《細(xì)胞工程》教學(xué)面臨的問(wèn)題及解決方案嘗試

孫衛(wèi)紅+孫玲

摘要：針對(duì)《細(xì)胞工程》課程教學(xué)中存在著學(xué)員基礎(chǔ)不同、學(xué)習(xí)興趣不高、課堂單純講解效果差、重點(diǎn)不易突出、實(shí)驗(yàn)難度大等問(wèn)題。教學(xué)中采取啟發(fā)式教學(xué)、靈活調(diào)整課時(shí)、提高動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)操作效果、開展課堂討論、以科研促教學(xué)等方法，提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞工程；教學(xué)問(wèn)題；解決方案；教學(xué)效果

Q813-4

隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的迅猛發(fā)展，產(chǎn)生了一門新的交叉學(xué)科——細(xì)胞工程，它是一門現(xiàn)代生物科學(xué)理論和工程技術(shù)相結(jié)合的綜合性學(xué)科。這門學(xué)科按照人們的需要和設(shè)計(jì)，在細(xì)胞和基因水平上干預(yù)和改造生物的遺傳性狀，即通過(guò)類似于工程學(xué)的步驟，在細(xì)胞整體水平和細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)以獲得新型生物或特種細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合性科學(xué)技術(shù)[1]。

生物技術(shù)是21世紀(jì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)，細(xì)胞工程就是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分之一[2]，在高等院校生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的課程設(shè)置中占有重要地位。學(xué)好這門課程，將為今后從事生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究及生物技術(shù)和工程產(chǎn)業(yè)工作奠定良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。但我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這門課程教學(xué)存在著一些專業(yè)特有的問(wèn)題，對(duì)此，本文將做著重分析這些特有問(wèn)題并提出相應(yīng)的建議及解決方法，以供和大家商榷，提高此類課程的教學(xué)效果。

一、《細(xì)胞工程》教學(xué)面臨的特有問(wèn)題

1.學(xué)生基礎(chǔ)不同，對(duì)學(xué)科知識(shí)理解不同，學(xué)習(xí)興趣不高

從細(xì)胞工程的研究?jī)?nèi)容和試驗(yàn)方法可以看出，這一學(xué)科涵蓋了基因工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程等多方面的知識(shí)。這對(duì)于江蘇省高考模式的學(xué)生而言，部分學(xué)生具有較好的化學(xué)基礎(chǔ)而缺乏生物學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，部分學(xué)生具有較好的生物學(xué)基礎(chǔ)而缺乏化學(xué)知識(shí)的理解，綜合運(yùn)用就更談不上。因此，在授課過(guò)程中，很多概念與公式的講解就不得不回到非?；A(chǔ)的層面進(jìn)行回顧或重新闡述，浪費(fèi)了大量寶貴的課堂時(shí)間，且很難達(dá)到“深入講解，綜合運(yùn)用”的教學(xué)目的。否則，部分學(xué)生由于不能完全聽懂課程直接導(dǎo)致其學(xué)習(xí)興趣下降，會(huì)更加影響教學(xué)效果。同時(shí)，由于現(xiàn)在的大學(xué)教學(xué)體制等方面的原因，使得大部分學(xué)生對(duì)很多課程的學(xué)習(xí)興趣不高。

2.傳授式教學(xué)學(xué)習(xí)效果差，實(shí)用性更差

大學(xué)大部分課程還是以課堂單純講解的傳授式教學(xué)為主，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果就較差。同時(shí)，細(xì)胞工程的教材與內(nèi)容各章節(jié)邏輯性不強(qiáng)，理論知識(shí)表述較少而應(yīng)用技術(shù)羅列較多，但應(yīng)用技術(shù)的細(xì)節(jié)介紹卻不夠祥明。這就給本身欠缺某科基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生在課堂上理解教材知識(shí)、課下學(xué)習(xí)課本之外內(nèi)容帶來(lái)了較大的難度。比如在單抗的制備工藝教學(xué)中，由于應(yīng)用的各種技術(shù)與操作流程原理不同、彼此間聯(lián)系不大，但這些操作流程卻基本相似，這就使得學(xué)生課堂上聽得明白，過(guò)后在操作上卻把幾種技術(shù)方法相互混淆，在將來(lái)的工藝應(yīng)用中就會(huì)出現(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)及使用困難的情況。而且，目前細(xì)胞工程專業(yè)的專門化人才培養(yǎng)要求實(shí)用型、專業(yè)型、創(chuàng)業(yè)型人才[3]，因此改革《細(xì)胞工程》課程教學(xué)模式勢(shì)在必行。

3.實(shí)驗(yàn)成本高，周期長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)操作不易成功

