高等農業院校細胞生物學實驗課程建設研究與實踐

中圖分類號 S601；G642.0 文獻標識碼A 文章編號 1007-7731（2025）15-0127-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.15.030

ResearchandpracticeofCellBiologyExperimentcourseconstruction inagricultural university

SUN Hunan1 HANYinghao1JIN Meihua1ZANG Zhongjing1JIN Yinghua2 （ ¹ College of Life Scienceamp; Biotechnology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China; 2Library of Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing 163319， China）

AbstractTo cultivate high quality life science professionals，based on the outcome based education concept，the current situation of the teaching content，teaching model，experimental resources，and teaching staff of cell Biology Experimental course was analyzed，andthe teaching reform practice of thecourse was cariedout.At present，there is a lack of new experiments that match the needs of modern agricultural productionof the course.Some classroom teaching is mainly basedon the“teacherled student operation”model，and the supplyof experimental consumables is insuffcient.Therearerelatively few teacherswith interdisciplinary backgrounds.In termsof teachingreform，the experimental projects willbeadjusted in stages，adopting a progressve curriculum structure systemconsistingof basic experiments，demonstrative experiments，comprehensive experiments，and applied experiments；applying the teaching model of “raising questions based on teaching process-self-directed learning and discusson-reporting design plansimplementing experimental operations\"，and introduce problem-based learningand other models;optimizing resource allocation and updating experimental equipment in an orderly manner; establishing a practical teaching base using farm resources and regularly hold skils competitionactivities; building a diversified evaluation system and conducting process evaluation and assessment; enhancing the teaching abilityof teachers and establishing a normalized system for the development of young teachers.Practice has shown that this teaching reform has obvious effects on cultivating students’practicalabilityand innovative thinking，improving their classroom participation，and comprehensively cultivating their scientific research quality.This article provides references for similar course teaching reforms.

KeywordsOBE concept; Cell Biology;animal immunity;cell growth

細胞生物學實驗作為農學、生命科學專業的核心課程之一，對學生專業知識和實踐技能的掌握有較高要求。相關學者對該實驗課程教學改革進行了一定研究。陜嘉楠等研究認為，細胞生物學實驗課程教學改革需將學生自主實驗放在首要位置，以信息技術為切人口，優化教學系統；以課程思政為切口，豐富活動價值；以考核評價為切口，擴大改革效果。黃宜兵等2基于虛擬教研室建設進行該實驗課程教學質量提升的探索實踐，通過課程內容設置與項目設計更新、教學方法改革與一流課程建設、考核評價優化與學生素質提升等途徑，全面提高教師教學水平，促進學生創新能力培養。俞華莉等3結合教學實際，以細胞生物學實驗技術課程為實踐載體，從重構教學目標、完善教學內容、創新教學模式及改良學生學習模式等方面進行探索，形成“線上線下混合教學一多層次翻轉課堂一線下研討一開放實驗室\"的實驗課教學模式，為拔尖創新人才的培養提供參考路徑。成果導向教育（OBE）理念強調以學生學習成果為導向，通過明確定義學習目標、優化課程內容、創新教學方法和構建多元化評價體系，培養學生的實踐能力和創新思維[4。在細胞生物學實驗課程中，基于OBE理念的教學改革探索有待進一步深入。

本文對細胞生物學實驗課教學內容、教學模式、實驗資源、師資隊伍等方面的現狀進行分析，探討OBE理念在細胞生物學實驗課程建設中的應用策略，包括優化課程內容、創新教學方法、構建多元化評價體系等，為同類實驗課程教學改革提供參考。

1細胞生物學實驗課教學現狀

1.1 實驗教學內容方面

農業科技的發展帶來了許多細胞生物學領域的新理念、新概念和新技術5。目前，部分教學內容的更新速度落后于學科發展，使用的部分教材版本需要更新，以展示學科的最新研究成果。驗證性實驗在課程中的占比較高，學生學習的基礎實驗較多，如使用顯微鏡觀察細胞形態、細胞計數、基礎染色等，實驗項自未及時更新，與現代農業生產需求相匹配的新型實驗不足，特別是缺少前沿知識和農業相關研究熱點，例如，缺少對基因編輯、單細胞測序等前沿技術的融入。教學中暫未能有效融入生物信息學、合成生物學、納米技術等交叉學科知識，部分學生參與自主設計綜合性實驗項目的機會不足，其科學探究能力和創新思維較難得到鍛煉提升，對農業科研的興趣和前沿感知度較低。

1.2教學模式方面

部分課堂教學仍以“教師主導一學生操作\"模式為主，教師進行步驟講解、演示，學生按部就班操作、撰寫報告，課堂上師生、生生缺乏互動與探究，針對實驗現象、失敗原因、結果分析的深入討論不足。這種單一的教學方式影響了學生學習主動性、探索性和問題解決能力的發展。此外，在教學過程中，信息技術有待進一步融人，對虛擬仿真實驗、在線預習/復習資源、數字化實驗報告、實驗數據分析軟件等的應用不充分，教學效率有待提升。這不利于培養學生的批判性思維、獨立思考和團隊協作能力，難以滿足現代科研和農業產業對人才能力的需求。

