地方師范院校細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐*

馮 穎，何曉燕，楊麗娟，梁 宇，王紅濤，顧地周，郭志欣

(通化師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化 134002)

自20世紀(jì)80年代以來，生物技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展.克隆技術(shù)和基因重組技術(shù)的建立，使得人們可以依據(jù)主觀意愿繪制生命的藍(lán)圖，改變生命的遺傳特性，生物技術(shù)也被評為21世紀(jì)最有發(fā)展的專業(yè)之一.隨著生物技術(shù)發(fā)展的成熟，20世紀(jì)90年代開始，各大高校紛紛開設(shè)生物技術(shù)專業(yè)，培養(yǎng)高水平、具有創(chuàng)新能力的人才.細(xì)胞工程作為生物技術(shù)專業(yè)的主干課程之一，在提高學(xué)生探索精神、創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著不可替代的作用.實(shí)驗(yàn)教學(xué)是細(xì)胞工程的一個重要組成部分，對細(xì)胞工程課程授課效果具有至關(guān)重要的作用.

1 細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)介紹

細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)是生物技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)特色實(shí)踐課，圍繞細(xì)胞工程的主要原理與基本技術(shù)進(jìn)行教學(xué).我校生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)于2003年開始招生，專業(yè)培養(yǎng)方向側(cè)重細(xì)胞工程.分子生物學(xué)及基因工程.目前細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性試驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四個部分，開設(shè)了器械的清洗與消毒、動物細(xì)胞的原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、細(xì)胞計(jì)數(shù)、鼠尾膠原的提取和一系列的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，加深對理論知識的理解起到了重要作用.

2 地方師范院校細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革所面臨的問題

生物技術(shù)專業(yè)當(dāng)前發(fā)展前景較好，但地方師范院校生物技術(shù)專業(yè)卻發(fā)展緩慢，學(xué)生的就業(yè)前景略顯黯淡，原因是多方面的，其中與研究型大學(xué)的生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生相比，地方師范院校的學(xué)生在實(shí)踐能力上的不足是其中的原因之一，并且存在著諸多函待解決的問題.

(1)實(shí)驗(yàn)周期長，成本高.細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)必須每天花費(fèi)大塊時間才能夠完成相對完整的一套技術(shù)或工藝，而學(xué)生不能每天連續(xù)進(jìn)行，所以實(shí)驗(yàn)效果不理想.例如，器械的清洗消毒后須干燥一天后才可進(jìn)行動物細(xì)胞的原代分離，分離的過程根據(jù)材料不同，酶消化的時間也不同，有的需要幾個小時，有的需要過夜，并隨時鏡下觀察，分離后的細(xì)胞需要在培養(yǎng)箱中進(jìn)行長期培養(yǎng).

(2)實(shí)驗(yàn)技能要求較高，不易成功.細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)者的技能要求較高，如前文所述的細(xì)胞的原代培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，需要實(shí)驗(yàn)者每天在倒置顯微鏡下觀察生長狀況并照相，生長到一定程度后須及時傳代擴(kuò)增，方可進(jìn)行MTT的檢測和HE染色等實(shí)驗(yàn)，整個過程環(huán)環(huán)相扣，每一步操作都需要保持無菌，這對沒有經(jīng)過基本操作訓(xùn)練的學(xué)生來說也是一個難點(diǎn)，而實(shí)驗(yàn)過程中細(xì)胞一旦污染，整個實(shí)驗(yàn)即宣告失敗[1].另外，在實(shí)驗(yàn)中使用到的生物試劑大部分價格比較昂貴，如果長期連續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，耗費(fèi)也比較大.

(3)應(yīng)用技術(shù)細(xì)節(jié)較多，學(xué)生不易理解，業(yè)界應(yīng)用熱點(diǎn)變化快.細(xì)胞工程的教材與細(xì)胞生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科相比，各章節(jié)邏輯性不強(qiáng)，理論表述較少，應(yīng)用技術(shù)細(xì)節(jié)較多.這就為在實(shí)驗(yàn)課堂上通過單純的講解來理解、記憶課本內(nèi)容帶來了較大的難度.由于學(xué)生聽不懂課程直接導(dǎo)致其學(xué)習(xí)興趣下降，更加影響了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[1].

細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，國際國內(nèi)發(fā)展極其迅速，如何跟蹤最新的科技發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生在這一領(lǐng)域有一個新的認(rèn)識并產(chǎn)生濃厚的興趣，這是一個很關(guān)鍵的問題.對于教師而言必須跳出書本，站在世界現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿，掌握最新動態(tài)，比如動物細(xì)胞規(guī)?；囵B(yǎng)中灌流工藝與流加工藝的選擇；干細(xì)胞的研究進(jìn)展與應(yīng)用等等，這些內(nèi)容的更新在教材中及時反應(yīng)也并不現(xiàn)實(shí).因此，為了適應(yīng)當(dāng)今社會對人才的需求，著眼于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，在細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行教學(xué)的探索與改革是十分必要的.

