獨(dú)立學(xué)院“生物化學(xué)”綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)

王海娟 孫曉培 于蕾妍

摘要：從綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、綜合性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中的注意事項(xiàng)等方面闡述如何在“生物化學(xué)”課程中開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白及蛋白質(zhì)含量的測(cè)定”。此實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，可使學(xué)生將理論知識(shí)融會(huì)貫通，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力有積極作用。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院;生物化學(xué);綜合性實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.031

The Establishing of a Comprehensive Experimental Project of Biochemistry

in Independent College

WANG Haijuan，SUN Xiaopei，YU Leiyan

（Haidu College，Qingdao Agricultural University，Laiyang，Shandong 265200，China）

Abstract：In this paper，a comprehensive experimental project of biochemistry，which called separation by Polyacrylamide Gel Electrophoresis（PAGE）and simultaneous determination of the protein，has been described in detail. Besides the attention problems of this project，the content and incarnates on achieving talents training goal of this project have been discussed. The experiment contents had greatly effect on speculative knowledge integrating，and on cultivating the operational ability and creative ability of student.

Key words：independent college;Biochemistry;comprehensive experimental project;creative ability

獨(dú)立學(xué)院是我國(guó)高等教育體系中的一個(gè)重要組成部分，它是實(shí)施本科以上學(xué)歷教育的普通高等學(xué)校與國(guó)家機(jī)構(gòu)以外的社會(huì)組織或個(gè)人合作，利用國(guó)家非財(cái)政性經(jīng)費(fèi)舉辦的實(shí)施本科學(xué)歷教育的高等學(xué)校[1]。在教育部的《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃（2014—2020年）》中“引導(dǎo)部分本科高校向應(yīng)用技術(shù)類高校轉(zhuǎn)型”的改革內(nèi)容公布后，大部分獨(dú)立學(xué)院的人才目標(biāo)定位為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)[2]?！吧锘瘜W(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，而且在碩士研究生入學(xué)考試中，是某些專業(yè)的必考課程。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分[3]，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和科學(xué)研究素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)[4-5]。因此，為增強(qiáng)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在未來(lái)就業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，提高“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。筆者自2015開(kāi)始開(kāi)設(shè)“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)含量的測(cè)定（考馬斯亮藍(lán)G-250法）”綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以獲得電泳與光譜分析法的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能和方法的綜合訓(xùn)練，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、離心機(jī)、電泳儀等儀器設(shè)備的使用，為后續(xù)課程如“食品化學(xué)”“食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)”“食品工藝學(xué)”的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)多年實(shí)施，取得了較好的教學(xué)效果。

1?? 綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1?? 蛋白質(zhì)的提取及含量測(cè)定

該步驟要求學(xué)生會(huì)利用研缽破碎細(xì)胞，從中提取分離水溶性蛋白質(zhì)。要求植物材料要研磨充分，否則會(huì)影響蛋白質(zhì)的提取量。操作過(guò)程需要學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)、注意細(xì)節(jié)問(wèn)題，否則會(huì)加大實(shí)驗(yàn)誤差。該步驟可以加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)的重要呈色反應(yīng)、蛋白質(zhì)含量測(cè)定方法的認(rèn)識(shí)，并提高學(xué)生對(duì)光譜分析法技術(shù)的掌握。

1.2?? 制膠、點(diǎn)樣、電泳、染色、脫色

該步驟是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，能提高學(xué)生的動(dòng)手能力。操作過(guò)程需要學(xué)生操作準(zhǔn)確迅速，并注意細(xì)節(jié)問(wèn)題，如點(diǎn)樣時(shí)要注意移液槍移出時(shí)不能松手，否則可能會(huì)造成蛋白樣品回吸，并可能影響不同點(diǎn)樣孔間蛋白樣品的純度。制膠時(shí)，學(xué)生可根據(jù)室溫適當(dāng)調(diào)整過(guò)硫酸銨和四甲基乙二胺的添加量，使之在灌膠時(shí)不聚合。該步驟可以加深學(xué)生對(duì)電泳原理的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)電泳技術(shù)的掌握。

1.3?? 結(jié)果分析

通過(guò)脫色后聚丙烯酰胺凝膠上會(huì)出現(xiàn)清晰的蛋白條帶，由負(fù)極端開(kāi)始分子量逐漸減小。通過(guò)觀察到的蛋白條帶，學(xué)生可以直觀掌握組織材料中水溶性蛋白的數(shù)目，加深學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

2?? 綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)

傳統(tǒng)“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，其自主性受到一定限制，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣不高、重視不夠，僅能達(dá)到對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能的鍛煉，但動(dòng)手動(dòng)腦能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、科學(xué)素養(yǎng)都不能得到有效鍛煉。

綜合性實(shí)驗(yàn)是將多個(gè)具有相關(guān)性的單一實(shí)驗(yàn)綜合，多為生物分子的提取、分離、純化定性或定量測(cè)定，綜合性實(shí)驗(yàn)不僅進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)生物分子基本性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，鞏固實(shí)驗(yàn)基本技能，而且可進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的科研能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、發(fā)散性思維[6]，對(duì)實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)具有重要意義。