這門學(xué)科涵蓋了基因工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程等多個(gè)領(lǐng)域，多數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)是由許多相關(guān)學(xué)科知識(shí)融合而成的一個(gè)實(shí)驗(yàn)整體，這導(dǎo)致此課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須通過(guò)增加時(shí)間和內(nèi)容才能夠完成相對(duì)完整的實(shí)驗(yàn)操作。而學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間每次大約90分鐘，而且不能每天連續(xù)進(jìn)行，所以實(shí)驗(yàn)效果很不理想。比如生物反應(yīng)器中植物、動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，需要提前幾天準(zhǔn)備種子細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞接種至生物反應(yīng)器后生長(zhǎng)還需要觀察周期，累計(jì)一次實(shí)驗(yàn)大約需要15天左右的連續(xù)操作，這對(duì)試驗(yàn)課時(shí)有限的學(xué)生來(lái)說(shuō)是很難做到。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每一步操作都需要保持無(wú)菌，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中細(xì)胞一旦污染，整個(gè)實(shí)驗(yàn)就難以繼續(xù)，因此實(shí)驗(yàn)操作難度較大。而且多數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是機(jī)械操作，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中缺少創(chuàng)造和探究[3]。

4.學(xué)科涵蓋內(nèi)容多而廣，重點(diǎn)不易突出

細(xì)胞工程涵蓋的內(nèi)容包括應(yīng)用現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等的理論與方法，而教材由于篇幅所限，只能簡(jiǎn)單概括各領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與熱點(diǎn)問(wèn)題，因此重點(diǎn)不易突出。同時(shí)細(xì)胞工程重在應(yīng)用，重點(diǎn)知識(shí)還與市場(chǎng)應(yīng)用、社會(huì)需求等因素密切相關(guān)，因此研究熱點(diǎn)重點(diǎn)變換非常快，但應(yīng)用內(nèi)容的更新在教材中卻得不到及時(shí)反映。

二、《細(xì)胞工程》教學(xué)問(wèn)題解決方案嘗試

針對(duì)上述問(wèn)題，我們?cè)诮虒W(xué)中嘗試了多種方法幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、理解、掌握學(xué)科重點(diǎn)與難點(diǎn)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生的試驗(yàn)操作能力，取得了較好的效果，部分方法簡(jiǎn)述如下：

1.根據(jù)學(xué)生不同的知識(shí)基礎(chǔ)，采用針對(duì)式與啟發(fā)式教學(xué)和案例教學(xué)法

針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不同且學(xué)習(xí)興趣不高的問(wèn)題，我們?cè)谡n堂上盡量將專業(yè)術(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)化為形象的例子進(jìn)行講解，將理論知識(shí)講解與具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)與理解知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，將部分實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容提出問(wèn)題[4]，要求學(xué)生課下查找相關(guān)背景知識(shí)及問(wèn)題解決方案，提高了學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)積極性及邏輯推理能力。案例教學(xué)法是適合現(xiàn)代學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展的啟發(fā)式教學(xué)方法[5]。例如，結(jié)合鎮(zhèn)江農(nóng)林科技園的蝴蝶蘭快繁及草莓脫毒苗的組培講授植物組織與器官培養(yǎng)，解釋并讓學(xué)生理解掌握細(xì)胞分化與形態(tài)建成的理論知識(shí)等。此時(shí)，教師針對(duì)案例再啟發(fā)學(xué)生對(duì)感興趣的問(wèn)題進(jìn)行分析與討論，促使學(xué)生更深刻地理解所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容。

2.改革課堂講解方法，靈活調(diào)整課時(shí)組成，增加實(shí)用性內(nèi)容

針對(duì)課堂講解效果差、實(shí)用性差的問(wèn)題，我們?cè)诶碚撜n的教學(xué)上，除了應(yīng)用內(nèi)容豐富且信息量大的PPT教學(xué)，還利用動(dòng)畫、試驗(yàn)操作錄像等聲情并茂的教學(xué)方式，將內(nèi)容龐雜、不便記憶的知識(shí)點(diǎn)，更生動(dòng)形象和系統(tǒng)地給學(xué)生展示。同時(shí)，我們采取了增加實(shí)驗(yàn)課比例，在實(shí)驗(yàn)課中穿插理論知識(shí)內(nèi)容講解的方法。這樣幫助學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深了對(duì)教材的理解，提高了學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)期間組織學(xué)生到相關(guān)科研院所及企業(yè)單位參觀，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以使學(xué)生了解細(xì)胞工程應(yīng)用領(lǐng)域存在的問(wèn)題及需要迫切解決的技術(shù)需求。使學(xué)生對(duì)細(xì)胞工程的生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用有親身的體會(huì)，在學(xué)習(xí)中自覺(jué)培養(yǎng)自己的探索和創(chuàng)新能力，進(jìn)一步適應(yīng)將來(lái)創(chuàng)業(yè)或生產(chǎn)的需求。

3.課堂拓展知識(shí)面，重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)學(xué)習(xí)，并進(jìn)行比較式教學(xué)

