高校蛋白組學教學內容改革探索

李瑩瑩 逄越

摘 要 蛋白質組學作為引領后基因組時代的新興學科，理論知識和實踐應用結合緊密。根據課程特點，通過對蛋白質組學教學內容進行重組和整合，利用多種方式加強師生互動，注重理論結合實踐等改革模式，旨在提高蛋白質組學的教學質量。

關鍵詞 蛋白質組學 教學內容 教學改革

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.10.063

Abstract Proteomics， as an emerging discipline leading the post-genome era， combines theoretical knowledge with practical application closely. According to the characteristics of the course， the teaching contents of proteomics were reorganized and integrated， the interaction between teachers and students was strengthened in various ways， and the theory and practice were emphasized to improve the teaching quality of proteomics.

Keywords Proteomics; teaching contents; teaching reform

作為引領后基因組時代的新興學科，蛋白質組學可被劃分為功能基因組學的范疇。蛋白質組學自1994年由澳大利亞學者Wilkins和Williams首次提出以來，在25年內得到了迅猛發展。[1-2]

蛋白質組學是一門理論和實踐緊密結合的課程，其相關技術應用領域較廣，相關領域包括生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學及生物信息學等。蛋白質組學課程內容涉及較多的實驗技術，且知識點零亂。相較于本科生的其他專業課來說，學生對于蛋白質組學相關技術的理解及應用就更加困難。[3] 因此，如何根據蛋白質組學參考教材和其他參考資料重組課堂教學內容，更加注重師生互動和理論聯系實踐應用，就顯得尤為重要。

1 高校蛋白質組學教學內容的重組

關于教材和參考資料的選擇，我們優選了適合本科生教學的教材和其他參考資料。其中教材選定的是錢小紅與賀福初院士主編的《蛋白質組學：理論與方法》和《蛋白質組學：從序列到功能》;其他參考資料選定的是蛋白質組學相關專業期刊如Molecular and Cellular Proteomics、Journal of Proteome Research、Journal of Proteomics和Proteomics最新發表的代表性論文。

基于蛋白質組學的課程特點，我們深度分析了選定教材的內容和參考資料，進一步將課堂講述內容進行了優化和重組，我們摒棄了傳統的依據教材內容的先后順序講述的模式，而是采用了分專題講授。其中，我們將內容分成了七大部分，分別是：1、緒論;2、表達蛋白組學;3、蛋白質的分離純化;4、定量蛋白質組學;5、蛋白質定位研究;6、蛋白質相互作用研究;7、蛋白質組學研究的生物信息學。緒論部分，將為什么要研究蛋白質及蛋白質組作為問題導入，以破繭成蝶為例子，結合基因組學的發展史，引導學生充分理解蛋白質組可以完成基因組學所不能回答的問題。在此過程中，與學生一起回顧以往專業課程與蛋白質組學相關的知識點，激發學生帶著問題聽課的興趣，通過引入一系列的問題，給學生介紹蛋白質組學課程的架構，使得學生做到“心里有數”。表達蛋白質組學部分，以基因表達分哪幾個層次的表達導入，引入研究蛋白質表達的相關技術，在講解技術的過程中必然涉及到一些瑣碎的知識點，這樣有便于對知識點進行梳理，讓學生在整體上對所學知識有更加深入的理解。蛋白質的分離純化部分，該部分主要是蛋白質分離純化方法的介紹，由于學生沒有接觸過此類實驗，內容理解起來較抽象，這里可針對某個方法介紹的示意圖，最好采用動畫的形式展示，并增加特定的應用介紹，使得學生能夠真正理解并掌握相關技術。定量蛋白質組學部分，引入最新的定量蛋白質組學研究技術，使得學生能夠了解科研前言;并給學生總結不同技術的適用范圍，使得學生達到對相關技術在整體上的理解。蛋白質定位研究部分，結合蛋白質定位研究的具體實例，引入該主題的介紹，針對不同的問題，給學生講解蛋白質定位研究的不同技術，重點放在引導學生理解不同技術的適用范圍。蛋白質相互作用研究部分，在講解之前先引入蛋白質相互作用研究的原因及重要性，引導學生回顧以往學習的重要信號通路和生物學過程必然涉及到蛋白質與蛋白質分子的相互作用，或者是蛋白質分子與核酸分子的相互作用。通過回顧，引導學生對于蛋白質相互作用這一主題的教學目的獲得清晰的認識。此外，逐步引入不同技術的基本原理及分析流程，加以生物學實例，加深對相關技術的理解。蛋白質組學研究的生物信息學部分，從蛋白質的結構出發，讓學生理解蛋白質結構對于功能的重要性，進而介紹蛋白質結構的預測方法。

