何喜梅
關鍵詞:基礎生物學;實驗室建設;反思與探索
目前,雖然各大院校已經加強了對生物實驗教學的重視,但是相關的生物學實驗室配置并不合理,同時,實驗室中的設備也跟不上教學和學生發展的腳步。這就需從不同的人才培養角度出發,完善基礎生物學實驗室建設方案,為我國人才培養提供更多的場所。
1基礎生物學實驗教學中的內容
1.1微生物學實驗
由于微生物學是我國生物工程中的專業基礎性課程,其實踐性以及應用性較強,在具體的生物學實驗教學中,需要積極培養學生的實驗能力,同時,還要加強對微生物學技術的有效應用,建立新的平臺,實現不同信息的共享。
在開展微生物學實驗活動前,需要指導學生加強對普通光學顯微鏡使用技術的學習,做好消毒和滅菌等基本的準備工作。但是,由于微生物個體比較微小,非常容易被實驗室中的其他微生物污染。因此,在具體的實驗中,需要做好基礎操作工作。通常情況下,需要不斷優化干熱滅菌的流程,提升芽孢的耐熱性。在干熱滅菌時,需要穩定在150~160℃,并滅菌1~2h。同時,實驗中的技術人員還要對設備和培養基等進行全面消毒。
1.2生物化學實驗
在對生物化學實驗內容進行分析和整合時,發現其實驗性非常強,再加上生物化學實驗是現代分子生物學中的基礎,主要包括基礎技能等內容,因此,需要在具體的生物化學實驗中明確重點內容,主要是培養學生的實驗能力,在此基礎上,不斷強化人才的綜合素質,為社會發展提供更多的創新型人才。
在此實驗中,還要深入分析糖還原反應和多糖實驗等內容,積極開展基礎生物學實驗教學活動。在對生物化學實驗的內容和特點進行分析時,發現其中的試劑種類非常多,并且每種試劑所需要的量也比較大,其中的一些蛋白質和氨基酸等試劑非常容易變質。因此,實驗中的技術人員需要科學配制試劑,保證其精確性。待配制完成后,需要將其妥善保存在冰箱中,為實驗教學活動的有效開展提供條件。
1.3細胞生物學實驗
現階段,我國細胞生物學領域已經得到了快速發展,對細胞生物學研究人員的需求量在不斷增長。這就需要加大實驗室建設力度,一般分為兩部分內容:首先是普通生物學實驗,主要研究動物組織等,更加全面地觀察內部解剖情況;其次是細胞生物學實驗,如提取葉綠體實驗等,實現對上述內容的優化和整合。大部分學者通過完成上述實驗,進一步加深了對細胞生物學中相關理論的了解,為日后我國基礎生物學理論內容的完善奠定了基礎。
2基礎生物學實驗室建設的策略
2.1加強實驗室精神文化建設
由于不同行業在當前的社會發展中會形成不同的精神文化,在基礎生物學實驗室建設中,一定要保持嚴謹的科學態度。只有在這樣的環境下,才可以提升學生的創新性,積極培養探索性科學精神;再加上精神文化屬于實驗室文化中的靈魂,所以在具體的基礎生物學實驗室建設中,需要積極引導實驗室人員樹立正確的思想,不斷激發技術人員的潛力;同時,還要提升相關人員的參與性,為日后實驗活動的順利開展提供條件。
由于實驗室屬于學校教學和社會服務的關鍵場所,各大高校在建設實驗室時,需要注重對科學精神的綜合性培養,加強科學精神建設。一般體現在對實驗室的日常管理活動中,同時還需要從身邊的一點一滴做起,重視對實驗室環境的保護[1]。此外,還要認真對待所有實驗,互幫互助,在具體的實驗中發現問題,營造積極的科研氛圍。由于科學的理論知識離不開實驗操作,更離不開求實創新精神,在具體的實驗室建設中,需要將精神文化融入其中。
2.2保證實驗室建設的功能化
大部分生物實驗的操作性比較強,且專業性也非常強,對實驗室基本條件的要求比較高。因此,需強化生物實驗室的基本功能,積極建設“顯微觀察實驗室”等功能性比較強的實驗室。
