高校生物教學實驗室的開放問題與管理對策

楚建周, 姚曉芹

(河北大學 生命科學學院, 河北 保定 071002)

高校實驗室集中了學校主要的技術設備和教學資源,特別是一些高精尖設備,對教學、科研和技術開發等形成了強大的支撐[1],是培養創新人才的重要基地[2]。生物學科是一門應用性和實踐性很強的學科,高校生物教學實驗室應該發揮其在創新人才培養中的作用,面向學生全面開放。

1 生物教學實驗室開放的必要性與優勢

在傳統的實驗教學模式中,因為教學時間的限制,一般都是授課教師或者實驗技術人員提前做好前期處理,學生只是在課堂上按照給定的步驟機械性的完成后續操作,且實驗內容多為驗證性項目,學生接觸不到學科最新的實驗研究方法和前沿知識,積極性和主動性不能充分調動起來[3],影響了實驗教學的質量與效果,限制了學生綜合素質的提升。

生物科學是一門應用性和實踐性很強的學科,生物產業的快速發展對單位用人提出了更高的要求,具有較強的實踐創新能力和綜合素質,能夠推動企業發展的專業人才更加受歡迎。這就要求高校生物類專業必須改變傳統的實驗教學模式,增加設計型和綜合型實驗內容,全面開放實驗室,使學生可以突破課堂教學的限制,在教師的指導下自主設計、全面參與實驗的每個環節,在實驗中提高對所學知識的綜合運用和實踐創新能力,最終達到“厚基礎、寬口徑、創新型”高素質復合型人才的培養目標。

與科研實驗室相比,生物教學實驗室更適合面向學生開放。首先,教學實驗室具有時間優勢。科研實驗室承擔著高校大量的研究任務,不管是白天還是晚上一般都有人在實驗室工作,甚至在寒暑假也會有人做實驗,很難找到確定的開放時間,而教學實驗室每學期都有固定的課表,一般課余時間都可以開放。其次,科研實驗室一般以課題組或者研究方向為單位進行建設,儀器設備等資源配制的專業性較強,而學生的開放性實驗內容相對來說比較寬泛,用到的儀器設備的種類和數量較多,教學實驗室雖然大型儀器設備較少,但是常用設備的種類和數量相對充裕,可利用空間較大,而且教學實驗室一般都有專門的實驗人員進行管理,因此更能滿足學生開放實驗的要求。

2 生物教學實驗室開放后出現的問題

2.1 實驗室安全隱患增加

(1) 水、電和設施安全隱患增加。教學實驗室開放后存在運行時間延長、人員流動性加大等特點,容易出現“長流水”“長明燈”“長調風”等現象,加之有些學生安全意識不強,私拉亂接電線,私自安裝電器、隨意使用電腦、手機充電器等情況也經常發生。由于學生主要是利用課余時間進行開放實驗,因此進入和離開實驗室的時間不固定,有時候離開時會以為還有人在做實驗而不關閉門窗,造成實驗室資產、設備丟失和被盜的風險增大。

(2) 試劑安全隱患增加。生命科學實驗室使用的生物、化學試劑種類繁多,其中許多是有毒有害試劑和危險品,具有揮發性、強毒性、腐蝕性、易燃性、易爆性等特性[4]。學生在儲存、使用中如果不按規范操作、隨意放置,就會大大增加實驗室危險事故和環境污染的發生概率,危及師生安全。

(3) 設備運行安全隱患增加。教學實驗室開放后,做實驗的學生人數增加,實驗內容增加,需要使用的儀器種類和使用次數增加,而實驗技術人員較少。在課堂教學中,學生并沒有機會接觸所有的實驗儀器,造成學生不能及時準確掌握各種儀器的操作規程,如果學生在自主實驗前不認真學習就盲目動手使用,很容易出現操作錯誤。例如使用離心機時不進行平衡處理、使用電子天平后殘留的試劑不清理、使用烘箱后不及時關閉電源、使用超凈工作臺后不關紫外滅菌燈等,有些學生在儀器出現小問題或者小故障時不上報還繼續使用。這些錯誤操作和做法很容易造成儀器設備的損壞,甚至可能對正在做實驗的學生造成傷害,給實驗室帶來了嚴重的安全隱患。

