細胞工程課程教學改革探索

林 吶，劉列釗，黃遠新，周清元

(西南大學農(nóng)學與生物技術學院，重慶 400716)

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細胞工程課程教學改革探索

林 吶，劉列釗，黃遠新，周清元

(西南大學農(nóng)學與生物技術學院，重慶 400716)

為提高細胞工程教學質(zhì)量和效果，針對綜合性重點大學的生物技術專業(yè)的學生，對細胞工程課程教學現(xiàn)狀進行問卷調(diào)查，并提出相應教學模式和教學方案的特別設計，以期解決教學現(xiàn)狀中出現(xiàn)的問題，為培養(yǎng)適應現(xiàn)代社會需要，且具有創(chuàng)新能力高素質(zhì)人才提供保障。

細胞工程；教學改革；生物技術；問卷調(diào)查

細胞工程是在植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)等基礎上發(fā)展起來的新學科，具有基礎理論與實驗技術并舉的特點[1]。細胞工程是以生物細胞或組織為研究對象，運用細胞生物學、分子生物學、工程學的原理、試驗方法或技術，在細胞或組織水平上研究改造生物遺傳特性和生物學特性，以獲得特定的細胞、細胞產(chǎn)品或新的生物體的有關理論和技術方法的學科，既是現(xiàn)代生物技術的重要組成部分，也是現(xiàn)代生物學研究的重要技術工具，在高等院校生命科學及相關學科的課程設置中占有重要地位，學好該課程，可為今后從事生命科學相關研究與研發(fā)工作奠定良好的理論和技術基礎[2]。

為提高細胞工程課程的教學質(zhì)量和效果，使學生能真正學好該課程，為學生今后走上工作崗位或繼續(xù)深造奠定堅實的基礎[3]，筆者以細胞工程課程教學改革內(nèi)容為基礎，對生物技術專業(yè)的學生進行了初步的問卷調(diào)查，獲得學生對細胞工程課程教學現(xiàn)有真實情況的評價，并探索其中存在的問題，以期為深入教學改革提供依據(jù)。

1 細胞工程課程的現(xiàn)狀

1.1 教材及教學內(nèi)容

目前，細胞工程課程可供選用的教材很多，有安利國主編的《細胞工程》，楊淑慎主編的《細胞工程》，殷紅主編的《細胞工程》，朱至清主編的《植物細胞工程》，謝從華主編的《植物細胞工程》，徐永華主編的《動物細胞工程》等[2]。不同的學校根據(jù)自己的專業(yè)方向和專業(yè)特色選用適合的教材，例如華中農(nóng)業(yè)大學側(cè)重于植物細胞工程人才的培養(yǎng)，選用謝從華、柳俊主編的《植物細胞工程》，福建師范大學側(cè)重于掌握更多的理論知識和技術，拓寬學生的考研和就業(yè)范圍，選用了安利國主編的《細胞工程》，而西北農(nóng)林科技大學側(cè)重于動物細胞工程，選擇了科學出版社楊淑慎主編的《細胞工程》教材[2-3]。西南大學從綜合性重點大學生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)的目的出發(fā)，結(jié)合該校農(nóng)學與生物技術學院教師和設備等實際情況，選用謝從華、柳俊主編的《植物細胞工程》(2011年，第2版)，在學習教材的基礎上，教學內(nèi)容增加了動物細胞工程的部分內(nèi)容，以期滿足學生考研和就業(yè)的需要。

“工欲善其事，必先利其器”。好的教材是獲得豐富全面知識的首要前提。通過問卷調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學生認為現(xiàn)有教材不能滿足他們對知識的渴望，內(nèi)容不太全面(圖1)。在教學內(nèi)容方面，大多數(shù)學生認為動植物細胞工程的知識都需要學習(圖2)，同時還應該補充微生物等方面的知識，使知識更全面，說明大多數(shù)的學生認為教材越完善、教學內(nèi)容越全面，對自己今后的學習更有利。

