湯佳立,周正平,張奉國
(中國藥科大學生物制藥實驗教學中心,江蘇 南京211198)
實驗教學是藥學教育的重要組成部分,是藥學理論教學的進一步深化和擴展,是培養研究型和應用型人才的重要環節。而建設一支高水平專業化的實驗室技術人員隊伍,是提高實驗教學質量、培養高素質人才的重要保證。通過開放實驗項目的更新、開放實驗室的建設和完善等一系列措施的開展,能夠達到更好促進教學輔助隊伍建設的目的。
目前,中國藥科大學開放實驗教學主要包括各類開放實驗、創新性實驗、開放實驗室等。開放實驗教學是指各實驗室在完成計劃內教學、科研任務的前提下,利用現有的師資、儀器、設備設施等,面向全校師生開放,為他們的實驗和科研提供條件。開放性實驗課程的開設是提高實驗室的利用率,最大限度地發揮實驗教學資源效益的必由之路,也是本科實驗教學改革的重要方面[1]。開放實驗教學體系的建立,有利于提高實驗室技術人員隊伍的業務水平,更好地發揮實驗室應有的作用,為培養創新人才提供良好的教學環境,擔負起培養學生實踐能力和科學素養等多方面的重任。
中國藥科大學生物制藥專業走在同類院校前列,但在實驗室開放教學體系建設方面還有提升的空間,主要表現在:實驗室開放的力度有待提高,目前基本上是教師預設內容,學生進行選擇,缺乏自主性,可能無法提高部分學生的科研興趣。可以采用以學生為主體,教師啟發指導的實驗模式,鼓勵學生自擬課題、自主設計、自主實驗,進一步加強學生的實驗水平和科研能力。
硬件是實驗室的基礎,需要不斷改善實驗環境、更新儀器設備、增加實驗耗材,以滿足開放實驗室的需求。在保證實驗教學的基礎上,爭取設置專門的實驗室用于開放實驗和開放實驗室,并配置常規實驗儀器和設備,盡量滿足學生隨時進行實驗的需要。
學校對于實驗室技術人員的基礎理論和專業知識的系統培訓開展的比較少,因而一些層次較深、綜合性較強、難度較高的教學和科研實驗項目往往會對他們造成一定的困難,指導學生就會心有余而力不足。學校應創造條件,讓實驗室技術人員有機會在職進修,有計劃地參加各種專業技術培訓[2]。同時,鼓勵實驗室技術人員在完成本職工作的基礎上,積極參加業務學習,努力提高自身的專業水平。
目前生物制藥教學實驗中心既開設了常規的基礎性實驗,鍛煉學生的基本實驗操作,培養他們的實驗熱情和科學素養;也開設了一些設計性和綜合性較強的實驗,培養學生的創新意識和創新思維[3]。經過幾年的實施,學生普遍反應良好,但實驗項目的覆蓋率還相對比較低,實驗內容較少,亟待增加新的實驗項目,提高學生的參與度。隨著實驗室技術人員隊伍整體學歷層次的提高,可以更多地參與開放實驗項目的更新,通過這種形式的參與,對實驗室技術人員自身的專業技術水平和管理能力都會有較大的提高。
中國藥科大學在2013 年啟動了開放實驗室項目,項目開展以來,整體效果較好,但從學生和教師的反饋來看其中有些細節還需要進一步完善。比如增加開放實驗室實驗內容的同時,增加開放時間,提高該項目的覆蓋率,讓一些非本院、平時鮮有機會參與實驗操作而又對實驗感興趣的學生,有更多實踐的機會。
實驗室技術人員是連接教師和學生的橋梁,在實驗室的時間遠多于教師,更熟悉實驗室的各種情況。實驗室技術人員參與開放實驗室及開放實驗的申報工作,在提高其工作積極性的同時,對其自身專業素質也提出了更高的要求,變被動為主動,促進其在綜合業務素質方面有進一步提升。
實驗中心的貴重儀器設備數量有限,在教學時只能開設演示實驗,大部分學生沒有自己動手實踐的機會,不能熟練掌握操作要領。要實現實驗資源的開放,實驗室技術人員就必須熟悉這些儀器設備的操作和維護保養,要需要進行專業的培訓,提高實驗室技術人員對整個實驗中心人、財、物的管理水平,這對教學輔助隊伍建設也大有裨益。
生物制藥教學實驗中心是中國藥科大學首批建設成立的本科實驗教學中心之一。面向藥學院、中藥學院、生命科學與技術學院、商學院等開設相關基礎及專業實驗課程,同時還承擔本科中外合作辦學班、留學生的研究生實驗教學等。涵蓋全校本科生二年級到四年級的35 個專業,年授課班級數量達到260 多個。年總人時數達到36.16 萬。中心連續獲得國家教育部修購項目和校院各級資助,儀器設備得到進一步完善和更新,為教學內容更新和開放程度擴大奠定了良好的基礎。2019 年度開設開放實驗58 項,同時完成大學生創新創業訓練計劃項目結題76 項,其中8 項入選國家級項目,
