动物细胞培养技术教学实践与探索

宋琴　纪其雄

摘要：动物细胞大规模培养技术已成为生物制药生产、研究和开发过程中一项非常重要的基本技术。探索从医药专科生的实际出发，围绕培养应用型人才的目标，从课程设计、课堂教学活动的组织到教学评价三个维度一体化教学实践，使学生掌握相关理论知识的同时，强化学生操作技能。

关键词：细胞培养技术；情景教学；操作考核

中图分类号：G4

文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.18.087

动物细胞培养开始于上世纪初，1962年其规模开始扩大，发展至今已成为生物、医学研究和应用中广泛采用的技术方法，利用动物细胞培养生产具有重要医用价值的酶、生长因子、疫苗和单抗等，已成为生物医药高技术产业的重要组成部分。利用动物细胞培养技术生产的生物制品已占世界生物高技术产品市场份额的50%。鉴于动物细胞大规模培养技术在生物制药领域的重要性，动物细胞培养技术已成为生物制药专业专科生的核心必修课程之一。

通过大量的问卷调查和日常接触，我们发现医药专科生普遍存在理论基础差，底子薄，并且学习积极性不高的特点。根据学生的这个特点及我们培养应用型人才的培养目标，在实际教学过程中，我们采取以学生为主体设计来设计课程，倡导自主、合作、探究的学习方式。教学主要根据专科层次的专业设计特点，特别强调理论知识与对应的细胞培养操作技能关联学习，通过课堂教学活动的组织和教学评价强化学生的技能。

1.理论和情景教学相结合的课程设计

基于动物细胞培养的工作过程，按照动物细胞培养的工作任务结构，本课程主要设计了三个方面的内容，即动物细胞培养的仪器设备设施条件，动物细胞培养的基本技能，药学细胞工程常见技术。本课程在学生学习了《药用基础化学》、《有机化学》、《医学基础》、《微生物学基础》、《基础生物化学》和《生物药品》等课程之后开设，目的是使学生有了一定的生物学基础知识和相对扎实的化学基础知识和操作技能之后，能更好地完成本课程的学习要求。

没有理论指导的实践是盲目的、不规范的，因此医药专科生在学习细胞培养技术之前，必须先学习理论知识。传统的学习方法是先进行理论教学，后穿插进行实验教学。我们针对医药专科生理论基础相对薄弱，学习能力欠佳的特点，没有采用传统的教学方法，而是采用理论和情景教学相结合。对理论内容进行精心选择，紧扣实验的需求和工作中应用的需要，在实验技术上注重基本技能的培养和常见技术的实践。同时按照动物细胞培养的特殊要求，我们设计了循序渐进的7个学习情境：（1）常见细胞培养实验室的布局；（2）细胞培养主要仪器设备的操作；（3）细胞培养用液的配制；（4）无菌操作技术及细胞培养无菌器材的准备；（5）细胞培养的基本操作，包括传代培养、克隆化培养、原代培养、扩大培养；（6）细胞大规模培养与生物反应器技术；（7）细胞冻存与细胞复苏技术。对于每一个学习情境，我们采取理论和实验教学并行的模式，对于基本的实验技能如显微镜的使用、传代技术及细胞计数技术等我们鼓励学生发挥卖油翁的精神，反复操作直至技术娴熟。

2.实验教学活动的组织

2.1课前准备

在上课前写好板书，将本次情景学习的重点部分写在黑板上。这样做一方面可以让学生在课前很快了解本堂课需要掌握的知识，并对即将展开的情景学习设置一些相关的问题，如“动物细胞培养液的主要成分是什么？”、“为什么培养前要将细胞分散成单个细胞”等，让学生带着问题和思考进入学习，在实验中更好理解和学习知识，避免对知识死记硬背，达到情景教学的目的。

