地方师范院校细胞工程实验教学改革的研究与实践*

冯 颖，何晓燕，杨丽娟，梁 宇，王红涛，顾地周，郭志欣

(通化师范学院 生命科学学院，吉林 通化 134002)

自20世纪80年代以来，生物技术有了突飞猛进的发展.克隆技术和基因重组技术的建立，使得人们可以依据主观意愿绘制生命的蓝图，改变生命的遗传特性，生物技术也被评为21世纪最有发展的专业之一.随着生物技术发展的成熟，20世纪90年代开始，各大高校纷纷开设生物技术专业，培养高水平、具有创新能力的人才.细胞工程作为生物技术专业的主干课程之一，在提高学生探索精神、创新能力方面发挥着不可替代的作用.实验教学是细胞工程的一个重要组成部分，对细胞工程课程授课效果具有至关重要的作用.

1 细胞工程实验介绍

细胞工程实验是生物技术专业的一门重要的专业特色实践课，围绕细胞工程的主要原理与基本技术进行教学.我校生命科学学院生物技术专业于2003年开始招生，专业培养方向侧重细胞工程.分子生物学及基因工程.目前细胞工程实验课程包括基础性实验、验证性试验、综合性实验、设计性实验四个部分，开设了器械的清洗与消毒、动物细胞的原代培养、传代培养、细胞计数、鼠尾胶原的提取和一系列的设计性实验，这些实验对培养学生实验操作能力，加深对理论知识的理解起到了重要作用.

2 地方师范院校细胞工程实验教学改革所面临的问题

生物技术专业当前发展前景较好，但地方师范院校生物技术专业却发展缓慢，学生的就业前景略显黯淡，原因是多方面的，其中与研究型大学的生物技术专业的学生相比，地方师范院校的学生在实践能力上的不足是其中的原因之一，并且存在着诸多函待解决的问题.

(1)实验周期长，成本高.细胞工程实验必须每天花费大块时间才能够完成相对完整的一套技术或工艺，而学生不能每天连续进行，所以实验效果不理想.例如，器械的清洗消毒后须干燥一天后才可进行动物细胞的原代分离，分离的过程根据材料不同，酶消化的时间也不同，有的需要几个小时，有的需要过夜，并随时镜下观察，分离后的细胞需要在培养箱中进行长期培养.

(2)实验技能要求较高，不易成功.细胞工程实验对实验者的技能要求较高，如前文所述的细胞的原代培养实验，需要实验者每天在倒置显微镜下观察生长状况并照相，生长到一定程度后须及时传代扩增，方可进行MTT的检测和HE染色等实验，整个过程环环相扣，每一步操作都需要保持无菌，这对没有经过基本操作训练的学生来说也是一个难点，而实验过程中细胞一旦污染，整个实验即宣告失败[1].另外，在实验中使用到的生物试剂大部分价格比较昂贵，如果长期连续进行实验，耗费也比较大.

(3)应用技术细节较多，学生不易理解，业界应用热点变化快.细胞工程的教材与细胞生物学等基础学科相比，各章节逻辑性不强，理论表述较少，应用技术细节较多.这就为在实验课堂上通过单纯的讲解来理解、记忆课本内容带来了较大的难度.由于学生听不懂课程直接导致其学习兴趣下降，更加影响了教学目标的实现[1].

细胞工程实验是一门实践性非常强的课程，国际国内发展极其迅速，如何跟踪最新的科技发展，引导学生在这一领域有一个新的认识并产生浓厚的兴趣，这是一个很关键的问题.对于教师而言必须跳出书本，站在世界现代科技发展的前沿，掌握最新动态，比如动物细胞规模化培养中灌流工艺与流加工艺的选择；干细胞的研究进展与应用等等，这些内容的更新在教材中及时反应也并不现实.因此，为了适应当今社会对人才的需求，着眼于学生综合素质的提高，在细胞工程实验中进行教学的探索与改革是十分必要的.

