医学院校蛋白质工程课程教学内容和教学策略探讨
摘要：蛋白质工程是一门综合性和实践性的新兴技术领域，《蛋白质工程》已成为高校生物技术和生物工程类专业的一门重要专业课程。桂林医学院生物技术专业，也已经开设《蛋白质工程》。本文以桂林医学院为例，列举和说明了医学院校《蛋白质工程》的主要教学内容，并从教材、教学思想、科研和实践教学方面，探讨教学策略。以期促进学生掌握课程理论，激发创新思想，并提高学生实践应用能力。
关键词：蛋白质工程 教材 科研 实践教学
中图分类号：G642.0
文献标识码：C
DOI： 1（）.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.040
蛋白质工程是指通过对蛋白质进行修饰，改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术，是现代生物工程技术的重要内容。而《蛋白质工程》课程，已成为高校生物技术和生物工程类专业的一门重要专业课程。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质化学、结构生物学、生物物理学、生物信息学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域，也是一种是综合性生物工程。这决定了《蛋白质工程》是一门综合性很强，对基础知识要求高，且内容繁杂，并不断发展的课程，教学难度较大。由于自身条件所限，地方医学院校在理工类课程，尤其在高等数学、有机化学、物理化学和计算机软件等课程方面的教学力量比较薄弱，课程设置的深度和广度不够，这些给《蛋白质工程》的教学，带来了难题。
桂林医学院生物技术专业已开设《蛋白质工程》课程，为适应医学院校特点，扬长避短，从培养应用型和创新型人才的目的出发，探讨《蛋白质工程》教学内容和教学策略。
1 教学内容
参考国内《蛋白质工程》主要教材和生物技术专业相关专业课程教学大纲，教学内容安排如下：
除绪论外，《蛋白质工程》包括以下六部分内容：①蛋白质分子基础；②蛋白质物理化学性质；③蛋白质分子设计、化学修饰及表达；④生物信息学和蛋白质组学；⑤蛋白质工程技术在现代生物技术中的应用；⑥蛋白质工程相关的现代生物技术。
以下就教学内容做具体说明。
1.1 蛋白质分子基础
在复习和巩固《生物化学》课程“蛋白质结构和功能”相关内容的基础上，提升“蛋白质分子基础”的深度和广度，加深对蛋白质结构和功能的关系的理解，熟悉蛋白质结构测定的方法，并了解蛋白质结构的预测。这部分内容虽然和《生物化学》内容有部分重叠，但不可轻视，它是这门课程的基础。具兄弟院校相关教师反映，不少学生对这部分基础内容的掌握确实不够扎实，从氨基酸的英文缩写，氨基酸和多肽在溶液中的带电性质，到二十种氨基酸对二级结构的贡献等，都需要强化记忆。这部分内容中，蛋白质结构测定的方法和蛋白质结构的预测是重点，尤其是前者，需详细讲解。其它部分，老师讲解为辅，学生复习和巩固为主。
1.2 蛋白质物理化学性质
这部分内容的学习需要一定的物理化学基础，而这可能是学生们的薄弱环节，应该在复习巩固化学热力学和动力学的基础上，以蛋白质折叠为核心，展开教学内容。
1.3 蛋白质分子设计、化学修饰及表达
这部分是本课程最主要的内容，也最能体现蛋白质工程的特色。通过讲授和学习，要求学生掌握蛋白质分子设计的原理，熟悉蛋白质分子设计和白质化学修饰的内容与方法，并熟悉蛋白质基因工程改造及重组蛋白表达，这些均需要详细讲授。
1.4 生物信息学和蛋白质组学
生物信息学和组学，是目前生命科学研究和生物医药研究开发的“利器”，因此，本课程为生物信息学和蛋白质组学单独设立一个章节。这部分内容，要求熟悉生物信息学和蛋白质组学的概念、基本方法及应用，了解生物信息学与蛋白质组学的关系，熟悉蛋白质数据库并了解其在蛋白质结构预测方面的应用。
1.5 蛋白质工程技术在现代生物技术中的应用
