生物學實驗室開放研究與實踐

尹燕霞 李 潔 孫秀英

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

關鍵詞:實驗室開放 管理 實驗教學

近年來,在教育部開展本科教學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改革緊密結合起來,積極探索實驗室開放的模式和運行機制,創造開放的條件,營造開放的氛圍,并且在實踐中不斷更新教學內容和方法,因材施教,增加開放的時間、擴大開放的范圍、充實開放的內容、拓寬開放的覆蓋面,積累了一些新鮮的經驗,取得了一定的開放成果。本文結合北京師范大學生命科學學院的特色和生物學學科特點,充分分析目前國內外實驗室開放現狀,對開放實驗室的開放模式和信息化建設做了初步的探索。

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、科研任務的前提下,利用現有師資、儀器設備、環境條件等資源,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教育改革的需要,是高校實驗教學發展的必然趨勢,是培養創新人才的重要舉措,是提高綜合性、設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備的利用率,提高投資效益;有利于學生自主地進行實驗活動,自主安排學習時間;有利于拓寬學生的知識面,有助于培養學生的自我管理能力,提高學生理論聯系實際的水平,鍛煉學生工程實踐和科研實踐的能力,培養學生嚴謹求實的科學態度。開放實驗室使實驗室從單一實驗教學向多元化實驗室轉變,進一步擴展了實驗室的功能,促使實驗室的管理工作向現代化、科學化方向發展。實驗室開放可以使教學方法多樣化,教師課堂輔導與學生自主進行實驗相結合,豐富了教學內容提高了學生的學習興趣與學習效果。開放實驗室對于生物專業的學生來說,有利于加強生物專業知識教育,增加學生的感性認識,培養學生實踐能力、綜合素質和創新能力,為國家培養一批具有創新精神、專業素質和創業能力的生物技術人才。

過去的幾年內,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改革緊密結合,旨在培養學生的實踐和創新能力。鑒于此,我院在2007年校級教學改革與建設立項中,我們特申請了《生物學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校實驗室開放的現狀,并結合我院實驗室的現有條件和發展規劃以及學院獨具的生物學學科特色,研究提出我院實驗室開放的管理模式,根據相應的管理模式,在學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驗。

1.建立開放的中心實驗室,采取集中管理模式

為了適應教育事業和科學研究發展需要,便于開放管理,節省投資,我院通過體制改革,建立了實驗技術中心和實驗教學中心,將現有的大型儀器和通用儀器集中于實驗中心,統籌規劃,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、校內外各相關專業教師和學生、高新企業技術人員和中學生夏令營等。開放時間是實驗室和相關儀器室每天從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備管理辦法,制定相關的配套政策。我院在參照學?，F有的實驗室管理規章制度的前提下,根據自身建設和發展的需要,制定了《關于實驗室開放管理辦法》《實驗室開放預約制度》《學生實驗守則》《實驗室安全與衛生管理制度》《實驗室儀器設備使用管理制度》等一系列適合生物學實驗室開放管理的各項制度和條例。并在學院實施,經過幾年的實踐,各項管理規章制度已基本成熟,學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

實驗室的開放應根據不同專業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,學生隨時可以到實驗室做自己準備好的實驗項目。如本科生科研創新實驗室、部分儀器室、部分研究生科研實驗室等,它主要針對實驗設備和材料不需要預先進行準備的基礎性實驗和學生自主設計實驗。

(2)預約開放

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,如流式細胞儀、熒光光譜儀、蛋白純化系統、基因槍操作系統等,一般通過網絡信息平臺進行預約,每位同學可以提前在網絡上進行預約,得到確認后可以根據預約的時間到所在實驗室進行相關的實驗項目。

(3)定時開放

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

(4)階段性開放

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

4.開發了“實驗預約及儀器設備使用績效管理系統”

為了更好地實施開放式實驗室管理與開放式實驗教學,使實驗室管理工作科學化、信息化、規范化和高效化,經過調研和查閱相關資料,結合我院實驗室開放情況,學院自主開發了一套基于Internet的開放性實驗室網上預約管理系統“實驗預約及儀器設備使用績效管理系統”。該系統主要包括實驗項目、儀器信息查詢、預約、使用記時、收費、績效管理等部分組成。學生在實驗室開放的時間內,可根據自己的實際情況,在網上預約實驗時間和儀器設備,科學有效地利用實驗室資源。此系統的建立對學生來說,能方便在局域網上動態地了解各實驗室、實驗項目信息、儀器設備,提高了學習效率;對實驗技術人員來說,可以了解每個學生實驗預約情況,安排好學生的實驗時間,減輕了工作負擔。

5.采用OCS電子門禁監視系統及數字視頻監控系統

為了保證正常的教學科研工作和開放實驗室的安全,我院安裝了OCS電子門禁監視系統及數字視頻監控系統。OCS一卡通-門禁系統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,門卡除實驗技術人員持有外,其余門卡統一由實驗中心辦公室根據學校和學院聘崗需要,按實際需要和權限發放,凡持有實驗中心門卡的教師和學生,必須與實驗中心簽定門卡使用協議書,并由實驗中心辦公室存檔備案。數字視頻監控系統可以完整地記錄學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場錄像記錄,為師生學習的安全和實驗現場管理提供保障,科學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.對學生科研能力的影響

實踐證明,這些有效恰當的措施使開放實驗室效果顯著,開放實驗室不但培養了學生的動手和實踐能力,大大提高了學生學習專業知識的興趣,學生由被動學習變為了主動學習,在平時就可以利用網絡主動去閱讀儀器的使用說明書及有關儀器結構原理方面的書籍,逐步學會了正確、熟練地使用各種實驗儀器,并逐漸培養了如何利用所學的知識進行科學研究的能力,提高了學生的科研能力,有的本科生在學術期刊上發表了具有一定水平的學術論文。本科生僅2007年就發表論文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.開放實驗室保質保量完成了本科生、研究生的實驗教學及其綜合性、設計性、創新性實驗

我院目前開設了13門實驗專業課程共計120多個實驗項目,實驗開出率已達98%,其中綜合性、設計性、創新性實驗已占30%。同時實驗室的儀器設備全面開放,大大提高了儀器設備的利用率,充分發揮了教學資源的效益。

3.促進了師生交流

開放實驗室給學生和老師提供了一個更好的交流平臺,拉近了教師與學生的距離,給學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生,促進了教學師資隊伍整體素質的提高。

4.實現了科學化、信息化、網絡化管理

由于實驗室的開放,各種儀器使用說明、教學大綱、多媒體教學課件等可以用電子文檔的形式進行管理,還可以通過網絡進行查閱,大大提高了效率,促進了管理規范化。同時“實驗預約及儀器設備使用績效管理系統”與OCS電子門禁監視系統及數字視頻監控系統的開發使用為實驗室開放的數字化管理提供了有力保障,初步建立了人與計算機網絡良好結合的新的管理模式,實現了實驗室的信息化、網絡化管理。

四、結束語

實驗室開放可提高學生的科學素養,開拓學生的知識視野,全面提高教學質量。隨著高科技的不斷發展,更要求高等院校必須開放實驗室,只有在開放中實現自身現代化變革,不斷地吸取先進的科學技術和管理經驗,才能培養出更多的創新能力強的跨世紀人才。我院的實驗室開放經過一年多的實踐,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。如儀器設備運行維護經費不足等,實驗室開放的建設與管理工作還任重道遠,需要不斷地探索和創新。

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