动物细胞培养技术范文

导语：如何才能写好一篇动物细胞培养技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：动物细胞；培养技术；进展

中图分类号： S85 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-02-0178-1

动物细胞培养开始于上世纪初，由胚胎学技术衍生而来。1962年以后其规模开始增大，发展到现在已成为生物制品生产以及基因工程等领域必不可少的工具之一。利用动物细胞培养生产具有较高医用价值的酶、疫苗、单抗和生长因子等，已成为生物医药等高新技术产业的重要组成部分。在大规模培养动物细胞的过程中，最根本的是使培养细胞的条件达到最优化，尽可能降低或消除外界环境对细胞的影响，使细胞维持高存活力和高效表达。

1 细胞最适生长培养基的选择

动物细胞培养基是细胞体外赖以生长、增殖、分化的重要因素。目前，动物细胞大规模培养中已经普遍使用无血清培养基，在此之前使用过天然培养基和合成培养基。无血清培养基在很多方面虽然都显示了极其强大的优势和发展前景，但无血清培养的应用诱发的细胞凋亡也成为了动物细胞无血清培养技术中亟待解决的问题。研究发现，在培养基中加入一些化合物，如金精三羧酸(Aurint ricarboxylic acid, ATA)、抗氧化剂和锌离子等，可阻止因采用无血清培养基而导致的一定程度上的细胞凋亡。

2 生物反应器的选择

2.1 机械搅拌式生物反应器 机械搅拌式生物反应器是一类研制较早、应用广泛的生物反应器，主要包括培养罐、泵、马达、管、阀及仪表等几部分。

2.2 中空纤维管生物反应器 中空纤维管生物反应器的原理是泵动细胞培养液通过成束的合成空心纤维管 (毛细管)，提供了大量的细胞生长表面积，使细胞附着在毛细管内壁上生长，是一类开发较早且一直在改进的生物反应器。

2.3 气升式生物反应器 气升式生物反应器的原理是让气体混合物从底部经喷射管喷入反应器的中央导流管，使得中央导流管侧的液体密度低于外部区域从而形成循环。

2.4 流化床生物反应器 流化床生物反应器的基本原理是培养液通过反应器垂直向上流动形成循环，一直供给细胞必需的营养成分，使细胞得以在微粒中生长，同时，不断加入新鲜培养液并排出代谢废物。

2.5 一次性生物反应器 一次性生物反应器是由FDA认可并经过预先消毒的聚乙烯塑料箱组成，对生物体无害，箱中一部分填充培养基并接种细胞，其他部分是空气。培养过程中空气连续通过整个过滤器进入箱体，同时前后摇动箱体大大提高了培养液里的氧气溶解量，也促使培养液均匀混合。现在常用于培养动物细胞和植物细胞，并非常适合生产病毒。

3 培养用微载体的选择

大多数被培养的动物细胞都是贴壁依赖性细胞，而传统的贴壁依赖性细胞的培养是通过转瓶培养方式获得，其操作繁杂重复，耗费空间和人力，所以在动物细胞的大规模培养中都使用微载体。理想的微载体应用有利于细胞的快速附着和扩展，有利于细胞高密度生长，允许细胞易于脱落。近年来开始使用的多孔微载体可提供大的表面积/体积比率和最大的细胞密度。然而，以该载体培养的一些细胞系却紧紧贴在了微载体内，使其移动能力较差。因此，需要研制一种更好的培养方式，用来改善其表面特性和提高微孔的开放性，从而在增加细胞的移动性的同时提高了细胞贴壁率。

4 培养过程的在线监控

在大规模培养动物细胞中，生物离线取样特别是产物浓度测定需要较长的时间，不能及时反映细胞生存环境中的各种参数变化。因此，在线过程监控就显得非常重要，这样可以创造适合细胞生存的最佳环境，减少培养过程中的污染。到现在为止，在细胞培养过程中已经能对温度、pH值、溶解氧浓度进行在线分析并控制。此外，估测目前和未来生物反应过程中葡萄糖的吸收率和乳搪的生成率的软件也已经研制成功，这使得对细胞大规模培养过程的状态监控更加及时、准确。

5 细胞生长所需的最佳条件

影响细胞培养的主要因素有温度、pH值、CO2、DO、葡萄糖、乳酸、氨、甲基乙二醛、培养基成分等。一般情况下，温度一般为37℃，pH值在7.0-7.4之间，CO2水平为4-10%, DO维持在20-50%，葡萄糖是细胞培养过程中的能量的主要来源，需要维持在一定水平。乳酸、氨、甲基乙二醛等是动物细胞培养中的主要限制因素。在实际应用中，降低甲基乙二醛的浓度是通过降低葡萄糖用量来实现的。

6 动物细胞大规模培养的应用

最近几年，动物细胞培养发展迅猛，能够自由扩大培养并且已经用于工业化生产。许多生物活性物质、疫苗、载体，如药用蛋白质、单克隆抗体、流感疫苗等，都能利用动物细胞大规模培养来获得。这些高技术产品大致可分为：疫苗、干扰素、单克隆抗体、基因工程产品。动物细胞大规模培养技术今后向自动化、精巧化、大型化、高细胞密度、高目的产品产量发展。具体说来，就是开发细胞解离容易、细胞生长性能优良，并可以重复使用的廉价新型MC；研发更大规模的高无菌条件的生物反应器和剪切力较小、混合性能良好的搅拌系统；设计新型培养基以适合于各种体细胞株（系）的无血清、无蛋白培基；优化细胞解离工艺，降低细胞损伤；将其他领域的高、精、尖技术移植于本领域，从而提高大规模培养动物细胞的精巧化、自动化水平。

参考文献

[1] 忻亚娟,朱家鸿.动物细胞培养技术的进展[J].浙江预防医学,2001,(14):48-50.

[2] 陈昭烈.动物细胞培养过程中的凋亡[J].生物工程进展,

1998,18(6):17-20.

[3] 谭昌耀.用哺乳动物生产人用治疗制剂的发展与改进[J].国外医学：预防、诊断、治疗用生物制品分册,2001,24(1):11-14.

[4] 李学梅,林建平,刘娥,等.固定化米根酶发酵制L2乳酸[J].菌物系统,1998,17(4):318-326.

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关键词：Moodle平台；动物细胞培养；资源设计

中图分类号：G434

如今网络资源丰富，大部分都呈现线性特征，多数网站主要以文本堆积、链接、知识点罗列为主，存在着如：学习系统导航性不强[1]、轻网络教学资源设计[2]、轻知识获取与互动[3]等不足，尤其互动性和生成性网络学习资源较为薄弱，学习者达不到利用网络有效学习的目的。Moodle是由澳大利亚MartinDougiamas博士主持开发的课程管理系统，Moodle平台主要包括网站管理、课程管理、学习管理三大功能，浙江万里学院对Moodle平台进行了二次开发，能利用Moodle平台辅助日常教学、进行课程日常管理和学习资源建设、进行深入研究教学和学习等，动物细胞培养实践操作性强，实验前需要学生利用教学资源进行学习，撰写实验设计报告，事先预习实验过程，熟悉操作流程，我们在利用这平台强化《动物细胞培养》的学习资源建设，探索解决实验课老师上课讲解占用时间过多，学生实验时间被压缩、不足，老师示范指导不够，实验教学效果不理想的不足方面，作了一些探索与实践。

一、基于Moodle平台学习资源设计的原则

学习资源具有动态、共享、直观等等特点，在设计上需要遵循一下三个原则：

1.教学性原则

学生是教学的主体，教师是导学者，教师要学会判断学习资源的价值，当教师在教学设计上发现有价值的“知识点”时及时上传，使全体学生马上能受益，资源的教学价值得以实现。

2.实用性原则

教师要选择适合网络平台的教学方法和手段来支持教学，资源与教学紧密结合，能应用于实验课程实践。

3.融入性原则

学习资源的生成与学生积极的融入紧密相关，学习资源的设计必须以学生为学习主体参与为基本前提，才能调动学生的学习积极性，进而转化为学习的动力、产生学习成效。同时，教师作为导学者，要充分发挥学生的主观能动性，鼓励学生参与到网络平台的学习、交流探讨中，并将学生收集到的网络资源及时上传到平台，营造自由开放、交流合作的学习氛围。

二、基于Moodle平台学习资源设计的策略与实践

1.教学目标的设计

教学目标的设计，要考虑学生个体差异，同时关注期望目标与实际结果的差异。教学设计要以问题为导向、以项目为抓手入手，提高学生的学习积极性，使其主动参与到实验中。如为了增强学生对于动物细胞培养兴趣，一开始就提出“病毒性疫苗是如何制备的”这一问题，引导学生去思考如何培养细胞为病毒的繁殖打下基础，达到动物细胞培养的教学目标。

