動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)教學(xué)實(shí)踐與探索

宋琴　紀(jì)其雄

摘要：動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)已成為生物制藥生產(chǎn)、研究和開發(fā)過程中一項(xiàng)非常重要的基本技術(shù)。探索從醫(yī)藥?？粕膶?shí)際出發(fā)，圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，從課程設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)活動(dòng)的組織到教學(xué)評(píng)價(jià)三個(gè)維度一體化教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生掌握相關(guān)理論知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生操作技能。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)；情景教學(xué)；操作考核

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.18.087

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)開始于上世紀(jì)初，1962年其規(guī)模開始擴(kuò)大，發(fā)展至今已成為生物、醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用中廣泛采用的技術(shù)方法，利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)具有重要醫(yī)用價(jià)值的酶、生長(zhǎng)因子、疫苗和單抗等，已成為生物醫(yī)藥高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的生物制品已占世界生物高技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)份額的50%。鑒于動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)在生物制藥領(lǐng)域的重要性，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已成為生物制藥專業(yè)?？粕暮诵谋匦拚n程之一。

通過大量的問卷調(diào)查和日常接觸，我們發(fā)現(xiàn)醫(yī)藥?？粕毡榇嬖诶碚摶A(chǔ)差，底子薄，并且學(xué)習(xí)積極性不高的特點(diǎn)。根據(jù)學(xué)生的這個(gè)特點(diǎn)及我們培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在實(shí)際教學(xué)過程中，我們采取以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)課程，倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式。教學(xué)主要根據(jù)?？茖哟蔚膶I(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，特別強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與對(duì)應(yīng)的細(xì)胞培養(yǎng)操作技能關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)，通過課堂教學(xué)活動(dòng)的組織和教學(xué)評(píng)價(jià)強(qiáng)化學(xué)生的技能。

1.理論和情景教學(xué)相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)

基于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的工作過程，按照動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的工作任務(wù)結(jié)構(gòu)，本課程主要設(shè)計(jì)了三個(gè)方面的內(nèi)容，即動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的儀器設(shè)備設(shè)施條件，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本技能，藥學(xué)細(xì)胞工程常見技術(shù)。本課程在學(xué)生學(xué)習(xí)了《藥用基礎(chǔ)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)》、《微生物學(xué)基礎(chǔ)》、《基礎(chǔ)生物化學(xué)》和《生物藥品》等課程之后開設(shè)，目的是使學(xué)生有了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和相對(duì)扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能之后，能更好地完成本課程的學(xué)習(xí)要求。

沒有理論指導(dǎo)的實(shí)踐是盲目的、不規(guī)范的，因此醫(yī)藥?？粕趯W(xué)習(xí)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)之前，必須先學(xué)習(xí)理論知識(shí)。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法是先進(jìn)行理論教學(xué)，后穿插進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我們針對(duì)醫(yī)藥?？粕碚摶A(chǔ)相對(duì)薄弱，學(xué)習(xí)能力欠佳的特點(diǎn)，沒有采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，而是采用理論和情景教學(xué)相結(jié)合。對(duì)理論內(nèi)容進(jìn)行精心選擇，緊扣實(shí)驗(yàn)的需求和工作中應(yīng)用的需要，在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上注重基本技能的培養(yǎng)和常見技術(shù)的實(shí)踐。同時(shí)按照動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了循序漸進(jìn)的7個(gè)學(xué)習(xí)情境：（1）常見細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的布局；（2）細(xì)胞培養(yǎng)主要儀器設(shè)備的操作；（3）細(xì)胞培養(yǎng)用液的配制；（4）無菌操作技術(shù)及細(xì)胞培養(yǎng)無菌器材的準(zhǔn)備；（5）細(xì)胞培養(yǎng)的基本操作，包括傳代培養(yǎng)、克隆化培養(yǎng)、原代培養(yǎng)、擴(kuò)大培養(yǎng)；（6）細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)與生物反應(yīng)器技術(shù)；（7）細(xì)胞凍存與細(xì)胞復(fù)蘇技術(shù)。對(duì)于每一個(gè)學(xué)習(xí)情境，我們采取理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)并行的模式，對(duì)于基本的實(shí)驗(yàn)技能如顯微鏡的使用、傳代技術(shù)及細(xì)胞計(jì)數(shù)技術(shù)等我們鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮賣油翁的精神，反復(fù)操作直至技術(shù)嫻熟。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的組織

2.1課前準(zhǔn)備

在上課前寫好板書，將本次情景學(xué)習(xí)的重點(diǎn)部分寫在黑板上。這樣做一方面可以讓學(xué)生在課前很快了解本堂課需要掌握的知識(shí)，并對(duì)即將展開的情景學(xué)習(xí)設(shè)置一些相關(guān)的問題，如“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？”、“為什么培養(yǎng)前要將細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞”等，讓學(xué)生帶著問題和思考進(jìn)入學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)中更好理解和學(xué)習(xí)知識(shí)，避免對(duì)知識(shí)死記硬背，達(dá)到情景教學(xué)的目的。

2.2教學(xué)過程組織

2.2.1固定分組

從第一次實(shí)驗(yàn)就要進(jìn)行固定人員的分組，這樣有利于配合和相互協(xié)作，也有利于鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。每小組的人員不宜太多，2～3為宜，統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，高效完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。根據(jù)當(dāng)堂的實(shí)驗(yàn)，教師提前統(tǒng)籌安排好各組成員的任務(wù)，使實(shí)驗(yàn)有序高效地進(jìn)行。對(duì)于有些不需要相互幫忙的實(shí)驗(yàn)盡量安排一人一組，目標(biāo)是通過本課程的學(xué)習(xí)，每個(gè)學(xué)生都具備獨(dú)立完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作的能力。

