“科研-教學-社團”一體式實驗室管理模式探討

陳露霏, 項董芳, 王艷偉

(溫州大學 物理與電子信息工程學院, 浙江 溫州　325035)

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“科研-教學-社團”一體式實驗室管理模式探討

陳露霏, 項董芳, 王艷偉

(溫州大學 物理與電子信息工程學院, 浙江 溫州325035)

通過對實驗室現(xiàn)狀及存在的主要問題的剖析,提出以單分子檢測與操縱實驗室為依托建立“科研-教學-社團”一體式實驗室管理模式,主要內(nèi)容包括:實施開放式教學,引入跨學科前沿知識； 培養(yǎng)應用性創(chuàng)新型人才,挖掘?qū)嶒炇铱蒲行鹿δ埽?以實驗室為依托,開展學生社團活動,增添實驗室人文氣息。

實驗室管理模式； 科研新功能； 開放式教學； 學生社團

實驗室是教學和科研的重要場所，是培養(yǎng)人才創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要基地。實驗室的運行機制、管理模式對于合理資源管理、提升實驗室的整體水平有著極其重要的作用[1-3]。本文以溫州大學生物單分子檢測與操縱實驗室為例,分析了高校實驗室管理、運行中存在的問題,并針對現(xiàn)存的問題提出了以單分子檢測與操縱實驗室為依托建立一體式實驗室管理模式[4],對“科研-教學-社團”一體式實驗室管理模式進行了實踐和探討。

1　目前教學現(xiàn)狀及存在的主要問題

1.1開放時間不足,教學資源浪費

由于高校實驗室中儀器規(guī)格普遍較高、價格昂貴、操作復雜,一般只對有實驗課程的學生開放,在教師以及實驗員的監(jiān)督與指導下實驗,以保證設備運行安全。這種規(guī)定看似“合理”,其實違背學生求知探索的愿望,是對教學資源的大大浪費。同時,由于不合理的排課方式導致學生自由支配的課余時間缺乏,難以接觸和走進實驗室,有些大型儀器的利用率不高。在單分子檢測與操縱實驗室,實驗部分耗材的昂貴以及學生自身空余時間的較難掌控,一定程度上限制了學生進行實驗,導致實驗儀器利用率不高,資源浪費。

1.2實驗作為課程的附屬,實驗室功能單一

一般高校實驗室功能僅限于本科生實驗教學以及研究生、教師的科研,實驗室功能單一。而在教學中又往往把實驗作為課程的附屬,實驗課一般是學生先預習實驗,教師在實驗室講解實驗原理、具體操作方法、實驗中要注意的問題及數(shù)據(jù)處理方法,然后學生按照教師所講實施實驗,實驗完成后由教師審查實驗數(shù)據(jù)和批閱實驗報告的流程形式[5]。在這種形式下,實驗室無法充分發(fā)揮其功能。

1.3實驗室建設沒有充分體現(xiàn)以人為本

實驗室建設不僅僅是實驗儀器的采購、安裝、維護以及實驗項目操作安排等,人文建設也是實驗室建設的重要組成部分。在實驗室進行實驗的過程中也希望感受到人文關懷,如果實驗室內(nèi)太嚴肅,那么學生在單一的實驗中會感覺單調(diào)而沒有興趣,影響學生動手實驗的積極性。因此應增添一些除實驗研究外的師生互動,實驗室內(nèi)除必需的實驗儀器及藥品等,也應該有花花草草的裝點。

2　教學改革思路及實施

結合高校實際情況,我們提出了“教學-科研-社團”一體式實驗室管理模式,增加實驗室功能,實現(xiàn)實驗室教學資源的充分開發(fā)與利用。

2.1實施開放式教學,引入跨學科前沿知識

用“研究性”“開放式”的教學理念取代“驗證性”“封閉式”的實驗教學理念[6],增加跨學科的前沿知識內(nèi)容,豐富拓展學生知識結構,提升學生學習興趣,將“研究性”“開放式”的教學理念切實運用到教學過程中,重視啟發(fā)式、探究式教學方法的運用。

