構建創新實驗室 提升醫學本科生創新能力

程世紅， 馬旭炅， 宋焱峰， 任銀祥, 景玉宏

(1. 蘭州大學 實驗室與設備管理處， 甘肅 蘭州 730000； 2. 蘭州大學 基礎醫學院， 甘肅 蘭州 730000)

研究型大學的顯著特點是對學生創新能力的培養與提升[1-4]。研究型大學要求教師具有良好的科研素養，具有把握學科前沿的能力和科學探索能力。這一優勢在教學中得到轉化和體現，從而促進教學水平的提高[5-6]。研究型大學的本科教學，不但要使學生基礎扎實，同時要注重學生創新能力的培養。作為“985工程”綜合性高校的醫學生，不但要注重“三基”訓練，同時也要了解學術動態，把握學術前沿，學習科研方法和思路，培養良好的科研素養[7-8]。

蘭州大學基礎醫學院的前身是蘭州醫學院，最初作為二本院校，以教學為主。與蘭州大學合并后，學校面向全國招生，招生分數線和蘭州大學一致，醫學定位也從最初的以教學為主向教學、科研并重轉變，并進而實現向研究教學型的跨越。因此，精品化教育、創新能力培養也成為醫學教育的宗旨和目標。為了加強對學生創新能力的培養，基礎醫學院通過以下措施，短期內取得了較好的成效。

1 創建本科創新實驗室的必要性

(1) 醫學發展的需要。醫學院已有的實驗室主要是以學科為單位，以完成基礎實驗為目的，實驗室的建制和儀器設備配置參照的是20世紀80年代的標準。現代醫學的發展日新月異，新概念、新方法不斷涌現，但實驗教學條件依然是30年前的水平。經典的實驗雖然在現代醫學教學中必不可少，但難以體現醫學科學的最新成就，這也是新課程改革必須面對的問題。創新實驗室建設可以彌補傳統實驗教學的不足。

(2) 醫學教育目標的需要。醫學教育不僅需要臨床技能培訓，也需要培養學生的科研精神和創新能力，不僅僅是繼承，還需要創新。因此，在本科醫學教育中，要培養學生提出問題、解決問題的能力，這也是醫學教育的目標所在[9-10]。

(3) 創新思維和創新能力培育的需要。培養創新思維、創新理念是現代教育的核心思想之一，教育的全部功能是人的智力開發和全面提升，從而培養出對學科具有一定推動能力的人[11-12]。醫學教育需要提供給學生創新思維、培養創新能力的機會，創新實驗室的建設可以為學生提供這樣的平臺。

2 本科創新實驗室的功能和建設目標

創新實驗室的建設目標，是在完成傳統實驗教學的基礎上，根據學生的興趣，以項目為載體，由指導教師和學生共同組建團隊，完成創新實驗項目。創新實驗室提供研究場地、實驗儀器，通過完成創新項目，了解學科前沿、培養科學素養、熟悉科研過程。

構建創新實驗室的目的是為了保證本科生創新實驗及綜合性實驗的完成。因此，在注重創新、注重前沿科研成果的基礎上，也根據目前醫學研究的主要方法來確定實驗室的功能，并根據主要研究方法配置實驗儀器設備，提高實驗室使用效率。

創新實驗室的構成及布局需要打破學科界限，以生命科學研究的主要技術和方法作為功能區塊。目前學院已經建成8個創新實驗室，從動物模型到細胞模型，從整體行為到分子解析，形成多層次的研究平臺。

(1) 行為學研究室。擁有水迷宮、穿梭箱、跳臺、曠場實驗、疲勞轉棒等測定大小鼠學習記憶、肌張力、痛敏、條件反射等經典行為的測試裝置。

(2) 動物模型制作室。配有小動物呼吸機、熱板，手術顯微鏡、腦立體定位儀、微透析系統、小動物腦定向手術包、小動物灌注手術包、小動物心臟手術包、小動物取材裝置，可以滿足大小鼠手術、模型制作及取材的需要。

(3) 形態學研究室。配有石蠟切片機、振動切片機、冰凍切片機、烤片機、染色臺等。

(4) 圖像處理室。配有正置及倒置普通及熒光顯微鏡、凝膠成像儀、圖像采集系統、圖像分析軟件。

(5) 細胞室。配有通風廚、生物安全柜、倒置顯微鏡、離心機、二氧化碳培養箱、細菌培養箱、滅菌儀、純水儀等常用設備，可以完成細胞培養、細胞常規實驗的需要。

(6) 分子生物學研究室。配有酶標儀、電泳設備、PCR儀、各類搖床、不同規格的離心機、細胞轉染系統等。

(7) 分離提取實驗室。配有細胞破碎儀、干燥儀、離心機、制冰機、勻漿器等。

(8) 資料室及討論室。保存本科創新實驗的實驗記錄、結題報告、儀器的使用登記等，同時也提供學生討論的場所，學生可以翻閱歷屆創新實驗成果。

3 提升創新實驗室管理的途徑

3.1 集中管理，開放使用

創新實驗室隸屬于醫學本科實驗教學中心，由實驗中心統一管理，開放使用。實驗室盡可能地為全體師生提供教學、科研和學習的方便，提供良好的實驗教學環境，保障教學活動正常有序地進行，每個實驗室都由專人負責培訓及管理。

