高校生命科學實踐教學共享平臺的建設

周毓麟, 孟 威, 孟令軍, 王貞佐, 孟慶繁, 滕利榮, 王 迪

(吉林大學 生命科學學院， 吉林 長春 130012)

高校生命科學實踐教學共享平臺的建設

周毓麟, 孟 威, 孟令軍, 王貞佐, 孟慶繁, 滕利榮, 王 迪

(吉林大學 生命科學學院， 吉林 長春 130012)

為了保證實踐育人質量的不斷提高,結合學科特點及人才培養方案,通過實踐教學條件平臺的科學規劃與頂層設計、實驗室設計與裝備配備、信息化平臺建設和實驗室環境建設等方面,闡述了實踐教學平臺的建設思路、實施方案,搭建了基礎、專業實訓、實習融通的實踐教學共享平臺,為實踐育人創造了優越的實踐環境和發展空間。

生命科學； 實踐教學； 實驗室建設； 資源共享； 統籌規劃

自2005年教育部啟動國家級實驗教學示范中心建設以來,極大地推動了高校教學實驗室的建設與發展[1]。吉林大學生物實驗教學中心緊緊抓住這一契機,不斷在實驗條件平臺、實驗教學體系與方法、教學隊伍優化與培養、管理模式與運行機制等方面進行綜合的改革與創新,2006年被評為首批國家級實驗教學示范中心[2]。2009年,經過不斷拓展中心外延,整合了科研和社會優質實踐教學資源,建立了產學研結合、學科交叉的化學·生命科學實驗教學中心,2012年被評為國家級實驗教學示范中心(以下簡稱中心)。經過15年的建設與發展,現已建成“以人為本,資源共享,學科交叉,持續發展”的實驗教學示范中心,為創新創業與管理高層次人才培養搭建了系統完善的實踐平臺體系[3-4]。

1 建設思路

實驗室的發展,首先要有先進的理念作指導[5]，是世行貸款“高等教育發展”項目給我們帶來了“統一管理、開放共享、創新實驗”的新理念。在這一理念的指導下,我們確立的建設思路是:以生命科學人才培養體系改革為重點,以改革管理體制為先導,以搭建實踐教學共享平臺為核心,以組建高素質實踐教學創新團隊為保障,按著“統籌規劃、資源共享、教研貫通、以人為本”的原則,整合相關教學和科研及社會優質資源,搭建基礎、專業、實訓、實習融通的實踐教學共享平臺,為學生創造優越的實踐環境和發展空間,促進學生實踐創新能力、社會適應能力和持續發展能力的提升,引領我國高校教學實驗室的建設與發展方向。

2 科學規劃與頂層設計

2.1 實踐教學平臺的總體設計

實踐教學條件平臺是實踐育人的保障,是實踐育人模式改革的基礎,也是人才培養方案順利實施的前提。只有搭建科學、系統、完整的實踐教學條件平臺,才能保證人才培養目標的實現[6]。因此,實踐教學平臺的統籌規劃、頂層設計顯得尤為重要。根據我校生命科學人才培養目標和實踐教學資源狀況,通過整合學校和社會優質實踐教育資源,設計了現代生命科學實踐教學共享平臺體系架構[7],見圖1。

圖1 現代生命科學實踐教學共享平臺體系架構

該平臺具有4個特點:

(1) 互通性。5個平臺按著內容和技術路線的科學設計,共同完成基本技術與方法訓練、專業綜合訓練和產學研結合訓練。

(2) 開放性。5個平臺空間、時間和內容全方位開放,為學生個性發展創造條件。

(3) 遞進性。5個平臺從基礎、專業、實訓、實習逐級推進,使學生逐步接近和適應即將服務的社會環境。

(4) 社會性。整合學校和社會實踐教育資源,共同營造合作實踐育人的良好環境。

2.2 統籌規劃實驗室的布局

2000年中心在新校區籌建使用面積4 500 m2的實驗室。如何根據實踐教學平臺的整體規劃,統籌現有資源,實現建設目標,是我們首先要解決的問題。為此,在實驗樓設計初期我們就開始介入,根據學校財力、物力情況,結合人才培養方案和學科自身的特點,經多方調研論證,按照“打破專業教研室界限、統籌規劃、資源共享”的原則,統籌規劃生物學基礎實驗室和專業實驗室的面積、空間、布局和結構。將生物學基礎實驗室分為普通生物學基礎實驗室和現代生物學基礎實驗室2部分,專業實驗室分為生物科學與生物技術實驗室、生物制藥實驗室和校內實訓實驗室3個部分。公共配套實驗室(如全樓供水室、動物室、菌種保藏室、滅菌室、大型設備室、特殊功能開放實驗室等)根據技術相關性及有關規定設計。同時,整合學校相關科研和社會資源,建立校內外實習實踐基地。這樣,節省了建設經費和實驗室資源,實現了實驗室和儀器設備的共建共享,提高了實驗室利用率和建設水平。

