邵景俠　楊淑慎　徐虹　馬瑞麗　張小紅

（西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 陜西·楊凌 712100）

摘 要 細(xì)胞工程是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，細(xì)胞工程課程組對細(xì)胞工程課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等進(jìn)行了一系列的探索與改革，制定了課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，修訂了課程教學(xué)大綱，為生物工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)奠定了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 細(xì)胞工程 課程改革 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.08.024

Exploration and Thinking of Biological Engineering

Cell Engineering Course Teaching Reform

SHAO Jingxia， YANG Shushen， XU Hong， MA Ruili， ZHANG Xiaohong

（College of Life Sciences， Northwest A& F University， Yangling， Shaanxi 712100）

Abstract： Cell engineering biological engineering professional a basic course， cell engineering course group of cell engineering course content， teaching methods and assessment methods carried out a series of exploration and reform， develop a curriculum quality standards， revised the course syllabus for the cultivation of bio-engineering students laid a professional basis.

Keywords： cell engineering; course reform; teaching reform

生物工程是一門新興的集生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等為一體的邊緣交叉學(xué)科。我校生物工程專業(yè)始建于1999年，細(xì)胞工程課程是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)課，是應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。根據(jù)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)， 在多年的教學(xué)和實(shí)踐過程中，筆者對細(xì)胞工程課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為全面的改革和探索，以期完善人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)，滿足本專業(yè)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的需求，培養(yǎng)知識全面的合格人才，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力。

1 合理構(gòu)建課程體系

1.1 適應(yīng)專業(yè)要求，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

細(xì)胞工程是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)課，由于師資及實(shí)驗(yàn)條件限制，最初細(xì)胞工程課程內(nèi)容主要講述植物細(xì)胞工程，其內(nèi)容主要包括：植物細(xì)胞的全能性理論及其實(shí)現(xiàn)途徑，植物細(xì)胞的脫分化和再分化理論，器官分化和體細(xì)胞胚胎發(fā)生的途徑與方式，植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)室組成和無菌操作技術(shù)，植物離體無性繁殖和脫病毒技術(shù)，植物胚胎培養(yǎng)和單倍體誘導(dǎo)技術(shù)，原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交，植物細(xì)胞培養(yǎng)及次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)，體細(xì)胞無性系變異和突變體篩選，種質(zhì)資源離體保存和植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)。隨著專業(yè)的快速發(fā)展和學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的需求，對課程內(nèi)容的要求也在不斷拓展。近幾年我們增加了動物細(xì)胞工程的理論，其內(nèi)容涉及動、植物細(xì)胞和組織的培養(yǎng)技術(shù)，細(xì)胞融合技術(shù)，胚胎移植、動物克隆、體外受精、轉(zhuǎn)基因動物等技術(shù)以及細(xì)胞工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。

1.2 立足基本原理，突出專業(yè)應(yīng)用

我們在討論課程大綱及課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時確定了該門課程主要包含基本原理、基本技術(shù)、實(shí)踐應(yīng)用三部分，壓縮了原理和理論講授學(xué)時，加大了知識應(yīng)用學(xué)時，例如學(xué)習(xí)了細(xì)胞全能性理論知識，我們把如何利用這一原理進(jìn)行植物快繁、細(xì)胞培養(yǎng)、種質(zhì)保存等作為重點(diǎn)內(nèi)容。調(diào)整課堂講述內(nèi)容的同時，增加了實(shí)驗(yàn)課和實(shí)習(xí)的學(xué)時，使課程結(jié)構(gòu)更加適應(yīng)專業(yè)學(xué)習(xí)需求，突出了工科課程的專業(yè)應(yīng)用。

