農(nóng)業(yè)院校蛋白質(zhì)與酶工程課程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

摘 要：蛋白質(zhì)與酶工程是天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院的一門(mén)必修專業(yè)課程，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。在蛋白質(zhì)與酶工程的教學(xué)實(shí)踐和改革創(chuàng)新過(guò)程中，由于課時(shí)限制，使得理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)不能完美銜接。該文對(duì)蛋白質(zhì)與酶工程課程內(nèi)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與實(shí)施進(jìn)行了簡(jiǎn)述，通過(guò)教學(xué)改革創(chuàng)新實(shí)踐，收到了學(xué)生良好的反饋，并積極地參與其中，同時(shí)該體系也為農(nóng)業(yè)院校的蛋白質(zhì)與酶工程課程實(shí)踐教學(xué)改革提供了有益參考。

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)與酶工程；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；改革；農(nóng)業(yè)院校

中圖分類號(hào) G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）22-0139-02

Abstract：Protein and enzyme engineering is a compulsory course in college of agronomy and resources and environment in our university，and it is also a practical subject. In the course of teaching practice and reform of protein and enzyme engineering，due to the restriction of class hour，theoretical study and practice teaching cannot connect perfectly. This paper briefly describes the organization and implementation of innovative experimental teaching in protein and enzyme engineering courses. Students had received the good feedback，and actively participated in it through the teaching reform practice. This system provided a useful reference for protein and enzyme engineering course of agricultural colleges.

Key words：Protein and enzyme engineering；Innovative experimental；Reform；Agricultural college

21世紀(jì)是創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的世紀(jì)，我們國(guó)家的生物技術(shù)研究成果與國(guó)際前沿研究水平的差距正在不斷縮小。面對(duì)生物技術(shù)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨，培養(yǎng)具備創(chuàng)新型實(shí)踐能力的人才是目前各農(nóng)業(yè)高校生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)中亟待解決的課題[1]。蛋白質(zhì)與酶工程是高等農(nóng)業(yè)院校生物技術(shù)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)必修課程，它綜合了微生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程和蛋白質(zhì)工程等多學(xué)科的理論知識(shí)，是一門(mén)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作聯(lián)系非常緊密的課程[2]。生物技術(shù)專業(yè)的理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)為本科生夯實(shí)理論聯(lián)系實(shí)際的基本功，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐操作中的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐技能，使學(xué)生畢業(yè)的時(shí)候能夠在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的人才市場(chǎng)上找到自己的位置，實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值[3]。

1 蛋白質(zhì)與酶工程目前教學(xué)現(xiàn)狀

天津農(nóng)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)于2000年開(kāi)設(shè)蛋白質(zhì)與酶工程，開(kāi)課時(shí)間為大三第二學(xué)期，講授學(xué)時(shí)為32課時(shí)，由于本科生總學(xué)時(shí)的限制，一直沒(méi)有開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)。蛋白質(zhì)與酶工程是蛋白質(zhì)工程、酶學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和基因工程相互交叉融合形成的一門(mén)前沿技術(shù)學(xué)科，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。但由于目前生物技術(shù)專業(yè)本科生總學(xué)時(shí)的限制，以及開(kāi)展蛋白質(zhì)與酶工程實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備和資金的限制，本課程還沒(méi)有開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)。筆者通過(guò)前期的實(shí)地考察和文獻(xiàn)檢索，在借鑒兄弟院校教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校的特殊情況，在2016—2017學(xué)年第二學(xué)期的蛋白質(zhì)與酶工程課程中引入了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這一項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)，在學(xué)生中產(chǎn)生了良好的示范和帶動(dòng)效應(yīng)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉了學(xué)生綜合應(yīng)用理論知識(shí)的能力。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路

蛋白質(zhì)與酶工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要目的是鍛煉學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的能力，在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，在教師指導(dǎo)下，開(kāi)展綜合性、創(chuàng)新性的科學(xué)研究項(xiàng)目。本次教學(xué)改革淡化了各學(xué)科之間的界限，打破了過(guò)去以課程為中心設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的慣例，以實(shí)踐技能的培養(yǎng)為主線，將整個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為以下4個(gè)模塊：微生物培養(yǎng)，基因工程實(shí)驗(yàn)，生物活性物質(zhì)分離提取，色譜儀的操作和使用。每一個(gè)模塊中既有相應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作訓(xùn)練，也有應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新訓(xùn)練。