3 實驗室設計與裝備配備

3.1 實驗室設計

根據實踐教學方案規劃實驗室面積、布局和結構,力求實驗室的設計、設施、環境體現以人為本,安全環保符合國家標準。根據實踐教學平臺總體規劃,結合承擔的實踐教學任務、技術路線要求和樓層房間分布等,實驗室的基本布局為每層設計3個140 m2大實驗室,配備1間40 m2準備室和相關共用儀器室。每個大實驗室擺放5組實驗臺,可容納40人同時做實驗。每個樓層承擔5～6門實驗課程。如普通生物學基礎實驗室承擔植物生物學、微生物學、細胞生物學、遺傳學、免疫學、生理學等實驗課程；現代生物學基礎實驗室承擔生物化學、分子生物學、生物科學專業、生物技術專業、研究創新實驗等實驗課程；專業實訓實驗室承擔生物制藥、藥物制劑、藥理學、藥物分析、生物工程實訓、制藥工程實訓等實驗課程。

3.2 儀器設備與家具的配備與選擇

只有科學地選配實驗室儀器設備、家具等設施,才能使有限資金發揮最大效益[8]。中心本著立足實際、廣泛調研、共用共享、組合優化、性價比高、著眼未來的原則,選配實驗室裝備。

(1) 設備選配。基本儀器每生一套,大型設備滿足教學需要。在設備選型時,大眾設備國內選優,分析設備選擇國內知名品牌或國外經濟適用品牌,特殊設備根據具體情況選擇。如生物實驗用的烘箱需晝夜運行,為安全考慮選擇國外聲譽較好的品牌。同時在設備選型和配件選擇時,既考慮普通實驗需求,也考慮創新實驗和學科前沿實驗的引入。如高效液相色譜8臺儀器中,有分析型、半制備型和制備型,檢測器通配紫外檢測器,部分加配熒光檢測器、視差檢測器、蒸發光檢測器等。目前,選配的儀器設備品質優良、組合優化、配置合理,滿足學生基本實驗的同時,滿足高水平、設計創新和產學研結合訓練的需要。

(2) 家具配備。實驗室家具根據生物實驗的特點設計與選擇,注重耐污抗磨、環?？咕⒎栏枞嫉取嶒炁_面選用耐酸堿腐蝕的千思板,柜體、試劑架選用耐腐蝕材料噴涂,抽屜設計斜坡不卡腿,五金配件選經久耐用的著名品牌；實驗臺上配備固定支架、沖眼器、去離子水,試劑架上設有電子助教系統、防水保護電源插座；實驗室內設計學生物品存放專門柜、防腐防爆藥品柜等；根據不同儀器本身特點,定制不同儀器臺；在顏色選擇上我們選用了灰白色,使實驗室顯得寬敞明亮。這樣,不僅保證了實踐教學需要,而且經久耐用、以人為本、安全環保。

4 實驗室信息化平臺的建設

實驗室信息化水平,是實驗室現代化的主要標志之一,也是提升實驗室工作效率與工作水平的有效途徑[9-10]。為此,我們先后開發了7套信息化管理系統:

(1) LIMS管理系統。包括教學流、資源流、人員流、科研流和環境檢測流等,實現教學安排、教學運行、資源管理、成果管理、統計分析、成果匯總、環境檢測等實時在線監測。

(2) 中心工作網站。包括信息發布、工作安排、實踐教學、實驗室管理、實驗預約、實驗預習、報告提交、網上選課、師生互動、相關查詢等。

(3) 安全互動監控網絡系統。用于24小時實驗室開放安全管理、多點教學、開放實驗指導和遠程運行監控等。

(4) 電子助教系統。每個實驗臺上安有液晶顯示器, 并與局域網連接, 用于學生實驗分組、實驗內容與注意事項上傳、演示實驗和實驗教學互動等。

(5) 智能門禁系統。控制實驗室出入人員使用,記錄進出人員時間及地點等。

(6) 微格教學系統。構建了集計算機、網絡、多媒體、音視頻、存儲、傳輸等多種技術,具有可視對講、遠程遙控、遠程傳送、多播、評課、示范、監控及掃描等功能。

(7) 虛擬實驗教學系統。包括提供實驗環境、虛擬儀器和器材、實驗模型、仿真操作、數據記錄和分析、人機交互、示教實驗、試題與考核等[11-12]。

5 以人為本的實驗室環境建設

實驗室的角色,不僅僅是單一的教學、科研功能,而且更應具有廣泛育人內涵的復合性功能,這種內涵功能應該延伸到創建具有實驗室特色的開放環境和育人文化氛圍,使學生感受到一種積極向上、奮發努力的力量和精神,并產生對科學技術與知識的強烈渴望,對實現人生價值與目標不懈努力的欲望,對形成個人良好人格、品質、素養的主動追求。為此,我們努力創建以人為本的環境。

