生物學(xué)實驗室開放研究與實踐

尹燕霞 李 潔 孫秀英

摘 要:結(jié)合生物學(xué)建設(shè)開放性實驗室的實際,探討了建設(shè)開放性實驗室的必要性和意義,介紹了我院建設(shè)開放實驗室管理方面所采取的措施以及取得的成效。

關(guān)鍵詞:實驗室開放 管理 實驗教學(xué)

近年來,在教育部開展本科教學(xué)工作水平評估的大背景下,許多高校將實驗室開放與實驗教學(xué)改革緊密結(jié)合起來,積極探索實驗室開放的模式和運行機制,創(chuàng)造開放的條件,營造開放的氛圍,并且在實踐中不斷更新教學(xué)內(nèi)容和方法,因材施教,增加開放的時間、擴大開放的范圍、充實開放的內(nèi)容、拓寬開放的覆蓋面,積累了一些新鮮的經(jīng)驗,取得了一定的開放成果。本文結(jié)合北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的特色和生物學(xué)學(xué)科特點,充分分析目前國內(nèi)外實驗室開放現(xiàn)狀,對開放實驗室的開放模式和信息化建設(shè)做了初步的探索。

一、開放實驗室的意義及必要性

開放性實驗室是指在完成正常教學(xué)、科研任務(wù)的前提下,利用現(xiàn)有師資、儀器設(shè)備、環(huán)境條件等資源,面對本科生、研究生開放使用的實驗室。開放實驗室的建立是適應(yīng)教育改革的需要,是高校實驗教學(xué)發(fā)展的必然趨勢,是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要舉措,是提高綜合性、設(shè)計性實驗比例的有效手段。實驗室的開放可以提高實驗室和儀器設(shè)備的利用率,提高投資效益;有利于學(xué)生自主地進行實驗活動,自主安排學(xué)習(xí)時間;有利于拓寬學(xué)生的知識面,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自我管理能力,提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的水平,鍛煉學(xué)生工程實踐和科研實踐的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。開放實驗室使實驗室從單一實驗教學(xué)向多元化實驗室轉(zhuǎn)變,進一步擴展了實驗室的功能,促使實驗室的管理工作向現(xiàn)代化、科學(xué)化方向發(fā)展。實驗室開放可以使教學(xué)方法多樣化,教師課堂輔導(dǎo)與學(xué)生自主進行實驗相結(jié)合,豐富了教學(xué)內(nèi)容提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果。開放實驗室對于生物專業(yè)的學(xué)生來說,有利于加強生物專業(yè)知識教育,增加學(xué)生的感性認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為國家培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新精神、專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)業(yè)能力的生物技術(shù)人才。

過去的幾年內(nèi),我院一直在積極探索實驗室開放的模式和運行機制,將實驗室開放與實驗教學(xué)改革緊密結(jié)合,旨在培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。鑒于此,我院在2007年校級教學(xué)改革與建設(shè)立項中,我們特申請了《生物學(xué)實驗室開放研究與實踐》課題。

二、開放實驗室管理采取的措施

我們分析了目前我國高等學(xué)校實驗室開放的現(xiàn)狀,并結(jié)合我院實驗室的現(xiàn)有條件和發(fā)展規(guī)劃以及學(xué)院獨具的生物學(xué)學(xué)科特色,研究提出我院實驗室開放的管理模式,根據(jù)相應(yīng)的管理模式,在學(xué)院各實驗室進行實踐研究與探索,為新形勢下實驗室管理提供重要的實踐經(jīng)驗。

1.建立開放的中心實驗室,采取集中管理模式

為了適應(yīng)教育事業(yè)和科學(xué)研究發(fā)展需要,便于開放管理,節(jié)省投資,我院通過體制改革,建立了實驗技術(shù)中心和實驗教學(xué)中心,將現(xiàn)有的大型儀器和通用儀器集中于實驗中心,統(tǒng)籌規(guī)劃,集中管理,共享信息和資源,對兩個中心采取了開放式、集中型管理模式,面向全院、全校、社會開放。開放對象包括全校本科生、研究生、校內(nèi)外各相關(guān)專業(yè)教師和學(xué)生、高新企業(yè)技術(shù)人員和中學(xué)生夏令營等。開放時間是實驗室和相關(guān)儀器室每天從8:00到22:00時開放、部分實驗24小時開放。