2.1.1實現(xiàn)教學觀念轉變

教師的教學觀念決定教師的教學行為,同時影響著學生學習的觀念和效果。為改變“實驗室功能單一,實驗課形式化”的尷尬現(xiàn)狀,需要徹底轉變教師教學觀念,擯棄“重理論、輕實驗”的傳統(tǒng)思想,突出實驗在培養(yǎng)學生實際動手與思考力中的重要性[7]。實驗室作為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的基地,要以運用已有知識解決現(xiàn)實問題為目的,體現(xiàn)以學生為中心,教師為主導,注重理論聯(lián)系實際的教育理念。用“研究性”“開放式”的教學理念取代“驗證性”“封閉式”的實驗教學理念,使實驗教學發(fā)生根本的變革[8-9]。

2.1.2實現(xiàn)教學內(nèi)容轉變

隨著社會的發(fā)展,各種學科間不再局限于單純的某一領域的研究,而是跨學科,跨領域研究。當代重大科學發(fā)現(xiàn)與技術發(fā)明項目,無不是由具有龐大實力的科學共同體、集合各學科的新成果,綜合各學科的新成就而完成的[10]。如DNA分子結構解譯,人工智能、納米技術、宇航技術的成功開發(fā),都離不開自然科學、技術科學、人文科學的協(xié)作攻關。

生物單分子檢測與操縱通過物理的知識與方法來探究生物過程的本質(zhì),是一門具有很強的綜合性、實用性的跨學科技術,溫州大學生物單分子檢測與操縱實驗室將此實驗內(nèi)容引入教學,作為本科生的近代物理實驗內(nèi)容,可以拓寬學生知識體系,讓學生體會物理學科與生物學科以及醫(yī)療等領域的巧妙結合,增加學生的學習興趣以及實踐應用能力,是素質(zhì)教育中綜合課程觀的體現(xiàn)。

2.1.3實現(xiàn)教學方法轉變

將“研究性”“開放式”的教學理念切實運用到教學過程中,實現(xiàn)教學方法轉變。把實驗課堂還給學生,讓學生自己利用所學的知識進行綜合分析,通過各種途徑查尋資料、設計實驗方案、進行小組討論、寫出確實可行的實驗設計方案,教師則對學生提交的實驗方案可行性把關。實驗過程中,實驗教師始終與學生在一起,及時把握實驗動態(tài),發(fā)現(xiàn)實驗過程中的問題、糾正不規(guī)范的操作,遇到實驗故障及時啟發(fā)學生,引導學生進行分析。

2.2培養(yǎng)應用創(chuàng)新型人才,挖掘?qū)嶒炇铱蒲行鹿δ?/p>

改變高校實驗室僅限于本科生實驗課程以及研究生、教師科研的功能上的單一性,擴大服務對象,為本科生提供科研的平臺。充分利用生物單分子檢測與操縱實驗室的師資、設備資源,為本科生營造一個寬松、自由的環(huán)境,給學生自身的創(chuàng)造性和能動性提供廣闊的空間,使他們有一個充分發(fā)揮想象力和自我表現(xiàn)的機會,培養(yǎng)學生的好奇心和求知欲,保持其探索精神和創(chuàng)新思維,實現(xiàn)實驗室資源最優(yōu)利用,使本科生進校后就進入單分子實驗室,感受最前沿的跨學科的實驗儀器及實驗內(nèi)容,感受物理與生物的結合奧秘,培養(yǎng)學生學習及科研的興趣。

2.2.1正規(guī)化流程

要發(fā)揮好實驗室科研的功能,首先要在流程上正規(guī)化。圖1是溫州大學生物單分子檢測與操縱技術室學生參加科研項目過程。

圖1　本科學生參加科研項目過程

通過上述模式,每年都有10多位學生加入該實驗室科研團隊,團隊承擔多項校級課題、實驗室開放項目、“挑戰(zhàn)杯”項目、“新苗人才計劃”項目等。每屆學生都有教學教改論文在國家核心期刊上發(fā)表,而且有的被評為科創(chuàng)之星等。