1.2 課堂教學模式和多媒體課件

細胞工程課程是一門內(nèi)容抽象、信息量大、實踐性較強的綜合性科學，采用傳統(tǒng)的板書式教學方式難以滿足學生對課程學習的需求[3]。為了使學生在有限的課時內(nèi)取得更好的學習效果，在教學過程中，采用了多媒體教學手段，授課教師結(jié)合自己掌握的知識和收集到的資料，進行一定的補充和加工，將圖片、文字、視頻結(jié)合起來，形成生動、直觀的多媒體教學課件，并著重對教學中的重點、難點作進一步講解[3]。例如關于離體培養(yǎng)的動植物細胞變異類型的講解，因為學生在上課之前尚未進入實驗室，對動植物細胞培養(yǎng)的知識了解較少，如果只是簡單的文字性描述，學生不容易接受，因此在課件中展示實際科研中培養(yǎng)的細胞的圖片，會使學生更容易理解和掌握，特別是實際生活中動植物的宏觀變異圖片會給學生形成深刻的印象，激發(fā)學生學習興趣。

但是，綜合院校重點大學的本科學生對課堂教學模式和內(nèi)容的要求更高，調(diào)查結(jié)果表明，學生認為僅多媒體教學是不夠的，教師需要在課堂上增加一種或多種類型的教學方式，比如：啟發(fā)式教學、探討式教學、研究式教學、調(diào)查式教學等(圖3)。對于課堂教學，大多數(shù)學生認為教師的多媒體課件還需要完善改進，應該加入更多的圖片和視頻；現(xiàn)有的課程內(nèi)容不能滿足專業(yè)需求；教師應在課堂上進行提問、講故事、分析自然現(xiàn)象等教學互動，使課堂教學更生動、利于學習，使學生對知識的記憶更深刻；針對課程學習中的難點或疑點進行相關的專題報告和專題討論，使學生理解更深入；教師在教學過程中，需要補充科學研究發(fā)展的前沿和動態(tài)知識(圖4)。調(diào)查表明現(xiàn)有細胞工程課程的課堂教學不能滿足學生的要求，教學模式需要更新穎、更靈活多變，教學內(nèi)容需要更豐富的知識和更先進的技術，才能使課堂教學更生動、更活躍，獲得學生的認可，提高學生的學習興趣，滿足專業(yè)的需求。

1.3 實驗內(nèi)容及技能

實驗教學是細胞工程課程的重要組成部分，其質(zhì)量高低直接決定整個課程的成敗[4]。實驗教學不僅可使學生加深理解和鞏固器官、組織及其細胞離體培養(yǎng)的原理與技術等理論知識，同時使學生能夠切實掌握細胞工程的基本實驗操作技能，學會正確使用常規(guī)儀器和觀察記錄實驗結(jié)果，并能對實驗結(jié)果進行分析討論，具備綜合運用已學實驗技術方法設計簡單實驗的能力，培養(yǎng)學生獨立思考、綜合分析、科學思維以及創(chuàng)新能力。細胞工程的實驗設置(表1)模擬了研究型方式，結(jié)合科研項目進行，著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

由表1可知，實驗類型多設置為設計型和綜合型，可給予學生更多的創(chuàng)新空間，利于培養(yǎng)學生獨立實驗、獨立思考、獨立創(chuàng)新的能力。

表1 細胞工程課程實驗設置

圖5表明：大多數(shù)學生認為實驗內(nèi)容較全面或全面，僅38.5%的學生認為實驗內(nèi)容一般。說明實驗內(nèi)容還是能夠滿足大多數(shù)學生的需要的。同時，調(diào)查實驗技能難度結(jié)果顯示(圖6)：74.68%的學生認為實驗技能難度一般，需要調(diào)整難易程度的結(jié)構(gòu)，做到難易相承，比例合適。并且有77.78%的學生認為現(xiàn)在學習的實驗技能對以后的實習、工作及科學研究很少有幫助或沒有幫助。另外，很多學生希望增加實驗學時，做更多的實驗，培養(yǎng)自己的實驗操作能力；并建議設置更多的探究型實驗，強調(diào)實驗課和理論課應相互相襯，合理安排，利于理論聯(lián)系實踐。說明學生非常重視實驗課程，對實驗內(nèi)容非常感興趣，對實驗技能的掌握非?？是?，對實驗技能難度的設置和教學方式要求更高、更完善。適當?shù)奶岣邔嶒灱寄茈y度有利于提高學生對實驗的興趣，便于學生了解實驗技能對今后的學習、工作及科學研究的幫助，進一步培養(yǎng)其實驗操作和創(chuàng)新能力。