根據學科的特點和項目特點，將實驗室管理和運行模式分為實驗場所管理和設備管理兩個層次。具體方法是：創新研究小組在使用實驗室的前一學期末提出使用申請，申請內容包括研究內容、人數、需要實驗室數及所需要的儀器設備等。教學實驗中心依各創新團隊提出的申請統籌安排，提供實驗場所和常規儀器設備。實驗室使用期間由創新團隊及指導教師負責管理，使用完畢再移交給教學實驗中心。

3.2 以人為本，加強培訓

創新實驗室儀器的使用者，均需要經過培訓。由實驗中心的教師根據項目所涉及的儀器對使用者進行培訓，使用者操作培訓合格后方可單獨進入實驗室工作。

學生進入創新實驗室，應嚴格遵守實驗室的各項規章制度，這些制度包括工作人員守則、劇毒物品管理辦法、防火安全規定、安全保衛制度4個方面。學生在進入實驗室前必須認真學習各項規定，尤其強調安全意識，堅決杜絕各類事故的隱患，避免事故的發生。

學生必須在實驗負責導師、技術人員的指導下進行實驗活動，并認真撰寫實驗報告，對實驗項目的創新點、實驗數據采集記錄、實驗操作過程、實驗結果、收獲與體會等進行認真總結。實驗報告由實驗指導教師簽字，作為考核開放實驗室的依據。

4 本科創新項目的帶動作用

目前學校已經形成了完善的三級項目申報及扶持體系。學院每年大約支持20個創新項目；學校支持校級創新項目約20個，支持國家級創新項目10個左右。

醫學本科生可以自己組建團隊，選擇指導教師，確定研究項目及實施方案。批準立項的研究項目可以在創新實驗室完成。大學生開放創新實驗室面向本科生的創新實驗開放，進行教學大綱項目以外的實驗。學生可以隨時了解開放創新實驗室運行狀態，自主申請創新實驗項目，不受時空的限制。實驗室為學生的科研活動提供了最大的便利，確保創新項目的完成。對于完成出色、有肯定成果的創新項目，鼓勵申報專利、撰寫高層次的研究論文，以形成帶動和示范效應。

(1) 以項目為依托，積極申報國家創新項目，培養本科生創新能力。對于有一定前期研究成果的項目，創新實驗室支持學生申報教育部本科生創新項目，在項目的遴選、項目書的撰寫、可行性分析等方面給予指導意見，并結合創新實驗室條件，對研究方法做出評估和調整建議。

(2) 積極申報校級創新項目，培育國家創新項目。對于項目新穎、操作性強、研究目標明確的項目，創新實驗室支持其申報校級創新項目。在完成前期工作的基礎上，經過選擇，進一步培育進展好的項目，爭取申報國家級創新項目。

(3) 積極申報院級創新項目，培育校級創新項目。對于申報校級及國家級創新失敗的項目，創新實驗室組織教師進行遴選，并提出修改意見，申報院級創新項目。在創新實驗室完成初步工作以后，進一步培育校級創新項目。

通過三級創新項目支持體系，每年進入醫學創新實驗室的研究團隊達到50多個，學生200余人。對于那些有志于研究的學生，基本都可以獲得這樣的機會，惠及人群較為廣泛。目前蘭州大學本科創新項目已經成為蘭州大學本科創新教育的一張“名片”。

5 開設綜合性、創新型實驗

除了創新項目的帶動作用外，近幾年，基礎醫學院在大學3年級學生中開設了綜合性實驗。綜合性實驗作為選修實驗，學生可以自己選擇實驗項目、自己組建團隊，每年創新實驗室均公布當年開設的綜合性實驗名稱。每個研究所每年都可提供若干綜合性實驗，并針對醫學3年級學生公開招募，每年基礎醫學院大約可以提供20個綜合性實驗項目。這些實驗均在創新實驗室完成。

綜合性實驗的開展對教師提出了更高的要求，對教師綜合素質的提高有明顯的促動作用。特別是對實驗中心的技術人員，以前僅僅做一些教學服務和保障工作，現在則獨立承擔基礎醫學綜合實驗與實驗設計理論的實驗教學工作。所以，教師必須知曉創新實驗的重要性和意義，明確教學目標，掌握現代化的教學手段，在實驗教學中強調系統性和邏輯性。在教學準備上除了熟悉實驗內容、進行反復的預實驗、熟悉相關學科的理論知識外，對可能出現的問題還要提出解決方案。

實驗前，教師要逐項檢查實驗器材是否齊全、性能是否良好、實驗試劑是否擺放到位以及多媒體設備運行是否正常等，以確保實驗順利進行。在設計性實驗的實施過程中，教師還必需綜合多方面因素，給定學生實驗題目和研究方向，讓學生對實驗的步驟和方法等進行設計。在自主性實驗中，因為在實驗設計過程中必然涉及到多個學科實驗內容、實驗技術和相關的理論知識，這就要求教師必須不斷學習新知識，勤于查閱國內外的最新文獻，特別是對跨學科、跨領域知識的學習。教師只有用豐富深蘊的知識來武裝自己，提高自身的知識水平和業務素質，提高科研能力和水平，才能勝任培養高素質醫學人才的任務。

6 結束語

近年，蘭州大學基礎醫學院本科創新實驗室的建設投資大約有500萬元。借助于創新實驗室這一平臺，以項目為依托，為醫學生創新能力的培養提供了一條切實可行的途徑。創新實驗室運行過程中不斷改進教學和管理方法，儀器使用率均達到了較高的水平，申報國家級創新項目的成功率也在逐年增加。

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