“组织工程与再生医学”课程的建设及改革

娄向新，邓云霞

(东华大学 化学化工与生物工程学院，上海 201620)

组织工程与再生医学分别研究在体外和体内制造生物组织，用以达到修复、治疗和改进原始组织的作用。经过30多年的发展，组织工程与再生医学已成为一个科学的有机体系，并已在临床治疗中取得初步成功。作为我校(东华大学)生物工程系生物材料专业的一门必修核心课程，“组织工程与再生医学”很好地体现了生物学、医学、材料学和工程学等多个学科的交叉融合，让学生在多学科知识综合运用方面得到很好的锻炼。为了更好地完成教学任务，本课程教学团队在归纳和总结以往教学经验与成果的基础上，参考国内外相关课程建设的先进理念，对本课程的体系建设进行科学规划。

一、 因地制宜准备教材

一本好的教材既能全面、系统、生动地介绍本学科领域的基本概念、技术原理与研究方法，又能使学生通过研读教材提升自主学习能力。21世纪以来，组织工程与再生医学领域发展迅猛，新成果、新理论与新技术不断涌现，学生所需要学习和掌握的信息越来越多，而国内已有的“组织工程与再生医学”专业指导书大多知识陈旧，难以满足本领域教学的实际需要[1]。更重要的是，至今还没有一本适合本科生教学的“组织工程与再生医学”高等院校教材。涉及组织工程与再生医学相关领域的大部分外文原著虽然对组织工程与再生医学的基本内容、基本原理以及在临床实践中的运用均作了详细的论述，但这些原著不适合作为本科生的教材，只能作为参考书籍给从事组织工程与再生医学的研究人员学习和使用[2]。

课程教学团队发挥专业特长和科学研究背景优势，汇编了适合教学需要的特色讲义，既注重本领域基本理论与实践应用，又兼顾学科的前沿进展和创新性。讲义的教学内容和插图摘自近期的科研文献、最新的研究成果，以及国内外学术会议交流的前沿信息。由于本学科的研究进展很快，教学内容和课时分配不能一成不变，我们每学期对本课程的教学效果进行评价分析，吸纳教师和学生对教与学的反馈信息，总结课程实施中的经验及存在问题，并做出综合评价，及时在后续的教学中对讲义进行修订和完善，不断提升自编教材的广度、深度和质量，更好地满足课程教学的需要。

二、 精心设计教学内容

作为生物医学工程领域一门新兴交叉学科，“组织工程与再生医学”课程通过引导学生对细胞和组织生长、分化、凋亡等过程系统、深入的了解和掌握，进而运用材料工程和生物化学工程的原理来设计及制备适于组织生长的支架材料，最终实现通过人造系统与生物系统的相互作用来“生产”组织乃至器官。

本课程的教学目标：(1)帮助学生获得组织工程与再生医学的基本知识，了解本学科发展的前沿动态，掌握研究本学科的一般方法。(2)使学生了解组织工程与再生医学的高度交叉性(涉及生命科学、材料学和工程科学等方面)及其在生物医学工程、生物技术等领域中的特殊地位和作用，进而培养和增强学生学习和应用本学科的兴趣和社会责任感。(3)培养学生的自主学习能力、口头与书面表达能力，以及科研素养和创新精神。

围绕以上教学目标和我校生物材料专业学生的培养要求，本课程教学团队精心设计课程内容，以细胞、组织、器官的发育和系统疾病的发生为主线，兼顾组织工程与再生医学领域的科学理论、研究方法以及临床运用方面的最新进展。课程设计凸显理论性、实践性和实效性相统一，注重拓展学生的视野，激发他们的学习兴趣，既满足本科生对本领域研究热点的认识，又确保教学内容与时俱进，向学生传授最新的专业知识和实践技能。

三、 实施分类指导

为保障在有限的学时内系统地完成课程教学任务，提高教学质量和教学效率，在“组织工程与再生医学”课程教学实践中，我们有针对性地实施个性化教学。对基于不同基础的学生进行分类指导，既让每一名学生都能掌握课程理论体系、基本原理和实践技能，又兼顾一部分学有余力的学生，提升他们分析问题、解决问题和创新思维能力。