1.4 課程考核和成績

考核是教育中不可缺少的環(huán)節(jié)，通過考核對教學質(zhì)量、教學效果的反饋和檢查，一方面，檢查學生對知識的掌握程度，另一方面，教師可以發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題，及時改進教學[5]。為了引起學生對課程的重視，進而掌握課程的基本內(nèi)容和關鍵技術，為今后的工作和科研奠定堅實的基礎[3]，考核方式中實驗技能的考核比例增加至50%，同時結(jié)合平時考核和期末考試，平時考核包括考勤、平時提問、課后作業(yè)等，期末考試試卷增加了靈活多樣的題型，如判斷題、看圖填空題、連線題等，不但有助于增進學生對課程的深入了解，也有助于考核學生分析和解決問題的能力。

由圖7可知，少數(shù)學生認為課程考核制度不科學合理，大多數(shù)學生認為考核制度可以接受的，認為科學合理的學生有39.24%。說明考核制度基本能夠滿足學生的需求，但也存在一定不足，應該靈活多變，才更科學合理。圖8表明，大多數(shù)學生考試合格，但有極個別學生不合格，高分段的學生沒有，說明試卷有一定難度，學生對課程知識學習仍停留在表面的記憶上，知識難點和疑點掌握、理解不夠深入。調(diào)查表明，僅17.3%的學生在課程學習后會作較多的課后閱讀和反思，大多數(shù)學生都很少或沒有進行過相應的課后閱讀和反思，甚至有23.5%的學生認為無所謂或沒有必要進行課后閱讀和反思，進一步說明學生對細胞工程課程的學習積極性和興趣存在問題，導致對課程學習的重視度不夠，成績無法提高。

1.5 學習積極性和興趣

細胞工程課程作為專業(yè)必修課，是生物技術專業(yè)基本實驗技能培養(yǎng)的課程，是理論和實踐緊密聯(lián)系的課程，在生物技術日新月異發(fā)展的今天，學習該課程對于生物科學領域的研究和工作非常重要。學習的動力在于學習的興趣，學習的進步則在于學習中經(jīng)驗和教訓的總結(jié)。問卷調(diào)查顯示：70.37%的學生對課程學習的積極性和興趣一般，19.75%的學生學習積極性和興趣較高，僅9.88%的學生學習積極性和興趣高。直接說明細胞工程的教學存在問題，需要進行相應的教學改革，才能提高學生對課程學習的重視度，提高學生的學習積極性和興趣，增強學習動力，促進學習進步。

2 細胞工程課程理論、實驗教學模式和方案的特別設計

總結(jié)細胞工程課程的現(xiàn)狀調(diào)查，可看出課程中出現(xiàn)的問題：學生認為教材不全面、教學內(nèi)容欠缺、教學模式的單一造成課堂教學生動性不夠、實驗教學內(nèi)容不全面、實驗技能提高不夠、學生對考核制度存在質(zhì)疑、學生學習的積極性和興趣一般等。導致學生雖然考核過關，但并沒有在實際技能和知識上獲益。所以針對現(xiàn)存問題，筆者提出了相應的理論、實驗教學模式和方案的特別設計，以期能夠解決現(xiàn)存問題，改革專業(yè)課程教學。

2.1 細胞工程課程理論教學的特別設計2.1.1

理論教學提供輔助教材。針對學生對教材認識不太全面、完善的問題，理論教學時可采用主要教材讓學生精讀，認真學習，同時提供一些輔助教材，讓學生可以課后進行參考的方式，或擴充主要教材中沒有的知識，課堂教學時主動提出并提醒學生課后進行相應的閱讀，以此可彌補教材的不足。

2.1.2 理論教學內(nèi)容的擴充。針對教材教學內(nèi)容的欠缺，直接在植物細胞工程教學內(nèi)容中增加動物細胞工程的內(nèi)容，并適當增加微生物、人類研究等相關內(nèi)容，使多媒體教學內(nèi)容更豐富，并做相應比較、歸納和總結(jié)，增加教學內(nèi)容的視頻，使教學內(nèi)容更直觀生動；同時適當加入一些最新學術研究內(nèi)容，增加學生的求知力。

