醫用細胞工程實驗教學實踐與探討

薛紹禮 路景濤 王怡 夏覓真 屠培培 吳琳梅 丁銳

摘 ? 要：細胞工程實驗是一門實踐性極強的學科，是細胞工程課程的一個重要組成部分，對課程教學效果具有至關重要的作用。本文主要從教材建設、教學內容、教學方法、實驗室建設、師資隊伍建設和考核評價等幾個方面，總結了我校醫用細胞工程實驗課程建設情況，并探討了有關問題。

關鍵詞：細胞工程 ?實驗教學 ?醫學院校

中圖分類號：R-4;G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（a）-0188-02

細胞工程是利用細胞生物學的原理和方法，結合分子生物學等技術手段，按照人們的需要或設計，有計劃地改變或創造細胞遺傳性及進行大規模的細胞和組織培養，使其按照人的意愿發生結構或功能等生物學特性的改變，獲得人類所需的、可以生產有用的生物制品或有價值的新品種的一門綜合性技術科學。

細胞工程是一門實踐性極強的學科，實驗教學是課程的一個重要組成部分，對細胞工程課程授課效果具有至關重要的作用。尤其是近年來隨著新技術、新設備和新方法的不斷出現，新研究熱點的不斷涌現，新學科群的不斷整合，對生物技術專業學生的創新精神和創新能力提出了更高的要求。而作為生物技術專業教學環節中的重要一環，細胞工程實驗課對于學生夯實理論基礎，掌握有關技術，培養創新與實踐能力具有非常重要的作用。

我校生物技術專業于2003年開設了細胞工程課程，考慮到地方性醫學院校的生物技術專業，培養目標主要是培養綜合素質較高、理論基礎扎實、具有創新精神的復合型專業人才，所以選擇了上海交通大學出版社出版，楊吉成編著的《醫用細胞工程》作為理論課教材，此書后改由化學工業出版社出版，書名《細胞工程》 。

實驗課程一直沒有合適的教材，于是我們根據培養目標的要求，結合具體情況，自編了實驗教材，經過17年的實踐和逐步完善，取得較好的教學效果。本文回顧、總結細胞工程實驗課程建設和實施情況，同時就有關進行了一些探討。

1 ?教學內容

1.1 指導思想

經歷了一系列的改革，開始實驗教學定位是從屬于理論教學，但是通過對教學效果考核以及對走上工作崗位畢業生的走訪，發現實踐教學及理論聯系實踐無論在教學過程、教學效果，以及學生將來的應用等方面，都極其重要，后期將實踐教學定位為與理論教學并重，相互獨立又相互聯系，最近幾年直接將細胞工程實驗與細胞工程并列為一門單獨的課程，但是安排同一組教師授課，既保證實驗課程的自主性、完整性和系統性，又兼顧到與細胞工程課程互相的有機聯系，以及內容的延續性和銜接性等。細胞工程實驗也由原來的用實驗驗證理論知識轉變為用理論知識解決科學實驗中遇到的問題。

1.2 主要內容

考慮到授課對象是地方醫藥院校的生物技術專業，主要講授哺乳動物細胞工程，跟醫藥生物技術關系密切的有關內容。分3大板塊，第一板塊是基礎技能，主要是細胞培養有關技術，如原代細胞的制備、體外培養細胞的觀察、細胞換液，細胞傳代、細胞計數、細胞克隆、細胞的冷凍保存與復蘇等基本實驗技術;第二板塊是細胞工程技術，如細胞融合、細胞基因操作、細胞轉化和染色體操作等;第三板塊是細胞工程的應用，如MTT比色法、病毒及疫苗有關技術和細胞大培養等。

1.3 實驗安排

考慮到實驗操作對象是體外培養的活細胞，實驗過程中隨時可能出現具體情況，如細胞生長狀況不能滿足已經安排的實驗，甚至細胞污染以至于實驗完全進行不下去，我們在安排具體實驗內容的時候，有幾種預案，一是安排多種實驗內容可選，根據細胞生長情況隨時選用有關實驗;二是老師跟學生同步實驗，留有細胞及有關實驗材料備份，而且老師的實驗在另外一實驗室中進行;三是一般先安排傳代細胞有關的實驗，最后安排動物和原代細胞有關實驗，萬一傳代細胞出現問題，一時接不上來，可以隨時用實驗動物進行原代細胞等實驗，為重新準備傳代細胞爭取出時間。

