生物学开放研究型实验教学平台的建设与实践*

2012-08-15李予霞李桂芳高剑锋

长沙大学学报 2012年5期

李予霞，李桂芳，高剑锋

(石河子大学生命科学学院，新疆石河子 832003)

实验室在大学教育中发挥着重要的作用，它既是实验教学的载体，也是保证实验教学质量的硬件要素，对于培养学生的实践能力和创新意识具有特殊的作用.实验教学平台建设是保证实验教学质量的硬件要素，对于培养学生的创新能力和创新精神、提高学生的综合素质具有至关重要的作用［1－6］.自2001年组建石河子大学生命科学学院以来，校院领导高瞻远瞩，通过体制改革，筹建了基础生物学实验教学中心，并按照“以公共实验教学平台为主体，开放、研究型实验室相结合”的思路进行了实验室的建设规划，立足有限的实验资源，最大限度地满足培养高素质应用型人才的需要.

1 构建开放研究型实验与管理平台，促进创新性人才的培养

1.1 整合实验室资源，搭建实验仪器平台

将现有的大型仪器和通用仪器集中于实验中心，统筹规划，集中管理，实现信息和资源共享.利用国家基地建设和学校专款支持，搭建了教学实验室(生物化学、植物学、遗传学、分子生物学、微生物学等生物学大类实验教学平台)、开放研究型实验室(SRP、国家创新实验研究和本科毕业论文开放研究平台)和大型仪器室(凝胶成像室、层析室、显微室、发酵培养室、切片室等仪器平台).本科教学仪器设备资产也从400余万元，增加到851万元.

1.2 开放式与集中管理，营造高效率的实验教学环境

实验教学平台开放式集中型管理，提高了实验资源的利用率，加强了实验室管理，营造高效率的实验教学环境.中心每年面向全院、全校本科生、研究生、校内外各相关专业教师和学生24小时开放，大型仪器室则采取阶段性开放.为了保证正常的教学科研工作和开放实验室的安全，我院在各开放实验室安装了ADEL－737智能电子门禁系统.

1.3 发挥研究生在实验教学、实验室建设与管理中的作用

利用学院研究生需在实验室承担助管、助教等培养方式，积极申请名额让研究生与实验教师一起辅导本科生，增强实验教学过程管理和实验室安全卫生管理.

因此，以实验教学为主体，开放、研究型实验相结合的实验平台建设，为综合、创新实验的开设和不同研究方向下的毕业论文、SRP项目创造了灵活、机动的实验条件，为新型实验教学体系的改革指引了方向，同时也满足了实验教学的空间环境条件和不同学科、不同研究方向所需条件，利用教学、科研互通平台确保实验教学改革的实施，有利于促进实验教学改革和创新型人才的培养.

2 构建专职实验教学队伍，提升实验教学质量

2.1 建设一支结构合理、高学历、高水平的专职实验教学队伍

实验教学队伍是实验室建设与管理的最基本力量和关键，同时也是提高教学、科研水平的基本保障.因此，学院分别设立理论和实验专职教师，意在使各位教师将精力集中起来进行教学改革的研究和提高教学质量.高学历实验课教师队伍的形成有力地促进了实验内容和教学思想的更新，及时地将现代生命科学的研究思维方式、实验原理和操作方法介绍给学生，为学生的创新意识、创新潜力和实验能力的培养提供了可靠的保障.

专职实验教师与理论教师享受同等待遇，同酬不同工，不分职称系列.平均每人开设联系较为密切的两门实验课程，利于减少重复实验，开展综合性、设计性实验和跨学科大型综合实验的开设.

2.2 建立实验课程组，加速各类实验课程体系的优化

为了提高实验教学质量，建立了以专职实验教师为首的本科实验课程组，实验课程独立设置并组建实验教学课程组，已建立了多元型多学科生物化学实验创新教学体系和遗传学实验设计研究型教学体系.组长带领该课程组不断进行实验项目的更新和优化实验教学体系，同时协调各学科间实验重复和材料的利用，监督各实验课依照教学大纲实施教学.为促进各教学组教学改革的积极性，学院制定了相应的奖励政策.

3 构建创新实验教学体系，建立大学生自我发展平台

以往的实验教学体系只包含基本实验课程和少数综合与设计型实验，学生实验大都在固定的时间完成，教师也没有更多的精力投入到教学改革中，使实验过程禁锢在一定的时间和空间中，不利于本科生技能培养和系统的科研训练.因此，我院在搭建起实验平台和教师平台的基础上，重新修改人才培养方案，在新的培养方案中，低年级学生(一、二年级)主要在实验教学平台实验室进行基本实验技能的培养，高年级(三、四年级)进入开放研究型实验平台进行SRP、毕业论文设计等课题研究.开放性实验可以认为是“准科学研究”，融合了综合性、设计型及探索性实验的优点，有利于增进学生动手操作能力的培养，激发独立思考和创新意识.