2.学习资源的设计

学习资源的设计应更灵活、生动，以项目为基本点，尽量利用D片、虚拟实验将实验形象展示出来，并且将学生感兴趣的实验内容贯穿于学习资源中，提高学生的学习兴趣。

3.实验情境的设计

在新的实验项目开始前，教师通过问题以引起学生的好奇与思考，激发学生的求知欲和实验兴趣，比如在讲授“新城疫灭活疫苗的制备”，提出新城疫病毒易在哪些细胞中生长、如何制备这些细胞等问题，让每一位学生撰写“实验设计报告”，写出实验中所需要的器材、培养用液、实验操作步骤、可能出现的问题等，并让学生们在小组内相互讨论，形成小组设计报告，再在全班交流，上传到moodle平台，经过老师审核后开展实验，要求学生在moodle平台观看虚拟实验，写出实验体会、感悟，这样，有助于学生激发学生的学习积极性，加深实验前的感知，锻炼学生准备实验的能力，以此激活学生的思维，带着问题阅读有关资料，积极地探索，使学习达到良好的效果。

4.考评体系的设计

《动物细胞培养》实验课的考核重点是学生实验设计能力、动手能力、分析能力、创新能力等，考察学生在实验过程中操作是否规范、是否掌握了某种实验操作技能、是否达到了实验要求、能否对实验结果进行有效分析、有无创新性的见解等。学生实验评价采用“平时表现（占10%）实验设计报告（占10%）+实验操作考试（占20%）+实验原理考试（占20%）+实验总结报告（占20%）+小组内互评（占20%）”的方式，强化实验过程性考核，体现学生综合素质。

5、实验完成后进行实验结果的分析

动物细胞培养技术是一门对操作技能要求高、实验结果又常容易失败的实验，而且实验的多数内容都涉及到对细胞的形态、大小、数量、活性等进行观察分析，要求学生在每一次实验课结束后，完成对实验结果分析、判断，这样，不仅能够加强感性认识，还能找出实验成功或者失败之处，有利于在提高下次实验的成功率。

综上所述，动物细胞培养技术作为一门实践性很强的课程，通过moodle平台的有效学习资源，使学生更好地掌握和熟悉细胞培养的基本技术，并为其今后其它课程的学习和将来毕业后的工作创造条件、奠定基础。

参考文献：

[1]张强.网络课程现状调查分析[J].甘肃联合大学学报（自然科学版）.2009.23（4）：85-88

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关键词 细胞工程 教学改革 生物技术

中图分类号：G642 文献标识码：A

细胞工程是理论与实践结合的综合性很高的一门学科，是应用细胞生物学和分子生物学的原理方法，在细胞水平上研究、改造生命遗传物质，以获得具有目的性状的细胞系或生物体的理论和技术的学科，它既是现代生物技术的重要组成部分，也是现代生物学研究的重要技术手段和工具，在高校生命科学及相关学科的课程设置中占有重要地位。①

在食品学科和食品生物技术专业上，细胞工程应具有有别于生物学科的教学内容和应用实例。结合食品生物技术专业的教学目的和现有教材，在课程内容上进行调整，注重其在食品生物技术上的特色和应用，并保持教学内容系统性与完整性，保证授课内容的全面、趣味、实用。站在现代科学发展的前沿，掌握生物工程领域科技发展的最新动态，及时把这些动态、研究成果以及有待攻关的技术和课题融入教学内容，激发学生学习探索新知识的兴趣，提高学生的综合能力。为此，本文对该课程的改革进行了如下的探讨。

1 对教学内容的改革

1.1 精选教学内容

教学内容是教学的核心，是教师给学生传授的知识和技能，灌输的思想和观点，培养的习惯和行为等的总和。随着对教学改革的开展，教学内容具体为教学过程中同师生发生交互作用、服务于教学目的达成的动态生成的素材及信息。

对于细胞工程来讲，涵盖了植物细胞工程和动物细胞工程两部分内容，在通常的专业设置上，各学校会根据自己的研究和应用领域，侧重于植物细胞工程或者动物细胞工程。在教学内容上，通常在植物细胞工程中会涉及植物组织和细胞培养、快速繁殖、原生质体培养、单倍体育种等内容；在动物细胞工程中会涉及动物的细胞培养、组织培养、单抗的生产、转基因动物的获得等内容。②

在食品学科和食品生物技术领域，植物细胞工程和动物细胞工程的知识都要涉及，简单来说植物细胞工程为食品来源提供基础研究手段，动物细胞工程可以为食品的功能性、安全性提供研究方法。植物细胞工程可以为学科建设和学生的知识体系提供包括组织培养、细胞培养、转基因技术等在内的知识，这些内容会应用在植物有用次生代谢物的生产方面，忽略传统生物学科中的人工种子、单倍体育种等偏重于生物学和农学的内容；动物细胞工程中的组织和细胞培养，不仅可以提供食品中功能成分研究的体系，还是一种重要的研究手段和生产方式。所以，本研究从植物细胞工程和动物细胞工程两方面选择在食品学科和食品生物技术中有理论和应用价值的内容，对细胞工程原理的教学内容进行更新。

结合以上所述食品学科特点和细胞工程学科特点，本课程主要围绕以下几个方面展开：一是细胞工程基础，包括基本概念，主要研究内容，细胞培养的基本设施、条件、方法和技术等；二是植物细胞工程， 包括植物组织培养、脱毒与快繁、原生质体融合、转基因技术等；三是动物细胞工程，包括动物细胞培养、细胞融合、细胞重组与克隆、转基因动物与生物反应器等；四是细胞工程的实践与应用，包括细胞工程及其相关技术的发展现状与应用进展，及其产业化发展前景等。把最新的科技发展成果融化到教学内容中，提高教学内容先进性、科学性；精选整合教学内容，注重理论并联系在食品生物技术中的研究和应用。

1.2 补充教学内容

在食品生物技术中，需要补充通常的生物技术中不会涉及的内容，如在植物组织和细胞培养生产有用的次生代谢物部分，通常来讲会涉及像黄酮类、萜类等有药用功效的次生代谢物，而对于食品生物技术专业来讲，选择一些色素类、香料类物质的次生代谢，可能应用在食品工业上的物质更符合专业特点。在动物细胞工程中，转基因动物内容的设置需要淡化，对于本专业来讲，动物细胞和组织培养在食品的安全性和功能性的检测上的作用和意义则显得更为重要。

1.3 开展细胞工程在食品生物技术中的应用讨论

面对近年来层出不穷的食品安全环节出现的问题，作为生物技术专业的重要课程之一，细胞工程应该提供学生发现、分析、解决该问题的思维方式，如对膨胀素在西瓜早熟过程中的作用、某些食品成分的安全性问题。在细胞工程课程中，学生能够了解细胞融合、杂交育种和转基因技术的差异，可以在他们的知识层面开展一些针对性的分析和讨论。提高社会民众的素质，应该至少从专业的学生做起，让他们具有分析问题、解决问题的能力。

2 对实验教学环节的改革

实验教学是对理论学习的有效验证和补充、延伸，在改革理论教学的同时，实验教学应当同步调整。细胞工程学是一门实验性很强的学科，某种意义上讲，细胞工程仍然是一种方法和技术，而且与其它生物技术课程交叉性很强。③在细胞工程的实验教学过程中，选取代表性的，能够体现细胞工程特点和技术的内容进行开展。④⑤如在植物细胞工程的组织培养环节，通常的生物技术课程会选择烟草等模式植物进行再生，虽然说烟草作为模式植物在通常的研究过程中具有普遍性，但是在食品生物技术专业，应该就具有食品特色材料进行展开，比如胡萝卜、番茄等的组织和细胞培养，在培养技术和过程上具有普遍性，从材料上和应用性上比较贴近食品。

改变通常的实验教学内容零散、断续和不相关的特点，在植物细胞工程部分，整个实验内容自成体系，每个实验环环相扣，而这一系列实验要求学生掌握基本的操作技能，对细胞工程的理论知识和实验技能有个系统的、完整的认识。例如，在植物细胞工程中的无菌苗繁育、快速繁殖、愈伤组织的诱导、细胞培养等，这一系列的实验，可以在老师指导下，由学生分组、选择自己的材料来完成，由此学生不仅可以掌握实验技能，还能更好地理解和应用所学知识，真正地将理论和实践联系起来。