同時,中心注重教師隊伍建設,加強培訓考核,鼓勵課程改革和開放。針對非生物專業的學生,考慮到他們不同的知識背景,為其開設了基礎性的實驗項目,如“動物肝臟總RNA 的提取及測定”“植物基因組DNA 提取以及遺傳多態性分析”“耐藥質粒的提取和轉化”等,主要鍛煉他們基本的生物實驗操作能力;對于動手能力較強,有一定生物學基礎的學生開設簡單綜合性實驗,如“銀耳多糖的提取與鑒定”“海帶中甘露醇的提取及含量測定”等,讓他們對生物大分子的提取有一些更直觀的認識,拓寬其視野。
對本院的學生則開設了綜合性較強、帶有一定探索性的實驗項目,如“重組酶的構建表達鑒定”“重組蛋白質的分離純化鑒定”,并對該實驗中出現的一些問題,通過學生查找資料、教師分析答疑,師生共同摸索進行改進,形成了適合作為開放實驗項目的較為完善的方案。對于學生專業素養和科研能力的提高發揮了重要作用,吸引了學生的廣泛關注和參與。
受到突如其來的疫情的影響,中國藥科大學2020 年春季學期在4 月中旬復課,但當時仍有部分地區的學生無法到校,針對該情況,中心利用實驗室現有的多媒體設備結合專業的錄屏軟件,將實驗的基本原理、實驗儀器的操作技巧等錄制下來,上傳到Eclass 平臺,讓不能返校的學生在家也能同步學習,深受學生好評。同時對于在校的學生,平臺上的視頻也可以成為他們復習實驗課的好幫手[4]。
大型貴重儀器共享平臺是高校實驗室的重要組成部分之一,是提高學校整體教學質量的基礎,可以有效提高大型儀器設備的使用效益和資源的合理配置,避免因重復購置可能造成的浪費。近幾年,國家也對大型儀器設備的開放共享提出了新的要求[5-6]。怎樣在保證儀器設備、實驗人員和實驗過程安全的基礎上,更加充分地發揮大型儀器的功能、提高其有效使用率、培養學生的實踐能力就成為大型儀器平臺管理中的重要問題,國內許多高校也在進行各種嘗試[7-10]。中國藥科大學在這方面也在不斷摸索。
學校成立了“大型儀器設備開放共享管理領導小組”,由分管校領導、計財處、科學技術處、國有資產管理處和教務處等相關部門的領導組成,并于2017 年整合全校大型儀器資源,建成了大型儀器開放共享網絡平臺,實行校、院(部、系)二級管理模式,學校負責統籌大型儀器設備資源分配和協調開放共享工作的開展,院(部、系)負責大型儀器的開放、共享、維護和考核等各項管理工作的開展和落實。在管理平臺上,所有大型儀器設備均由專人管理,根據儀器的屬性和儀器設備領用部門的建議分為院內共享、校內共享和面向社會共享三級模式。鼓勵多種形式對校內外開放,實現資源共享,充分發揮資產效益。設備領用人在完成本校教學、科研任務的同時,積極開展對社會各單位的協作咨詢、測試、培訓等技術服務工作,努力提高大型儀器設備的使用效率。截至2020-09,平臺入網儀器312 臺,價值超3 億元。
儀器設備使用者在平臺進行申請,通過觀看視頻,學習儀器使用及注意事項,經考核合格后獲得在預約時間內進入實驗室操作儀器的權限。通過大型儀器共享平臺的建設,期望能達到提高大型儀器設備的使用效率、提高學生實踐能力培養效果的目的。
通過增加開放實驗和開放實驗室項目,提高項目覆蓋率,建立大型儀器開放共享網絡平臺,優化配置實驗室硬件資源,讓更多的學生參與到實驗開放體系中來,更多地接觸一些貴重大型儀器,對學生實踐能力的提高,創新思維的培養等方面都具有重要作用。實驗室技術人員通過開放實驗和開放實驗室的申報、實驗項目的更新、參與實驗教材的修訂,對其自身專業技術水平的提高也有很大幫助,有利于今后的事業發展。
近年來,隨著教學改革發展的全面深化、雙一流建設的需求,信息化技術、“互聯網+”、智能化本科教學實驗室將是未來發展的新方向[11],實驗教學將向課程內容MOOC 化、實驗環節虛擬化和實驗教學支撐平臺網絡化的方向發展[12-13]。因此,有必要以此為目標繼續探索、改革和創新實驗課教學實踐,完善開放實驗教學體系,不斷提高教學質量。