細(xì)胞工程學(xué)實驗一直是生物技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)實驗課,圍繞細(xì)胞工程的主要原理與基本技術(shù)進(jìn)行教學(xué),通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握該門學(xué)科的形成與發(fā)展、理論與原理、技術(shù)與方法等基礎(chǔ)知識,同時結(jié)合科研實際以及最新研究動態(tài),使學(xué)生對本課程有一個全面的了解;以適應(yīng)后基因組時代在教學(xué)、科研和生產(chǎn)開發(fā)各方面對當(dāng)代生命科學(xué)人才知識結(jié)構(gòu)的需求。細(xì)胞工程實驗教學(xué)既是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié),又是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的重要途徑。目前我們在本課程中開設(shè)了植物組織工程、細(xì)胞培養(yǎng)等實驗,這些實驗對培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力,加深對理論知識理解起到了重要作用,為了更進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性、培養(yǎng)創(chuàng)新能力有很大不足。
基本做法
1.建立“全天候”開放實驗室。(1)實行全面開放的實驗教學(xué)模式。既對本專業(yè)師生開放,也對跨專業(yè)、跨學(xué)科、跨院系的師生開放。不僅有利于學(xué)科間的交叉融合,促進(jìn)學(xué)科建設(shè)發(fā)展,發(fā)揮實驗室的規(guī)模效應(yīng),也有利于提高實驗室和儀器設(shè)備的利用率及設(shè)計性、綜合性實驗和創(chuàng)新實驗的實施。(2)轉(zhuǎn)變觀念。全面開放實驗室,首先要轉(zhuǎn)變教師們舊的傳統(tǒng)觀念,打破傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式,即教師是主角,學(xué)生是配角,老師講什么,學(xué)生做什么,然后按照規(guī)定的格式,寫出實驗報告。這種實驗?zāi)J?,局限于所學(xué)知識的復(fù)習(xí)鞏固和實驗操作技能的訓(xùn)練,束縛了學(xué)生的思維,以致學(xué)生興趣不大,積極性不高,實驗效果不好。要改變這種狀況,我院實行了指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),學(xué)生必須經(jīng)過預(yù)習(xí),才能進(jìn)入實驗環(huán)境。為了達(dá)到預(yù)定的實驗效果,每次進(jìn)入實驗系統(tǒng)和實驗室,學(xué)生必須回答與該實驗有關(guān)的各種問題。這樣,只有通過預(yù)習(xí)才能回答出問題,并很快適應(yīng)實驗環(huán)境,使實驗達(dá)到預(yù)期效果。學(xué)生進(jìn)入實驗環(huán)境后,按自己所選的實驗項目進(jìn)行實驗,這樣在整個實驗中老師可以不必做詳細(xì)的講解,使學(xué)生能充分發(fā)揮實驗的主觀能動性。
2.完成基本實驗?;A(chǔ)實驗操作在生物相關(guān)實驗課中已接觸過。為了鞏固理論知識,增強(qiáng)實驗操作技能,我們先開設(shè)了三個完整的“驗證性實驗”,培養(yǎng)基母液的制備,培養(yǎng)基的配制與滅菌,培養(yǎng)材料滅菌和接種,讓學(xué)生熟悉細(xì)胞工程實驗過程,掌握一些新儀器的使用方法,如超凈工作臺的使用、倒置顯微鏡的使用等,無菌操作及愈傷組織誘導(dǎo)技術(shù)等然后再進(jìn)行開放性實驗教學(xué)。我們進(jìn)行開放性實驗教學(xué)的關(guān)鍵是改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式,讓學(xué)生不再接受實驗時間、實驗學(xué)時、單一操作方法的限制,教師擬定實驗題目或方向,學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,獨立完成實驗,甚至在教師的幫助下進(jìn)行一些更深層次的研究。在開放性實驗教學(xué)過程中,教師的作用是提供必要的理論引導(dǎo)。