提高《細(xì)胞工程》課程教學(xué)質(zhì)量的探索

黃林彬　嚴(yán)興洪

摘要：《細(xì)胞工程》是高等學(xué)校生物技術(shù)和生物科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)必修課，具有內(nèi)容多、技術(shù)新、發(fā)展速度快、實(shí)踐能力強(qiáng)等特點(diǎn)。為了提高本課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，作者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了分析和總結(jié)，就如何提高教學(xué)效果和質(zhì)量進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；案例教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）30-0120-02

細(xì)胞工程（cytotechnology）是指以生物細(xì)胞或組織為研究對(duì)象，按照人們的意愿進(jìn)行工程學(xué)操作，從而改變生物性狀，獲得生物產(chǎn)品，為人類生產(chǎn)生活服務(wù)的科學(xué)[1]。細(xì)胞工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，也是該領(lǐng)域中最直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐并取得顯著效益的應(yīng)用科學(xué)。我校細(xì)胞工程課程由王素娟教授于1994年開(kāi)設(shè)，主要以我國(guó)經(jīng)濟(jì)海藻組織培養(yǎng)的理論及在育苗等方面的應(yīng)用作為課程的主要內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，我校嚴(yán)興洪教授進(jìn)一步優(yōu)化授課內(nèi)容，在海藻細(xì)胞工程的基礎(chǔ)上，增加了植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程的部分內(nèi)容，完善了細(xì)胞工程課程的體系。2016年，我校對(duì)教學(xué)大綱做了進(jìn)一步優(yōu)化，將本課程提升為生物技術(shù)專業(yè)的必修課程，同時(shí)將理論課課時(shí)從48學(xué)時(shí)減少到32學(xué)時(shí)、將實(shí)驗(yàn)課課時(shí)從27課時(shí)增加到42學(xué)時(shí)，這樣的調(diào)整符合該課程的特點(diǎn)：在傳授細(xì)胞工程主要理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，更突出學(xué)生實(shí)踐能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，這對(duì)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了更高的要求。

一、細(xì)胞工程課程的特點(diǎn)

本課程內(nèi)容涉及面廣、信息量大，且國(guó)內(nèi)外在本領(lǐng)域的研究成果日新月異，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握存在一定的困難。本課程內(nèi)容涉及多個(gè)專業(yè)方面，如普通生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)等基本知識(shí)，此外，還需具備基因工程、酶工程以及部分生物工程設(shè)備等方面的知識(shí)。另外，細(xì)胞工程各個(gè)章節(jié)之間的獨(dú)立性強(qiáng)、技術(shù)性強(qiáng)，理論表述較少，步驟復(fù)雜，給學(xué)生記憶內(nèi)容帶來(lái)了很大的難度。再加上細(xì)胞工程實(shí)際內(nèi)容基本是微觀水平，比較抽象難懂。如果依舊采用傳統(tǒng)教學(xué)的“填鴨式”授課方法，很顯然學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果也可想而知[2]。

二、細(xì)胞工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀

細(xì)胞工程行業(yè)的技術(shù)更新速度十分快，研究成果日新月異，而教材的更新速度則落后于成果的更新，這就要求教師在掌握教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，把前沿成果應(yīng)用到教學(xué)中去，更新授課內(nèi)容。比如，在課堂上通過(guò)介紹袁隆平和雜交水稻及海水稻的最新進(jìn)展，讓學(xué)生感受細(xì)胞工程在促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展中的巨大貢獻(xiàn)。教材是最重要的教學(xué)資源，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要工具，也是保證教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前，可供選擇的細(xì)胞工程教材較多，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)在售的細(xì)胞工程教材就有12本以上。本課程團(tuán)隊(duì)從2011年開(kāi)始選擇由楊淑慎主編的《細(xì)胞工程》一書作為教材并一直使用至今。該書為普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材，系統(tǒng)介紹了細(xì)胞工程學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和最新研究與應(yīng)用成果。全書共分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程上下兩篇二十二章，不同的課程團(tuán)隊(duì)可有選擇性地進(jìn)行教學(xué)。本團(tuán)隊(duì)教師均從事海藻生物技術(shù)研究，十分熟悉植物細(xì)胞工程的各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容，故主要選擇植物細(xì)胞工程作為授課重點(diǎn)，同時(shí)安排少量課時(shí)介紹動(dòng)物細(xì)胞工程的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解植物和動(dòng)物細(xì)胞工程的異同。另外，細(xì)胞工程課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，很多內(nèi)容的講授需要教師有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能將關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)講清楚，在此基礎(chǔ)之上，還要設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握課程的要點(diǎn)和難點(diǎn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)操作對(duì)本課程的重要性[3]。

三、提高教學(xué)效果的嘗試

細(xì)胞工程是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，理論知識(shí)抽象豐富，學(xué)生理解起來(lái)有一定難度，因此細(xì)胞工程教學(xué)的方式方法尤為重要[4]。

