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序論:在您撰寫動物細胞工程論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
【基金項目】由寧夏回族自治區高等學校細胞生物學精品課程(2012年),寧夏回族自治區細胞生物學雙語教學示范課程(2011年),寧夏大學細胞生物學精品課程(2009年)資助。
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)06-0244-02
1.引言
寧夏大學是寧夏回族自治區人民政府與教育部共建的綜合性大學,國家“211工程”重點建設高校,是我國西部重點建設的一所學校。為把寧夏大學建設成為區域特色鮮明、服務地方能力較強的高水平教學研究型大學,提高辦學質量,推進產學研創新,尤為重要。而生物技術專業系寧夏大學生命科學學院重點建設專業。生物技術專業不僅僅是一門新興學科,更是一門實驗性、實踐性非常強的學科,為了更好地適應市場經濟的社會大環境,對該專業人才培養的要求不僅僅是要有較深厚的理論基礎和較寬廣的知識面,更要有較強的實驗、實踐和創新能力。而高素質創新人才的培養則是從事生物技術專業人才培養教育工作者急需探討和解決的問題。
動物細胞工程實驗技術是生物技術專業的一門非常重要的必修課之一,它充當了基礎知識與生產實踐相結合的橋梁[1],在生物醫藥、動物品種改良等方面具有重要的應用價值。該課程的學習對于全面深入掌握生物技術領域中的基本理論和技術具有不可忽視的意義,因此,作為一門專業主干課其實踐性和應用性很強。
但其內容繁雜,技術難度大,隨著細胞工程實驗技術的突飛猛進,應用細胞工程技術可以在細胞和分子水平上改良現有生物品種以及培育新品種[1],所以,緊密聯系生產實踐和科學研究最前沿為動物細胞工程實驗課特色。而原有的課程體系、實驗教學方法等已不能滿足日新月異的社會發展需求。因此,要想使同學們真正掌握這門課程的要領,以適應研究型大學的改革需求,培育出高素質的復合型人才,及時更新動物細胞工程實驗技術專業課程的教學內容,改進教學方法與手段,對于提高教學效果、培養高素質的專業人才具有十分重要的意義。借鑒于此,本文對該課程的教學改革進行了如下的探討。
2.教學形式
2.1實驗方案設計采取項目申請立項制
在進行《動物細胞工程》理論課程教學時,結合實驗需求,安排學生結合自己的興趣愛好,設計實驗方案。比如,在講述完畢動物細胞與組織培養課程時,要求學生自由組合,結合理論課程設計一個完整的動物細胞系的實驗方案。具體內容包括,實驗材料的準備以及經費預算,細胞培養相關溶液的配置、細胞原代培養與傳代、細胞生長特性的鑒定、細胞的凍存與復蘇以及污染的排除,同時包括人員組合以及實驗分工。培養學生科研項目立項申請的科研素養,以適應研究型大學的改革需求。
在項目申請中,除了要求學生理清技術路線外,重點要求學生凝練出項目目標以及擬解決的關鍵問題以及對實驗過程可能遇到的問題進行分析和討論,提出解決方案,提高學生分析問題、解決問題的能力,培養了學生獨立思考解決問題的積極性;同時,通過對實驗人員組合和分工的訓練,培養了學生團隊意識以及互助合作的精神,更為重要的是,克服了傳統教學中,所有實驗器儀器和材料均由老師準備,而學生只要按照老師指定的實驗步驟逐一模仿去做的單一模式的弊端。
項目申請撰寫完畢,由教師修改指出實驗原則的缺陷,督促學生加以改進,然后,結合學生自由組合分組,進行幻燈片制作,模擬項目立項申請答辯進行交流匯報,由同學和老師充當項目評議專家,重點指出實驗設計上的不足,這樣在討論中讓學生對自己的實驗目的和要求更加明確,實驗思路更加清晰[2]。
2.2實驗操作注意事項
通過模擬項目立項申請答辯通過后,經教師修改后即可進入實驗操作。學生按組進行實驗材料、器材的準備,包括對所需器具的清洗和滅菌處理。同時,按實驗所需配制試劑,按照實驗方案設計進行實驗。試驗操作除了注意提高無菌操作意識之外,注意生物廢棄物的合理排放以及學生自身的安全,樹立生物安全意識。在整個實驗過程中,實驗室均采取開放式的原則,學生可以根據實驗需求進入實驗室進行實驗以及記錄觀察等。
2.3實驗報告論文撰寫及問題分析與總結
實驗報告論文要求學生嚴格按照科技論文的格式書寫代替傳統的實驗報告形式。比如建立細胞系實驗,在撰寫科技論文時要求學生注意以下幾個方面:引言部分要求學生除了簡單介紹實驗原理和目的之外,重點比較動物細胞原代培養與細胞純化的不同方法,同時寫出所選方法的科學理論依據。其次,結果與討論為重點部分,此部分內容要求學生結合理論知識對實驗結果進行分析和總結歸納,分析在實驗過程中所遇到的問題,并且分析原因,提出改進辦法[2]。這種科技論文的形式取代傳統的實驗報告,有助于學生撰寫科技論文的寫作,提高了學生的科研素養以及分析問題解決問題的能力,為創新實驗、畢業設計的實施奠定了扎實的基礎。實驗結束后,對此次實驗結果進行歸納總結。對所出現問題中,比較典型的進行詳細分析。
3.教學方法
3.1 加強多媒體教學,提高學生學習興趣
發揮信息化優勢,彌補傳統教學缺陷,是動物細胞工程實驗信息化教學改革的有效途徑。動物細胞工程實踐性很強,涉及的實驗內容很多,如動物細胞的原代培養、傳代培養以及冷凍保存技術、細胞融合與單克隆抗體制備技術、動物克隆與核移植技術、胚胎移植技術、胚胎切割技術、轉基因動物技術等的一些基本技術操作,一一安排實驗或者實踐實習,在高等學校不切合實際。所以采用多媒體教學非常重要,通過圖片、錄像、實驗專題片彌補一些實驗無法開設的缺陷,開拓學生的眼界。