2.2.2開展小組合作模式,培養(yǎng)學生團隊意識

當今社會,競爭與合作并存,具備積極合作精神和有效的人際交往技能是現(xiàn)代人高素質(zhì)的一個重要標志[11]。在實驗室科研過程中開展小組合作的研究模式,不僅有益于課題研究的開展和發(fā)揮每個學生的特長,更是為了培養(yǎng)學生的合作意識和團隊精神,使他們在與同伴分工合作、共同努力、提出問題、制訂方案、收集信息、尋找答案、完成研究課題的過程中,學會如何傾聽別人的意見,如何表達自己的觀點,如何與別人達成一致,如何分享共同的成果等。大學生在合作中發(fā)現(xiàn)其他人的重要性和團體的力量,養(yǎng)成尊重他人、重視他人、學習他人的習慣,形成團隊協(xié)作精神。

2.2.3創(chuàng)設平臺,讓學生自己發(fā)現(xiàn)、解決問題

實驗室科研給學生營造一個寬松、自由的環(huán)境,給學生自身的創(chuàng)造性和能動性提供廣闊的空間,使他們有一個充分發(fā)揮想象力和自我表現(xiàn)的機會,是培養(yǎng)學生的好奇心和求知欲、保持其探索精神和創(chuàng)新思維的平臺。例如生物單分子檢測與操縱技術為學生提供全新的研究方法的同時,學生在研究學習過程中,可以根據(jù)實驗的需要對一些裝置等進行開發(fā)、改進,鍛煉動手操縱能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。圖2為學生自己設計電泳裝置并改進的過程,在此過程中學生學到很多東西。

圖2　電泳裝置簡圖

2.3以實驗室為依托,開展學生社團活動,增添實驗室人文氣息

社團作為高校學生課余活動的重要形式,主要以學生自主開展活動為主,在豐富學生社會實踐、提高學生自主動手能力等方面有著重要作用。將實驗室與高校學生科創(chuàng)性社團進行緊密結合,是發(fā)揮實驗室社會服務功能,提升實驗室人文精神的良好途徑。

以溫州大學“物理創(chuàng)新園”社團依托單分子檢測與操縱實驗室開展社團活動為例,如社團開展帶領中學生參觀本實驗室,提高社團成員語言交流、人際交往能力,同時將前沿科技知識普及給中學生,培養(yǎng)中學生對科學的熱愛與興趣,踐行實驗室的社會服務功能。社團與企業(yè)之間交流,社團成員進企業(yè)參觀,企業(yè)成功人士進實驗室宣講,增加實驗室與社會聯(lián)系,增加社團在校生的社會經(jīng)驗,拓寬就業(yè)擇業(yè)渠道。為其他高校提供檢測等服務,增進高校間的交流。

2.3.1科創(chuàng)型社團的建立

高校學生社團是由部分學生因共同興趣、愛好和特長,自愿申請參加,按照一定的形式組織起來,并經(jīng)過必要的申報審批手續(xù)形成的部分學生的群眾性組織,是高等學校學生自我管理、自我發(fā)展的一個重要的陣地,也是高校第二課堂的重要組成部分。其中科創(chuàng)型社團較其他社團更為特殊,其活動主要以科創(chuàng)活動為主,較強的專業(yè)要求和科學的嚴謹性都要求此類社團配備專業(yè)的指導老師以及有關儀器設備。但是目前很多科創(chuàng)型社團由于缺乏這些專業(yè)的資源基礎導致社團開展的活動可以說并不是以科創(chuàng)活動為主,而是以科普、宣傳知識為主,這樣它們的性質(zhì)不能得到充分的體現(xiàn),掩沒了其應有的功能。

我們把實驗室與科創(chuàng)型社團相結合,一來實驗室可以為科創(chuàng)型社團提供專業(yè)的儀器設備資源及活動場所,使科創(chuàng)型社團真正發(fā)揮其應具備的功能,二來科創(chuàng)型社團可以為實驗室輸送新的興趣人才,體現(xiàn)以人為本,并提高實驗室資源的有效利用,將實驗室資源利用最大化。兩者可以進行有效的互補,成了兩者必然結合的重要切入點。