3 改革教学方法

3.1 采用启发式、探究式教学方法

作为综合技术课程，细胞工程的各章节逻辑性不强，理论表述较少，应用技术细节较多，给欠缺基础知识的学生在理解、记忆课本内容时带来较大的难度。因此，在教学过程中，要大力提倡启发式、问题探究式、讨论式、训练与实践式教学方法，鼓励学生大胆质疑、自由探索，最大限度地发挥学生学习的主动性、积极性和创造性。⑥在讲授细胞重组与克隆过程中，只讲解细胞重组和克隆相关原理，而克隆的最新进展则由学生在查阅资料后，对其做讲解和归纳总结，由教师和其他学生给予评价和修正；并在介绍各种技术后，通过自主查阅文献，学生会发现更多自己更感兴趣的应用。

3.2 应用现代教学手段，提高教学质量

细胞工程是一个基础性和实践性很强的学科，课程的信息量大，内容基本是微观水平，传统的教学模式无法为学生呈现如此大量的课程内容，而且也很容易引起学生对课程的懈怠，降低学习兴趣，影响教学效果。为了提高教学效果，以计算机为工具，通过多媒体、教学录像、网络资源等现代化教学手段，不仅可以向学生提供丰富多彩的教学信息，还可以提供更加美观的人机交互界面，充分调动学生的情绪、情感、注意力和兴趣。使那些抽象的、在普通条件下难以观察到的、生长周期长的过程直观而形象地展示出来，有利于培养学生独立灵活地分析问题、解决问题的能力，提高教学质量，同时激发学生的学习兴趣。⑦

3.3 给予学生思考空间，提高学生提问能力

在我们的教学过程中，常常会发现学生在听讲，但是却没有深入思考，其中的一个表现就是没有提出问题。究其原因，在教师方面，没有留给学生思考的空间，没有诱导他们去思考；在学生方面，习惯于接受固定的、不需要质疑的知识，而在教学过程中的没有质疑、没有问题，某种程度上体现教学环节上的缺失，影响整体的教学效果。而提问、讨论的环节，无疑会帮助学生对知识理解得更加清晰，而且还可以提高学生的综合能力。对于食品生物技术专业来讲，知识跨越了食品和生物两个学科，简单的知识在日常生活中可见，复杂的生物学问题在科研中探讨，所以从这个角度来讲，在本专业中开展提问、讨论的教学方式是可行的，可以通过多重方式来诱导和实现。

4 结语

在细胞工程的课程改革中，我们的目标是调整为符合食品生物技术专业设置的教学目标的教学内容，采用能够现代化的教学手段，充分激发学生的学习热情，能够提升学生发现问题、思考问题、解决问题的能力，培养出掌握专业理论和专业技能、综合素质高、能力强的人才。本文对细胞工程教学的改革尝试，从教学内容、教学手段、实验教学等角度进行的思考和尝试，应用在教学过程中，并在此过程中进一步进行调整和补充，希望对食品生物技术专业的教学效果提升和知识体系建设有所启发和帮助。

课题项目：中国农业大学教学研究项目，项目编号201246

注释

① 王蒂.细胞工程学.中国农业出版社，2003.

② 赵会敏.生物技术专业动物细胞工程课程的改革与思考.广西大学学报（哲学社会科学版），2011.33（6）：172-173.

③ 刘清波，黄红梅，赵燕.农业院校细胞工程实验教学改革探析.现代农业科技，2010（15）：27-28.

④ 李艳红.细胞生物学和细胞工程实验教学的几点体会.实验室研究与探索，2004.23（7）：51-52，66.

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关键词:动物细胞工程;实验教学;教学改革

1加强安全意识培养

动物细胞工程实验主要在生物工程、生物技术专业开设。上述2个专业学生来自全国不同省份，各地中学生物学实验条件不同，学生实验水平参差不齐。此外，动物细胞工程实验中，会涉及病毒等微生物的实验操作，因此在学生进行实践操作前设置了“安全教育、规范化操作、仪器的使用”这一准备教学环节。学生通过观看教师录制的视频资料，学习相关实验操作后，必须在线进行实验安全知识考核，测试通过后方能进入实验室进行动物细胞工程课程操作。如不合格，必须重新学习，直到考核通过，方可进入实验室进行操作。

2优化实验课内容

教学改革之前，动物细胞工程实验课主要包括细胞原代培养、传代、冻存等实验操作。虽然能涉及动物细胞操作内容，但系统性不强，与企业实际需求对接性差。因此，课程组成员对省内高校及生物医药企业进行调研，重新修订教学内容。根据企业生产岗位技能要求，编撰动物细胞工程实验课程工作手册。该手册下设若干工作项目，每个项目又包含任务书、准备单、工作流程、注意事项等内容。通过项目化教学使学生明确任务目标、了解工作流程。课程内容以吉林正业生物制品有限公司鸡新城疫疫苗生产岗位要求为基础，优化整合实验项目。改革中，删除鸡红细胞制备及融合这一实用性较差的实验项目，设置鸡胚成纤维细胞(CEF)培养的准备工作，鸡胚成纤维细胞的原代培养，鸡胚成纤维细胞培养过程的传代培养、培养过程的检测与观察，鸡胚成纤维细胞对鸡新城疫病毒(NDV)的培养，鸡新城疫病毒的鉴定，鸡胚成纤维细胞的冻存与复苏及非洲绿猴肾细胞(VERO)的复苏与传代(拓展性实验)。

3改进教学方式

3.1项目化教学

在以往的实验教学中，通常采取学生课前预习、教师课上讲解、现场演示、学生完成实验相结合的教学模式，往往不能获得好的教学效果。本课程改革针对上述问题，围绕教学目标，以激发学生兴趣、培养学生团队精神为主线，教学方式做出如下改进:授课教师下发项目任务书，解析任务目标;学生自主成立团队，根据任务要求，通过查阅资料、讨论来设计实验方案，授课教师指导并完善实验方案;各团队以教师指导为基础，在团队负责人组织下，进行工作;完成任务报告单，组内进行汇报交流;实践技能考核;课程实践教学全部结束，以团队为单位，开展实践教学收获与心得汇报。

3.2多媒体教学

多媒体教学具有文字、图像、视频、音频等相结合的特点［2］。但在以往实验教学中，大多仅使用PPT中“图片演示”功能，忽视视频教学的应用［3］。因此，在本次教学改革中，将视频教学作为动物细胞工程实验教学的重要补充手段。课程组成员录制实验操作视频，使学生能对实验项目直观化。同时，课程组购买大量实验教学光盘，便于学生拓展知识面。

3.3虚拟仿真软件辅助教学

仿真教学又称模拟教学，是利用计算机软件模拟真实自然现象或社会现象，学生通过计算机软件扮演某一角色，从而进行技能训练的一种教学方法。虚拟仿真教学可在很大程度上补充客观条件的不足，能为学生提供近似真实的实验环境，从而提高学生职业及实践技能［4］。基于此，吉林农业科技学院在考察各兄弟院校虚拟仿真教学软件基础上，购买了莱医特虚拟仿真软件。在实验项目过程中，学生在观看课程组录制的实验操作视频后，可以在学院机房仿真软件上进行“预实验”，即通过软件进行原代细胞分离、换液、传代、冻存、复苏等基本细胞操作。通过仿真软件的“预实验”使学生能在头脑中对细胞操作有更直观的认识，同时，通过教学软件的考核，可以使学生初步了解细胞操作的注意事项，总体提高学生的实验操作技能，提升教学效果。

4改革考试方式

客观公正、真实有效的实验考核体系，不仅能提高学生对实验的重视程度，也能调动学生对知识探索的积极性，增加学习兴趣，督促和引导学生日常学习情况和态度，从而提高实验教学的效果［5］。因此，课程组制定了适合该门课程的考核方式。包括技能考核、小组讨论、心得汇报、组员汇评、本人自评、实验效果、教师评价、奖励分值上述8项内容，其中技能考核、实验效果、教师评价各占20分，其余4项各占10分(以百分制计算)。通过考核方式的改革，使学生重视课前预习、课上实践操作、课后讨论，提高了学生的实验操作技能，促进了学生处理问题解决问题的能力，加强了学生的团队合作意识，使学生更加能适应日后的工作需求。将一部分实验内容交给学生自主设计，仅向学生讲授实验目的和原理，实验操作部分由学生独立完成。在实验教学中，教师仅发挥引导作用，试剂配制与器皿的灭菌等具体操作均由学生独立完成。通过上述措施提升学生的动手能力，极大促进了学生创新创业素质的培养。学生们能够自主申报挑战杯项目、各级大学生创新项目与创新创业项目，各级生命科学竞赛等;能独立完成项目和毕业论文;还可承担教师的一部分研究工作，提升了自身的科研能力和创新能力。