2.2.2實(shí)驗(yàn)演示

實(shí)驗(yàn)課是需要學(xué)生自己動(dòng)手操作來完成課堂的內(nèi)容，學(xué)生的操作是否正確，很大程度上取決于教師的指導(dǎo)，因此教師必須做好示教。首先有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)很豐富的教師來擔(dān)任主任課老師；其次要求任課老師在上課之前對(duì)內(nèi)容了如指掌，參加集體備課，統(tǒng)一帶教標(biāo)準(zhǔn)，明確教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)；最后根據(jù)教師在企業(yè)掛職和走訪經(jīng)驗(yàn)，在示教過程中強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程（SOP），將實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)操作步驟和要求以統(tǒng)一的格式描述出來，指導(dǎo)和規(guī)范日常的教學(xué)工作。

2.2.3學(xué)生操作

在教學(xué)過程中，教師放手不放眼，全程觀察學(xué)生的每一個(gè)操作過程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽細(xì)心操作，遇到問題要自己先仔細(xì)思考。經(jīng)過一些實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練和嘗試，同學(xué)們操作技能有了很大的提高，同時(shí)思考問題的方式也有了較大的轉(zhuǎn)變，由原來不會(huì)直接問老師“這要怎么做？”轉(zhuǎn)變成了自己思考后問老師“我這樣做對(duì)嗎？”。

2.2.4操作考核

在七個(gè)教學(xué)情境中，我們選取了傳代培養(yǎng)、克隆化培養(yǎng)及凍存與復(fù)蘇等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作考核。傳代培養(yǎng)考核主要考核學(xué)生的無菌操作能力及細(xì)胞消化、吹打和計(jì)數(shù)的綜合能力，具體要求學(xué)生連續(xù)傳代2個(gè)月的時(shí)間，最后根據(jù)學(xué)生傳代細(xì)胞的培養(yǎng)狀態(tài)（有無染菌、死細(xì)胞多少等）進(jìn)行評(píng)分；克隆化培養(yǎng)考核除了考核學(xué)生細(xì)胞計(jì)數(shù)、消化和吹打等技能之外，還考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力，最后根據(jù)單克隆孔的多少進(jìn)行打分；細(xì)胞凍存和復(fù)蘇實(shí)驗(yàn)除了考核無菌操作和細(xì)胞計(jì)數(shù)之外，主要考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)任務(wù)的組織能力、操作手感及凍存液配制能力等，最后通過自己凍存細(xì)胞的復(fù)蘇存活率進(jìn)行考核。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)生物制藥專業(yè)的學(xué)生來說是一門非常重要的技術(shù)，只要是技術(shù)都免不了要反復(fù)的聯(lián)系，我們以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的模式讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)其中最基本的技能，并通過考核來檢驗(yàn)他們的學(xué)習(xí)成果，同時(shí)如果學(xué)生不滿意自己的成績(jī)還可以在課程開設(shè)期間重新參加考核，通過這種方式，讓學(xué)生真正掌握細(xì)胞培養(yǎng)的基本技能，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為他們從事相關(guān)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2.5課后總結(jié)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)這門課程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生都會(huì)有自己的操作體會(huì)，還會(huì)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果我們要求學(xué)生倒置顯微鏡拍照后提交到教師機(jī)，其他具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、試劑材料、步驟、結(jié)果及分析等內(nèi)容則要求寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及報(bào)告進(jìn)行批改，并對(duì)有問題的地方進(jìn)行標(biāo)注。最后，對(duì)于一些共性的問題下次課上課前進(jìn)行統(tǒng)一的點(diǎn)評(píng)，是學(xué)生對(duì)相應(yīng)的操作有更好、更深的理解。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)

多元化評(píng)價(jià)是指對(duì)每組或每位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)課成績(jī)考核多元化，既要通過課前預(yù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告等紙質(zhì)材料反映，也要通過多種手段和途徑對(duì)學(xué)生的身心素質(zhì)、專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能和個(gè)性特長(zhǎng)等方面進(jìn)行全方面的評(píng)價(jià)，其目的是促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)考核主要包括平時(shí)常規(guī)評(píng)價(jià)和過程與結(jié)果評(píng)價(jià)兩部分。平時(shí)常規(guī)評(píng)價(jià)注重學(xué)習(xí)態(tài)度、考勤和隨堂問題回答，占總成績(jī)的20%；過程與結(jié)果評(píng)價(jià)包括三部分：（1）實(shí)驗(yàn)操作手法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)操作考核占總成績(jī)的30%；（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)的20%；（3）期末考核占總成績(jī)的40%。

4.結(jié)論

實(shí)驗(yàn)課和其他實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是高校培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)踐技能、形成良好的工作習(xí)慣的必要過程，因而必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。上述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的課程設(shè)計(jì)、課堂組織和教學(xué)評(píng)價(jià)，目的使醫(yī)藥?？粕莆樟嘶镜睦碚撝R(shí)和操作技能，將企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程灌輸?shù)綄W(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，為學(xué)生在就業(yè)后盡快上手奠定了良好的基礎(chǔ)。