摘 要： 蛋白質(zhì)組學(xué)是一門新興的交叉性學(xué)科，在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)各領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合師范類院校學(xué)生的培養(yǎng)特點(diǎn)，對(duì)該課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了深入分析，并著重提出了相關(guān)的教改措施，包括以多媒體授課方式為主，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作與教師錄像演示方法相結(jié)合，教學(xué)雙邊活動(dòng)的有效組織與考試形式的改進(jìn)等方面。以期學(xué)生能夠從整體上掌握這門課程，熟悉相關(guān)科學(xué)前沿，拓寬視野，最終提高自己的教育教學(xué)水平，促進(jìn)自身和職業(yè)的發(fā)展。
　　關(guān)鍵詞： 蛋白質(zhì)組學(xué) 教學(xué)改革 多媒體教學(xué)
　　
　　自1995年基因組計(jì)劃的大規(guī)模開(kāi)展以來(lái)，我們得到了前所未有的海量遺傳信息。但是，對(duì)這些遺傳信息如何進(jìn)行解讀，包括：基因的識(shí)別，基因時(shí)間、空間表達(dá)特異性的調(diào)控，多個(gè)基因產(chǎn)物之間的相互關(guān)系，等等，都需要通過(guò)研究具體的生物功能的體現(xiàn)者和執(zhí)行者——蛋白質(zhì)，才能最終揭示生命活動(dòng)的真諦。正因?yàn)槿绱?，蛋白質(zhì)組學(xué)（Protemics）研究成為后基因組學(xué)（post-genomics）即功能基因組學(xué)（functional genomics）中的中流砥柱。Nature和Science雜志也在2001年2月公布人類基因組草圖的同時(shí)，分別發(fā)表了“And now for the proteome”與“Protemics in genomeland”的綜述，將蛋白質(zhì)組學(xué)的研究提到了前所未有的高度。陜西師大生命科學(xué)學(xué)院積極設(shè)立蛋白質(zhì)組學(xué)這門課程，并將它設(shè)置為生物技術(shù)專業(yè)的限選課及生物科學(xué)和理科基地專業(yè)的專業(yè)任選課。
　　蛋白質(zhì)組學(xué)（Protemics）是一門交叉型的新型學(xué)科，涉及生物化學(xué)、分子生物學(xué)、基因?qū)W、細(xì)胞學(xué)及生物信息學(xué)等多種學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)它又是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，涉及較多的新型實(shí)驗(yàn)原理與方法，比較抽象，相對(duì)較難理解。綜合考慮之后，學(xué)院將該課程的授課時(shí)間設(shè)置為大三學(xué)年的第二學(xué)期，一方面學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了各種基礎(chǔ)專業(yè)課程，具備了一定的知識(shí)儲(chǔ)備，另一方面經(jīng)過(guò)多種學(xué)科配備的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作技能及科學(xué)思考方法。
　　師大設(shè)置該課程已經(jīng)有近6年的歷史了，通過(guò)這幾年的課程教學(xué)，我在該課程的教改方面也進(jìn)行了思索，有了一些心得體會(huì)。我在此拋磚引玉，與廣大同仁共同探討。
　　一、蛋白質(zhì)組學(xué)的教學(xué)目標(biāo)
　　蛋白質(zhì)組學(xué)一詞由澳大利亞科學(xué)家Marc Wilkins于1994年在意大利Siena的一次二維電泳會(huì)議He1XY3nL5X6hOxdwujeSoowsqRMHMZSFqmKlEt50jgw=上首次提出。1997年之后，各國(guó)科學(xué)家慢慢重視并開(kāi)展了廣泛研究。雖然蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展歷史非常短暫，但其研究?jī)?nèi)容非常前沿。
　　目前，國(guó)家提出高校教改應(yīng)注重學(xué)生的素質(zhì)教育。有學(xué)者提出，素質(zhì)教育與教學(xué)過(guò)程的融合是大學(xué)教學(xué)改革的關(guān)鍵，而構(gòu)建科學(xué)合理的培養(yǎng)方案是“融合”的基礎(chǔ)；其中重要的一項(xiàng)措施就是“注重學(xué)科交叉”。教師要做到給學(xué)生傳授整體性的知識(shí)，同時(shí)注重其他學(xué)科知識(shí)對(duì)本學(xué)科的影響，以及在本學(xué)科領(lǐng)域中的應(yīng)用；更要在知識(shí)的精選和交叉融合上下工夫，搞好知識(shí)的整體優(yōu)化。在授課過(guò)程中，切忌簡(jiǎn)單地照搬、機(jī)械地設(shè)置相關(guān)專業(yè)的課程［１］。
