“區(qū)域功能化”理念應(yīng)用于本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理

王宏剛， 白艷玲， 宋文芹， 陳成彬， 魏 遠(yuǎn)， 張金紅， 劉 方

(南開(kāi)大學(xué) 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，天津 300071)

·實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與科學(xué)管理·

“區(qū)域功能化”理念應(yīng)用于本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理

王宏剛， 白艷玲， 宋文芹， 陳成彬， 魏 遠(yuǎn)， 張金紅， 劉 方

(南開(kāi)大學(xué) 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，天津 300071)

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心細(xì)胞與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室，探索以“區(qū)域功能化” 理念為指導(dǎo)思想的本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理新思路。以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)儀器的屬性為依據(jù)，將實(shí)驗(yàn)室從區(qū)域上劃分為細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)、顯微觀察區(qū)、冷凍離心機(jī)區(qū)、試劑配制區(qū)、普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)等多個(gè)功能區(qū)域，來(lái)滿足在有限的空間范圍內(nèi)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)功能模塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)，收到了良好的效果，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)改革； 實(shí)驗(yàn)室管理； 區(qū)域功能化

0 引 言

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件平臺(tái)，是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最基本條件，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用[1-5]。近年來(lái)，隨著國(guó)家和各院校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視和投入不斷提高，高校實(shí)驗(yàn)室的硬件條件越來(lái)越好。為了能夠更好地利用這些有利條件來(lái)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體水平，各個(gè)院校紛紛開(kāi)始加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理新思路的探索[6-10]。

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心細(xì)胞與遺傳實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)南開(kāi)大學(xué)4個(gè)專業(yè)的多門各種類型的實(shí)驗(yàn)課課程。其中，絕大部分的綜合性、探究性實(shí)驗(yàn)是在細(xì)胞與遺傳學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。該實(shí)驗(yàn)室面積約為120 m2，擁有熒光顯微鏡、二氧化碳培養(yǎng)箱、超凈工作臺(tái)等各類教學(xué)用儀器設(shè)備30多件，可以滿足細(xì)胞培養(yǎng)、熒光顯微觀察、核酸提取等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。呈現(xiàn)出面積小、儀器多、功能雜的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作實(shí)踐的積累，探索出以“區(qū)域功能化”為指導(dǎo)思想的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)新思路。將實(shí)驗(yàn)室空間劃分為若干區(qū)域，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，集中放置完成某些實(shí)驗(yàn)操作做需要的儀器設(shè)備，將實(shí)驗(yàn)室的每個(gè)區(qū)域賦予一定的功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的功能化。

1 區(qū)域功能化的概念

“區(qū)域功能化”是指以某一個(gè)或幾個(gè)功能模塊為基本單元，將實(shí)驗(yàn)室劃分為若干個(gè)區(qū)域，并在該區(qū)域配以完成該功能所需要的實(shí)驗(yàn)儀器，為該區(qū)域賦予固定的功能。

在“區(qū)域功能化”理念中，實(shí)驗(yàn)室的管理不再是完全以實(shí)驗(yàn)儀器的管理為主，而是以實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容為主要導(dǎo)向，實(shí)驗(yàn)儀器只是作為配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本工具。例如：細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)的功能是進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，包括對(duì)學(xué)生細(xì)胞培養(yǎng)方法的訓(xùn)練并為以動(dòng)物細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料的其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供支持[11](見(jiàn)圖1)。在該區(qū)域中，配有進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的所有儀器，如：超凈工作臺(tái)、二氧化碳培養(yǎng)箱、冰箱、搖床、倒置顯微鏡、小型離心機(jī)等等。再如：顯微觀察區(qū)承擔(dān)各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中裝片的觀察(見(jiàn)圖2)。在該區(qū)域中，需放置正置熒光顯微鏡、倒置熒光顯微鏡、倒置顯微鏡、染色體核型分析系統(tǒng)等。

圖1 細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)

圖2 顯微觀察區(qū)

2 區(qū)域功能化的優(yōu)點(diǎn)

2.1 提高實(shí)驗(yàn)室空間利用率

隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入，尤其是大量綜合性、探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)，實(shí)驗(yàn)室空間相對(duì)不足的問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心細(xì)胞與遺傳學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室每年需同時(shí)承擔(dān)3～4組的綜合性、探究性實(shí)驗(yàn)和部分基本實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)任務(wù)，給教學(xué)組織帶來(lái)一定的不便，對(duì)教學(xué)效果帶來(lái)一定的影響。

采用區(qū)域功能化的思路，不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以在不同的功能區(qū)域內(nèi)完成，解決了實(shí)驗(yàn)室空間使用中存在交叉的問(wèn)題。例如：A組的學(xué)生在進(jìn)行細(xì)胞傳代實(shí)驗(yàn)，需要使用到小型離心機(jī)。B組的學(xué)生在進(jìn)行質(zhì)粒提取實(shí)驗(yàn)，也需要用到小型離心機(jī)。如按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理思路，同一種儀器集中放置，必然產(chǎn)生空間上的沖突。按照區(qū)域功能化的思路，在細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)和普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)各放置2臺(tái)小型離心機(jī)，兩組學(xué)生分別在不同的實(shí)驗(yàn)功能區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這個(gè)問(wèn)題就引刃而解。

