校企合作模式下动物细胞工程实验教学改革实践探索

王 欢

(吉林农业科技学院生物与制药工程学院，吉林 132101)

21世纪生物产业迅猛发展，其研究热点逐渐从农业生产延伸至医疗、健康等产业。截至2020年12月，美国食品药品监督管理局(Food and drug administration,FDA)已批准99种抗体药物上市，2019年全球抗体药物市场规模超过1 400亿美元，增幅超过15%，预计到2022年，生物药市场份额可达到3 260亿美元[1-2]。伴随生物经济迅猛发展，生物医药企业需要大量既有创新能力又有实践能力的毕业生，这就要求高等院校能培养出适应市场需求的人才。

动物细胞工程是以动物细胞为载体，运用生物学、工程学等相关理论和技术，挖掘、利用生物体潜在能力的一门学科，是生命科学研究及产业化的重要载体[3]。吉林农业科技学院生物与制药工程学院于2014年开设动物细胞工程实验课程，学生虽然可以熟练掌握动物细胞培养等理论知识，但实验技能掌握不足，工作后仍需要接受企业的长期培训。为了适应生物医药产业的发展，为企业培养合格的人才，解决企业需求与高校人才培养不对接问题，课程组与长春生物制品研究所有限责任公司(以下简称长春生物制品所)、吉林正业生物制品股份有限公司(以下简称正业)等多家企业进行教学改革合作，将部分企业案例、工艺操作引入课堂，有效地将学习目标、教学目标、企业目标相结合，促进学生创新及实践能力的培养。

1 根据企业需求，设定实验项目

改革前，动物细胞工程实验主要包括动物细胞培养、鸡红细胞融合等实验项目。上述实验项目虽然能培养学生细胞操作技能，但实验项目设置单一，系统性差，与企业生产差距较大。为了提高生物工程、生物技术专业毕业生社会适应性，课程组成员通过调研生物医药类企业的用人需求、回访入职后的毕业生，与企业专家共同修订动物细胞工程实验项目。由于手足口、狂犬病等人用疫苗生产条件要求严格，如在毒株培养中发生错误，会导致培养人员感染病毒，因此课程组决定以鸡新城疫疫苗的生产流程为基础，设计教学内容。改革后实验项目如下：鸡胚成纤维细胞(CEF)的复苏、换液、传代、新城疫病毒(Newcastle Disease Virus，NDV)的细胞培养、病毒的收集与鉴定。这些实验项目能真实模拟疫苗生产企业实际生产中应用的病毒培养方式。学生通过实验项目的学习与训练，可以掌握细胞培养的基本操作技术，了解疫苗企业病毒细胞培养过程，将所学理论及实践知识应用到企业一线生产中，加强了学生就业竞争力，提高了毕业生入职企业后的适应度，降低了企业员工培养成本。

2 实施以任务驱动为主的教学过程

动物细胞工程实验以实操练习为主，改革前，教师在讲授实验原理、目的、方法等教学内容之后，学生再以小组为单位进行实验操作。上述教学过程，主要以教师讲授、指导为主，学生被动参与，未能做到以学生为中心，因此，学生实验操作积极性差、主动性低，教学效果不理想，学生实验技能参差不齐。为了提高学生的学习积极性，充分发挥学生的内驱力，提高学习效果，课程组成员采用以“任务驱动”为主的教学过程。教师不再下发实验报告，不再具体讲解实验操作过程。取而代之的是，实验进行前，教师向学生下达学习任务，让学生以组为单位进行实验方案的设计(包括试剂、实验材料、实验方法、注意事项等)、汇报实验方案。教师在下达任务后，不参与学生的设计和讲解，只为学生进行实验方案的审核，同时解答学生实验设计、操作中遇到的问题。此外，改变过去的以教师讲授、演示为主的教学模式，转变为以学生自主学习、归纳、讲授、讨论、操作为主的教学方式。教学过程中，学生与教师的主导地位发生改变[4]。

