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摘要:实验教学是高校教学体系的重要组成部分,实验教学改革是教学改革的重要方面。细胞工程是一门实验性极强的课程,为了收到更好的教学效果,培养高素质的专业人才,提高教学资源的利用率,实验教学改革势在必行。我们从实验教学模式、教学内容、考核办法等几个方面进行了改革,收到了较好的教学效果,提高了学生的综合素质和实验动手能力。
关键词:细胞工程实验;教学改革;实验技能
中图分类号:Q813 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-04-0306-2
基金项目:吉林省优秀课程(110307);吉林农业大学校内教研课题(2010)。
细胞工程是生物技术的五大工程之一,它是在细胞全能性理论基础上建立和发展起来的,细胞工程是现代生物工程中涉及面极广的一门生物技术,它与基因工程一起代表着现代生物工程最新的发展前沿,在生命科学、农业、医药、食品、养殖业、生物资源环保、新物种构建等领域发挥着越来越重要作用。[1-2]细胞工程就是应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的实验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。[3]细胞工程课程已经成为高等农业院校必开的课程之一,也是我们吉林农业大学生命科学学院生物技术、生物工程和生物制药专业的必修专业课程。
实验教学是高校教学体系的重要组成部分,实验教学应以学生综合素质教育及学生科学实验能力,即科学地分析问题和解决问题的能力及科学探索能力的培养为主线,建立起系统、科学的实验教学体系。[4-6]而细胞工程尤其是一门实验性极强的课程,如果只有理论教学而没有实验教学内容学生就不能真正意义上的理解本学科的真谛,实验教学的目的就是使学生通过实验掌握细胞工程学的基本原理、基本方法与技术,巩固和加深对课堂理论知识的理解,培养学生独立进行科学研究的基本技能,提高学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力,养成严谨的科学态度。
经过几年的细胞工程理论和实验教学,更加感觉到实验教学对于今后学生的就业、考研深造都积极的作用和深远的影响。对细胞工程实验教学进行相应的改革势在必行,具有极其深远的意义。
1 实验教学模式的改革
根据细胞工程实验教学大纲,把细胞工程实验内容编排为三大部分,第一部分是基本技能实验,要求学生必须正确、熟练地掌握这些技术。在这一部分教学中,采用老师讲解、指导、示范并提出要求,学生自己动手操作的教学模式。如培养基的配制和灭菌实验中,教师提出所配制的培养基体积的要求,学生首先根据已配制好的母液浓度进行换算填写配方单、再吸取称量药品、定容、调pH值并灭菌;无菌操作技术实验中,教师提供胡萝卜作为外植体材料,在超净工作台上演示无菌操作的基本操作方法及注意事项,然后每位同学都动手操作,进行外植体消毒及接种,接种后随时进行观察,并统计污染率和愈伤组织诱导率。第二部分是综合设计性实验,根据教师提出的实验目的和要求,由学生设计出一个完整的适合烟草分化的实验方案,主要培养学生设计实验、独立完成实验的能力;第三部分是系统设计性实验部分,让学生们根据自己的兴趣爱好,查阅相关的文献资料,自己设计出有一定研究意义的可行性研究方案,并在实验正式开始之前上交,教师看完他们的方案后要逐个与学生一起讨论这些实验设计方案的优缺点,帮他们分析他们设计的实验方案是否合理和可行,提出修改意见,学生回去后再进行修改,通过几个来回的交流讨论,最终确定实验方案。然后学生在根据自己的方案,选择合适的培养基,适合的灭菌剂,适宜的外植体材料,在实验过程中尽可能培养学生独立动手操作和思考的能力,所有的实验操作均由学生独立完成,教师只要在一边正确指导学生的实验操作规范和实验习惯,同时教师要和学生一起对实验过程中遇到的问题和困难进行科学分析和指导,帮助和培养学生合理分析问题和解决问题的能力。在实验过程中还要强调大家的团队合作精神,要充分发挥学生们的实验自觉性、主观能动性和创造性,这点对本科生实验创新能力的提高是非常重要的,这种综合设计性实验训练在本科生高年级阶段开设也是非常必要的,符合高校培养研究型创新型人才的教学目标。
