提高《细胞工程》课程教学质量的探索

黄林彬　严兴洪

摘要：《细胞工程》是高等学校生物技术和生物科学等相关专业的一门专业必修课，具有内容多、技术新、发展速度快、实践能力强等特点。为了提高本课程的教学质量和效果，作者从教学内容、教学方法等方面进行了分析和总结，就如何提高教学效果和质量进行了探讨。

关键词：细胞工程；实验教学；案例教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）30-0120-02

细胞工程（cytotechnology）是指以生物细胞或组织为研究对象，按照人们的意愿进行工程学操作，从而改变生物性状，获得生物产品，为人类生产生活服务的科学[1]。细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，也是该领域中最直接应用于生产实践并取得显著效益的应用科学。我校细胞工程课程由王素娟教授于1994年开设，主要以我国经济海藻组织培养的理论及在育苗等方面的应用作为课程的主要内容。在此基础上，我校严兴洪教授进一步优化授课内容，在海藻细胞工程的基础上，增加了植物细胞工程和动物细胞工程的部分内容，完善了细胞工程课程的体系。2016年，我校对教学大纲做了进一步优化，将本课程提升为生物技术专业的必修课程，同时将理论课课时从48学时减少到32学时、将实验课课时从27课时增加到42学时，这样的调整符合该课程的特点：在传授细胞工程主要理论知识的基础上，更突出学生实践能力和素质的培养，这对课程教学团队提出了更高的要求。

一、细胞工程课程的特点

本课程内容涉及面广、信息量大，且国内外在本领域的研究成果日新月异，导致学生在学习时对知识点的掌握存在一定的困難。本课程内容涉及多个专业方面，如普通生物学、细胞生物学、遗传学等基本知识，此外，还需具备基因工程、酶工程以及部分生物工程设备等方面的知识。另外，细胞工程各个章节之间的独立性强、技术性强，理论表述较少，步骤复杂，给学生记忆内容带来了很大的难度。再加上细胞工程实际内容基本是微观水平，比较抽象难懂。如果依旧采用传统教学的“填鸭式”授课方法，很显然学生学习兴趣不高，教学效果也可想而知[2]。

二、细胞工程课程的教学现状

细胞工程行业的技术更新速度十分快，研究成果日新月异，而教材的更新速度则落后于成果的更新，这就要求教师在掌握教学体系的基础上，把前沿成果应用到教学中去，更新授课内容。比如，在课堂上通过介绍袁隆平和杂交水稻及海水稻的最新进展，让学生感受细胞工程在促进生产力发展中的巨大贡献。教材是最重要的教学资源，是学生学习的重要工具，也是保证教学质量的基础。目前，可供选择的细胞工程教材较多，当当网在售的细胞工程教材就有12本以上。本课程团队从2011年开始选择由杨淑慎主编的《细胞工程》一书作为教材并一直使用至今。该书为普通高等教育“十一五”规划教材，系统介绍了细胞工程学的基础理论、基本技术和最新研究与应用成果。全书共分为植物细胞工程和动物细胞工程上下两篇二十二章，不同的课程团队可有选择性地进行教学。本团队教师均从事海藻生物技术研究，十分熟悉植物细胞工程的各项研究内容，故主要选择植物细胞工程作为授课重点，同时安排少量课时介绍动物细胞工程的相关内容，让学生了解植物和动物细胞工程的异同。另外，细胞工程课程的实践性很强，很多内容的讲授需要教师有一定的实践经验，才能将关键步骤和注意事项讲清楚，在此基础之上，还要设计相关实验，让学生在实践中掌握课程的要点和难点，让学生认识到实验操作对本课程的重要性[3]。

三、提高教学效果的尝试

细胞工程是一门实践性和应用性很强的学科，理论知识抽象丰富，学生理解起来有一定难度，因此细胞工程教学的方式方法尤为重要[4]。

1.重点案例教学。本课程团队成员长期从事紫菜育种研究，目前已培育出两个由“全国水产原种和良种审定委员会”审定的坛紫菜新品种“申福1号”和“申福2号”以及数十个仍在小试和中试过程中的优良品系。在这些优良品种系的培育过程中，用到多项细胞工程的关键技术：如人工诱变技术、突变体选择技术、单细胞的分离与培养技术、单性生殖技术、大规模细胞培养技术等。同时，在实验课上，也安排了对应技术的实践操作。通过以上由课程教师直接参与的重点案例应用到教学中，使学生掌握和了解细胞工程最新的研究进展和学科前沿。

