农业院校蛋白质与酶工程课程创新实验教学改革

摘 要：蛋白质与酶工程是天津农学院农学与资源环境学院的一门必修专业课程，同时也是一门实践性很强的学科。在蛋白质与酶工程的教学实践和改革创新过程中，由于课时限制，使得理论学习与实践教学不能完美衔接。该文对蛋白质与酶工程课程内创新实验教学的组织与实施进行了简述，通过教学改革创新实践，收到了学生良好的反馈，并积极地参与其中，同时该体系也为农业院校的蛋白质与酶工程课程实践教学改革提供了有益参考。

关键词：蛋白质与酶工程；创新实验；改革；农业院校

中图分类号 G424 文献标识码 A 文章编号 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世纪是创新和可持续发展的世纪，我们国家的生物技术研究成果与国际前沿研究水平的差距正在不断缩小。面对生物技术经济时代的来临，培养具备创新型实践能力的人才是目前各农业高校生物技术专业教学中亟待解决的课题[1]。蛋白质与酶工程是高等农业院校生物技术专业的一门专业必修课程，它综合了微生物学、分子生物学、基因工程和蛋白质工程等多学科的理论知识，是一门理论学习与实践操作联系非常紧密的课程[2]。生物技术专业的理论和实践教学内容，应为本科生夯实理论联系实际的基本功，培养学生将理论知识应用到实践操作中的能力，提高学生的实践技能，使学生毕业的时候能够在竞争日益激烈的人才市场上找到自己的位置，实现自己的价值[3]。

1 蛋白质与酶工程目前教学现状

天津农学院生物技术专业于2000年开设蛋白质与酶工程，开课时间为大三第二学期，讲授学时为32课时，由于本科生总学时的限制，一直没有开展实验课的教学。蛋白质与酶工程是蛋白质工程、酶学、微生物学、分子生物学和基因工程相互交叉融合形成的一门前沿技术学科，是一门实践性很强的课程。但由于目前生物技术专业本科生总学时的限制，以及开展蛋白质与酶工程实验所需仪器设备和资金的限制，本课程还没有开展实践教学。笔者通过前期的实地考察和文献检索，在借鉴兄弟院校教学经验的基础上，结合我校的特殊情况，在2016—2017学年第二学期的蛋白质与酶工程课程中引入了創新实验项目。这一项目的开设，在学生中产生了良好的示范和带动效应，提高了学生学习的积极性，锻炼了学生综合应用理论知识的能力。

2 创新实验教学的改革思路

蛋白质与酶工程创新实验教学改革的主要目的是锻炼学生独立进行科学研究的能力，在掌握基础知识的前提下，在教师指导下，开展综合性、创新性的科学研究项目。本次教学改革淡化了各学科之间的界限，打破了过去以课程为中心设置实验项目的惯例，以实践技能的培养为主线，将整个创新实验项目分为以下4个模块：微生物培养，基因工程实验，生物活性物质分离提取，色谱仪的操作和使用。每一个模块中既有相应实验仪器设备的操作训练，也有应用理论知识解决实际问题的创新训练。

学生们自由报名参加创新实验项目，通过查阅相关文献资料，在教室指导下修改实验方案，充分调动了学生的主观能动性，变教师的填鸭式教学为学生的主动学习，培养了学生的创新思维，锻炼了学生独立进行科学研究的能力。

3 创新实验教学改革的具体内容和措施

本学期开课之初，笔者即在课堂上向学生介绍即将开展的创新实验项目，让感兴趣的学生自由报名自由组合。由于本次教学改革为初次探索，笔者使用了博士阶段的课题对学生进行创新训练，即（1）分子生物学与基因工程实验：从目的基因的克隆→原核表达载体的构建→重组质粒大肠杆菌的转化→转基因工程菌的筛选→重组质粒的鉴定，组成整个基因工程实验流程，不但有具体的单个实验操作，同时也让学生对完整的基因工程实验流程有了感性认识。（2）基因工程菌发酵条件的优化，从菌种活化开始，经过扩大培养以及发酵罐培养，让学生了解和掌握发酵过程的工艺原理以及实际操作，并锻炼学生利用所学基本理论解决解决发酵生产过程中遇到的实际问题。（3）生物活性物质分离纯化：对经过发酵的培养液，运用生物分离技术，从中分离基因工程大肠杆菌细胞内合成的玉米黄质，所使用的分离手段包括溶剂萃取、细胞皂化等；并利用分析技术，例如薄层层析、高效液相色谱、分光光度法等分析所提取的玉米黄质的含量和纯度，使学生对生物分离工程的具体分离方法有了较深刻的理解。

学生通过查阅相关文献，开拓了思路，提出了较为合理可行的实验路线，并进行了综合实践操作，锻炼了学生在实践过程中分析和解决问题的能力。在创新实验项目进行过程中，鼓励学生提出自己的研究思路和想法，并在实践过程中独立分析和解决所遇到的具体问题，不但使学生加深了基础理论知识的理解，而且训练了学生独立开展科学研究的能力，为学生接下来的毕业论文工作和以后的进一步深造以及工作就业打下了坚实的基础。这也正是本次蛋白质与酶工程创新实验教学改革的目的，通过组建兴趣创新小组，开展创新实验项目，起到以点带面的作用，提高生物技术专业学生对酶工程学习的兴趣，从而进一步提高课堂教学质量，带动更多的学生对蛋白质与酶工程、以及其他生物技术专业的课程产生浓厚的兴趣，提高整个生物技术专业的学习热情。

4 结语

综上所述，通过本学期开展的蛋白质与酶工程创新实验教学改革，在没有额外增加课程学时的前提下，极大地激发了生物技术专业的学生对科学研究的兴趣和热情，充分发挥了实践教学促进课堂教学的功能，锻炼了学生理论联系实际的能力。在今后的教学实践中，笔者将从本学期的教学改革中吸取经验和不足，进一步积极探索蛋白质与酶工程创新实践教学改革发展之路，使学生可以在残酷的就业和深造竞争中赢得先机。

参考文献

[1]吴疆.《酶工程》课程教学方法研究[J].中国教师，2008，S1：140.

[2]郭勇.酶工程[M].第三版.北京：科学出版社，2009.

[3]王杰.酶工程设计型实验教学方法的探索与应用[J].河北农业科学，2009，13（6）：153-154. （责编：张宏民）endprint