地方农业院校生物技术专业细胞工程课程教学研究

摘要：细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，既是一门相对独立的学科，又是一门与其他生物学科密切联系的交叉学科。细胞工程课程是很多地方农业院校生物技术专业的重要专业核心课程之一。吉林农业大学生命科学学院早在2000年建设生物技术专业时，已将细胞工程课程纳入生物技术专业人才培养方案的必修环节，建立了教学体系中理论教学以教师为主体，“启发式、互动式”等多种教学方法相结合，实验教学以学生为主体，采用“任务式、参与式”的实践教学方式的教学体系，从而达到理论和实践相融合的教学效果。

关键词：细胞工程 地方农业院校 教学研究 专业核心课

中图分类号：G642 Q813.4  文献标识码：A  文章编号：1009—5349（2019）18—0176—02

细胞工程（Cell Engineering）是一门交叉学科，是在生命科学理论基础上发展起来的，是其他生命科学的研究手段和重要途径之一，也是现代生物技术最新的发展前沿，具有前沿性（生物技术的热点）、创新性（新技术）、综合性（多学科的交叉）和应用性（技术研究和应用研究）等特点。[1]目前，吉林农业大学生命科学学院生物技术专业开设了“细胞工程”课程，授课对象为本科生。依据细胞工程课程的特点，建立了完整完善的适合地方农业院校生物技术专业本科生的教学体系，并形成了独特的教学方法，使学生从中得到启示，充分发挥能动性，大胆探索，开拓创新，从而掌握了本专业的理论和技术。

一、课程的教学体系特点

细胞工程主要讲授植物细胞工程（Plant Cell Engineering）和动物细胞工程（Animal Cell Engineering）兩方面，具体说就是从细胞全能性理论出发，阐述细胞工程发展与应用过程中的规律与特殊性。该课程理论内容包括：植物细胞工程实验室设计及基本技术、细胞全能性与形态发生、器官组织离体培养、植物细胞培养与次生代谢生产、原生质体培养与体细胞杂交、植物基因转化受体系统、离体培养下的遗传与变异、动物细胞工程等。同时，开设相对应的实验课程内容。我校生物技术专业的“细胞工程”课程为必修的专业核心课，总学时为64学时，其中理论教学40学时，实验教学24学时。教学体系特点如下：

1.基础学科知识

我校生物技术专业开设的细胞工程课程，要求学生先修完植物学、动物学、遗传学、细胞生物学、微生物学、生物化学、分子生物学等多门专业基础课。因为该课程涉及现代生物技术多个研究方向、相关生物技术产业广泛，是多个研究方向的交叉学科，学生应该完成基础课学习任务，即掌握专业基础课的基本理论知识和实践内容。因此，我校生物技术专业将该课程开设在第五学期进行。

2.基本原理

细胞工程学是一门交叉学科，是在生命科学理论的基础上发展起来的，是其他生命科学的研究手段和重要途径之一，同时对工业、农业、林业尤其是医药工业产业结构的调整具有深远的意义;它是探索天然有用物生产、无性繁殖技术、育种新途径、抗性筛选的有效手段之一。因此，细胞工程课程教学中，重点传授给学生核心问题细胞全能性理论的正确性与科学性。另外，通过实践教学，实验室内细胞学研究与传统遗传育种、发育生物学等紧密的结合。

3.实验操作环节

细胞工程学实验是教学过程中的重要环节，其目的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，为以后的工作打下坚实的基础。因此，实践教学是帮助学生系统掌握这门课程内容的关键环节。

二、课程的基本要求和条件

1.理论课程教材与参考书的选择

地方农业院校的生物技术专业开设细胞工程课程，应该根据专业培养人才方向的要求来选择教学的教材与参考书。我校生物技术专业学生基础偏向于植物，同时考研的方向多为植物研究，所以我们根据人才培养方向的特点，理论课程中的植物细胞工程部分选用了柳俊和谢丛华主编、高等教育出版社出版的《植物细胞工程》（第2版），而动物细胞工程部分选用了张峰和陈丽静主编、中国农业大学出版社出版的《细胞工程》;实验课程采用的是吉林农业大学自编教材《细胞工程实验》。参考书选择每年更新的其他版本《细胞工程》和与课程相关的经典文章和因为前沿的中英文参考文献，使学生不仅学到了基本理论和技术，而且接触到了细胞工程现阶段发展方向、前沿理论与技术。

2.实验课程内容的设置

根据我校对生物技术专业在细胞工程实验课的培养要求和实验条件，开设了细胞工程基础实验技术、无菌操作及愈伤组织诱导、器官发生与植物再生、愈伤组织悬浮培养技术、花药培养技术和培养物成分分析六个专题实验课。利用实验课，使学生巩固和加深对课堂理论知识的理解，提高学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力，养成独立进行科学研究的基本技能。

