楊海麟，周哲敏，辛瑜，陸建，管政兵

摘要：強化實踐實驗教學模式是高等院校提高學生培養(yǎng)質(zhì)量的一個重要課題。本文針對《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》實驗課程教學方法進行改革，提高學生的學習興趣，鞏固學科知識，增強創(chuàng)新能力。

關鍵詞：蛋白質(zhì)分離技術(shù)；探索性人才；實驗課程；教學研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0235-02

強化實踐實驗教學模式是高等院校提高學生培養(yǎng)質(zhì)量的一個重要課題。工科院校普遍開設了實驗課程，理論教育和實踐脫節(jié)，實驗內(nèi)容不能及時更新，學生感受不到所學知識與現(xiàn)實之間的聯(lián)系，缺乏學習動力、熱情和興趣。目前實驗課程的設置對培養(yǎng)學生的動手能力，強化工程實踐能力的要求還存在相當?shù)牟罹?。本文就《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》精品實驗課程建設所做的一些教改工作進行總結(jié)，以期與國內(nèi)廣大同行共同探討精品實驗課程建設。

一、課程教學特點

《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》是我校生物工程專業(yè)的必修專業(yè)課。本課程是一門理論性和實踐性都很強的課程，具有以下特點與問題。

1.快速發(fā)展的基礎性技術(shù)與滯后的教材之間的矛盾。蛋白質(zhì)分離技術(shù)發(fā)展日新月異，許多技術(shù)不斷升級，甚至被淘汰。教材滯后在所難免，難以滿足教學的要求。

2.有限教學時間與豐富的教學內(nèi)容之間的矛盾。《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》涉及技術(shù)多，包括鹽析、離心、層析、電泳等。教學中，由于教學時間少，難免注重技術(shù)、方法、手段，而忽視實驗結(jié)果和目的性。這就造成學生對蛋白質(zhì)分離課程的教學目的不明確，教學也就事倍功半。

3.有限教學資源條件與不斷提高的實驗教學要求之間的矛盾。多年來，我院一直很重視蛋白質(zhì)分離實驗教學設備的購置。但學生數(shù)量的增加讓教學設備的壓力日益增大，設備采購資金捉襟見肘。加上以前采購的實驗室教學設備與不斷更新的科研設備在功能和應用上存在較大的差距，采用落后的實驗室教學設備進行封閉式實驗教學，也難以滿足學生對課程技術(shù)的理解和使用，甚至會產(chǎn)生認識上的偏差。

4.對蛋白質(zhì)分離的單元操作、設備及工程性內(nèi)容不掌握。和化學工程一樣，蛋白質(zhì)分離由許多單元操作集合而成，需要工程化的理解和設計。現(xiàn)有教材及授課對原理講解較多，多單元操作工程化的介紹很少，嚴重影響學生靈活掌握課程。譬如，學生對層析分離介質(zhì)選擇及應用不熟悉，對工業(yè)制備色譜系統(tǒng)不熟悉。

二、教學思想與理念

《蛋白質(zhì)純化技術(shù)》是一門非常注重具體實踐操作、工程味濃的課程。如何使學生在眾多的單元知識學習過程中，將知識點融會貫通，將不同的單元串聯(lián)起來設計某種特定生物產(chǎn)品的純化工藝路線，并進行工程放大，適應當前科技的飛速發(fā)展，是檢驗課程教育成敗的關鍵?！兜鞍踪|(zhì)分離技術(shù)》的實驗教學理念是：強化基礎理論，突出工程和應用理念，適當兼顧科研前沿發(fā)展，著重提高學生分析問題與解決問題的能力。實驗教學與科研平臺相結(jié)合，采用開放性、案例型教學模式，培養(yǎng)學生的實踐和應用能力。課程改革擬打破該門課程傳統(tǒng)的學生理論學習與動手實踐環(huán)節(jié)相互脫離的教學方式，根據(jù)授課過程中的實際需要，不拘囿于固定的理論學習與實踐的時間安排，機動靈活地安排理論學習與動手實踐操作時間，達到使學生及時加深對所學內(nèi)容的印象和理解，迅速有效地從感性認識上升到理性認識，從而大大提高教學效果的目的；使學生能夠獨立完成一整套蛋白質(zhì)純化操作體系，徹底改變學生開始研究生階段的學習時還要學習蛋白質(zhì)純化方面課程的局面。本課程教改的關鍵在于如下幾點。

