余响华 戴永强

（湖南科技学院 生命科学与化学工程系，湖南永州 425100）

生物工程专业《细胞工程》课程建设与改革探索

余响华 戴永强

（湖南科技学院 生命科学与化学工程系，湖南永州 425100）

对细胞工程专业课程的现状进行了分析, 并针对该课程特点，从教材、课程内容、教学手段及教学方法等四方面探索细胞工程的课程建设和改革思路。

细胞工程；生物工程；课程建设；课程改革

21 世纪是生命科学的世纪。细胞工程是现代生物技术中应用极其广泛的一门生物技术,其在农业、工业、医药卫生、食品、环境保护、海洋和能源等领域得到广泛应用。在此形势下，一些传统的教学理念、教学方法和教学手段已经不能满足培养技术应用型生物工程专业人才的需要，不利于培养学生的技术应用能力、解决工程实际问题的能力和获取知识的能力，也不利于学生创造力的培养[1]。如何培养应用型本科专业人才, 重视学生在教学活动中的主体地位，强调师生互动，充分调动学生的积极性、主动性和创造性,是摆在每位高校任课教师面前的一项艰巨的任务。为实现这一目标, 各高校专任教师作出了不懈的努力,也取得了一定的成果, 为了提高生物工程专业课程的课堂教学效果, 培养学生的获取知识、综合运用知识的能力, 对《细胞工程》课程进行了课程建设与改革的探索。

1 细胞工程课程现状分析

细胞工程是生物工程六大组成技术之一，该课程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过类似与工程学的步骤,在细胞整体水平或细胞器水平上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或物种细胞产品的一门综合性科学技术[2]。细胞融合技术是细胞工程的核心，它与基因重组技术代表着现代生物技术的前沿和发展。

本课程是生物技术专业的专业必修课程，通过本课程的教学使学生系统掌握本门学科形成与发展，理论与原理，技术与方法等基础知识，结合科研实际以及最新研究动态，使学生对本课程有一个全面的了解；以适应后基因组时代在教学、科研和生产开发各方面对当代生命科学人才知识结构的需求。

细胞工程课程基本要求：1).使学生了解与细胞工程相关的重要理论、背景知识和细胞工程学的基础知识；2).使学生理解细胞工程的各种技术的基本原理、技术路线和方法；3).使学生了解重要技术的应用途径和范围，存在的问题及缺点；4).使学生了解各种技术的最新进展和发展前景；5).使学生在掌握基本知识的前提下，能针对具体课题对重要技术的技术路线进行初步设计，为从事生物学领域的相关研究及与细胞工程有关的生物技术产业奠定良好的理论和技术基础。

《细胞工程》课程有3大特点：1).课程所涉及的专业课程较多，除需具备普通生物学、细胞生物学、微生物学等课程基础外，还需要有一定的抗体工程、基因工程、酶工程以及部分生物工程设备方面的知识，因此，课堂上涉及的内容较多；2).行业技术更新速度快，造成教材部分内容相对滞后；3).课程的内容很多部分是很具体的操作技术和要点，需要有较强的实验经验。

前两个特点, 造成了计划学时少和教学信息量多的矛盾, 且要讲授的内容很难用一本教材来涵盖, 在教学过程中要不断收集新信息。第3个特点反映出要让学生更好地理解和接受专业知识, 不能只靠单一的课堂讲授, 必须让学生自己体会到操作技术的重要性。由于在此之前已开设相关实验内容，学生有一定的实验经验，但体会并不深。在总学分有限、相近实验项目开设受限的情况下，学生很难对一些技术处理的原理、过程、操作等方面的知识有足够的重视, 而这些又是《细胞工程》作为一门专业课要掌握的主要内容，课堂教学效果自然不会理想。

因此, 要想在有限的课堂教学学时内提高专业课课堂教学效果, 必须对现有的教学手段和教学方法进行改进, 摸索出一种新的专业课课堂教学模式, 以解决计划学时少与教学信息量多、现用教科书陈旧与科技发展迅猛之间的矛盾,加深学生对专业知识的认识和理解, 提高学生独立分析问题和解决问题的能力, 适应新世纪对生物工程专业复合型人才的需求[3]。

2 细胞工程课程的建设与改革

2.1 教材的建设与改革

结合生物工程专业重技术,重工艺,重应用的特点,我们选用李志勇主编的《细胞工程》作为本门课程的主要教学参考书,该教材的最大特点就是非常突出在细胞水平上对细胞实施定向改造技术的整体性,同时保证各种工艺及技术的一般性,并不过分强调新技术的特殊性,有利于学生的学习和理解。由于课程涉及的专业课程较多,而有些知识学生在此之前或掌握不深,或尚未接触,如抗体工程等,这就需要在教学过程适当增加相关方面的知识; 另外,由于细胞工程类科技成果更新速度快,导致一些工艺,设备相对滞后,已不能适应当前发展要求.这就要求教师还得查阅大量资料,搜集新技术以及时补充一些最新研究及发展动态,作为本教材的补充。