5存在不足与改进措施

5.1实验室配套设施不完善

学院细胞间实验室内的超净工作台数量不足，实验进行时，每位同学都需要动手操作，不能满足有限学时内的教学任务。导致学生频繁进出细胞间，实验材料出现污染情况。此外，在细胞冻存环节中，多组教师同时进行实验时，细胞冻存盒数量无法满足实验需求，只能用程序降温法。这不但增加了教师及部分学生的工作时间，细胞冻存效果也受到影响。因此，吉林农业科技学院计划今后增加细胞间面积与超净工作台等配套设施数量，提高实验课程效率。

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摘要：文章主要对贴壁细胞悬浮培养进行研究。本次研究中通过文献资料分析了贴壁细胞悬浮培养的特点，然后对培养中体系建立的要求进行明确。体系建立的过程中严格依照外植体培养标准及愈伤组织选取标准实施，体系建立非常科学。该体系的构建对细胞培养学的丰富具有一定的贡献性作用。

关键词：植物细胞；悬浮培养；特点；培养体系1.贴壁细胞悬浮培养的特点

细胞悬浮培养主要指在培养的过程中将细小的细胞聚集在培养液上实施培养，该操作主要在摇床上完成，可以在短时间内获得大量细胞，培养效果非常显著。该培养的过程中主要选取植物细胞完成培养过程，通过将植物愈伤组织处理后放置在液体培养基上进行培养操作，可以有效改善愈伤组织的分裂和增殖能力，细胞生长速度大大提升。

植物细胞悬浮培养时一般不需要支持物，生长速度较快，对培养条件要求并不苛刻。这种培养的过程中植物细胞可以悬浮在培养基中培养，上述状况下植物细胞悬浮培养面积有效提升，培养效果较好。与此同时，这种培养的过程中植物细胞敏感性一般较低，培养操作中无需加入动物细胞培养过程中的血清、微生物培养过程中的有机物质等，整体培养成本较低，经济效益较好。其具体培养特点见表1.

表1植物贴壁细胞悬浮培养中培养特点性质微生物植物细胞植物器官大小(μm)1-1010-200≥103细胞聚集经常发生通常成团毛状根、芽、体胚等倍增时间≤1h24-150h几天不等接种密度小整个体积的5%-20%大剪切力敏感程度低高、敏感高、敏感遗传稳定性强弱一般耗氧量一般低高营养要求简单较复杂较为复杂产物积累胞外，高常存于液泡中，浓度低多为胞内产物，较高通气量(L/(L.min))高≥1低≤0.6略高，1左右环境敏感性适应范围广可浸没培养长期浸没易玻璃化传统变异筛选技术广泛使用有时使用有时使用

2.贴壁细胞悬浮培养体系的建立

2.1培养流程

在实施植物细胞贴壁悬浮培养的过程中人员要严格依照培养原则要求，细化细胞培养流程，保证培养的有效性、合理性、科学性。该过程中培养人员需要控制从外植体的选取着手，控制好愈伤组织的诱导，合理筛选愈伤组织，从而提升原细胞的分裂分化的控制效果。贴壁细胞悬浮培养流程主要为：诱导、筛选愈伤组织液体悬浮培养形成悬浮体系。

2.2植物外植体的选取

植物外植体在选取的过程中要控制好以下三项原则：

第一，选取分化程度较低的植物部分，例如植物的幼芽、根系等；第二，选取幼嫩的部位，尽量保证组织类型较为丰富，例如植物的下胚轴、子叶等；第三，严禁选取无分化分裂部位组织细胞，部分组织细胞抑制发育物质较多也不可选取，例如老化叶片。

植物外植体的选取作为影响细胞悬浮培养的重要因素，其选取效益直接影响着后续培养质量，直接限制着植物细胞的培养效益。上述培养的过程中培养人员必须要严格依照外植体选取标准。

2.3愈伤组织的诱导筛选

愈伤组织是指外植体在培养过程中经过脱分化、再分化等过程形成的无特定细胞形态的细胞团。该细胞团具有非常好的增殖分化能力，具有较高的遗传稳定性，是植物组织形成的前提。在外植体培养获得愈伤组织后，培养人员需要对愈伤组织进行诱导和筛选，从而保证愈伤组织能够依照需求方向进行对应分裂、分化，从而提升细胞培养效益。具体诱导筛选中要控制好：

(1)培养基的选取：当前细胞培养基除了能够完成细胞培养外还可以实现细胞分离的诱导，是愈伤组织生长分化的重要促进因素。愈伤组织培养基在选取的过程中可以选取MS、SH、N6等多种类型，需要依照植物细胞特定确定对应培养操作，从而提升植物培养的有效性和合理性。例如在青钱柳无菌叶愈伤组织诱导和筛选的过程中培养人员可以通过SH培养基完成，在SH培养基中加入MS培养基成分，通过MS培养基中因素实现青钱柳无菌愈伤组织的诱导和继代培养，从而实现诱导和筛选的双管齐下，从本质上提升培养的效果和质量。

(2)激素的选取和配合：激素在选取的过程中要对其组成、配比、浓度等进行全面控制，要依照诱导和分化指标需求进行对应使用。植物细胞悬浮培养的过程中生长素常选取浓度为0.01-10mg/L左右的2,4-D、NAA、IAA等，细胞分裂素常选取浓度为0.1-10mg/L左右的KT、6-BA、ZT等。

(3)其他条件的选取：在贴壁细胞悬浮培养过程中人员要对其温度进行有效控制，保持恒温状态。愈伤组织培养中温度一般控制在25-28℃左右，可以依照植物细胞状况适当调整。部分植物细胞在培养的过程中需要适量光照才能够完成诱导，部分植物在培养的过程中需要进行暗处理才能够完成诱导，培养人员可以依照植物对光的需求对应处理，合理控制光强、光色等光照因素。

3.总结

贴壁细胞悬浮培养可以有效提升细胞的培养质量，通过培养过程中的各项处理提升细胞培养效益，从而形成安全、高性能细胞体系，对我国生物学发展和应用具有至关重要的作用。当前细胞学发展的过程中我国虽然已经加大了对贴壁细胞悬浮培养的研究，但研究深度不够，仍需进一步挖掘。

参考文献：

［1］曹露,李传伟,于爱莲,王兆辉,牛丽婷,吴开祥,王学春.悬浮培养与贴壁培养对乳腺癌MCF-7细胞形态及CD44、CD24表达的影响［J］.临床与实验病理学杂志,2013,09:969-971+975.

［2］周欣,程海卫,王永生,王川庆,杨霞.动物细胞悬浮培养技术研究进展［J］.中国畜牧兽医,2012,11:129-134.

篇6

关键词动物细胞工程;开放实验教学;教学模式;西南科技大学

AbstractThe opening experiment teaching mode in animal cell engineering experiment of bioengineering specialty was discussed in this paper. Five teaching links such as experiment project design，project discussion，experiment operation，experiment report andexperiment summary were actualized. The teaching effect was turned out fine. While，existing problems and improvement measures about this teaching mode were pointed out to provide reference for better opening experiment teaching.

Key wordsanimal cell engineering;opening experiment teaching;teaching mode;Southwest University of Science and Technology

西南科技大学地处四川省绵阳市，是中国西部的一所重点建设学校。西南科技大学生命科学与工程学院现共有7个专业，其中包括生物工程专业。由于生物工程专业是一门实验性、实践性非常强的学科，对该专业人才培养的要求是要具有较深厚的理论基础和较宽广的知识面，较强的实验、实践能力和创造能力。因此，笔者在优化理论教学的同时，也在积极思考如何加强生物工程专业的实验教学，强化实验与实践能力的训练，培养学生的动手能力，激励学生学习兴趣和创新精神，提高学生综合素质。传统的生物科学专业实验项目大多属于单一的验证性实验，且内容多是依附于各门课程的理论授课而开设，实验方法刻板，学生上实验只是被动应付、机械操作。这种“照方抓药”的实验形式极不利于学生智力的开发，限制了创造性思维的发展，不能充分调动学生的积极性和能动性。因此，生物工程专业的实验体系改革势在必行。近年来，西南科技大学加大了对本科教育的实验建设投入，大大改善了本科生实验条件。2010年，生命学院抓住学校迎接本科教学水平评估的契机，根据实际情况，申报了一个实验室建设项目“生物工程实验室建设”，得到了学校的批准并立项。在项目的实施过程中，不仅考虑了实验室软、硬条件的改善，同时也把实验教学模式的改革放到了重要的位置[1-2]。

