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  •  细胞工程课程的改革与探索

    高冬妮 孙晓丹 赵丹

    (黑龙江大学生命科学学院,黑龙江  哈尔滨 150080)

    摘要:细胞工程是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科,传统的教学理念和教学方法已经不能满足培养技术应用型人才的需要。通过对教学方式的调整和更新,运用现代教学方法,充分调动教师和学生的积极性,为进一步完善细胞工程课程的教学改革奠定基础。

    关键词:细胞工程;教学方法;教学改革

    Exploration on the Teaching Reform of Cell Engineering Course

    Gaodongni, Sunxiaodan, Zhaodan

    ( Heilongjiang University  College of Life Science, Heilongjiang  Harbin 150080)

    Abstract:Cell engineering is a comprehensive subject which based on the modern biological science theory and engineering technology. The traditional teaching ideas and methods could not fulfill the demand of the technology talents. According to the characteristics of cell engineering, the reformation of cell engineering course was explored from the aspects of teaching methods in order to enhance the enthusiasm of the teachers and students, so as to provide new strategies for further improving teaching quality and effects.

    Key words:cell engineering;teaching method;teaching reform

    随着动植物组织培养、细胞融合技术的不断完善,细胞核移植、动物克隆等方面的尝试,以及理论科学“细胞生物学”的诞生,最终推动了20世纪70年代形成细胞工程这门新兴学科[1]。细胞工程是一门综合性的科学技术,是以细胞为主要研究对象,对生命科学理论加以应用,在工程学原理与技术的基础上,对生物遗传性状进行改造利用,从而获取特定的细胞、组织产品或新型物种[2]现代生物技术的发展离不开细胞工程,细胞工程的作用不可忽视,它涵盖了生物学的多个方面,例如:蛋白质工程、代谢工程、基因工程、动植物改良、生物制药以及组织工程等[3]从现在的学生学习状况来看,好多学生处于被动的学习状态,对老师存在着严重的依赖心理,从知识的提出 、组织到诠释,都离不开老师的监督和指导。作为本课程的教师,如何转变学生的学习状态,让学生从依赖者转变成本课程学习的主体,这是我们需要解决的问题。

    一、《细胞工程》课程特点及现状分析

    《细胞工程》课程特点比较鲜明,第一、本课程专业性较强,内容涉及到多个方面,除了普通生物学、细胞生物学、遗传学等基本知识外,还需具备基因工程、酶工程以及部分生物工程设备方面的部分知识,可见,本课程所涉猎的内容之多;第二、此行业的技术不断更新,且速度十分快,但是教材的更新跟不上技术的更新,导致教材知识内容相对滞后;第三、本课程的内容实践性较强,很多部分需要进行具体的操作才能完成讲授,所以需要教师有一定的实验经验;第四、本课程还需要学生具有较强的操作能力,让学生认识到操作对本课程的重要性,教师在讲授的过程中也要注意提高学生这方面的能力。

    《细胞工程》课程特点早就了本课程的现状:本课程的计划课时相对较少,不能够充分的讲授本课程所需的知识和信息量。不利于教师课程的教授和学生本课程的学习。

        二、教材结合最新研究成果,优化课程内容

    近年来通过教学实践,借鉴国家级细胞工程精品课程的优点,提出“厚基础、分层次、 重应用”的教学理念。以学生为中心,树立“一切为了学生”的意识,着力为基层输出具有创新意识、操作能力的人才,这样的人才才能适应当今社会经济的发展。

    根据本专业的特点,我们学校选择了李志勇同志主编的《细胞工程》一书作为本门课程的主要教材此教材的内容特点是突出在细胞水平上对细胞实施定向改造技术的整体性,与此同时它还保证各种工艺及技术的一般性,对于新技术有着理性的认识,不着重强调其特殊性,这样的教材有利于我们课程的开展和学生的学习。

    同时,细胞工程方向的科技发展十分迅速,已存在的工艺、设备跟不上科技的发展,出现了相对落后的状况。作为本学科教师,我们要在掌握教学体系的基础上,查阅前沿的文献资料,争取把前言的科技成果应用到教学中去,对教材加以补充,从而提高教学质量。例如,我们在课堂上通过介绍袁隆平和李振生的科技成就,让学生感受细胞工程在促进生产力发展中的巨大贡献。在绪论一章中,从诺贝尔奖与细胞工程的联系角度,分析近几年的诺贝尔得奖情况。例如,英国科学家罗伯特·爱德华兹,因凭借其在试管受精技术方面的研究,被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。英国发育生物学家约翰-格登和日本京都大学山中伸弥,因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获2012年诺贝尔生理学或医学奖。这些先进的、前言科技成果会大大提高学生学习的兴趣,由兴趣带动学生学习的主动性,去探索更加深层的未知领域,树立科研学习的信心。另外,教师的讲义要随时更新,关注前沿科技成果,从而对自己的课堂讲授查缺补漏,剔除讲义中老化、陈旧的资料,这样我们不仅提高了课堂教学的质量,还会不断提升自身的水平。