2.2教学过程组织

2.2.1固定分组

从第一次实验就要进行固定人员的分组，这样有利于配合和相互协作，也有利于锻炼团队协作能力。每小组的人员不宜太多，2～3为宜，统筹规划实验流程，高效完成实验内容。根据当堂的实验，教师提前统筹安排好各组成员的任务，使实验有序高效地进行。对于有些不需要相互帮忙的实验尽量安排一人一组，目标是通过本课程的学习，每个学生都具备独立完成相应实验操作的能力。

2.2.2实验演示

实验课是需要学生自己动手操作来完成课堂的内容，学生的操作是否正确，很大程度上取决于教师的指导，因此教师必须做好示教。首先有教學经验很丰富的教师来担任主任课老师；其次要求任课老师在上课之前对内容了如指掌，参加集体备课，统一带教标准，明确教学重点、难点；最后根据教师在企业挂职和走访经验，在示教过程中强调标准化操作流程（SOP），将实验的标准操作步骤和要求以统一的格式描述出来，指导和规范日常的教学工作。

2.2.3学生操作

在教学过程中，教师放手不放眼，全程观察学生的每一个操作过程，鼓励学生大胆细心操作，遇到问题要自己先仔细思考。经过一些实验的训练和尝试，同学们操作技能有了很大的提高，同时思考问题的方式也有了较大的转变，由原来不会直接问老师“这要怎么做？”转变成了自己思考后问老师“我这样做对吗？”。

2.2.4操作考核

在七个教学情境中，我们选取了传代培养、克隆化培养及冻存与复苏等实验进行操作考核。传代培养考核主要考核学生的无菌操作能力及细胞消化、吹打和计数的综合能力，具体要求学生连续传代2个月的时间，最后根据学生传代细胞的培养状态（有无染菌、死细胞多少等）进行评分；克隆化培养考核除了考核学生细胞计数、消化和吹打等技能之外，还考查学生实验设计和计算能力，最后根据单克隆孔的多少进行打分；细胞冻存和复苏实验除了考核无菌操作和细胞计数之外，主要考核学生实验任务的组织能力、操作手感及冻存液配制能力等，最后通过自己冻存细胞的复苏存活率进行考核。动物细胞培养对生物制药专业的学生来说是一门非常重要的技术，只要是技术都免不了要反复的联系，我们以任务驱动的模式让学生反复练习其中最基本的技能，并通过考核来检验他们的学习成果，同时如果学生不满意自己的成绩还可以在课程开设期间重新参加考核，通过这种方式，让学生真正掌握细胞培养的基本技能，养成良好的实验习惯，为他们从事相关工作打下扎实的基础。

2.2.5课后总结

动物细胞培养技术这门课程是实践性非常强的课程，实验结束后学生都会有自己的操作体会，还会有相应的实验结果，细胞培养的结果我们要求学生倒置显微镜拍照后提交到教师机，其他具体的实验目的、原理、试剂材料、步骤、结果及分析等内容则要求写成实验报告，教师对学生的实验结果及报告进行批改，并对有问题的地方进行标注。最后，对于一些共性的问题下次课上课前进行统一的点评，是学生对相应的操作有更好、更深的理解。

3.教学评价

多元化评价是指对每组或每位同学的实验课成绩考核多元化，既要通过课前预设计实验和课后的实验报告等纸质材料反映，也要通过多种手段和途径对学生的身心素质、专业知识、专业技能和个性特长等方面进行全方面的评价，其目的是促进学生的全面发展。动物细胞培养考核主要包括平时常规评价和过程与结果评价两部分。平时常规评价注重学习态度、考勤和随堂问题回答，占总成绩的20%；过程与结果评价包括三部分：（1）实验操作手法、实验结果与实验操作考核占总成绩的30%；（2）实验报告占总成绩的20%；（3）期末考核占总成绩的40%。

4.结论

实验课和其他实践教学环节是高校培养学生掌握实践技能、形成良好的工作习惯的必要过程，因而必须重视实验教学活动。上述动物细胞培养技术的课程设计、课堂组织和教学评价，目的使医药专科生掌握了基本的理论知识和操作技能，将企业的标准化操作流程灌输到学生的学习过程中，为学生在就业后尽快上手奠定了良好的基础。