2.不断更新教学方法与教学手段。通过运用多种教学方法，增加课堂的有效性。在授课的过程中，本课程团队成员充分利用现代教学手段，使原本枯燥、抽象的内容转化成形象、可视、可听的内容，如在讲解植物原生质体的分离时，通过播放实验视频，学生能够亲眼看到原生质体分离的过程及原生质体的特征，加深了学生对原生质体的理解。这样能将大量的信息和繁杂的操作细节简化，起到事半功倍的效果。

另外，我校还有网络教学平台EOL供教学使用，教师可上传与课程相关的视频内容或最新的研究论文等，学生可以利用课余时间巩固上课的学习内容；还可在课前发布下次课程的背景知识和思考题，让大家带着问题去预习；或者在实验课之前发布实验操作流程及注意事项、可能遇到的问题及解决方法等，使学生在实际操作之前能对整个实验的原理和流程有初步的认识，减少学生按部就班操作的盲目性。课后还可以布置作业，学生可以在网上直接提交作业供教师批改和分析，以便在下次上课时，对学生掌握不充分的内容进行辅导。互联网时代产生了许多使用便捷、功能强大的网络工具和平台，为细胞工程的教学提供了极大的支持[4]。网络化学习较好地解决了学时不够、课本内容相对滞后、师生交流少、学生自学难等问题。

3.增加课堂讨论的比重。课堂上适时讨论可活跃课堂气氛，也可提高学生学习的注意力。针对某个知识点，由教师提出具体案例，然后分组讨论，最后由教师进行总结。比如番茄和土豆无法有性杂交，而通过原生质体融合则有可能产生体细胞杂种，那么二者的体细胞杂种会是什么样子，会是番茄皮的土豆，还是土豆皮的番茄，还是同一棵植株上既长番茄又长土豆？通过讨论让学生理解体细胞杂交的意义是克服了远缘杂交的不亲合性，为遗传物质的广泛重组开辟了新的途径，其在育种实践中具有广泛用途。通过这类案例的讨论与分析，大多数的学生反映印象深刻，并认为所学知识的理解更容易[5]。课堂上的案例教学充分体现了师生之间的情感性和课堂上的互动性，并且能将思想教育融于知识的传授之中。

4.改进课程考核方式。随着细胞工程内容的不断更新，传统的考核方式不能取得满意的效果，本团队在课程考核时除了保持原有的填空题、简答题等考核基础知识的内容外，特别增加了与实践紧密结合的实验分析题，且比重不低于40%。根据题示的实验流程分析实验失败的原因，考查学生的综合分析能力。如：“某同学使用保存了五年的解壁酶进行原生质体的提取，结果只获得了少量的细胞；而使用新配制的酶液则分离到大量的死细胞，请分析两次实验失败的原因”；“请设计一个实验，筛选一个耐高温的坛紫菜新品系”；“如何应用细胞工程技术去解决生产实际问题”等。这些题目涉及多种技术，答案不唯一，考查学生合理运用所学知识的能力，比单纯考核这些技术要好很多，促使学生在复习的过程中，不要死记硬背，因为只有理解各种技术的特点和应用范围，才能取得好的成绩。

教学有法，教无定法，在细胞工程教学的各个环节，只要我们注重课程的特点，采用学生乐于接受的教学方法，发挥学生学习的自主性，才能真正提高教学质量。通过网络化学习、互动式学习及课堂加网络的混合式教学，不仅能够使学生深入理解细胞工程的知识，而且更能培养学生自主学习的能力和激发学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]杨淑慎.细胞工程[M].北京：科学出版社，2009.

[2]李会芬.《细胞工程》课程教学改革探讨[J].现代经济信息，2016，（31）.

[3]高冬妮，孙晓丹，赵丹.细胞工程课程的改革与探索[J].教育教学论坛，2017，（10）：116-117.

[4]刘启亮.互联网工具在细胞工程教学中的应用[J].科技创新导报，2017，（1）：182-183.

[5]王红霞，许重洁，张光谋.细胞工程课程教学模式改革与探索[J].现代农业科技，2016，（17）：288-289.