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海洋生物活性物质分析综合实验教学和实践

摘要：为培养学生们的创新能力,促进本科实验教学制度的改革,2013级海洋渔业科学与技术专业开设《海洋生物活性物质分析》综合实验课程.文中根据综合实验课程的性质和特点,讨论了在实验教学过程中采取的课程教学模式,安排的教学形式,以及根据专业特点设置的教学内容和教学效果评定,目的是充分调动学生的学习积极性,提高本科实验教学质量,同时推进本科实验教学改革,提高实验教学质量,保障海洋渔业科学与技术专业毕业实习顺利完成.

关键词：海洋生物活性物质；综合实验；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）41-0162-02

海洋生物活性物质是指海洋生物体内所含有的对生命现象具有影响的微量或少量物质,主要有多糖类、蛋白类、脂肪酸类等天然物质.目前,这些活性物质已经被开发利用于多项实际生产生活中,例如,治疗疾病的药物、预防疾病的保健品、特殊功能的生物材料等.因此,海洋生物活性物的分离、纯化及鉴定等已成为研究的热点,具有广泛的实际应用价值.《海洋生物活性物质分析》实验课程是为天津农学院水产类海洋渔业科学与技术专业学生开设的一门研究性实验课程,是生物化学、水生生物学、生理学等相关理论课程的延伸,通过综合性创新实验,使学生们参与实验设计、实验方法改进和实验开展等各个方面,并熟练掌握活性物质的分离、纯化以及鉴定的基本实验技能.一方面使学生在实验中验证理论的来源与正确性,加深对理论的理解；另一方面培养学生科研能力和知识的实际运用能力.

一、课程教学模式

海洋科学是天津市重点发展和建设的特色学科.天津农学院海洋渔业科学与技术专业于2002年经教育部批准建立,同时也是天津市级品牌专业,本专业主要培养从事海洋经济生物综合利用技术与产业化开发、生态防治理论与关键技术、海洋渔业资源保护与恢复等研究的人才,毕业后能承担在生态系统多样性、物种多样性和种内遗传多样性三个层次上的生产、科研、教学和管理工作.基于本专业的培养目标,打破以往一门理论课程开设一门实验课程的教学模式,在综合水生生物、生物化学、生理学和微生物学等课程的理论知识和实验操作技术的基础上,将实验教学模式进行改革.

为了适应当代学生们活跃的思维,充分调动他们学习的积极性和潜在的能动性,发挥自主学习的能力,将课程内容中验证性实验与探索性实验设置比例为1：5,大大增加了探索性实验比例.以教师拟定的实验方向为出发点,学生们以小组为单位,利用网络资源和图书资源进行文献检索,结合已学知识设计独一无二的可行性实验方案,利用水产学院开放实验室资源,从试剂配制、实验操作、实验结果分析与整理到最终实验报告的形成,全部由学生独立完成,充分发挥学生自主学习和分析解决问题的能力,培养学生的科研兴趣.

二、课程教学安排

课程设置在本科教学第六学期,一方面是因为《海洋生物活性物质分析》属于综合性实验课程,着重培养学生的综合分析能力、实验动手能力和数据处理能力,需要运用多种课程的综合知识；另一方面在第六学期开设综合性实验与学生毕业实习衔接,有利于毕业实习的顺利进行,更有助于考研专业课的复习.课程为30学分,学时为7周,采用独立授课的形式,确立以动手能力、实践能力为主的考评方式,在每次实验过程中教师发挥辅助作用,保证每组学生安全地完成既定实验内容.

三、课程教学内容

根据本专业学生的培养目标,改革综合性实验教学内容和教学方式,依据难易适中和可行性的原则,本课程设置了两个综合实验模块.

1.海洋微藻综合实验.在学习微生物、水生生物学和生物化学等相关课程的基础上,本部分实验包括海洋微藻的培养和海藻活性物质的提取与功能分析.学生们以螺旋藻、小球藻、海链藻等为实验材料,从培养基的配制、接种培养到生长曲线的绘制,掌握一整套海洋微藻生长的定量观测方法.再利用培养的微藻进行后续的活性物质提取和功能分析实验,根据学生们的兴趣和所培养藻类的特点,利用盐析、层析和电泳等生化技术提取海藻多糖、活性肽、活性酶等一系列大分子活性物质,在提取海洋活性物质的基础上结合实际生产生活的需要进行下一步的功能性探索试验,例如以小球藻为原材料提取得到小球藻生长因子CGF,添加到鱼配合饲料中,观察鱼类生长情况.通过连贯性的实验,一方面锻炼学生的实验动手能力,另一方面更能激发学生设计实验和分析实验的主动性,培养团队合作精神.

2.海洋动物综合实验.本部分设置两个综合性实验,第一以虾壳或蟹壳为实验材料,提取甲壳素,进一步制备壳聚糖,测定纯度和制备率,利用牛津杯法测定壳聚糖的抑菌活性；第二以鱼鳞为实验材料,利用酶解法提取胶原蛋白,再利用羟脯氨酸比色法测定胶原蛋白的含量.通过实验使学生们掌握生物化学和微生物学的基本操作技能,了解海洋生物活性物质从提取、分离、纯化、鉴定到功能性评价的全过程,提高了学生们综合运用所学基本技能解决问题的能力.

四、教学效果

本课程首次在2013级海洋科学与技术专业本科教学过程中开设,学生们普遍感到实验内容丰富,综合性强,从文献检索阅读到实验设计的改进,从实验的开展到实验结果的分析,最终到科技论文的写作,充分调动了学生的积极性和主动性,培养了学生们的科研能力.

在首轮实验中也发现了诸多问题,首先是课程考核,由于综合性实验周期长,实验地点灵活,组织学生存在一定的困难；其次是实验地点,目前利用水产学院开放实验室,在空间和仪器使用上与教师科研、研究生培养存在冲突,这些都是今后课程改革的重点.

五、结束语

海洋生物活性物质分析综合性实验,对授课教师和学生的基础素质要求高,需要教师在课堂内外倾注更多的精力,同时,学生可以得到一次全面提高和学习的机会,后续改革实验内容要更能体现专业特色,更好的与毕业实习相结合,与实际生产需要相结合,促进本校本科实验教学的全面发展.

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