本站原创【摘 要】据研究型大学课程教学改革的需求,本文探讨了动物细胞工程实验教学的改革模式,通过教学形式包括实验方案设计、操作注意事项、报告论文撰写及实验问题分析与总结等教学环节的实施,在教学内容、组织方式手段以及与科学研究结合等方面进行了全面改革,同时分析了此种改革模式下的教学质量和效果的评价以及此种教学模式存在的问题与改进措施,以提高学生的实际操作技能和科研创新能力,为动物细胞工程实验教学方法改革提供借鉴.
【关 键 词】动物细胞工程实验教学改革研究型大学
【基金项目】由宁夏回族自治区高等学校细胞生物学精品课程（2012年）,宁夏回族自治区细胞生物学双语教学示范课程（2011年）,宁夏大学细胞生物学精品课程（2009年）资助.
【中图分类号】G42【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2013）06-0244-02
1.引言
宁夏大学是宁夏回族自治区人民政府与教育部共建的综合性大学,国家“211工程”重点建设高校,是我国西部重点建设的一所学校.为把宁夏大学建设成为区域特色鲜明、服务地方能力较强的高水平教学研究型大学,提高办学质量,推进产学研创新,尤为重要.而生物技术专业系宁夏大学生命科学学院重点建设专业.生物技术专业不仅仅是一门新兴学科,更是一门实验性、实践性非常强的学科,为了更好地适应市场经济的社会大环境,对该专业人才培养的要求不仅仅是要有较深厚的理论基础和较宽广的知识面,更要有较强的实验、实践和创新能力.而高素质创新人才的培养则是从事生物技术专业人才培养教育工作者急需探讨和解决的问题.
动物细胞工程实验技术是生物技术专业的一门非常重要的必修课之一,它充当了基础知识与生产实践相结合的桥梁[1],在生物医药、动物品种改良等方面具有重要的应用价值.该课程的学习对于全面深入掌握生物技术领域中的基本理论和技术具有不可忽视的意义,因此,作为一门专业主干课其实践性和应用性很强.
但其内容繁杂,技术难度大,随着细胞工程实验技术的突飞猛进,应用细胞工程技术可以在细胞和分子水平上改良现有生物品种以及培育新品种[1],所以,紧密联系生产实践和科学研究最前沿为动物细胞工程实验课特色.而原有的课程体系、实验教学方法等已不能满足日新月异的社会发展需求.因此,要想使同学们真正掌握这门课程的要领,以适应研究型大学的改革需求,培育出高素质的复合型人才,及时更新动物细胞工程实验技术专业课程的教学内容,改进教学方法与手段,对于提高教学效果、培养高素质的专业人才具有十分重要的意义.借鉴于此,本文对该课程的教学改革进行了如下的探讨.
2.教学形式
2.1实验方案设计采取项目申请立项制
在进行《动物细胞工程》理论课程教学时,结合实验需求,安排学生结合自己的兴趣爱好,设计实验方案.比如,在讲述完毕动物细胞与组织培养课程时,要求学生自由组合,结合理论课程设计一个完整的动物细胞系的实验方案.具体内容包括,实验材料的准备以及经费预算,细胞培养相关溶液的配置、细胞原代培养与传代、细胞生长特性的鉴定、细胞的冻存与复苏以及污染的排除,同时包括人员组合以及实验分工.培养学生科研项目立项申请的科研素养,以适应研究型大学的改革需求.
在项目申请中,除了要求学生理清技术路线外,重点要求学生凝练出项目目标以及拟解决的关键问题以及对实验过程可能遇到的问题进行分析和讨论,提出解决方案,提高学生分析问题、解决问题的能力,培养了学生独立思考解决问题的积极性；同时,通过对实验人员组合和分工的训练,培养了学生团队意识以及互助合作的精神,更为重要的是,克服了传统教学中,所有实验器仪器和材料均由老师准备,而学生只要按照老师指定的实验步骤逐一模仿去做的单一模式的弊端.
项目申请撰写完毕,由教师修改指出实验原则的缺陷,督促学生加以改进,然后,结合学生自由组合分组,进行幻灯片制作,模拟项目立项申请答辩进行交流汇报,由同学和老师充当项目评议专家,重点指出实验设计上的不足,这样在讨论中让学生对自己的实验目的和要求更加明确,实验思路更加清晰[2].
2.2实验操作注意事项
通过模拟项目立项申请答辩通过后,经教师修改后即可进入实验操作.学生按组进行实验材料、器材的准备,包括对所需器具的清洗和灭菌处理.同时,按实验所需配制试剂,按照实验方案设计进行实验.试验操作除了注意提高无菌操作意识之外,注意生物废弃物的合理排放以及学生自身的安全,树立生物安全意识.在整个实验过程中,实验室均采取开放式的原则,学生可以根据实验需求进入实验室进行实验以及记录观察等.
2.3实验报告论文撰写及问题分析与总结
实验报告论文要求学生严格按照科技论文的格式书写代替传统的实验报告形式.比如建立细胞系实验,在撰写科技论文时要求学生注意以下几个方面：引言部分要求学生除了简单介绍实验原理和目的之外,重点比较动物细胞原代培养与细胞纯化的不同方法,同时写出所选方法的科学理论依据.其次,结果与讨论为重点部分,此部分内容要求学生结合理论知识对实验结果进行分析和总结归纳,分析在实验过程中所遇到的问题,并且分析原因,提出改进办法[2].这种科技论文的形式取代传统的实验报告,有助于学生撰写科技论文的写作,提高了学生的科研素养以及分析问题解决问题的能力,为创新实验、毕业设计的实施奠定了扎实的基础.实验结束后,对此次实验结果进行归纳总结.对所出现问题中,比较典型的进行详细分析.