2.1.3 理論教學模式引進探討式教學。針對教學模式的單一性，直接在課堂教學中引入探討式教學，給予學生不同的探討主題，設置主題了解的內(nèi)容，讓學生在課堂上暢所欲言，相互交流，并進行課堂點評，可以增強學生對課程的興趣，提高學生學習的主觀能動性。

2.2 細胞工程課程實驗教學的特別設計

2.2.1 實驗教學增強硬件設備建設。針對實驗中一些較難操作且實驗步驟繁瑣的實驗，可引進一些先進的設備和器材，比如原生質(zhì)體培養(yǎng)可采用一次性過濾滅菌器，培養(yǎng)基直接進行購買，實驗中使用的一級水則購買更好的純水機制備等，可以減少實驗的誤差和實驗中出現(xiàn)的各種問題，易于操作，提高實驗的成功率。

2.2.2 實驗教學也引入探討式教學。針對實驗內(nèi)容不太全面，實驗時間較長，實驗結(jié)果出人意料的問題，在實驗教學中引入探討式教學，即每次觀察實驗結(jié)果后就實驗結(jié)果進行分組討論，相互交流實驗中的經(jīng)驗，分析出現(xiàn)的問題及影響實驗結(jié)果的因素，這樣不但可以理論聯(lián)系實際，也可以集思廣益，認識實驗中的不足，并且可深入更多的教學內(nèi)容，使學生觸類旁通、見微知著，形成良性循環(huán)，提高學生的實驗技能，增加學生的實驗興趣。

2.2.3 實驗教學采用標記式考核。針對實驗結(jié)果無法預料、實驗步驟繁瑣、影響實驗的因素眾多的問題，實驗中采用每步留樣，操作學生做好實驗標記，可很快知道實驗中哪個步驟出現(xiàn)問題，哪個學生沒有做好。不但解決了實驗技能考核無法量化的問題，也能分析出產(chǎn)生實驗結(jié)果的原因，有利于糾正實驗中的操作錯誤。

3 結(jié)語

隨著科學技術的發(fā)展，細胞工程課程教學對教師提出了更高的要求，在教學過程中不僅要不斷學習和掌握學科發(fā)展的前沿和發(fā)展動態(tài)，更新自身的知識理論框架，而且在教學過程中要靈活運用不同的教學方式，使課堂氣氛更加生動有趣，提高多媒體課件的質(zhì)量，豐富實驗教學內(nèi)容，增強實驗技能，靈活進行課程考核，使學生在輕松的學習過程中真正有所收獲，為國家培養(yǎng)出綜合素質(zhì)較高、具有創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才。雖然調(diào)查顯示93.8%的學生認為現(xiàn)階段沒有必要進行雙語教學，76.5%的學生認為不必在學校的網(wǎng)絡教學平臺上進行遠程教學，但隨著教育教學改革的進一步推進，雙語教學及遠程電子教學會逐漸提上日程，細胞工程課程的教學方式逐漸會和國際接軌，教學改革也會迎來新的挑戰(zhàn)。

[1] 謝從華，柳俊.植物細胞工程[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2] 金美芳.《細胞工程》課程教學的幾點體會[J].福建師大福清分校學報，2013，119(5)：74-77.

[3] 馬瑞麗，楊淑慎.生物工程專業(yè)動物細胞工程課程教學改革探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2013，41(13)：6062-6063.

[4] 李建秀，張紅霞，謝東甫，等.生物技術專業(yè)細胞工程實驗教學的設計與體會[J].基礎醫(yī)學教育，2011，13(5)：457-459.

[5] 唐琦，馬明霞，雷迅.高等院校課程考核改革探索[J].中國成人教育，2012(1)：139-140.

Exploration on the Teaching Reform of Cell Engineering Course

LIN Na, LIU Lie-zhao, HUANG Yuan-xin et al

(College of Agriculture &Biotechnology, Southwest University, Chongqing 400716)

In order to enhance the teaching quality and effects, a questionnaire survey was conducted on teaching status of cell engineering course to biotechnology professional students in comprehensive key university. And the corresponding teaching mode and teaching program being special designed were put forward, then the problems in the teaching situation were solved.These provide security to training high-quality innovative talents to meet the needs of modern society.

Cell engineering; Teaching reforme; Biotechnology; Questionnaire survey

林吶(1977- )，女，四川什邡人，講師，博士，從事植物基因工程育種研究。

2015-11-11

S-01

A

0517-6611(2015)35-374-04