動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

王歡 薛健

摘要：為滿足動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式改革的需求，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院通過增強(qiáng)學(xué)生安全意識、完善課程內(nèi)容、改革教學(xué)方式、健全實(shí)驗(yàn)考核評價(jià)制度，改善了動物細(xì)胞工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。結(jié)果表明： 新教學(xué)體系提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型生物工程專業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：動物細(xì)胞工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號：[S-3]

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215071

動物細(xì)胞工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，是以動物細(xì)胞為載體，運(yùn)用工程學(xué)和生物學(xué)等相關(guān)技術(shù)，挖掘、利用生物體潛在能力的一門學(xué)科，是生命科學(xué)研究和其產(chǎn)業(yè)化的重要載體[1]。動物細(xì)胞工程課程實(shí)踐性強(qiáng)、無菌操作要求嚴(yán)格、應(yīng)用廣泛，教學(xué)內(nèi)容以實(shí)踐操作為基礎(chǔ)，所以設(shè)置合理的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容可提高教學(xué)質(zhì)量。

對吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的認(rèn)真分析后發(fā)現(xiàn)，舊的動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程體系、實(shí)驗(yàn)方案和教學(xué)方法等已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前生物醫(yī)藥企業(yè)用人需求。為了培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型技術(shù)人才，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院通過前期調(diào)研吉林省內(nèi)兄弟院校細(xì)胞工程、動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程情況、省內(nèi)生物醫(yī)藥企業(yè)崗位需求，在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革，建立適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)需要的動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系。具體改革措施如下。

1加強(qiáng)安全意識培養(yǎng)

動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)主要在生物工程、生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)。上述2個專業(yè)學(xué)生來自全國不同省份，各地中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)條件不同，學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平參差不齊。此外，動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)中，會涉及病毒等微生物的實(shí)驗(yàn)操作，因此在學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作前設(shè)置了“安全教育、規(guī)范化操作、儀器的使用”這一準(zhǔn)備教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過觀看教師錄制的視頻資料，學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作后，必須在線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安全知識考核，測試通過后方能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行動物細(xì)胞工程課程操作。如不合格，必須重新學(xué)習(xí)，直到考核通過，方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作。

2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容

教學(xué)改革之前，動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課主要包括細(xì)胞原代培養(yǎng)、傳代、凍存等實(shí)驗(yàn)操作。雖然能涉及動物細(xì)胞操作內(nèi)容，但系統(tǒng)性不強(qiáng)，與企業(yè)實(shí)際需求對接性差。因此，課程組成員對省內(nèi)高校及生物醫(yī)藥企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，重新修訂教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)崗位技能要求，編撰動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程工作手冊。該手冊下設(shè)若干工作項(xiàng)目，每個項(xiàng)目又包含任務(wù)書、準(zhǔn)備單、工作流程、注意事項(xiàng)等內(nèi)容。通過項(xiàng)目化教學(xué)使學(xué)生明確任務(wù)目標(biāo)、了解工作流程。課程內(nèi)容以吉林正業(yè)生物制品有限公司雞新城疫疫苗生產(chǎn)崗位要求為基礎(chǔ)，優(yōu)化整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。改革中，刪除雞紅細(xì)胞制備及融合這一實(shí)用性較差的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)置雞胚成纖維細(xì)胞（CEF）培養(yǎng)的準(zhǔn)備工作，雞胚成纖維細(xì)胞的原代培養(yǎng)，雞胚成纖維細(xì)胞培養(yǎng)過程的傳代培養(yǎng)、培養(yǎng)過程的檢測與觀察，雞胚成纖維細(xì)胞對雞新城疫病毒（NDV）的培養(yǎng)，雞新城疫病毒的鑒定，雞胚成纖維細(xì)胞的凍存與復(fù)蘇及非洲綠猴腎細(xì)胞（VERO）的復(fù)蘇與傳代（拓展性實(shí)驗(yàn)）。

3改進(jìn)教學(xué)方式

3.1項(xiàng)目化教學(xué)

在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常采取學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師課上講解、現(xiàn)場演示、學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式，往往不能獲得好的教學(xué)效果。本課程改革針對上述問題，圍繞教學(xué)目標(biāo)，以激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神為主線，教學(xué)方式做出如下改進(jìn)：授課教師下發(fā)項(xiàng)目任務(wù)書，解析任務(wù)目標(biāo);學(xué)生自主成立團(tuán)隊(duì)，根據(jù)任務(wù)要求，通過查閱資料、討論來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，授課教師指導(dǎo)并完善實(shí)驗(yàn)方案;各團(tuán)隊(duì)以教師指導(dǎo)為基礎(chǔ)，在團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人組織下，進(jìn)行工作;完成任務(wù)報(bào)告單，組內(nèi)進(jìn)行匯報(bào)交流;實(shí)踐技能考核;課程實(shí)踐教學(xué)全部結(jié)束，以團(tuán)隊(duì)為單位，開展實(shí)踐教學(xué)收獲與心得匯報(bào)。

3.2多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)具有文字、圖像、視頻、音頻等相結(jié)合的特點(diǎn)[2]。但在以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大多僅使用PPT中“圖片演示”功能，忽視視頻教學(xué)的應(yīng)用[3]。因此，在本次教學(xué)改革中，將視頻教學(xué)作為動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要補(bǔ)充手段。課程組成員錄制實(shí)驗(yàn)操作視頻，使學(xué)生能對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目直觀化。同時，課程組購買大量實(shí)驗(yàn)教學(xué)光盤，便于學(xué)生拓展知識面。

