“科研-教學(xué)-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式探討

陳露霏, 項董芳, 王艷偉

(溫州大學(xué) 物理與電子信息工程學(xué)院, 浙江 溫州　325035)

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“科研-教學(xué)-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式探討

陳露霏, 項董芳, 王艷偉

(溫州大學(xué) 物理與電子信息工程學(xué)院, 浙江 溫州325035)

通過對實(shí)驗室現(xiàn)狀及存在的主要問題的剖析,提出以單分子檢測與操縱實(shí)驗室為依托建立“科研-教學(xué)-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式,主要內(nèi)容包括:實(shí)施開放式教學(xué),引入跨學(xué)科前沿知識； 培養(yǎng)應(yīng)用性創(chuàng)新型人才,挖掘?qū)嶒炇铱蒲行鹿δ埽?以實(shí)驗室為依托,開展學(xué)生社團(tuán)活動,增添實(shí)驗室人文氣息。

實(shí)驗室管理模式； 科研新功能； 開放式教學(xué)； 學(xué)生社團(tuán)

實(shí)驗室是教學(xué)和科研的重要場所，是培養(yǎng)人才創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要基地。實(shí)驗室的運(yùn)行機(jī)制、管理模式對于合理資源管理、提升實(shí)驗室的整體水平有著極其重要的作用[1-3]。本文以溫州大學(xué)生物單分子檢測與操縱實(shí)驗室為例,分析了高校實(shí)驗室管理、運(yùn)行中存在的問題,并針對現(xiàn)存的問題提出了以單分子檢測與操縱實(shí)驗室為依托建立一體式實(shí)驗室管理模式[4],對“科研-教學(xué)-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式進(jìn)行了實(shí)踐和探討。

1　目前教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題

1.1開放時間不足,教學(xué)資源浪費(fèi)

由于高校實(shí)驗室中儀器規(guī)格普遍較高、價格昂貴、操作復(fù)雜,一般只對有實(shí)驗課程的學(xué)生開放,在教師以及實(shí)驗員的監(jiān)督與指導(dǎo)下實(shí)驗,以保證設(shè)備運(yùn)行安全。這種規(guī)定看似“合理”,其實(shí)違背學(xué)生求知探索的愿望,是對教學(xué)資源的大大浪費(fèi)。同時,由于不合理的排課方式導(dǎo)致學(xué)生自由支配的課余時間缺乏,難以接觸和走進(jìn)實(shí)驗室,有些大型儀器的利用率不高。在單分子檢測與操縱實(shí)驗室,實(shí)驗部分耗材的昂貴以及學(xué)生自身空余時間的較難掌控,一定程度上限制了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗,導(dǎo)致實(shí)驗儀器利用率不高,資源浪費(fèi)。

1.2實(shí)驗作為課程的附屬,實(shí)驗室功能單一

一般高校實(shí)驗室功能僅限于本科生實(shí)驗教學(xué)以及研究生、教師的科研,實(shí)驗室功能單一。而在教學(xué)中又往往把實(shí)驗作為課程的附屬,實(shí)驗課一般是學(xué)生先預(yù)習(xí)實(shí)驗,教師在實(shí)驗室講解實(shí)驗原理、具體操作方法、實(shí)驗中要注意的問題及數(shù)據(jù)處理方法,然后學(xué)生按照教師所講實(shí)施實(shí)驗,實(shí)驗完成后由教師審查實(shí)驗數(shù)據(jù)和批閱實(shí)驗報告的流程形式[5]。在這種形式下,實(shí)驗室無法充分發(fā)揮其功能。

1.3實(shí)驗室建設(shè)沒有充分體現(xiàn)以人為本

實(shí)驗室建設(shè)不僅僅是實(shí)驗儀器的采購、安裝、維護(hù)以及實(shí)驗項目操作安排等,人文建設(shè)也是實(shí)驗室建設(shè)的重要組成部分。在實(shí)驗室進(jìn)行實(shí)驗的過程中也希望感受到人文關(guān)懷,如果實(shí)驗室內(nèi)太嚴(yán)肅,那么學(xué)生在單一的實(shí)驗中會感覺單調(diào)而沒有興趣,影響學(xué)生動手實(shí)驗的積極性。因此應(yīng)增添一些除實(shí)驗研究外的師生互動,實(shí)驗室內(nèi)除必需的實(shí)驗儀器及藥品等,也應(yīng)該有花花草草的裝點(diǎn)。