例如可以結合不同實驗室功能,對實驗中的儀器和裝備進行科學劃分,積極開展不同的生物實驗:(1)生化和分子實驗室。豐富蛋白質提取和分離等內容,實現對DNA等物質的有效提取,并且結合學生的興趣,積極開展分子生物方面的實驗活動,實現對該部分內容的創新,保證實驗的有效性。結合這些功能,實現對聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction,PCR)基因擴增儀、電泳設備、離心機和微量移液器等設備的有效配置。(2)細胞和組織培養實驗室。該實驗室的主要功能是實現對微生物的合理分離,并對其進行培養,保證植物培養的有效性,如可以加強對高壓滅菌鍋等基礎設備的有效配置。(3)數字傳感器實驗室。在對該部分實驗室進行建設和優化時,需要科學配備氧傳感器,實現對計算機系統的優化,為植物細胞生理實驗的順利開展提供條件。
在建設功能性實驗室時,不僅需要對相關儀器進行科學配置,還要加強對大型儀器配套的建設。這就需要引進相關的管理人員,加強對大部分儀器的管理,在特定條件的基礎上,實現對儀器的科學配置,不斷發揮相關設備在實驗室中的功能,為日后生物實驗活動的順利開展提供條件。
2.3實驗室建設的規范化和有效性
在總體結構上,實驗室布局幾乎和教室一樣,講臺主要面向雙人實驗桌。雖然這種設置模式可以達到教學的目的,但是并不利于學生之間相互學習和討論,更無法科學利用實驗儀器和相關藥品。因此,在對基礎生物學實驗室進行建設時,需創新生物實驗室布局,將實驗桌布局成“島型”,每組要分配8~10名學生。
這種新的布局不僅可以促進學生的交流,還能加強探究性學習,非常利于培養學生的團隊精神。由于基礎生物學實驗室中的PCR儀和設備比較多,并且大部分屬于大型和貴重儀器,在具體的基礎生物學實驗室設置中,一定要加強對相關內容的科學設計,保證上述內容可以滿足生物實驗的具體要求[2]。
例如在對組織培養室進行優化和建設時,要從《科學實驗建筑設計規范》的相關內容出發,完善生物培養室建設方案,預防交叉感染。在對生物培養室進行分析時,發現其與非生物培養區存在一定的區別,兩者之間要科學設置實體磚墻,不斷強化生物培養室的基本功能。可以采用密封玻璃進行設計,將隔斷墻進行科學分隔。如果應用的是玻璃隔斷墻,需要強化其骨架的穩定性,最好不要采用容易變形的材料,并且在玻璃隔斷墻上,還需要采用推拉門的設計方式。
對于一些大型儀器,需要強化其固定性,注意不同物品的擺放位置,及時解決存在的問題。因此,在對實驗室進行建設時,要綜合考慮多方面內容。部分學校雖然已經購買了大型儀器和設備,但是由于一直處于閑置狀態,會對日后的實驗室建設質量造成影響,需要提前整合生物實驗室的特殊建設要求,實現對大型儀器的合理配置。
2.4建設信息平臺
隨著信息技術的發展,各種先進技術在基礎生物學實驗室的優化中已經得到了有效應用。首先,需要建設微機機房,免費對學生開放,幫助他們實現對信息數據的整合和處理,保證分析結果的準確性。在此基礎上,通過對信息技術的有效應用,實現對實驗報告和實驗方案等內容的整合。同時,建立完善的網絡教學系統和信息評估機制,可以保證實驗預習的有效性,加強實驗信息和技術的有效交流,通過網絡實現相關資源的共享[3]。其次,加強對基礎生物學實驗室的信息化建設更是主要發展趨勢,能夠在優化實驗環境的基礎上,為教師和學生提供更多的教學資源。由于基礎生物學方面的內容比較多,需要加強對重點內容的整合,可以通過主頁等形式,為教學實驗室提供更多的內容,進而可以更加全面地瀏覽和查閱實驗室中的信息,保證教學內容安排的合理性,建立內部管理機制,保證管理的信息化[4]。此外,國家還要為基礎生物學實驗室的建立提供更多的資金支持,實現對新實驗器材的有效配置,并且還要加強對資金的嚴格管理,保證其專款性。最后,還要采取措施實現對基礎生物學內容的整合,通過信息化中心,積極開展實驗教學和藥品管理等工作,做好實驗室開放性管理,實現對內容的一體化管理。
3結語
要想實現對人才的綜合性培養,促進我國生物學的發展,需要認識到基礎生物學實驗室建設的重要性;同時,還要加強信息化建設,實現對實驗室設備的科學設置,保證整體建設結構的合理性,為實驗活動的順利開展提供優質的環境。