“組織工程與再生醫學”課程的建設及改革

婁向新，鄧云霞

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

組織工程與再生醫學分別研究在體外和體內制造生物組織，用以達到修復、治療和改進原始組織的作用。經過30多年的發展，組織工程與再生醫學已成為一個科學的有機體系，并已在臨床治療中取得初步成功。作為我校(東華大學)生物工程系生物材料專業的一門必修核心課程，“組織工程與再生醫學”很好地體現了生物學、醫學、材料學和工程學等多個學科的交叉融合，讓學生在多學科知識綜合運用方面得到很好的鍛煉。為了更好地完成教學任務，本課程教學團隊在歸納和總結以往教學經驗與成果的基礎上，參考國內外相關課程建設的先進理念，對本課程的體系建設進行科學規劃。

一、 因地制宜準備教材

一本好的教材既能全面、系統、生動地介紹本學科領域的基本概念、技術原理與研究方法，又能使學生通過研讀教材提升自主學習能力。21世紀以來，組織工程與再生醫學領域發展迅猛，新成果、新理論與新技術不斷涌現，學生所需要學習和掌握的信息越來越多，而國內已有的“組織工程與再生醫學”專業指導書大多知識陳舊，難以滿足本領域教學的實際需要[1]。更重要的是，至今還沒有一本適合本科生教學的“組織工程與再生醫學”高等院校教材。涉及組織工程與再生醫學相關領域的大部分外文原著雖然對組織工程與再生醫學的基本內容、基本原理以及在臨床實踐中的運用均作了詳細的論述，但這些原著不適合作為本科生的教材，只能作為參考書籍給從事組織工程與再生醫學的研究人員學習和使用[2]。

課程教學團隊發揮專業特長和科學研究背景優勢，匯編了適合教學需要的特色講義，既注重本領域基本理論與實踐應用，又兼顧學科的前沿進展和創新性。講義的教學內容和插圖摘自近期的科研文獻、最新的研究成果，以及國內外學術會議交流的前沿信息。由于本學科的研究進展很快，教學內容和課時分配不能一成不變，我們每學期對本課程的教學效果進行評價分析，吸納教師和學生對教與學的反饋信息，總結課程實施中的經驗及存在問題，并做出綜合評價，及時在后續的教學中對講義進行修訂和完善，不斷提升自編教材的廣度、深度和質量，更好地滿足課程教學的需要。

二、 精心設計教學內容

作為生物醫學工程領域一門新興交叉學科，“組織工程與再生醫學”課程通過引導學生對細胞和組織生長、分化、凋亡等過程系統、深入的了解和掌握，進而運用材料工程和生物化學工程的原理來設計及制備適于組織生長的支架材料，最終實現通過人造系統與生物系統的相互作用來“生產”組織乃至器官。

本課程的教學目標：(1)幫助學生獲得組織工程與再生醫學的基本知識，了解本學科發展的前沿動態，掌握研究本學科的一般方法。(2)使學生了解組織工程與再生醫學的高度交叉性(涉及生命科學、材料學和工程科學等方面)及其在生物醫學工程、生物技術等領域中的特殊地位和作用，進而培養和增強學生學習和應用本學科的興趣和社會責任感。(3)培養學生的自主學習能力、口頭與書面表達能力，以及科研素養和創新精神。

圍繞以上教學目標和我校生物材料專業學生的培養要求，本課程教學團隊精心設計課程內容，以細胞、組織、器官的發育和系統疾病的發生為主線，兼顧組織工程與再生醫學領域的科學理論、研究方法以及臨床運用方面的最新進展。課程設計凸顯理論性、實踐性和實效性相統一，注重拓展學生的視野，激發他們的學習興趣，既滿足本科生對本領域研究熱點的認識，又確保教學內容與時俱進，向學生傳授最新的專業知識和實踐技能。

三、 實施分類指導

為保障在有限的學時內系統地完成課程教學任務，提高教學質量和教學效率，在“組織工程與再生醫學”課程教學實踐中，我們有針對性地實施個性化教學。對基于不同基礎的學生進行分類指導，既讓每一名學生都能掌握課程理論體系、基本原理和實踐技能，又兼顧一部分學有余力的學生，提升他們分析問題、解決問題和創新思維能力。