筆者在動物細胞工程實驗的教學中,積極收集多媒體課件、圖片、錄像等,將新收集的一些圖片、照片等添加到課件中,盡量多用圖片或照片提高學生的學習積極性。同時利用網絡教學平臺,將國內外新發表的動物細胞工程實驗相關的論文、實驗網站等上傳到網絡系統,供師生學習和科研參考。
3.2 加強學科團隊建設和年輕教師的培養,提高授課水平和教學質量
動物細胞工程整合了眾多學科的相關內容,跟蹤現代生命科學技術的前沿領域,教學難度較大,需要多學科的基礎知識。所以,必須有一支結構層次合理、理論知識扎實、專業技能精湛的教師隊伍,才能滿足教學工作的需要。因此,重視培養教師的治學態度、授課藝術、實踐經驗以及對現代教育技術手段的應用能力在很大程度上決定了教學的質量和效果。
3.3 重視硬件和平臺建設,注重學生動物細胞工程實驗實際應用能力和研究創新能力的培養
隨著生命科學的發展,對科研條件的要求標準也在提高。動物細胞工程實驗是生物技術專業教學、科研的重要技術支撐。所以重視動物細胞工程實驗研究平臺的建設,對于生物技術學科的發展及我校科研實力的提升具有重要意義。
目前我校西部特色生物資源保護與利用教育部重點實驗室,基本滿足現有教學和科研的需要。根據學校的優勢學科建設情況,開設了細胞系建立等實驗內容,以培養學生的實驗動手能力,熏陶和培養學生進行科學研究的基本素養。
4.教學質量和效果的評價
通過對動物細胞工程實驗教學的改革初探,取得了一定的效果,主要表現在[2-4]:
4.1教師授課的效果
通過近幾年的努力,我校細胞工程實驗教學的教學團隊不斷壯大,教師準備充分,授課藝術提高,學生對教師的評價滿意度也逐年增加,取得了比較好的教學效果。
從學生上課聽講熱情、上課跟隨老師的反應、互動以及在實驗過程中的動手操作能力、操作細節等方面的觀察,教學效果比較理想。
4.2學生的知識掌握情況
通過教學改革,學生的學習興趣明顯提高,除了對理論知識有較為扎實的掌握,更為重要的是,學生能夠將理論知識應用到實驗實踐過程中去,同時,能夠運用所掌握的知識分析實驗過程中所遇到的問題,即分析和解決問題的能力有所提高。大學生創新實驗的設計水平明顯提高,學生查閱資料、利用細胞工程的理論和知識解決問題的能力有了顯著提高。比如在實驗方案設計時,要求學生自己設計實驗,通過立項申請的方式確定實驗方案,人員比例以及經費預算等各個環節,這就要求學生在實驗方案設計的同時,必須理清方案設計的理論依據,同時也培養了學生充分利用網絡資源查閱資料、閱讀文獻的能力。
4.3學生的實驗技能掌握情況
學生在開展實驗前必須充分應用理論知識和已掌握的技能,完成整個實驗,包括實驗的設計、實驗操作的步驟、儀器和材料的選擇、人員分工的協調、結果的分析與討論以及論文的撰寫等。均要求學生要有嚴謹的科學研究態度,調動了學生的主動性,對于學生科學素質的培養以及綜合能力的提高大有裨益。比如,在實驗結束后要求學生按照科技論文的形式撰寫實驗結題報告,訓練了學生撰寫科研論文的基本功,為學生畢業設計打下堅實的基礎,同時使學生具備了從事科學研究的基本素養。
4.4其他方面
通過對動物細胞工程課程的開設,有效的培養了學生的動手能力和邏輯思維能力,一方面,加強了教師和學生之間的交流,增進了師生之間的感情;同時,自由組合立項申請的方式,增強了學生的責任心,提高了學習興趣,而在實驗過程中各同學之間相互協調合作,增進了同學之間團結、互助的精神,團隊意識增強。另一方面,這種立項申請的改革實驗教學模式,反映了當代科學技術的發展水平,涉及的知識面廣。這就要求教師不僅要有本學科扎實的理論基礎、較好的實驗技能,還要加強業務學習,不斷更新自己的知識,因此,提高了師資隊伍的業務水平。
5.存在的問題與改進措施
5.1實驗室配套設施尚需進一步完善
由于實驗以自由組合的立項申請的形式開展實驗,對儀器設備需求加強。
5.2加大與科學研究相結合的力度
實驗要求學生自己準備實驗材料和試劑,與教師統一準備相比較加大了實驗費用開支。因此,加大與科學研究相結合的力度尤為重要。同時,科研和學科的發展密切相關,科研內容又可促進實驗教學內容的更新以及教學質量的提高。鼓勵學生直接參與教師的科研課題中去,是培養學生自主學習和創新意識的有效途徑之一。
如果教師在教學中引用自己的科研成果,以解釋實驗中的相關問題,使課堂與科學研究的距離拉近,引起學生對該學科的興趣和更大重視。
6.結語
實驗教學與課堂理論教學相比,更有利于培養學生的創新能力。而要真正上好實驗課并不是一件容易的事,還有很多問題需要不斷地探索和實踐。因此,需要教師不斷地提高業務水平的同時,更要以極高的熱情、更多的精力投入到教學實踐過程中。
參考文獻:
[1]趙會敏,生物技術專業動物細胞工程課程的改革與思考[J],廣西大學學報(哲學社會科學版),2011,6:172-173.
[2]陳曉明,張建國. 動物細胞工程開放實驗教學模式探討[J]. 現代農業科技,2010,8:23-24.
[3]周俊,劉明,曹海平.淺談開放式實驗教學的優點[J].中小企業管理與科技,2010(1):107-108.
[4]韓宗先,方平,向鄧云.《動物學》開放式實驗教學的實踐與探索[J].畜牧與飼料科學,2009(9):135-138.
