高強國,李玉紅,郭海英,黃亞琴,楊 勁

(陸軍軍醫(yī)大學基礎醫(yī)學院細胞生物學教研室，重慶 400038)

現(xiàn)代醫(yī)學的目標主要是培養(yǎng)具有一定理論水平和較強操作能力的應用型人才。在醫(yī)學院校生物技術專業(yè)開設《細胞工程》課程的重要目的是培養(yǎng)能與醫(yī)學相結合，具有較強動手能力和創(chuàng)新能力的本科生。《細胞工程》作為生物技術專業(yè)的核心課程，是以細胞為研究對象，應用生命科學理論，借助工程學原理與技術，在細胞整體水平和細胞器水平上進行遺傳操作，按照人們的意愿改變生物的結構和功能，從而獲得某種有用的物質[1-2]。細胞工程與基因工程、蛋白質工程、發(fā)酵工程和酶工程合稱生物技術五大工程，代表著現(xiàn)代生物技術的發(fā)展趨勢，在生物、農業(yè)、醫(yī)藥等領域起著主導作用。作為一門強調實踐性和應用性的學科，《細胞工程》包括大量的實驗操作技術，實驗教學的好壞直接關系著整個教學的質量。

細胞培養(yǎng)是生物技術專業(yè)《細胞工程》實驗課程的基礎和關鍵，是研究細胞功能、探索生命活動最為重要的一個環(huán)節(jié)，其他的實驗都是在細胞基礎上進行的。細胞培養(yǎng)是指在無菌條件下，從機體中取出組織或細胞，模擬體內正常生理狀態(tài)的基本條件，使其在培養(yǎng)皿中生存、生長并繁殖的方法。細胞培養(yǎng)是學生進入實驗室，培養(yǎng)動手能力的第一步。掌握細胞培養(yǎng)技術方法及操作要領，是醫(yī)學生從事課題研究必備的知識和技能，對實驗的開展起著舉足輕重的作用。醫(yī)學院校多以哺乳動物細胞為主要對象進行研究，不同的細胞，如干細胞和腫瘤細胞有不同的培養(yǎng)方法，如何讓學生快速掌握操作技能，培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒炞黠L，加強創(chuàng)新能力，采用何種教學方法就顯得至關重要。

1 現(xiàn)有實驗教學方法的不足

1.1實驗內容多，課時少 在有限的教學時間內，學生常處于被動接受和被灌輸?shù)臓顟B(tài)，很難積極主動地去思考，不利于培養(yǎng)學生的主動性和創(chuàng)新能力[3]。如何喚醒學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生的主動性非常關鍵。

1.2常規(guī)教學模式不適用于細胞實驗的教學 實驗的常規(guī)教學模式是教師先講解、示范，然后在學生動手操作時教師再指導。細胞水平的操作，多在無菌間的操作臺中進行。由于操作臺空間狹小，學生人數(shù)多，教師示范不僅容易污染細胞，而且學生也無法看清老師的操作，實驗環(huán)境要求的苛刻不利于實驗的示范演示[4]。因此現(xiàn)場示范操作并不適用于細胞實驗的教學。

1.3細胞水平的操作對技術要求高 對于細胞培養(yǎng)，由于課時少、實驗時間和進度受到限制，教師不能依次回答學生問題，也無足夠的時間指導每個學生的實驗操作過程[5]，而且細胞培養(yǎng)的實驗周期長，很難做到隨時讓帶教學生觀察。學生在短時間內難以掌握操作要點，對流程不熟悉，對細胞處理時間過長，往往導致細胞狀態(tài)不佳甚至污染、死亡。學生容易對此失去興趣，科學、嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度也難以培養(yǎng)。

1.4現(xiàn)行評價方式的問題 現(xiàn)行評價方式多為終結性評價，即學科結束后的一次性評價方式。此方式在操作中存在許多問題，一是終結性評價只能提供整體的教學信息，不能反映出具體的教學問題；二是評價時間滯后，不利于教師及時地調整、改進教學內容及方式，也弱化了對學生學習進程的監(jiān)控[6]。

2 細胞培養(yǎng)符合微課的特點并具備微課實施的條件

微課是現(xiàn)代教學中的新技術，是以微型教學視頻為主要載體，有明確的教學目標，針對某個學科知識點或教學環(huán)節(jié)開展的簡短、完整的教學活動，是就一個知識點進行針對性講解的一段10 min左右的視頻內容[7]。微課能在短時間內引起國內外學校的重視，因其具備符合教學規(guī)律和學生認知習慣的特點，如微課的“短”“精”和“便”，能滿足學生對不同學科知識點的個性化學習，是對傳統(tǒng)課堂學習的一種重要補充和資源拓展。微課改變了以往以教師為主角的教學方式，更強調了人性化教學，建立了以學生為主體，充分利用教學資源的教學模式。同時微課將信息技術與課程深度融合，促進師生互動和學生互動，使教學質量提升，從而受到教師和學生的熱烈歡迎。