1.重點(diǎn)案例教學(xué)。本課程團(tuán)隊(duì)成員長(zhǎng)期從事紫菜育種研究，目前已培育出兩個(gè)由“全國(guó)水產(chǎn)原種和良種審定委員會(huì)”審定的壇紫菜新品種“申福1號(hào)”和“申福2號(hào)”以及數(shù)十個(gè)仍在小試和中試過(guò)程中的優(yōu)良品系。在這些優(yōu)良品種系的培育過(guò)程中，用到多項(xiàng)細(xì)胞工程的關(guān)鍵技術(shù)：如人工誘變技術(shù)、突變體選擇技術(shù)、單細(xì)胞的分離與培養(yǎng)技術(shù)、單性生殖技術(shù)、大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)課上，也安排了對(duì)應(yīng)技術(shù)的實(shí)踐操作。通過(guò)以上由課程教師直接參與的重點(diǎn)案例應(yīng)用到教學(xué)中，使學(xué)生掌握和了解細(xì)胞工程最新的研究進(jìn)展和學(xué)科前沿。

2.不斷更新教學(xué)方法與教學(xué)手段。通過(guò)運(yùn)用多種教學(xué)方法，增加課堂的有效性。在授課的過(guò)程中，本課程團(tuán)隊(duì)成員充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，使原本枯燥、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成形象、可視、可聽(tīng)的內(nèi)容，如在講解植物原生質(zhì)體的分離時(shí)，通過(guò)播放實(shí)驗(yàn)視頻，學(xué)生能夠親眼看到原生質(zhì)體分離的過(guò)程及原生質(zhì)體的特征，加深了學(xué)生對(duì)原生質(zhì)體的理解。這樣能將大量的信息和繁雜的操作細(xì)節(jié)簡(jiǎn)化，起到事半功倍的效果。

另外，我校還有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)EOL供教學(xué)使用，教師可上傳與課程相關(guān)的視頻內(nèi)容或最新的研究論文等，學(xué)生可以利用課余時(shí)間鞏固上課的學(xué)習(xí)內(nèi)容；還可在課前發(fā)布下次課程的背景知識(shí)和思考題，讓大家?guī)е鴨?wèn)題去預(yù)習(xí)；或者在實(shí)驗(yàn)課之前發(fā)布實(shí)驗(yàn)操作流程及注意事項(xiàng)、可能遇到的問(wèn)題及解決方法等，使學(xué)生在實(shí)際操作之前能對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理和流程有初步的認(rèn)識(shí)，減少學(xué)生按部就班操作的盲目性。課后還可以布置作業(yè)，學(xué)生可以在網(wǎng)上直接提交作業(yè)供教師批改和分析，以便在下次上課時(shí)，對(duì)學(xué)生掌握不充分的內(nèi)容進(jìn)行輔導(dǎo)?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代產(chǎn)生了許多使用便捷、功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)工具和平臺(tái)，為細(xì)胞工程的教學(xué)提供了極大的支持[4]。網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)較好地解決了學(xué)時(shí)不夠、課本內(nèi)容相對(duì)滯后、師生交流少、學(xué)生自學(xué)難等問(wèn)題。

3.增加課堂討論的比重。課堂上適時(shí)討論可活躍課堂氣氛，也可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力。針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，由教師提出具體案例，然后分組討論，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。比如番茄和土豆無(wú)法有性雜交，而通過(guò)原生質(zhì)體融合則有可能產(chǎn)生體細(xì)胞雜種，那么二者的體細(xì)胞雜種會(huì)是什么樣子，會(huì)是番茄皮的土豆，還是土豆皮的番茄，還是同一棵植株上既長(zhǎng)番茄又長(zhǎng)土豆？通過(guò)討論讓學(xué)生理解體細(xì)胞雜交的意義是克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親合性，為遺傳物質(zhì)的廣泛重組開(kāi)辟了新的途徑，其在育種實(shí)踐中具有廣泛用途。通過(guò)這類案例的討論與分析，大多數(shù)的學(xué)生反映印象深刻，并認(rèn)為所學(xué)知識(shí)的理解更容易[5]。課堂上的案例教學(xué)充分體現(xiàn)了師生之間的情感性和課堂上的互動(dòng)性，并且能將思想教育融于知識(shí)的傳授之中。

4.改進(jìn)課程考核方式。隨著細(xì)胞工程內(nèi)容的不斷更新，傳統(tǒng)的考核方式不能取得滿意的效果，本團(tuán)隊(duì)在課程考核時(shí)除了保持原有的填空題、簡(jiǎn)答題等考核基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容外，特別增加了與實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)分析題，且比重不低于40%。根據(jù)題示的實(shí)驗(yàn)流程分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因，考查學(xué)生的綜合分析能力。如：“某同學(xué)使用保存了五年的解壁酶進(jìn)行原生質(zhì)體的提取，結(jié)果只獲得了少量的細(xì)胞；而使用新配制的酶液則分離到大量的死細(xì)胞，請(qǐng)分析兩次實(shí)驗(yàn)失敗的原因”；“請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，篩選一個(gè)耐高溫的壇紫菜新品系”；“如何應(yīng)用細(xì)胞工程技術(shù)去解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題”等。這些題目涉及多種技術(shù)，答案不唯一，考查學(xué)生合理運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，比單純考核這些技術(shù)要好很多，促使學(xué)生在復(fù)習(xí)的過(guò)程中，不要死記硬背，因?yàn)橹挥欣斫飧鞣N技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，才能取得好的成績(jī)。

教學(xué)有法，教無(wú)定法，在細(xì)胞工程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，只要我們注重課程的特點(diǎn)，采用學(xué)生樂(lè)于接受的教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，才能真正提高教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)、互動(dòng)式學(xué)習(xí)及課堂加網(wǎng)絡(luò)的混合式教學(xué)，不僅能夠使學(xué)生深入理解細(xì)胞工程的知識(shí)，而且更能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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