海洋生物活性物質(zhì)分析綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐

高金偉，張文慧，周文禮，高建忠

摘要：為培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新能力，促進(jìn)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)制度的改革，2013級(jí)海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)《海洋生物活性物質(zhì)分析》綜合實(shí)驗(yàn)課程。文中根據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)和特點(diǎn)，討論了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中采取的課程教學(xué)模式，安排的教學(xué)形式，以及根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果評(píng)定，目的是充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)推進(jìn)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，保障海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)順利完成。

關(guān)鍵詞：海洋生物活性物質(zhì)；綜合實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）41-0162-02

海洋生物活性物質(zhì)是指海洋生物體內(nèi)所含有的對(duì)生命現(xiàn)象具有影響的微量或少量物質(zhì)，主要有多糖類(lèi)、蛋白類(lèi)、脂肪酸類(lèi)等天然物質(zhì)。目前，這些活性物質(zhì)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)利用于多項(xiàng)實(shí)際生產(chǎn)生活中，例如，治療疾病的藥物、預(yù)防疾病的保健品、特殊功能的生物材料等。因此，海洋生物活性物的分離、純化及鑒定等已成為研究的熱點(diǎn)，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。《海洋生物活性物質(zhì)分析》實(shí)驗(yàn)課程是為天津農(nóng)學(xué)院水產(chǎn)類(lèi)海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)研究性實(shí)驗(yàn)課程，是生物化學(xué)、水生生物學(xué)、生理學(xué)等相關(guān)理論課程的延伸，通過(guò)綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生們參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)開(kāi)展等各個(gè)方面，并熟練掌握活性物質(zhì)的分離、純化以及鑒定的基本實(shí)驗(yàn)技能。一方面使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證理論的來(lái)源與正確性，加深對(duì)理論的理解；另一方面培養(yǎng)學(xué)生科研能力和知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力。

一、課程教學(xué)模式

海洋科學(xué)是天津市重點(diǎn)發(fā)展和建設(shè)的特色學(xué)科。天津農(nóng)學(xué)院海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)于2002年經(jīng)教育部批準(zhǔn)建立，同時(shí)也是天津市級(jí)品牌專(zhuān)業(yè)，本專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)從事海洋經(jīng)濟(jì)生物綜合利用技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)、生態(tài)防治理論與關(guān)鍵技術(shù)、海洋漁業(yè)資源保護(hù)與恢復(fù)等研究的人才，畢業(yè)后能承擔(dān)在生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和種內(nèi)遺傳多樣性三個(gè)層次上的生產(chǎn)、科研、教學(xué)和管理工作。基于本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，打破以往一門(mén)理論課程開(kāi)設(shè)一門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式，在綜合水生生物、生物化學(xué)、生理學(xué)和微生物學(xué)等課程的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)的基礎(chǔ)上，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革。

為了適應(yīng)當(dāng)代學(xué)生們活躍的思維，充分調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和潛在的能動(dòng)性，發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的能力，將課程內(nèi)容中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探索性實(shí)驗(yàn)設(shè)置比例為1：5，大大增加了探索性實(shí)驗(yàn)比例。以教師擬定的實(shí)驗(yàn)方向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，學(xué)生們以小組為單位，利用網(wǎng)絡(luò)資源和圖書(shū)資源進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，結(jié)合已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)獨(dú)一無(wú)二的可行性實(shí)驗(yàn)方案，利用水產(chǎn)學(xué)院開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室資源，從試劑配制、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與整理到最終實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形成，全部由學(xué)生獨(dú)立完成，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)和分析解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣。

