醫(yī)學院校蛋白質(zhì)工程課程教學內(nèi)容和教學策略探討

醫(yī)學院校蛋白質(zhì)工程課程教學內(nèi)容和教學策略探討蛋白質(zhì)工程是指通過對蛋白質(zhì)進行修飾，改造和拼接以生產(chǎn)出能滿足人類需要的新型蛋白質(zhì)的技術(shù)，是現(xiàn)代生物工程技術(shù)的重要內(nèi)容。而《蛋白質(zhì)工程》課程，已成為高校生物技術(shù)和生物工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。

蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、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(zhì)化學、結(jié)構(gòu)生物學、生物物理學、生物信息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(lǐng)域，也是一種是綜合性生物工程。這決定了《蛋白質(zhì)工程》是一門綜合性很強，對基礎知識要求高，且內(nèi)容繁雜，并不斷發(fā)展的課程，教學難度較大。由于自身條件所限，地方醫(yī)學院校在理工類課程，尤其在高等數(shù)學、有機化學、物理化學和計算機軟件等課程方面的教學力量比較薄弱，課程設置的深度和廣度不夠，這些給《蛋白質(zhì)工程》的教學，帶來了難題。

桂林醫(yī)學院生物技術(shù)專業(yè)已開設《蛋白質(zhì)工程》課程，為適應醫(yī)學院校特點，揚長避短，從培養(yǎng)應用型和創(chuàng)新型人才的目的出發(fā)，探討《蛋白質(zhì)工程》教學內(nèi)容和教學策略。

1教學內(nèi)容

參考國內(nèi)《蛋白質(zhì)工程》主要教材和生物技術(shù)專業(yè)相關(guān)專業(yè)課程教學大綱，教學內(nèi)容安排如下：

除緒論外，《蛋白質(zhì)工程》包括以下六部分內(nèi)容：①蛋白質(zhì)分子基礎；②蛋白質(zhì)物理化學性質(zhì)；③蛋白質(zhì)分子設計、化學修飾及表達；④生物信息學和蛋白質(zhì)組學；⑤蛋白質(zhì)工程技術(shù)在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應用；⑥蛋白質(zhì)工程相關(guān)的現(xiàn)代生物技術(shù)。

以下就教學內(nèi)容做具體說明。

1.1蛋白質(zhì)分子基礎

在復習和鞏固《生物化學》課程“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能”相關(guān)內(nèi)容的基礎上，提升“蛋白質(zhì)分子基礎”的深度和廣度，加深對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系的理解，熟悉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測定的方法，并了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預測。這部分內(nèi)容雖然和《生物化學》內(nèi)容有部分重疊，但不可輕視，它是這門課程的基礎。具兄弟院校相關(guān)教師反映，不少學生對這部分基礎內(nèi)容的掌握確實不夠扎實，從氨基酸的英文縮寫，氨基酸和多肽在溶液中的帶電性質(zhì)，到二十種氨基酸對二級結(jié)構(gòu)的貢獻等，都需要強化記憶。這部分內(nèi)容中，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測定的方法和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預測是重點，尤其是前者，需詳細講解。其它部分，老師講解為輔，學生復習和鞏固為主。

1.2蛋白質(zhì)物理化學性質(zhì)

這部分內(nèi)容的學習需要一定的物理化學基礎，而這可能是學生們的薄弱環(huán)節(jié)，應該在復習鞏固化學熱力學和動力學的基礎上，以蛋白質(zhì)折疊為核心，展開教學內(nèi)容。

1.3蛋白質(zhì)分子設計、化學修飾及表達

這部分是本課程最主要的內(nèi)容，也最能體現(xiàn)蛋白質(zhì)工程的特色。通過講授和學習，要求學生掌握蛋白質(zhì)分子設計的原理，熟悉蛋白質(zhì)分子設計和白質(zhì)化學修飾的內(nèi)容與方法，并熟悉蛋白質(zhì)基因工程改造及重組蛋白表達，這些均需要詳細講授。

1.4生物信息學和蛋白質(zhì)組學

生物信息學和組學，是目前生命科學研究和生物醫(yī)藥研究開發(fā)的“利器”，因此，本課程為生物信息學和蛋白質(zhì)組學單獨設立一個章節(jié)。這部分內(nèi)容，要求熟悉生物信息學和蛋白質(zhì)組學的概念、基本方法及應用，了解生物信息學與蛋白質(zhì)組學的關(guān)系，熟悉蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫并了解其在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測方面的應用。