3.教学素材整理与教学课件更新

以科研团队研究的植物材料和最新出版文献内容为素材，收集、整理和更新符合我校生物技术专业的细胞工程教学课件，并科学合理地更新教学素材、教材与教学课件。教学素材整理与教学课件更新，是将科研成果与课程教学完善结合的重要环节。

4.细胞工程课程的省级“金课”计划

全面落实立德树人根本要求，牢固树立以学生为中心的教育教学理念，依托吉林省首家高校“金课”工作坊（吉林农业大学智慧教学空间），提升细胞工程课程质量水平为目标，以“金课”质量标准为引导，以健全的管理制度为保障，以提升细胞工程课程教师教学能力为重点，首先建设细胞工程校级“金课”项目，将其建设成具有吉林农业大学特色的“吉农金课”，再通过修改教学方式和方法，优化教学体系，最终将细胞工程课程打造成省级“金课”项目。

三、创建特色细胞工程教学方法

1.理论互动启发式和实验参与式的教学法

理论课程采用互动启发式教学[2]，就是通过营造多边互动的教学环境，对现代生物技术领域前沿的相关细胞工程内容交流与探究，达到“教”与“学”的交融，进而强化教师的理论功底和学生的学习的主动性和探索性，最终达到提高教学效果的一种教学方式。这种方法使细胞工程课程主题明确，条理清楚，探讨深入，能充分调动学习与研究的积极性、创造性。同时，实验课程采用参与式教学[3]，以学生实践操作为中心主体，实验内容多样化和直观化为教学手段，让学生积极参与教学过程，深刻领会和掌握所学的理论知识，直观地将所学理论知识运用到实践中获得的成果，从而提高学习兴趣和研究的积极性。

2.课堂测验和课后作业

课堂测验（2学时）以课堂提问和随堂测试的方式完成，主要是加强理论知识复习理论;同时实践检测以符合本专业学生的实验方式完成，目的是加强实践基本操作能力。通过理论和实践测试，帮助学生熟练掌握重点，解决难点问题，抓住现代生物技术研究的热点。课后作业（约8学时）可以发送到细胞工程课程建立的學习群，教师可以在线审阅学生的课后作业，并与学生建立密切的联系;还可以通过学习群组数据信息，收集和整理学生对该课程的评价、建议和意见，建立细胞工程课程的动态数据，并及时调整教学内容、方法、进度等，最终获得本校生物技术专业细胞工程课程的教学模式和体系。

3.课程考核方式

细胞工程课程考核包含两个部分，即理论考核和实验考核。与其他课程相比，理论课程依赖生物学其他学科的基础知识，更具有该课程独立的内容，实验课程不仅考察理论知识，更是考核实践操作能力，因此，考核方式需要体现、符合该课程的特点。将该课程的考核评价设置为理论内容占70%、实验内容占30%，两部分内容都可以考察学生的理论知识和实践能力。一方面，通过理论知识和基本原理指导实验操作能力的提高，降低了基本原理和分析流程的枯燥性;另一方面，利用实验操作技术来强化理论内容，开拓实验设计。以我校2014级、2015级和2016级三届生物技术专业的学生为例，发现96.8%以上的学生掌握了细胞工程理论课程的基本原理和基本技术，实验课程的基本操作技术和基本操作流程，并初步具有一定的科研创新思路和自主实践操作能力。

四、教学效果

从2000年至现在，吉林农业大学生命科学学院一直将“细胞工程”课程作为生物技术专业人才培养方案的必修核心课程。经过20多年的教学经验、方法和方式的探索与积累，已经建立了教学经验丰富的师资团队和完善的教学条件，该课程连续多年成为吉林省省级优秀课程，目前我们正申报省级“金牌课程”和国家级“万门课程计划”。

五、结语

细胞工程是现代生物技术领域的研究手段和重要途径，我校生物技术专业是吉林省特色高水平A类专业，而细胞工程课程是该专业的重要组成部分。教师在授课过程中，坚持以学生为主体，双向互动式教学;强调学生的主体地位，“以学为主”，采用案例教学式、启发式、互动交流式、引导式等多种教学方式相融合，丰富教学内容，引导学生独立思考，调动学生学习的能动性，最终建立了适合地方农业院校生物技术专业本科生的“细胞工程”教学体系和模式。

参考文献：

[1]林彬，严兴洪.提高《细胞工程》课程教学质量的探索[J].教育教学论坛，2018（30）：120—121.

[2]宫伟力，彭岩岩.互动启发式教学在创新型人才培养中的应用[J].继续教育研究，2014（5）：111—113.

[3]哈洪颖.参与式教学对高校本科传统教育模式的修正与拓展[J].教育文化论坛，2018，10（4）：79—83.

责任编辑：杨国栋

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