生物學(xué)開放研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)與實(shí)踐*

李予霞，李桂芳，高劍鋒

(石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子 832003)

實(shí)驗(yàn)室在大學(xué)教育中發(fā)揮著重要的作用，它既是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的載體，也是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的硬件要素，對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識具有特殊的作用.實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的硬件要素，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)具有至關(guān)重要的作用［1－6］.自2001年組建石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院以來，校院領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚，通過體制改革，籌建了基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，并按照“以公共實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺為主體，開放、研究型實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合”的思路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)劃，立足有限的實(shí)驗(yàn)資源，最大限度地滿足培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的需要.

1 構(gòu)建開放研究型實(shí)驗(yàn)與管理平臺，促進(jìn)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)

1.1 整合實(shí)驗(yàn)室資源，搭建實(shí)驗(yàn)儀器平臺

將現(xiàn)有的大型儀器和通用儀器集中于實(shí)驗(yàn)中心，統(tǒng)籌規(guī)劃，集中管理，實(shí)現(xiàn)信息和資源共享.利用國家基地建設(shè)和學(xué)校?？钪С郑罱私虒W(xué)實(shí)驗(yàn)室(生物化學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)等生物學(xué)大類實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺)、開放研究型實(shí)驗(yàn)室(SRP、國家創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究和本科畢業(yè)論文開放研究平臺)和大型儀器室(凝膠成像室、層析室、顯微室、發(fā)酵培養(yǎng)室、切片室等儀器平臺).本科教學(xué)儀器設(shè)備資產(chǎn)也從400余萬元，增加到851萬元.

1.2 開放式與集中管理，營造高效率的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺開放式集中型管理，提高了實(shí)驗(yàn)資源的利用率，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室管理，營造高效率的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境.中心每年面向全院、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24小時開放，大型儀器室則采取階段性開放.為了保證正常的教學(xué)科研工作和開放實(shí)驗(yàn)室的安全，我院在各開放實(shí)驗(yàn)室安裝了ADEL－737智能電子門禁系統(tǒng).

1.3 發(fā)揮研究生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理中的作用

利用學(xué)院研究生需在實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)助管、助教等培養(yǎng)方式，積極申請名額讓研究生與實(shí)驗(yàn)教師一起輔導(dǎo)本科生，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程管理和實(shí)驗(yàn)室安全衛(wèi)生管理.

因此，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主體，開放、研究型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)，為綜合、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開設(shè)和不同研究方向下的畢業(yè)論文、SRP項(xiàng)目創(chuàng)造了靈活、機(jī)動的實(shí)驗(yàn)條件，為新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革指引了方向，同時也滿足了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的空間環(huán)境條件和不同學(xué)科、不同研究方向所需條件，利用教學(xué)、科研互通平臺確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)施，有利于促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng).

2 構(gòu)建專職實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

2.1 建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、高學(xué)歷、高水平的專職實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍

實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理的最基本力量和關(guān)鍵，同時也是提高教學(xué)、科研水平的基本保障.因此，學(xué)院分別設(shè)立理論和實(shí)驗(yàn)專職教師，意在使各位教師將精力集中起來進(jìn)行教學(xué)改革的研究和提高教學(xué)質(zhì)量.高學(xué)歷實(shí)驗(yàn)課教師隊(duì)伍的形成有力地促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)思想的更新，及時地將現(xiàn)代生命科學(xué)的研究思維方式、實(shí)驗(yàn)原理和操作方法介紹給學(xué)生，為學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新潛力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)提供了可靠的保障.

專職實(shí)驗(yàn)教師與理論教師享受同等待遇，同酬不同工，不分職稱系列.平均每人開設(shè)聯(lián)系較為密切的兩門實(shí)驗(yàn)課程，利于減少重復(fù)實(shí)驗(yàn)，開展綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)和跨學(xué)科大型綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè).