(1) 走廊。設有消防設施標志、樓層水電氣總閥標志、使用注意事項展板和安全疏散通道標志；設有實驗查詢系統、相關知識展板、科學家畫像、實驗室分布圖、溫馨提示等。

(2) 實驗室內。配有人性化設計、全鋼阻燃材料、防強酸強堿的實驗臺；配有學生物品存放專用柜、防火防盜報警系統、消防應急箱、通排風系統、酸堿藥品專用柜、緊急噴淋裝置、藥品急救箱、不同廢物回收處理桶和全樓的污水處理系統；設計了水、電、氣、消防設施、控制開關和注意事項的安全指示標志,一旦情況緊急隨時可根據標志妥善處理。

(3) 實驗臺。裝有沖眼器、去離子水、安全提示標識、電子助教系統以及各種實驗防護用品等。

中心為師生營造了文明、和諧、發展的人文環境。

6 結束語

隨著高等學校教學改革的不斷深入,實驗室建設越來越得到各方面的高度重視,投入力度加大、儀器設備增多、實踐教學條件有了明顯的改觀。因學校對教學實驗室建設的投入不同,實驗室條件建設發展不均衡,部分教學實驗室的建設缺乏頂層設計,實驗室的布局與結構設計、儀器設備的選型與配備和環境設施的建設等還不同程度地缺乏系統性和科學性。因此,如何結合學科特色、人才培養目標、財力物力等,科學規劃、建設適應人才培養需要的實踐教學條件平臺,仍然有相當長的路要走。

References)

[1] 許崇仁，郝福英，蘇都莫日根，等.培養創新型生命科學人才之路:北京大學生物基礎實驗教學示范中心建設[J].實驗技術與管理,2009,26(2):1-4.

[2] 滕利榮,孟慶繁,逯家輝，等. 加強示范中心內涵建設 切實發揮示范引領作用[J]. 中國大學教學,2010(2):77-79.

[3] 劉艷,閆國棟,孟威，等. 創新創業教育與專業教育的深度融合[J]. 中國大學教學,2014(11):35-37.

[4] 孟慶繁. 在學習中創新在創新中發展[J]. 實驗室研究與探索,2012, 31(11):12-22.

[5] 王興邦.認真總結,提升理念,凝練成果,突出特色,迎接國家級實驗教學示范中心驗收[J].實驗技術與管理,2010,27(4):1-5.

[6] 孟威,陳亞光,劉艷,等. 生物學專業實踐教學的改革與實踐[J]. 高校生物學教學研究,2011(2):43-45.

[7] 韓響玲,金一粟,彭穎,等. 構建開放共享平臺 培養拔尖創新人才[J]. 中國大學教學,2012(5):11-13.

[8] 楊連發. 高校實驗室儀器設備的配置、管理及使用[J].中國現代教育裝備,2009(8):6-8.

[9] 郭勇陳.LIMS對高校經濟管理類實驗室信息化建設的啟示[J]. 實驗室科學,2010,13(2):150-153.

[10] 宋海虹,陳小弟. 現代實驗室信息化管理實踐與探究[J]. 實驗室科學,2012,15(5):115-118.

[11] 王德利,湯海峰,孟威,等. 數字化實驗教學平臺的構建[J]. 實驗技術與管理,2014,31(12):152-154.

[12] 莊文獻,楊雪,周玉霞,等. 醫學機能學虛擬實驗教學系統設計研究[J]. 中國高等醫學教育,2010(11):47-48.

Construction of practical education sharing platform of life science in colleges and universities

Zhou Yulin, Meng Wei, Meng Lingjun, Wang Zhenzuo, Meng Qingfan, Teng Lirong, Wang Di

(School of Life Science, Jilin University, Changchun 130012, China)

In order to improve the quality of practical education, a practical education sharing platform used for foundational and professional education, practical training, and practice is constructed combined with the course characteristic and the talent training scheme. The construction thought and the implementation plan of the practical education sharing platform are well elaborated on via various areas including scientific planning and top design, laboratory design and equipment support, construction of information platform and laboratory environment, and so on. The practical education sharing platform plays an important role in the creation of an advantage practical environment and development space for the university students.

life science；practical education；laboratory construction; resource sharing; overall planning

2015- 05- 12

教育部“本科教育教學改革工程”項目(20120710)；吉林省教育教學改革重點項目(2014040607)；吉林大學教學改革重點項目(2013018)

周毓麟(1983—)，男，吉林長春，博士，工程師，主要從事實踐教學研究

E-mail：zhouyl133@jlu.edu.cn

王迪(1984—)，男，吉林長春，博士，講師，主要從事分子藥理研究.

E-mail：jluwangdi@outlook.com

G482；G649.21

A

1002-4956(2015)8- 0009- 03