綜上，通過對蛋白質組學分專題重組教學之后，與以往傳統的教學模式相比，能夠讓學生對于蛋白質組學的內容有一個更加清晰的認識。依據教學效果看，學生反響良好。

2 教學過程中注重師生互動

教學過程中，師生之間的良好互動能夠較好地促進教學。我們主要采用以下幾種方式加深師生互動：一是，在講解相關內容之前，給學生介紹蛋白質組學相關專業期刊上發表的最新進展文章，讓學生了解蛋白質組學最新進展的同時，開拓了他們的思路，增加了對課程的興趣度;二是，建立了師生交流的微信群，在課堂上預留課堂講解內容之外的作業，方便師生之間通過微信群相互交流，以便于加深對課堂內容的理解;三是，在教學過程中，注重理論聯系實踐，給學生介紹目前實驗室條件下能夠滿足蛋白質組學研究的相關科研平臺，激發學生參與科研的興趣，做到以科研促進教學。綜上，通過增加教師與學習的互動，達到教師愿意教和學生喜歡學這一良性循環上來。

3 教學過程中注重理論聯系實踐

基于蛋白質組學課程本身的特點，相關理論理解起來較抽象，如果單純注重理論教學，對于學生來說難度偏大。因此，如何將教學內容中的理論知識與實踐中的生物學問題有機結合起來，這是亟待解決的關鍵問題。

舉例來說，在蛋白質組學相互作用這一專題中，涉及到利用噬菌體展示技術來分析特定蛋白質的抗原表位。針對這一問題，我們首先引導學生學會分析問題，如在這個問題里邊，我們要弄清楚幾個概念。（1）什么是抗原和抗原表位？（2）抗原表位對應的概念是什么？（3）在哪類問題中會碰到抗原表位這個概念？因此，在分析問題的過程中，學生一來可以回顧以往所學的基本知識，二來可以根據新學技術的基本原理學會分析這一實際生物學問題。通過師生共同分析（分析問題）、回顧（回顧基本知識）和解決（利用相關技術解決問題）這三個步驟，做到學生加深對所學理論的理解。諸如此類，我們在每次課堂內容教學過程中均引入特定生物學問題的教學模式，努力做到當堂內容當堂吸收的教學效果。

綜上，針對蛋白質組學的課程特點，將抽象的概念、技術和原理與特定的生物學問題結合起來，充分引導學生達到理解并掌握的程度，最終獲得事半功倍的效果。

4 蛋白質組學教學中存在的問題

通過幾年的教學實踐，我們在蛋白質組學教學過程中通過不斷總結經驗并優化教學模式，教學效果逐漸改善。但是，基于課程本身的特點，教學過程主要是以教師為中心。因此，在教學模式上，我們要從以教師為中心逐漸轉到以學為中心，從線性教學轉到非線性和嵌入式的教學上來。此外，在評價指標上，提高平時成績的比例，更加注重學術平時的累積，激發學生學習的興趣。最后，蛋白質組學作為一門實驗科學，可以將學校現有的蛋白質科研平臺的簡介與實踐作為學時的一部分，讓學生申請并參與蛋白質組學相關的科研項目，達到以科研促進教學的目的，[4]這樣可以進一步提高蛋白質組學的教學質量。

*通訊作者：李瑩瑩

參考文獻

[1] Tyers M，Mann M.From genomics to proteomics[J].Nature，2003.422 （6928）：193-197.

[2] 劉亞軍，郭兆明.蛋白質組學實驗課程教學實踐與探討[J].中國教育技術裝備，2017.

[3] 周倩，朱宏建.蛋白組學教學內容與教學方式的改革初探[J].課程教育研究，2017（10）.

[4] 林群，劉秀君，仇計清.高校教師要堅持走科研與教學相長之路[J].河北科技大學學報（社會科學版），2007.7（2）：1-3.