《低溫生物學理論與應用》課程的教學與實踐

傅祥偉　侯云鵬　朱士恩

摘要：針對十八大提出的“全面實施素質教育，深化教育領域綜合改革，著力提高教育質量，培養學生社會責任感、創新精神、實踐能力[1]”方針設立研究生《低溫生物學理論與應用》課程。根據課程特點，引進國際Workshop的教學形式，采用理論學習密切結合動手實踐的授課方式，《低溫生物學理論與應用》課程教學實踐效果良好，達到了理論教學與實踐教學相結合。形成了科研資源優勢轉化成教學資源優勢，教學成果促進研究生科研課題開展的良性循環。

關鍵詞：教學改革；課程建設；低溫生物學；workshop

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）41-0128-02

一、課程的設立的背景

低溫生物學是近幾十年隨著生物學、醫學和低溫制冷技術的發展而逐漸形成的一門邊緣學科，是研究在自然和人工低溫條件下生命體、組織、細胞不同層次的活動規律及其應用的學科[2]。作為一門新興的邊緣學科，低溫生物學在人類生命科學以及國民經濟建設和環境保護等眾多領域具有重要作用，近年來我國的低溫生物學領域的研究也有長足的進步，但與國際先進水平相比，還有較大的差距，因此專家們呼吁應重視年輕低溫生物學工作者的培養，并為之創造良好條件[3]。

中國農業大學動物科技學院動物遺傳育種與繁殖系的朱士恩教授研究團隊，在哺乳動物配子與胚胎生物技術尤其是超低溫冷凍保存技術方面開展了近二十年的相關研究。一直以來，為了更好地服務于科研教學和人才培養，朱士恩教授就準備開設側重于動物胚子與胚胎冷凍保存內容的一門課程，但苦于國內外沒有專門的教科書，一直沒能如愿。直至2012年，由朱士恩教授主編的《動物配子與胚胎冷凍保存原理及應用》在科學出版社出版發行，終于使得這門課程作為研究生選修課在2012年順利開講，學時數為16學時。教學團隊采用這本書為主要參考教材，結合國內外其他相關教材，例如1998年湖南科學技術出版社出版的《低溫生物學》，2007年科學出版社出版的《低溫生物醫學工程學原理》等。

二、課程的特點、主要內容

正因為低溫生物學是邊緣學科，因此在中國農業大學只有動物胚子與胚胎生物技術等相關方向的研究生對此課程感興趣。正是基于上述考慮，同時結合研究生專業背景與就業需求，教學團隊以理論學習與動手實踐相結合的方式推進了本課程。課程的定位是通過低溫生物學理論與實踐課程的學習與操作實踐，使動物科學及相關研究方向的碩士、博士研究生全面了解和掌握目前配子與胚胎生物技術中主要超低溫冷凍保存技術操作程序以及關鍵技術要領，為研究生盡快進入論文實驗和提高就業能力建立技術培訓平臺。理論課程主要內容包括：胚子與胚胎冷凍保存原理、動物胚胎冷凍保存進展、動物配子冷凍保存進展、組織和干細胞冷凍保存原理和進展。實踐內容包括：卵子與胚胎冷凍保存技術演示操作與實踐、精子冷凍保存技術演示操作與實踐等。上圖為老師指導學生進行OSP法去玻璃化冷凍。

三、課程的教學實踐

在《低溫生物學理論與應用》課程的教學實踐中，我們做到了以下幾點：

1.明確培養目標。課程明確了培養服務于我國胚胎生物技術產業的既懂理論又能夠操作的復合型人才型人才。因此我們要求學生在比較扎實地掌握配子與胚胎生物技術和動物生殖生理基礎理論的同時，能夠熟練進行基本胚胎生物技術的操作，從而能夠從事胚胎產業化工程、輔助生殖技術等領域的科研創新、生產實踐等工作。

2.確立培養的基本要求。在目標明確的情況下，要求培養學生完成扎實的低溫生物學理論基礎學習，形成科學的思維方法，具備扎實的基礎理論知識和必要的專業知識。在此基礎上，要求學生具有技術過硬的實際動手能力和組織試驗能力，會操作，善操作。動物配子與胚胎生物技術的特點是要求動手能力極強。因此，在課程設計上，我們提高了實驗環節的課時數，使其達到和理論講授課時達到1：1。在課程考核上，也將實驗動手環節成績引入最終考核成績，鼓勵學生苦練試驗操作技能。這對傳統的學生“高分低能”現象可謂一次不小的沖擊。