3 細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)措施

(1)示教與動手相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力.針對細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)周期長，實(shí)驗(yàn)技能要求較高，不易成功的特點(diǎn)，我們對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整.例如器械的清洗與消毒屬于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，不再按照傳統(tǒng)講授的方式，教師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟等，而是學(xué)生自己準(zhǔn)備本組所需實(shí)驗(yàn)用品，清洗、消毒、滅菌、配液等工作均由學(xué)生獨(dú)立完成，教師在旁邊指導(dǎo)學(xué)生的操作規(guī)范、儀器使用以及一些操作細(xì)節(jié)，克服對教師的過分依賴，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，并且在實(shí)驗(yàn)中形成“有菌思想，無菌操作”的好習(xí)慣.動物細(xì)胞的原代培養(yǎng)屬于綜合性實(shí)驗(yàn)，開設(shè)了多個題目例如乳鼠腎細(xì)胞的分離培養(yǎng)、軟骨細(xì)胞的分離培養(yǎng)、表皮細(xì)胞的分離培養(yǎng)、成纖維細(xì)胞的分離培養(yǎng)，每學(xué)期都會綜合學(xué)生意見，從中選取兩個題目.由于綜合性實(shí)驗(yàn)難度較大，關(guān)鍵操作教師會在超凈工作臺內(nèi)給學(xué)生做示范，并口述每一個操作過程及注意事項(xiàng)，在學(xué)生操作時也需要在身旁時刻督促，第一個綜合性實(shí)驗(yàn)主要是培養(yǎng)學(xué)生無菌操作的能力，第二個綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在讓所有學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的整體思路，要求學(xué)生形成清晰思路，并獨(dú)立完成整個實(shí)驗(yàn).這樣既保證了實(shí)驗(yàn)的成功率，又節(jié)省了時間，使學(xué)生對每一次實(shí)驗(yàn)都能留下深刻印象，提高學(xué)生對知識的應(yīng)用能力[1].學(xué)生動手能力及分析能力有所提高，能夠針對各個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提出問題，并想辦法解決問題，能夠積極主動的去進(jìn)行資料的搜集，基本科學(xué)素質(zhì)有所提高.

(2)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.針對于實(shí)驗(yàn)課程中的技術(shù)細(xì)節(jié)較多，學(xué)生不易理解的問題，我們根據(jù)細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)與教學(xué)內(nèi)容要求，開發(fā)制作了圖文聲像并存的多媒體教學(xué)課件，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中.

以實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)景錄像、圖片、動畫、思考題等作為細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)側(cè)重基本操作，因此可以把一些學(xué)生容易忽略、不易觀察到的重要操作形象地演示出來，比如不同動物的處死、腹腔注射、靜脈取血、抓鼠等動作，并用特殊的標(biāo)記，醒目的展現(xiàn)[2]，或者給一段無聲音的視頻配上解說，這種根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作成的交互式的學(xué)習(xí)課件可供教師課堂教學(xué)使用或?qū)W生自學(xué)使用.還可充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，引進(jìn)國外比較先進(jìn)的課件，制作Flash動畫，為學(xué)生提供豐富、生動的素材，從而提高學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo).

(3)加大教學(xué)內(nèi)容與科學(xué)研究的結(jié)合.針對業(yè)界應(yīng)用熱點(diǎn)變化快的特點(diǎn)，在理順教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，查閱各類中外文期刊，力求把該領(lǐng)域的最新科研成果和亟待解決的關(guān)鍵問題融化到教學(xué)內(nèi)容中[3].實(shí)驗(yàn)課程教師將方法成熟的科研課題研究成果應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，拉近課堂與科學(xué)研究的距離，引起學(xué)生對該學(xué)科的更大重視[4].經(jīng)過這幾年細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)，已把細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)涉及到的主要實(shí)驗(yàn)技術(shù)，結(jié)合教師們的科研工作，把學(xué)生今后可能用到的、重要的、關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和技術(shù)都融合到了本科生細(xì)胞工程的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新性科研能力的學(xué)生提供了很好的實(shí)驗(yàn)研究體系和實(shí)驗(yàn)拓展平臺.

通過以上措施的落實(shí)，大大提高了細(xì)胞工程實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和水平，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，這種教學(xué)模式有助于進(jìn)一步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系將更加適應(yīng)多樣性人才培養(yǎng)和開放式教學(xué)的需求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更有利于素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段更加現(xiàn)代化，教學(xué)方法更加靈活多樣，學(xué)生的自主性和主體地位得到進(jìn)一步加強(qiáng).同時，教師也需要不斷地提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，不論教學(xué)研究還是科學(xué)研究都應(yīng)投入更多的熱情、時間和精力.

參考文獻(xiàn)：

[1]馮強(qiáng)，米力，陳志南.《細(xì)胞工程》教學(xué)面臨的問題與教學(xué)改革嘗試[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2008，16(1):110-111

[2]張存新，杜英，張銘.細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)多媒體課件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(12):47-49

[3]葛淑俊，王省芬，王靜華.提高細(xì)胞工程教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)體會[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001(4):19-20

[4]劉清波，黃紅梅，趙燕.農(nóng)業(yè)院校細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010(15):27-28