　　目前，蛋白質(zhì)組學(xué)研究在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)各學(xué)科領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，以及不同的偏重。針對(duì)師范類院校學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，并結(jié)合高校教改的素質(zhì)教育要求，我們將本課程的教學(xué)目標(biāo)定位讓學(xué)生從總體上掌握這門課程，從整體上了解這門課程的地位、前沿技術(shù)與發(fā)展動(dòng)向、面臨的困難與挑戰(zhàn)，等等，拓寬學(xué)生的視野，從而提高學(xué)生的教育教學(xué)水平，促進(jìn)自身和職業(yè)的發(fā)展。
　　二、蛋白質(zhì)組學(xué)的教學(xué)內(nèi)容
　　根據(jù)以上的教學(xué)目標(biāo)，我們選擇了科學(xué)出版社出版的錢小紅與賀福初院士主編的《蛋白質(zhì)組學(xué)：理論與方法》。并使用多種參考書(shū)，如S.R.Pennington，M.J.Dunn編著，錢小紅與賀福初翻譯的《蛋白質(zhì)組學(xué)：從序列到功能》；Hubert Rehm編著的《Protein Biochemistry and Proteomics》；J.E.Coligan編著，李慎濤翻譯的《精編蛋白質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)指南》。教材及各參考書(shū)內(nèi)容新穎、豐富，如何使用，以及如何充分利用36個(gè)學(xué)時(shí)達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)，該課程的內(nèi)容設(shè)置顯得尤為重要。
　　該課程緒論課的內(nèi)容設(shè)置，我認(rèn)為最好涵蓋其發(fā)展歷史、研究背景、研究?jī)?nèi)容，并結(jié)合大量的新興研究實(shí)例（如細(xì)胞發(fā)育的蛋白質(zhì)組研究、各種疾病癌變的蛋白質(zhì)組研究等），以期使學(xué)生建立對(duì)這門課程的總的認(rèn)識(shí)，務(wù)必使學(xué)生了解這門課程的研究?jī)?nèi)容、研究方向等，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣［２］。
　　在隨后的教學(xué)中，將蛋白質(zhì)組學(xué)研究中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)原理與方法分章節(jié)詳細(xì)介紹。
　　第一部分是樣品的制備。結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的植物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)等知識(shí)，重點(diǎn)闡述樣品制備的通用原則及注意事項(xiàng)。另外，簡(jiǎn)單介紹一些針對(duì)特殊蛋白質(zhì)的樣品制備技術(shù)，如蛋白質(zhì)的分步分離提取法、亞細(xì)胞分離與蛋白質(zhì)提取等。讓學(xué)生掌握通用原則，并根據(jù)具體的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行方案的調(diào)整。
　　第二部分介紹蛋白質(zhì)組的分離技術(shù)，包括二維色譜（2D-HPLC）、毛細(xì)管電泳（CE）、等電聚焦（IEF）和二維電泳（2-DE）。其中二維電泳是目前應(yīng)用最為廣泛也是分辨率最高的蛋白質(zhì)組分離技術(shù)，是三大支撐技術(shù)之一，也是本章的重點(diǎn)。其中一維等點(diǎn)聚焦電泳（1D-IEF-PAGE），二維SDS電泳；實(shí)驗(yàn)原理是難點(diǎn)，需詳細(xì)闡述；最后讓學(xué)生結(jié)合生化知識(shí)，根據(jù)原理進(jìn)行討論，得出該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及局限性，讓學(xué)生掌握該技術(shù)的具體應(yīng)用范圍，并熟悉相關(guān)的操作步驟。
　　第三部分學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，介紹相關(guān)的雙向電泳凝膠的染色技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)分析的軟件，對(duì)二維凝膠上的蛋白質(zhì)進(jìn)行定量分析，最終建立細(xì)胞蛋白質(zhì)譜；介紹一些批量凝膠上蛋白質(zhì)點(diǎn)的比對(duì)技術(shù)。讓學(xué)生掌握各染色技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍，并對(duì)相關(guān)技術(shù)軟件有所熟悉，掌握一些參數(shù)的設(shè)置方法。