1.3 編制課程標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范教學(xué)內(nèi)容

細(xì)胞工程課程大綱經(jīng)過了2004年、2008年、2012年和2014年4次修訂，生物工程教研室對細(xì)胞工程課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了廣泛的討論，同時也聽取和參考了其他高校同行的建議，編寫了細(xì)胞工程課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，首先確定了學(xué)生通過本課程的教學(xué)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：①了解細(xì)胞工程課程在生物學(xué)科中的地位及發(fā)展情況;②了解細(xì)胞工程的基本理論依據(jù)及該課程在國內(nèi)外的進(jìn)展與發(fā)展趨勢;③使學(xué)生理解和掌握動植物細(xì)胞工程的基本理論知識和各種操作技術(shù)的基本原理及技術(shù)路線;④使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，發(fā)現(xiàn)、分析并解決實(shí)驗(yàn)操作過程中的具體問題;⑤提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為以后更好地應(yīng)用細(xì)胞工程技術(shù)奠定堅實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。圍繞課程培養(yǎng)目標(biāo)確定了細(xì)胞工程課程共十五章的講述內(nèi)容;同時進(jìn)一步規(guī)范了該門課程的考核環(huán)節(jié)和實(shí)施程序，使今后的課程考核更加全面和科學(xué)。

2 改進(jìn)教學(xué)方法，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

2.1 采用多種教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性

生物工程專業(yè)本科的細(xì)胞工程課程在三年級第二學(xué)期開設(shè)，學(xué)生已經(jīng)具備相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識。因此教師在課堂授課過程中，綜合采用啟發(fā)式、比較式、互動式和討論法等多種教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對理論知識的更好理解和掌握。如在講述細(xì)胞工程理論時，首先提問學(xué)生為什么細(xì)胞具有全能性，各種不同細(xì)胞類型實(shí)現(xiàn)全能性的能力為什么不同？并引入課堂討論-植物離體培養(yǎng)中如何實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性？在講述細(xì)胞培養(yǎng)時，我們首先讓學(xué)生比較植物細(xì)胞、動物細(xì)胞與微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能的不同;在講述人工種子時，引入課堂討論-體細(xì)胞胚胎與合子胚的異同點(diǎn)？通過這些方式充分調(diào)動他們探索未知領(lǐng)域的主觀能動性和創(chuàng)造性思維，激發(fā)學(xué)生的求知欲，激勵學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中，真正讓學(xué)生成為課堂的主體。

2.2 充分利用多媒體教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

計算機(jī)輔助教學(xué)作為現(xiàn)代化的教學(xué)手段，在改革教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率等方面有重要的作用。細(xì)胞工程課程內(nèi)容多，信息量大，應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)，又涉及多種實(shí)驗(yàn)技能。根據(jù)細(xì)胞工程課程的特點(diǎn)與教學(xué)內(nèi)容要求，為了使學(xué)生在有限的課時內(nèi)取得更好的學(xué)習(xí)效果，在教學(xué)過程中，授課教師采用傳統(tǒng)板書和多媒體教學(xué)相結(jié)合的手段。在平時的教學(xué)實(shí)踐中，授課教師就非常注重各種素材的收集和加工，自制或搜集相關(guān)的視頻和動畫，在課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中均使用多媒體課件。如利用圖片展示污染、褐變、玻璃化等現(xiàn)象，使學(xué)生可以直觀地分辨到各種限制植物組織培養(yǎng)的因素;用動畫的方法進(jìn)行演示胚胎干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化及單克隆抗體的制備過程，使學(xué)生更容易理解和掌握這些較抽象的內(nèi)容;通過視頻等方式介紹原生質(zhì)體的分離，細(xì)胞融合等過程，可以把一些學(xué)生容易忽略、較抽象、不易觀察到的重要操作技術(shù)直觀地演示出來。利用板書繪制離體培養(yǎng)條件下，小孢子發(fā)育成植物體的途徑和原生質(zhì)體融合的不同產(chǎn)物，以加深學(xué)生的理解。傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，加強(qiáng)理論和實(shí)際的聯(lián)系，取得了明顯的教學(xué)效果。

同時，我們也完善了細(xì)胞工程課程的網(wǎng)上資源，包括教學(xué)大綱、多媒體課件、思考題和試題庫等，方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，鞏固教學(xué)成果

細(xì)胞工程是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，我們注重理論課教學(xué)的同時，不斷完善實(shí)踐教學(xué)體系。通過多年的教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)建立起了包括課程實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)兩個方面的實(shí)踐教學(xué)體系。

