農業院校蛋白質與酶工程課程創新實驗教學改革

摘 要：蛋白質與酶工程是天津農學院農學與資源環境學院的一門必修專業課程，同時也是一門實踐性很強的學科。在蛋白質與酶工程的教學實踐和改革創新過程中，由于課時限制，使得理論學習與實踐教學不能完美銜接。該文對蛋白質與酶工程課程內創新實驗教學的組織與實施進行了簡述，通過教學改革創新實踐，收到了學生良好的反饋，并積極地參與其中，同時該體系也為農業院校的蛋白質與酶工程課程實踐教學改革提供了有益參考。

關鍵詞：蛋白質與酶工程；創新實驗；改革；農業院校

中圖分類號 G424 文獻標識碼 A 文章編號 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世紀是創新和可持續發展的世紀，我們國家的生物技術研究成果與國際前沿研究水平的差距正在不斷縮小。面對生物技術經濟時代的來臨，培養具備創新型實踐能力的人才是目前各農業高校生物技術專業教學中亟待解決的課題[1]。蛋白質與酶工程是高等農業院校生物技術專業的一門專業必修課程，它綜合了微生物學、分子生物學、基因工程和蛋白質工程等多學科的理論知識，是一門理論學習與實踐操作聯系非常緊密的課程[2]。生物技術專業的理論和實踐教學內容，應為本科生夯實理論聯系實際的基本功，培養學生將理論知識應用到實踐操作中的能力，提高學生的實踐技能，使學生畢業的時候能夠在競爭日益激烈的人才市場上找到自己的位置，實現自己的價值[3]。

1 蛋白質與酶工程目前教學現狀

天津農學院生物技術專業于2000年開設蛋白質與酶工程，開課時間為大三第二學期，講授學時為32課時，由于本科生總學時的限制，一直沒有開展實驗課的教學。蛋白質與酶工程是蛋白質工程、酶學、微生物學、分子生物學和基因工程相互交叉融合形成的一門前沿技術學科，是一門實踐性很強的課程。但由于目前生物技術專業本科生總學時的限制，以及開展蛋白質與酶工程實驗所需儀器設備和資金的限制，本課程還沒有開展實踐教學。筆者通過前期的實地考察和文獻檢索，在借鑒兄弟院校教學經驗的基礎上，結合我校的特殊情況，在2016—2017學年第二學期的蛋白質與酶工程課程中引入了創新實驗項目。這一項目的開設，在學生中產生了良好的示范和帶動效應，提高了學生學習的積極性，鍛煉了學生綜合應用理論知識的能力。

2 創新實驗教學的改革思路

蛋白質與酶工程創新實驗教學改革的主要目的是鍛煉學生獨立進行科學研究的能力，在掌握基礎知識的前提下，在教師指導下，開展綜合性、創新性的科學研究項目。本次教學改革淡化了各學科之間的界限，打破了過去以課程為中心設置實驗項目的慣例，以實踐技能的培養為主線，將整個創新實驗項目分為以下4個模塊：微生物培養，基因工程實驗，生物活性物質分離提取，色譜儀的操作和使用。每一個模塊中既有相應實驗儀器設備的操作訓練，也有應用理論知識解決實際問題的創新訓練。

學生們自由報名參加創新實驗項目，通過查閱相關文獻資料，在教室指導下修改實驗方案，充分調動了學生的主觀能動性，變教師的填鴨式教學為學生的主動學習，培養了學生的創新思維，鍛煉了學生獨立進行科學研究的能力。

3 創新實驗教學改革的具體內容和措施

本學期開課之初，筆者即在課堂上向學生介紹即將開展的創新實驗項目，讓感興趣的學生自由報名自由組合。由于本次教學改革為初次探索，筆者使用了博士階段的課題對學生進行創新訓練，即（1）分子生物學與基因工程實驗：從目的基因的克隆→原核表達載體的構建→重組質粒大腸桿菌的轉化→轉基因工程菌的篩選→重組質粒的鑒定，組成整個基因工程實驗流程，不但有具體的單個實驗操作，同時也讓學生對完整的基因工程實驗流程有了感性認識。（2）基因工程菌發酵條件的優化，從菌種活化開始，經過擴大培養以及發酵罐培養，讓學生了解和掌握發酵過程的工藝原理以及實際操作，并鍛煉學生利用所學基本理論解決解決發酵生產過程中遇到的實際問題。（3）生物活性物質分離純化：對經過發酵的培養液，運用生物分離技術，從中分離基因工程大腸桿菌細胞內合成的玉米黃質，所使用的分離手段包括溶劑萃取、細胞皂化等；并利用分析技術，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的含量和純度，使學生對生物分離工程的具體分離方法有了較深刻的理解。

學生通過查閱相關文獻，開拓了思路，提出了較為合理可行的實驗路線，并進行了綜合實踐操作，鍛煉了學生在實踐過程中分析和解決問題的能力。在創新實驗項目進行過程中，鼓勵學生提出自己的研究思路和想法，并在實踐過程中獨立分析和解決所遇到的具體問題，不但使學生加深了基礎理論知識的理解，而且訓練了學生獨立開展科學研究的能力，為學生接下來的畢業論文工作和以后的進一步深造以及工作就業打下了堅實的基礎。這也正是本次蛋白質與酶工程創新實驗教學改革的目的，通過組建興趣創新小組，開展創新實驗項目，起到以點帶面的作用，提高生物技術專業學生對酶工程學習的興趣，從而進一步提高課堂教學質量，帶動更多的學生對蛋白質與酶工程、以及其他生物技術專業的課程產生濃厚的興趣，提高整個生物技術專業的學習熱情。

4 結語

綜上所述，通過本學期開展的蛋白質與酶工程創新實驗教學改革，在沒有額外增加課程學時的前提下，極大地激發了生物技術專業的學生對科學研究的興趣和熱情，充分發揮了實踐教學促進課堂教學的功能，鍛煉了學生理論聯系實際的能力。在今后的教學實踐中，筆者將從本學期的教學改革中吸取經驗和不足，進一步積極探索蛋白質與酶工程創新實踐教學改革發展之路，使學生可以在殘酷的就業和深造競爭中贏得先機。

參考文獻

[1]吳疆.《酶工程》課程教學方法研究[J].中國教師，2008，S1：140.

[2]郭勇.酶工程[M].第三版.北京：科學出版社，2009.

[3]王杰.酶工程設計型實驗教學方法的探索與應用[J].河北農業科學，2009，13（6）：153-154. （責編：張宏民）endprint