高校蛋白组学教学内容改革探索

李莹莹 逄越

摘 要 蛋白质组学作为引领后基因组时代的新兴学科，理论知识和实践应用结合紧密。根据课程特点，通过对蛋白质组学教学内容进行重组和整合，利用多种方式加强师生互动，注重理论结合实践等改革模式，旨在提高蛋白质组学的教学质量。

关键词 蛋白质组学 教学内容 教学改革

中图分类号：G424                                   文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.10.063

Abstract Proteomics， as an emerging discipline leading the post-genome era， combines theoretical knowledge with practical application closely. According to the characteristics of the course， the teaching contents of proteomics were reorganized and integrated， the interaction between teachers and students was strengthened in various ways， and the theory and practice were emphasized to improve the teaching quality of proteomics.

Keywords Proteomics; teaching contents; teaching reform

作为引领后基因组时代的新兴学科，蛋白质组学可被划分为功能基因组学的范畴。蛋白质组学自1994年由澳大利亚学者Wilkins和Williams首次提出以来，在25年内得到了迅猛发展。[1-2]

蛋白质组学是一门理论和实践紧密结合的课程，其相关技术应用领域较广，相关领域包括生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物信息学等。蛋白质组学课程内容涉及较多的实验技术，且知识点零乱。相较于本科生的其他专业课来说，学生对于蛋白质组学相关技术的理解及应用就更加困難。[3] 因此，如何根据蛋白质组学参考教材和其他参考资料重组课堂教学内容，更加注重师生互动和理论联系实践应用，就显得尤为重要。

1 高校蛋白质组学教学内容的重组

关于教材和参考资料的选择，我们优选了适合本科生教学的教材和其他参考资料。其中教材选定的是钱小红与贺福初院士主编的《蛋白质组学：理论与方法》和《蛋白质组学：从序列到功能》;其他参考资料选定的是蛋白质组学相关专业期刊如Molecular and Cellular Proteomics、Journal of Proteome Research、Journal of Proteomics和Proteomics最新发表的代表性论文。

基于蛋白质组学的课程特点，我们深度分析了选定教材的内容和参考资料，进一步将课堂讲述内容进行了优化和重组，我们摒弃了传统的依据教材内容的先后顺序讲述的模式，而是采用了分专题讲授。其中，我们将内容分成了七大部分，分别是：1、绪论;2、表达蛋白组学;3、蛋白质的分离纯化;4、定量蛋白质组学;5、蛋白质定位研究;6、蛋白质相互作用研究;7、蛋白质组学研究的生物信息学。绪论部分，将为什么要研究蛋白质及蛋白质组作为问题导入，以破茧成蝶为例子，结合基因组学的发展史，引导学生充分理解蛋白质组可以完成基因组学所不能回答的问题。在此过程中，与学生一起回顾以往专业课程与蛋白质组学相关的知识点，激发学生带着问题听课的兴趣，通过引入一系列的问题，给学生介绍蛋白质组学课程的架构，使得学生做到“心里有数”。表达蛋白质组学部分，以基因表达分哪几个层次的表达导入，引入研究蛋白质表达的相关技术，在讲解技术的过程中必然涉及到一些琐碎的知识点，这样有便于对知识点进行梳理，让学生在整体上对所学知识有更加深入的理解。蛋白质的分离纯化部分，该部分主要是蛋白质分离纯化方法的介绍，由于学生没有接触过此类实验，内容理解起来较抽象，这里可针对某个方法介绍的示意图，最好采用动画的形式展示，并增加特定的应用介绍，使得学生能够真正理解并掌握相关技术。定量蛋白质组学部分，引入最新的定量蛋白质组学研究技术，使得学生能够了解科研前言;并给学生总结不同技术的适用范围，使得学生达到对相关技术在整体上的理解。蛋白质定位研究部分，结合蛋白质定位研究的具体实例，引入该主题的介绍，针对不同的问题，给学生讲解蛋白质定位研究的不同技术，重点放在引导学生理解不同技术的适用范围。蛋白质相互作用研究部分，在讲解之前先引入蛋白质相互作用研究的原因及重要性，引导学生回顾以往学习的重要信号通路和生物学过程必然涉及到蛋白质与蛋白质分子的相互作用，或者是蛋白质分子与核酸分子的相互作用。通过回顾，引导学生对于蛋白质相互作用这一主题的教学目的获得清晰的认识。此外，逐步引入不同技术的基本原理及分析流程，加以生物学实例，加深对相关技术的理解。蛋白质组学研究的生物信息学部分，从蛋白质的结构出发，让学生理解蛋白质结构对于功能的重要性，进而介绍蛋白质结构的预测方法。

