医用细胞工程实验教学实践与探讨

薛绍礼 路景涛 王怡 夏觅真 屠培培 吴琳梅 丁锐

摘   要：细胞工程实验是一门实践性极强的学科，是细胞工程课程的一个重要组成部分，对课程教学效果具有至关重要的作用。本文主要从教材建设、教学内容、教学方法、实验室建设、师资队伍建设和考核评价等几个方面，总结了我校医用细胞工程实验课程建设情况，并探讨了有关问题。

关键词：细胞工程  实验教学  医学院校

中图分类号：R-4;G642.0                        文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0188-02

细胞工程是利用细胞生物学的原理和方法，结合分子生物学等技术手段，按照人们的需要或设计，有计划地改变或创造细胞遗传性及进行大规模的细胞和组织培养，使其按照人的意愿发生结构或功能等生物学特性的改变，获得人类所需的、可以生产有用的生物制品或有价值的新品种的一门综合性技术科学。

细胞工程是一门实践性极强的学科，实验教学是课程的一个重要组成部分，对细胞工程课程授课效果具有至关重要的作用。尤其是近年来随着新技术、新设备和新方法的不断出现，新研究热点的不断涌现，新学科群的不断整合，对生物技术专业学生的创新精神和创新能力提出了更高的要求。而作为生物技术专业教学环节中的重要一环，细胞工程实验课对于学生夯实理论基础，掌握有关技术，培养创新与实践能力具有非常重要的作用。

我校生物技术专业于2003年开设了细胞工程课程，考虑到地方性医学院校的生物技术专业，培养目标主要是培养综合素质较高、理论基础扎实、具有创新精神的复合型专业人才，所以选择了上海交通大学出版社出版，杨吉成编著的《医用细胞工程》作为理论课教材，此书后改由化学工业出版社出版，书名《细胞工程》 。

实验课程一直没有合适的教材，于是我们根据培养目标的要求，结合具体情况，自编了实验教材，经过17年的实践和逐步完善，取得较好的教学效果。本文回顾、总结细胞工程实验课程建设和实施情况，同时就有关进行了一些探讨。

1  教学内容

1.1 指导思想

经历了一系列的改革，开始实验教学定位是从属于理论教学，但是通过对教学效果考核以及对走上工作岗位毕业生的走访，发现实践教学及理论联系实践无论在教学过程、教学效果，以及学生将来的应用等方面，都极其重要，后期将实践教学定位为与理论教学并重，相互独立又相互联系，最近几年直接将细胞工程实验与细胞工程并列为一门单独的课程，但是安排同一组教师授课，既保证实验课程的自主性、完整性和系统性，又兼顾到与细胞工程课程互相的有机联系，以及内容的延續性和衔接性等。细胞工程实验也由原来的用实验验证理论知识转变为用理论知识解决科学实验中遇到的问题。

1.2 主要内容

考虑到授课对象是地方医药院校的生物技术专业，主要讲授哺乳动物细胞工程，跟医药生物技术关系密切的有关内容。分3大板块，第一板块是基础技能，主要是细胞培养有关技术，如原代细胞的制备、体外培养细胞的观察、细胞换液，细胞传代、细胞计数、细胞克隆、细胞的冷冻保存与复苏等基本实验技术;第二板块是细胞工程技术，如细胞融合、细胞基因操作、细胞转化和染色体操作等;第三板块是细胞工程的应用，如MTT比色法、病毒及疫苗有关技术和细胞大培养等。

1.3 实验安排

考虑到实验操作对象是体外培养的活细胞，实验过程中随时可能出现具体情况，如细胞生长状况不能满足已经安排的实验，甚至细胞污染以至于实验完全进行不下去，我们在安排具体实验内容的时候，有几种预案，一是安排多种实验内容可选，根据细胞生长情况随时选用有关实验;二是老师跟学生同步实验，留有细胞及有关实验材料备份，而且老师的实验在另外一实验室中进行;三是一般先安排传代细胞有关的实验，最后安排动物和原代细胞有关实验，万一传代细胞出现问题，一时接不上来，可以随时用实验动物进行原代细胞等实验，为重新准备传代细胞争取出时间。