1课程简介

《生物工程大实验》是生物工程专业的一门必修实验课，主要包括发酵工艺学、植物细胞工程、动物细胞工程3部分，在课程的教学过程中，动物细胞工程的实验周期相对稍短一些，同学们对动物细胞工程兴趣会更浓一些，因此，在动物细胞工程实验教学上应率先进行开放教学模式摸索。

2教学形式

教学共分为5部分内容，包括实验方案设计、方案讨论、实验操作、实验论文报告、实验总结。

2.1实验方案设计

笔者在进行《动物细胞工程》理论教学中，发现学生对动物细胞培养特别感兴趣。利用学生的这种好奇心理，在课程结束时，安排学生做了一个实验方案设计——小鼠××细胞系的建立，该设计既是理论课程的一个结课报告，也是本实验的一个实验指导。为节省材料，将学生分成几个大组，每个大组8个人，然后每个大组再分成4个小组，每小组2个人。每个大组发放1只小白鼠，每个小组的学生根据自己的兴趣，可自由选择目的细胞，包括肌肉细胞、肾脏细胞、肝脏细胞、肺细胞、骨髓干细胞等。这样在一个大组内就可做不同的细胞，便于同学之间的相互交流和学习，同时也节约了材料。

该次实验方案是一个完整的有关动物细胞系建立的具体方案，包括实验准备工作、培养基的配制、原代细胞培养、细胞的纯化与传代、细胞生长曲线的测定、细胞的冻存与复苏。在方案中，要求学生详细写出实验目的、实验原理、实验材料、方法与过程及注意事项，这就要求学生认真思考自己所需要的材料，因为每组学生所做的细胞不同，采用的培养及纯化方法也不相同，所需要的材料也不相同，包括需要哪些药品、试剂怎样配制、需要多少吸管，甚至连废液缸都要考虑到。这样培养了学生的主动思考能力和积极参与性，而不再像以前一样由老师准备好所有器材，自己只需要按照老师指定的步骤，将老师已准备好的试剂一一的加进去即可。

2.2方案讨论

方案设计好以后，教师进行修改，主要指出一些原则上的错误，让学生进行改进，然后进行交流。挑选一个比较典型的小组，向大家汇报，让同学来指出其设计上的不足，再在老师的指点下，比较自己的方案，这样在讨论中让学生对自己的目的和要求更加清晰。最后，给大家播放有关动物细胞培养方面的教学录像，详细介绍在操作中的注意事项，特别是一些细节问题，让同学们事先有所了解。

2.3实验操作

大家的方案在讨论和看完录像后再一次进行修改，经老师修订同意后就可进行实验操作环节。学生按大组领用所需的器材，自己进行清洗、包装和灭菌处理，配制所需的试剂，按照设计的实验方案进行实验操作。在实验过程中，由于细胞生长的进度不同，同学们需要在不同的时间来进行处理。为解决这个矛盾，实验室采取了全天开放、学生预约登记的形式，保证学生可以在预定的时间进行实验。在实验进行过程中，要求学生每天来观察细胞生长情况。

2.4实验论文报告

该实验报告采用科技论文报告的形式代替传统的实验报告，要求学生严格按照科技论文格式写出题目、前言、材料与方法、结果与分析、讨论与建议。前言部分要求学生简单介绍实验的原理与目的，由于动物细胞原代培养与细胞纯化的方法很多，多种方法大多可以使用，学生甚至可以同时使用不同的实验方法进行，但要求必须写出选择此方法的依据。材料与方法部分要尽可能详细，以锻炼学生自己动手准备实验的能力。实验结果要实事求是地记录下来。讨论为重点部分，要求结合理论知识对实验结果进行分析、综合、归纳和推理。若结果与预期不符，应分析原因，列出改进措施。最后，要求学生对此次实验教学提出自己的看法和意见。

2.5实验总结

课程结束后要对此次实验的情况进行总结，对出现的一些典型的情况进行分析。比如染菌严重等。分析其可能的染菌环节，及操作上的一些不正确的地方，让学生明白自己的不足之处。

3教学效果

此次开放实验教学，总体来说还是取得了较为满意的效果，与以前传统的实验教学方式相比，该教学主要达到了以下目的[3-4]:

3.1真正做到了理论和实践相结合

由于《动物细胞工程》是一门理论与实践结合非常紧密的课程，在课程讲授过程中，会涉及到许多与实验操作有关的知识，而学生以前并没有相关知识的积累，讲解起来非常空洞。比如，在讲授原代细胞的制备方法中，会包括酶消化法和组织块法2种方法，这2种方法有何优缺点，应怎样根据实际情况进行选用等，这类知识教师通常在课堂讲授时只讲一些基本的理论知识，而具体情况需同学们通过自己的实践和相互交流就得到深刻的认识。

另外，由于要求学生自己动手设计实验方案，而方案的设计必须建立在踏实的理论知识基础上，这就要求学生在实验方案设计的同时，必须理清楚方案设计的理论依据，同时也培养了同学们查阅资料、阅读文献的能力。

3.2有效培养了学生的动手能力、思维能力，训练了从事科研工作的基本功

由于实验带教老师仅指出实验的名称，提供与本实验相关的实验器材、试剂、动物等，其余由学生通过阅读教材、查阅资料，明确实验目的、实验方法与步骤、注意事项等内容，并在此基础上按步骤进行操作。在教学过程中，学生始终处于主置，教师则处于主导位置。学生在实验中必须充分应用所学的理论和已掌握的技能，完成整个实验，包括实验的设计、操作的步骤、仪器和材料的选择、结果的分析等。其中每一步骤对学生来说都是全新的，充满了挑战性，试验结果不是预先知道的，学生必须对实验中出现的异常现象及时分析，并提出相应解决办法，这就要求学生要有严密的实验思路和严谨的科学态度，调动学生的主动性。比如器材的清洗、包装、灭菌等工作，平时大家都不太重视，而通过实验，就有了切身体会，有的同学在做过滤除菌制备培养基时，由于无菌工作未作好，导致培养基染菌变浑浊而只能重做。由于各小组的实验材料和结果都不相同，也进一步拓宽了学生的知识面，充分挖掘了学生的创造才能，促进学生科学素质的提高，培养学生的综合能力。

实验结束后要求学生按照论文的格式和规范撰写实验报告。对于普通高校的大多数学生来说，撰写论文是一件遥不可及的事情，现在他们具有了论文的素材，就可以模仿科技论文的写作要求去完成，使学生获得了撰写科研论文的训练，掌握了从事科研工作的基本功。

3.3加强了老师和学生之间的交流，增进了师生感情

由于学生频繁出入实验室，与老师接触的时间增多，师生之间可广泛的进行交流，可以加深学生对老师的理解、对教师行业的尊重。

3.4培养了责任心和科学态度，提高了兴趣，增强了自信心

实验分小组，做到任务到人，每个人对自己培养的细胞都爱护有加，这种负责任的心态是在做别的实验时看不到的。与以往实验不同，同学之间是用自己的劳动成果做比较，都格外努力。成功的同学根据自己的想法做设计、做实验，获到了很好的结果，会产生一种自豪感和自信心。而失败的同学虽然有一些丧气，但在认真总结教训和向成功同学取经的基础上，在第2次实验中还是会得到满意的结果。另外，由于实验过程中需要同学之间相互合作、协调进行，增进了同学的团结、互助、协调的精神。

3.5提高了师资队伍水平和实验教学质量

开放式教学中一些实验内容反映了当代科学技术的发展水平，涉及的知识面广。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，这在新实验开设和学生科技创新活动中显得尤其重要。可以说开放教学提高了师资队伍业务水平。从传统的实验教学到开放性实验教学的转变不仅对教学双方产生巨大影响，对提高实验室的建设和管理水平也会起到不可估量的作用，这种改革无疑会使实验室的各项工作发生质的飞跃。开放实验维护了学生的原创精神，能使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路，是培养学生创新能力的必备条件。

4存在的问题与改进措施

4.1实验室配套设施不完善

由于实验人数剧增、延续时间较长，仪器设备接待能力明显不足。因为细胞培养严格要求无菌操作，所以，大部分操作都在超净台上进行，这样就造成对超净台需求的矛盾。而且，因为同学们大多是新手，操作时非常小心、谨慎，这样也常常导致不能按照预定的时间结束实验，设备流动速度慢，同学们等待时间较长。另外，由于学生人数多，人流量大，导致无菌室有名无实，也由此使一些同学的实验材料被污染。

4.2增加了教师的实际工作量

设计性实验教学比单项实验教学工作量大、持续时间长。为了充分利用设备，缓解实验室设备紧张的压力，在一个规定的时间段，采用了学生预约、全天开放的实验模式。为了做好实验，同学们无论中午、晚上，只要有时间就可以到实验室做实验，由于学生以前没有受过这样的训练，教师必须随时在场给学生提供帮助，这就要求教师做出更多的奉献。另外，由于学生采用了各种各样的材料，教课老师需要查阅大量的资料，自己做一些预备实验，这样才能更好地指导学生。

4.3加大了实验费用开支

实验要求学生自己准备实验材料和试剂，这比教师统一准备要消耗更多的实验试剂和材料，从而加大了实验费用开支。而且由于大家所采用的实验材料不一致，虽然老师在审阅设计方案时，取消了一些耗费较大的项目，但是仍然需要准备各种实验相关试剂和材料，也造成了实验开支的大大增加。

5结语

与课堂理论教学相比，实验教学更有利于培养学生的创新能力，实验室是让学生学会从实践中发现问题、解决问题和将所学知识运用到实际中去的重要场所，是培养具有创新能力的科学研究和应用人才的实践基地。而要真正上好实验课并非易事，综合性、设计性实验教学仍有待进一步完善。

6参考文献

[1] 常东胜，李涛，李静平.开放式实验教学模式的探讨[J].齐齐哈尔医学院学报，2005，26(7):810-811.