2 实验教学内容的改革
传统实验教学内容偏重于验证性实验,综合性、设计性实验较少。验证性实验主要解决学生基本的实验技能和对细胞结构、代谢、培养的一些直观认识,使学生初步具有实践动手的能力,但学生缺少动脑思考,不能留下深刻的印象。尤其有部分同学不愿意动手做实验,实验课时总是溜边,看着其他同学做实验,其中部分原因就是验证性实验的结果已经提前预知,很难激起这些学生的兴趣。综合性、设计性实验的开展,是在学生们已经掌握基本的实验操作的基础上,在老师的引导下独立开展的实验训练,是学生自己查阅文献,确定的实验方案,对实验结果有预期,但能否达到,存在一定的未知性,正因为如此,反而能引起学生的普遍关注,每个学生都能切实地参与到实验中来,通过综合設计性实验的开展,使学生能够具有独立开展大型实验的能力,为学生以后就业和读研都打下良好的基础。综合设计性实验开展几年来,得到了学生的普遍认可,激发了学生们的学习兴趣,所以我们在实验教学中增加了综合设计性实验的比例,提高学生的综合实验技能。
3 实验成绩考核体系的改革
传统的实验成绩的评定主要依据出勤情况和实验报告情况,这种考核制度使部分学生每次上实验课都是只注意填写实验报告,而不重视实验操作,本末倒置,起不到提高学生综合实验技能的目的,所以我们在实验课考核体系中加入随堂实验操作考核成绩。在上课的过程中,考核学生的实验操作技能,例如培养基配制的过程中,随机考核学生的母液的吸取、pH值是如何调节等这些基本内容;在无菌操作过程中,考核学生接种是否正确,是否能时时建立无菌意识,避免操作过程所引起的污染;在人参愈伤组织皂苷提取实验中,考核学生的点样方式是否正确等,这种考核制度也克服了有部分学生只求实验的速度而不求质量的毛病,使学生通过细胞工程实验能够较好地掌握细胞工程的各项实验技术。
4 与教学实习相结合
我院生物技术专业每届都有两周的植物细胞工程教学实习,在教学实习的内容安排上,实现了和实验课内容的有机结合。实验课学生们亲自做的实验材料作为实习的材料,例如实验课上诱导产生的胡萝卜愈伤组织作为实习搭桥实验的材料,由于实验的连贯性,也要求学生在实验课的操作更加认真,污染率大大降低,也培养了学生的负责态度,使他们在今后的学习和生活中都能有一种积极地人生态度。
通过对细胞工程实验教学的改革,目前已取得了一定的成绩和成效。我们《细胞工程》课程于2009年被评为吉林农业大学优秀课程,2011年被评为吉林省优秀课程。而对于细胞工程实验教学的改革改变了传统的实验教学模式,激发了学生的学习兴趣,提高了学生主动学习的能力,学生成了实验的主体,变学生被动学习为主动的求知与探索,有助于进一步提高学生的实验动手能力和分析问题、解决问题的能力,为学生以后就业和继续深造都打下了坚实的基础。
参考文献
[1] 朱劼,王利群,蔡志强等.大工程观教育理念下的“细胞工程”课程教学改革[J].常州大学学报:社会科学版,2010(3) :111~113.
[2] 周杰,王海英.《细胞工程》实验教学改革的建议与构想[J].2012,10(2):131~314.
[3] 谢从华,柳俊.植物细胞工程[M].北京:高等教育出版社,2004.
[4] 李秋莉,邹翠霞.植物细胞工程实验教学改革初探[J].实验室科学,2008,2:32~33.
[5] 李娜,王巧云.改革传统实验教学模式培养高素质人才[J].高教研究,2006,24(1): 8~9.
[6] 孙连荣.高校实验教学模式的研究与探索[J].实验室研究与探索, 2003, 22(1): 4~5.
