贺丹霞，李会军，张朝凤

中国药科大学中药学院　(南京　211198)



基于“大型仪器设备共享平台”的开放式实验教学

贺丹霞，李会军，张朝凤

中国药科大学中药学院(南京211198)

摘要中国药科大学中药学院药用植物实验教学中心构建了“大型仪器设备共享平台”，基于此平台，学生可以网上预约实验室和实验仪器，并使用校园卡刷卡使用有关仪器，进行开放式实验，管理人员也可以使用该系统远程实时了解学生的实验情况及仪器的使用情况。该平台实现了对实验室及实验仪器的自动化管理。文章就该平台在开放式实验教学中的应用前景进行了分析。

关键词开放式实验教学；大型仪器设备共享平台；网上预约

实验教学是大学教学的重要组成部分，实验教学能够培养学生动手能力，是理论教学的补充及延伸。传统的实验教学主要开设基础性实验，用来验证理论课中学到的基本定律，往往是教师设计好实验步骤，学生按部就班地进行实验操作，不利于培养学生独立思考问题的能力。因此，目前全国大多数高校都积极地进行实验教学改革，其中开放实验室，进行开放式实验教学是目前大学实验教学改革的重要内容[1]，也是国内外培养创新性、复合型、高素质人才的重要策略。全国各个高校都积极地开展了与开放实验室相关的开放式实验教学，比如开设开放性实验和大学生创新性实验以及开放实验室项目等形式。开放式实验教学模式不同于基础性实验教学，大多数开放性实验教学相关项目开设的是综合性实验，有的甚至要求学生自己动手查阅资料，动脑筋设计实验方案，极大地提高了学生主动参与实验的兴趣和热情，非常有利于培养具有创新性思维，善于独立思考问题的综合型应用型人才。近年来本校也在积极推进开放式实验教学，每学期都设置了一定数目的开放性实验和大学生创新性实验以及开放实验室项目面向本科生开放。

开放式实验教学打破了课堂教学的时间限制，学生可以利用课余时间，自由安排实验，这就要求实验室以及实验仪器必须在课堂以外的时间对学生开放，随之而来面临一系列管理问题，计算机技术以及物联网技术的普及能够解决这一矛盾，通过物联网系统可以实现对实验室资源和学生实验过程进行自动化管理[2]，中国药科大学中药学院药用植物实验教学中心于2014年将这一技术引进了实验教学环节，通过构建“大型仪器设备共享平台”将实验中心的大型仪器联网，学生可以通过互联网预约使用仪器和实验室，管理人员也可以通过网络远程实时了解仪器的运行和使用情况。实现了对实验中心的实验室及实验仪器的自动化管理，极大地促进了开放性实验教学和创新性实验教学以及开放实验室教学工作的顺利开展。下面就该中心建成的“大型仪器设备共享平台”及此平台在开放式实验教学中的应用前景进行了探究性分析。

1传统实验室管理模式在开放性实验教学中的不足

开放式实验教学开设的实验项目一般都是综合性实验，一次实验不能完成全部内容，需要多次使用多个仪器设备，进入多个实验室，而且面向本科生，主要利用学生的课余时间如周末或者晚上来完成。这给实验室的开放时间和实验仪器的管理带来了很大不便。在传统的实验室管理模式下，学生参与了开放式实验教学项目后，进行实验时需要专门找到实验室管理员或者仪器管理员，说明缘由后，请管理员帮忙打开实验室的门，学生使用仪器前后需要在记录本上登记设备的完好状况及仪器的使用状况。一方面，给管理员带来很多额外工作压力，而且管理员只能在上班时间段帮忙维持开放性实验教学的顺利进行，下班后则不能保证。另一方面，记录仪器使用情况的是纸质记录本，很容易破损，并且有时学生不自觉，不主动登记，导致仪器设备出了问题后无人上报，自然延误仪器维修时间，导致下面的相关实验无法开展。显然，传统的实验室管理模式在开放式实验教学中存在很多弊端，急需改进。为了实现开放实验室的功能，必须对开放实验室管理模式进行改革，以便更好地促进开放式实验教学的进行。