1. 采用不同教材

在教材選擇方面，引導部分英語基礎好、專業基礎扎實的學生研讀英文原著以及本領域最新的科研文獻，拓展他們的視野，提高創新意識；對大部分成績中等或少數基礎薄弱的學生，選用教學團隊自編的教學講義，讓這部分學生能系統掌握大綱規定的理論知識和實踐技能。教師有針對性地對學生進行分類引導和訓練，逐步提高他們的學習能力、操作技能和創新能力。

2. 實施多元化授課

針對不同層次的學生，我們設計了多元化授課方案，分基礎、提高和探索三個層次。基礎部分是按照教學大綱規定的目標，要求所有的學生能夠完成學習內容；提高部分是教師引導學生根據自己的興趣選擇一些案例在課堂和課后完成，教師和學生通過案例點評加強互動，培養學生分析問題、解決問題的能力；探索部分相當于興趣小組或“第二課堂”活動，要求學有余力的學生走出課堂，進入實驗室，參觀相關學科的專業實驗室和科研成果，參加學術交流，將課堂理論學習的內容應用于分析和解決具體問題，為將來從事組織工程與再生醫學領域的理論和應用研究打好基礎。

四、 突出雙語特色

1. 開展雙語教學的必要性

組織工程與再生醫學是生物學、材料學、醫學與工程學多學科交叉滲透的新興學科，是當今世界生命科學領域發展最為迅速的學科之一，而我國在這方面的研究仍處于跟蹤國際前沿的階段。因此，本課程非常適合采用雙語教學。這有利于任課教師在教學準備和實施過程中及時借鑒國內外研究成果，密切關注本領域國內外發展動態，將最前沿的理念和知識傳授給學生；也有利于學生及時了解本領域發展動態，為學習后續專業課程奠定語言和專業知識基礎[3]。

2. 雙語教學的改進和優化

自2013年以來，教學團隊通過雙語教學實踐，在“組織工程與再生醫學”課程教學方面奠定了良好的基礎，建立了比較完善的雙語教學體系。鑒于本學科領域發展迅猛，科研成果和技術更新日新月異，我們在前期教學實踐基礎上，根據課程內容的特點和教學目標，順應雙語教學的發展趨勢和學科發展特點，在課程規劃和建設方面做了必要的補充與完善[4]。(1)注重雙語教學師資隊伍建設，教學團隊引進英語水平高、專業知識扎實的青年教師，加強雙語教學能力的訓練，培養成為雙語教學一線骨干力量。(2)及時更新和完善教材。自編教材容易導致語言偏差和教學隨意性，因此我們緊扣課程的教學大綱和目標要求，及時對自編教材進行調整、充實和完善，精心設計，為學生量身打造一本適宜的雙語教材。(3)改進雙語教學模式，立足于以學生為中心的教學方法與策略，堅持以課堂講授為主，配以現代化網絡慕課雙語課件資源，學生可利用網絡資源線上線下自主學習，以加強對專業知識的理解，提高專業英語水平。同時，我們利用網絡慕課時間、空間和語音的優勢元素，有針對性地設計課后思考題，以了解學生的專業知識掌握程度，提高雙語教學效果。

五、 注重實踐，學以致用

培養創新型人才是“組織工程與再生醫學”課程的最終目標。通過教學方法和教學模式改革，提升了學生的自主學習能力和創新思維能力，但在培養學生實踐能力和創新精神方面還遠遠不夠，因此亟需在今后的教學中構建理論密切聯系實踐的教學體系。鑒于實踐教學在“組織工程與再生醫學”課程中的重要性，我們通過構筑理論與實踐聯系的橋梁，加強理論知識的實踐應用，提高學生分析問題和解決問題的能力，對啟發學生思考，提升課堂教學的有效性和質量，達到學以致用，均有著積極的作用和意義[5]。