1.3 實驗資源方面

受限于經費等因素，熒光染料、抗體、高質量培養基、酶等實驗耗材的供應不足，熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡、流式細胞儀、PCR儀、電轉儀等儀器或試劑的購置和維護成本高，更新慢；高通量測序儀、超高分辨率顯微鏡等高端設備數量較少，學生人均操作時間短，且部分基礎設備老化，影響到實驗的可重復性和成功率。部分學生接觸先進技術的機會較少。這不僅影響了實驗課的教學質量，也不利于學生實踐技能和科研素養的提升。

1.4 師資隊伍方面

部分教師的科研能力較強，但教學經驗不足；專職實驗教師的教學任務繁重，難以投入足夠的精力進行教學改革和創新，對實驗教學方法、內容改革的研究投入不夠，教學能力提升動力不足。隨著細胞生物學與信息技術、工程學等學科的交叉融合，教師隊伍中具有跨學科背景的教師相對較少，部分教師實驗知識結構未及時更新，缺乏對現代細胞生物學前沿技術和農業應用領域的深入了解和實踐經驗，將最新研究成果融入教學的能力不足。這可能使得部分實驗課程內容的更新、教學模式的改革、新技術的引入和教學質量的提升等課程建設成效不明顯。

2細胞生物學實驗課教學改革實踐

2.1 優化教學內容

為解決課程中驗證性實驗占比過高和內容更新不及時等問題，對實驗內容和結構進行全面優化，大幅提高綜合性、設計性、研究性實驗的比重?；贠BE理念，定期修訂大綱和教材，及時引入前沿技術和農業應用案例，對實驗項目進行分階段調整，采用基礎實驗、示范性實驗、綜合性實驗、應用性實驗的循序漸進式課程結構體系，即從細胞形態觀察等基礎實驗，過渡到流式細胞儀和熒光顯微鏡觀察等示范性實驗，再到細胞活力測定和原代細胞提取等綜合性實驗，最后引入小鼠骨髓間充質十細胞的提取、分離和培養等應用性實驗，滿足學生的學習需求。同時，結合不同分支學科的最新研究動態和新技術，及時補充具有生物學特色的交叉學科教學內容和實踐應用，鼓勵教師將科研項目轉化為教學實驗，如在細胞培養實驗中引入3D技術，在細胞成像實驗中引入超分辨率顯微技術等，確保學生能夠接觸最新的研究方法。此外，增加探究性和設計性實驗，如設計不同環境因素對細胞生長的影響實驗，讓學生自主設計實驗方案，培養其科學研究能力。

2.2 創新教學模式

在實驗課程開始前，引人4～6學時的實驗前教育環節，涵蓋實驗操作視頻觀看、移液器使用規范學習、實驗基本原理講解等內容。通過分組討論和集體解析，結合虛擬仿真技術、數字資源利用和真人演示等多種方式，有效提高學生對整個實驗過程的理解和興趣。基于OBE理念，以學生為中心對教學方法進行優化，應用“基于教學環節的提出問題一自主學習與討論—匯報設計方案一實施實驗操作\"教學模式8，將學生分成不同的學習小組，通過分組合作學習模式進行實驗設計、操作和數據分析，并加強課堂討論、結果分析與反思。引入案例教學法，將真實的科研案例和農業生產中的實際問題融入教學，如分析“骨髓間充質干細胞在動物疾病治療中的應用”，讓學生獨立設計實驗來驗證假設?；趩栴}導向學習（PBL）模式，設置與農業生產相關的問題情境，如“如何利用骨髓間充質干細胞來提高動物免疫力”，引導學生運用細胞生物學的實驗方法來尋找可能的解決方案，培養其團隊協作能力和組織交流能力。

2.3優化資源配置

針對實驗資源不足的挑戰，制訂分段、分時、分層次的設備更新計劃，爭取專項經費，根據實際情況有序更新實驗設備、保障耗材供應。優先更新顯微鏡等基礎實驗設備，逐步引入流式細胞儀等高端設備，確保實驗設施與教學需求相匹配。為進一步擴充實驗資源，積極與農業科學院、農業企業等合作，建立聯合培養實驗室，推進校內外實驗室資源共享。通過校企合作模式引入先進的設備和技術，并為學生提供實習機會，鍛煉其將理論知識應用于實際的能力。此外，針對部分高成本或高風險實驗，開發虛擬仿真實驗教學平臺，在虛擬的三維空間中實現人機交互、沉浸式體驗，將理論知識的延伸與實際操作相融合，讓學生在安全的虛擬環境中模擬實驗操作，既節約了資源，又使學生得到了實踐機會。