2　教學(xué)改革思路及實(shí)施

結(jié)合高校實(shí)際情況,我們提出了“教學(xué)-科研-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式,增加實(shí)驗室功能,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室教學(xué)資源的充分開發(fā)與利用。

2.1實(shí)施開放式教學(xué),引入跨學(xué)科前沿知識

用“研究性”“開放式”的教學(xué)理念取代“驗證性”“封閉式”的實(shí)驗教學(xué)理念[6],增加跨學(xué)科的前沿知識內(nèi)容,豐富拓展學(xué)生知識結(jié)構(gòu),提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,將“研究性”“開放式”的教學(xué)理念切實(shí)運(yùn)用到教學(xué)過程中,重視啟發(fā)式、探究式教學(xué)方法的運(yùn)用。

2.1.1實(shí)現(xiàn)教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變

教師的教學(xué)觀念決定教師的教學(xué)行為,同時影響著學(xué)生學(xué)習(xí)的觀念和效果。為改變“實(shí)驗室功能單一,實(shí)驗課形式化”的尷尬現(xiàn)狀,需要徹底轉(zhuǎn)變教師教學(xué)觀念,擯棄“重理論、輕實(shí)驗”的傳統(tǒng)思想,突出實(shí)驗在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手與思考力中的重要性[7]。實(shí)驗室作為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的基地,要以運(yùn)用已有知識解決現(xiàn)實(shí)問題為目的,體現(xiàn)以學(xué)生為中心,教師為主導(dǎo),注重理論聯(lián)系實(shí)際的教育理念。用“研究性”“開放式”的教學(xué)理念取代“驗證性”“封閉式”的實(shí)驗教學(xué)理念,使實(shí)驗教學(xué)發(fā)生根本的變革[8-9]。

2.1.2實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變

隨著社會的發(fā)展,各種學(xué)科間不再局限于單純的某一領(lǐng)域的研究,而是跨學(xué)科,跨領(lǐng)域研究。當(dāng)代重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明項目,無不是由具有龐大實(shí)力的科學(xué)共同體、集合各學(xué)科的新成果,綜合各學(xué)科的新成就而完成的[10]。如DNA分子結(jié)構(gòu)解譯,人工智能、納米技術(shù)、宇航技術(shù)的成功開發(fā),都離不開自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、人文科學(xué)的協(xié)作攻關(guān)。

生物單分子檢測與操縱通過物理的知識與方法來探究生物過程的本質(zhì),是一門具有很強(qiáng)的綜合性、實(shí)用性的跨學(xué)科技術(shù),溫州大學(xué)生物單分子檢測與操縱實(shí)驗室將此實(shí)驗內(nèi)容引入教學(xué),作為本科生的近代物理實(shí)驗內(nèi)容,可以拓寬學(xué)生知識體系,讓學(xué)生體會物理學(xué)科與生物學(xué)科以及醫(yī)療等領(lǐng)域的巧妙結(jié)合,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及實(shí)踐應(yīng)用能力,是素質(zhì)教育中綜合課程觀的體現(xiàn)。

2.1.3實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法轉(zhuǎn)變

將“研究性”“開放式”的教學(xué)理念切實(shí)運(yùn)用到教學(xué)過程中,實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法轉(zhuǎn)變。把實(shí)驗課堂還給學(xué)生,讓學(xué)生自己利用所學(xué)的知識進(jìn)行綜合分析,通過各種途徑查尋資料、設(shè)計實(shí)驗方案、進(jìn)行小組討論、寫出確實(shí)可行的實(shí)驗設(shè)計方案,教師則對學(xué)生提交的實(shí)驗方案可行性把關(guān)。實(shí)驗過程中,實(shí)驗教師始終與學(xué)生在一起,及時把握實(shí)驗動態(tài),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗過程中的問題、糾正不規(guī)范的操作,遇到實(shí)驗故障及時啟發(fā)學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。