將“區(qū)域功能化”應(yīng)用在本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理中，可以保證在實(shí)驗(yàn)室有限的空間內(nèi)，容納3～4組學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在很大程度上提高了實(shí)驗(yàn)室空間的利用率，同時(shí)提高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

2.2 改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)秩序

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，良好的教學(xué)秩序是取得良好教學(xué)效果的基本保障。當(dāng)有若干個(gè)小組同時(shí)在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何能夠保證各個(gè)小組在順利完成自己的實(shí)驗(yàn)操作同時(shí)，又不對(duì)其他的小組形成干擾，就顯得尤為重要。

由于采用了區(qū)域功能化的思路，每個(gè)小組在進(jìn)行不同內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)區(qū)域不會(huì)發(fā)生交叉。對(duì)于，需要在同一個(gè)功能區(qū)內(nèi)操作的不同實(shí)驗(yàn)小組，只要在時(shí)間上進(jìn)行一定的調(diào)整，在使用時(shí)間上不發(fā)生重疊就可以了，例如：A組同學(xué)需要先在細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)進(jìn)行取樣，然后在普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)進(jìn)行制片，再到顯微觀察區(qū)進(jìn)行觀察；B組的同學(xué)需要先在試劑配制區(qū)配制試劑，然后在普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；而C組的同學(xué)需要完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，一個(gè)是果蠅的計(jì)數(shù)、另一個(gè)是細(xì)胞的傳代。那么，就可以由每個(gè)組的同學(xué)在考慮自己完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要的時(shí)間的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間上進(jìn)行協(xié)調(diào)。首先，A組同學(xué)在細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)進(jìn)行取樣， C組同學(xué)在普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)進(jìn)行果蠅計(jì)數(shù)；之后，A組的同學(xué)在普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)進(jìn)行制片，B組同學(xué)在試劑配制區(qū)配制試劑，C組的同學(xué)就可以在細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)進(jìn)行細(xì)胞傳代。再然后，A組的同學(xué)到顯微觀察區(qū)進(jìn)行觀察，B組同學(xué)就可以在普通實(shí)驗(yàn)操作區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。整個(gè)過(guò)程就可以做到井然有序。

3 區(qū)域功能化的實(shí)施成效

按照“區(qū)域功能化”的思路對(duì)實(shí)驗(yàn)室布局和儀器擺放位置進(jìn)行調(diào)整以后，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心細(xì)胞與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室的使用效率得到了很大的提高，在該實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程也更加流暢，最大平行進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)由原來(lái)的2個(gè)提高至4個(gè)，最大學(xué)生容量由原來(lái)的15個(gè)左右提升至30個(gè)左右，在一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

4 討 論

4.1 功能區(qū)域布局安排的合理化

區(qū)域功能化的思路最大的特點(diǎn)就是將實(shí)驗(yàn)室劃分為幾個(gè)功能單元，從而達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)室空間利用率，增強(qiáng)教學(xué)秩序的目的。在這之中，功能區(qū)域的劃分方法及分布位置起著非常重要的作用。

功能區(qū)域的劃分方法應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)室整體承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容而定。在全面統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)課程中涉及到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，合理地將這些內(nèi)容分為若干小的單元，根據(jù)這些單元來(lái)配制相應(yīng)的儀器，組成功能區(qū)。同時(shí)，還要綜合考慮每一個(gè)功能區(qū)的使用率，盡量使之平均。如果有的功能區(qū)使用率很高，有的則很低，那么就無(wú)法達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)室空間利用率的目的，這樣的劃分方法也是不科學(xué)的。

每個(gè)功能區(qū)域占用實(shí)驗(yàn)室面積的大小及功能區(qū)之間的相互區(qū)位關(guān)系也是影響“區(qū)域功能化”能否發(fā)揮其作用的因素。每個(gè)功能區(qū)域占用實(shí)驗(yàn)室面積應(yīng)該按照每個(gè)區(qū)域內(nèi)所容納儀器的數(shù)量及儀器本身的屬性相關(guān)。如果處理不好，①影響實(shí)驗(yàn)室整體的感觀效果，顯得雜亂無(wú)章；②對(duì)儀器本身造成不良的影響。例如：當(dāng)某些需要防潮的儀器同水浴鍋布置在同一功能區(qū)時(shí)，處理不好，會(huì)對(duì)這些儀器造成傷害。功能區(qū)分布的相對(duì)位置也是需要重點(diǎn)考慮。例如：在試劑配制過(guò)程中，會(huì)涉及到大量的器皿清洗工作。那么，如果普通試劑配制區(qū)如果距離水池太遠(yuǎn)，則會(huì)在使用過(guò)程中造成不便，如果普通試劑配制區(qū)和水池之間還隔有其他功能區(qū)，則更是會(huì)對(duì)在該功能區(qū)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生帶來(lái)干擾。

