動物細胞培養技術教學實踐與探索

宋琴　紀其雄

摘要：動物細胞大規模培養技術已成為生物制藥生產、研究和開發過程中一項非常重要的基本技術。探索從醫藥?？粕膶嶋H出發，圍繞培養應用型人才的目標，從課程設計、課堂教學活動的組織到教學評價三個維度一體化教學實踐，使學生掌握相關理論知識的同時，強化學生操作技能。

關鍵詞：細胞培養技術；情景教學；操作考核

中圖分類號：G4

文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.18.087

動物細胞培養開始于上世紀初，1962年其規模開始擴大，發展至今已成為生物、醫學研究和應用中廣泛采用的技術方法，利用動物細胞培養生產具有重要醫用價值的酶、生長因子、疫苗和單抗等，已成為生物醫藥高技術產業的重要組成部分。利用動物細胞培養技術生產的生物制品已占世界生物高技術產品市場份額的50%。鑒于動物細胞大規模培養技術在生物制藥領域的重要性，動物細胞培養技術已成為生物制藥專業?？粕暮诵谋匦拚n程之一。

通過大量的問卷調查和日常接觸，我們發現醫藥?？粕毡榇嬖诶碚摶A差，底子薄，并且學習積極性不高的特點。根據學生的這個特點及我們培養應用型人才的培養目標，在實際教學過程中，我們采取以學生為主體設計來設計課程，倡導自主、合作、探究的學習方式。教學主要根據?？茖哟蔚膶I設計特點，特別強調理論知識與對應的細胞培養操作技能關聯學習，通過課堂教學活動的組織和教學評價強化學生的技能。

1.理論和情景教學相結合的課程設計

基于動物細胞培養的工作過程，按照動物細胞培養的工作任務結構，本課程主要設計了三個方面的內容，即動物細胞培養的儀器設備設施條件，動物細胞培養的基本技能，藥學細胞工程常見技術。本課程在學生學習了《藥用基礎化學》、《有機化學》、《醫學基礎》、《微生物學基礎》、《基礎生物化學》和《生物藥品》等課程之后開設，目的是使學生有了一定的生物學基礎知識和相對扎實的化學基礎知識和操作技能之后，能更好地完成本課程的學習要求。

沒有理論指導的實踐是盲目的、不規范的，因此醫藥?？粕趯W習細胞培養技術之前，必須先學習理論知識。傳統的學習方法是先進行理論教學，后穿插進行實驗教學。我們針對醫藥?？粕碚摶A相對薄弱，學習能力欠佳的特點，沒有采用傳統的教學方法，而是采用理論和情景教學相結合。對理論內容進行精心選擇，緊扣實驗的需求和工作中應用的需要，在實驗技術上注重基本技能的培養和常見技術的實踐。同時按照動物細胞培養的特殊要求，我們設計了循序漸進的7個學習情境：（1）常見細胞培養實驗室的布局；（2）細胞培養主要儀器設備的操作；（3）細胞培養用液的配制；（4）無菌操作技術及細胞培養無菌器材的準備；（5）細胞培養的基本操作，包括傳代培養、克隆化培養、原代培養、擴大培養；（6）細胞大規模培養與生物反應器技術；（7）細胞凍存與細胞復蘇技術。對于每一個學習情境，我們采取理論和實驗教學并行的模式，對于基本的實驗技能如顯微鏡的使用、傳代技術及細胞計數技術等我們鼓勵學生發揮賣油翁的精神，反復操作直至技術嫻熟。

2.實驗教學活動的組織

2.1課前準備

在上課前寫好板書，將本次情景學習的重點部分寫在黑板上。這樣做一方面可以讓學生在課前很快了解本堂課需要掌握的知識，并對即將展開的情景學習設置一些相關的問題，如“動物細胞培養液的主要成分是什么？”、“為什么培養前要將細胞分散成單個細胞”等，讓學生帶著問題和思考進入學習，在實驗中更好理解和學習知識，避免對知識死記硬背，達到情景教學的目的。