我們以04級生物技術(shù)為試點班級,每四人為一組,開放性實驗題目是“菊花組織培養(yǎng)與快速繁殖”。學(xué)生根據(jù)教師給出的題目查閱有關(guān)的文獻(xiàn)資料,結(jié)合理論課上講的知識,設(shè)計出實驗方案,實驗中需要的儀器、藥品、試劑,提交給實驗準(zhǔn)備室及帶實驗的教師。經(jīng)教師審閱允許后方可進(jìn)行實驗。實驗結(jié)束后提交實驗報告(含實驗總結(jié)報告),教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計合成路線的可行性、創(chuàng)新性,實驗操作準(zhǔn)確性與熟練程度,實驗結(jié)果作為學(xué)生開放性實驗考核的主要依據(jù)。
實驗效果
1.學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性得到充分發(fā)揮。開放性實驗教師只給出實驗題目,沒有現(xiàn)成的實驗指導(dǎo),學(xué)生必須主動查閱資料,設(shè)計出切實可行的實驗方案?!熬栈ńM織培養(yǎng)與快速繁殖”使學(xué)生學(xué)會如何查閱文獻(xiàn),充分體現(xiàn)了學(xué)生的積極性、自主性和創(chuàng)新精神。學(xué)生對細(xì)胞工程研究有一個整體概念,可以提高學(xué)生的綜合能力,使他們所學(xué)知識得以完整化。
2.培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,提高實驗課的科研含量。團(tuán)結(jié)協(xié)作是一切事情成功的基礎(chǔ)。本次開放性實驗四人為一小組,教師布置完實驗題目后,每個小組分工合作查閱有關(guān)資料,在一起研討切實可行的合成路線,共同處理實驗中的現(xiàn)象和問題,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊工作能力。同時學(xué)生從查閱文獻(xiàn)到設(shè)計合成路線、準(zhǔn)備藥品儀器、自行安裝、進(jìn)行實驗到實驗結(jié)束后在教師的帶領(lǐng)下進(jìn)行討論、分析總結(jié)成敗得失,整個過程提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,激發(fā)了學(xué)生的科研興趣,培養(yǎng)了良好的科研素質(zhì)。實驗操作的規(guī)范化是實驗成功的必要條件,對實驗過程中操作不當(dāng),教師及時指出,強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作與實驗成敗的關(guān)系。規(guī)范的方法要進(jìn)行及時鼓勵,在班級中形成良好的競爭氛圍。鼓勵學(xué)生及組間進(jìn)行實驗交流,相互提醒易出錯的地方,及時糾正,互相促進(jìn)。對于中途實驗失敗的學(xué)生請他在全班分析失敗原因,互相討論,相互引以為諫。
3.加強(qiáng)教師對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。要想給學(xué)生一杯水,自己就要有一桶水。為了保證實驗的順利進(jìn)行,在實驗開始之前教師都要先做一次與本次實驗相關(guān)的講座,介紹實驗的注意事項與本次實驗相關(guān)的內(nèi)容。同時還要修改學(xué)生自行設(shè)計的實驗方案,以確保其可行性和安全性。這不僅提高了教師的專業(yè)知識水平,拓展了知識面,創(chuàng)新思維也得到了發(fā)揮。經(jīng)過對細(xì)胞工程開放性實驗教學(xué)模式的嘗試,我們?nèi)〉昧溯^好的效果,學(xué)生的積極性、主動性、創(chuàng)新意識和科研意識得到了提高。但也有一些不足之處,例如:可供學(xué)生選擇的實驗內(nèi)容少;實驗室的試驗儀器不能完全滿足開放性實驗需要;有的學(xué)生設(shè)計的合成路線所需時間太長;與實驗老師的溝通不夠等。在以后的工作中我們將采取有力措施,不斷完善細(xì)胞工程開放性實驗的教學(xué)工作。
參考文獻(xiàn):
[1]龔曉峰.21世紀(jì)誰與爭鋒——信息技術(shù)和生物技術(shù)比較[J].中國創(chuàng)業(yè)投資與高科技,2OO4,11:27-29.
[2]李志勇.細(xì)胞工程[M].北京:科學(xué)出版社,2003.
[3]宋思揚,樓士林.生物技術(shù)概論[M].北京:科學(xué)出版社.2003.
作者單位:重慶郵電大學(xué)