　　第四部分對(duì)凝膠上特殊的蛋白質(zhì)斑點(diǎn)進(jìn)行定性分析，尤其是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的質(zhì)譜鑒定技術(shù)，這是本章也是本課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，還是蛋白質(zhì)組研究三大支撐技術(shù)之一。內(nèi)容包括質(zhì)譜的原理、發(fā)展歷程，其中原理是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。在質(zhì)譜知識(shí)的基礎(chǔ)上，介紹目前使用最為廣泛的基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）、電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS），二者的工作原理是重點(diǎn)難點(diǎn)，需要詳細(xì)闡述說(shuō)明，以及基于這兩種質(zhì)譜而發(fā)展起來(lái)的蛋白質(zhì)組鑒定技術(shù)—肽質(zhì)量指紋圖譜（PMF）、肽序列標(biāo)簽（PST）和從頭測(cè)序技術(shù)，教師應(yīng)結(jié)合具體的研究實(shí)例說(shuō)明其使用方法，用提問(wèn)的方式來(lái)啟發(fā)學(xué)生，循序漸進(jìn)、由易到難，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓學(xué)生自己總結(jié)其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最終掌握其工作原理與應(yīng)用范圍。
　　第五部分介紹一些基于質(zhì)譜技術(shù)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾的鑒定方法，主要包括蛋白質(zhì)的磷酸化修飾和糖基化修飾，重點(diǎn)是其原理與技術(shù)方法，同時(shí)也是對(duì)上一章內(nèi)容的深化與應(yīng)用。
　　第六部分學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)組研究中的生物信息學(xué)。介紹生物信息學(xué)的定義、發(fā)展歷史及其應(yīng)用，根據(jù)上一章節(jié)介紹的質(zhì)譜鑒定得到的信息，具體實(shí)例說(shuō)明如何利用生物信息學(xué)進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，讓學(xué)生掌握其在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用。
　　第七部分是蛋白質(zhì)的功能研究，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)蛋白質(zhì)相互作用的研究，包括酵母雙雜交、噬菌體展示、蛋白質(zhì)芯片技術(shù)等，最終建立蛋白質(zhì)間的連鎖圖。學(xué)生需要掌握其原理與應(yīng)用范圍，學(xué)會(huì)基本的操作方法。
　　最后介紹蛋白質(zhì)組學(xué)研究中一些非凝膠的技術(shù)，包括定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)，例如熒光染料標(biāo)記、同位素標(biāo)記及蛋白質(zhì)芯片技術(shù)等。
　　
　　總之，該課程的內(nèi)容要緊緊圍繞選課學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)展開(kāi)，務(wù)必讓學(xué)生從整體上把握該課程，熟悉其研究?jī)?nèi)容與研究前言。
　　三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
　　首先在教學(xué)手段上，以多媒體教學(xué)方法為主、傳統(tǒng)教學(xué)方法為輔。多媒體PPT課件貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，其優(yōu)勢(shì)是圖像清晰、形象逼真、表達(dá)直觀、闡述清晰明了，可幫助學(xué)生有效地學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)點(diǎn)，有助于解決教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)。同時(shí)多媒體課件穿插大量的圖片、表格，有效地增加了教學(xué)信息量，對(duì)課本上的內(nèi)容有很好的深化和拓展作用，能取得比較好的教學(xué)效果。但是正因?yàn)槎嗝襟w的信息量大，需要結(jié)合傳統(tǒng)板書(shū)，一方面可以給學(xué)生思考、消化的時(shí)間，另一方面可以對(duì)該課時(shí)涉及的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)一步闡述說(shuō)明，最終讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容有個(gè)整體認(rèn)識(shí)?？傊瑢⒏鞣N教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，以期達(dá)到最好的教學(xué)效果。
　　其次在教學(xué)方法上，在傳統(tǒng)的教師講授、學(xué)生聽(tīng)課的講授法的基礎(chǔ)上，需要激發(fā)學(xué)生的熱情，提高學(xué)生的參與度。教學(xué)過(guò)程是師生的雙邊活動(dòng)，教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”相互適應(yīng)才能取得預(yù)期的教學(xué)效果。在授課過(guò)程中要鼓勵(lì)學(xué)生敢于提出問(wèn)題，獨(dú)立思考問(wèn)題，教師與學(xué)生共同參與教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)可以在授課過(guò)程中，穿插學(xué)生小組討論的環(huán)節(jié)，這樣可以有效地活躍課堂氣氛，吸引學(xué)生注意力，使學(xué)生通過(guò)自我思考，最終得到答案。