2.2培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才,挖掘?qū)嶒炇铱蒲行鹿δ?/p>

改變高校實(shí)驗室僅限于本科生實(shí)驗課程以及研究生、教師科研的功能上的單一性,擴(kuò)大服務(wù)對象,為本科生提供科研的平臺。充分利用生物單分子檢測與操縱實(shí)驗室的師資、設(shè)備資源,為本科生營造一個寬松、自由的環(huán)境,給學(xué)生自身的創(chuàng)造性和能動性提供廣闊的空間,使他們有一個充分發(fā)揮想象力和自我表現(xiàn)的機(jī)會,培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲,保持其探索精神和創(chuàng)新思維,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室資源最優(yōu)利用,使本科生進(jìn)校后就進(jìn)入單分子實(shí)驗室,感受最前沿的跨學(xué)科的實(shí)驗儀器及實(shí)驗內(nèi)容,感受物理與生物的結(jié)合奧秘,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)及科研的興趣。

2.2.1正規(guī)化流程

要發(fā)揮好實(shí)驗室科研的功能,首先要在流程上正規(guī)化。圖1是溫州大學(xué)生物單分子檢測與操縱技術(shù)室學(xué)生參加科研項目過程。

圖1　本科學(xué)生參加科研項目過程

通過上述模式,每年都有10多位學(xué)生加入該實(shí)驗室科研團(tuán)隊,團(tuán)隊承擔(dān)多項校級課題、實(shí)驗室開放項目、“挑戰(zhàn)杯”項目、“新苗人才計劃”項目等。每屆學(xué)生都有教學(xué)教改論文在國家核心期刊上發(fā)表,而且有的被評為科創(chuàng)之星等。

2.2.2開展小組合作模式,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊意識

當(dāng)今社會,競爭與合作并存,具備積極合作精神和有效的人際交往技能是現(xiàn)代人高素質(zhì)的一個重要標(biāo)志[11]。在實(shí)驗室科研過程中開展小組合作的研究模式,不僅有益于課題研究的開展和發(fā)揮每個學(xué)生的特長,更是為了培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和團(tuán)隊精神,使他們在與同伴分工合作、共同努力、提出問題、制訂方案、收集信息、尋找答案、完成研究課題的過程中,學(xué)會如何傾聽別人的意見,如何表達(dá)自己的觀點(diǎn),如何與別人達(dá)成一致,如何分享共同的成果等。大學(xué)生在合作中發(fā)現(xiàn)其他人的重要性和團(tuán)體的力量,養(yǎng)成尊重他人、重視他人、學(xué)習(xí)他人的習(xí)慣,形成團(tuán)隊協(xié)作精神。

2.2.3創(chuàng)設(shè)平臺,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)、解決問題

實(shí)驗室科研給學(xué)生營造一個寬松、自由的環(huán)境,給學(xué)生自身的創(chuàng)造性和能動性提供廣闊的空間,使他們有一個充分發(fā)揮想象力和自我表現(xiàn)的機(jī)會,是培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲、保持其探索精神和創(chuàng)新思維的平臺。例如生物單分子檢測與操縱技術(shù)為學(xué)生提供全新的研究方法的同時,學(xué)生在研究學(xué)習(xí)過程中,可以根據(jù)實(shí)驗的需要對一些裝置等進(jìn)行開發(fā)、改進(jìn),鍛煉動手操縱能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。圖2為學(xué)生自己設(shè)計電泳裝置并改進(jìn)的過程,在此過程中學(xué)生學(xué)到很多東西。

圖2　電泳裝置簡圖

2.3以實(shí)驗室為依托,開展學(xué)生社團(tuán)活動,增添實(shí)驗室人文氣息

社團(tuán)作為高校學(xué)生課余活動的重要形式,主要以學(xué)生自主開展活動為主,在豐富學(xué)生社會實(shí)踐、提高學(xué)生自主動手能力等方面有著重要作用。將實(shí)驗室與高校學(xué)生科創(chuàng)性社團(tuán)進(jìn)行緊密結(jié)合,是發(fā)揮實(shí)驗室社會服務(wù)功能,提升實(shí)驗室人文精神的良好途徑。

