基于杂交瘤技术的单克隆抗体制备生物技术专业的核心课程《细胞工程》的重要教学内容,也是生物技术专业的生产实习的主要内容之一,然而该实验实践项目由于技术环节多,时间跨度长,条件要求高等问题,一直以来未能很好的开展。本实验采用虚实结合,以虚补实的教学方式,依托山东师范大学生物学省级实验教学示范中心,通过虚拟仿真技术,完美地还原了单克隆抗体制备的整个场景和过程,通过教师的示范讲解以及学生的自主学习和考核,以学生自主学习为主,教师的示范为辅,引导和调动学生的积极性,帮助学生掌握单克隆抗体制备过程中免疫动物、细胞融合、杂交瘤细胞筛选及鉴定、单克隆抗体的大量制备等过程和关键技术要点,提升学生的生产实践能力。
本项目的实施过程采用了“环节虚拟演示,关键知识提示,学生自主学习,教师考核评价”的教学方法。
环节虚拟演示:对单克隆抗体制备的主要技术环节和过程(如免疫小鼠、细胞获取、细胞融合、鉴定与筛选、大量制备等)通过虚拟仿真的形式,形象逼真地演示出来,增强学生的好奇心和探究精神。
关键知识提示:对单克隆抗体制备过程的技术环节中的关键知识点和重要步骤通过弹窗形式进行提示,增加学生对关键知识的掌握程度。
学生自主学习:学生可根据需要对相关环节进行自主反复学习。
教师考核评价:教师根据学生学习效果、实习报告完成情况等对学生进行考核评价。
该项目包括免疫小鼠、细胞获取、细胞融合、鉴定与筛选、大量制备等5个子项目,每个子项目均包含完整的实验步骤和操作流程。同时我们还将每个项目中所涉及的基本实验操作技术进行模块化处理,分解成可配置操作条件或实验参数的模块化单元,并将实验子项目与模块化单元相互融合,构建了一套可满足不同教学实践需求的综合实验操作模式。
在学习模式下,学生可在导航栏的引导下,学习基本的实验操作流程。而在考核模式下,学生可在每一子项目中自由选择需要的模块化单元,自主完成该子项目的实验流程设计及实验效果检测,教师可以实时对学生的学习效果进行评价及反馈。考核模式下学生的实验考核成绩存储在后台,便于教师通过数据分析了解学生的学习情况,从而更好地组织实验教学、提高教学的有效性。具体实施过程如下图所示:
图2. 项目实施流程图
1)拉近了学生与单克隆抗体制备专业实践的距离,学生对单克隆抗体制备的生产过程有了更加形象的认识,通过反复的模拟实验,熟知了单克隆抗体制备过程的各个环节,提升了学生整体的生产实践能力.
2)理论知识与生产实践并重,通过预习理论知识增加了学生的基础知识储备,反复的模拟实验增加了学生对生产实践的理解和掌握,使生物技术专业学生的课程建设更加合理和完善,丰富了生物技术专业的人才培养方案,提升了生物技术专业学生的培养水平可达到本项目的前述的实验目的。
本实验教学项目已在曲阜师范大学、山东理工大学、聊城大学等等高校400余学生中进行了应用,为生物技术专业本科人才培养提供了实践教学案例,取得良好的应用效果