淺談《蛋白質工程》教學體會

摘 要：作為一門新興的學科，蛋白質工程在帶動生物學的進一步發(fā)展并推動與生產、生活關系密切相關學科的發(fā)展方面具有廣闊的應用前景。為了培養(yǎng)從事蛋白質方面研究及生產的專業(yè)技術人才，我校為生物工程專業(yè)開設了《蛋白質工程》這門課程。本文通過對該課程教學的探索，從合理安排教學內容，合理使用多媒體，雙語教學，實踐教學等四個方面進行改進和嘗試，以期對學生的理論學習效果和實踐應用能力的提高有所幫助。

關鍵詞：蛋白質工程 多媒體 雙語教學 實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2012）11（b）-0139-02蛋白質工程是在基因重組技術、生物化學、分子生物學、分子遺傳學等學科的基礎之上，融合了蛋白質晶體學、蛋白質動力學、蛋白質化學和計算機輔助設計等多學科而發(fā)展起來的新興研究領域。為了使學生將所學習過的生物化學、分子生物學、酶工程、生物信息學等專業(yè)課程的理論知識融會貫通，培養(yǎng)從事蛋白質方面研究及生產的專業(yè)技術人才，河南科技大學為生物工程專業(yè)本科四年級學生開設了《蛋白質工程》這門專業(yè)課程。使用的教材是汪世華教授主編的《蛋白質工程》，該教材知識覆蓋面較廣、內容難度適中，比較適合于本科生教學使用[1]。在如何激發(fā)學生的學習興趣、提升課堂教學質量；如何既能夠理論聯系實際又能夠把握學科的前沿發(fā)展動向、培養(yǎng)出適應社會需求和學科發(fā)展要求的專業(yè)人才方面，筆者根據自身的教學體會以及學生的課堂反饋從以下四個方面進行了一些有益的嘗試。

1 合理安排教學內容

教學內容的合理安排是提高教學質量的關鍵。作為一門綜合性學科，蛋白質工程所涉及到的內容較多、覆蓋面廣，因而在有限的學時內很難做到面面俱到，一些同學在課下也反映希望教師能夠結合畢業(yè)班的實際情況有針對性的講解一些和畢業(yè)后從事相關領域的工作有一定聯系的內容。針對這種情況，筆者對教學內容和教學方式進行了一些調整，即首先把該堂課程的教學內容以大綱的形式進行講解，爭取在5～10min內給學生一個整體印象；然后針對某一個知識點進行重點講解（包括背景、原理、方法、實例以及研究進展等），每節(jié)課只講授一個或兩個知識點，爭取做到以點帶面，盤活課堂。對于重點講解的知識點，需要結合一些輔助教材和專業(yè)文獻事先對教材內容進行梳理和重新整合，注意兼顧相關學科的研究動態(tài)和發(fā)展方向；同時筆者還結合一些自己的科研工作進行實例教學，如將在博士期間所參與完成的硫氧化還原酶（SOR）基因的克隆、定點突變、異源表達、純化以及晶體結構模擬、解析等科研工作進行實例講解。這些內容不僅涵蓋了蛋白質的分子設計、蛋白質的修飾和表達、蛋白質的分離純化與鑒定和蛋白質的結構解析等章節(jié)的內容，而且通過這些講授要使學生了解為什么要采用這樣的方法步驟以及今后遇到類似的問題如何去解決，從而使得課程的內容密切聯系實際，既增加了課程的生動性和實用性，也提升了學生的學習熱情。此外，《蛋白質工程》還涉及到一些其它專業(yè)課程的內容，而這些內容的學習已經有一定的時間間隔，因此，每次上課之前要求學生提前對所涉及的相關內容進行適當復習鞏固，將不僅有助于學生對整個知識體系的深入了解，而且也可以促進不同學科知識的融會貫通，提升課堂學習效果。

2 合理使用多媒體

合理使用多媒體，能有效地彌補傳統教學方式的不足，把難理解的或不容易觀察到的抽象內容直觀形象地顯示出來，提升教學效果。《蛋白質工程涉》及到諸如蛋白質的空間結構、分子修飾、基因改造、結構與功能的計算模擬等許多抽象的內容，因此，一般采用多媒體進行授課。然而通過實踐，筆者發(fā)現整堂課程完全采用多媒體教學效果反而并不好，容易使學生失去興趣點，把握不住課堂教學的重點。反之，將多媒體和傳統教學方式（板書、普通教具以及語言表達等）適當結合則教學效果要比單純采用多媒體教學要好，因此，需要正確處理好多媒體與傳統教學方式之間的關系。對于重點、難點以及較抽象、難理解的內容應采用多媒體（圖片和動畫）進行講解，通過將抽象的內容具體化，易于為學生理解，提升學習效果；對于背景、概念、原理等文字描述性的內容則應適當控制多媒體的篇幅，避免學生產生視覺疲勞，降低學習效果。而對于提綱、概念以及結論性的內容則適宜采用板書進行教學，并且適當進行強調，以幫助學生從整體上把握課堂的知識結構和重點。此外，教學效果的提升還需要教師緊扣教學內容，精心制作多媒體課件。課件既要講究科學性，還要講究美學性，筆者曾經將一些從蛋白質三維結構數據庫（Protein Data Bank，PDB）[2]下載的蛋白質三維結構的PDB文件采用phyMOL軟件[3]以三維動態(tài)的形式展示給學生，使學生直觀地觀察到構成這些蛋白質二級結構單元、結構域、表面結構以及極性、非極性氨基酸分布的狀態(tài)，這種方式不僅能夠更好地幫助學生理解蛋白質的空間結構、形成三維空間結構的印象，而且也極大地調動了學生的學習熱情，取得了較好的教學效果。最后，多媒體教學和板書的時間還應當合理分配，筆者通過實踐認為兩者比例控制在3∶1左右較為合理，即板書的時間每節(jié)課在15min左右。