2.2 课程内容的改革

细胞工程在课程内容上的要点可以归纳为:细胞培养是基础,细胞融合是核心.在这里,细胞培养又分为植物细胞培养和动物细胞培养,从技术的实现过程上看,这2者有较大的相似性和可类比性,可以先重点讲解植物细胞培养技术,然后用类比的方法学习动物细胞培养章节首先介绍细胞工程基础,有利于培养学生的独立学习能力；同时还有组织培养,从培养的对象上看,可以认为组织培养是细胞培养的粗放形式.在介绍到动物细胞培养时,一类特殊细胞—干细胞也是我们的重点,由于它具有分化潜力和无限增殖能力,可与各类细胞任意组合,创造新物种,目前已成为世界顶级生物学家争相研究的重点,它是现代生物医药行业用于治疗人类重大疾病一个突破口.而细胞融合技术则是细胞工程的核心, 也是本门课程的重点和难点, 细胞融合技术应用最成熟,研究范围最广,发展潜力最大的就是单克隆抗体(McAB)的生产,可根据McAB的生产过程来介绍细胞融合技术的应用。

2.3 教学手段的改革

针对本课程的特殊性,我们在教学的每一章节都制作了幻灯片。主要包括各种培养对象微观图、培养技术路线图,筛选与鉴定原理图,以及部分设备的原理图.同时还制作了一部分模型,如 celligen笼式细胞反应器模型,机械搅拌式生物反应器模型等,运用这些教学辅助设备在课堂上直接作现场讲解,给学生以直观的视觉冲击,增强了学生的感性认识,便于学生理解。同时也提高了学生的学习积极性,课堂教与学的质量都有了很大的提高.

2.4 教学方法的改革

2.4.1 采用教师讲课、学生自学与课堂讨论三者相结合的方式

本课程在部分章节如在第二章的“细胞工程基础”时，由于所涉及内容多数为已学过的知识，教学内容相对简单易懂，主要采用学生自学的方式。而在介绍动物细胞培养环节时，则采用教师讲解开头；中间课堂提问，学生可自由讨论，使学生通过快速自学和类比植物细胞培养技术的方式掌握动物细胞培养技术方面的知识；教学最后教师总结要点，再介绍一些新的生物反应器和新的培养工艺。实践证明, 学生对这种教学方法持肯定态度。

2.4.2 采用“双主体互动”[4]教学方式

在第六章“胚胎工程”授课中, 主要介绍了几种胚胎工程技术及其应用, 其中关于胚胎融合技术、卵核移植技术、体外受精技术等内容采用了以学生为授课主体，让学生查阅资料并上台讲解的双主体互动教学方式。教师推荐一部分参考书、参考资料和网址, 让学生利用图书馆和网上资源去查阅相关内容, 然后总结成讲稿上台讲解, 最后采用学生与老师组成评委给学生打分的方式, 评出表现最优秀的同学。

学生对这一方面的内容很感兴趣，因为这是当前生物技术的前沿，对此种教学方法也很配合, 热情较高, 普遍反映查阅资料能力得到提高, 增强了学习主动性, 锻炼了表达能力, 也为以后的毕业环节做了准备。

2.4.3 适度总结

本课程从教学内容上看主要有三大块：植物细胞培养技术、动物细胞培养技术、细胞融合技术与单克隆抗体。在每一知识块结束后，都有一个归纳总结的环节，使学生对所学知识有一个消化和梳理的过程，即有利于学生对已学知识的巩固和加深，又有利于后续知识的学习。同时还相应地布置少量的课后习题,学生通过做习题可以加深对基本理论知识的理解, 对技术路线和方法也有了更为深刻的理解。教师通过批改作业, 对学生掌握知识的情况有了直观了解, 针对作业中普遍存在的问题, 再利用习题课进行讲解, 进一步加深印象。

3 结 语

通过对《细胞工程》课程教学手段和教学方法等的改革,摸索出一种新的专业课教学模式, 基本上解决了现用教材与生物工程行业发展不相适应的矛盾,扩大了课堂信息量。同时也培养了学生的技术应用能力、解决工程实际问题的能力和获取知识的能力，以及学生的创造力。随着科学技术的不断进步和人类对生物认识的不断深入,细胞工程研究的内容将更加广泛和系统, 其研究方法也将更加成熟和完善[5]。在专业课课堂教学过程中, 只有不断地探索和改进教学手段和教学方法, 才能与当代飞速发展的科技相适应, 才能使培养出的生物工程专业毕业生具有更加深厚和广泛的专业知识, 更能适应新世纪对复合型人才的需求。

[1]李常健,黄光文.新建本科院校生物工程专业应用型人才培养模式研究[J].湖南科技学院学报，2007,28(12):31～33.

[2]李志勇.细胞工程[M].北京:科学出版社,2003.

[3]马歌丽,彭新榜,高建奇，等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报，2005,32(5):160～164.

[4]许君,郑文明,陈建新,等.双主体互动模式在细胞工程学教学中的初探[J].中国科技信息，2008,(6):237～238.

[5]王伟霞,李福厚.生物技术专业《细胞工程》课程建设与改革[J].科技创新导报，2008,(9):245.

(责任编校：何俊华)

G420

A

1673-2219（2010）12-0065-02

2010－10－26

湖南科技学院教学改革立项项目，项目编号为XKYJ200742。

余响华（1976－），男，湖北武汉人，讲师，硕士，研究方向为微生物育种及代谢调控。