1.5蛋白質(zhì)工程技術(shù)在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應用

這部分內(nèi)容主要由學生自主授課，由老師擬定大概的內(nèi)容和范圍，主要圍繞組織工程、蛋白質(zhì)芯片、生物傳感器和生物制藥等內(nèi)容展開，也可不拘泥于這些內(nèi)容。

1.6蛋白質(zhì)工程相關(guān)的現(xiàn)代生物技術(shù)

主要講授近年來興起的現(xiàn)代生物技術(shù)，例如蛋白表面展示技術(shù)、蛋白分子印跡技術(shù)、原子力顯微鏡技術(shù)等，可根據(jù)生物技術(shù)發(fā)展和更新做出調(diào)整。

2教學策略

2.1教材的選擇

蛋白質(zhì)工程是一門新興的課程，并且發(fā)展速度很快，與其他科目相比，存在可選擇范圍小，更新速度不夠快等問題。在現(xiàn)有的教材中，單獨選擇一本是不夠現(xiàn)實的。我們選用汪世華教授主編的《蛋白質(zhì)工程》（科學出版社，2021年出版），作為本課程的主要參考教材，該教材知識面廣、難度適中，內(nèi)容也較新。另外選擇李維平主編的《蛋白質(zhì)工程》（科學出版社2021年出版），和梅樂和主編的《蛋白質(zhì)化學與蛋白質(zhì)工程基礎》（化學工業(yè)出版社，2021年）為參考資料。如果條件成熟，我們將自行組織編寫更適合醫(yī)學院校的教材。

2.2體現(xiàn)以學生為主體的教學思想，著重學生自主學習能力的培養(yǎng)

在教學過程中，充分體現(xiàn)以學生為主體的教學思想，通過課堂內(nèi)講授和課堂外輔導相結(jié)合，增加師生溝通交流，積極了解學生對專業(yè)知識的自我要求，對教學內(nèi)容和教學方法的意見和建議。要積極應對學生的反饋，必要時調(diào)整授課內(nèi)容和方法。

在課堂講授中，盡可能地介紹最新進展，并鼓勵同學通過主動學習，了解自己感興趣或老師布置的關(guān)于蛋白質(zhì)工程的新內(nèi)容、新技術(shù)、新進展。騰出一定的課時，讓學生自行選擇題目，制作多媒體課件，進行授課，讓學生組織開展課堂討論，由教師進行講評和總結(jié)。另外，通過安排學生獨立完成專題論文的撰寫，進一步提高自主學習能力。

2.3將科研工作引入教學，激發(fā)學生科研興趣

在教學過程中，任課老師可將自己的科研成果或其他老師的科研成果，引入到相關(guān)教學內(nèi)容中，通過自己的科研經(jīng)歷，講述通過蛋白質(zhì)工程和蛋白質(zhì)化學相關(guān)技術(shù)，去解決科研問題，并取得創(chuàng)造性成果的過程。筆者承擔過組織工程支架材料的制備和改性、蛋白質(zhì)組學和生物信息學方面的研究，制備過小腸粘膜下層支架材料、膠原蛋白膜等生物材料，開展過蛋白二維電泳、質(zhì)譜分析和生物信息學分析等實驗。通過這些科研材料的展示，讓學生了解到利用蛋白質(zhì)技術(shù)，可開展生物村料和蛋白組學等應用和基礎研究，從而加深對課堂講授內(nèi)容的認識，激發(fā)科研和開發(fā)興趣。

2.4加強實踐教學，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力

蛋白質(zhì)工程的實踐性很強，必須加強實踐教學。我們安排實驗課的學時和理論課的學時之比為1：1，安排了蛋白質(zhì)分離純化和活性鑒定、蛋白質(zhì)改性和修飾、蛋白質(zhì)的固定化和標記等實驗內(nèi)容，均為綜合性實驗，需要學生自主設計。這些實驗課程，引導學生獨立開展實驗，利用所學理論和技術(shù)，解決將來可能遇到的實際問題。另外，我們安排學生到桂林的相關(guān)高新技術(shù)企業(yè)和實驗室參觀見學，有條件的可進行產(chǎn)品研發(fā)和科研實習，進一步拓展實踐教學。

教學是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)，教師要不斷加強理論學習，并在實踐中摸索經(jīng)驗，不斷改