4.2 實(shí)驗(yàn)儀器管理的常規(guī)化

實(shí)驗(yàn)儀器是完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)所必備的硬件條件。儀器是使用是否科學(xué)，儀器的維護(hù)是否及時(shí)，都關(guān)系到實(shí)驗(yàn)儀器的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)教學(xué)質(zhì)量形成直接的影響[12-15]。

在“區(qū)域功能化”理念中，實(shí)驗(yàn)室儀器的分布不再完全按照儀器的種類來(lái)集中擺放，而是根據(jù)其用途分布在不同的功能區(qū)域。這就增加了實(shí)驗(yàn)室儀器管理工作的難度。實(shí)驗(yàn)儀器使用、維護(hù)的制度化就顯得尤為重要。①儀器應(yīng)該有簡(jiǎn)單的基本操作說(shuō)明。簡(jiǎn)單介紹儀器最基本的操作方法和注意事項(xiàng)。②實(shí)驗(yàn)儀器要有詳細(xì)的使用記錄。使用記錄應(yīng)包括使用時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器狀態(tài)、使用者等。如果使用過(guò)程中有異常情況，需及時(shí)向管理人員通告。另外，實(shí)驗(yàn)儀器的維護(hù)應(yīng)常態(tài)化。使用過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格按照操作說(shuō)明進(jìn)行，以保證儀器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；使用完畢需要對(duì)儀器進(jìn)行科學(xué)的復(fù)位；每個(gè)學(xué)期的期末均要對(duì)所有的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行例行維護(hù)；對(duì)于大型儀器或精密儀器則需要聯(lián)系廠家進(jìn)行定期檢修。

5 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)室的管理是本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)很重要的一環(huán)。“區(qū)域功能化”理念應(yīng)用于本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理一直是我們積極探索的方向。通過(guò)這種探索，希望能夠?yàn)楸究平虒W(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理提供一種嶄新的思路；能夠使實(shí)驗(yàn)室的管理更加科學(xué)化、合理化、高效化；能夠更好地為教學(xué)服務(wù)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體水平，為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才貢獻(xiàn)一份力量。

[1] 左國(guó)超,董萬(wàn)歸,郭 銳,等.高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理模式探析[J]. 大理學(xué)院學(xué)報(bào)，2012,11(4):91-93.

[2] 王 煌.創(chuàng)新是推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的密鑰[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004,23(4):1-4,13.

[3] 陳六平.關(guān)于當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室管理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中若干問(wèn)題[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009,28(1): 152-156.

[4] 唐麗云,席 力.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室管理[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2013,30(7):204-206.

[5] 陳 睿. 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2004,23(9):86-88.

[6] 王冬梅,王 林,屈小麗,等. 以科學(xué)檢驗(yàn)精神指導(dǎo)提升實(shí)驗(yàn)室管理水平[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2014,33(3):245-248.

[7] 郭 宏,朱 昊,周 鍇,等. 基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室管理與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005,22(5): 14-16.

[8] 岑 芳,林 梅. 教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010(9):119-120.

[9] 張安勇, 楊富國(guó), 陳常興.普通高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理模式探析[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2009,26(6): 139-141.

[10] 張 新, 王 奕,曹同川,等. 教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放式管理的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2014,17(4): 181-183.

[11] 王宏剛,陳成彬,王春國(guó),等. 本科生開(kāi)設(shè)“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)"實(shí)驗(yàn)的探索[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2014,33(6):165-168,242.

[12] 孫進(jìn)輝. 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備管理的思考[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2013,30(7):236-238.

[13] 周黃河. 教學(xué)儀器設(shè)備的管理方法和經(jīng)驗(yàn)[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2010,8(2):178-180.

[14] 劉美蘭. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備管理探討[J].長(zhǎng)沙醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，3(1):69-70,44.

[15] 張恩平,劉林麗. 新時(shí)期高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備使用管理的思考[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2013，16(6):198-200.

Application of “Area Functionalization” Idea in Management of Teaching Laboratory for Undergraduates

WANGHonggang,BAIYanling,SONGWenqin,CHENChengbin,WEIYuan,ZHANGJinhong,LIUFang

(Biological Experimental Center, Nankai University, Tianjin 300071, China)

Taking the cell biology and genetics laboratory of biological experimental teaching center of Nankai University as an example, the paper searches the application of “Area Functionalization” idea in the management of teaching laboratory for undergraduates. On the basis of the contents of teaching and the nature of instruments, authors' laboratory was divided into several areas, such as cell culturing, microscopic observation, refrigerated centrifuge, the preparation of reagent solution, the operation area of ordinary experiment and so on. So it can complete several experiment teaching contents in the limited space.

teaching reform; laboratory management; area functionalization

2016-08-15

國(guó)家基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)基金“條件建設(shè)項(xiàng)目”(J1310003)

王宏剛(1982-)，男，山西繁峙人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，從事細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

Tel.:022-23507009；E-mail: whg820604@nankai.edu.cn

白艷玲(1959-)，女，天津人，博士，教授，主要研究方向：植物分子遺傳學(xué),從事遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程的教學(xué)。

E-mail: baiyl@nankai.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2017)05-0236-03