作者簡介:
[關鍵詞]地方院校;動物細胞工程;困境;對策
[中圖分類號]G6420[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432(2014)21-0159-02
在生物技術專業的培養方案中,《動物細胞工程》是一門重要的專業方向的限選課程,也是專業應用方面的骨干課程。它與《植物細胞工程》或者《植物組織培養》課程是并列開設的。本課程要掌握的核心技術就是細胞的培養和繁殖。細胞工程的理論基礎和技術基礎等理論知識是為掌握這一技術做準備的。由于《動物細胞工程》是現代生物技術領域中代表著最新發展前沿的一門實驗技術課程[1],其教學內容前沿和實驗條件高端,因此對于一些地方院校來說,開設這門課程要達到預期和理想的效果,有一定的難度和困難,需要在困境中尋找出路,解決課程教學中存在的這些難題,提高《動物細胞工程》的教學質量。
1《動物細胞工程》教學課程中遇到的困境
11師資條件
教師是教學的主導者,因此教師素質決定了課程教學的實施情況和教學效果的評價。在地方院校,從事《動物細胞工程》課程教學的教師一般來自院校畢業的研究生和博士生,他們主要從事理論基礎研究,缺乏技術的實踐應用能力和經驗。然而,《動物細胞工程》是一門應用性學科,技術性很強的課程[2],因此,在師資水平這一環節上,與課程的理想教學效果和目標存在顯著的差距,不容忽視。
12實驗條件
許多地方院校由于資金和條件的限制,開設《動物細胞工程》實驗應具備的基本條件不足,只能開設一些簡單的實驗或者根本就不做實驗。細胞培養技術中關鍵的技術是無菌技術。能夠建立一個高標準的細胞培養房是最好的,除了封閉的細胞房,還需要無菌操作臺,倒置顯微鏡,CO2培養箱,冰箱,CO2罐。液氮罐等大型儀器,這需要大筆資金投入??赡軐τ诘胤皆盒?這門課程實驗的順利開設,更大的難度不是來自硬件而是來自軟件。CO2和液氮的罐裝不能夠在本城市或者本地區完成,還要到省城才能弄到,難度系數比較大,這就費時費力費錢了。由于罐裝液氮的不便,細胞就不能長期保存,每次實驗之前還需要購買細胞株。由于條件的限制,實驗內容就相對簡單了,學生們的技能就不能得到充分地形成和發展。
13教學內容和方法
《動物細胞工程》這門課程一般在大學三年級開設,學生對理論知識的學習興趣不高。此外,由于當今世界科學技術突飛猛進,知識信息量增長迅速,細胞工程的研究內容也日新月異,新技術新方法不斷涌現,目前細胞工程相關的教材眾多,但生物技術發展日新月異,教材的更新速度根本無法趕上[2],課本上的一些知識就顯得陳舊了?;A的實驗內容對于所有的學生來說,都是一模一樣的,學生們就感覺機械,缺乏動力和激情去做實驗。而且學生實驗時,一般實驗老師都做好了實驗的制備,學生只是做整體實驗的一部分,如果要他們單獨去做或者獨立完成相關的畢業論文實驗,就會遇到困難。就如沒有斷奶的孩子,缺乏老師的幫助是完成不了的。
另外,現在的大學生在中學階段就經歷過課程改革,進行“導學制”的學習模式。但是在大學里,還是傳統的教學模式居多。滿堂灌的傳統教學模式,使學生感到枯燥乏味,沒有全身心地投入到這門學科的學習,感覺自己是一旁觀者,進而對這門學科產生厭學情緒。
2對策研究
21加強師資隊伍建設
為提高教師的教學水平,特別是技術應用方面的水平,可以選送或者派送教師去參加相關的培訓和研修。對于地方院校,有省教育廳和國家教育部資助的國外訪學和國內訪學項目,教師可以通過申請獲得有力的資助,到相關的高等院校的實驗室、科研機構、公司、工廠等進行研修工作,開闊視野,提高技術的實踐應用能力和經驗。對于地方院校,人事處每年都有派送教師進修學習的計劃和預算,可以通過申請獲得資助,外出學習,開闊眼界,積累經驗。另外,加強師資隊伍建設,還可以通過組建合理的教學團隊,各取其長,實施階梯式教學,提高教學水平[3][4]。
22創造實驗條件
地方院校要具備開設《動物細胞工程》實驗的基本條件,首先要解決資金問題,可以每年申請學校教務處關于實驗室建設這部分的經費計劃和預算,先購置最基本的儀器和設備,每年的積累和累加,慢慢地就具備了細胞工程實驗室的規模。還可以申報產學研合作項目,省部建實驗室、科研等項目,利用這些項目的資金來創造實驗條件。總之,只要下定決心去做這件事情,個人、系部、學校聯手,廣開渠道,資金問題一定會解決。能夠建立一個高標準的細胞培養房是最好,如果確實條件有限,也可用較封閉的小房間做細胞房,房間裝上紫外燈和衛生干凈也可以使用的。硬件問題解決了再來解決軟件問題,如果CO2的罐裝不能夠在本城市或者本地區完成,那么實驗就集中在一段時間內完成,因為一罐CO2可用一個學期。如果液氮的罐裝不便,細胞可以短期保存到-80℃冰箱,或者每次實驗之前可以到熟悉的實驗室拿取細胞,快遞或者就用熱水瓶裝液氮帶回都可以。還可以就地取材做原代培養。
23改革教學內容和方法
教學內容安排決定了學生的基本知識結構和基本能力的形成,教學內容是否新穎,對提高教學質量具有決定性的影響[3]。為了加強教材建設,選擇內容新穎、最新出版的教材,也可以自編講義不斷更新教學內容。教師可以通過期刊、新聞電視和網絡媒體等及時查閱相關文獻或信息,掌握這一領域的動態和前沿,傳授學生最新的知識。例如,在講解染色體工程時,可以以湖南師范大學的“魚院士”劉筠院士為案例教學,向學生傳授“新物種異緣四倍體魚”培育原理和院士的科研故事。還可以利用見習的機會去各實驗基地參觀和學習。利用案例教學[5],特別是真正意義上的案例,讓學生直觀體驗,不僅僅激發了學生們的學習興趣,對學生的思維訓練和能力培養有益,而且激發了學生們的科研興趣。畢竟生物專業學生的考研率名列前茅,需要激發他們的科研動力。
讓中學的“導學制”學習模式在大學延續,靈活運用各種教學方法,例如分批分組實驗,分組指導[6];基于問題學習的“PBL”教學法[7]等,只是告訴他們怎么去做,但是具體做實驗就由他們自己去完成。老師只是起一個導師的作用,所有的實驗細節,包括五蒸水的制備和試劑儀器的滅菌等,從頭至尾都由學生自己操作。老師慢慢地放手,大膽地讓學生們獨立操作,培養了學生的獨立實驗能力,這種能力的培養對學生項目的申報和完成有很大的幫助。首先,正是有了這種能力,學生們敢于申報項目,例如挑戰杯項目、省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目等;正是有了這種能力,學生們能獨立完成項目和畢業論文;正是有了這種能力,可以讓學生承擔老師一部分研究工作,同時也培養了學生的科研能力和創新能力。
3結語
綜上所述是筆者在地方院校的《動物細胞工程》課程的多年教學中,遇到的實際難題和困難,為走出困境,多方尋找出路,只為“提高《動物細胞工程》的教學質量”這一目標而努力。通過加強師資隊伍建設、創造實驗條件、改革教學內容和方法來解決課程教學中存在的這些難題,效果明顯,學生們普遍對本課程產生了興趣,每年有較多學生申報的項目和畢業論文與本課程相關。每屆都有學生選修完這門課程后,加入到老師的科研團隊,承擔老師一部分科研項目和產學研項目的研究工作。每年都有學生考上這一方向的研究生。使學生在學習過程中真正有所收獲,也是老師的收獲。
參考文獻:
[1]葉希韻,孫劍華細胞工程實驗課程拓展型教學體系的建立[J]實驗室研究與探索,2007,27(11):96-98.
[2]李燾,屈新運細胞工程教學的實踐與探索[J]生物學雜志,2008,25(4):68-70.
[3]楊慈清,石曉衛細胞工程教學的實踐與經驗[J]教育教學論壇,2012,7(3):230-232.
[4]劉鍇棟細胞工程教學改革與探索[J]現代農業科技,2010(10):30-32.
[5]李國慶,秦志峰,易嵐,賀慶芝案例教學法在細胞工程教學中的應用研究[J]當代教育理論與實踐,2011,3(2):71-73.
[6]王敏,湯蓉,付思思,劉學芹“水產動物細胞工程基礎實驗”教學模式的探討[J]高校生物學教學研究,2013,3(4):54-57.