以溫州大學(xué)“物理創(chuàng)新園”社團(tuán)依托單分子檢測與操縱實(shí)驗室開展社團(tuán)活動為例,如社團(tuán)開展帶領(lǐng)中學(xué)生參觀本實(shí)驗室,提高社團(tuán)成員語言交流、人際交往能力,同時將前沿科技知識普及給中學(xué)生,培養(yǎng)中學(xué)生對科學(xué)的熱愛與興趣,踐行實(shí)驗室的社會服務(wù)功能。社團(tuán)與企業(yè)之間交流,社團(tuán)成員進(jìn)企業(yè)參觀,企業(yè)成功人士進(jìn)實(shí)驗室宣講,增加實(shí)驗室與社會聯(lián)系,增加社團(tuán)在校生的社會經(jīng)驗,拓寬就業(yè)擇業(yè)渠道。為其他高校提供檢測等服務(wù),增進(jìn)高校間的交流。

2.3.1科創(chuàng)型社團(tuán)的建立

高校學(xué)生社團(tuán)是由部分學(xué)生因共同興趣、愛好和特長,自愿申請參加,按照一定的形式組織起來,并經(jīng)過必要的申報審批手續(xù)形成的部分學(xué)生的群眾性組織,是高等學(xué)校學(xué)生自我管理、自我發(fā)展的一個重要的陣地,也是高校第二課堂的重要組成部分。其中科創(chuàng)型社團(tuán)較其他社團(tuán)更為特殊,其活動主要以科創(chuàng)活動為主,較強(qiáng)的專業(yè)要求和科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性都要求此類社團(tuán)配備專業(yè)的指導(dǎo)老師以及有關(guān)儀器設(shè)備。但是目前很多科創(chuàng)型社團(tuán)由于缺乏這些專業(yè)的資源基礎(chǔ)導(dǎo)致社團(tuán)開展的活動可以說并不是以科創(chuàng)活動為主,而是以科普、宣傳知識為主,這樣它們的性質(zhì)不能得到充分的體現(xiàn),掩沒了其應(yīng)有的功能。

我們把實(shí)驗室與科創(chuàng)型社團(tuán)相結(jié)合,一來實(shí)驗室可以為科創(chuàng)型社團(tuán)提供專業(yè)的儀器設(shè)備資源及活動場所,使科創(chuàng)型社團(tuán)真正發(fā)揮其應(yīng)具備的功能,二來科創(chuàng)型社團(tuán)可以為實(shí)驗室輸送新的興趣人才,體現(xiàn)以人為本,并提高實(shí)驗室資源的有效利用,將實(shí)驗室資源利用最大化。兩者可以進(jìn)行有效的互補(bǔ),成了兩者必然結(jié)合的重要切入點(diǎn)。

2.3.2科創(chuàng)型社團(tuán)的運(yùn)作

科創(chuàng)型社團(tuán)的活動主要以科創(chuàng)活動為主,旨在提高學(xué)生動手實(shí)踐、科研創(chuàng)新的能力。以溫州大學(xué)物電學(xué)院科創(chuàng)型社團(tuán)“物理創(chuàng)新園”為例。新學(xué)年,“物理創(chuàng)新園”依托單分子檢測與操縱實(shí)驗室,將以參觀實(shí)驗室、專業(yè)指導(dǎo)人員介紹實(shí)驗室實(shí)驗的活動為引線,帶領(lǐng)社團(tuán)成員走進(jìn)科研世界,并對有興趣參與進(jìn)一步實(shí)驗的學(xué)生開放實(shí)驗室,將動手實(shí)驗操作單分子實(shí)驗的活動作為社團(tuán)常規(guī)活動,同時輔以科創(chuàng)類講座等宣傳類活動的舉辦,使社團(tuán)活動具備較高專業(yè)性,在行使高校學(xué)生社團(tuán)基本作用的同時發(fā)揮出科創(chuàng)型社團(tuán)的真正功能,使對科研感興趣的社團(tuán)成員在社團(tuán)活動中真正接觸科研,真正提高動手實(shí)踐、科研創(chuàng)新的能力。