2.2 建立實(shí)驗(yàn)課程組，加速各類實(shí)驗(yàn)課程體系的優(yōu)化

為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，建立了以專職實(shí)驗(yàn)教師為首的本科實(shí)驗(yàn)課程組，實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立設(shè)置并組建實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程組，已建立了多元型多學(xué)科生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)體系和遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計研究型教學(xué)體系.組長帶領(lǐng)該課程組不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，同時協(xié)調(diào)各學(xué)科間實(shí)驗(yàn)重復(fù)和材料的利用，監(jiān)督各實(shí)驗(yàn)課依照教學(xué)大綱實(shí)施教學(xué).為促進(jìn)各教學(xué)組教學(xué)改革的積極性，學(xué)院制定了相應(yīng)的獎勵政策.

3 構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，建立大學(xué)生自我發(fā)展平臺

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系只包含基本實(shí)驗(yàn)課程和少數(shù)綜合與設(shè)計型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)大都在固定的時間完成，教師也沒有更多的精力投入到教學(xué)改革中，使實(shí)驗(yàn)過程禁錮在一定的時間和空間中，不利于本科生技能培養(yǎng)和系統(tǒng)的科研訓(xùn)練.因此，我院在搭建起實(shí)驗(yàn)平臺和教師平臺的基礎(chǔ)上，重新修改人才培養(yǎng)方案，在新的培養(yǎng)方案中，低年級學(xué)生(一、二年級)主要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，高年級(三、四年級)進(jìn)入開放研究型實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行SRP、畢業(yè)論文設(shè)計等課題研究.開放性實(shí)驗(yàn)可以認(rèn)為是“準(zhǔn)科學(xué)研究”，融合了綜合性、設(shè)計型及探索性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，有利于增進(jìn)學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)，激發(fā)獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識.

經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐，初步形成了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)——綜合實(shí)驗(yàn)——開放研究實(shí)驗(yàn)——野外綜合實(shí)習(xí)”多層次模塊化的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺體系.該體系由淺入深，由易到難，注重創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng).近5年中心實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容更新率超過50%以上，全面修訂了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱.具綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)課程達(dá)95%以上.大力支持大學(xué)生參與科學(xué)研究，早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，早進(jìn)團(tuán)隊(duì).

4 構(gòu)建開放研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的成效

4.1 提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資金的使用效率，促進(jìn)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展

實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺有利于提高實(shí)驗(yàn)室建設(shè)資金的使用效率，促進(jìn)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展.將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與學(xué)科建設(shè)有機(jī)結(jié)合起來，整合有限的建設(shè)資金，集中分時段重點(diǎn)建設(shè)了層析室、細(xì)胞培養(yǎng)室、植物生長室和生態(tài)室，添置了5L細(xì)胞發(fā)酵罐、染色體分析系統(tǒng)、植物冠層分析儀、Guelph土壤入滲儀、便攜式氣象站、高光譜輻射計、葉面積儀/闊葉圖像分析儀、土壤原位PH計、葉綠素含量測量儀、2X10L發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)等教學(xué)研究用儀器設(shè)備，為開設(shè)綜合性與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了條件，提高了教師改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的積極性.

開放研究型實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)保證了本科生、研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的順利開展.我院目前開設(shè)了16門實(shí)驗(yàn)課程，共計150多個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)開出率已達(dá)99%，綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)已占35%.同時實(shí)驗(yàn)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.

4.2 建立健全實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度，提高了學(xué)生科研能力

申報的各類SRP和畢業(yè)論文項(xiàng)目入住開放實(shí)驗(yàn)室需提交申請表，經(jīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心審批方可進(jìn)入.實(shí)踐證明，開放實(shí)驗(yàn)室規(guī)范的管理培養(yǎng)了學(xué)生求實(shí)務(wù)真的科研態(tài)度，學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變成了主動學(xué)習(xí)，既提高了學(xué)生的動手和實(shí)踐能力，又增加了他們對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的興趣.開放研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為大學(xué)生提供了自我發(fā)展的研究平臺，平均每年學(xué)院本科生SRP及國家創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目近10項(xiàng)、本科畢業(yè)論文120余項(xiàng)，總計有180位本科生的研究項(xiàng)目是在開放研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺中完成.5年來，有近千名本科學(xué)生和研究生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺中進(jìn)行科學(xué)研究，在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了科研論文百余篇;獲得“SRP”優(yōu)秀項(xiàng)目5項(xiàng)，優(yōu)秀本科畢業(yè)論文30篇.