3.3虛擬仿真軟件輔助教學(xué)

仿真教學(xué)又稱模擬教學(xué)，是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬真實(shí)自然現(xiàn)象或社會現(xiàn)象，學(xué)生通過計(jì)算機(jī)軟件扮演某一角色，從而進(jìn)行技能訓(xùn)練的一種教學(xué)方法。虛擬仿真教學(xué)可在很大程度上補(bǔ)充客觀條件的不足，能為學(xué)生提供近似真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而提高學(xué)生職業(yè)及實(shí)踐技能[4]?；诖耍洲r(nóng)業(yè)科技學(xué)院在考察各兄弟院校虛擬仿真教學(xué)軟件基礎(chǔ)上，購買了萊醫(yī)特虛擬仿真軟件。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過程中，學(xué)生在觀看課程組錄制的實(shí)驗(yàn)操作視頻后，可以在學(xué)院機(jī)房仿真軟件上進(jìn)行“預(yù)實(shí)驗(yàn)”，即通過軟件進(jìn)行原代細(xì)胞分離、換液、傳代、凍存、復(fù)蘇等基本細(xì)胞操作。通過仿真軟件的“預(yù)實(shí)驗(yàn)”使學(xué)生能在頭腦中對細(xì)胞操作有更直觀的認(rèn)識，同時，通過教學(xué)軟件的考核，可以使學(xué)生初步了解細(xì)胞操作的注意事項(xiàng)，總體提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，提升教學(xué)效果。

4改革考試方式

客觀公正、真實(shí)有效的實(shí)驗(yàn)考核體系，不僅能提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視程度，也能調(diào)動學(xué)生對知識探索的積極性，增加學(xué)習(xí)興趣，督促和引導(dǎo)學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況和態(tài)度，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[5]。因此，課程組制定了適合該門課程的考核方式。包括技能考核、小組討論、心得匯報(bào)、組員匯評、本人自評、實(shí)驗(yàn)效果、教師評價(jià)、獎勵分值上述8項(xiàng)內(nèi)容，其中技能考核、實(shí)驗(yàn)效果、教師評價(jià)各占20分，其余4項(xiàng)各占10分（以百分制計(jì)算）。通過考核方式的改革，使學(xué)生重視課前預(yù)習(xí)、課上實(shí)踐操作、課后討論，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，促進(jìn)了學(xué)生處理問題解決問題的能力，加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識，使學(xué)生更加能適應(yīng)日后的工作需求。

將一部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交給學(xué)生自主設(shè)計(jì)，僅向?qū)W生講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，?shí)驗(yàn)操作部分由學(xué)生獨(dú)立完成。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師僅發(fā)揮引導(dǎo)作用，試劑配制與器皿的滅菌等具體操作均由學(xué)生獨(dú)立完成。通過上述措施提升學(xué)生的動手能力，極大促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。學(xué)生們能夠自主申報(bào)挑戰(zhàn)杯項(xiàng)目、各級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，各級生命科學(xué)競賽等;能獨(dú)立完成項(xiàng)目和畢業(yè)論文;還可承擔(dān)教師的一部分研究工作，提升了自身的科研能力和創(chuàng)新能力。

5存在不足與改進(jìn)措施

5.1實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施不完善

學(xué)院細(xì)胞間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的超凈工作臺數(shù)量不足，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時，每位同學(xué)都需要動手操作，不能滿足有限學(xué)時內(nèi)的教學(xué)任務(wù)。導(dǎo)致學(xué)生頻繁進(jìn)出細(xì)胞間，實(shí)驗(yàn)材料出現(xiàn)污染情況。此外，在細(xì)胞凍存環(huán)節(jié)中，多組教師同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，細(xì)胞凍存盒數(shù)量無法滿足實(shí)驗(yàn)需求，只能用程序降溫法。這不但增加了教師及部分學(xué)生的工作時間，細(xì)胞凍存效果也受到影響。因此，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院計(jì)劃今后增加細(xì)胞間面積與超凈工作臺等配套設(shè)施數(shù)量，提高實(shí)驗(yàn)課程效率。

5.2實(shí)驗(yàn)材料單一

本次改革所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以正業(yè)生物生產(chǎn)需要為基礎(chǔ)，涉及雞胚成纖維細(xì)胞分離和培養(yǎng)、新城疫病毒的細(xì)胞培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。改革過程中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)材料較少，只有CEF細(xì)胞和VERO細(xì)胞。由于實(shí)驗(yàn)材料的單一造成學(xué)生僅僅能掌握貼壁細(xì)胞實(shí)驗(yàn)操作技能，未涉及懸浮細(xì)胞的操作，未能最大化培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐技能。因此，在未來的教學(xué)中將引入懸浮細(xì)胞培養(yǎng)等操作項(xiàng)目，擴(kuò)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院為地方新建應(yīng)用型大學(xué)，人才培養(yǎng)以符合企業(yè)崗位需求為基本原則。動物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)改革就是根據(jù)省內(nèi)生物醫(yī)藥類企業(yè)的用人需求重新設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。為了提高教學(xué)效果，對教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行改革，取得了良好的效果。雖然取得了一定的成果，但更應(yīng)該以培養(yǎng)企業(yè)需要的技術(shù)人員為己任，進(jìn)一步拓寬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使畢業(yè)生的就業(yè)面更加廣泛。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

王歡（1981-），女，講師，博士。研究方向：高等教育。