2.建立健全的開放性實驗室管理規(guī)章制度

要實施實驗室開放,需要制定強有力的保障措施,制定一系列規(guī)章制度,以確保實驗室開放的順利開展,制定實驗室開放管理辦法和儀器設(shè)備管理辦法,制定相關(guān)的配套政策。我院在參照學(xué)?，F(xiàn)有的實驗室管理規(guī)章制度的前提下,根據(jù)自身建設(shè)和發(fā)展的需要,制定了《關(guān)于實驗室開放管理辦法》《實驗室開放預(yù)約制度》《學(xué)生實驗守則》《實驗室安全與衛(wèi)生管理制度》《實驗室儀器設(shè)備使用管理制度》等一系列適合生物學(xué)實驗室開放管理的各項制度和條例。并在學(xué)院實施,經(jīng)過幾年的實踐,各項管理規(guī)章制度已基本成熟,學(xué)院已將這些管理制度進行了匯編。

3.靈活多樣的開放模式和方法

實驗室的開放應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的特點制定不同的開放模式。我院主要采取了以下幾種開放模式:

(1)全面開放

在實驗室開放時間內(nèi),學(xué)生隨時可以到實驗室做自己準(zhǔn)備好的實驗項目。如本科生科研創(chuàng)新實驗室、部分儀器室、部分研究生科研實驗室等,它主要針對實驗設(shè)備和材料不需要預(yù)先進行準(zhǔn)備的基礎(chǔ)性實驗和學(xué)生自主設(shè)計實驗。

(2)預(yù)約開放

針對一些需要特殊配備的實驗項目和精密貴重的大型儀器,如流式細(xì)胞儀、熒光光譜儀、蛋白純化系統(tǒng)、基因槍操作系統(tǒng)等,一般通過網(wǎng)絡(luò)信息平臺進行預(yù)約,每位同學(xué)可以提前在網(wǎng)絡(luò)上進行預(yù)約,得到確認(rèn)后可以根據(jù)預(yù)約的時間到所在實驗室進行相關(guān)的實驗項目。

(3)定時開放

實驗室在保證完成正常的教學(xué)科研任務(wù)的前提下,排出實驗室開放的具體時間,如本科教學(xué)實驗室,可利用晚上、雙休日和節(jié)假日等業(yè)余時間接待申請進入開放實驗室的學(xué)生。

(4)階段性開放

主要針對特定的學(xué)生群體和教學(xué)事件所制定的一種開放方式,如課程設(shè)計、大學(xué)生生物建模競賽和生物奧賽的培訓(xùn)等。該模式多數(shù)安排在寒暑假進行。

4.開發(fā)了“實驗預(yù)約及儀器設(shè)備使用績效管理系統(tǒng)”

為了更好地實施開放式實驗室管理與開放式實驗教學(xué),使實驗室管理工作科學(xué)化、信息化、規(guī)范化和高效化,經(jīng)過調(diào)研和查閱相關(guān)資料,結(jié)合我院實驗室開放情況,學(xué)院自主開發(fā)了一套基于Internet的開放性實驗室網(wǎng)上預(yù)約管理系統(tǒng)“實驗預(yù)約及儀器設(shè)備使用績效管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要包括實驗項目、儀器信息查詢、預(yù)約、使用記時、收費、績效管理等部分組成。學(xué)生在實驗室開放的時間內(nèi),可根據(jù)自己的實際情況,在網(wǎng)上預(yù)約實驗時間和儀器設(shè)備,科學(xué)有效地利用實驗室資源。此系統(tǒng)的建立對學(xué)生來說,能方便在局域網(wǎng)上動態(tài)地了解各實驗室、實驗項目信息、儀器設(shè)備,提高了學(xué)習(xí)效率;對實驗技術(shù)人員來說,可以了解每個學(xué)生實驗預(yù)約情況,安排好學(xué)生的實驗時間,減輕了工作負(fù)擔(dān)。

5.采用OCS電子門禁監(jiān)視系統(tǒng)及數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