通过改革，使每名同学都能参与实验方案的设计和操作，从过去的“要我学”转变为“我要学”，提高了学生的学习积极性。同时，学生为了获得良好的实验结果，需要定时观察细胞状态，在最佳状态进行后续实验操作。小组同学分工协作，分时段观察，减少了全员观察时间，提高了实验效率，培养了学生团队合作精神，为日后入职工作岗位提供了基础。

3 聘请企业专家进行教学

动物细胞工程实验课程组任课教师教学经验丰富，但缺乏企业工作经验。改革前，教师只能根据教材或网络资源了解企业生产、运行模式，导致实验项目的设置与生物医药类企业需求不对接。为了解决上述问题，生物与制药工程学院聘请长春生物制品所、正业等企业生产一线工程师进行实践课教学。

通过聘请企业专家，优化了师资结构，完善了师资队伍，解决了课程组教师企业生产经验欠缺的问题。此外，企业专家不但能指导学生进行实验操作，而且可以向学生讲授各工艺的扩大生产流程，企业生产时的注意事项，最新的产品市场需求。使学生能了解一线生产工艺、各生产环节需要的技能，明确实验学习和企业生产之间的关系，发现自身不足并加以提高。

4 培养“双师型”教师

为了解决教师缺少企业工作经验的问题，生物与制药工程学院采取“下场锻炼”的方式，为教师提供企业学习、实践、交流的机会。教师每年需要到校企合作单位实践1～2个月。经过多年实践，“双师型”教师比例达75%。通过“下场锻炼”，教师可以深入了解企业实际生产过程，提高实践技能，扩大教师职业认知度，为指导学生教学实践奠定坚实的基础。此外，教师在企业实践时，可以与企业开展科研合作，利用专业特长为企业解决生产技术问题，真正做到学以致用。

5 完善考核方式

吉林农业科技学院为应用型本科大学，以培养应用型人才为办学目标。动物细胞工程实验是一门操作性强的课程，以卷面考试为主的考核方式无法考察出学生的实验掌握情况。因此，课程组对课程考核方式进行改革，加大平时成绩的比例，平时成绩占70%，考核成绩占30%。在考核部分中，笔试基本理论、实验原理、核心工艺、操作要点等内容；操作考核中，学生以抽签的方式选择实操考核项目。

学生为了取得好的成绩，积极参与实验准备(方案设计、讨论)、实验操作。实验结果好的小组，实验结果部分成绩高，小组间同学为了取得良好成绩，需进行分工合作，进一步培养了学生团队合作精神。同时取消实验报告，学生以组为单位，按照小组设计并在全班讨论后的实验方案进行实验操作，全部实验结束后，进行项目总结，培养了学生的归纳总结及文字处理能力。通过考核方式的改革，激发了学生的学习热情，培养了学生的动手、协作能力，提高了实验效果。

6 改革成效

经过多年教学改革，动物细胞工程实验教学效果、学生成绩显著提升(见表1)。学生的学习积极性、实践能力、创新能力、实验设计能力、解决问题能力均得到提高。近三年，吉林农业科技学院生物工程与生物技术专业在校生先后立项国家级大学生创新项目5项，获全国大学生生命科学创新创业大赛一等奖2项、二等奖3项，获吉林省互联网+大学生创新创业大赛金奖4项。

表1 2017-2019级学生成绩 %

校企合作模式下，动物细胞工程实验课程改革虽然取得了一定的成果，但还存在一些问题，例如合作单位少，只有省内疫苗生产企业，企业专家指导学生时间较少，学生课后实验练习不方便。为了解决上述问题，课程组计划以生物与制药工程学院牵头，扩大校企合作企业范围，联系省外优秀企业与我院合作。加强校企合作，邀请企业专家定期为学生做报告，使学生第一时间了解最新的生产工艺及研究进展。建立校外导师制，指导学生完成毕业论文(设计)、大学生科技创新。进行虚拟仿真实验平台的建设，根据企业生产技能需求设置虚拟仿真实验项目，使学生能不受时间和地点的限制，随时进行实验练习，提高学生的就业竞争力。