[2] 李江滨，黄迪南，侯敢.生物化学实验教学改革探讨—— 论文式实验报告[J].卫生职业教育，2005，23(15):100-101.

篇7

关键词：地方本科院校；细胞工程；教学改革；理论教学；实践教学

细胞工程学是应用细胞生物学和分子生物学的原理与方法，在细胞水平上研究改造生物遗传特性，以获得具有目标性状的细胞系或生物体有关的理论和技术的学科。它是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科。本课程围绕细胞工程的主要原理与基本技术进行现代教学[1]，是实践性和应用性很强的专业课。通过细胞工程的学习，学生在系统掌握本课程的理论、方法和技术等基础知识的基础上，结合最新研究动态，使学生可以全面地了解本课程。地方高校细胞工程实践条件普遍薄弱，教师怎样通过高效的教学方法改进教学质量，以达到教学（包括获得中学教师资格证后从事中学生物教学）、科研和生产开发各方面的要求，是摆在每位任课教师面前的一项艰巨的任务[2]。

一、细胞工程教学现状及存在的问题

重庆三峡学院生物技术专业于2007年开始招生，已经经过5年的专业建设，目前，已经形成了较完善的理论实践教学体系。但毕竟生物技术专业招生较晚，细胞工程相关课程的人才储备不足，还没有形成知识结构完善、人才梯度合理和水平较高的师资队伍，另外，实验条件薄弱，特别是无菌细胞培养与操作室要求严格，运行费用较高，难以建成。为此，在借鉴其他地方本科院校经验的基础上，根据自身特点，构建新的教学大纲，使细胞工程教学步入正轨。

二、细胞工程课程改革的总体构想

1.理论教学改革。

（1）突出重、难点，优化教学内容。在教材的选用上，国内虽然有不少版本的细胞工程的教材，但这些教材有的偏重应用、理论缺乏，有的可读性差，不易理解。因此根据我们多年的教学经验，上海交通大学李志勇先生主编的《细胞工程》系统地介绍了细胞工程的基本原理、方法、技术和最新发展，可以作为地方本科院校的教学参考书。但细胞工程发展很快，一些新的研究进展在教材中并没有体现出来，针对这个情况，一方面我们向学生推荐了一些参考书，另外自行编写了符合教学要求的讲义，下发给学生。同时，由于课时的原因，在教学过程中，不可能做到面面俱到，只能选择性地讲解。这就要求教师将教材中相对笼统、分散以及过时的内容，通过总结归纳、提炼和补充等再加工，应用有效的方法手段突出重点（基本概念和基本原理）和难点（容易混淆的概念和难理解的机制），并进一步结合实验课中的实际操作合理安排教学进度及教学方法[3]。

（2）改革教学方法。激发学生的学习兴趣，发挥学生主体主动性。大学教学往往采用灌输式教学模式（教师讲，学生听，教师写，学生抄）。启发式教学则注重教的目的是学，这样教师就由知识的传输者转变为学习的引导启发者，激发学生学习的主动性，发挥想象力空间。在教学过程中，为了调动学生参与课堂教学的主动性、积极性，我们选择细胞工程的某一章节，尝试让学生体验课堂教学，以培养学生的独立思考能力、查阅文献能力、总结归纳能力及语言表达能力[4]。通过这种教学方式，也为准备从事中学生物教学的本科生提高锻炼的机会，深受大家的欢迎。具体来说，提前三周布置教学内容，要求学生在空余时间利用百度等搜索引擎及CNKI、维普、万方、Elsevier、NCBI等专业检索工具，选择感兴趣的内容检索查阅相关资料。一般选择学生感兴趣、应用性较强、与生产实践联系紧密的内容，比如在学到动物细胞培养章节后，让学生课外查阅动物细胞培养在医药、食品等领域比较成功的案例，将工厂生产过程做成多媒体课件，教师选择几个比较有代表性的课件内容，在下次上课时让学生课堂讲解，然后教师点评，并强调本章节需要掌握的重、难点，可以作为学生部分的平时成绩。

注重师生互动，积极引导学生学习，关注学生情感，建设和谐课堂，拉近学生与教师之间的距离。利用上课前的几分钟时间，对前面的内容特别是上节课的内容提出问题，让学生思考回答，以巩固所学内容和检查学生课后的复习情况，同时又可以衔接本节课的讲授内容，一举两得。在课堂上介绍一些重要人物科学研究的故事、实例和经验教训，积极地引导学生进行科学的思维，培养他们的推理能力；同时鼓励学生运用所学知识来分析一些自然现象，发现和解决问题[5]。

优化多媒体教学。细胞工程是一门应用性和技术性很强的学科。理论教学过程中需要很多图表进行讲解，技术中的很多操作环节，如无菌操作、动植物细胞培养等操作严格规范，但传统的板书教学难以保证教学效果。利用多媒体教学，可以很直观地观察操作过程，提高了学生的感官认识，利于操作技能的掌握，加深理解深奥的理论知识。运用多媒体教学时，还应该留出一段时间进行师生、学生与学生互动，有利于学生更好地消化掌握所学内容，充分调动学生的参与意识。

2.实践教学改革。地方本科院校细胞工程类课程实验条件普遍薄弱，需要整合教学资源，优化教学内容。精选实验教学内容，彰显细胞工程实验课程的重点与难点，注重基础实验操作训练，侧重地方本科院校学生应用能力培养，显现课程特色。考虑到我校细胞工程实验室自身仪器较少，实验室运行成本较高，不能够完成“动物细胞原代培养”、“单克隆抗体制备”、“真核细胞转基因技术和检测技术”等技术复杂、成本高的实验，因此选择动、植物细胞培养技术作为主要的实验内容，有的实验还选用演示的方法进行教学，将实验内容分为四个模块，即基础实验、动物细胞工程、植物细胞工程、综合设计。这样既注重了基础操作，利于学生毕业后工作衔接，又突出了创新。

总之，课程教学是实现本科生教育培养目标的重要手段[6]。在我国，细胞工程课程开设较晚，目前还没有形成系统有效的教学模式，地方本科院校因其特殊性，很多细胞工程师资配备有限，实验条件缺乏，有的学校甚至还不能开设细胞工程实验课程。为此，我们依据生物技术专业学生的培养目标，根据教师在细胞工程理论和实验课程教学中的经验与教训，从教学目标、理论教学和实践教学等方面进行了积极的探索与改革，取得了较好的效果。

参考文献：

[1]梁亦龙，魏进民，张继承.细胞工程教学改革的探索[J].实验室科学，2009，（4）：25-26.

[2]王伟霞，李福后.生物技术专业《细胞工程》课程建设与改革[J].科技创新导报，2008，（9）：245.

[3]吴晓丽.提高《植物生理学》课程教学质量的探索与实践[J].科技信息，2012，（1）：286-287.

[4]王海英，刘玲玲，阎晗.细胞工程教学与大学生创新素质培养初探[J].黑龙江教育学院学报，2010，29（10）：91-93.

[5]周春菊.提高植物生理学教学效果的体会[J].高教论坛，2006，（05）：138-139.

[6]王义，刘思言，孙春玉等.在《植物细胞工程》课程教学中培养学生科研能力的思考与实践[J].中国校外教育（理论），2008，（9）：85-86.

