生物技术专业《细胞工程》教学探讨

张改娜　侯典云　宋鹏　戴凌峰

摘要：细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽带，是生物技术专业学生必修的专业课，为学生今后从事生物技术相关产业奠定良好的理论和技术基础。为了激发学生的学习兴趣，提高学生主动学习的积极性，我们在细胞工程教学中，重新对课程定位，在教学方法、教学内容和实验设计等方面进行改革。结果显示，多媒体和双主体互动教学、增加细胞工程课程相应技术的最新研究进展，同时对实验内容和实验技术进行革新，不仅不会增加学生的负担，反而促使学生更积极有效地学习，明显提高了教学效果。

关键词：细胞工程；教学改革；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）02-0146-02

细胞工程作为现代生物技术的桥梁和纽带，与基因工程、蛋白质工程、代谢工程、生物制药、组织工程等密切相连，因此细胞工程是生命科学本科教育中生物技术专业的一门重要课程。该课程是实践性和综合性很强的学科，是发展最为迅速的学科之一，知识更新周期短，技术创新速度快。在教学过程中既考虑到课程内容的基础性，又考虑到内容发展的前沿性，即在教学过中注意将最新资料渗透到教学中，帮助学生加深对学科知识的理解，掌握实验技术的要领，培养学生的创新意识和创新能力。为了适应当今高等教育的发展，培养高素质的专业人才，尤其是近年来由于大学生就业遭遇瓶颈，考研率高，造成了高年级学生心态不齐和浮躁情绪，逃课现象屡禁不止的情况下，在大学高年级学生的专业课教学中进行教学改革，有十分重要的现实意义。我们针对我校细胞工程教学和实践的实际情况，从教学和实践的内容、教学手段、教学方法等方面进行改革探讨，收到了较好的效果。

一、明确课程定位，坚持“以学生为本”的教育

任课教师必须通过认真学习生物技术专业本科生培养方案和课程大纲、请教老教师教学经验及调查学生情况，对细胞工程课程进行正确定位，明确该课程在学生的知识体系中起到什么作用，根据生物技术专业培养方案和课程大纲要求，了解该课程要教授学生什么样的知识，同时在21世纪这个崭新的时代，我们的学生想学习什么样的知识。在进行课程改革时，坚持“以学生为本”指导思想，整合优质教学资源，既要从学科发展的角度考虑问题，也要从学生的角度换位思考，从而使教师传授给学生的知识和学生真正需要的知识有机结合，实现我们所期望的优质教学的目的。

二、运用多种教学方法，提高教学效果

多年的应试教育使大多数学生已经习惯于被动地接受知识，独立思考及自主学习能力较差，培养其主动学习、创造性思维能力是一个循序渐进的过程，需要较长时间和多学科的共同努力。为培养学生主动学习的习惯，我们首先通过多种手段，将细胞工程涉及的微观水平上，看不见、摸不着的，尤其是技术操作过程，利用现代化教学手段——多媒体，将技术以图示、图像、动画和视频等多种形式显示，使学生直观、形象地理解教学内容，激发学生的学习兴趣。同时采用双主体互动教学模式，双主体即教师与学生，他们同处于主体地位。两个主体间的互动效果，对学生学习的积极性有明显的影响。如何通过互动提高教学效果？若小班教学，即学生不超过60人，可采用分组选择课题的方法[1]，即采取自由结合的形式，每组4～6人，可根据细胞工程学教材中所包含的内容进行选题，并对所选题目进行评议，最后确定每组所演讲的专题。实行组长负责制，组员介绍、内容安排、讲述顺序安排及总结性发言均由组长负责。这部分内容由学生主要参与，既能对课程形成有效的互补，同时也能增加学生的学习积极性，让学生知道如果了解新的研究进展，对其以后的科研道路会有很大的帮助。当然这也要求任课教师要及时、积极地学习和储备该课程相关的进展知识。但若该专业学生人数大于60人，仍采用该方法，每组人数必然增多，当每组人数大于8人，则必然达影响我们预期的效果。此时采用启发式或讨论式教学，更为有效。启发式教学要求教师在备课时，准备启发式问题，若设计的问题能够一环扣一环，以问题驱动学生的学习需求，激发学生的求知欲望，则达到教学目的；而讨论式教学，则要求任课教师针对某一章节的知识点、进展和争议设计几个问题，让学生分组随堂讨论，回答问题，这种随堂讨论及时获得答案的方法，即使人数较多，学生也会比较积极参与。但这些方法都对我们的任课教师有较高的要求。

三、融合科技发展，更新教学内容

当今世界科学技术突飞猛进，知识信息量迅速增长，科学知识更新淘汰速度加快，这就要求任课老师及时更新自己的知识结构，跳出书本，站在现代科技发展的前沿，掌握生物技术领域科技发展的最新动态，及时地把这些动态的新的研究成果以及有待攻关的重大课题融入教学内容，引导并激发学生探索新知识的兴趣，开阔视野，增长知识，帮助学生学会预测和构想未来事物的发展变化，不断增强学生学习的自觉性和创造性[2-3]。