關鍵詞動物細胞工程;開放實驗教學;教學模式;西南科技大學
AbstractThe opening experiment teaching mode in animal cell engineering experiment of bioengineering specialty was discussed in this paper. Five teaching links such as experiment project design,project discussion,experiment operation,experiment report andexperiment summary were actualized. The teaching effect was turned out fine. While,existing problems and improvement measures about this teaching mode were pointed out to provide reference for better opening experiment teaching.
Key wordsanimal cell engineering;opening experiment teaching;teaching mode;Southwest University of Science and Technology
西南科技大學地處四川省綿陽市,是中國西部的一所重點建設學校。西南科技大學生命科學與工程學院現共有7個專業,其中包括生物工程專業。由于生物工程專業是一門實驗性、實踐性非常強的學科,對該專業人才培養的要求是要具有較深厚的理論基礎和較寬廣的知識面,較強的實驗、實踐能力和創造能力。因此,筆者在優化理論教學的同時,也在積極思考如何加強生物工程專業的實驗教學,強化實驗與實踐能力的訓練,培養學生的動手能力,激勵學生學習興趣和創新精神,提高學生綜合素質。傳統的生物科學專業實驗項目大多屬于單一的驗證性實驗,且內容多是依附于各門課程的理論授課而開設,實驗方法刻板,學生上實驗只是被動應付、機械操作。這種“照方抓藥”的實驗形式極不利于學生智力的開發,限制了創造性思維的發展,不能充分調動學生的積極性和能動性。因此,生物工程專業的實驗體系改革勢在必行。近年來,西南科技大學加大了對本科教育的實驗建設投入,大大改善了本科生實驗條件。2010年,生命學院抓住學校迎接本科教學水平評估的契機,根據實際情況,申報了一個實驗室建設項目“生物工程實驗室建設”,得到了學校的批準并立項。在項目的實施過程中,不僅考慮了實驗室軟、硬條件的改善,同時也把實驗教學模式的改革放到了重要的位置[1-2]。
1課程簡介
《生物工程大實驗》是生物工程專業的一門必修實驗課,主要包括發酵工藝學、植物細胞工程、動物細胞工程3部分,在課程的教學過程中,動物細胞工程的實驗周期相對稍短一些,同學們對動物細胞工程興趣會更濃一些,因此,在動物細胞工程實驗教學上應率先進行開放教學模式摸索。
2教學形式
教學共分為5部分內容,包括實驗方案設計、方案討論、實驗操作、實驗論文報告、實驗總結。
2.1實驗方案設計
筆者在進行《動物細胞工程》理論教學中,發現學生對動物細胞培養特別感興趣。利用學生的這種好奇心理,在課程結束時,安排學生做了一個實驗方案設計——小鼠××細胞系的建立,該設計既是理論課程的一個結課報告,也是本實驗的一個實驗指導。為節省材料,將學生分成幾個大組,每個大組8個人,然后每個大組再分成4個小組,每小組2個人。每個大組發放1只小白鼠,每個小組的學生根據自己的興趣,可自由選擇目的細胞,包括肌肉細胞、腎臟細胞、肝臟細胞、肺細胞、骨髓干細胞等。這樣在一個大組內就可做不同的細胞,便于同學之間的相互交流和學習,同時也節約了材料。
該次實驗方案是一個完整的有關動物細胞系建立的具體方案,包括實驗準備工作、培養基的配制、原代細胞培養、細胞的純化與傳代、細胞生長曲線的測定、細胞的凍存與復蘇。在方案中,要求學生詳細寫出實驗目的、實驗原理、實驗材料、方法與過程及注意事項,這就要求學生認真思考自己所需要的材料,因為每組學生所做的細胞不同,采用的培養及純化方法也不相同,所需要的材料也不相同,包括需要哪些藥品、試劑怎樣配制、需要多少吸管,甚至連廢液缸都要考慮到。這樣培養了學生的主動思考能力和積極參與性,而不再像以前一樣由老師準備好所有器材,自己只需要按照老師指定的步驟,將老師已準備好的試劑一一的加進去即可。
2.2方案討論
方案設計好以后,教師進行修改,主要指出一些原則上的錯誤,讓學生進行改進,然后進行交流。挑選一個比較典型的小組,向大家匯報,讓同學來指出其設計上的不足,再在老師的指點下,比較自己的方案,這樣在討論中讓學生對自己的目的和要求更加清晰。最后,給大家播放有關動物細胞培養方面的教學錄像,詳細介紹在操作中的注意事項,特別是一些細節問題,讓同學們事先有所了解。
2.3實驗操作
大家的方案在討論和看完錄像后再一次進行修改,經老師修訂同意后就可進行實驗操作環節。學生按大組領用所需的器材,自己進行清洗、包裝和滅菌處理,配制所需的試劑,按照設計的實驗方案進行實驗操作。在實驗過程中,由于細胞生長的進度不同,同學們需要在不同的時間來進行處理。為解決這個矛盾,實驗室采取了全天開放、學生預約登記的形式,保證學生可以在預定的時間進行實驗。在實驗進行過程中,要求學生每天來觀察細胞生長情況。
2.4實驗論文報告
該實驗報告采用科技論文報告的形式代替傳統的實驗報告,要求學生嚴格按照科技論文格式寫出題目、前言、材料與方法、結果與分析、討論與建議。前言部分要求學生簡單介紹實驗的原理與目的,由于動物細胞原代培養與細胞純化的方法很多,多種方法大多可以使用,學生甚至可以同時使用不同的實驗方法進行,但要求必須寫出選擇此方法的依據。材料與方法部分要盡可能詳細,以鍛煉學生自己動手準備實驗的能力。實驗結果要實事求是地記錄下來。討論為重點部分,要求結合理論知識對實驗結果進行分析、綜合、歸納和推理。若結果與預期不符,應分析原因,列出改進措施。最后,要求學生對此次實驗教學提出自己的看法和意見。
