动物细胞工程实验课程教学改革的探索与实践

王欢 薛健

摘要：为满足动物细胞工程实验教学体系和教学模式改革的需求，吉林农业科技学院通过增强学生安全意识、完善课程内容、改革教学方式、健全实验考核评价制度，改善了动物细胞工程的实验教学体系。结果表明： 新教学体系提高了实验教学质量，激发了学生的学习兴趣，为培养高素质应用型生物工程专业人才打下坚实基础。

关键词：动物细胞工程;实验教学;教学改革

中图分类号：[S-3]

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215071

动物细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，是以动物细胞为载体，运用工程学和生物学等相关技术，挖掘、利用生物体潜在能力的一门学科，是生命科学研究和其产业化的重要载体[1]。动物细胞工程课程实践性强、无菌操作要求严格、应用广泛，教学内容以实践操作为基础，所以设置合理的实践教学内容可提高教学质量。

对吉林农业科技学院生物工程专业人才培养方案的认真分析后发现，旧的动物细胞工程实验课程体系、实验方案和教学方法等已经不能适应当前生物医药企业用人需求。为了培养出高素质的应用型技术人才，吉林农业科技学院生物与制药工程学院通过前期调研吉林省内兄弟院校细胞工程、动物细胞工程实验课程情况、省内生物医药企业岗位需求，在课程教学内容、教学方法等方面进行了改革，建立适应企业生产需要的动物细胞工程实验课程教学体系。具体改革措施如下。

1加强安全意识培养

动物细胞工程实验主要在生物工程、生物技术专业开设。上述2个专业学生来自全国不同省份，各地中学生物学实验条件不同，学生实验水平参差不齐。此外，动物细胞工程实验中，会涉及病毒等微生物的实验操作，因此在学生进行实践操作前设置了“安全教育、规范化操作、仪器的使用”这一准备教学环节。学生通过观看教师录制的视频资料，学习相关实验操作后，必须在线进行实验安全知识考核，测试通过后方能进入实验室进行动物细胞工程课程操作。如不合格，必须重新学习，直到考核通过，方可进入实验室进行操作。

2优化实验课内容

教学改革之前，动物细胞工程实验课主要包括细胞原代培养、传代、冻存等实验操作。虽然能涉及动物细胞操作内容，但系统性不强，与企业实际需求对接性差。因此，课程组成员对省内高校及生物医药企业进行调研，重新修订教学内容。根据企业生产岗位技能要求，编撰动物细胞工程实验课程工作手册。该手册下设若干工作项目，每个项目又包含任务书、准备单、工作流程、注意事项等内容。通过项目化教学使学生明确任务目标、了解工作流程。课程内容以吉林正业生物制品有限公司鸡新城疫疫苗生产岗位要求为基础，优化整合实验项目。改革中，删除鸡红细胞制备及融合这一实用性较差的实验项目，设置鸡胚成纤维细胞（CEF）培养的准备工作，鸡胚成纤维细胞的原代培养，鸡胚成纤维细胞培养过程的传代培养、培养过程的检测与观察，鸡胚成纤维细胞对鸡新城疫病毒（NDV）的培养，鸡新城疫病毒的鉴定，鸡胚成纤维细胞的冻存与复苏及非洲绿猴肾细胞（VERO）的复苏与传代（拓展性实验）。

3改进教学方式

3.1项目化教学

在以往的实验教学中，通常采取学生课前预习、教师课上讲解、现场演示、学生完成实验相结合的教学模式，往往不能获得好的教学效果。本课程改革针对上述问题，围绕教学目标，以激发学生兴趣、培养学生团队精神为主线，教学方式做出如下改进：授课教师下发项目任务书，解析任务目标;学生自主成立团队，根据任务要求，通过查阅资料、讨论来设计实验方案，授课教师指导并完善实验方案;各团队以教师指导为基础，在团队负责人组织下，进行工作;完成任务报告单，组内进行汇报交流;实践技能考核;课程实践教学全部结束，以团队为单位，开展实践教学收获与心得汇报。

3.2多媒体教学

多媒体教学具有文字、图像、视频、音频等相结合的特点[2]。但在以往实验教学中，大多仅使用PPT中“图片演示”功能，忽视视频教学的应用[3]。因此，在本次教学改革中，将视频教学作为动物细胞工程实验教学的重要補充手段。课程组成员录制实验操作视频，使学生能对实验项目直观化。同时，课程组购买大量实验教学光盘，便于学生拓展知识面。