任课教师在厘顺教学体系的基础上，查阅各类中外文期刊，根据近年来该领域的发展动态，力求把该领域的最新科研成果和亟待解决的关键问题融化到教学内容中。譬如讲解“干细胞”时，及时把最新成果传播给学生：2007年，日本籍科学家山中伸弥所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛应用，因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约，凭借此研究成果山中伸弥获得2009年拉斯克基础医学奖和2012年诺贝尔医学和生理学奖。再如讲解“克隆技术”时，除了介绍常规的克隆技术新成果，2004年中国首例异体克隆动物“北山羊”在新疆降生；2007年9月14日中国完成世界首例转基因克隆兔实验，实验兔含有外源的绿色荧光蛋白基因之外，我们还可以将2008年英国科学家通过“三亲胚胎”技术培育出了新型人类胚胎，进行线粒体疾病治疗[4]的知识介绍给学生。教师在获取这些信息的当时就将其作为相关技术的补充内容向学生传授，使学生了解该研究的最新动态。我们发现把最新成果融入到教学内容中，是引发学生学习的最好动力。因此，要求教师对讲稿进行及时更新，及时查漏补缺，决不用陈旧的、过时的资料，这样，既对学生负责，同时也提高了自身的水平。

四、进行系列设计实验，改进实验方法

细胞工程是一门实践性非常强的学科，没有实际的操作，无法使学生对所学的知识有一个深刻的认识，所以细胞工程的实验环节对学生的学习和知识的构建尤为重要。细胞工程实验涉及内容及相互独立又相互关联，将实验内容设计得环环相扣，既节省材料，降低实验费用，又节省学时，为学生提供更多的实验机会。李艳红[5]也曾采用系列设计实验，取得较好的教学效果。我们采用系列设计实验，即前一个实验是后一个实验的基础，这样从经典的基础实验到难度较大的实验，一环紧扣一环，将所学的知识连成一个整体。具体到我系，实验从培养基的配制、愈伤组织的诱导和再生到原生质体的游离和体细胞杂交。其中体细胞杂交即细胞融合，是细胞工程课程中很重要的章节和实验内容。但该实验历时较长，尤其是材料游离，往往需要过夜，而且采用国产酶游离效果差，进口酶又价格昂贵，分离纯化的过程，学生也不容易操作。怎样才能缩短材料的游离时间，降低费用，同时又能达到良好的教学效果呢？通过我们的实验验证，采用细胞间隙较大的薄壁组织作为游离原生质体的材料，比如状态良好的愈伤组织或者某些幼嫩的茎段，甚至是芦荟也可以，这样酶液较易进入组织内部，游离的时间就会大幅缩短，因为游离时间短，采用国产酶不会对材料产生较大的伤害，所以可以降低实验成本。游离纯化的操作可将20%左右的蔗糖换成23%pecell溶液，提高纯化效果。对于那些限于学校条件无法开展的实验，则积极想办法让学生到校外公司或企业参观学习，以提高他们的学习兴趣。

通过研究与探索细胞工程课程教学体系，我们对该课程进行正确定位，采用灵活多样的教学方法和现代化教学手段，把最新的科技发展成果融入到教学内容中，提高教学内容先进性和科学性。细胞工程课程教学改革虽取得了一些成绩，但还存在不少问题。比如细胞工程教材，就目前而言，绝大多数教材介绍基本常规技术较多，涉及理论和进展较少。技术课程要有相应的理论支撑，细胞工程技术也是这样。本科教育不应该只是教给学生每种技术的操作规程，而是在学生掌握基础知识、掌握技术的同时，融入进展并提出问题。如细胞操作之后，存在的各种可能变化、这些变化给我们带来了哪些思考、哪些问题我们已经知道了答案、哪些问题还存在争议、还有哪些等待解决？提出了问题才能让学生对其产生浓厚兴趣。所以今后，我们将不断通过学习掌握新的知识、提高自身的理论认知水平，为学生提供更好的教材，同时每次上课前精心备课，点燃学生对知识追求的火种，并在教学实践中对课程教学体系不断改进，进一步提高细胞工程教学质量。

参考文献：

[1]许君，郑文明，陈新建，等.在细胞工程学教学中的初探[J].科技教育创新.2008，（6）：237-238.

[2]陈祥，潘志明，耿士忠，等.新时期细胞工程教学改革与实践[J].现代农业科技，2008，（12）：329-331.

[3]胡尚连，孙短，曹颖.植物细胞工程理论与实践教学体系探索与实践[J].中国校外教育，2008，（2）：136-137.

[4]http：//www.bioon.com/biology/genetics/364555.shtml.

[5]李艳红.细胞生物学和细胞工程实验教学的几点体会[J].实验室研究与探索，2004，23（7）：51-52.