2.5實驗總結
課程結束后要對此次實驗的情況進行總結,對出現的一些典型的情況進行分析。比如染菌嚴重等。分析其可能的染菌環節,及操作上的一些不正確的地方,讓學生明白自己的不足之處。
3教學效果
此次開放實驗教學,總體來說還是取得了較為滿意的效果,與以前傳統的實驗教學方式相比,該教學主要達到了以下目的[3-4]:
3.1真正做到了理論和實踐相結合
由于《動物細胞工程》是一門理論與實踐結合非常緊密的課程,在課程講授過程中,會涉及到許多與實驗操作有關的知識,而學生以前并沒有相關知識的積累,講解起來非??斩?。比如,在講授原代細胞的制備方法中,會包括酶消化法和組織塊法2種方法,這2種方法有何優缺點,應怎樣根據實際情況進行選用等,這類知識教師通常在課堂講授時只講一些基本的理論知識,而具體情況需同學們通過自己的實踐和相互交流就得到深刻的認識。
另外,由于要求學生自己動手設計實驗方案,而方案的設計必須建立在踏實的理論知識基礎上,這就要求學生在實驗方案設計的同時,必須理清楚方案設計的理論依據,同時也培養了同學們查閱資料、閱讀文獻的能力。
3.2有效培養了學生的動手能力、思維能力,訓練了從事科研工作的基本功
由于實驗帶教老師僅指出實驗的名稱,提供與本實驗相關的實驗器材、試劑、動物等,其余由學生通過閱讀教材、查閱資料,明確實驗目的、實驗方法與步驟、注意事項等內容,并在此基礎上按步驟進行操作。在教學過程中,學生始終處于主置,教師則處于主導位置。學生在實驗中必須充分應用所學的理論和已掌握的技能,完成整個實驗,包括實驗的設計、操作的步驟、儀器和材料的選擇、結果的分析等。其中每一步驟對學生來說都是全新的,充滿了挑戰性,試驗結果不是預先知道的,學生必須對實驗中出現的異?,F象及時分析,并提出相應解決辦法,這就要求學生要有嚴密的實驗思路和嚴謹的科學態度,調動學生的主動性。比如器材的清洗、包裝、滅菌等工作,平時大家都不太重視,而通過實驗,就有了切身體會,有的同學在做過濾除菌制備培養基時,由于無菌工作未作好,導致培養基染菌變渾濁而只能重做。由于各小組的實驗材料和結果都不相同,也進一步拓寬了學生的知識面,充分挖掘了學生的創造才能,促進學生科學素質的提高,培養學生的綜合能力。
實驗結束后要求學生按照論文的格式和規范撰寫實驗報告。對于普通高校的大多數學生來說,撰寫論文是一件遙不可及的事情,現在他們具有了論文的素材,就可以模仿科技論文的寫作要求去完成,使學生獲得了撰寫科研論文的訓練,掌握了從事科研工作的基本功。
3.3加強了老師和學生之間的交流,增進了師生感情
由于學生頻繁出入實驗室,與老師接觸的時間增多,師生之間可廣泛的進行交流,可以加深學生對老師的理解、對教師行業的尊重。
3.4培養了責任心和科學態度,提高了興趣,增強了自信心
實驗分小組,做到任務到人,每個人對自己培養的細胞都愛護有加,這種負責任的心態是在做別的實驗時看不到的。與以往實驗不同,同學之間是用自己的勞動成果做比較,都格外努力。成功的同學根據自己的想法做設計、做實驗,獲到了很好的結果,會產生一種自豪感和自信心。而失敗的同學雖然有一些喪氣,但在認真總結教訓和向成功同學取經的基礎上,在第2次實驗中還是會得到滿意的結果。另外,由于實驗過程中需要同學之間相互合作、協調進行,增進了同學的團結、互助、協調的精神。
3.5提高了師資隊伍水平和實驗教學質量
開放式教學中一些實驗內容反映了當代科學技術的發展水平,涉及的知識面廣。教師不僅要有本學科扎實的理論基礎、較好的實驗技能,還要加強業務學習,不斷更新自己的知識,這在新實驗開設和學生科技創新活動中顯得尤其重要。可以說開放教學提高了師資隊伍業務水平。從傳統的實驗教學到開放性實驗教學的轉變不僅對教學雙方產生巨大影響,對提高實驗室的建設和管理水平也會起到不可估量的作用,這種改革無疑會使實驗室的各項工作發生質的飛躍。開放實驗維護了學生的原創精神,能使學生在寬松的實驗環境中實現從被動學習到主動學習的轉變。可以說開放實驗是實驗教學中實現因材施教的必由之路,是培養學生創新能力的必備條件。
4存在的問題與改進措施
4.1實驗室配套設施不完善
由于實驗人數劇增、延續時間較長,儀器設備接待能力明顯不足。因為細胞培養嚴格要求無菌操作,所以,大部分操作都在超凈臺上進行,這樣就造成對超凈臺需求的矛盾。而且,因為同學們大多是新手,操作時非常小心、謹慎,這樣也常常導致不能按照預定的時間結束實驗,設備流動速度慢,同學們等待時間較長。另外,由于學生人數多,人流量大,導致無菌室有名無實,也由此使一些同學的實驗材料被污染。
4.2增加了教師的實際工作量
設計性實驗教學比單項實驗教學工作量大、持續時間長。為了充分利用設備,緩解實驗室設備緊張的壓力,在一個規定的時間段,采用了學生預約、全天開放的實驗模式。為了做好實驗,同學們無論中午、晚上,只要有時間就可以到實驗室做實驗,由于學生以前沒有受過這樣的訓練,教師必須隨時在場給學生提供幫助,這就要求教師做出更多的奉獻。另外,由于學生采用了各種各樣的材料,教課老師需要查閱大量的資料,自己做一些預備實驗,這樣才能更好地指導學生。
4.3加大了實驗費用開支
實驗要求學生自己準備實驗材料和試劑,這比教師統一準備要消耗更多的實驗試劑和材料,從而加大了實驗費用開支。而且由于大家所采用的實驗材料不一致,雖然老師在審閱設計方案時,取消了一些耗費較大的項目,但是仍然需要準備各種實驗相關試劑和材料,也造成了實驗開支的大大增加。
5結語
與課堂理論教學相比,實驗教學更有利于培養學生的創新能力,實驗室是讓學生學會從實踐中發現問題、解決問題和將所學知識運用到實際中去的重要場所,是培養具有創新能力的科學研究和應用人才的實踐基地。而要真正上好實驗課并非易事,綜合性、設計性實驗教學仍有待進一步完善。
6參考文獻
[1] 常東勝,李濤,李靜平.開放式實驗教學模式的探討[J].齊齊哈爾醫學院學報,2005,26(7):810-811.
[2] 李江濱,黃迪南,侯敢.生物化學實驗教學改革探討—— 論文式實驗報告[J].衛生職業教育,2005,23(15):100-101.
