海洋生物活性物質分析綜合實驗教學探索與實踐

高金偉，張文慧，周文禮，高建忠

摘要：為培養學生們的創新能力，促進本科實驗教學制度的改革，2013級海洋漁業科學與技術專業開設《海洋生物活性物質分析》綜合實驗課程。文中根據綜合實驗課程的性質和特點，討論了在實驗教學過程中采取的課程教學模式，安排的教學形式，以及根據專業特點設置的教學內容和教學效果評定，目的是充分調動學生的學習積極性，提高本科實驗教學質量，同時推進本科實驗教學改革，提高實驗教學質量，保障海洋漁業科學與技術專業畢業實習順利完成。

關鍵詞：海洋生物活性物質；綜合實驗；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）41-0162-02

海洋生物活性物質是指海洋生物體內所含有的對生命現象具有影響的微量或少量物質，主要有多糖類、蛋白類、脂肪酸類等天然物質。目前，這些活性物質已經被開發利用于多項實際生產生活中，例如，治療疾病的藥物、預防疾病的保健品、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，具有廣泛的實際應用價值。《海洋生物活性物質分析》實驗課程是為天津農學院水產類海洋漁業科學與技術專業學生開設的一門研究性實驗課程，是生物化學、水生生物學、生理學等相關理論課程的延伸，通過綜合性創新實驗，使學生們參與實驗設計、實驗方法改進和實驗開展等各個方面，并熟練掌握活性物質的分離、純化以及鑒定的基本實驗技能。一方面使學生在實驗中驗證理論的來源與正確性，加深對理論的理解；另一方面培養學生科研能力和知識的實際運用能力。

一、課程教學模式

海洋科學是天津市重點發展和建設的特色學科。天津農學院海洋漁業科學與技術專業于2002年經教育部批準建立，同時也是天津市級品牌專業，本專業主要培養從事海洋經濟生物綜合利用技術與產業化開發、生態防治理論與關鍵技術、海洋漁業資源保護與恢復等研究的人才，畢業后能承擔在生態系統多樣性、物種多樣性和種內遺傳多樣性三個層次上的生產、科研、教學和管理工作。基于本專業的培養目標，打破以往一門理論課程開設一門實驗課程的教學模式，在綜合水生生物、生物化學、生理學和微生物學等課程的理論知識和實驗操作技術的基礎上，將實驗教學模式進行改革。

為了適應當代學生們活躍的思維，充分調動他們學習的積極性和潛在的能動性，發揮自主學習的能力，將課程內容中驗證性實驗與探索性實驗設置比例為1：5，大大增加了探索性實驗比例。以教師擬定的實驗方向為出發點，學生們以小組為單位，利用網絡資源和圖書資源進行文獻檢索，結合已學知識設計獨一無二的可行性實驗方案，利用水產學院開放實驗室資源，從試劑配制、實驗操作、實驗結果分析與整理到最終實驗報告的形成，全部由學生獨立完成，充分發揮學生自主學習和分析解決問題的能力，培養學生的科研興趣。

二、課程教學安排

課程設置在本科教學第六學期，一方面是因為《海洋生物活性物質分析》屬于綜合性實驗課程，著重培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力和數據處理能力，需要運用多種課程的綜合知識；另一方面在第六學期開設綜合性實驗與學生畢業實習銜接，有利于畢業實習的順利進行，更有助于考研專業課的復習。課程為30學分，學時為7周，采用獨立授課的形式，確立以動手能力、實踐能力為主的考評方式，在每次實驗過程中教師發揮輔助作用，保證每組學生安全地完成既定實驗內容。

三、課程教學內容

根據本專業學生的培養目標，改革綜合性實驗教學內容和教學方式，依據難易適中和可行性的原則，本課程設置了兩個綜合實驗模塊。

1.海洋微藻綜合實驗。在學習微生物、水生生物學和生物化學等相關課程的基礎上，本部分實驗包括海洋微藻的培養和海藻活性物質的提取與功能分析。學生們以螺旋藻、小球藻、海鏈藻等為實驗材料，從培養基的配制、接種培養到生長曲線的繪制，掌握一整套海洋微藻生長的定量觀測方法。再利用培養的微藻進行后續的活性物質提取和功能分析實驗，根據學生們的興趣和所培養藻類的特點，利用鹽析、層析和電泳等生化技術提取海藻多糖、活性肽、活性酶等一系列大分子活性物質，在提取海洋活性物質的基礎上結合實際生產生活的需要進行下一步的功能性探索試驗，例如以小球藻為原材料提取得到小球藻生長因子CGF，添加到魚配合飼料中，觀察魚類生長情況。通過連貫性的實驗，一方面鍛煉學生的實驗動手能力，另一方面更能激發學生設計實驗和分析實驗的主動性，培養團隊合作精神。

2.海洋動物綜合實驗。本部分設置兩個綜合性實驗，第一以蝦殼或蟹殼為實驗材料，提取甲殼素，進一步制備殼聚糖，測定純度和制備率，利用牛津杯法測定殼聚糖的抑菌活性；第二以魚鱗為實驗材料，利用酶解法提取膠原蛋白，再利用羥脯氨酸比色法測定膠原蛋白的含量。通過實驗使學生們掌握生物化學和微生物學的基本操作技能，了解海洋生物活性物質從提取、分離、純化、鑒定到功能性評價的全過程，提高了學生們綜合運用所學基本技能解決問題的能力。

四、教學效果

本課程首次在2013級海洋科學與技術專業本科教學過程中開設，學生們普遍感到實驗內容豐富，綜合性強，從文獻檢索閱讀到實驗設計的改進，從實驗的開展到實驗結果的分析，最終到科技論文的寫作，充分調動了學生的積極性和主動性，培養了學生們的科研能力。

在首輪實驗中也發現了諸多問題，首先是課程考核，由于綜合性實驗周期長，實驗地點靈活，組織學生存在一定的困難；其次是實驗地點，目前利用水產學院開放實驗室，在空間和儀器使用上與教師科研、研究生培養存在沖突，這些都是今后課程改革的重點。

五、結束語

海洋生物活性物質分析綜合性實驗，對授課教師和學生的基礎素質要求高，需要教師在課堂內外傾注更多的精力，同時，學生可以得到一次全面提高和學習的機會，后續改革實驗內容要更能體現專業特色，更好的與畢業實習相結合，與實際生產需要相結合，促進本校本科實驗教學的全面發展。

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