作者简介:刘思言(1979-),女,汉族,吉林四平人,吉林农业大学讲师,硕士学历,主要从事细胞工程教学与研究工作。
关键词:细胞工程实验;教学改革;实验技能
中图分类号:Q813 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-04-0306-2
基金项目:吉林省优秀课程(110307);吉林农业大学校内教研课题(2010)。
细胞工程是生物技术的五大工程之一,它是在细胞全能性理论基础上建立和发展起来的,细胞工程是现代生物工程中涉及面极广的一门生物技术,它与基因工程一起代表着现代生物工程最新的发展前沿,在生命科学、农业、医药、食品、养殖业、生物资源环保、新物种构建等领域发挥着越来越重要作用。[1-2]细胞工程就是应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的实验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。[3]细胞工程课程已经成为高等农业院校必开的课程之一,也是我们吉林农业大学生命科学学院生物技术、生物工程和生物制药专业的必修专业课程。
实验教学是高校教学体系的重要组成部分,实验教学应以学生综合素质教育及学生科学实验能力,即科学地分析问题和解决问题的能力及科学探索能力的培养为主线,建立起系统、科学的实验教学体系。[4-6]而细胞工程尤其是一门实验性极强的课程,如果只有理论教学而没有实验教学内容学生就不能真正意义上的理解本学科的真谛,实验教学的目的就是使学生通过实验掌握细胞工程学的基本原理、基本方法与技术,巩固和加深对课堂理论知识的理解,培养学生独立进行科学研究的基本技能,提高学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力,养成严谨的科学态度。
经过几年的细胞工程理论和实验教学,更加感觉到实验教学对于今后学生的就业、考研深造都积极的作用和深远的影响。对细胞工程实验教学进行相应的改革势在必行,具有极其深远的意义。
1 实验教学模式的改革
根据细胞工程实验教学大纲,把细胞工程实验内容编排为三大部分,第一部分是基本技能实验,要求学生必须正确、熟练地掌握这些技术。在这一部分教学中,采用老师讲解、指导、示范并提出要求,学生自己动手操作的教学模式。如培养基的配制和灭菌实验中,教师提出所配制的培养基体积的要求,学生首先根据已配制好的母液浓度进行换算填写配方单、再吸取称量药品、定容、调pH值并灭菌;无菌操作技术实验中,教师提供胡萝卜作为外植体材料,在超净工作台上演示无菌操作的基本操作方法及注意事项,然后每位同学都动手操作,进行外植体消毒及接种,接种后随时进行观察,并统计污染率和愈伤组织诱导率。第二部分是综合设计性实验,根据教师提出的实验目的和要求,由学生设计出一个完整的适合烟草分化的实验方案,主要培养学生设计实验、独立完成实验的能力;第三部分是系统设计性实验部分,让学生们根据自己的兴趣爱好,查阅相关的文献资料,自己设计出有一定研究意义的可行性研究方案,并在实验正式开始之前上交,教师看完他们的方案后要逐个与学生一起讨论这些实验设计方案的优缺点,帮他们分析他们设计的实验方案是否合理和可行,提出修改意见,学生回去后再进行修改,通过几个来回的交流讨论,最终确定实验方案。然后学生在根据自己的方案,选择合适的培养基,适合的灭菌剂,适宜的外植体材料,在实验过程中尽可能培养学生独立动手操作和思考的能力,所有的实验操作均由学生独立完成,教师只要在一边正确指导学生的实验操作规范和实验习惯,同时教师要和学生一起对实验过程中遇到的问题和困难进行科学分析和指导,帮助和培养学生合理分析问题和解决问题的能力。在实验过程中还要强调大家的团队合作精神,要充分发挥学生们的实验自觉性、主观能动性和创造性,这点对本科生实验创新能力的提高是非常重要的,这种综合设计性实验训练在本科生高年级阶段开设也是非常必要的,符合高校培养研究型创新型人才的教学目标。
