生物技术专业细胞工程课程设计与实践

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 生物技术专业细胞工程课程设计与 实践 摘要 细胞工程是生物技术专业 的必修课程。为了设计出符合第三军医 大学实际情况的生物技术专业细胞工程 课程，笔者在调研多所国内院校细胞工 程课程开设情况后，总结出细胞工程课 程的特点是技术性强、涉及的内容广。 细胞工程教学中需要充分利用前导课程 知识，利用小班课优势和实践课多的优 势来指导教学，构建了包含细胞工程基 础知识、动物细胞培养、细胞融合、胚 胎工程、染色体工程、干细胞工程等内 容的教学框架。在此基础上设计了第三 军医大学的细胞工程课程，并进行了课 程实践。总结近几年对生物技术专业开 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 设细胞工程课程的实践经验，主要包括 采用多样化的教学方法、小班课教学模 式、培养学生科研思维与动手能力。 中国论文网 /6/view-12954860.htm 关键词 细胞工程；生物技术； 课程设计；教学方法 中图分类号 G643 文献标识码 A 文章编号 1673-7210（2017） 10（a）-0137-03 Abstract Cell engineering is a required course for students major in biotechnology. To design a course of cell engineering that is suitable for the situation of Third Military Medical University， the authors have investigated on the course status of several universities and proposed the basic characteristics of cell engineering is high in technique， and large scale in content. The teaching thoughts of the course are thoroughly using the previous courses， making use of small class teaching and -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 practical teaching. the authors have constructed the outline of teaching contents， including basic knowledge of cell engineering， animal cell culture， cell fusion， embryo engineering， chromosome engineering and stem cell engineering. Combined with the background of Third Military Medical University， the authors propose a set of effective course design， and take it into practice， in addition， summarize the teaching practice of cell engineering for biotechnology during these years， the major experiences are applying variegated teaching methods， small class teaching， training the scientific research and experimental abilities. Key words Cell engineering； Biotechnology； Course design； Teaching method ?胞工程指以细胞为对象，应用 生命科学理论，借助工程学原理与技术， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 有目的地利用或改造生物遗传性状，以 获得特定的细胞、组织产品或新型物种 的一门综合性科学技术。细胞工程是现 代生物工程与生物技术的重要组成部分， 在医药、农业、食品、能源、环境等领 域有着广泛应用1-4。 医学院校生物技术专业是生物技 术与医学结合的产物，与综合院校及植 物的生物技术专业存在显著区别。首先， 医学院校生物技术专业涉及大量医学基 础课程，如细胞生物学、组织胚胎学、 生物化学与分子生物学、病理学、免疫 学等，学生具有医学知识背景，在学习 医学相关技术时理解程度更高5-6。其 次，医学院校重视动手能力，开展大量 动物实验，这对细胞工程实验教学来说 是一大优势7。综合院校的生物技术专 业课程涉及的范围广泛，包括动物学、 植物学、生态学等，但不同院校根据本 校特点各有侧重8。第三军医大学（以 下简称“我校 ”）经过充分论证并拟定人 才培养方案后，从 2012 年开设本专业， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 并设立了一系列的专业课程。关于细胞 工程课程，我校做了精细的课程设计， 经过几年的探索，取得了一些经验和成 果。 1 课程基本理念 1.1 细胞工程课程在生物技术专 业中的地位 学习细胞工程课程的学生专业为 生物技术四年制本科，整体背景为医学。 细胞工程课程的前导课程包括细胞生物 学和生物化学与分子生物学，后续课程 包括细胞生物学技术、实验动物技术、 组织工程和生物技术制药。与细胞工程 并行的几大工程课程分别是基因工程、 蛋白质工程和组织工程。 1.2 课程教学的指导思想 细胞工程课程的特点是技术性强， 涉及的内容广。因此，必须让学员建立 应用的观念，要求学员掌握细胞及分子 生物学基础知识，并结合学科特点及前 沿进展进行适当拓展和补充9，注重实 际应用能力的培养，同时加强创新能力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的培养。 