综上，通过对蛋白质组学分专题重组教学之后，与以往传统的教学模式相比，能够让学生对于蛋白质组学的内容有一个更加清晰的认识。依据教学效果看，学生反响良好。

2 教学过程中注重师生互动

教学过程中，师生之间的良好互动能够较好地促进教学。我们主要采用以下几种方式加深师生互动：一是，在讲解相关内容之前，给学生介绍蛋白质组学相关专业期刊上发表的最新进展文章，让学生了解蛋白质组学最新进展的同时，开拓了他们的思路，增加了对课程的兴趣度;二是，建立了师生交流的微信群，在课堂上预留课堂讲解内容之外的作业，方便师生之间通过微信群相互交流，以便于加深对课堂内容的理解;三是，在教学过程中，注重理论联系实践，给学生介绍目前实验室条件下能够满足蛋白质组学研究的相关科研平台，激发学生参与科研的兴趣，做到以科研促进教学。综上，通过增加教师与学习的互动，达到教师愿意教和学生喜欢学这一良性循环上来。

3 教学过程中注重理论联系实践

基于蛋白质组学课程本身的特点，相关理论理解起来较抽象，如果单纯注重理论教学，对于学生来说难度偏大。因此，如何将教学内容中的理论知识与实践中的生物学问题有机结合起来，这是亟待解决的关键问题。

举例来说，在蛋白质组学相互作用这一专题中，涉及到利用噬菌体展示技术来分析特定蛋白质的抗原表位。针对这一问题，我们首先引导学生学会分析问题，如在这个问题里边，我们要弄清楚几个概念。（1）什么是抗原和抗原表位？（2）抗原表位对应的概念是什么？（3）在哪类问题中会碰到抗原表位这个概念？因此，在分析问题的过程中，学生一来可以回顾以往所学的基本知识，二来可以根据新学技术的基本原理学会分析这一实际生物学问题。通过师生共同分析（分析问题）、回顾（回顾基本知識）和解决（利用相关技术解决问题）这三个步骤，做到学生加深对所学理论的理解。诸如此类，我们在每次课堂内容教学过程中均引入特定生物学问题的教学模式，努力做到当堂内容当堂吸收的教学效果。

综上，针对蛋白质组学的课程特点，将抽象的概念、技术和原理与特定的生物学问题结合起来，充分引导学生达到理解并掌握的程度，最终获得事半功倍的效果。

4 蛋白质组学教学中存在的问题

通过几年的教学实践，我们在蛋白质组学教学过程中通过不断总结经验并优化教学模式，教学效果逐渐改善。但是，基于课程本身的特点，教学过程主要是以教师为中心。因此，在教学模式上，我们要从以教师为中心逐渐转到以学为中心，从线性教学转到非线性和嵌入式的教学上来。此外，在评价指标上，提高平时成绩的比例，更加注重学术平时的累积，激发学生学习的兴趣。最后，蛋白质组学作为一门实验科学，可以将学校现有的蛋白质科研平台的简介与实践作为学时的一部分，让学生申请并参与蛋白质组学相关的科研项目，达到以科研促进教学的目的，[4]这样可以进一步提高蛋白质组学的教学质量。

*通讯作者：李莹莹

参考文献

[1] Tyers M，Mann M.From genomics to proteomics[J].Nature，2003.422 （6928）：193-197.

[2] 刘亚军，郭兆明.蛋白质组学实验课程教学实践与探讨[J].中国教育技术装备，2017.

[3] 周倩，朱宏建.蛋白组学教学内容与教学方式的改革初探[J].课程教育研究，2017（10）.

[4] 林群，刘秀君，仇计清.高校教师要坚持走科研与教学相长之路[J].河北科技大学学报（社会科学版），2007.7（2）：1-3.