1.力求在有限教學條件下開展教學內(nèi)容的創(chuàng)新，不斷增強學生對蛋白質(zhì)分離系列技術(shù)學以致用的教學效果。實踐表明，學生在自行選擇的模塊實驗中興趣和積極性很高，效果很好。此外，組織學生進入工廠實習，實地了解生化分離設備與工藝路線的結(jié)合，并要求學生在實習報告中做出合理性評價，讓學生更好地把書本與實際相結(jié)合，掌握分離技術(shù)的精髓。

2.努力改進教學手段和方法，不斷提高蛋白質(zhì)分離技術(shù)教學效率。蛋白質(zhì)品種多，分離技術(shù)廣而新，沒有現(xiàn)代化的教學手段難以有較好的教學效果。為此，采用現(xiàn)代化的教學手段，包括編寫新教材，建設先進的蛋白質(zhì)分離教學實驗平臺，直觀、帶趣味性蛋白純化技術(shù)的影像資料（如Flash模擬動畫、視頻），增加應用性強的實踐觀摩環(huán)節(jié)，都極大地提高了教學的效率。

三、教學定位與特色

《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》教學改革的定位。

1.重應用，彰顯教學目的性。如何使學生在眾多的單元知識學習過程中，將知識點融會貫通，將不同的單元串聯(lián)起來設計某種特定生物產(chǎn)品的純化工藝路線，并進行工程放大，適應當前科技的飛速發(fā)展，是檢驗課程教育成敗的關鍵。強調(diào)技術(shù)的應用性是本課程教學的重中之重。

2.教學與科研相結(jié)合，體現(xiàn)技術(shù)的前沿性。針對蛋白質(zhì)分離技術(shù)發(fā)展日新月異，依托科研平臺堅實的基礎硬件條件，將最新的科研實驗條件在教學中展示、應用，豐富了教學內(nèi)容，緩解了實驗教學條件的壓力。

3.有條件地開展工程化培訓，體現(xiàn)蛋白質(zhì)分離技術(shù)的集成化、規(guī)?；⒆詣踊?。在教學中如何系統(tǒng)地介紹蛋白質(zhì)分離技術(shù)、工藝、設備及單元操作，是實現(xiàn)學生分析問題和解決問題能力培養(yǎng)的關鍵。應大力抓實踐環(huán)節(jié)的訓練，訓練內(nèi)容包括基礎實驗、綜合實驗、創(chuàng)新實驗等環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)蛋白質(zhì)分離技術(shù)的工程性。

該課程有20年的建設發(fā)展史，有相對穩(wěn)定而完整的課程體系與教學內(nèi)容，是國內(nèi)發(fā)酵工程專業(yè)最早開設的一門獨立的專業(yè)必修課之一。我學院的這門課程依托糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實驗室、發(fā)酵技術(shù)國家工程中心（無錫）、工業(yè)生物技術(shù)教育部重點實驗室、糖化學與生物技術(shù)教育部重點實驗室等科研平臺以及國內(nèi)最早的發(fā)酵工程博士點，為本科教學提供了堅實的依托。作為生物工程專業(yè)的基礎技能和課程，《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》課程的改革具有重要的意義。

四、課改內(nèi)容

1.優(yōu)化教學內(nèi)容，采用科研與教學相結(jié)合的案例教學模式。蛋白質(zhì)分離技術(shù)涉及技術(shù)、工藝、單元操作、設備等?，F(xiàn)有的教學內(nèi)容重在技術(shù)，對單元操作、工藝設計、設備方面的介紹較少。在教學中如何系統(tǒng)地介紹蛋白質(zhì)分離技術(shù)、工藝、設備及單元操作，是實現(xiàn)學生分析問題和解決問題能力培養(yǎng)的關鍵。課程教學內(nèi)容分為理論課、實驗課及教學手段現(xiàn)代化建設，還有與上述課程建設相匹配的多媒體課件建設。理論課上，通過課堂講授、提問、思考題、討論等方式實現(xiàn)教學。另外，我們要求學生翻譯創(chuàng)新性或工程性論文，達到了解學術(shù)前沿發(fā)展，強化工程理念的目標。endprint

