生物學開放研究型實驗教學平臺的建設與實踐*

李予霞，李桂芳，高劍鋒

(石河子大學生命科學學院，新疆 石河子 832003)

實驗室在大學教育中發揮著重要的作用，它既是實驗教學的載體，也是保證實驗教學質量的硬件要素，對于培養學生的實踐能力和創新意識具有特殊的作用.實驗教學平臺建設是保證實驗教學質量的硬件要素，對于培養學生的創新能力和創新精神、提高學生的綜合素質具有至關重要的作用［1－6］.自2001年組建石河子大學生命科學學院以來，校院領導高瞻遠矚，通過體制改革，籌建了基礎生物學實驗教學中心，并按照“以公共實驗教學平臺為主體，開放、研究型實驗室相結合”的思路進行了實驗室的建設規劃，立足有限的實驗資源，最大限度地滿足培養高素質應用型人才的需要.

1 構建開放研究型實驗與管理平臺，促進創新性人才的培養

1.1 整合實驗室資源，搭建實驗儀器平臺

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，實現信息和資源共享.利用國家基地建設和學校專款支持，搭建了教學實驗室(生物化學、植物學、遺傳學、分子生物學、微生物學等生物學大類實驗教學平臺)、開放研究型實驗室(SRP、國家創新實驗研究和本科畢業論文開放研究平臺)和大型儀器室(凝膠成像室、層析室、顯微室、發酵培養室、切片室等儀器平臺).本科教學儀器設備資產也從400余萬元，增加到851萬元.

1.2 開放式與集中管理，營造高效率的實驗教學環境

實驗教學平臺開放式集中型管理，提高了實驗資源的利用率，加強了實驗室管理，營造高效率的實驗教學環境.中心每年面向全院、全校本科生、研究生、校內外各相關專業教師和學生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科研工作和開放實驗室的安全，我院在各開放實驗室安裝了ADEL－737智能電子門禁系統.

1.3 發揮研究生在實驗教學、實驗室建設與管理中的作用

利用學院研究生需在實驗室承擔助管、助教等培養方式，積極申請名額讓研究生與實驗教師一起輔導本科生，增強實驗教學過程管理和實驗室安全衛生管理.

因此，以實驗教學為主體，開放、研究型實驗相結合的實驗平臺建設，為綜合、創新實驗的開設和不同研究方向下的畢業論文、SRP項目創造了靈活、機動的實驗條件，為新型實驗教學體系的改革指引了方向，同時也滿足了實驗教學的空間環境條件和不同學科、不同研究方向所需條件，利用教學、科研互通平臺確保實驗教學改革的實施，有利于促進實驗教學改革和創新型人才的培養.

2 構建專職實驗教學隊伍，提升實驗教學質量

2.1 建設一支結構合理、高學歷、高水平的專職實驗教學隊伍

實驗教學隊伍是實驗室建設與管理的最基本力量和關鍵，同時也是提高教學、科研水平的基本保障.因此，學院分別設立理論和實驗專職教師，意在使各位教師將精力集中起來進行教學改革的研究和提高教學質量.高學歷實驗課教師隊伍的形成有力地促進了實驗內容和教學思想的更新，及時地將現代生命科學的研究思維方式、實驗原理和操作方法介紹給學生，為學生的創新意識、創新潛力和實驗能力的培養提供了可靠的保障.

專職實驗教師與理論教師享受同等待遇，同酬不同工，不分職稱系列.平均每人開設聯系較為密切的兩門實驗課程，利于減少重復實驗，開展綜合性、設計性實驗和跨學科大型綜合實驗的開設.

2.2 建立實驗課程組，加速各類實驗課程體系的優化

為了提高實驗教學質量，建立了以專職實驗教師為首的本科實驗課程組，實驗課程獨立設置并組建實驗教學課程組，已建立了多元型多學科生物化學實驗創新教學體系和遺傳學實驗設計研究型教學體系.組長帶領該課程組不斷進行實驗項目的更新和優化實驗教學體系，同時協調各學科間實驗重復和材料的利用，監督各實驗課依照教學大綱實施教學.為促進各教學組教學改革的積極性，學院制定了相應的獎勵政策.

3 構建創新實驗教學體系，建立大學生自我發展平臺

以往的實驗教學體系只包含基本實驗課程和少數綜合與設計型實驗，學生實驗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改革中，使實驗過程禁錮在一定的時間和空間中，不利于本科生技能培養和系統的科研訓練.因此，我院在搭建起實驗平臺和教師平臺的基礎上，重新修改人才培養方案，在新的培養方案中，低年級學生(一、二年級)主要在實驗教學平臺實驗室進行基本實驗技能的培養，高年級(三、四年級)進入開放研究型實驗平臺進行SRP、畢業論文設計等課題研究.開放性實驗可以認為是“準科學研究”，融合了綜合性、設計型及探索性實驗的優點，有利于增進學生動手操作能力的培養，激發獨立思考和創新意識.

經過不斷的實驗教學改革探索與實踐，初步形成了“基礎實驗——綜合實驗——開放研究實驗——野外綜合實習”多層次模塊化的創新實驗教學平臺體系.該體系由淺入深，由易到難，注重創新精神和實踐能力的培養.近5年中心實驗課程內容更新率超過50%以上，全面修訂了實驗教學大綱.具綜合性、設計性實驗課程達95%以上.大力支持大學生參與科學研究，早進課題、早進實驗室，早進團隊.