保留基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如培養(yǎng)基配制、初代培養(yǎng)、繼代培養(yǎng)、培養(yǎng)物觀察等內(nèi)容，以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生最基本實(shí)驗(yàn)技能。在有限的實(shí)驗(yàn)課課時和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下，對原有短時間的、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合和優(yōu)化，合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，使實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)銜接緊密。如實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡和解剖鏡是按照兩個同學(xué)一組的標(biāo)準(zhǔn)配備的，在花器官剝離與觀察實(shí)驗(yàn)中要用到解剖鏡，而花粉發(fā)育時期鑒定用到光學(xué)顯微鏡，因此我們將這兩個實(shí)驗(yàn)整合在一起，既有效利用了實(shí)驗(yàn)室資源，又節(jié)約了時間。人工種子的制備和繼代培養(yǎng)基的配制合在一起，在培養(yǎng)基滅菌的過程中，制備人工種子，避免了學(xué)生等待滅菌的過程。

在傳統(tǒng)的細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如母液配制、材料選擇等一般由實(shí)驗(yàn)人員或教師提前準(zhǔn)備，學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)的部分步驟。如原生質(zhì)體的分離、純化和融合實(shí)驗(yàn)，改變了原來實(shí)驗(yàn)室老師準(zhǔn)備好所有需要用的試劑，而讓學(xué)生全程參分離酶液、洗滌液、電融合液、化學(xué)融合劑的配制，將現(xiàn)有的部分過程性實(shí)驗(yàn)變?yōu)槿窟^程性實(shí)驗(yàn)。通過全程參與實(shí)驗(yàn)的整個過程，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能得到較全面的綜合性訓(xùn)練。

為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和探究精神，結(jié)合不同專業(yè)的學(xué)科方向，自選一些實(shí)驗(yàn)材料，獨(dú)立完成，也可以結(jié)合教師科研和大學(xué)生科創(chuàng)項目進(jìn)行，提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰突镜目蒲兴刭|(zhì)。

4 完善考核方式、注重學(xué)習(xí)效果

考核是教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié)，通過考核對教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果的反饋和檢查，一方面，檢查學(xué)生對知識的掌握程度;另一方面，教師可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，及時改進(jìn)教學(xué)效果。細(xì)胞工程課程考核分為兩大部分，平時考核占30%，課程考試占70%。平時考核主要包括課堂表現(xiàn)（考勤，課堂討論，課堂提問）和課后作業(yè)等方式對學(xué)生平時的表現(xiàn)進(jìn)行綜合考核。引導(dǎo)學(xué)生重視平時學(xué)習(xí)，防止期末突擊應(yīng)付考試。

實(shí)驗(yàn)課按照實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)，分別考核，首先基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)中逐步降低實(shí)驗(yàn)報告的成績比例，將學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的綜合表現(xiàn)，包括操作的規(guī)范程度、培養(yǎng)結(jié)果的好壞及衛(wèi)生情況等納入到考核的內(nèi)容，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的評定具體包括實(shí)驗(yàn)報告50%、課堂紀(jì)律10%、實(shí)驗(yàn)技能20%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果10%和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣（衛(wèi)生、實(shí)驗(yàn)用品使用等）10%。

其次，對于綜合性設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的考核，主要從材料的選擇，方案的設(shè)計，團(tuán)隊協(xié)作，實(shí)驗(yàn)操作，報告書寫的規(guī)范程度等方面來評價，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料的選擇根據(jù)學(xué)生興趣，因此難易程度不同，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果僅作為參考基礎(chǔ)。這部分的成績評定具體包括材料的選擇10%，方案的設(shè)計30%，團(tuán)隊協(xié)作20%，實(shí)驗(yàn)操作及材料的生長狀況20%，報告書寫的規(guī)范程度20%。計算各部分的成績的平均成績，作為實(shí)驗(yàn)的最終成績。

對實(shí)習(xí)的考核，實(shí)行帶隊教師與實(shí)習(xí)基地指導(dǎo)教師的雙向考核。主要包括實(shí)習(xí)考勤（10%）、實(shí)習(xí)報告（30%）、實(shí)習(xí)帶隊老師（30%）和實(shí)習(xí)基地老師成績（30%）的雙向考核。

隨著細(xì)胞工程發(fā)展，在教學(xué)過程中授課教師不僅要不斷豐富學(xué)科發(fā)展的前沿和發(fā)展動態(tài)，更新自身的知識理論框架，而且在教學(xué)過程中要不斷思考探索和總結(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正有所收獲，為國家培養(yǎng)出綜合素質(zhì)較高具有創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才。

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