2.3.2科創(chuàng)型社團的運作

科創(chuàng)型社團的活動主要以科創(chuàng)活動為主,旨在提高學生動手實踐、科研創(chuàng)新的能力。以溫州大學物電學院科創(chuàng)型社團“物理創(chuàng)新園”為例。新學年,“物理創(chuàng)新園”依托單分子檢測與操縱實驗室,將以參觀實驗室、專業(yè)指導人員介紹實驗室實驗的活動為引線,帶領社團成員走進科研世界,并對有興趣參與進一步實驗的學生開放實驗室,將動手實驗操作單分子實驗的活動作為社團常規(guī)活動,同時輔以科創(chuàng)類講座等宣傳類活動的舉辦,使社團活動具備較高專業(yè)性,在行使高校學生社團基本作用的同時發(fā)揮出科創(chuàng)型社團的真正功能,使對科研感興趣的社團成員在社團活動中真正接觸科研,真正提高動手實踐、科研創(chuàng)新的能力。

現(xiàn)社團在王艷偉老師的指導下發(fā)展成員42人,社團人員通過社團活動都對實驗室的情況都有了大致的了解,并有4名社員參與實驗室項目。

2.3.3科創(chuàng)型社團與實驗室結合,帶動校企結合

參與與實驗室進行結合的科創(chuàng)型社團,真正接觸科研活動后,能夠進一步挖掘和培養(yǎng)當代大學生的科創(chuàng)興趣與科創(chuàng)意識,提高其動手實踐、科研創(chuàng)新的能力,這是當代大學生所缺乏的能力,也是高校和社會重視的能力。這些能力的提高,大大提升了大學生的自身素養(yǎng),對其未來的就業(yè)與發(fā)展有著不可忽視的作用[12]。其次,加入實驗室有利于學生自身科創(chuàng)方向的發(fā)展,也有利于高校校園科創(chuàng)文化氛圍的營造。

“教學-科研-社團”一體式實驗室管理模式的具體實踐方案可用圖3進行概括表示。

圖3　“教學-科研-社團”一體化實驗室管理模式示意圖

3　結語

我們通過對實驗室目前教學現(xiàn)狀及存在的主要問題的剖析,提出了實驗室管理模式改革理念及思路,探討出了實驗室教學具體實踐方案——“科研-教學-社團”一體式實驗室管理模式。這一管理模式能夠有效解決高校實驗室目前存在的部分問題,為增加實驗室功能多樣化、實現(xiàn)實驗室教學資源充分開發(fā)利用提供了可行方案,充分發(fā)揮了實驗室的功能,提高了實驗室的綜合效益,能夠有效滿足培養(yǎng)新型人才和知識創(chuàng)新的需要,是與新形勢相適應的實驗室管理模式。

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Discussiononintegratedlaboratorymanagementmodeof“Research-Teaching-Ccorporation”

ChenLufei,XiangDongfang,WangYanwei

(SchoolofPhysicsandElectronicInformation,WenzhouUniversity,Wenzhou325035,China)

Thispaperdisscussestheseproblemsandputsforwardthenewlaboratorymanagementmode,whichisbasedonsinglemoleculedetectionandmanipulationlaboratory.Itistheintegratedlaboratorymanagementmodeof“Research-Teaching-Corporation.”Maincontentsincludetheimplementationofopenteachingandtheintroductionofinterdisciplinaryknowledge;cultivateinnovativetalents,andexcavatethenewfunctionoflaboratory;carryouttheactivitiesofstudentassociation,andaddthehumanisticatmosphere.

laboratorymanagementmode;newfunctionofscientificresearch;openteaching;studentassociation

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.07.065

2016-01-11修改日期：2016-03-03

國家自然科學基金資助項目(11304232)；溫州大學教學教改項目(15jg16)；浙江省新苗項目；溫州大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目(JWDC2014047)；溫州大學實驗室研究開放項目(15SK33A)；溫州大學物理與電子信息工程學院科研課題

陳露霏(1995—),女,浙江紹興,本科生

E-mail：clfdeyx@163.com

王艷偉(1981—),女,浙江溫州,博士,講師，主要研究單分子技術的檢測與操縱.

E-mail：wangyw@wzu.edu.cn

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1002-4956(2016)7-0253-04