    三、不断更新教学方法与教学手段

    (一)案例教学

    案例教学法的好处众所周知,它不仅能够让学生对知识有个感官的认识,提高其应用的能力,还能激发学生学习的积极性,从而大大增强教学效果。[4]教师的教案引用案例,把案例撰写到教案中去,在讲解基本理论知识的基础上,激发学生分析问题、解决问题的能力,从而更加适应今后职业生涯中生产上的需求。细胞工程方面的案例实用性强,都是来自科技实践领域,让学生更好的认识此案例所包含的课程内容。例“干细胞治疗2型糖尿病——间充质干细胞MSCs)”的案例就是解放军总医院内分泌科母义明主任的课题组研究了间充质干细胞对于治疗2型糖尿病的可行性。初期结果证明MSCs可以有效减少2型糖尿病人的胰岛素使用。同时,MSCs可以通过减轻2型糖尿病大鼠的胰岛素抵抗,促进beta细胞数量和功能的恢复,显着降低2型糖尿病大鼠的血糖水平。这个案例具有较强的实践应用价值很好的训练了学生分析问题、应运知识的能力

    (二)通过运用多种教学方法,增加课堂的有效性

    作为本学科教师,我们要善于运用多种教学方法,调动课堂的氛围,语言要生动活泼、通俗易懂,课堂争取做到风趣和谐。对于重点难点,我们要巧妙的运用插图、实例来讲解,让学生一目了然。

    备课环节对于教学来说也是十分重要的,在备课的过程中,教师要多准备些有启发意义的问题,并在课堂上做到有意引导学生去发现问题、解决问题,让学生之间进行交流、进行充分的讨论研究。这样有助于学生思考能力的提高,调动学生的学习热情。在介绍无血清悬培养内容时,提出目前存在的问题: 血清对药物后期分离纯化的影响,引导学生思考: 能否进行动物细胞的无血清培养? 让学生查询无血清培养的未来趋势,在课堂上讲解这一问题,再由教师和其他学生归纳总结。既激励学生的主动学习,又可以锻炼学生的逻辑思维和查阅文献等多种能力。

    四、进行开放式和半开放式试验,加强实验技能培养

    (一)对实验教学方法进行改革 

    在实验课上,我们着重培养学生的动手操作能力和思考能力,对每一次实验都要做好总结,通过提问的方式,让学生回答,启发学生去发现问题、解决问题,从而让学生形成成熟的科技思维。在学生操作实验过程中,我们要注意观察,对于不符合实验要求的操作及时指出,并告知学生正确的方法。实验报告是每次实验必不可少的资料,每个学生都要按要求进行撰写,不能偷工减料。

    (二)实验室采取开放的措施,加强实验室的运用

    实验室是本课程顺利开展的有力支柱,实验室开放后,学生可以不受实验学时的限制,对部分实验进行独立操作,或者自行设计实验,如有困难可以让教师进行指导帮助,这样就完成了初步的科技研究。这样一来,学生的分析、解决问题的能力将有质的飞越。

    据统计,对实验室采取开放的措施,得到了各大高校的支持和运用,回馈的结果也令人满意。可见这种教学模式对于高校培养创新型人才有这不可估量的作用。

    五、结语

    《细胞工程》课程改革是一个长期的过程,通过教学内容改革,不断更新和优化现有课程体系和内容,进行教学方法上的研究和完善,在提高教学质量上下工夫,以创新教育为目标,注重学生创新能力的培养,培养学生独立思考和创新能力,将基础理论与生产实际相结合,建立起教学科研互相促进的创新机制。在激发学生学习兴趣的同时,我们还要引导学生树立探索未知领域的信心,让学生把握本学科的发展方向,从而增强学生学习的主动性、提高学生的创造力。

    项目资助:黑龙江大学新世纪教育教学改革工程2014QN03

    参考文献:

    [1] 马瑞丽等. 生物工程专业动物细胞工程课程教学改革探讨. 安徽农业科学, 2013, 41(13) : 6062-6063.

    [2] 安利国. 细胞工程[M]. 北京: 科学出版社, 2009.

    [3] 李志勇. 细胞工程[M]. 北京: 科学出版社, 2003.

    [4] 李国庆等. 案例教学法在细胞工程教学中的应用研究. 当代教育理论与实践, 2011, 2(3): 71-73.

    [5] 蒋盛岩等. 细胞工程教学改革与实践. 2008, 2: 36-37.

    作者简介:高冬妮(1981-),女,汉族,黑龙江省哈尔滨人,博士研究生,现为黑龙江大学生命科学学院教师,副教授,研究方向:微生物学

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