3.教学方法
3.1加强多媒体教学,提高学生学习兴趣
发挥信息化优势,弥补传统教学缺陷,是动物细胞工程实验信息化教学改革的有效途径.动物细胞工程实践性很强,涉及的实验内容很多,如动物细胞的原代培养、传代培养以及冷冻保存技术、细胞融合与单克隆抗体制备技术、动物克隆与核移植技术、胚胎移植技术、胚胎切割技术、转基因动物技术等的一些基本技术操作,一一安排实验或者实践实习,在高等学校不切合实际.所以采用多媒体教学非常重要,通过图片、录像、实验专题片弥补一些实验无法开设的缺陷,开拓学生的眼界.笔者在动物细胞工程实验的教学中,积极收集多媒体课件、图片、录像等,将新收集的一些图片、照片等添加到课件中,尽量多用图片或照片提高学生的学习积极性.同时利用网络教学平台,将国内外新发表的动物细胞工程实验相关的论文、实验网站等上传到网络系统,供师生学习和科研参考.
3.2加强学科团队建设和年轻教师的培养,提高授课水平和教学质量
动物细胞工程整合了众多学科的相关内容,跟踪现代生命科学技术的前沿领域,教学难度较大,需要多学科的基础知识.所以,必须有一支结构层次合理、理论知识扎实、专业技能精湛的教师队伍,才能满足教学工作的需要.因此,重视培养教师的治学态度、授课艺术、实践经验以及对现代教育技术手段的应用能力在很大程度上决定了教学的质量和效果.
3.3重视硬件和平台建设,注重学生动物细胞工程实验实际应用能力和研究创新能力的培养
随着生命科学的发展,对科研条件的要求标准也在提高.动物细胞工程实验是生物技术专业教学、科研的重要技术支撑.所以重视动物细胞工程实验研究平台的建设,对于生物技术学科的发展及我校科研实力的提升具有重要意义.
目前我校西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室,基本满足现有教学和科研的需要.根据学校的优势学科建设情况,开设了细胞系建立等实验内容,以培养学生的实验动手能力,熏陶和培养学生进行科学研究的基本素养.
4.教学质量和效果的评价
通过对动物细胞工程实验教学的改革初探,取得了一定的效果,主要表现在[2-4]：
4.1教师授课的效果
通过近几年的努力,我校细胞工程实验教学的教学团队不断壮大,教师准备& #20805;分,授课艺术提高,学生对教师的评价满意度也逐年增加,取得了比较好的教学效果.
从学生上课听讲热情、上课跟随老师的反应、互动以及在实验过程中的动手操作能力、操作细节等方面的观察,教学效果比较理想.
4.2学生的知识掌握情况
通过教学改革,学生的学习兴趣明显提高,除了对理论知识有较为扎实的掌握,更为重要的是,学生能够将理论知识应用到实验实践过程中去,同时,能够运用所掌握的知识分析实验过程中所遇到的问题,即分析和解决问题的能力有所提高.大学生创新实验的设计水平明显提高,学生查阅资料、利用细胞工程的理论和知识解决问题的能力有了显著提高.比如在实验方案设计时,要求学生自己设计实验,通过立项申请的方式确定实验方案,人员比例以及经费预算等各个环节,这就要求学生在实验方案设计的同时,必须理清方案设计的理论依据,同时也培养了学生充分利用网络资源查阅资料、阅读文献的能力.
4.3学生的实验技能掌握情况
学生在开展实验前必须充分应用理论知识和已掌握的技能,完成整个实验,包括实验的设计、实验操作的步骤、仪器和材料的选择、人员分工的协调、结果的分析与讨论以及论文的撰写等.均要求学生要有严谨的科学研究态度,调动了学生的主动性,对于学生科学素质的培养以及综合能力的提高大有裨益.比如,在实验结束后要求学生按照科技论文的形式撰写实验结题报告,训练了学生撰写科研论文的基本功,为学生毕业设计打下坚实的基础,同时使学生具备了从事科学研究的基本素养.
4.4其他方面
通过对动物细胞工程课程的开设,有效的培养了学生的动手能力和逻辑思维能力,一方面,加强了教师和学生之间的交流,增进了师生之间的感情；同时,自由组合立项申请的方式,增强了学生的责任心,提高了学习兴趣,而在实验过程中各同学之间相互协调合作,增进了同学之间团结、互助的精神,团队意识增强.另一方面,这种立项申请的改革实验教学模式,反映了当代科学技术的发展水平,涉及的知识面广.这就要求教师不仅要有本学科扎实的理论基础、较好的实验技能,还要加强业务学习,不断更新自己的知识,因此,提高了师资队伍的业务水平.
5.存在的问题与改进措施
5.1实验室配套设施尚需进一步完善
由于实验以自由组合的立项申请的形式开展实验,对仪器设备需求加强.
5.2加大与科学研究相结合的力度
实验要求学生自己准备实验材料和试剂,与教师统一准备相比较加大了实验费用开支.因此,加大与科学研究相结合的力度尤为重要.同时,科研和学科的发展密切相关,科研内容又可促进实验教学内容的更新以及教学质量的提高.鼓励学生直接参与教师的科研课题中去,是培养学生自主学习和创新意识的有效途径之一.
如果教师在教学中引用自己的科研成果,以解释实验中的相关问题,使课堂与科学研究的距离拉近,引起学生对该学科的兴趣和更大重视.
6.结语
实验教学与课堂理论教学相比,更有利于培养学生的创新能力.而要真正上好实验课并不是一件容易的事,还有很多问题需要不断地探索和实践.因此,需要教师不断地提高业务水平的同时,更要以极高的热情、更多的精力投入到教学实践过程中.