3 细胞工程实验教学改进措施

(1)示教与动手相结合，培养学生独立完成实验的能力.针对细胞工程实验周期长，实验技能要求较高，不易成功的特点，我们对实验内容进行了调整.例如器械的清洗与消毒属于基础性实验，不再按照传统讲授的方式，教师讲授实验目的、实验原理、实验内容和步骤等，而是学生自己准备本组所需实验用品，清洗、消毒、灭菌、配液等工作均由学生独立完成，教师在旁边指导学生的操作规范、仪器使用以及一些操作细节，克服对教师的过分依赖，培养学生独立思考的能力，并且在实验中形成“有菌思想，无菌操作”的好习惯.动物细胞的原代培养属于综合性实验，开设了多个题目例如乳鼠肾细胞的分离培养、软骨细胞的分离培养、表皮细胞的分离培养、成纤维细胞的分离培养，每学期都会综合学生意见，从中选取两个题目.由于综合性实验难度较大，关键操作教师会在超净工作台内给学生做示范，并口述每一个操作过程及注意事项，在学生操作时也需要在身旁时刻督促，第一个综合性实验主要是培养学生无菌操作的能力，第二个综合性实验重点放在让所有学生了解实验的整体思路，要求学生形成清晰思路，并独立完成整个实验.这样既保证了实验的成功率，又节省了时间，使学生对每一次实验都能留下深刻印象，提高学生对知识的应用能力[1].学生动手能力及分析能力有所提高，能够针对各个实验项目提出问题，并想办法解决问题，能够积极主动的去进行资料的搜集，基本科学素质有所提高.

(2)计算机辅助教学在实验中的应用.针对于实验课程中的技术细节较多，学生不易理解的问题，我们根据细胞工程实验特点与教学内容要求，开发制作了图文声像并存的多媒体教学课件，应用于实验课堂教学和学生实验预习中.

以实验操作和实景录像、图片、动画、思考题等作为细胞工程实验侧重基本操作，因此可以把一些学生容易忽略、不易观察到的重要操作形象地演示出来，比如不同动物的处死、腹腔注射、静脉取血、抓鼠等动作，并用特殊的标记，醒目的展现[2]，或者给一段无声音的视频配上解说，这种根据实验内容制作成的交互式的学习课件可供教师课堂教学使用或学生自学使用.还可充分利用网络资源，引进国外比较先进的课件，制作Flash动画，为学生提供丰富、生动的素材，从而提高学习兴趣，实现教学目标.

(3)加大教学内容与科学研究的结合.针对业界应用热点变化快的特点，在理顺教学体系的基础上，查阅各类中外文期刊，力求把该领域的最新科研成果和亟待解决的关键问题融化到教学内容中[3].实验课程教师将方法成熟的科研课题研究成果应用到实验教学中，拉近课堂与科学研究的距离，引起学生对该学科的更大重视[4].经过这几年细胞工程实验课程的建设，已把细胞工程实验涉及到的主要实验技术，结合教师们的科研工作，把学生今后可能用到的、重要的、关键的实验内容和技术都融合到了本科生细胞工程的实验课程教学中，为培养具有创新性科研能力的学生提供了很好的实验研究体系和实验拓展平台.

通过以上措施的落实，大大提高了细胞工程实践教学的质量和水平，激发了学生学习的兴趣，这种教学模式有助于进一步提高学生分析问题和解决问题的能力.实验教学体系将更加适应多样性人才培养和开放式教学的需求，实验教学内容更有利于素质教育与创新能力的培养，实验教学手段更加现代化，教学方法更加灵活多样，学生的自主性和主体地位得到进一步加强.同时，教师也需要不断地提高业务素质，不论教学研究还是科学研究都应投入更多的热情、时间和精力.

参考文献：

[1]冯强，米力，陈志南.《细胞工程》教学面临的问题与教学改革尝试[J].西北医学教育，2008，16(1):110-111

[2]张存新，杜英，张铭.细胞工程实验多媒体课件的设计和实现[J].实验室研究与探索，2005，24(12):47-49

[3]葛淑俊，王省芬，王静华.提高细胞工程教学质量的几点体会[J].河北农业大学学报，2001(4):19-20

[4]刘清波，黄红梅，赵燕.农业院校细胞工程实验教学改革探析[J].现代农业科技，2010(15):27-28