1. 強化學生的主體地位和教師的引領作用

采取以學生為主體、教師為主導的實踐教學模式，在教師引導下，基于學生自身的專業基礎、研究興趣、課題方向，讓學生自主開展學習和實踐活動，培養學生獨立分析問題、解決問題及總結歸納能力。狹義的實踐教學主要是指學生參與“第二課堂”、創新實驗以及課堂實驗等以鞏固課堂理論知識為主的實踐，往往是利用現有的實驗條件以設計和完成課題為目的。其好處在于可以在短時間內集中利用優秀實驗師資和實驗條件，使學生課堂所學理論知識得到鞏固和提高。比如，在“骨髓間充質干細胞取材培養”實驗環節，我們讓學生自己查閱文獻，配制麻醉液和細胞培養液，準備和消毒手術器械，準備動物手術，最后完成組織取材和細胞分離實驗。自始至終教師只是起到引領作用，讓學生實驗小組發揮主體作用，變被動為主動，從設計思路、實施方案到實驗結果的觀察和總結完全由學生來掌控。通過校內實踐課程的實施，給學生提供更多動手操作的機會，建立更多的師生交流互動平臺，從而激發學生獨立思考和創新意識。

2. 拓展實踐渠道，開闊學生視野

實踐教學的發展趨勢呈多樣性和開放性，而組織工程與再生醫學在生物制藥方向的研發與應用正如火如荼展開，規模化企業越來越多，眾多組織工程化產品陸續上市，這為我們開拓學生實踐渠道提供了機會。近年來，我們多次組織學生到企業一線開展生產實習，鞏固和消化專業知識，讓學生把在實驗室學到的技能運用到企業生產一線，這對于激發學生的學習主動性和培養創新能力都至關重要。但是，目前我校生物材料專業與生物醫藥企業或研究機構交流合作的渠道還很窄，學生實踐內容和項目比較單一，距離本課程的實踐目標還有較大距離。因此，今后要立足于提高學生的操作技能和創新能力，精心規劃和設計校外實踐課程，減少觀摩或驗證性實踐比例，提高設計性、操作性和創新性實踐內容的比例，切實讓學生學到在課堂和實驗室學習不到的技能，提升創新思維能力。

六、 構建科學的成績評價體系

1. 注重對學生平時學習的評價

好的成績評價體系的建立需要緊扣培養目標，靈活運用不同的考評方法全面評價學生學習的能力，而后進行綜合評定[6]。根據“組織工程與再生醫學”課程特色，我們改革以往單純的以期末考試結合平時作業、考勤的評價方式，建立科學、靈活的評價機制。注重對平時學習的評價，針對不同的教學內容采用不同的教學評價方法，形成以日常評價為主、期末試卷為輔的考評體系，提升學生的日常學習動力和自覺性，培養學生良好的學習習慣。

2. 加強對學生的能力評價

在教學改革實踐中，我們力求改變以傳統卷面成績作為評價學生成績的方式，加大實踐教學的評價比重，使學生變被動為主動，積極參與課堂互動，切實提高學習效率。

3. 建立科學的成績評價體系

利用網絡慕課教學的方便與快捷，加強對學生平時學習成績的考評。可由課堂或網絡視頻專題研討成績、課后思考題或技能演練成績，以及創新實驗或課題小論文成績三部分組成，從不同方面評價學生的能力，最后進行綜合評定。總之，建立科學的成績評價體系，既有利于課程教學體系的改革和完善，又可以培養學生的創新意識，提高溝通交流和實踐能力。

七、 結語

基于我校生物材料專業的特點，結合創新型人才培養目標，對“組織工程與再生醫學”課程進行改革。優化教學大綱，完善教學內容，更新教學方法，使其更適應目前學生的學習需求與專業發展的方向，激發和調動學生的學習主動性。加強課程建設，使學生了解組織工程與再生醫學的高度交叉性及其在生物醫學工程、生物技術等領域的特殊地位和作用，培養和增強學生學習和應用本學科的興趣和社會責任感。通過課程的全方位建設，突出課程特色，建立理論密切聯系實踐的課程體系，推進創新教育的有效實施，為組織工程與再生醫學領域培養具有自主學習和創新能力的國際化人才奠定基礎。