實驗課教學編寫適合本專業(yè)的《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》實驗教材。在有限的硬件條件下，結(jié)合科研設備和教學設備，建設《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》實驗教學平臺，盡最大可能地為學生提供良好的分離設備條件。打破理論課必須講授理論知識、實踐課只能進行實踐教學的束縛，授課老師可自由地根據(jù)所授內(nèi)容的具體實際情況和需要，靈活安排理論學習與實踐操作環(huán)節(jié)的時間。充分利用現(xiàn)有的本科實驗室條件和各老師本研究室的條件，分階段對實驗設備、實驗過程進行觀摩、操作，把理論知識及時消化，轉(zhuǎn)化為實踐技能。

2.改進教學方法，提高教學效率。結(jié)合科研經(jīng)歷的教學內(nèi)容總能使學生因生動形象、言之有物而興趣倍增。如介紹科研項目“谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶”中對發(fā)酵液內(nèi)脂谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶分離工藝，在項目“腈水合酶研究”中對腈水合酶分離純化工藝等。在課堂教學中及時調(diào)整內(nèi)容，補充新技術(shù)，將新的科研成果實例與基本理論結(jié)合起來講解，一方面充實了教學內(nèi)容，另一方面又使學生接觸新的科技信息。例如：基因工程藥物作為藥物，純度要求高，能否分離純化其表達產(chǎn)物是該藥物能否投入生產(chǎn)、走向市場的關鍵，而涉及的分離技術(shù)屬于高新科技，在相應的課本中并不全面，故在講課中充實了這方面的內(nèi)容，詳細講述從蛋白質(zhì)包涵體的產(chǎn)生、分離和復性方法。課堂上穿插介紹國內(nèi)外相關企業(yè)重新設計學生實踐操作的內(nèi)容：包括更換待純化蛋白樣品的來源（擬基因工程大腸桿菌來源）及具體分離的目標蛋白（擬重組腈水合酶），增強學生對蛋白質(zhì)來源的科學認識；簡化目標蛋白的檢測方法（擬HPLC法），提高對活性測定的方法更加科學的認識，也縮短在活性測定方面的時間；增加所用層析技術(shù)的種類（擬增加疏水作用層析、親和層析）等，使學生對各項純化方法有更全面的了解。

授課形式力求多樣化、形象化。課堂上在講解各種抽象的蛋白質(zhì)純化技術(shù)原理和操作的同時，擬增加些直觀、帶趣味性的介紹各種蛋白純化技術(shù)的影像資料（如Flash模擬動畫、視頻）給學生觀看，及時加深學生對于理論、操作等的理解和掌握。強化實驗過程的指導，采用小班上課，分組操作。針對目前的實驗條件，計劃將實驗課分成三個小班，然后每個小班再分成兩個小組。每位老師帶領幾名學生完成整個實驗過程，力爭讓每一個學生都能完成一整套操作，具備獨立進行簡單蛋白質(zhì)純化的能力。

3.教材建設。本課程現(xiàn)在使用的教材是自編的實驗教材和講義。我們擬為本科生編寫《蛋白質(zhì)分離技術(shù)實驗》教材。

4.完善實踐環(huán)節(jié)。實踐環(huán)節(jié)的訓練是工科學生不可或缺的，是工科高校重點教學內(nèi)容，教育成本較高。相對于理論教學，專業(yè)課實驗教學規(guī)模很難做大。為此付出相當大的精力抓實踐環(huán)節(jié)的訓練，訓練內(nèi)容包括基礎實驗、綜合實驗、創(chuàng)新實驗、認識實習等環(huán)節(jié)。實踐環(huán)節(jié)，為彌補學校目前還不具備工業(yè)規(guī)模蛋白質(zhì)純化設備的現(xiàn)狀，進一步增加課程的工程性質(zhì)，計劃在課程結(jié)束前利用節(jié)假日帶領所有學生到進行大規(guī)模蛋白質(zhì)分離純化的工廠實地參觀學習一次，增強學生對工業(yè)規(guī)模及中小規(guī)模蛋白質(zhì)純化不同工藝的理解和認識。

通過精品課程建設，《蛋白質(zhì)分離技術(shù)》這門課上一個新的臺階，進入教學和實驗相結(jié)合的發(fā)展階段，實現(xiàn)教學效果的提高，培養(yǎng)探索性人才。endprint