3 雙語教學

從2002年起，國內多數高校開始嘗試進行本科生雙語教學，雙語教學逐漸成為本科教育教學改革的熱點之一[4]。我校生物工程專業(yè)雙語教學開展相對較晚，目前《蛋白質工程》還沒有開設雙語教學環(huán)節(jié)。作為一門綜合性學科，蛋白質工程融合了多門學科的發(fā)展成果，想要充分理解教材中相關的知識內容、把握學科的發(fā)展動態(tài)和研究方向，課本上的知識還遠遠不夠，還需要查閱相關的專業(yè)參考文獻進行補充，因此，要求學生具備一定的專業(yè)英語閱讀能力。目前學校已經為學生開設了《生物專業(yè)英語》課程（蔣悟生，高等教育出版社出版）[5]，然而由于該教材側重于普通生物學的內容，與蛋白質工程的相關性不是很高，因此，筆者嘗試在課堂上對一些專業(yè)詞匯、知識點進行雙語教學，以提高學生的專業(yè)外語水平。目前《蛋白質工程》的雙語教學尚處于探索階段，還缺少完善的教學模式和質量評價體系，但是探索雙語教學的問題與對策，對推進和指導高校開展雙語教學也具有一定的參考價值。例如，學生外語水平參差不齊被認為是開展雙語教學中的一個問題，然而很多外文參考文獻格式較為固定、語句結構較為簡單，多以單句為主，少復合句，因此，影響閱讀水平的主要因素還是專業(yè)詞匯量的積累水平和相關科研背景熟悉程度的差異。基于這種理解，筆者在教授過程中注意介紹相關的知識背景，對于一些重要的專業(yè)詞匯和知識點進行雙語教學，增加學生在這方面的知識儲備、提升專業(yè)文獻閱讀能力。通過一段時間的實踐，很多同學反映常用專業(yè)詞匯量有較大增加，理解力有所提高。

4 實踐教學安排

我校生物工程專業(yè)《蛋白質工程》實驗教學共設8個學時，開設兩個大實驗，分別為兔血清IgG的分離與提純和SDS-PAGE測定兔血清IgG的相對分子量，目的是讓學生掌握蛋白質的分離純化和檢測技術。然而就蛋白質工程這門課程的實質—— 通過分子設計改造、設計和生產具有特定功能的新蛋白質而言，這些實驗課程設置顯得有些脫節(jié)。針對這種情況，為了使實驗課程設計更加符合學科的具體情況，筆者對實驗內容進行了適當調整，改為：DpnⅠ酶切法定點突變SOR基因；SOR突變基因的異源表達、純化和酶活力測定兩個大實驗。此外，還拿出一節(jié)理論課時間通過phyMOL軟件演示SOR蛋白一級結構的改變對高級結構可能造成的影響。通過這些調整使學生對蛋白質的分子設計、結構預測以及表達、純化的全過程有一個較為系統地認知，從而更好地促進理論學習。

5 結語

教學是一門藝術，教師需要不斷改進自己的教學方式和方法，以提高自身的業(yè)務水平。筆者在《蛋白質工程》的教學實踐中進行了一些有益地探索，從合理安排教學內容，合理使用多媒體，雙語教學，實踐教學四個方面進行改進和嘗試，希望能夠通過這些探索激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質量，培養(yǎng)出適應社會需求和學科發(fā)展要求的專業(yè)人才；同時也將教學過程中的這些嘗試和其他老師和同學一起探討和分享，互相學習和提高。

參考文獻

[1] 汪世華．蛋白質工程[M]．北京：科學出版社，2008．

[2] Meyer EF.The first years of the Protein Data Bank[J].Protein Science（Cambridge University Press），1997，6（7）：1591-1597.

[3] The PyMOL Molecular Graphics System[M].Version 1.2r3pre，Schr dinger， LLC.

[4] 江愛華．高校雙語教學的背景、表象與對策[J]．南京航空航天大學學報：社會科學版，2007（1）：95-98．

[5] 蔣悟生．生物專業(yè)英語[M]．北京：高等教育出版社，2010．