这部分内容主要由学生自主授课，由老师拟定大概的内容和范围，主要围绕组织工程、蛋白质芯片、生物传感器和生物制药等内容展开，也可不拘泥于这些内容。
1.6 蛋白质工程相关的现代生物技术
主要讲授近年来兴起的现代生物技术，例如蛋白表面展示技术、蛋白分子印迹技术、原子力显微镜技术等，可根据生物技术发展和更新做出调整。
2 教学策略
2.1 教材的选择
蛋白质工程是一门新兴的课程，并且发展速度很快，与其他科目相比，存在可选择范围小，更新速度不够快等问题。在现有的教材中，单独选择一本是不够现实的。我们选用汪世华教授主编的《蛋白质工程》（科学出版社，2008年出版），作为本课程的主要参考教材，该教材知识面广、难度适中，内容也较新。另外选择李维平主编的《蛋白质工程》（科学出版社2013年出版），和梅乐和主编的《蛋白质化学与蛋白质工程基础》（化学工业出版社，2011年）为参考资料。如果条件成熟，我们将自行组织编写更适合医学院校的教材。
2.2 体现以学生为主体的教学思想，着重学生自主学习能力的培养
在教学过程中，充分体现以学生为主体的教学思想，通过课堂内讲授和课堂外辅导相结合，增加师生沟通交流，积极了解学生对专业知识的自我要求，对教学内容和教学方法的意见和建议。要积极应对学生的反馈，必要时调整授课内容和方法。
在课堂讲授中，尽可能地介绍最新进展，并鼓励同学通过主动学习，了解自己感兴趣或老师布置的关于蛋白质工程的新内容、新技术、新进展。腾出一定的课时，让学生自行选择题目，制作多媒体课件，进行授课，让学生组织开展课堂讨论，由教师进行讲评和总结。另外，通过安排学生独立完成专题论文的撰写，进一步提高自主学习能力。
2.3 将科研工作引入教学，激发学生科研兴趣
在教学过程中，任课老师可将自己的科研成果或其他老师的科研成果，引入到相关教学内容中，通过自己的科研经历，讲述通过蛋白质工程和蛋白质化学相关技术，去解决科研问题，并取得创造性成果的过程。笔者承担过组织工程支架材料的制备和改性、蛋白质组学和生物信息学方面的研究，制备过小肠粘膜下层支架材料、胶原蛋白膜等生物材料，开展过蛋白二维电泳、质谱分析和生物信息学分析等实验。通过这些科研材料的展示，让学生了解到利用蛋白质技术，可开展生物村料和蛋白组学等应用和基础研究，从而加深对课堂讲授内容的认识，激发科研和开发兴趣。
2.4 加强实践教学，培养学生解决实际问题的能力
蛋白质工程的实践性很强，必须加强实践教学。我们安排实验课的学时和理论课的学时之比为1：1，安排了蛋白质分离纯化和活性鉴定、蛋白质改性和修饰、蛋白质的固定化和标记等实验内容，均为综合性实验，需要学生自主设计。这些实验课程，引导学生独立开展实验，利用所学理论和技术，解决将来可能遇到的实际问题。另外，我们安排学生到桂林的相关高新技术企业和实验室参观见学，有条件的可进行产品研发和科研实习，进一步拓展实践教学。
教学是一门技术，更是一门艺术，教师要不断加强理论学习，并在实践中摸索经验，不断改进自己的教学方式和方法，以提高自身的业务水平。笔者初步探讨了《蛋白质工程》教学内容和教学策略。希望这些教学内容和教学策略，能激发学生学习兴趣，培养学生的实践能力和创新能力，圆满完成教学任务，提高教学质量奠定基础；同时也将教学中的这些尝试和其他师生一起探讨和分享，互相学习和提高。
参考文献：
【1】汪世华.蛋白质工程【M】.科学出版社，2008.
【2】李维平.蛋白质工程【M】.科学出版社，2013.
【3】梅乐和.蛋白质化学与蛋白质工程基础【M】.化学工业出版社，2011.
【4】查锡良，药立波.生物化学与分子生物学【M】.人民卫生出版社，2008.
【5】尤晓颜，韩静.浅谈《蛋白质工程》教学体会【J】.中国科教创新导刊，2012，（32）：139-140.
【6】胡敏，曲丽娜，张奕婷等.应用型人才培养中蛋白质及酶工程课程改革与探索【J】.安徽农业科学，2014，42（29）：10420-10421.
【7】张艳贞，陈文，郭俊霞等.基于核心能力培养的《蛋白质化学》课程教学改革【J】职业技术教育，2011，14（32）：28-30.