關鍵詞:動物細胞工程;實驗教學;教學改革
1加強安全意識培養
動物細胞工程實驗主要在生物工程、生物技術專業開設。上述2個專業學生來自全國不同省份,各地中學生物學實驗條件不同,學生實驗水平參差不齊。此外,動物細胞工程實驗中,會涉及病毒等微生物的實驗操作,因此在學生進行實踐操作前設置了“安全教育、規范化操作、儀器的使用”這一準備教學環節。學生通過觀看教師錄制的視頻資料,學習相關實驗操作后,必須在線進行實驗安全知識考核,測試通過后方能進入實驗室進行動物細胞工程課程操作。如不合格,必須重新學習,直到考核通過,方可進入實驗室進行操作。
2優化實驗課內容
教學改革之前,動物細胞工程實驗課主要包括細胞原代培養、傳代、凍存等實驗操作。雖然能涉及動物細胞操作內容,但系統性不強,與企業實際需求對接性差。因此,課程組成員對省內高校及生物醫藥企業進行調研,重新修訂教學內容。根據企業生產崗位技能要求,編撰動物細胞工程實驗課程工作手冊。該手冊下設若干工作項目,每個項目又包含任務書、準備單、工作流程、注意事項等內容。通過項目化教學使學生明確任務目標、了解工作流程。課程內容以吉林正業生物制品有限公司雞新城疫疫苗生產崗位要求為基礎,優化整合實驗項目。改革中,刪除雞紅細胞制備及融合這一實用性較差的實驗項目,設置雞胚成纖維細胞(CEF)培養的準備工作,雞胚成纖維細胞的原代培養,雞胚成纖維細胞培養過程的傳代培養、培養過程的檢測與觀察,雞胚成纖維細胞對雞新城疫病毒(NDV)的培養,雞新城疫病毒的鑒定,雞胚成纖維細胞的凍存與復蘇及非洲綠猴腎細胞(VERO)的復蘇與傳代(拓展性實驗)。
3改進教學方式
3.1項目化教學
在以往的實驗教學中,通常采取學生課前預習、教師課上講解、現場演示、學生完成實驗相結合的教學模式,往往不能獲得好的教學效果。本課程改革針對上述問題,圍繞教學目標,以激發學生興趣、培養學生團隊精神為主線,教學方式做出如下改進:授課教師下發項目任務書,解析任務目標;學生自主成立團隊,根據任務要求,通過查閱資料、討論來設計實驗方案,授課教師指導并完善實驗方案;各團隊以教師指導為基礎,在團隊負責人組織下,進行工作;完成任務報告單,組內進行匯報交流;實踐技能考核;課程實踐教學全部結束,以團隊為單位,開展實踐教學收獲與心得匯報。
3.2多媒體教學
多媒體教學具有文字、圖像、視頻、音頻等相結合的特點[2]。但在以往實驗教學中,大多僅使用PPT中“圖片演示”功能,忽視視頻教學的應用[3]。因此,在本次教學改革中,將視頻教學作為動物細胞工程實驗教學的重要補充手段。課程組成員錄制實驗操作視頻,使學生能對實驗項目直觀化。同時,課程組購買大量實驗教學光盤,便于學生拓展知識面。
3.3虛擬仿真軟件輔助教學
仿真教學又稱模擬教學,是利用計算機軟件模擬真實自然現象或社會現象,學生通過計算機軟件扮演某一角色,從而進行技能訓練的一種教學方法。虛擬仿真教學可在很大程度上補充客觀條件的不足,能為學生提供近似真實的實驗環境,從而提高學生職業及實踐技能[4]?;诖?,吉林農業科技學院在考察各兄弟院校虛擬仿真教學軟件基礎上,購買了萊醫特虛擬仿真軟件。在實驗項目過程中,學生在觀看課程組錄制的實驗操作視頻后,可以在學院機房仿真軟件上進行“預實驗”,即通過軟件進行原代細胞分離、換液、傳代、凍存、復蘇等基本細胞操作。通過仿真軟件的“預實驗”使學生能在頭腦中對細胞操作有更直觀的認識,同時,通過教學軟件的考核,可以使學生初步了解細胞操作的注意事項,總體提高學生的實驗操作技能,提升教學效果。
4改革考試方式
客觀公正、真實有效的實驗考核體系,不僅能提高學生對實驗的重視程度,也能調動學生對知識探索的積極性,增加學習興趣,督促和引導學生日常學習情況和態度,從而提高實驗教學的效果[5]。因此,課程組制定了適合該門課程的考核方式。包括技能考核、小組討論、心得匯報、組員匯評、本人自評、實驗效果、教師評價、獎勵分值上述8項內容,其中技能考核、實驗效果、教師評價各占20分,其余4項各占10分(以百分制計算)。通過考核方式的改革,使學生重視課前預習、課上實踐操作、課后討論,提高了學生的實驗操作技能,促進了學生處理問題解決問題的能力,加強了學生的團隊合作意識,使學生更加能適應日后的工作需求。將一部分實驗內容交給學生自主設計,僅向學生講授實驗目的和原理,實驗操作部分由學生獨立完成。在實驗教學中,教師僅發揮引導作用,試劑配制與器皿的滅菌等具體操作均由學生獨立完成。通過上述措施提升學生的動手能力,極大促進了學生創新創業素質的培養。學生們能夠自主申報挑戰杯項目、各級大學生創新項目與創新創業項目,各級生命科學競賽等;能獨立完成項目和畢業論文;還可承擔教師的一部分研究工作,提升了自身的科研能力和創新能力。
5存在不足與改進措施
5.1實驗室配套設施不完善
學院細胞間實驗室內的超凈工作臺數量不足,實驗進行時,每位同學都需要動手操作,不能滿足有限學時內的教學任務。導致學生頻繁進出細胞間,實驗材料出現污染情況。此外,在細胞凍存環節中,多組教師同時進行實驗時,細胞凍存盒數量無法滿足實驗需求,只能用程序降溫法。這不但增加了教師及部分學生的工作時間,細胞凍存效果也受到影響。因此,吉林農業科技學院計劃今后增加細胞間面積與超凈工作臺等配套設施數量,提高實驗課程效率。
自成立以來,神州細胞工程有限公司得到了國家和各級地方政府的大力支持,北京市科委和生物醫藥促進中心對公司的科技攻關項目提供了大力支持,北京經濟技術開發區為企業的發展提供了非常周到細致的服務和支持,為神州細胞工程有限公司的快速成長創造了非常有利的條件。
經過幾年的發展,神州細胞工程有限公司已經建立了一支由40多人組成的研發隊伍,其中歸國留學人員4人,建立了一整套從基因到蛋白的技術體系和先進生產工藝技術,兩個治療性抗體產品已完成生產工藝的研究開發,已進入臨床前動物試驗,預計2008年進入臨床研究。公司希望利用其生產工藝技術優勢,在中國建立一套蛋白藥物的大規模生產技術體系,實現蛋白藥物,如治療性抗體的大規模高效率生產。計劃在北京經濟技術開發區內建立一條具有國際先進生產工藝技術,符合國際GMP規范和要求的蛋白藥物大規模生產線。
總理經謝良志表示,“神州細胞工程有限公司將通過不斷開發新的生產工藝技術保持其工藝技術的國際先進性,并吸收具有艱苦創業精神的留學人員加入,將公司建成一個能夠符合國際標準的生物醫藥企業?!?/p>
公司總經理謝良志博士(留學美國):
作為神州細胞工程有限公司創始人的謝良志。1987畢業于大連工學院,1990年獲得大連理工大學碩士學位,1991年赴美國麻省理工學院化工系生化工程技術中心學習,專門研究動物細胞培養工藝和控制技術,1996年獲得該校生化工程博士學位,而后進入美國默克公司研發部從事病毒疫苗和基因工程病毒載體的生產工藝研究和GMP生產工作,參加和負責默克公司幾個關鍵疫苗產品,如水痘疫苗(已上市),帶狀皰疹病毒疫苗(已上市),麻鰓風水痘四聯疫苗(已上市),腺病毒載體艾滋病疫苗(臨床三期),的工藝開發和GMP生產工作。其中他所領導開發的一萬升規模的腺病毒載體艾滋病疫苗工藝是目前國際上人用疫苗的最大規模。