2 ?教學方法

2.1 基本概念和技術的培養

首先讓學生明白，細胞培養不好怎么在細胞上進行工程操作？沒有無菌概念，做不好無菌操作怎么能培養好細胞？內容安排上注重基本概念和技術，除了基本實驗操作技能，還包括最基本的無菌室的布局、使用和注意事項，超凈工作臺的使用和維護，實驗儀器和器械的選擇和規范使用，培養基和有關液體的配制等內容，連實驗器械的清洗滅菌等都安排老師帶領學生操作一兩次，然后全部由學生利用課余時間完成。

2.2 個人動手能力培養

課堂教學中要求每個學生都有機會親自動手操作。由于無菌實驗室空間和超凈工作臺有限，實際教學中只能安排5～6人為一個教學組，但是要求每2人組成一個操作組，每個操作組都有動手實驗的機會，操作時一人為主，一人輔助。

2.3 科研思維和創新能力培養

除了基本實驗操作訓練，還有針對性地安排了綜合性和應用性實驗，主要包括細胞工程技術及其應用等方面的內容，目的是培養學生綜合、靈活運用有關實驗技術和理論，發現問題，分析問題，解決問題，同時結合實例，講授有關技術及其實際應用，培養學生的創新意識和能力。

2.4 講究實效

細胞工程實驗面對的是活的細胞，容不得半點馬虎，無論哪個環節出問題，都將影響實驗的成功。我們從教學內容的安排和教學方法的使用等多方面保證課程教學的完成，并確保教學效果。比如體外培養細胞在第一次實驗課就發給學生，以后所有實驗都用各組自己的細胞，這樣學生既要做到正確的實驗操作，細胞能存活，良好地生長，成功地完成每次實驗內容，還要考慮到下次實驗的安排，保證到時候細胞能滿足實驗需要。原代細胞也是同樣的，所有實驗均使用本組制作的細胞，每次實驗結果都會影響下次實驗。

3 ?實驗室和師資隊伍建設

細胞工程實驗對硬件要求和技術要求都比較高，課程開設之前，我們參觀、學習了有關教學單位，收獲很大，但也發現存在一些問題。我們的設想是要讓學生真正掌握實驗操作技術，而不是僅學習形式實際上操作的細胞并不能培養。比如在第一課即將體外培養細胞交給學生，學生用這些細胞進行實驗，一直培養下去直到實驗結束，這對實驗室條件和教師水平和能力提出極高挑戰。

為了實現這個設想，我們將最好的房間、有限的經費優先用于細胞工程實驗室建設，經費主要用于無菌實驗室的裝修，儀器設備、器械和實驗材料的購置。

細胞工程實驗的實踐經驗非常重要，大多數青年教師沒有經過系統、規范的培訓，有的一點實踐經驗都沒有。我們有一位從事細胞工程和病毒研究的老教師，采取一對一帶教法，有計劃安排年輕老師跟堂聽課，隨后安排其跟老教師一起帶教一個班，經過幾年的培養，成熟的老師再帶其他老師，建立了一支細胞工程實驗教師隊伍。

4 ?考核評價

考核內容主要包括實驗報告考核、過程考核和綜合性考核，其中過程考核和綜合性考核是重點。

過程考核主要考核出勤、課堂表現、實驗操作情況和實驗結果等，關于出勤、課堂表現和實驗操作情況，老師在實驗指導和巡查中都有記錄，而實驗結果在安排實驗內容和教學方法已經考慮到考核問題，比如實驗是一環扣一環的，上一次實驗結果直接影響到下次實驗的開展，每次實驗結果都是無法隱瞞和自己補救的，學生必須找老師提供備份材料。

綜合考核比較復雜，方法及內容等方面也一直在嘗試和調整，主要是根據實驗課程和有關場景中學生綜合表現來評價。一些細節也包括在內，比如有的同學主動打掃、整理實驗室，積極參與實驗器械整理和清洗等，都被納入了考核。

近兩年由于將細胞工程實驗獨立成一門課程，考核方法也有較大變動，將綜合考核內容納入了過程考核，增加了試卷考核，所以考核評價分為實驗報告考核、過程考核和試卷考核3個板塊。

參考文獻

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