1. 采用不同教材

在教材选择方面，引导部分英语基础好、专业基础扎实的学生研读英文原著以及本领域最新的科研文献，拓展他们的视野，提高创新意识；对大部分成绩中等或少数基础薄弱的学生，选用教学团队自编的教学讲义，让这部分学生能系统掌握大纲规定的理论知识和实践技能。教师有针对性地对学生进行分类引导和训练，逐步提高他们的学习能力、操作技能和创新能力。

2. 实施多元化授课

针对不同层次的学生，我们设计了多元化授课方案，分基础、提高和探索三个层次。基础部分是按照教学大纲规定的目标，要求所有的学生能够完成学习内容；提高部分是教师引导学生根据自己的兴趣选择一些案例在课堂和课后完成，教师和学生通过案例点评加强互动，培养学生分析问题、解决问题的能力；探索部分相当于兴趣小组或“第二课堂”活动，要求学有余力的学生走出课堂，进入实验室，参观相关学科的专业实验室和科研成果，参加学术交流，将课堂理论学习的内容应用于分析和解决具体问题，为将来从事组织工程与再生医学领域的理论和应用研究打好基础。

四、 突出双语特色

1. 开展双语教学的必要性

组织工程与再生医学是生物学、材料学、医学与工程学多学科交叉渗透的新兴学科，是当今世界生命科学领域发展最为迅速的学科之一，而我国在这方面的研究仍处于跟踪国际前沿的阶段。因此，本课程非常适合采用双语教学。这有利于任课教师在教学准备和实施过程中及时借鉴国内外研究成果，密切关注本领域国内外发展动态，将最前沿的理念和知识传授给学生；也有利于学生及时了解本领域发展动态，为学习后续专业课程奠定语言和专业知识基础[3]。

2. 双语教学的改进和优化

自2013年以来，教学团队通过双语教学实践，在“组织工程与再生医学”课程教学方面奠定了良好的基础，建立了比较完善的双语教学体系。鉴于本学科领域发展迅猛，科研成果和技术更新日新月异，我们在前期教学实践基础上，根据课程内容的特点和教学目标，顺应双语教学的发展趋势和学科发展特点，在课程规划和建设方面做了必要的补充与完善[4]。(1)注重双语教学师资队伍建设，教学团队引进英语水平高、专业知识扎实的青年教师，加强双语教学能力的训练，培养成为双语教学一线骨干力量。(2)及时更新和完善教材。自编教材容易导致语言偏差和教学随意性，因此我们紧扣课程的教学大纲和目标要求，及时对自编教材进行调整、充实和完善，精心设计，为学生量身打造一本适宜的双语教材。(3)改进双语教学模式，立足于以学生为中心的教学方法与策略，坚持以课堂讲授为主，配以现代化网络慕课双语课件资源，学生可利用网络资源线上线下自主学习，以加强对专业知识的理解，提高专业英语水平。同时，我们利用网络慕课时间、空间和语音的优势元素，有针对性地设计课后思考题，以了解学生的专业知识掌握程度，提高双语教学效果。

五、 注重实践，学以致用

培养创新型人才是“组织工程与再生医学”课程的最终目标。通过教学方法和教学模式改革，提升了学生的自主学习能力和创新思维能力，但在培养学生实践能力和创新精神方面还远远不够，因此亟需在今后的教学中构建理论密切联系实践的教学体系。鉴于实践教学在“组织工程与再生医学”课程中的重要性，我们通过构筑理论与实践联系的桥梁，加强理论知识的实践应用，提高学生分析问题和解决问题的能力，对启发学生思考，提升课堂教学的有效性和质量，达到学以致用，均有着积极的作用和意义[5]。