教學內容往往需要與教材密切結合,目前適用于高等學?!妒称飞锛夹g》課程的相關教材基本上是分成基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、生物工程下游技術和現代分子檢測技術幾章節,這些內容過于偏向生物技術方向,而且章節之間銜接性不強,在編排上顯得相互孤立。因此食品生物技術課程的教學內容會顯得繁多,而且枯燥乏味[4]。另外,食品質量與安全專業的學生通常對生物技術在食品上的應用更感興趣。本研究對教學內容的改進主要從以下幾個方面進行:
1.1理清知識模塊,抓住主線
食品生物技術課程是以基因工程為技術主線,以細胞工程、蛋白質工程、酶工程及發酵工程為核心模塊。其中,基因工程和蛋白質工程為發酵工程和酶工程提供技術支撐。細胞工程為發酵工程和酶工程提供細胞載體。生物技術產品需要利用現代分子檢測技術進行監測和評價。在這個大框架下,再對各個章節的內容進行凝練和歸納。例如,基因工程,這一章是食品生物技術課程的核心,其教學內容可以基因操作步驟為主線,即“分”、“切”、“接”、“轉”、“篩”、“表”。在這個技術路線的基礎上,補充相應的知識內容。學生學起來就比較連貫而且能夠從總體上把握住重點。
1.2把握教學重點和難點
食品生物技術涉及的知識繁多,不可能面面俱到。在課堂上授課時需要突出重點,才能在有限的課時情況下,完成教學任務。例如細胞工程這一章,重點就是植物、動物和微生物細胞基本培養方法和技術。而且微生物細胞培養與學生已開設的《微生物學》重復性高。在這種情況下,重點講授植物、動物細胞培養的方法,并且在講授的過程中將兩者(如:培養基成分、培養方式)進行對比,便于學生記憶和理解。
1.3結合學科發展的最新應用
食品生物技術是一門較為前沿的學科,隨著科學技術的發展,也不斷涌現出新的技術和成果,這就要求教師不斷跟蹤學科發展,更新自己的知識儲備。另外食品生物技術學習的最終目的是要在食品領域中進行應用,而且學生往往對應用方面的實例表現出更大的興趣。因此將學科發展的最新應用以簡潔易懂的語言傳達給學生,可以激發學生的學習積極性和學習興趣[2]。
2教學方法的改革
食品生物技術的理論性較強,授課時難免會顯得晦澀難懂。老師要改進教學方法,調動學生的學習積極性。本研究對教學方法的改進主要從以下幾個方面進行:
2.1采用問題探究式方法,活躍課堂氣氛
在本科課堂上,為講授更多的知識內容,完成教學任務,教師們往往會采用注入式的教學方法。這種教學方法不利用學生的知識遷移,而且容易導致學生產生惰性和厭倦情緒。在教學實踐中,可采用問題探究式教學方法,與學生形成良好的互動,激發學生的思維能力,培養學生知識聯結及思考習慣。比如,在細胞工程一章中,與學生探討“能不能通過細胞培養來大量生產紫杉醇,如果可以,需要如何操作,操作過程中的注意事項有哪些?”這樣一個問題基本上涵蓋了植物細胞培養的主要知識點。既活躍了課堂氣氛又完成了授課內容,而且在提問的過程中無形地提高了學生神經的緊張性,使學生的注意力集中在課堂上[5]。
2.2充分利用多媒體等教學手段
多媒體教學可以直觀、形象、生動地展示教學內容。利用多媒體教學一方面可以大大增加課堂信息量,另一方面可以使知識內容立體化,有助于學生的理解。比如聚合酶鏈式反應(PCR),是一種應用范圍廣而且極其重要的生物技術,學生需要理解其原理,掌握其方法。但是PCR反應過程涉及到的試劑多,反應程序復雜,而且反應過程不直觀,即使進行實際操作也很難理解其要點。利用多媒體動畫,模擬實際反應過程,將微觀的引物、模板、聚合酶等物質形象化,促進學生理解,同時使課堂鮮活起來。多媒體在促進教學的同時,也有一些弊端。因為多媒體課件的信息量較大,以往板書需要3分鐘的內容,通過多媒體展示可能只需要1分鐘便講述完,這樣容易導致學生沒有時間記錄和及時消化。因此,可以將多媒體課件在上課前發給學生預習和打印出來,便于學生記錄和日后的復習。
2.3布置適當的課后作業
現在本科教學中,學生在課后很少復習,對知識的理解和掌握基本上都是在課堂上。但是本科教學的內容多,知識體系難以掌握,特別是專業課,僅靠課堂上的學習是不夠的。在課后布置一些綜合性和發散性的作業,可以敦促學生課后復習,同時也培養學生的自學能力。
2.4以科研促教學
食品生物技術不僅涉及到基因和分子等方面的理論知識,也涉及食品工藝與加工等應用方面的內容,因此可以結合課程內容設置一些大學生創新實踐活動課題。激發和鼓勵學生參與到教師的科研項目中,使學生通過實驗設計和項目執行更好地理解專業知識。通過這樣一個過程也激發學生學習專業知識的積極性和興趣,培養學生的科研能力,以及自主解決問題的能力,為本科生的畢業論文奠定良好的基礎。
3結語
關鍵詞 細胞工程實驗課;教學平臺;實驗室;教學方式
中圖分類號 G642.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)24-0329-01
Design and Implementation of Experiments in Cell Technology Teaching of Fisheries Universities
LI Xia QIN Yan-jie
(College of Fishery and Life,Dalian Ocean University,Dalian Liaoning 116023)
Abstract According to the teaching practice and extant problem in recent years ,the construction of the creative practical teaching platform of cell technology experiment was introduced in this paper.And the basic conditions in laboratory and teaching methods were brought forward.The initial exploration was provided for cultivating the abilities of creativity and practice of students to proride references for the development of cell technology experiment.