學(xué)生們自由報(bào)名參加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，在教室指導(dǎo)下修改實(shí)驗(yàn)方案，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，變教師的填鴨式教學(xué)為學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉了學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究的能力。

3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體內(nèi)容和措施

本學(xué)期開(kāi)課之初，筆者即在課堂上向?qū)W生介紹即將開(kāi)展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓感興趣的學(xué)生自由報(bào)名自由組合。由于本次教學(xué)改革為初次探索，筆者使用了博士階段的課題對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新訓(xùn)練，即（1）分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)：從目的基因的克隆→原核表達(dá)載體的構(gòu)建→重組質(zhì)粒大腸桿菌的轉(zhuǎn)化→轉(zhuǎn)基因工程菌的篩選→重組質(zhì)粒的鑒定，組成整個(gè)基因工程實(shí)驗(yàn)流程，不但有具體的單個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)完整的基因工程實(shí)驗(yàn)流程有了感性認(rèn)識(shí)。（2）基因工程菌發(fā)酵條件的優(yōu)化，從菌種活化開(kāi)始，經(jīng)過(guò)擴(kuò)大培養(yǎng)以及發(fā)酵罐培養(yǎng)，讓學(xué)生了解和掌握發(fā)酵過(guò)程的工藝原理以及實(shí)際操作，并鍛煉學(xué)生利用所學(xué)基本理論解決解決發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題。（3）生物活性物質(zhì)分離純化：對(duì)經(jīng)過(guò)發(fā)酵的培養(yǎng)液，運(yùn)用生物分離技術(shù)，從中分離基因工程大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)合成的玉米黃質(zhì)，所使用的分離手段包括溶劑萃取、細(xì)胞皂化等；并利用分析技術(shù)，例如薄層層析、高效液相色譜、分光光度法等分析所提取的玉米黃質(zhì)的含量和純度，使學(xué)生對(duì)生物分離工程的具體分離方法有了較深刻的理解。

學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，開(kāi)拓了思路，提出了較為合理可行的實(shí)驗(yàn)路線，并進(jìn)行了綜合實(shí)踐操作，鍛煉了學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中分析和解決問(wèn)題的能力。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的研究思路和想法，并在實(shí)踐過(guò)程中獨(dú)立分析和解決所遇到的具體問(wèn)題，不但使學(xué)生加深了基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，而且訓(xùn)練了學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)研究的能力，為學(xué)生接下來(lái)的畢業(yè)論文工作和以后的進(jìn)一步深造以及工作就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這也正是本次蛋白質(zhì)與酶工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目的，通過(guò)組建興趣創(chuàng)新小組，開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，起到以點(diǎn)帶面的作用，提高生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生對(duì)酶工程學(xué)習(xí)的興趣，從而進(jìn)一步提高課堂教學(xué)質(zhì)量，帶動(dòng)更多的學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)與酶工程、以及其他生物技術(shù)專業(yè)的課程產(chǎn)生濃厚的興趣，提高整個(gè)生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)本學(xué)期開(kāi)展的蛋白質(zhì)與酶工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，在沒(méi)有額外增加課程學(xué)時(shí)的前提下，極大地激發(fā)了生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣和熱情，充分發(fā)揮了實(shí)踐教學(xué)促進(jìn)課堂教學(xué)的功能，鍛煉了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，筆者將從本學(xué)期的教學(xué)改革中吸取經(jīng)驗(yàn)和不足，進(jìn)一步積極探索蛋白質(zhì)與酶工程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革發(fā)展之路，使學(xué)生可以在殘酷的就業(yè)和深造競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)。

參考文獻(xiàn)

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[2]郭勇.酶工程[M].第三版.北京：科學(xué)出版社，2009.

[3]王杰.酶工程設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探索與應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13（6）：153-154. （責(zé)編：張宏民）endprint