1. 强化学生的主体地位和教师的引领作用

采取以学生为主体、教师为主导的实践教学模式，在教师引导下，基于学生自身的专业基础、研究兴趣、课题方向，让学生自主开展学习和实践活动，培养学生独立分析问题、解决问题及总结归纳能力。狭义的实践教学主要是指学生参与“第二课堂”、创新实验以及课堂实验等以巩固课堂理论知识为主的实践，往往是利用现有的实验条件以设计和完成课题为目的。其好处在于可以在短时间内集中利用优秀实验师资和实验条件，使学生课堂所学理论知识得到巩固和提高。比如，在“骨髓间充质干细胞取材培养”实验环节，我们让学生自己查阅文献，配制麻醉液和细胞培养液，准备和消毒手术器械，准备动物手术，最后完成组织取材和细胞分离实验。自始至终教师只是起到引领作用，让学生实验小组发挥主体作用，变被动为主动，从设计思路、实施方案到实验结果的观察和总结完全由学生来掌控。通过校内实践课程的实施，给学生提供更多动手操作的机会，建立更多的师生交流互动平台，从而激发学生独立思考和创新意识。

2. 拓展实践渠道，开阔学生视野

实践教学的发展趋势呈多样性和开放性，而组织工程与再生医学在生物制药方向的研发与应用正如火如荼展开，规模化企业越来越多，众多组织工程化产品陆续上市，这为我们开拓学生实践渠道提供了机会。近年来，我们多次组织学生到企业一线开展生产实习，巩固和消化专业知识，让学生把在实验室学到的技能运用到企业生产一线，这对于激发学生的学习主动性和培养创新能力都至关重要。但是，目前我校生物材料专业与生物医药企业或研究机构交流合作的渠道还很窄，学生实践内容和项目比较单一，距离本课程的实践目标还有较大距离。因此，今后要立足于提高学生的操作技能和创新能力，精心规划和设计校外实践课程，减少观摩或验证性实践比例，提高设计性、操作性和创新性实践内容的比例，切实让学生学到在课堂和实验室学习不到的技能，提升创新思维能力。

六、 构建科学的成绩评价体系

1. 注重对学生平时学习的评价

好的成绩评价体系的建立需要紧扣培养目标，灵活运用不同的考评方法全面评价学生学习的能力，而后进行综合评定[6]。根据“组织工程与再生医学”课程特色，我们改革以往单纯的以期末考试结合平时作业、考勤的评价方式，建立科学、灵活的评价机制。注重对平时学习的评价，针对不同的教学内容采用不同的教学评价方法，形成以日常评价为主、期末试卷为辅的考评体系，提升学生的日常学习动力和自觉性，培养学生良好的学习习惯。

2. 加强对学生的能力评价

在教学改革实践中，我们力求改变以传统卷面成绩作为评价学生成绩的方式，加大实践教学的评价比重，使学生变被动为主动，积极参与课堂互动，切实提高学习效率。

3. 建立科学的成绩评价体系

利用网络慕课教学的方便与快捷，加强对学生平时学习成绩的考评。可由课堂或网络视频专题研讨成绩、课后思考题或技能演练成绩，以及创新实验或课题小论文成绩三部分组成，从不同方面评价学生的能力，最后进行综合评定。总之，建立科学的成绩评价体系，既有利于课程教学体系的改革和完善，又可以培养学生的创新意识，提高沟通交流和实践能力。

七、 结语

基于我校生物材料专业的特点，结合创新型人才培养目标，对“组织工程与再生医学”课程进行改革。优化教学大纲，完善教学内容，更新教学方法，使其更适应目前学生的学习需求与专业发展的方向，激发和调动学生的学习主动性。加强课程建设，使学生了解组织工程与再生医学的高度交叉性及其在生物医学工程、生物技术等领域的特殊地位和作用，培养和增强学生学习和应用本学科的兴趣和社会责任感。通过课程的全方位建设，突出课程特色，建立理论密切联系实践的课程体系，推进创新教育的有效实施，为组织工程与再生医学领域培养具有自主学习和创新能力的国际化人才奠定基础。