Key words cell engineering experiment;teaching platform;laboratory;teaching methods
細胞工程是一門現代生物科學理論和工程技術相結合的綜合性學科,和基因工程、微生物發酵工程、酶工程一起構成生物工程的四大支撐課程,是生物科學、生物工程、生物技術專業的專業必修課。細胞工程實驗是生物技術領域最新發展前沿的一門實驗技能課程,學好這門課程將為學生今后從事生物學領域的相關研究及細胞工程有關的生物技術產業奠定良好的理論和技術基礎[1-2]。動物細胞培養是細胞工程實驗的主要內容。
目前全國各大高?;径加猩锛夹g或者生物工程專業,水產類的高校也不例外,如何辦出特色一直是教學研究的重點。細胞工程作為專業課,除了講授基本理論和實驗技能外,更重要的是體現各校的特點。另外細胞工程實驗由于難度大,對實驗條件及教師素質要求高,而水產院校以往相關的條件不夠好,所以實驗開出率不高,有些實驗只是演示或者根本不開,這在很大程度上影響了學生培養的質量。筆者根據多年科研和教學的經驗,結合生物技術專業培養目標的要求,構建了細胞工程創新型實驗教學平臺,提出實驗室基本條件以及教學形式,對如何解決目前細胞工程實驗教學中存在的問題、提高學生實驗技能和創新意識進行了初步的探討。
1 構建創新型實驗教學平臺
為培養和提高學生的實驗技能和創新能力,必須優化實驗課結構,形成有利于創新型人才培養的實驗課程體系。細胞工程實驗應建立基礎實驗、綜合(設計)型實驗、研究型實驗3個平臺。
基礎實驗內容包括實驗的準備、原代培養、傳代培養、細胞計數及活力測定,主要是訓練學生基本的細胞培養和無菌操作技能,使學生對細胞培養有全面、感性的認識。水產院??梢杂脤W生比較熟悉的水生生物如扇貝、蝦等為材料,采用組織塊法或細胞酶解法進行。傳代培養實驗可選用魚類細胞系等作為材料,如鯉魚鰭細胞系。
綜合型實驗涉及相關的綜合知識或運用綜合的實驗方法、實驗手段,通常實驗原理和操作較為復雜,要求學生會閱讀和理解實驗指導書的實驗步驟,全面了解儀器設備的使用原理并能正確操作,鍛煉學生綜合分析問題的能力[3-4]。內容可包括細胞生長曲線的測定、培養細胞染色體制備、細胞的凍存和解凍等。如細胞生長曲線測定,實驗室提供魚類細胞系或骨髓瘤細胞為材料,建議使用24孔板,學生自己完成實驗的過程。設計型實驗完全以學生為主體,教師只起引導和輔助作用??勺寣W生自由分組進行,自行設計實驗步驟,和教師討論后自主實施。在實驗過程中盡可能培養學生獨立動手操作和思考的能力,讓學生自己準備實驗所需用品,實驗室全天開放,設計型實驗對培養學生團隊精神,發揮學生的主觀能動性和創造性是非常有益的。
研究型實驗主要結合教師的科研和畢業論文來進行。科研與實驗教學結合在培養本科生科研能力、創新意識、提高教學水平和質量,促進實驗教學改革深入發展中起到重要作用[5-6]。教師可通過展示科研成果、提出研究中遇到的問題以及讓學生承擔一部分研究工作來達到對學生科研能力的培養。如學生完成的“泥鰍鰭細胞系的建立及特性分析”就是教師科研項目的一部分內容。
2 實驗室應具備的基本條件
許多學校由于實驗條件不足,造成實驗課程不能開出。筆者結合多年經驗設計出細胞工程實驗室應具備的最基本的條件。細胞工程實驗室應具備2個功能空間即準備室、實驗操作室。準備室主要是器皿的清洗、包裝、消毒、藥品配置等,如果條件不允許可與實驗操作室合并。實驗操作室是學生實驗操作的主體空間。由于全程要求無菌,所以需要安放超凈工作臺,若考慮實驗空間和資金條件的因素,可以購買雙人雙面工作臺,每個臺上可操作4人。準備室的設備條件可參考微生物實驗室,但倒置顯微鏡、CO2培養箱是實驗操作室必備的[7]。條件允許的單位應單獨設置保種室,用于實驗教師對各種細胞系的保種及實驗用細胞的準備工作,該保種室應按照生物安全防護三級實驗室(P3)的規范進行設置。
3 優化教學方式方法
3.1 創造條件,盡可能滿足實驗要求
細胞培養對無菌條件要求較高,所以實驗條件顯得很重要。最好按1位教師指導15~20人來分配,學生著裝要求白大衣和拖鞋,有條件的戴口罩,盡可能保證無菌操作?;A實驗和綜合(設計)型實驗最好分開為2個學期。研究型實驗可穿插其中直至畢業。
3.2 提高實驗教師的素質
細胞的體外培養隨時會面臨各種各樣的問題,如染菌、細胞生長不良等,要求實驗教師針對各種突況靈活應對,以保證實驗教學的順利進行,同時,實驗教師需要對學生的實驗結果進行準確的分析和預測,從而對學生進行切實的指導。在研究型實驗中更要從立題、實驗操作、文獻檢索、討論等各環節對學生進行指導,因此要求教師必須具備較高的科研素質和業務水平。
3.3 建立有效的成績評定方法
實驗課主要以學生的實際操作結果作為評定指標。每個相對獨立的實驗都有評定標準。如原代和傳代培養,設及格、良、優3個等級。沒有污染滿足及格的要求,然后按生長情況分為其他2個等級。染色體制備實驗分為3個標準,有少數分裂相為及格,分裂相較多為良,染色體伸展很好,著絲點清晰,可作核型和帶型分析的為優。細胞凍存實驗以解凍后細胞成活率為指標,成活率達85%為優秀,以后每降低5%,成績即降一等??偝煽冇筛鱾€獨立的實驗成績綜合得出。細致、綜合的成績評定方法對督促學生做好每一個實驗有積極的作用。
4 結語
在高校培養人才的教育培訓鏈條中,實驗教學一直扮演著不可替代的重要角色[8]。在培養學生創新精神和創新能力方面,廣大教育工作者都在積極地開展實驗指導思路及方法的探討[9-10]。高校培養的各類生物技術、生物工程專業的人才必將在生命科學、醫藥、農林、食品、生物資源與環境保護、養殖業、新物種的構建等領域中發揮著越來越重要的作用。高等教育的實驗課程改革將為我國培養更多更好的創新人才,為把我國早日建設成創新型國家做出積極的貢獻[1]。
5 參考文獻
[1] 葉希韻,孫劍華.細胞工程實驗課程拓展性教學體系的建立[J].實驗室研究與探索,2008,27(11):96-112.
[2] 梁亦農,魏世民.細胞工程實驗探索與改革[J].山西教育:高教版,2008(3):33.
[3] 姚發業,魏培海,李斌.問題法教學研究[J].山東教育學院學報,2009(2):12-14.
[4] 張振坤,張衛華.設計性實驗——培養學生創新思維的新途徑[J].化學工程與裝備,2009(6):165-166.
[5] 吳元喜,謝青,張曉昱,等.提高本科生研究型實驗水平的措施[J].實驗室研究與探索,2009,28(8):112-114.
[6] 吳瑩,王洋,王晶英.細胞生物學實驗教學改革[J].實驗室研究與探索,2010,29(7):262-266.
[7] 王蒂.細胞工程學[M].北京,中國農業出版社,2003.
[8] 楊慧.設計性實驗的探析[J].科技信息,2009(23):108-109.