二、課程教學(xué)安排

課程設(shè)置在本科教學(xué)第六學(xué)期，一方面是因?yàn)椤逗Ｑ笊锘钚晕镔|(zhì)分析》屬于綜合性實(shí)驗(yàn)課程，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和數(shù)據(jù)處理能力，需要運(yùn)用多種課程的綜合知識(shí)；另一方面在第六學(xué)期開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)與學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)銜接，有利于畢業(yè)實(shí)習(xí)的順利進(jìn)行，更有助于考研專(zhuān)業(yè)課的復(fù)習(xí)。課程為30學(xué)分，學(xué)時(shí)為7周，采用獨(dú)立授課的形式，確立以動(dòng)手能力、實(shí)踐能力為主的考評(píng)方式，在每次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師發(fā)揮輔助作用，保證每組學(xué)生安全地完成既定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

三、課程教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，改革綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，依據(jù)難易適中和可行性的原則，本課程設(shè)置了兩個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

1.海洋微藻綜合實(shí)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)微生物、水生生物學(xué)和生物化學(xué)等相關(guān)課程的基礎(chǔ)上，本部分實(shí)驗(yàn)包括海洋微藻的培養(yǎng)和海藻活性物質(zhì)的提取與功能分析。學(xué)生們以螺旋藻、小球藻、海鏈藻等為實(shí)驗(yàn)材料，從培養(yǎng)基的配制、接種培養(yǎng)到生長(zhǎng)曲線的繪制，掌握一整套海洋微藻生長(zhǎng)的定量觀測(cè)方法。再利用培養(yǎng)的微藻進(jìn)行后續(xù)的活性物質(zhì)提取和功能分析實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生們的興趣和所培養(yǎng)藻類(lèi)的特點(diǎn)，利用鹽析、層析和電泳等生化技術(shù)提取海藻多糖、活性肽、活性酶等一系列大分子活性物質(zhì)，在提取海洋活性物質(zhì)的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)生活的需要進(jìn)行下一步的功能性探索試驗(yàn)，例如以小球藻為原材料提取得到小球藻生長(zhǎng)因子CGF，添加到魚(yú)配合飼料中，觀察魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)情況。通過(guò)連貫性的實(shí)驗(yàn)，一方面鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，另一方面更能激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.海洋動(dòng)物綜合實(shí)驗(yàn)。本部分設(shè)置兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，第一以蝦殼或蟹殼為實(shí)驗(yàn)材料，提取甲殼素，進(jìn)一步制備殼聚糖，測(cè)定純度和制備率，利用牛津杯法測(cè)定殼聚糖的抑菌活性；第二以魚(yú)鱗為實(shí)驗(yàn)材料，利用酶解法提取膠原蛋白，再利用羥脯氨酸比色法測(cè)定膠原蛋白的含量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生們掌握生物化學(xué)和微生物學(xué)的基本操作技能，了解海洋生物活性物質(zhì)從提取、分離、純化、鑒定到功能性評(píng)價(jià)的全過(guò)程，提高了學(xué)生們綜合運(yùn)用所學(xué)基本技能解決問(wèn)題的能力。

四、教學(xué)效果

本課程首次在2013級(jí)海洋科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)過(guò)程中開(kāi)設(shè)，學(xué)生們普遍感到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，綜合性強(qiáng)，從文獻(xiàn)檢索閱讀到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，從實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，最終到科技論文的寫(xiě)作，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生們的科研能力。

在首輪實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了諸多問(wèn)題，首先是課程考核，由于綜合性實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)靈活，組織學(xué)生存在一定的困難；其次是實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，目前利用水產(chǎn)學(xué)院開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，在空間和儀器使用上與教師科研、研究生培養(yǎng)存在沖突，這些都是今后課程改革的重點(diǎn)。

五、結(jié)束語(yǔ)

海洋生物活性物質(zhì)分析綜合性實(shí)驗(yàn)，對(duì)授課教師和學(xué)生的基礎(chǔ)素質(zhì)要求高，需要教師在課堂內(nèi)外傾注更多的精力，同時(shí)，學(xué)生可以得到一次全面提高和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，后續(xù)改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要更能體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)特色，更好的與畢業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合，與實(shí)際生產(chǎn)需要相結(jié)合，促進(jìn)本校本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面發(fā)展。

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