2“大型仪器设备共享平台”在开放式实验教学中应用

2.1大型仪器设备共享平台简介

“大型仪器设备共享平台”使用各种授权控制器，如门禁控制器、电脑控制器、电源控制器和摄像头、授权服务器等硬件系统以及用于实验室管理的软件系统即刷卡计时系统完成对实验室仪器的实时管理。中国药科大学中药学院药用植物实验教学中心目前已将20多台贵重仪器纳入大型仪器共享平台，包括高速台式离心机，全自动凝胶成像系统、基因扩增仪、二氧化碳培养箱、酶标仪、薄层色谱扫描仪、紫外可见分光光度计、液相色谱仪、万分之一天平、冷冻切片机、荧光显微镜、偏光显微镜等。这些仪器目前面向全校本科生免费开放。由于该系统能够识别校园卡，因此学生通过学号或者校园卡号登录系统，即可预约仪器，预约记录经过管理员审核后，学生即可持校园卡刷卡打开门禁，刷卡打开仪器，并在预约时间段使用仪器。同时系统实时记录仪器的使用者、使用起止时间等信息，并通过网络将数据传送到服务器数据库。管理人员可以随时随地查看仪器及实验室的使用情况，进行仪器使用率等各类统计分析工作，实现一人管理多地点的多台仪器设备。

为了保证仪器的安全使用，实验中心将每台仪器的使用说明制成纸质标牌放置或者黏贴在仪器醒目位置，同时对实验中心仪器管理人员、部分学生等进行了仪器操作使用培训，并制订了系列规章制度。

2.2基于“大型仪器设备共享平台”的开放性实验教学改革

药用植物实验教学中心的目标是将“中心”建设成为具备开设基础性、综合性、探索性和创新性本科生实验教学的现代化实验教学平台，以培养创新能力强、思维活跃、实验动手能力强的新型药学人才为目的，目前全校的实验教学改革主要有以下几个方面。

2.2.1基础性实验教学管理改革

药用植物实验中心承担全校中药学、药学、中药资源学、药事管理等多个专业的中药质量类专业基础课程群的本科实验教学任务，涉及生药学、药用植物学、中药显微鉴定学、中药资源学、药用植物生物技术、植物生理生态、药用植物栽培学等课程，开设81个基本实验项目、近7万年人实验时数的实验教学任务，每门课程每年都要求更新一至两个实验项目，以增加综合性试验项目在基础教性实验教学中的比例。涉及大型仪器设备的主要是8台液相色谱仪和万分之一天平，专业任课教师可以根据上课时间段批量统一预约仪器。

2.2.2开放式实验教学

开放式实验教学主要是面向本科生开放实验室和实验仪器，开放实验室是指学校正式建制的各级各类实验室，在完成正常教学、科研任务的前提下，利用现有仪器设备、环境条件等资源，面对学生开放使用的实验室[3- 4]，开放实验室主要包括实验时间的开放、实验内容的开放、实验对象的开放三大核心思想，开放式实验教学融合了这些思想，是一种具备新观念、引入管理新思路的实验室教学形式，可以给实验兴趣浓厚和学有余力的学生提供更多的学习机会和实践空间，是面向本科生的实践教学平台，是课程以外的实验技能训练[5]。也是国内外各大高校公认的最有利于培养学生综合创新能力的实验平台，目前本校开设的开放性试验教学主要包括，面向本科生开放的开放性试验项目以及大学生创新性实验项目和开放实验室项目。

本校面向本科生开放的开放性实验项目目前主要是学生选作教师发布的实验项目，项目实施可以是多元化的，学生可以按要求完成指定实验内容，也有可能需要独立设计实验方案。大学生创新性实验可以是学生选作教师发布的相关实验项目，也可以是学生就某个感兴趣的实验方向提出实验设想，征得相关专业教师指导后组织实施。药用植物学实验中心每年承担大约40项开放性试验项目和多项大学生创新性项目。开放实验室项目主要用于综合性实验，首先面向学生开放专业实验室，由教师发布相关实验项目，学生选择项目后在开放实验室内完成。药用植物学实验中心分别在实验楼E104、E203建设了药用植物识别与中药质量分析两个开放性实验室，面向全校本科生开展了“校园药用植物识别、植物标本采集与制作以及分类检索(第1期、第2期、第3期)”、“银杏叶的化学成分研究(第1期)”开放实验项目。中心已经拟定将实验楼E214建设为中药种质资源开放性实验室，面向全校学生开设开放性实验项目。基于大型仪器设备共享平台的开放性实验室建成后，每年向全校本科生开放，开设相关专业类群的综合性实验项目。