大量的調查表明，微課具有廣闊的教育應用前景。84.4%的被調查者認可微視頻在微課教學中的核心地位與作用，70.5%的學生認為交互式微視頻資源能激發(fā)對課程學習的興趣[8]。并且微課在高校實驗教學中應用，還可以優(yōu)化實驗教學效果，促進學生知識的更新和教師教學能力的提升[9]。本校開設的《細胞工程》的實驗內容包括細胞培養(yǎng)、細胞轉染、染色體制備、免疫熒光、細胞增殖、細胞凋亡和遷移等，均以細胞培養(yǎng)為前提，細胞培養(yǎng)具備微課實施的條件。

2.1細胞培養(yǎng)教學具備微課實施的特征 在細胞培養(yǎng)的實驗教學中，雖然內容較多，包括原代培養(yǎng)、細胞復蘇、細胞傳代、細胞凍存等部分，但可以分別進行實驗，而且不影響其整體性，并且每部分的內容均可在10 min內操作完成，符合微課“短”的特點；同時細胞培養(yǎng)分成多個部分后，使目標更為單一，更好地達到突出主題的目的。

2.2科技發(fā)展具備微課實施的條件 在可使用資源上，隨著高校在信息化方面的建設，網(wǎng)絡資源日趨完善，有線、無線網(wǎng)絡已覆蓋整個校園，可隨時隨地訪問；功能完備的智能手機、平板電腦、便攜式計算機隨著價格的降低，在學生中日益普及，移動教育和微學習日益為學生所接受。

2.3本教研室具備制作和示范的能力 本教研室在全軍醫(yī)學院校中率先為研究生開設了細胞培養(yǎng)實驗課，自主策劃、編寫、制作細胞培養(yǎng)多媒體CAI課件一套，經原國家衛(wèi)生部推薦為全國研究生實驗教材，獲2002年總后優(yōu)秀電教教材二等獎。在教學實踐中，也采用不同的教學方式如翻轉教學法、PBL教學法，受到學生的好評，為微課的開展奠定了基礎。因此，本教研室將《細胞工程》實驗中的細胞培養(yǎng)部分制成微課，進行了實驗教學的改革。

3 細胞培養(yǎng)微課設計制作的原則

(1)細胞培養(yǎng)微課的每一部分均要突出關鍵和重點。如細胞復蘇的“快”和細胞凍存的“慢”，需明確指出、多次強調，并講清楚冰晶形成和對細胞的傷害，讓學生印象深刻。(2)難點的內容要講透徹。如在傳代凍存的操作時，細胞消化是難點，消化時間過長，會導致細胞的狀態(tài)不好或死亡，時間不足會導致細胞收獲率下降，而且吹打時還會導致細胞受損。在微課設計時，就要求必須在倒置顯微鏡下隨時觀察，待消化合適時，要加入血清或含血清的培養(yǎng)基終止消化才可。(3)微課的制作要有清晰的步驟和思路。條理要清楚，思路要清晰，要有重難點的提及和課后的練習及小結，便于學生理解和自學。(4)要明確細胞培養(yǎng)只是進行研究的重要技術手段，并不是科學研究的最終目的，對培養(yǎng)的細胞進行體外功能學的研究才是重要的部分。在此基礎上，本教研室制作了細胞培養(yǎng)的微課系列，包括無菌操作、細胞復蘇、細胞傳代、細胞凍存4個部分。對于微課的內容，每一部分首先介紹本次微課的概念及關鍵點；對實驗的內容邊講解邊操作；然后是知識拓展，不僅對實驗中使用的一些材料進行說明，而且對與之相關的內容進行闡述；為鞏固本次微課的內容，還設有課后自測，播放一些錯誤操作的視頻，讓學生找出來；最后再小結，講解此次操作的基本要點。

4 微課與《細胞培養(yǎng)》實驗相結合的實施

4.1將微課和翻轉課堂相結合 微課是從翻轉課堂中涌現(xiàn)出的新概念。翻轉課堂也稱為翻轉課堂教學法，主要是通過現(xiàn)代教育媒體將傳統(tǒng)的教學流程做了“顛倒”，課前學生對教師事先布置的內容進行學習，而把學生對知識的深入、問題探討和任務解決放在課內的一種教學模式[10]。通過微課和翻轉教學的結合，采用課前預習、實驗前的理論課展開討論，并加入課堂模擬實驗的教學方式[11]。