3.3虚拟仿真软件辅助教学

仿真教学又称模拟教学，是利用计算机软件模拟真实自然现象或社会现象，学生通过计算机软件扮演某一角色，从而进行技能训练的一种教学方法。虚拟仿真教学可在很大程度上补充客观条件的不足，能为学生提供近似真实的实验环境，从而提高学生职业及实践技能[4]。基于此，吉林农业科技学院在考察各兄弟院校虚拟仿真教学软件基础上，购买了莱医特虚拟仿真软件。在实验项目过程中，学生在观看课程组录制的实验操作视频后，可以在学院机房仿真软件上进行“预实验”，即通过软件进行原代细胞分离、换液、传代、冻存、复苏等基本细胞操作。通过仿真软件的“预实验”使学生能在头脑中对细胞操作有更直观的认识，同时，通过教学软件的考核，可以使学生初步了解细胞操作的注意事项，总体提高学生的实验操作技能，提升教学效果。

4改革考试方式

客观公正、真实有效的实验考核体系，不仅能提高学生对实验的重视程度，也能调动学生对知识探索的积极性，增加学习兴趣，督促和引导学生日常学习情况和态度，从而提高实验教学的效果[5]。因此，课程组制定了适合该门课程的考核方式。包括技能考核、小组讨论、心得汇报、组员汇评、本人自评、实验效果、教师评价、奖励分值上述8项内容，其中技能考核、实验效果、教师评价各占20分，其余4项各占10分（以百分制计算）。通过考核方式的改革，使学生重视课前预习、课上实践操作、课后讨论，提高了学生的实验操作技能，促进了学生处理问题解决问题的能力，加强了学生的团队合作意识，使学生更加能适应日后的工作需求。

将一部分实验内容交给学生自主设计，仅向学生讲授实验目的和原理，实验操作部分由学生独立完成。在实验教学中，教师仅发挥引导作用，试剂配制与器皿的灭菌等具体操作均由学生独立完成。通过上述措施提升学生的动手能力，极大促进了学生创新创业素质的培养。学生们能够自主申报挑战杯项目、各级大学生创新项目与创新创业项目，各级生命科学竞赛等;能独立完成项目和毕业论文;还可承担教师的一部分研究工作，提升了自身的科研能力和创新能力。

5存在不足与改进措施

5.1实验室配套设施不完善

学院细胞间实验室内的超净工作台数量不足，实验进行时，每位同学都需要动手操作，不能满足有限学时内的教学任务。导致学生频繁进出细胞间，实验材料出现污染情况。此外，在细胞冻存环节中，多组教师同时进行实验时，细胞冻存盒数量无法满足实验需求，只能用程序降温法。这不但增加了教师及部分学生的工作时间，细胞冻存效果也受到影响。因此，吉林农业科技学院计划今后增加细胞间面积与超净工作台等配套设施数量，提高实验课程效率。

5.2实验材料单一

本次改革所设置的实验内容以正业生物生产需要为基础，涉及鸡胚成纤维細胞分离和培养、新城疫病毒的细胞培养等实验项目。改革过程中应用的实验材料较少，只有CEF细胞和VERO细胞。由于实验材料的单一造成学生仅仅能掌握贴壁细胞实验操作技能，未涉及悬浮细胞的操作，未能最大化培养学生的综合实践技能。因此，在未来的教学中将引入悬浮细胞培养等操作项目，扩展学生的实验内容。

吉林农业科技学院为地方新建应用型大学，人才培养以符合企业岗位需求为基本原则。动物细胞工程实验改革就是根据省内生物医药类企业的用人需求重新设置教学内容。为了提高教学效果，对教学方法、考核方式等方面进行改革，取得了良好的效果。虽然取得了一定的成果，但更应该以培养企业需要的技术人员为己任，进一步拓宽实验项目，使毕业生的就业面更加广泛。

参考文献

[1] 王永芬，赵绪永，郭宏伟.工学结合模式下“动物细胞培养技术”课程实践教学的改革与创新[J].中国农业教育，2013（03）：73-76.

[2]金燕. 多媒体教学课件质量与教学效果的因素探析[J]. 电化教育研究，2007（5）： 66-68.

[3]胡郁乐，张惠，蔡记华. 多媒体视频教学在专业教学中的重要性和实现方法探讨[J]. 教育教学论坛，2013（35） ： 54-55.

[4]李芬.计算机网络技术在教育教学中的优势及应用分析[J].中国校外教育，2019（16）：62，68.

[5] 张英，黎宏宇，李莉，郝林琳，刘松财，于浩.动物细胞工程实验教学改革与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2013（11）：181-183.

作者简介：

王欢（1981-），女，讲师，博士。研究方向：高等教育。