提升，探索最大化發(fā)揮虛擬仿真軟件對(duì)線下實(shí)驗(yàn)的輔助作用，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

圖5 學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)滿意度調(diào)查結(jié)果及反饋意見(jiàn)

3 結(jié)語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)在原有化學(xué)生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)“金屬β-內(nèi)酰胺酶L1的表達(dá)和動(dòng)力學(xué)表征”基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。一方面引入了仿真虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，不僅有效解決了實(shí)驗(yàn)周期過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，還增加了實(shí)驗(yàn)趣味性和可重復(fù)性。集中連貫的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使知識(shí)構(gòu)架更清晰、更完整?！皶r(shí)時(shí)能學(xué)，處處可學(xué)”的教學(xué)模式使學(xué)習(xí)、互動(dòng)和考核不受時(shí)空限制，提高了教學(xué)效率。另一方面，針對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和拓展實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行線下實(shí)驗(yàn)。新引入的等溫滴定微量熱法表征酶活線下實(shí)驗(yàn)，既豐富了原實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。線上打基礎(chǔ)，線下做延伸的混合教學(xué)模式，兼顧了對(duì)學(xué)生知識(shí)與能力的培養(yǎng)，取得了較好的反饋。尤其在常態(tài)化疫情防控背景下，這種混合模式或可成為一種優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)、提高教學(xué)效果的有效方式，也可為相關(guān)院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排提供參考。