1.3 课程教学的基本原则 有效结合学员已学的细胞生物 学、生物化学及分子生物学、组织胚胎 学基础，借助生物工程方面的技术，使 学员实现各门知识体系的有机融合，逐 步建立自己对已学医学基础知识的综合。 利用小班课优势，充分利用课堂讨论 和专题研讨等，引导学员查阅文献，拓 展知识面，引导学员思考细胞工程应用 的相关问题和前沿进展，既帮助学员掌 握相关的理论知识，又培养其逻辑思维 能力，并系统训练学员综合素质和创新 思维能力10-12 。充分利用实验教学， 培养学员实验技能及严谨的实验态度， 在完成基本实验的情况下，鼓励学员自 己设计实验，对经典实验提出质疑，逐 步培养科研思维。 2 课程设计 思路 2.1 框架设计 细胞工程课程有理论课、实验课、 自修课、专题讨论、网络课程等形式。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 首先让学员从总体把握细胞工程的基本 内容、课程性质和地位、研究进展和应 用，再通过实验锻炼学员动手操作能力， 体会细胞工程技术的应用。同时利用自 修和专题讨论让学员走出课堂，锻炼自 学能力，学会思考并阐述自己的观点。 2.2 内容安排 细胞工程课课时总计 60 学时， 其中，理论讲授 36 学时，学员自修安 排 2 学时，专题讨论 2 学时。理论课内 容共安排七章，先学习总论，从总体上 把握细胞工程的基础知识；再开展动物 细胞培养、细胞融合、基因打靶、干细 胞工程等内容，使学员掌握基础和前沿 的细胞工程知识，其中动物细胞培养和 干细胞工程为重点内容。根据当年授课 安排开设专题讨论（学术论坛） ，扩大 学员知识面，提高学员自学能力，培养 逻辑思维能力，强化探讨科学问题的学 术争鸣意识。实验课安排 20 学时，实 验内容包括细胞器的观察、染色体制备、 免疫荧光和细胞迁移，尽可能涵盖理论 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 课的内容，体现综合性和创新性。 3 教学实践与经验总结 3.1 教学实施 由专职教学组负责。教学组组成 包括经验丰富的高年资教授和敢做敢闯 的年轻副教授，这种方式的组合，可以 在保证教学质量的前提下，进行教学改 革。教学实施时，首先进行理论课授课， 实验课在细胞生物学技术实验后进行， 在学员掌握细胞培养技术（包括细胞复 苏、传代、冻存等）后，进行细胞工程 方面的实验，以避免理论实践脱节和增 加教学实施难度。研讨课根据具体情况， 安排在理论课中或课后进行。网络课程 教育已成为教育的新手段、新模式，学 员在课余时间通过细胞生物学网络课程， 进一步加深细胞工程知识的理解。课后 学员可以通过网络课程中的视频点播对 不懂的地方反复观看复习和深入理解。 3.2 教学体会 3.2.1 采用多样化的教学方法 细 胞工程的特点之一是各章节内容差异较 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 大，有的章节具有很好的逻辑性，有的 章节应用技术细节多，理论表述少6， 而有的章节二者兼有。针对不同章节的 特点，需要采取不同的教学方法，有的 章节甚至需要综合运用多种教学方法 13-14。例如，动物细胞培养工程章节， 涉及基础细胞培养的各种技术细节，同 时还涉及大规模细胞培养的技术细节， 学生在理解、记忆课本内容时有较大难 度。但是，其实该章节具有较好的逻辑 性，如果以细胞培养的准备及操作作为 主线，将各个知识点贯穿在该主线上， 同时综合运用启发式教学与实践式教学 模式，鼓励学生积极思考、自由探索、 大胆质疑，就能更好的理解。案例法教 学是利用以真实事件为基础撰写的案例 进行课堂教学的过程，使学生通过对特 殊事例的分析，掌握一般分析原理，并 借助这一原理独立分析和解决问题。一 个好的案例常常有助于提高课堂教学的 质量和效果，增加学生对专业学习的热 情和积极性，并启发学生对现实社会中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 相关事例与情境的深入观察与思考11。 细胞培养工程应用性很强，有的内容可 以单独提取出来开展案例式教学。教学 实践中结合实验课内容，选取表皮细胞 的培养作为案例进行教学，取得了非常 好的效果。同时，结合其他院校的经验， 笔者在该课程中还进行了其他教学方法 的尝试。 3.2.2 探索小班课教学模式 由于 军队院校招生特点，我校生物技术专业 每年招生人数在 10 名左右，这给进行 小班课教学探索提供了有利条件。因此， 笔者借鉴其他院校的方法10，设置了 部分小班研讨课。例如，其中一堂课研 讨诱导多能干细胞对细胞工程发展的影 响。提前一个月将题目布置给学生进行 准备，让学生去查阅资料，阅读文献， 同时复习细胞工程各章节内容，灵活运 用学习知识整理研讨内容；在课堂上每 名学生进行个人汇报发言，互相学习， 课堂研讨；最后由教师进行集中总结点 评，集中解读经典文献。在研讨课后， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 学生根据研讨情况，提交研讨报告及体 会15-20。通过几年的实施，总结出一 套行之有效的研讨方案：教研室集体备 课，确定研讨主题和具体组织形式，形 成完整的研讨方案和课堂教学设计。 3.2.3 培养学生科研思维与动手 能力 细胞工程是一门实践性很强的应 用科学，可以从两方面培养学生的科研 思维和动手能力。一方面，学生通过积 极参与教学活动，寻找自己感兴趣的的 知识点并自觉进行学习和接受，在与老 师和同学的交流中加深对新知识和新技 能的理解和掌握，并从中逐渐掌握更有 效的学习的途径和学习方法。教师在讲 授过程中要有意识引导学生将理论和实 践联系起来。例如，讲解细胞融合技术 时，结合其研究范围最广、应用最成熟、 发展潜力最大的单克隆抗体的生产制备 来介绍，扩展到当今抗体药物的市场应 用前景与生产状况，使学生加深对细胞 融合技术的理解6。另一方面，学生利 用实验课所提供的实验条件，积极学习 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 细胞工程所涉及的基本实验技术和方法 21