2 实验教学内容的改革
传统实验教学内容偏重于验证性实验,综合性、设计性实验较少。验证性实验主要解决学生基本的实验技能和对细胞结构、代谢、培养的一些直观认识,使学生初步具有实践动手的能力,但学生缺少动脑思考,不能留下深刻的印象。尤其有部分同学不愿意动手做实验,实验课时总是溜边,看着其他同学做实验,其中部分原因就是验证性实验的结果已经提前预知,很难激起这些学生的兴趣。综合性、设计性实验的开展,是在学生们已经掌握基本的实验操作的基础上,在老师的引导下独立开展的实验训练,是学生自己查阅文献,确定的实验方案,对实验结果有预期,但能否达到,存在一定的未知性,正因为如此,反而能引起学生的普遍关注,每个学生都能切实地参与到实验中来,通过综合設计性实验的开展,使学生能够具有独立开展大型实验的能力,为学生以后就业和读研都打下良好的基础。综合设计性实验开展几年来,得到了学生的普遍认可,激发了学生们的学习兴趣,所以我们在实验教学中增加了综合设计性实验的比例,提高学生的综合实验技能。
3 实验成绩考核体系的改革
传统的实验成绩的评定主要依据出勤情况和实验报告情况,这种考核制度使部分学生每次上实验课都是只注意填写实验报告,而不重视实验操作,本末倒置,起不到提高学生综合实验技能的目的,所以我们在实验课考核体系中加入随堂实验操作考核成绩。在上课的过程中,考核学生的实验操作技能,例如培养基配制的过程中,随机考核学生的母液的吸取、pH值是如何调节等这些基本内容;在无菌操作过程中,考核学生接种是否正确,是否能时时建立无菌意识,避免操作过程所引起的污染;在人参愈伤组织皂苷提取实验中,考核学生的点样方式是否正确等,这种考核制度也克服了有部分学生只求实验的速度而不求质量的毛病,使学生通过细胞工程实验能够较好地掌握细胞工程的各项实验技术。
4 与教学实习相结合
我院生物技术专业每届都有两周的植物细胞工程教学实习,在教学实习的内容安排上,实现了和实验课内容的有机结合。实验课学生们亲自做的实验材料作为实习的材料,例如实验课上诱导产生的胡萝卜愈伤组织作为实习搭桥实验的材料,由于实验的连贯性,也要求学生在实验课的操作更加认真,污染率大大降低,也培养了学生的负责态度,使他们在今后的学习和生活中都能有一种积极地人生态度。
通过对细胞工程实验教学的改革,目前已取得了一定的成绩和成效。我们《细胞工程》课程于2009年被评为吉林农业大学优秀课程,2011年被评为吉林省优秀课程。而对于细胞工程实验教学的改革改变了传统的实验教学模式,激发了学生的学习兴趣,提高了学生主动学习的能力,学生成了实验的主体,变学生被动学习为主动的求知与探索,有助于进一步提高学生的实验动手能力和分析问题、解决问题的能力,为学生以后就业和继续深造都打下了坚实的基础。
参考文献
[1] 朱劼,王利群,蔡志强等.大工程观教育理念下的“细胞工程”课程教学改革[J].常州大学学报:社会科学版,2010(3) :111~113.
[2] 周杰,王海英.《细胞工程》实验教学改革的建议与构想[J].2012,10(2):131~314.
[3] 谢从华,柳俊.植物细胞工程[M].北京:高等教育出版社,2004.
[4] 李秋莉,邹翠霞.植物细胞工程实验教学改革初探[J].实验室科学,2008,2:32~33.
[5] 李娜,王巧云.改革传统实验教学模式培养高素质人才[J].高教研究,2006,24(1): 8~9.
[6] 孙连荣.高校实验教学模式的研究与探索[J].实验室研究与探索, 2003, 22(1): 4~5.
作者简介:刘思言(1979-),女,汉族,吉林四平人,吉林农业大学讲师,硕士学历,主要从事细胞工程教学与研究工作。