針對(duì)細(xì)胞工程涵蓋內(nèi)容廣、重點(diǎn)熱點(diǎn)變換快的特點(diǎn)，我們?cè)谡n堂上隨時(shí)添加學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)及其內(nèi)容，將重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)單內(nèi)容簡(jiǎn)化講解或課后小組之間討論交流自學(xué)；在每一次課堂內(nèi)容結(jié)束后，都有一個(gè)小結(jié)的環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有一個(gè)梳理和鞏固的過(guò)程，有利于前后知識(shí)的聯(lián)系學(xué)習(xí)；同時(shí)，在課堂上盡量對(duì)適合的內(nèi)容應(yīng)用比較式教學(xué)方法，這樣有利于學(xué)生掌握較復(fù)雜及易混淆的知識(shí)點(diǎn)[6]，例如將植物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行比較式講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行異同點(diǎn)比較及課后總結(jié)，如此更利于學(xué)生掌握復(fù)雜的重點(diǎn)內(nèi)容；而且教學(xué)中我們將重點(diǎn)熱點(diǎn)內(nèi)容安排幾次討論課，教師提供幾個(gè)選題及部分相關(guān)參考文獻(xiàn)，學(xué)生分組并選擇確定討論主題，課下查閱相關(guān)文獻(xiàn)并完成匯報(bào)內(nèi)容，由主講學(xué)生做課堂PPT匯報(bào)，組員協(xié)作共同回答臺(tái)下學(xué)生提問(wèn)，教師最后作總結(jié)。通過(guò)這幾種方式既掌握了重點(diǎn)知識(shí)，提高了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和自主思考的能力，還拓展了學(xué)生的知識(shí)面。

4.提高動(dòng)手能力，把握好關(guān)鍵試驗(yàn)步驟操作

由于細(xì)胞工程與遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、基因工程等課程內(nèi)容相互滲透，相互聯(lián)系，因此要注意在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上首先必須避免一些不必要的重復(fù)。針對(duì)細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、難度大的特點(diǎn)，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整。首先，部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排試驗(yàn)操作錄像和示教，完整介紹原理、方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖片等，盡快讓學(xué)員形成清晰完整的思路，重點(diǎn)放在正確使用部分儀器設(shè)備和試驗(yàn)操作方法上；其次，大量的準(zhǔn)備工作由老師和碩士生監(jiān)督學(xué)生完成，減少試驗(yàn)失敗幾率，使學(xué)生都能夠看到試驗(yàn)結(jié)果，且在關(guān)鍵步驟上確保每個(gè)學(xué)生認(rèn)真動(dòng)手操作完成。最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論，并引申出與之相關(guān)的理論知識(shí)和研究發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)員在動(dòng)手操作與分析解決問(wèn)題的過(guò)程中掌握相關(guān)的知識(shí)及操作方法。

5.以科研促教學(xué)

《細(xì)胞工程》課程學(xué)習(xí)具有系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性的特點(diǎn)，現(xiàn)代的本科生教育又重視學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果關(guān)系到學(xué)生未來(lái)的就業(yè)和發(fā)展，因此專業(yè)教學(xué)應(yīng)緊跟學(xué)科發(fā)展前沿及社會(huì)需求，及時(shí)將學(xué)院教師的科研成果引入到教學(xué)中，使科研與教學(xué)相輔相成，互相促進(jìn)，即以科研促教學(xué)。我們利用學(xué)校的學(xué)業(yè)導(dǎo)師制度，一名教師帶幾名學(xué)生，通過(guò)針對(duì)性的科研實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)將各個(gè)分散的實(shí)驗(yàn)整合為一個(gè)有機(jī)的實(shí)驗(yàn)體系，培養(yǎng)相關(guān)學(xué)生的綜合能力，在教學(xué)中，我們盡量將本系學(xué)業(yè)導(dǎo)師的科研實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)聯(lián)系到《細(xì)胞工程》課程的試驗(yàn)學(xué)習(xí)中。同時(shí)，在課程教學(xué)中穿插學(xué)院教師學(xué)術(shù)講座及研究生的研究進(jìn)程匯報(bào)，將科研上一些成熟的實(shí)驗(yàn)方法引入到教學(xué)體系，促進(jìn)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。通過(guò)這種學(xué)習(xí)方法，促使本科生主動(dòng)了解基本的原理和方法，認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，自覺(jué)養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，可以最大限度地節(jié)約和利用實(shí)驗(yàn)室的資源。這種方式學(xué)習(xí)過(guò)程中教師和學(xué)生之間容易形成互動(dòng)，就實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的具體問(wèn)題進(jìn)行探討，可以收到較好的教學(xué)效果。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上幾點(diǎn)教學(xué)手段的嘗試，充分利用了學(xué)校的資源，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生自學(xué)能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，拓展了知識(shí)面。同時(shí)，還必須注重提高教師自身素質(zhì)，不斷進(jìn)行知識(shí)結(jié)構(gòu)更新，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高細(xì)胞工程的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]周杰， 王海英. 《細(xì)胞工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議與構(gòu)想[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)， 2012， 10（2）： 131-134