　　蛋白質(zhì)組學(xué)不僅是一門理論性較強(qiáng)的學(xué)科，而且是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。因此在教學(xué)過(guò)程中要注意理論與實(shí)驗(yàn)演示相結(jié)合［３］。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室可滿足實(shí)驗(yàn)條件的教學(xué)內(nèi)容，可以采用探究式教學(xué)方法，給學(xué)生自己動(dòng)腦動(dòng)手的機(jī)會(huì)，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最終解決問(wèn)題、得出結(jié)論。但是目前蛋白質(zhì)組學(xué)研究中一些實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，材料準(zhǔn)備比較困難；許多大型儀器都非常昂貴，需要專業(yè)人員而不能任由學(xué)生自由操作；甚至普通的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室并無(wú)配備。對(duì)于這部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師可以自己實(shí)驗(yàn)并制作相應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)操作錄像，或者從網(wǎng)絡(luò)上尋找；這樣可以在教學(xué)過(guò)程中一邊播放一邊講解，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)［４］。例如2-DE的具體操作，生物質(zhì)譜的蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)等，其原理抽象，難于理解，相應(yīng)地采用視聽(tīng)覺(jué)媒體，使得整個(gè)教學(xué)過(guò)程變得更為形象具體、直觀生動(dòng)，具有較強(qiáng)的表現(xiàn)力；利用具體的場(chǎng)景和音響刺激學(xué)生，吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的具體感知認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，要注意將科研的思路、科研的方法融入教學(xué)中，從而提高學(xué)生的科研能力。
　　在教學(xué)過(guò)程中，教師需注意聽(tīng)取學(xué)生的反饋意見(jiàn)，注重學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。教師可以通過(guò)建立學(xué)生公共信箱，將某些授課內(nèi)容、習(xí)題、思考題等通過(guò)該信箱讓學(xué)生下載；學(xué)生也可通過(guò)教師的郵箱，提出建議和意見(jiàn)，及時(shí)對(duì)課程進(jìn)行反饋，從而使教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)活動(dòng)［５］。
　　在考試形式上，采取課下查文獻(xiàn)、答題相結(jié)合的形式。在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)重要章節(jié)中的知識(shí)點(diǎn)，給學(xué)生出思考題，讓學(xué)生結(jié)合已有的知識(shí)，查找相關(guān)的文獻(xiàn)，再提出自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案；安排一個(gè)課時(shí)讓學(xué)生課堂討論。這樣可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握；更重要的是，學(xué)生活學(xué)活用，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研態(tài)度。
　　總之，蛋白質(zhì)組學(xué)是一門新興的交叉型學(xué)科。如何把對(duì)學(xué)生而言是外在的知識(shí)和感受內(nèi)化為學(xué)生個(gè)人內(nèi)在的、穩(wěn)定的個(gè)性心理品質(zhì)，從而為學(xué)生一生的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)，值得我們付出努力，不斷探索。在教學(xué)過(guò)程中，教師要時(shí)刻注意，傳授必要的知識(shí)是重要的，但更重要的是使學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)方法和自學(xué)能力，培養(yǎng)科學(xué)精神和健全人格［１］。
　　
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　　本項(xiàng)目受中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助，項(xiàng)目編號(hào)：GK201002008。