2  教学方法

2.1 基本概念和技术的培养

首先让学生明白，细胞培养不好怎么在细胞上进行工程操作？没有无菌概念，做不好无菌操作怎么能培养好细胞？内容安排上注重基本概念和技术，除了基本实验操作技能，还包括最基本的无菌室的布局、使用和注意事项，超净工作台的使用和维护，实验仪器和器械的选择和规范使用，培养基和有关液体的配制等内容，连实验器械的清洗灭菌等都安排老师带领学生操作一两次，然后全部由学生利用课余时间完成。

2.2 个人动手能力培养

课堂教学中要求每个学生都有机会亲自动手操作。由于无菌实验室空间和超净工作台有限，实际教学中只能安排5～6人为一个教学组，但是要求每2人组成一个操作组，每个操作组都有动手实验的机会，操作时一人为主，一人辅助。

2.3 科研思维和创新能力培养

除了基本实验操作训练，还有针对性地安排了综合性和应用性实验，主要包括细胞工程技术及其应用等方面的内容，目的是培养学生综合、灵活运用有关实验技术和理论，发现问题，分析问题，解决问题，同时结合实例，讲授有关技术及其实际应用，培养学生的创新意识和能力。

2.4 讲究实效

细胞工程实验面对的是活的细胞，容不得半点马虎，无论哪个环节出问题，都将影响实验的成功。我们从教学内容的安排和教学方法的使用等多方面保证课程教学的完成，并确保教学效果。比如体外培养细胞在第一次实验课就发给学生，以后所有实验都用各组自己的细胞，这样学生既要做到正确的实验操作，细胞能存活，良好地生长，成功地完成每次实验内容，还要考虑到下次实验的安排，保证到时候细胞能满足实验需要。原代细胞也是同样的，所有实验均使用本组制作的细胞，每次实验结果都会影响下次实验。

3  实验室和师资队伍建设

细胞工程实验对硬件要求和技术要求都比较高，课程开设之前，我们参观、学习了有关教学单位，收获很大，但也发现存在一些问题。我们的设想是要让学生真正掌握实验操作技术，而不是仅学习形式实际上操作的细胞并不能培养。比如在第一课即将体外培养细胞交给学生，学生用这些细胞进行实验，一直培养下去直到实验结束，这对实验室条件和教师水平和能力提出极高挑战。

为了实现这个设想，我们将最好的房间、有限的经费优先用于细胞工程实验室建设，经费主要用于无菌实验室的装修，仪器设备、器械和实验材料的购置。

细胞工程实验的实践经验非常重要，大多数青年教师没有经过系统、规范的培训，有的一点实践经验都没有。我们有一位从事细胞工程和病毒研究的老教师，采取一对一带教法，有计划安排年轻老师跟堂听课，随后安排其跟老教师一起带教一个班，经过几年的培养，成熟的老师再带其他老师，建立了一支细胞工程实验教师队伍。

4  考核评价

考核内容主要包括实验报告考核、过程考核和综合性考核，其中过程考核和综合性考核是重点。

过程考核主要考核出勤、课堂表现、实验操作情况和实验结果等，关于出勤、课堂表现和实验操作情况，老师在实验指导和巡查中都有记录，而实验结果在安排实验内容和教学方法已经考虑到考核问题，比如实验是一环扣一环的，上一次实验结果直接影响到下次实验的开展，每次实验结果都是无法隐瞒和自己补救的，学生必须找老师提供备份材料。

综合考核比较复杂，方法及内容等方面也一直在尝试和调整，主要是根据实验课程和有关场景中学生综合表现来评价。一些细节也包括在内，比如有的同学主动打扫、整理实验室，积极参与实验器械整理和清洗等，都被納入了考核。

近两年由于将细胞工程实验独立成一门课程，考核方法也有较大变动，将综合考核内容纳入了过程考核，增加了试卷考核，所以考核评价分为实验报告考核、过程考核和试卷考核3个板块。

参考文献

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