3.制定培養措施。根據本課程特點，教研組經反復探討，決定引入國際上教師培訓中普遍采用的“Workshop”授課理念。改變傳統的講授式的教學方式，采用理論講授緊密結合動手操作教學方法。“Workshop”，中文譯作“研習會”本意指由少數人進行密集討論的集會，通常需當場作練習，后來泛指較小型，但互動性較高的會議。將“Workshop”的授課理念在本課程具體表現為以下特點：①實際操作教學。將低溫生物學科研試驗使用的儀器設備引入課堂，進行實際操作；②強化實驗動手。指導學生自己動手，進行實際操作實踐，以實驗結果為準繩。一方面充分利用動物科技學院新建的實驗教學中心開展實驗；另一方面開放現有科研實驗室，努力培養學生形成的自主學習和獨立思考的學習方式。③現場教學。教學不局限于教室，在有條件的情況下將學生帶入養殖場，使課堂內外的教學活動成為一個有機的整體；④組建新型教學隊伍，營造育人環境。組建以青年教師、高年級博士生為骨干的實驗導師隊伍，做到一對一全方位多層次指導本門課程的實踐教學。鼓勵與引導學生充分利用各自研究室的科研優勢，鼓勵具體問題具體分析，避免學習“一刀切”。例如：劉國世教授團隊經常進行羊胚胎移植試驗，超數排卵后供體過多的胚胎往往需要冷凍保存后供下次移植使用，該團隊的研究生就會對羊的胚胎冷凍格外感興趣，花大力氣去鉆研、實踐。

《低溫生物學理論與應用》課程開課三年以來，結合選課研究生人數、教學內容、師資力量等實際情況，每次開課選課人數10～15人，目前能夠滿足動物科技學院、動物醫學院、生物學院相關專業學生的需要。在授課效果上完成課程的研究生通過理論和操作的學習，在進入實驗階段后能夠迅速使用掌握的技術開展自己的課題，效果良好。此外，課程在完成教學目標的基礎上，還起到了新進實驗室研究生試驗技能培訓的效果。

四、探索課程改革的重要性與意義

目前，我國經濟、技術發展對傳統的授課模式也提出了新的要求，我國高等學校的教育教學改革也進入新的發展階段。傳統的授課模式對于一些邊緣學科存在教學內容針對性不強、實踐環節薄弱等問題。突出表現在研究生專業課相關授課知識面偏寬泛不深入，實踐環節教學內容薄弱。加強專業型人才的培養方式的創新和探索，不僅是新形勢下高等學校的重要任務，也對每位任課教師提出的新要求。

一種技術的興起，必然會給一門學科的發展帶來一種新的機遇，要培養一大批高素質胚胎生物技術“專門”人才，就必須改變單一化的講授式教育培養形式。人類在科學技術領域取得的巨大成就表明，科學進步、技術創新是創造財富、提高國家競爭力的關鍵動力和主要源泉。全面建設小康社會，是黨和國家在新的歷史階段的奮斗目標。這個目標的實現，關鍵是培養具備實踐創新能力的高素質的人才。為此，黨的十八大報告明確提出，要努力辦好人民滿意的教育，就要“全面實施素質教育，深化教育領域綜合改革，著力提高教育質量，培養學生社會責任感、創新精神、實踐能力”[1]。這里提出的實踐能力，就是指在各個領域特別是科學技術領域，培養出一批高素質專門人才。

和許多新生事物一樣，目前《低溫生物學理論與應用》這門年輕的課程也存在一定的問題和不盡如人意的地方。例如下一步若能結合滲透壓儀、超低溫顯微鏡等實驗儀器，進一步豐富試驗內容，用理論指導實踐，再用實踐驗證理論的正確性，就能夠促進這門課程的進一步完善。例如通過添加對細胞系冷凍的實驗內容，就能夠擴大該課程的潛在選修研究生人群，提高這門課程的生命力。一門課程的建設是一項長期的系統工作，以上是我們的初步探索，需要完成的工作還很多。

參考文獻：

[1]胡錦濤.堅定不移沿著中國特色社會主義道路前進 為全面建成小康社會而奮斗——在中國共產黨第十八次全國代表大會報告[R].2012-11-08.

[2]邵同先，張蘇亞.我國低溫生物學和低溫醫學的現狀[J].河南職工醫學院學報，2004，（02）.

[3]鄭從義.低溫生物學研究現狀[J].國際學術動態，1995，（3）.

[4]王沛濤，何立群，舒志全，趙剛，李強.細胞低溫生物學研究進展[J].齊魯醫學雜志，2005，（01）.

[5]孫毅.低溫生物學取得的成就及其未來發展[J].科技情報開發與經濟，2007，（14）.