2.4 深化實踐環節

為加強理論與實踐的緊密結合，利用學校農場資源，建立細胞生物學實踐教學基地，讓學生能夠實際參與到農作物細胞學的研究中。精細化設置實驗課前、課中和課后教學環節，通過實際演練，使學生體會科研工作中“思路嚴謹、方法合理、操作規范、結論科學\"的基本要素[10]。同時，鼓勵學生參與教師的科研項目，鍛煉其將理論知識轉化為實際研究的能力，拓寬其學術視野，滿足其個性化學習需求。此外，定期舉辦細胞生物學實驗技能競賽，通過競賽形式激發學生的學習興趣和創新意識。這些多元化的實踐途徑相互補充，形成一個完整的實踐教學體系，有效促進學生應用能力的提升。

2.5 構建多元化評價體系

為解決考核方式單一的問題，實施多元化評價體系改革。推行電子版實驗報告書，讓學生對不同的實驗結果進行詳細分析，利用圖片、視頻等形式展示實驗過程和結果。在評價體系中，結合實驗操作技能考核、數據分析能力評估和實驗設計能力評價等評價指標，對學生能力進行過程性評價。同時，引入學生互評機制，對學生在實驗過程中提出的創新想法或改進方案給予額外加分，培養其創新思維。這種多維度、全方面的考核方式有助于提升學生的實驗能力和科研素養，有效促進其積極參與學習并獲得持續進步。

2.6 壯大師資力量

為提高教師在教學和科研方面的能力，建立常態化培訓機制，支持教師學習新技術、新方法，安排教師定期參加國內外的細胞生物學實驗教學研討會和培訓活動，并鼓勵其將最新研究成果融入課堂教學，確保課程內容的前沿性和實用性。為促進不同學科間的交流和合作，打造多元化教學團隊，并加強教師之間的交流和知識共享；定期舉行教學研討會，提供分享經驗、討論問題的平臺，鼓勵理論課教師參與實驗課教學指導，推動教學的反思和持續改進。引進或培養“雙師型”人才，建立常態化的青年教師發展制度，制訂完善的青年教師培養方案，組織新教師試講，參與實驗準備、預實驗，以及教學觀摩、集體備課、教學研討等活動，將科研和教學緊密結合[，讓教師能更有效地將理論知識與實踐應用進行結合，為學生提供更豐富的學習體驗。這些措施共同構成一個全面的專業教師發展體系，有效促進教師在教學和科研方面的平衡發展

3細胞生物學實驗課程教學改革成效

基于OBE理念的教學改革實施以來，細胞生物學實驗課程從2022級專升本生物技術專業（以下簡稱“S22級”）到2023級生物類專業共529名學生的達成度數據、競賽獲獎及師資成長軌跡已完整閉環。

學生學業表現方面，從S22級30名學生的理論 + 實驗課程目標1達成度0.764、目標2為0.522；2022級179名生物類專業學生的實驗課程目標1達成度0.736、目標2為0.890，增幅分別為 -3.7% 與70.5% ，表明實驗權重加大后高階能力受益顯著；2023級首次將 40% 平時成績細化為隨堂報告 20%+ 英文翻譯 20% ，28名學生理論課目標1、2達成度分別為0.458、0.441，學生調研與學術寫作負荷上升，達成度算法門檻同步提高，其平均成績較學校理工實驗課高0.42分。從實驗課縱向整合數據來看，2022級生物類專業179名學生的實驗報告平均成績81.88分，較S22級30名學生的實驗報告平均成績77.3分提升了 5.9% ；2023級延續改革后，111名學生的實驗報告平均分達84.6分，優秀率由2022級的42.8% 提升至 55.9% ，不及格率由 3.4% 降至 0.9% 。

教師發展方面，課程團隊結構合理，其中教授1人、副教授2人、講師3人；主持省、校級教改項目4項，發表教改論文6篇。教學滿意度調查顯示，2022級學生課程滿意度 94.5% ，2023級提升至97.1% ，其中“實驗設備滿足度”“教師指導有效性”“創新能力培養\"3項指標均超過 95.0% 。此外，基于4份達成度報告提出的持續改進措施已全部實踐，實驗項目由8個增至12個。青年教師發展制度運行后，團隊人均發表教研論文1.5篇/年。這表明，OBE導向下的細胞生物學實驗教學改革不僅明顯提高了學生成績、競賽獲獎率與科研產出，也同步實現了教師隊伍的專業成長與課程品牌的區域輻射。

4結語

本文基于成果導向教育（OBE）理念，對細胞生物學實驗課程的實驗教學內容、教學方法、資源配置、實踐環節、評價體系、師資力量等方面進行改革。實際科研和農業生產相融合能為學生提供更多的實踐機會，使其能夠將理論知識踐行于實際問題的解決。教學改革是一個持續優化的過程，需根據實際情況進行不斷調整。未來，將進一步探索OBE理念在農業類和生命科學類課程教學中的實施效果，并結合現代教育技術提升實驗教學的質量和效率，致力于培養高素質的農業科技人才。

參考文獻

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（責任編輯：楊歡）