基金项目：重庆市高等教育教学改革研究项目（编号：103157）

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参考。

一、研究对象与方法

1.研究对象

随机抽取我校高三两个平行班进行对照实验，对照班46人，实验班45人，共91名学生。

2.研究方法

采用教学实验法、行动研究法和问卷调查法。将研究对象随机分为实验组和对照组，实验组按着“学案导学”模式施教，对照组采用原来教学模式施教；在课堂教学中，通过计划—行动—考察—反思等环节，不断往复循环，总结规律，进行行动研究；在实验不同阶段，采用问卷调查，以获取学生对“学案导学”模式的看法和应用效果的信息。

二、实施“学案导学”教学模式的策略

1.建构“学案导学”教学模式

在借鉴他人研究成果的基础上，结合高中生物学科特点以及高三复习要求，在实验前期构建“学案导学”教学模式，见图1。这样以教学模式来规范教学流程，并在教学实践中通过行动研究不断完善该模式，较大地提高了复习教学效率。

2.编制导学案是基础

编写导学案时，首先要认真研读《普通高中生物课程标准》和《普通高等学校招生全国统一考试福建省理科综合生物考试说明》，明确课程文件的复习要求。然后分析教材，根据学生的实际情况，确定复习目标、重点难点和教学方法，并对教材内容创新编排，创造性地使用教材。编写内容一般以一个完整教学内容为一个学案，可用一到两个课时，包括学习目标、课前预习、课堂导学、课堂小结、限时训练等环节。课堂导学环节作为导学案的主体部分，尤其要设计好问题串。笔者编写高中生物选修三《动物细胞培养和核移植技术》的导学案时，围绕复习目标，设计以下有启发性、层次性和梯度性的问题串：（1）为什么要进行动物细胞培养？（2）什么是动物细胞培养？（3）怎样进行动物细胞培养？（4）动物也能够克隆吗？能不能用高产奶牛的一个体细胞，培育出一头高产奶牛呢？（5）动物体细胞核移植是怎样进行的？（6）动物细胞培养与核移植有哪些应用？存在那些问题？请上网收集、整理和分析相关资料，并和同学交流。六大问题构成一条主线，引导学生探究，在此基础上，还需要对主要问题进行细化，以便于学生深入思考，如针对问题5，可以进一步细化为以下几个小问题：（1）请用文字及箭号的形式简单表示出动物细胞核移植的过程。（2）在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？（3）用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？（4）你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？

课堂实践证明，学生依据导学案，在富有启发性、开放性、层次性和梯度性的问题串的引导下，课前进行了充分的预习，课中进行了精彩的展示，提出了不少有深度的问题，并进行了激烈的思维碰撞。无论是课堂中学生表现还是课堂小测，教学目标达成度非常高。可以说，该课的成功是与导学案的精心设计，尤其是与问题串的设计分不开的。因此，导学案要最大程度激发学生的问题意识，满足不同层次学生的需要，才能做到因材施教，提高教学有效性。

3.落实课前预习是前提

学生在课堂上能够积极交流和展示解决问题的方法，就必须踏踏实实地开展课前预习。学案编好后，一般提前2天印发给学生，要求学生明确学习目标，完成课前预习内容，教师一般在晚自习时辅导学生，指导学生阅读课本，完成课前预习部分，并解决预习时出现的难题。为了促进学生预习的落实，尽量暴露学生的问题，同时也是强调学生形成主动的学习态度，笔者会安排10分钟的课前检测，组织学生当堂批改和反思交流，然后将晚自习辅导和课前检测中反映的问题进行统计、分类和分析，进行二次备课，以便教师接下来分析学生共同存在的问题，从而保障复习有针对性。

4.组织小组合作学习是保障

《国务院关于基础教育改革与发展的决定》中指出：“要深化教学改革，在扎实推进素质教育的同时鼓励合作学习，促进学生之间的相互交流、共同发展，促进师生教学相长。”合作学习是高中生物课程标准要求学生学会的一种重要学习方式，现在正被广泛地在课堂教学实践中应用。建立学习小组的基本原则是“同组异质，异组同质”。“同组异质”是指组内学生根据各自不同的学业成绩、性格特点、兴趣爱好、学习能力、家庭情况等优化组合，异质为主，使小组成员之间具有一定的互补性和个性化；“异组同质”指组与组之间综合水平基本相当，以便促进组内合作与组间竞争。一个小组8人，共6组。由教师指定组长，让组长和组员之间进行双向选择。另外，为了激励，还组织学生创设了各自的组名、组训和目标等，并制定了评价规则。实践表明，各组的组长至关重要，起到管理、激励小组的作用；评价不宜复杂，简单易操作就行。

5.培养学生的问题意识是关键

“学案导学”模式要求教师通过导学案引导学生积极主动的学习，不断地发现、提出、分析和解决问题。学生是否具有较强的问题意识，是成功实施该模式的关键所在。在采用“学案导学”模式的初期，只有少数学生能提出问题。大多数学生没有提出问题，原因可能在于：

一是有问题没有提出来。预习中发现的问题，在上课时教师都会讲，所以不必提出来；有的问题与同学讨论和探究，就能够解决；有的担心老师和同学可能会认为问题过于简单，不好意思问；或是因为教师过于严肃不敢问。为此，解决对策是：第一要备学生，了解学生学习情况，有针对性地教学，不要全部都讲，否则只会助长学生的依赖性，导致问题意识和主体性的丧失；第二是教师应主动地组织好小组合作学习，让学生积极讨论，教师恰当介入，起到引导者和参与者的作用，这样既保证了学生的主体地位，能够发挥教师的主导作用。第三是教师要多站在学生的角度换位思考，了解学生的思想状态，对学生要随和，不要过于严肃，避免学生产生对教师的距离感和畏惧感。融洽的师生关系有利于学生乐于向教师求教，所谓“亲其师而信其道”是也。

二是真的提不出问题来。这与学生长期以来课堂主体地位丧失有关，传统课堂上，整个学习过程都是在教师的安排下进行的，教师占主体地位，学生不过是学习的配角而已。学生习惯于教师在课堂上讲，学习缺少主动性，缺乏问题意识。爱因斯坦说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”解决这类问题，一靠教师的鼓励；二靠竞争机制和评价制度，营造积极的学习氛围。

6.抓好课堂评价是有效抓手

在高三复习教学中，来自同伴和教师的鼓励是不可缺少的。哪怕是一句话，只要恰当，就可以起到激励作用。笔者采取小组评价和个人评价相结合的策略，在小组评价的基础上，突出个人评价。具体做法是：先将个人成绩折算成积分，然后每周、每月算出个人和小组的总积分，在一张专门制作的展示板上，记录各个小组和个人的得分情况，并评出最佳、进步最快的小组和个人。无论是科任老师还是班主任，都会利用各种场合不断鼓励这些小组和个人，让学生看到希望，同时激发竞争的欲望。几年来的实践表明，只要坚持抓评价，帮助学生树立信心，就能激发其潜能，取得较大进步。

三、实验结果

一学年的课程结束后进行测试，并分别对两个班发放问卷调查，结果如下。

表1实验班与对照班生物课学年成绩对照表

表2实验班与对照班问卷调查统计表

四、实验结果分析

1.实验班的学习效率比对照班高

所谓学习效率，就是学习的产出（学习数量和质量）与学习的投入（学习花费的时间和精力）之比，高效率意味着学习者利用最少的时间取得最理想的学习成绩。从表1和表2可以看出，实验班平均成绩比对照班高出5.9分，及格率高出13%，优秀率高出7.2%，而“完全跟得上教学进度”一项，实验班高出对比班19.5%，说明实验班的学习质量和学习数量都要高于对比班。“一周课外花在生物学科的时间不超过4小时”，实验班高出19.3%，说明实验班的学生投入在生物学科上的时间和精力普遍少于对照班。可见，实验班的学习效率高于对照班。

实验班的学习效率之所以高于对照班，原因在于：

第一，“生物复习课有趣”，实验班比对照班高19.4%，说明“学案导学”模式更能激发学生学习兴趣。在教学实验中，导学案中设置了清晰明确的学习目标，以任务驱动学习；课堂导学环节富有启发性、层次性和梯度性的问题串，能够最大程度激发学生的探究意识，各个层次学生都能够达成自己学习目标，容易产生成就感；小组合作学习，既竞争又合作，学习上你追我赶，再加上有效的评价，各种“优秀小组”、“优秀个人”、“最有潜力小组”和“最有潜力个人”等荣誉称号把学生们学习积极性发挥到极致。而教师这是也不再是知识的灌输者，教师要做的就是不断观察学生，了解学生的问题，迅速进行二次备课，有针对性地点拨学生，由于学生已经经过自学和小组合作学习，急于弄清还不太明白的问题，所以听得格外专注，老师只要稍稍点拨，一时恍然大悟，兴奋不已，这不就是孔子《论语·述而》中所说的“不愤不启，不悱不发，举一隅，不以三隅反，则不复也”所倡导的吗？