2.1?? 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)內(nèi)容不僅包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還包括與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有整體把握，提前了解重點(diǎn)、難點(diǎn)，能提高效率、改善實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師進(jìn)行一定的引導(dǎo)，使學(xué)生理清思路，從中領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理及操作關(guān)鍵點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生是課堂的主體，而教師是協(xié)助者，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)生接受變?yōu)榉e極參與，極大地提高了學(xué)生的興趣。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤，要求學(xué)生在課堂上同組之間進(jìn)行討論，這不僅鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，而且鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不但鞏固了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能，而且進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生對(duì)相關(guān)儀器的使用，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下一定基礎(chǔ)。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生做到整理、整頓、清掃、清潔、安全，既有利于提高實(shí)驗(yàn)效率，保障實(shí)驗(yàn)效果，排除安全隱患，還有利于提高學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)。撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，提前告知學(xué)生書(shū)寫(xiě)的要求和規(guī)范，要求學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論?？慑憻拰W(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力，為學(xué)生后續(xù)課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)、畢業(yè)論文寫(xiě)作打下一定的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生要?dú)w納總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。例如，有的小組在提取蛋白質(zhì)時(shí)含量過(guò)低，以至于電泳時(shí)蛋白條非常模糊。又如，有的小組做出的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性不好等問(wèn)題。學(xué)生需要分析出產(chǎn)生問(wèn)題的原因，決定采用何種方法加以解決，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的成功和不足。

2.2?? 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的體現(xiàn)

近2年，授課班級(jí)人數(shù)基本在20人/批，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一般控制2～3人為一小組，盡量保證每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，而且人數(shù)相對(duì)較少，有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有足夠的時(shí)間和空間對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和引導(dǎo)，在提高教學(xué)效果方面具有顯著效果。教學(xué)中，采用了示范性教學(xué)。如移液槍的使用，因?yàn)閷W(xué)生第一次接觸，所以教師親自示范如何拿移液槍，如何調(diào)整刻度及裝卸槍頭，如何移取液體、如何放液，并要求每個(gè)學(xué)生都練習(xí)一下如何使用。制膠時(shí)，教師邊操作示范，邊提出問(wèn)題，或者學(xué)生有問(wèn)題的及時(shí)提出，要求學(xué)生思考、討論，最后一起來(lái)解決問(wèn)題。結(jié)合實(shí)物進(jìn)行示范可增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生的認(rèn)同感和趣味性。邊示范邊提出問(wèn)題，在增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性和發(fā)散性思維。

3?? 綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中的注意事項(xiàng)

綜合性實(shí)驗(yàn)一般學(xué)時(shí)較長(zhǎng)，要求學(xué)生做好時(shí)間統(tǒng)籌安排，提高實(shí)驗(yàn)效率。綜合性實(shí)驗(yàn)所需儀器種類比較多，要求學(xué)生愛(ài)護(hù)儀器，養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。在綜合性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，制膠和點(diǎn)樣是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，要求學(xué)生制膠時(shí)操作要迅速準(zhǔn)確，點(diǎn)樣前進(jìn)行一定的練習(xí)及指點(diǎn)。采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定蛋白質(zhì)含量的時(shí)候，要求在1 h內(nèi)完成，且在使用分光光度計(jì)時(shí)，操作要規(guī)范，愛(ài)護(hù)儀器。實(shí)驗(yàn)中用到的試劑丙烯酰胺和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為神經(jīng)毒劑，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生要學(xué)會(huì)保護(hù)自己，操作時(shí)避免與皮膚接觸。灌膠時(shí)要注意速度均勻，防止產(chǎn)生起泡。

4?? 結(jié)語(yǔ)

以上是筆者在“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革中的嘗試和經(jīng)驗(yàn)。生物化學(xué)是研究生命物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成及代謝的科學(xué)，應(yīng)用及其廣泛。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是對(duì)生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的延伸和驗(yàn)證，近幾年關(guān)于“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的熱度一直不減。綜合性實(shí)驗(yàn)以實(shí)際問(wèn)題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以教師為指導(dǎo)，可逐步提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、良好的科研素養(yǎng)和科研能力，增強(qiáng)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生在未來(lái)發(fā)展中的競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)然，綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)仍存在一定的問(wèn)題，如學(xué)時(shí)偏少、綜合性實(shí)驗(yàn)數(shù)目過(guò)少、儀器設(shè)備相對(duì)偏少等，期望在學(xué)校的支持和生物化學(xué)教師團(tuán)隊(duì)的努力下，進(jìn)一步提升教學(xué)效果，達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。

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收稿日期：2019-10-05

基金項(xiàng)目：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院院級(jí)研究課題“食品科學(xué)與工程專業(yè)生物化學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)”（JY201734Z）。

作者簡(jiǎn)介：王海娟（1980—?? ），女，碩士，講師，研究方向?yàn)樯锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)。