4 構建開放研究型實驗教學平臺在實驗教學中的成效

4.1 提高實驗室建設資金的使用效率，促進學科建設與發展

實驗教學平臺有利于提高實驗室建設資金的使用效率，促進學科建設與發展.將實驗室建設與學科建設有機結合起來，整合有限的建設資金，集中分時段重點建設了層析室、細胞培養室、植物生長室和生態室，添置了5L細胞發酵罐、染色體分析系統、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發酵實驗室系統等教學研究用儀器設備，為開設綜合性與設計性實驗項目提供了條件，提高了教師改進實驗內容的積極性.

開放研究型實驗平臺的建設保證了本科生、研究生的實驗教學中綜合性、設計性、創新性實驗的順利開展.我院目前開設了16門實驗課程，共計150多個實驗項目，實驗開出率已達99%，綜合性、設計性、創新性實驗已占35%.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.

4.2 建立健全實驗室各項規章制度，提高了學生科研能力

申報的各類SRP和畢業論文項目入住開放實驗室需提交申請表，經實驗教學中心審批方可進入.實踐證明，開放實驗室規范的管理培養了學生求實務真的科研態度，學生由被動學習變成了主動學習，既提高了學生的動手和實踐能力，又增加了他們對專業知識學習的興趣.開放研究型實驗教學體系為大學生提供了自我發展的研究平臺，平均每年學院本科生SRP及國家創新實驗項目近10項、本科畢業論文120余項，總計有180位本科生的研究項目是在開放研究型實驗教學平臺中完成.5年來，有近千名本科學生和研究生在實驗教學平臺中進行科學研究，在學術刊物上發表了科研論文百余篇;獲得“SRP”優秀項目5項，優秀本科畢業論文30篇.

4.3 智能電子門禁系統保障實驗室安全

ADEL－737智能電子門禁系統有效地保證了實驗室的安全.填寫實驗室入住申請表才能持有實驗中心門卡，并由實驗教學中心辦公室存檔備案.數字監控系統可以記錄學生進出開放實驗室的時間，為實驗室安全管理方面提供線索和記錄，從而能夠科學有效地保證實驗室的安全.多年來，實驗室未發生任何事故.

4.4 建設生物學實驗教學平臺，切實提高實驗教學質量

專職實驗教師以實驗課程教學為主，開放實驗室管理為輔，因此每個實驗教學平臺都有專人負責管理，能保證開放性管理模式正常運行，及時解決學生儀器設備使用和實驗中遇到的任何問題.目前主持16門實驗教學的教師有10位專職實驗教師，高級職稱7人(職稱不分系列)，占實驗教學總人數的70%，獲博士學位3人，在讀博士5人，每年承擔實驗課程占學院總實驗課程的57%以上.實驗課程組長帶領組員一起不斷完善、修改和制定該課程的新的教學體系，認真研討現代生物學實驗教學的發展規律，收集教學過程中典型的教學資料，切實提高實驗教學質量.

4.5 勇于創新，不斷更新實驗項目，重視實驗教學研究

專職實驗教師除了對開放實驗室進行管理以外，要求其將更多的時間和精力投入到實驗教學改革和教學研究中，不斷將新的項目引入實驗課堂中，改變教學方式和方法.近5年實驗教師獲教學成果獎3項;承擔教改項目7項，發表教研論文20篇;承擔多媒體課件制作10余項;主持和參與科研項目20余項;指導SRP和國家創新型實驗研究項目10余項;實驗教師每年都要指導本科生進行畢業論文實驗項目研究.

4.6 培養了大批創新型優秀人才

開放研究型實驗教學平臺給學生提供了自我發展的空間，科研能力和動手操作能力大大加強，為考研面試奠定了有利的基礎.近5年考取研究生的比例穩步上升，校外研究生錄取率也不斷增大.充分說明開放研究型教學平臺的建設為學生提供了自主學習探討和研究的場所，學生科研能力、動手操作能力和創新意識不斷得到提高.越來越多的校內外取得學位或學術經驗的生命科學學院的學生，畢業后走向工作崗位，成為各大學、中學、公司和研究單位的骨干力量，在科學研究和地區建設中發揮了重要作用.這表明我們已實現了開放、研究型實驗教學平臺人才培養目標;平臺建設中的的實驗教學體系已經能夠長期、穩定地培養出高質量的創新型人才.

5 結束語

總之，開放、研究型實驗教學平臺可提高學生的科學素養，開拓學生的知識視野，全面提高實驗教學質量，更好地為現代生命科學、農業科學、食品科學、資源環境人才培養服務，建立以綜合素質和創新能力培養為重點的生物學實驗教學課程體系，形成特色鮮明、優勢明顯的實驗教學示范中心.

［1］王同順，趙素然，吳秀英.建立生命科學平臺培養生物創新人才［J］.實驗室科學，2006，(3):23.

［2］申玉.改革實驗設備管理模式，建立共享技術平臺［J］.生命科學儀器，2005，(2):39 －40.

［3］易紅，熊宏齊，鄭家茂.構建整體優化的實驗教學與創新實踐平臺［J］.中國高等教育，2005，(18):29 －30.

［4］樊東，王曉云，趙奎軍.加強高等院校實驗室建設與管理提高本科人才培養質量［J］.實驗室科學，2007，(2):130－132.

［5］黃遠新，何曉陽，朱利泉.生命科學實驗平臺建設與管理［J］.實驗室研究與探索，2006，(7):866 －868.

［6］李忠光，龔明，周滔.建立實驗教學中心，提高實驗資源利用率［J］.實驗科學與技術，2006，(2):66 －67.