第二，“对老师教学较满意”，实验班比对照班高19.9%，说明“学案导学”模式有利于师生交流，打造良好的师生关系。在新模式下，教师的角色发生了改变，由知识的传播者变为学习的指导者、组织者和评价者，要成功地实施新模式，教师行为就必然要进行转变，积极同学生交流互动，充分调动学生参与的积极性，在扮演好自己的角色的同时，也构建了良好的师生关系，而良好的师生关系又是新模式成功实施的前提。

第三，“有超前学习”，实验班比对照班高19.4%，说明“学案导学”模式更适合自学能力的培养。新教学模式培养了学生的自学能力，反过来，学生自学能力的提升又导致预习和探究能够落到实处，进而促进新模式的成功实施，自然也提高了复习效率。

第四，实验班的优秀率高出对照班7.2%，说明中等生更能得到提升，优秀面在扩大；实验班的及格率高出对照班13%，说明学困生在减少。综合分析，采用“学案导学”模式，有利于实施分层教学，各个层次的学生都能够取得较大的进步。所以，是全部而非个别学生在进步，学习效率的提高就更有内涵了。

四、结论与建议

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其实，我更关注的是今年的诺贝尔生理或医学奖，获奖者是与我父亲同龄的英国人约翰·格登和与我同龄的日本人山中伸弥。获奖理由是他们研究了细胞核重编程和诱导多能干细胞。这些概念咋一听会令人颇感深奥，其实内容却是很有趣的。

首先是约翰·格登，他在20世纪60年代做了一个划时代的实验：把美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入到去核的卵细胞，结果发现一部分卵依然可以发育成蝌蚪，其中一部分蝌蚪还可以继续发育成为成熟的爪蟾。这是人类第一次从动物的成体细胞中重新复制出一个新的动物。1997年多利羊诞生后，我们知道这种技术叫“克隆”。如果设想直接克隆人将是非常可怕的。但如果克隆自己身上的一颗心脏、一副牙齿、一个肾脏、一块皮肤等，用来替换已经老化或受损的器官，就不会发生可能致命的免疫排斥反应。这个美妙的前景就很令人期待了。

可惜实际操作并没有那么简单。早在上个世纪30年代，另一位曾获诺贝尔奖的科学家斯佩曼发现，一种细胞要转化为另外一种细胞，需要周围细胞的诱导。就是说，假如你想用一个胚胎细胞培养获得一个。肾脏，那么你得先把肾脏周围的各种器官组织培养出来而且一个也不能少。推理下来等于说，最终你得先培养出一个完整的胎儿才能获得这个肾脏。这样的结果同样是人类道德难以接受的。

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关键词：高职教育;工学结合;细胞培养;课程开发

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0044-02

一、工学结合的定义

工学结合是一种学习和工作相结合的人才培养模式，是将理论与实践相结合，从而提高课堂教学效果的一种教学模式。2001年4月由东北大学主持召开的“美国合作教育大会”指出，工学结合是将理论知识和职业技能以及工作实践结合在一起，是使学生提高就业率的一种有效的教学方法。

二、工学结合培养模式的开发背景及现状

工学结合人才培养模式的主要功能是提高学生综合素质和就业竞争力。这种模式涉及面很广，牵涉到了社会、教育、产业等多个方面，从而需要获得社会、教育和政府等多个方面的配合和支持。在教育教学方面，工学结合的模式需要建立对应的教学制度和管理体制，多个部门相配合，同时还是要聘请一些大企业的优秀工程师做相应的讲解等活动，以增加学生的社会实践经。

在产业方面，学生去企业单位实践需要满足三个要求：一是雇佣实习生需要付出的费用较低。企事业单位的部分岗位技术要求和风险较低，用成熟的老手费用高，因此才会考虑刚毕业的技术不成型的学生;二是国家政策的需求。国家支持鼓励企事业单位吸纳实习学生，同时还推出税收优惠的政策，从而使更多的单位乐于接受实习生;三是着眼于长远之计，企事业单位由于每年的人流量很大，雇佣实习生也能够为企业储备后继力量。

从政府方面来说，很多发达国家都制定了相关政策。一是支持鼓励企业单位雇佣实习生;二是鼓励学校更多的运用工学结合教学模式。而我国由于开展工学结合模式较晚，所以各个方面的条件还不是很完善，尤其在产业和政策方面，国家处于发展的阶段，一些政策还不能满足用人单位的雇佣条件，不能够让单位和学生产生较高的积极性。在教育教学方面，政府没有鼓励学校实施工学结合人才培养模式的专项经费投入，造成因条件不健全学校实施工学结合人才培养模式困难重重：首先，多数学校都没有建立专业的管理部门，管理上比较薄弱。由于教学管理部门的功能设定和主要服务对象是校内，因此很难胜任大量的对外联系和过程管理。其次，在人员结构方面，由于没有专门的管理机构，缺乏真正意义上的“双师结构”队伍。高职院校大部分教师缺乏生产实践锻炼，受传统普通高等教育的影响，课程体系和教学内容设计过分强调理论的系统性。第三，在教学制度方面，我们尚没有成熟的“完全学分制”和“弹性学制”，学生的自主选择受到一定的限制。第四，在课程方面，我们还是从教学而不是从育人的角度看待课程。第五，在社会层面，国人也还停留在重知识、轻技能的传统思想里，希望孩子通过读书改变自身现状，家长更愿意看到孩子在校读书，而不是进入企业工作。

三、细胞培养课程的开发思路

由于政府、产业、教育和社会等各方支持系统要素的短缺，现有国情限制了学生大规模、有序地进入企业工作、学习，我国高等职业院校的教育与企业生产实际需求脱节，已经造成了目前劳动力市场上高等职业教育培养的毕业生与企业需求供求失衡的现象，只能摸索适合中国国情的工学结合人才培养模式。这种情况下，教师可以通过社会调研，掌握相关企业及研发机构的职业领域、岗位知识、岗位技能及职业素养等。

《细胞培养》是生物制药技术专业的重要课程，课程目标是培养能够从事细胞分离制备、纯化及检验的专业人员。通过企业调研，将岗位工作任务进行能力分析，设置学习项目，通过一个个子任务来强化学生技能，循序渐进安排教学过程。引导学生熟悉细胞培养所需要的无菌空间、常见设备及操作规范、细胞分离、纯化、检验及冻存方法，提升学生职业操作能力，提高职业素养，实现实践教学与企业岗位需求的对接。

四、细胞培养课程内容的开发及设计

《细胞培养》是在充分进行岗位调研的基础上设立的。课程内容是以符合实际岗位能力需要的工作任务为载体，以工作过程为导向，结合学生的认知规律和实际教学需求进行设计，包含无菌操作空间设计和仪器设备操作维护、实验前准备、动物细胞的制备、细胞的分离纯化、鉴定和保藏等，共9个项目、24工作任务及相关职业能力培养，突出实践课程的重要性，注重学生技能操作和职业素质培养，基本涵盖生物制药企业和科研院所细胞培养岗位所必须具有的制备、培养、分析鉴定所需的全部方法和技术。

五、有效课程评价体系的开发与设计

为了检验学生是否具备从业岗位所需的综合职业能力和素质，保证课程内容能够有效实施，我们建立了《细胞培养》课程评价体系，采用项目过程考评（任务考评）的方法，课程总成绩=项目过程考评成绩（70%）+理论应知考试成绩（30%），项目课程考评成绩=素质考评成绩（25%）+实操考核成绩（75%）。具体分类见表2。

六、教学实施中的有关问题分析

工学结合开发《细胞培养》课程是针对高职院校设计的，考虑到高职学生的特点，在教学实施中有以下几个问题需要注意：

1.为了不污染无菌环境，无菌空间应该避免一次性进入过多学生。学教师带领分组学生在无菌间实操时，无菌间外学生的安全卫生及纪律问题需要设计周全。

2.受学时限制，任务以团队形式完成，少数学生会完全依赖团队“主力”，参与程度不够。项目实施过程过中必须细化任务，确保每个学生都参与了项目的实施。

3.本课程是理论教学和学生实践交叉进行，理论是根据实践任务所需的知识构建，不同任务之间构建的学习领域以细胞制备工作流程排序。

参考文献：

[1]陈解放.基于中国国情的工学结合人才培养模式实施路径选择[J].中国高教研究，2007，（7）.