4.3 智能電子門禁系統(tǒng)保障實(shí)驗(yàn)室安全

ADEL－737智能電子門禁系統(tǒng)有效地保證了實(shí)驗(yàn)室的安全.填寫實(shí)驗(yàn)室入住申請表才能持有實(shí)驗(yàn)中心門卡，并由實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心辦公室存檔備案.數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄學(xué)生進(jìn)出開放實(shí)驗(yàn)室的時間，為實(shí)驗(yàn)室安全管理方面提供線索和記錄，從而能夠科學(xué)有效地保證實(shí)驗(yàn)室的安全.多年來，實(shí)驗(yàn)室未發(fā)生任何事故.

4.4 建設(shè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

專職實(shí)驗(yàn)教師以實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)為主，開放實(shí)驗(yàn)室管理為輔，因此每個實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺都有專人負(fù)責(zé)管理，能保證開放性管理模式正常運(yùn)行，及時解決學(xué)生儀器設(shè)備使用和實(shí)驗(yàn)中遇到的任何問題.目前主持16門實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師有10位專職實(shí)驗(yàn)教師，高級職稱7人(職稱不分系列)，占實(shí)驗(yàn)教學(xué)總?cè)藬?shù)的70%，獲博士學(xué)位3人，在讀博士5人，每年承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程占學(xué)院總實(shí)驗(yàn)課程的57%以上.實(shí)驗(yàn)課程組長帶領(lǐng)組員一起不斷完善、修改和制定該課程的新的教學(xué)體系，認(rèn)真研討現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展規(guī)律，收集教學(xué)過程中典型的教學(xué)資料，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量.

4.5 勇于創(chuàng)新，不斷更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

專職實(shí)驗(yàn)教師除了對開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理以外，要求其將更多的時間和精力投入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教學(xué)研究中，不斷將新的項(xiàng)目引入實(shí)驗(yàn)課堂中，改變教學(xué)方式和方法.近5年實(shí)驗(yàn)教師獲教學(xué)成果獎3項(xiàng);承擔(dān)教改項(xiàng)目7項(xiàng)，發(fā)表教研論文20篇;承擔(dān)多媒體課件制作10余項(xiàng);主持和參與科研項(xiàng)目20余項(xiàng);指導(dǎo)SRP和國家創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目10余項(xiàng);實(shí)驗(yàn)教師每年都要指導(dǎo)本科生進(jìn)行畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究.

4.6 培養(yǎng)了大批創(chuàng)新型優(yōu)秀人才

開放研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺給學(xué)生提供了自我發(fā)展的空間，科研能力和動手操作能力大大加強(qiáng)，為考研面試奠定了有利的基礎(chǔ).近5年考取研究生的比例穩(wěn)步上升，校外研究生錄取率也不斷增大.充分說明開放研究型教學(xué)平臺的建設(shè)為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)探討和研究的場所，學(xué)生科研能力、動手操作能力和創(chuàng)新意識不斷得到提高.越來越多的校內(nèi)外取得學(xué)位或?qū)W術(shù)經(jīng)驗(yàn)的生命科學(xué)學(xué)院的學(xué)生，畢業(yè)后走向工作崗位，成為各大學(xué)、中學(xué)、公司和研究單位的骨干力量，在科學(xué)研究和地區(qū)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用.這表明我們已實(shí)現(xiàn)了開放、研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺人才培養(yǎng)目標(biāo);平臺建設(shè)中的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已經(jīng)能夠長期、穩(wěn)定地培養(yǎng)出高質(zhì)量的創(chuàng)新型人才.

5 結(jié)束語

總之，開放、研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺可提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，開拓學(xué)生的知識視野，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，更好地為現(xiàn)代生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品科學(xué)、資源環(huán)境人才培養(yǎng)服務(wù)，建立以綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點(diǎn)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，形成特色鮮明、優(yōu)勢明顯的實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心.

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