2.2教學過程組織

2.2.1固定分組

從第一次實驗就要進行固定人員的分組，這樣有利于配合和相互協作，也有利于鍛煉團隊協作能力。每小組的人員不宜太多，2～3為宜，統籌規劃實驗流程，高效完成實驗內容。根據當堂的實驗，教師提前統籌安排好各組成員的任務，使實驗有序高效地進行。對于有些不需要相互幫忙的實驗盡量安排一人一組，目標是通過本課程的學習，每個學生都具備獨立完成相應實驗操作的能力。

2.2.2實驗演示

實驗課是需要學生自己動手操作來完成課堂的內容，學生的操作是否正確，很大程度上取決于教師的指導，因此教師必須做好示教。首先有教學經驗很豐富的教師來擔任主任課老師；其次要求任課老師在上課之前對內容了如指掌，參加集體備課，統一帶教標準，明確教學重點、難點；最后根據教師在企業掛職和走訪經驗，在示教過程中強調標準化操作流程（SOP），將實驗的標準操作步驟和要求以統一的格式描述出來，指導和規范日常的教學工作。

2.2.3學生操作

在教學過程中，教師放手不放眼，全程觀察學生的每一個操作過程，鼓勵學生大膽細心操作，遇到問題要自己先仔細思考。經過一些實驗的訓練和嘗試，同學們操作技能有了很大的提高，同時思考問題的方式也有了較大的轉變，由原來不會直接問老師“這要怎么做？”轉變成了自己思考后問老師“我這樣做對嗎？”。

2.2.4操作考核

在七個教學情境中，我們選取了傳代培養、克隆化培養及凍存與復蘇等實驗進行操作考核。傳代培養考核主要考核學生的無菌操作能力及細胞消化、吹打和計數的綜合能力，具體要求學生連續傳代2個月的時間，最后根據學生傳代細胞的培養狀態（有無染菌、死細胞多少等）進行評分；克隆化培養考核除了考核學生細胞計數、消化和吹打等技能之外，還考查學生實驗設計和計算能力，最后根據單克隆孔的多少進行打分；細胞凍存和復蘇實驗除了考核無菌操作和細胞計數之外，主要考核學生實驗任務的組織能力、操作手感及凍存液配制能力等，最后通過自己凍存細胞的復蘇存活率進行考核。動物細胞培養對生物制藥專業的學生來說是一門非常重要的技術，只要是技術都免不了要反復的聯系，我們以任務驅動的模式讓學生反復練習其中最基本的技能，并通過考核來檢驗他們的學習成果，同時如果學生不滿意自己的成績還可以在課程開設期間重新參加考核，通過這種方式，讓學生真正掌握細胞培養的基本技能，養成良好的實驗習慣，為他們從事相關工作打下扎實的基礎。

2.2.5課后總結

動物細胞培養技術這門課程是實踐性非常強的課程，實驗結束后學生都會有自己的操作體會，還會有相應的實驗結果，細胞培養的結果我們要求學生倒置顯微鏡拍照后提交到教師機，其他具體的實驗目的、原理、試劑材料、步驟、結果及分析等內容則要求寫成實驗報告，教師對學生的實驗結果及報告進行批改，并對有問題的地方進行標注。最后，對于一些共性的問題下次課上課前進行統一的點評，是學生對相應的操作有更好、更深的理解。

3.教學評價

多元化評價是指對每組或每位同學的實驗課成績考核多元化，既要通過課前預設計實驗和課后的實驗報告等紙質材料反映，也要通過多種手段和途徑對學生的身心素質、專業知識、專業技能和個性特長等方面進行全方面的評價，其目的是促進學生的全面發展。動物細胞培養考核主要包括平時常規評價和過程與結果評價兩部分。平時常規評價注重學習態度、考勤和隨堂問題回答，占總成績的20%；過程與結果評價包括三部分：（1）實驗操作手法、實驗結果與實驗操作考核占總成績的30%；（2）實驗報告占總成績的20%；（3）期末考核占總成績的40%。

4.結論

實驗課和其他實踐教學環節是高校培養學生掌握實踐技能、形成良好的工作習慣的必要過程，因而必須重視實驗教學活動。上述動物細胞培養技術的課程設計、課堂組織和教學評價，目的使醫藥?？粕莆樟嘶镜睦碚撝R和操作技能，將企業的標準化操作流程灌輸到學生的學習過程中，為學生在就業后盡快上手奠定了良好的基礎。