经过不断的实验教学改革探索与实践，初步形成了“基础实验——综合实验——开放研究实验——野外综合实习”多层次模块化的创新实验教学平台体系.该体系由浅入深，由易到难，注重创新精神和实践能力的培养.近5年中心实验课程内容更新率超过50%以上，全面修订了实验教学大纲.具综合性、设计性实验课程达95%以上.大力支持大学生参与科学研究，早进课题、早进实验室，早进团队.

4 构建开放研究型实验教学平台在实验教学中的成效

4.1 提高实验室建设资金的使用效率，促进学科建设与发展

实验教学平台有利于提高实验室建设资金的使用效率，促进学科建设与发展.将实验室建设与学科建设有机结合起来，整合有限的建设资金，集中分时段重点建设了层析室、细胞培养室、植物生长室和生态室，添置了5L细胞发酵罐、染色体分析系统、植物冠层分析仪、Guelph土壤入渗仪、便携式气象站、高光谱辐射计、叶面积仪/阔叶图像分析仪、土壤原位PH计、叶绿素含量测量仪、2X10L发酵实验室系统等教学研究用仪器设备，为开设综合性与设计性实验项目提供了条件，提高了教师改进实验内容的积极性.

开放研究型实验平台的建设保证了本科生、研究生的实验教学中综合性、设计性、创新性实验的顺利开展.我院目前开设了16门实验课程，共计150多个实验项目，实验开出率已达99%，综合性、设计性、创新性实验已占35%.同时实验室的仪器设备全面开放，大大提高了仪器设备的利用率，充分发挥了教学资源的效益.

4.2 建立健全实验室各项规章制度，提高了学生科研能力

申报的各类SRP和毕业论文项目入住开放实验室需提交申请表，经实验教学中心审批方可进入.实践证明，开放实验室规范的管理培养了学生求实务真的科研态度，学生由被动学习变成了主动学习，既提高了学生的动手和实践能力，又增加了他们对专业知识学习的兴趣.开放研究型实验教学体系为大学生提供了自我发展的研究平台，平均每年学院本科生SRP及国家创新实验项目近10项、本科毕业论文120余项，总计有180位本科生的研究项目是在开放研究型实验教学平台中完成.5年来，有近千名本科学生和研究生在实验教学平台中进行科学研究，在学术刊物上发表了科研论文百余篇;获得“SRP”优秀项目5项，优秀本科毕业论文30篇.

4.3 智能电子门禁系统保障实验室安全

ADEL－737智能电子门禁系统有效地保证了实验室的安全.填写实验室入住申请表才能持有实验中心门卡，并由实验教学中心办公室存档备案.数字监控系统可以记录学生进出开放实验室的时间，为实验室安全管理方面提供线索和记录，从而能够科学有效地保证实验室的安全.多年来，实验室未发生任何事故.

4.4 建设生物学实验教学平台，切实提高实验教学质量

专职实验教师以实验课程教学为主，开放实验室管理为辅，因此每个实验教学平台都有专人负责管理，能保证开放性管理模式正常运行，及时解决学生仪器设备使用和实验中遇到的任何问题.目前主持16门实验教学的教师有10位专职实验教师，高级职称7人(职称不分系列)，占实验教学总人数的70%，获博士学位3人，在读博士5人，每年承担实验课程占学院总实验课程的57%以上.实验课程组长带领组员一起不断完善、修改和制定该课程的新的教学体系，认真研讨现代生物学实验教学的发展规律，收集教学过程中典型的教学资料，切实提高实验教学质量.

4.5 勇于创新，不断更新实验项目，重视实验教学研究

专职实验教师除了对开放实验室进行管理以外，要求其将更多的时间和精力投入到实验教学改革和教学研究中，不断将新的项目引入实验课堂中，改变教学方式和方法.近5年实验教师获教学成果奖3项;承担教改项目7项，发表教研论文20篇;承担多媒体课件制作10余项;主持和参与科研项目20余项;指导SRP和国家创新型实验研究项目10余项;实验教师每年都要指导本科生进行毕业论文实验项目研究.

4.6 培养了大批创新型优秀人才

开放研究型实验教学平台给学生提供了自我发展的空间，科研能力和动手操作能力大大加强，为考研面试奠定了有利的基础.近5年考取研究生的比例稳步上升，校外研究生录取率也不断增大.充分说明开放研究型教学平台的建设为学生提供了自主学习探讨和研究的场所，学生科研能力、动手操作能力和创新意识不断得到提高.越来越多的校内外取得学位或学术经验的生命科学学院的学生，毕业后走向工作岗位，成为各大学、中学、公司和研究单位的骨干力量，在科学研究和地区建设中发挥了重要作用.这表明我们已实现了开放、研究型实验教学平台人才培养目标;平台建设中的的实验教学体系已经能够长期、稳定地培养出高质量的创新型人才.