現(xiàn)社團(tuán)在王艷偉老師的指導(dǎo)下發(fā)展成員42人,社團(tuán)人員通過社團(tuán)活動都對實(shí)驗室的情況都有了大致的了解,并有4名社員參與實(shí)驗室項目。

2.3.3科創(chuàng)型社團(tuán)與實(shí)驗室結(jié)合,帶動校企結(jié)合

參與與實(shí)驗室進(jìn)行結(jié)合的科創(chuàng)型社團(tuán),真正接觸科研活動后,能夠進(jìn)一步挖掘和培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的科創(chuàng)興趣與科創(chuàng)意識,提高其動手實(shí)踐、科研創(chuàng)新的能力,這是當(dāng)代大學(xué)生所缺乏的能力,也是高校和社會重視的能力。這些能力的提高,大大提升了大學(xué)生的自身素養(yǎng),對其未來的就業(yè)與發(fā)展有著不可忽視的作用[12]。其次,加入實(shí)驗室有利于學(xué)生自身科創(chuàng)方向的發(fā)展,也有利于高校校園科創(chuàng)文化氛圍的營造。

“教學(xué)-科研-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式的具體實(shí)踐方案可用圖3進(jìn)行概括表示。

圖3　“教學(xué)-科研-社團(tuán)”一體化實(shí)驗室管理模式示意圖

3　結(jié)語

我們通過對實(shí)驗室目前教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題的剖析,提出了實(shí)驗室管理模式改革理念及思路,探討出了實(shí)驗室教學(xué)具體實(shí)踐方案——“科研-教學(xué)-社團(tuán)”一體式實(shí)驗室管理模式。這一管理模式能夠有效解決高校實(shí)驗室目前存在的部分問題,為增加實(shí)驗室功能多樣化、實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室教學(xué)資源充分開發(fā)利用提供了可行方案,充分發(fā)揮了實(shí)驗室的功能,提高了實(shí)驗室的綜合效益,能夠有效滿足培養(yǎng)新型人才和知識創(chuàng)新的需要,是與新形勢相適應(yīng)的實(shí)驗室管理模式。

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Discussiononintegratedlaboratorymanagementmodeof“Research-Teaching-Ccorporation”

ChenLufei,XiangDongfang,WangYanwei

(SchoolofPhysicsandElectronicInformation,WenzhouUniversity,Wenzhou325035,China)

Thispaperdisscussestheseproblemsandputsforwardthenewlaboratorymanagementmode,whichisbasedonsinglemoleculedetectionandmanipulationlaboratory.Itistheintegratedlaboratorymanagementmodeof“Research-Teaching-Corporation.”Maincontentsincludetheimplementationofopenteachingandtheintroductionofinterdisciplinaryknowledge;cultivateinnovativetalents,andexcavatethenewfunctionoflaboratory;carryouttheactivitiesofstudentassociation,andaddthehumanisticatmosphere.

laboratorymanagementmode;newfunctionofscientificresearch;openteaching;studentassociation

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.07.065

2016-01-11修改日期：2016-03-03

國家自然科學(xué)基金資助項目(11304232)；溫州大學(xué)教學(xué)教改項目(15jg16)；浙江省新苗項目；溫州大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目(JWDC2014047)；溫州大學(xué)實(shí)驗室研究開放項目(15SK33A)；溫州大學(xué)物理與電子信息工程學(xué)院科研課題

陳露霏(1995—),女,浙江紹興,本科生

E-mail：clfdeyx@163.com

王艷偉(1981—),女,浙江溫州,博士,講師，主要研究單分子技術(shù)的檢測與操縱.

E-mail：wangyw@wzu.edu.cn

G482

B

1002-4956(2016)7-0253-04