為了保證正常的教學(xué)科研工作和開放實驗室的安全,我院安裝了OCS電子門禁監(jiān)視系統(tǒng)及數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。OCS一卡通-門禁系統(tǒng)是采用目前較先進的非接觸式ID卡作為電子鑰匙進行身分識別的門禁管理系統(tǒng),門卡除實驗技術(shù)人員持有外,其余門卡統(tǒng)一由實驗中心辦公室根據(jù)學(xué)校和學(xué)院聘崗需要,按實際需要和權(quán)限發(fā)放,凡持有實驗中心門卡的教師和學(xué)生,必須與實驗中心簽定門卡使用協(xié)議書,并由實驗中心辦公室存檔備案。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以完整地記錄學(xué)生在開放實驗室的全過程實驗,在實驗室安全隱患方面可提供線索和現(xiàn)場錄像記錄,為師生學(xué)習(xí)的安全和實驗現(xiàn)場管理提供保障,科學(xué)有效地保證了實驗室的安全。

三、開放實驗室管理取得的成果

1.對學(xué)生科研能力的影響

實踐證明,這些有效恰當(dāng)?shù)拇胧┦归_放實驗室效果顯著,開放實驗室不但培養(yǎng)了學(xué)生的動手和實踐能力,大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣,學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)榱酥鲃訉W(xué)習(xí),在平時就可以利用網(wǎng)絡(luò)主動去閱讀儀器的使用說明書及有關(guān)儀器結(jié)構(gòu)原理方面的書籍,逐步學(xué)會了正確、熟練地使用各種實驗儀器,并逐漸培養(yǎng)了如何利用所學(xué)的知識進行科學(xué)研究的能力,提高了學(xué)生的科研能力,有的本科生在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了具有一定水平的學(xué)術(shù)論文。本科生僅2007年就發(fā)表論文20余篇;其科研項目40余項,受益人近80人,獲各種獎勵14項。

2.開放實驗室保質(zhì)保量完成了本科生、研究生的實驗教學(xué)及其綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗

我院目前開設(shè)了13門實驗專業(yè)課程共計120多個實驗項目,實驗開出率已達98%,其中綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗已占30%。同時實驗室的儀器設(shè)備全面開放,大大提高了儀器設(shè)備的利用率,充分發(fā)揮了教學(xué)資源的效益。

3.促進了師生交流

開放實驗室給學(xué)生和老師提供了一個更好的交流平臺,拉近了教師與學(xué)生的距離,給學(xué)生提供了一個更加輕松的釋疑平臺,使教師能更加充分的了解學(xué)生,促進了教學(xué)師資隊伍整體素質(zhì)的提高。

4.實現(xiàn)了科學(xué)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理

由于實驗室的開放,各種儀器使用說明、教學(xué)大綱、多媒體教學(xué)課件等可以用電子文檔的形式進行管理,還可以通過網(wǎng)絡(luò)進行查閱,大大提高了效率,促進了管理規(guī)范化。同時“實驗預(yù)約及儀器設(shè)備使用績效管理系統(tǒng)”與OCS電子門禁監(jiān)視系統(tǒng)及數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)使用為實驗室開放的數(shù)字化管理提供了有力保障,初步建立了人與計算機網(wǎng)絡(luò)良好結(jié)合的新的管理模式,實現(xiàn)了實驗室的信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理。

四、結(jié)束語

實驗室開放可提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),開拓學(xué)生的知識視野,全面提高教學(xué)質(zhì)量。隨著高科技的不斷發(fā)展,更要求高等院校必須開放實驗室,只有在開放中實現(xiàn)自身現(xiàn)代化變革,不斷地吸取先進的科學(xué)技術(shù)和管理經(jīng)驗,才能培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新能力強的跨世紀(jì)人才。我院的實驗室開放經(jīng)過一年多的實踐,已初顯成效。目前已有11個實驗室正式對學(xué)生進行開放,開放性管理模式正常運行。但是,實驗室開放也還存在一些不足和問題。如儀器設(shè)備運行維護經(jīng)費不足等,實驗室開放的建設(shè)與管理工作還任重道遠(yuǎn),需要不斷地探索和創(chuàng)新。

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