4.2教室模擬細胞培養(yǎng)操作 組織學生邊觀看細胞培養(yǎng)微課邊模擬操作。在第一部微課中首先演示無菌操作并強調無菌觀念，使無菌觀念始終貫徹于模擬操作的整個過程中。雖然此時處于非無菌條件，但讓學生模擬在無菌條件下操作，充分練習，避免實際操作時顧此失彼。為充分調動學生學習的積極性，在實驗模擬操作后，進行提問，引導學生思考，比如“細胞培養(yǎng)不同于細菌培養(yǎng)，那么外圍設備需要怎么處理？”“房間需要怎樣的布置？”“為何細胞復蘇要快，而凍存要慢？”“左手操作的學生實驗桌面應怎么擺放物品？”，并且在課堂上對細胞培養(yǎng)的內容進行了拓展，如細胞培養(yǎng)不僅僅是簡單的腫瘤細胞株的培養(yǎng)，還包括不同類型干細胞的培養(yǎng)、原代培養(yǎng)的組織塊法，以及器官培養(yǎng)等。

4.3實驗中的指導 在學生對實驗操作的內容熟悉后，進入培養(yǎng)室進行無菌細胞培養(yǎng)。兩人一組，相互提醒動作規(guī)范和操作要領。

4.4實驗后的回顧 實驗結束后，召集學生進行回顧，在實驗中有哪些失誤的地方，哪些操作可以改進，實驗不成功的原因等。讓學生暢所欲言，提出自己的想法。同時還引導學生，在實驗中碰到意外事件該如何應付，如酒精燈翻倒失火，培養(yǎng)基錯加成胰酶等，發(fā)揮學生的主觀能動性。

4.5課后的自我學習 通過實驗前的預習、課堂討論、模擬實驗、真實實驗及實驗后回顧，若感覺對內容仍不熟悉，或還有不清楚的內容，學生課后可通過手機、電腦再進行學習。隨著移動網(wǎng)絡的快速發(fā)展，智能手機、平板電腦的廣泛普及，學生可隨時隨地進行學習，不受時間和地域的限制。

5 實驗課的形成性評價

考核是教學過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)，通過考核，一方面可以檢查教學改革效果的好壞、學生對知識的掌握程度；另一方面，教師也可以發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題，及時改進提高。傳統(tǒng)的考核多實行終結性評價，即實驗報告為主，再輔以實驗課程中學生的印象，很難客觀真實地反映學生的實驗操作水平和理解程度。本教研室針對實施的微課，參考其他院校的考核方法，采用理論與實踐相結合的考核方式，建立了形成性評價考核方式。

形成性評價是與終結性評價相對應的一類評價方式，在活動的運行過程中，為使活動效果更好，而修正其本身軌道所進行的評價，具動態(tài)性、反饋性、評估性、調整性和促進性的特征[12]。在醫(yī)學專業(yè)基礎課中結合課堂和實驗教學，采用形成性評價發(fā)現(xiàn)學生在不同維度均有明顯的提高[13]。本教研室在建立微課基礎上的形成性評價如下：一是課堂上的提問回答；二是實際操作；三是實驗報告的思考拓展。采用翻轉課堂，通過課前微課預習，課堂上的提問加深了對細胞培養(yǎng)的理論理解，把課堂上的提問作為一個評價指標，也促使學生課前能充分學習課件，發(fā)揮自己的主觀能動性。評價更注重學生的實驗操作過程及結果，教員觀察學生培養(yǎng)細胞的情況，如有無污染、生長狀況如何，功能性實驗，如細胞增殖、凋亡檢測效果等，并把操作的規(guī)范性作為一個評價指標。實驗報告并不像以前的把實驗目的、過程等抄一遍，而是簡化此內容，讓學生加強討論，如針對細胞培養(yǎng)中出現(xiàn)的問題有無更好的解決辦法，實驗手段有無可能改進，對于活性低的細胞或增殖能力弱的細胞如何提高其活力等，鼓勵學生大膽想象，認真思考。通過形成性評價，能對學生學習的全過程進行觀察和評估。

6 細胞培養(yǎng)微課在形成性教學實施后的效果

通過教學改革，發(fā)現(xiàn)學生明顯提高了對細胞培養(yǎng)的興趣。通過課堂上的模擬訓練，在培養(yǎng)室培養(yǎng)細胞時，各項操作均表現(xiàn)得有條不紊，而且課后對培養(yǎng)的過程印象深刻，利用微課進行細胞培養(yǎng)實驗，真正達到了發(fā)揮學生的主動性，能力提升的目的。

7 小 結

通過細胞培養(yǎng)微課的實施，建成了依托微課的形成性教學理念和以學生為主體的教學方法。通過課前學生自主學習、課堂積極討論、模擬實驗，培養(yǎng)了學生的自學能力，變被動學習為主動，極大地提高了學生學習的積極性；通過課堂討論，明晰了實驗原理和重難點，拓展了學生的知識面；課堂模擬實驗，使學生在實驗課表現(xiàn)得從容不迫；通過微課的設計、制作，也培養(yǎng)了教師的能力，達到了教學相長的目的。在微課基礎上的形成性教學實踐，不僅豐富了教學和評價方式，而且建立了新的教學改革方案，將探索在信息化及網(wǎng)絡化條件下，合理引導學生自主性學習，提高實驗效能的醫(yī)學教學新體系。