参与开放式实验教学相关项目的学生，可以使用学号登陆“大型仪器设备共享平台”，熟悉仪器的使用说明和安全操作注意事项，根据实验项目需要网上预约仪器，得到管理员审核批准后，可以利用课余时间刷校园卡打开门禁进入实验室，刷卡使用所预约的仪器完成实验。借助该平台，管理人员可以异地审核学生，同时由于用于开放实验室的仪器设备，在实验课的课堂教学以外一般是闲置的，因此，学生就可以利用周末或者晚上等课余时间来完成实验。这种管理模式，时间可以灵活安排，既充分发挥了大型仪器设备的使用价值，又充分利用了本科生的课余时间，同时减轻了实验管理员的工作量。这种管理模式极为弹性化，给学生自主学习提供更多的选择性，有利于培养学生养成终身学习习惯。

2.3“大型仪器设备共享平台”在开放式实验教学改革中的应用前景

基于“大型仪器设备共享平台”的开放式实验教学改革是大学实验教学改革一种必然趋势[6]，各个高校尽管开放式试验教学的模式不同，方法不同[7- 8]，但开放式实验教学的核心都需要将实验室和实验仪器面向本科生在课余时间开放，这就必然要求实验室及实验仪器在闲置时间能够专业高效运行并被客观管理。网络预约和刷卡计时系统很好地解决了这一难题，实现了实验室资源的高效配置。已经有很多高校运用了这一系统[2]，同时，“大型仪器设备共享平台”还可以实现数据导入和导出，支持各种统计报表的生成，并且还有计时计费系统可以选用，在必要时间，需要收费时可以开启该系统。目前，本校已经开始在全校范围内多个本科实验教学中心构建“大型仪器设备共享平台”并且可以和教务系统相整合，届时全校的教师和学生都可以通过教务系统账号密码登录，根据开放式实验教学项目需要在全校范围内预约使用仪器，最大限度地实现实验室开放和大型仪器设备共享。

基于“大型仪器设备共享平台”的开放式实验教学可以使得实验室高度开放，进出的学生靠门禁卡刷卡进入，如果实验楼也用门禁控制，开放实验室甚至可以达到24小时开放，向国外的大学看齐[9]，对于促进我国高等教育，培养面向世界，面向未来的高素质，复合型人才提供强有力的支撑。

参考文献

[1]邬秋林.大学开放性实验教学的管理与实践探讨[J]．宜春学院学报，2010，32(12)：178-179.

[2]金平，皇甫丽英，张尊侨.一种基于Web的开放实验室网上预约管理系统[J]．实验技术与管理，2004，21(4)：88-93.

[3]鲍日元.地方高校开放实验室建设的重要意义与难点探讨[J]．牡丹江大学学报，2007，16(11)：110-112.

[4]朱艳，秦民坚，吴刚.开放实验室 培养学生创新实践能力[J].药学教育，2009，25(3)：40- 43.

[5]王甫想.高校开放实验室管理模式探讨[J]．科技管理研究，2008，(9)：152-153.

[6]王兴邦.建设高校大型仪器公用平台,更好地为高水平教学、科研服务[J]．实验室研究与探索，2003，22(6)：207-211.

[7]何邦平，盛春泉，王小燕.开放设计性实验教学探讨[J]．药学教育，2007，23(2)：49-50.

[8]谭宏，李勇军，彭彤，刘选明.大型现代生物仪器开放性实验教学的探索[J]．实验室研究与探索，2008，27(1)：102-104.

[9]王云平．国外大学实验室管理及其对国内开放实验室的启示[J]．实验技术与管理，2010，27(3)：149-151.

Open Laboratory Teaching on the Base of Large-scale Instruments and

Equipment Sharing Platform

HE Danxia,LI Huijun,ZHANG Chaofeng

(SchoolofTraditionalChineseMedicine，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing211198，China)

Abstract:A kind of large-scale instruments and equipment sharing platform was used to open Laboratory teaching in pharmaceutical botany experimental center of College of TCM,China Pharmaceutical University.On the base of this platform,students can use the lab and instrument for open laboratory experiment by online booking,while the administrator can also control the lab and instrument online,which means the platform can automate the management of the lab and instrument.The application prospect of this platform on open laboratory teaching was discussed.

Key words:Open Laboratory Teaching;large-scale Instruments and Equipment Sharing Platform;Online Booking

基金项目：中国药科大学2013年教学改革研究课题“基于药用植物学实验教学中心的开放性实验教学平台建设研究”研究成果。

收稿日期:2014-11-19。