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细胞工程课程的设定与改革

2013/07/02 阅读:

如何培养适应社会需求的21世纪的新型人才,是现代高等教育所必须考虑的首要问题。因此,细胞工程作为现代生物技术学科的一个重要组成部分,在高等院校生物科学及相关专业的教学中被设定为主干课程。目前,细胞工程是生物技术等相关专业本科生培养计划的必修课程,在课程内容上要求系统全面地介绍细胞工程的基本原理、基本技术、最新研究方法和成果、实际生产应用以及未来发展趋势等。

细胞工程课程在生物科学专业的设置

本课程自从2007年在我校新办生物技术专业开设以来,根据学校对本科生物技术专业的培养计划,细胞工程是生物技术专业的主干课程,并于2009-2010学年第二学期开始开设。通过对该课程的教学,使学生掌握细胞工程所涉及的基本概念、原理、技术方法、应用基础等内容。通过近三年的教学实践,不断加强课程建设与发展,理论教学体系已经基本完善,实验教学平台基本建立。通过全面进行教学改革,已逐渐形成本校建设的特色课程。21世纪,生命科学全面快速发展。根据学科发展和社会需求趋势,在新办生物技术专业基础之上,2009年我校新办生物科学专业。然而,新办生物科学专业的困境是专业范围宽泛;如何在有限的时间内,全面、高效地培养适应社会需求的合格人才,是每位任课教师和教学管理者必须认清的首要问题。为了充分发挥我们医学院校的资源优势,在培养学生方向定位上,以健康教育为主要方向,兼顾生物制药等,但又与生物技术的培养方式不同。由于细胞工程是由细胞生物学、分子生物学、基因工程、工程学等学科理论技术有机结合的一门崭新学科,因而被设定为新办生物科学专业本科生培养计划的必修课程。

细胞工程课程在生物科学中的开设,是以普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、分子生物学、微生物学、免疫学等先修课程为基础。同时,将本课程的学习与基因工程、生物技术等课程的学习互相补充和相互促进,为将来从事生命科学基础理论研究、生物制品的开发和应用、疾病诊断技术的开发与应用等领域的工作打下必要的基础。在教材方面,以李志勇编著《细胞工程》(高等教育出版社)为基本教材,以杨吉成编著《细胞工程》(化学工业出版社)、安利国编著《细胞工程》(第二版,科学出版社)等为主要参考教材。在教师队伍配置方面,既有细胞生物学领域教学经验丰富的教授,也有年富力强的专业知识扎实的中青年骨干教师。细胞工程的理论教学和实验教学全部由既具有扎实生物工程学相关知识背景,又有基础细胞理论与实验技术背景的骨干教师承担。

细胞工程教学内容的设定与改革

细胞工程课程的特色,是以细胞工程技术方法的基本原理为课程教学切入点。在教学内容上,基本理论的讲授与技术方法过程的介绍并重;在本学科知识的系统性方面,既有本学科理论的系统性,又加强与其他相关学科的相互渗透交叉,尤其是以细胞生物学、生物工程的基础知识背景,为本学科的理论教学奠定基础;通过将现有技术的原理、应用归纳,与本学科相关技术的发展趋势讲解相结合;从内容上,客观系统地反映本学科相关领域应用前景、重点研究方向和尚待解决的科学问题;在理论上自成体系。根据教学计划,细胞工程在我校总学时设定为80学时,其中理论50学时,实验30学时。本课程的开设,一般在第三学年的第二学期,在普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、组织胚胎学等课程修完之后进行。细胞工程在教学内容、教学方法上又与以上学科大不相同,本课程教学是以技术方法的原理为基础理论的学科,因此实验与理论教学并重。细胞工程课程的理论课程内容,根据研究对象一般分为三大部分内容,分别为:细胞工程概论与基本技术、植物细胞工程、动物细胞工程。根据我校的教学实际情况和培养计划,我们对教学内容进行了适当的改革与调整。课程的内容重点在第一部分细胞工程概论与基本技术和第三部分动物细胞工程[1-4]。

细胞工程概论和细胞工程基本技术,这部分内容是细胞工程的理论方法基础,是教学重点之一。课程内容主要包括:细胞工程概论、细胞工程理论基础、实验室设置与无菌操作技术、细胞基本培养基本技术。重点让学生掌握细胞工程研究所涉及的基本理论、技术问题。由于细胞工程是在细胞生物学教学之后开设,学生已经基本具备细胞生物学的基本理论和技术方法;因此在理论教学内容安排上,只做概要性讲解。植物细胞、组织工程技术相对成熟,应用范围广泛。这部分内容包括:植物组织、器官培养技术;植物细胞培养技术;原生质体融合与培养技术;亚细胞水平的操作技术等。对这部分内容的教学,只做相关技术原理的理论性讲解,了解相关的技术原理和应用。细胞工程课程的教学重点内容设置在动物细胞工程部分。这部分内容主要有五个方面的相关主题:①动物细胞的规模化培养技术与生物反应器;②基因操作技术与外源基因的表达,包括转基因生物反应器(转基因细胞和转基因动物)、细胞培养与生物制药;③体外受精与核移植技术,包括体外受精技术、胚胎工程技术、核移植技术等;④细胞融合与单克隆抗体技术,包括杂交瘤技术、单克隆抗体技术、抗体工程技术等;⑤胚胎干细胞与组织工程技术。在这几个主题中,着重对细胞培养的细胞融合技术原理和基本方法,以及利用细胞融合产生杂交瘤和单克隆抗体的动物细胞工程发展的基础进行讲解;重点讲解动物细胞基因表达系统和基因打靶的技术、利用染色体载体转移基因和构建人工染色体的技术及其应用;并且对于干细胞生物学在医学上应用的重大意义,对胚胎干细胞和组织干细胞的研究方法、研究进展进行重点讲解[5-8]。

实验教学部分,将培养胚胎干细胞的整个实验体系与技术设定为细胞工程课程的实验教学部分。实验课程的教学改革,是我们对这门课程进行教学改革的重点部分,相关的研究进展将另文详细论述。细胞工程在无论是在理论教学还是实验教学上,都充分展现出细胞工程的最新前沿技术以及这些技术在生物制品研发、保障人类健康等方面所体现出来的越来越多的贡献和作用。通过课程改革,不断完善教学内容,不断丰富教学方法与手段,使理论教学与实践教学、甚至科研教学相互促进。通过本课程教学,使学生充分掌握细胞工程的基础知识、基本概念和实验技术的基本原理,完整的理论以及体外细胞培养技术和方法,以及细胞工程发展的新技术和新理论。从教学效果以及学生反馈来的信息,都证明了细胞工程教学取得了非常好的教学效果,达到了课程设定的预期目标。(本文作者:任立成、孙元田、苏振宇、林蓉、李冬娜单位:海南医学院生物学教研室)

细胞工程课程的设定与改革

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