(4) 生物安全隱患增加。生物教學實驗室在課堂教學中用到的生物材料都會嚴格按照相關要求進行處理,使用時也會要求學生規范操作。實驗室開放后經常會出現多名學生同時進行不同內容的實驗操作,如果不按要求處理生物材料或者不按規程操作,就很可能會發生生物安全事故。如微生物實驗中操作不當可能會造成操作者及周圍人員感染,使用實驗動物時不采取防護措施有可能會被抓傷、咬傷,使用入侵性植物進行實驗時如果對實驗材料保管不當,造成種子撒落,可能會使入侵物種迅速繁殖,對當地生態環境造成破壞等。

2.2 實驗室運行成本增加

生物教學實驗室在開放前主要為實驗教學服務,其實驗項目相對比較穩定,需要用到的試劑、耗材、生物材料以及儀器設備的種類和數量等也變動不大。而實驗室開放后勢必帶來基本技能類實驗以及設計性、綜合性和創新性實驗項目的增加,同時實驗人數、實驗所需的消耗材料和設備增加,實驗設備的損耗和維護費用也相應增加,實驗技術人員因在實驗室工作時間延長也應支付相應酬勞,這就使得實驗室的運行成本大大增加,造成實驗室經費緊張。

2.3 實驗室管理難度增加

進行開放實驗的學生來自不同年級、不同專業,實驗操作能力參差不齊,安全意識較為欠缺,經常會出現易制毒、易燃、易爆等危險化學藥品的不規范使用等不安全現象,造成安全隱患增加;有些時間段同時做實驗的學生人數較多,造成實驗室人員擁擠,電子天平、超凈工作臺、高壓滅菌鍋、生物顯微鏡、烘箱、培養箱等常用儀器設備使用緊張,容易出現混亂現象;另外,學生都是利用課余時間進行開放實驗,進出實驗室時間不固定,彼此之間也不熟悉,不能相互監督,導致未經允許的人員可能進入實驗室。這些安全隱患,對實驗室的安全規范管理是很大的威脅和挑戰[5]。另一方面,學生經常要在晚上、周末甚至是寒暑假的時間來做實驗,這也給實驗室的管理帶來了不便。

2.4 實驗隊伍積極性不高

由于編制等原因限制,高校教學實驗室一般管理人員較少,例如在我校生命科學學院,每個基礎教學實驗室只配有一名實驗技術人員。這些實驗技術人員既要負責教學所需實驗材料的培養、購置、準備和課后整理,又要做好課堂輔導、儀器維護、實驗室安全衛生和相關資料整理上報等,日常工作非常繁雜。實驗室開放后,他們還要犧牲休息時間,投入大量精力監管學生操作安全、幫助解決學生實驗過程中遇到的問題、不定期對低值易耗品進行采購和管理,更要隨時對小型儀器進行維修和維護,導致工作量逐日劇增,難以對實驗室進行精細化管理。另外,實驗技術人員在高校中的地位、待遇一直未能得到較好地改善[6]。實驗室開放后工作任務更為繁瑣和緊張,卻不能像教師那樣可以體會到科研工作的成就感,工作成績不好量化,學校很少能給予相應的補償,造成實驗人員對工作缺乏積極性、主動性,直接影響實驗室開放工作的全面開展。

3 管理對策

3.1 建立、健全實驗室管理制度

完善、可行的規章制度是實驗室正常運行的必要保障,開放后的生物教學實驗室運行時間延長,人員流動性變大,管理人員面對的情況更為復雜,因此,除了原有的基本制度外還應該補充相應的管理規范。

(1) 實行實驗室使用預約制度。要求需要使用實驗室的學生提前預約,并提供需要用到的儀器設備和試劑耗材等的清單,經實驗室管理人員批準后才能進入實驗室。學生在使用實驗室時,要嚴格遵守實驗室的規章制度,確保實驗室的安全。通過預約制度,管理人員可以控制學生進入實驗室的時間和人數,避免同時進入實驗室的人數過多，引起混亂。

(2) 建立責任人制度。鼓勵學生自組團隊,由負責人承擔本組成員在實驗室期間的管理工作,包括儀器設備的借用、預約實驗時間、團隊成員的分工、實驗室安全衛生等,出現問題由負責人及時和管理員溝通解決。實施責任人制度可以讓學生更加重視操作規范,增強安全意識和責任心,減少實驗室開放后的安全隱患。

(3) 規范實驗室使用、儀器、試劑借用及使用登記制度。學生要如實登記進入和離開實驗室的時間、有無異常情況等。使用儀器、試劑要記錄使用人、使用時間、實驗項目、儀器狀況、試劑用量等相關信息。

(4) 制定“學生實驗操作規范”和“實驗室安全防護和衛生管理規定”等規章制度。對學生實驗前的準備、實驗開始后試劑和設備等的使用以及實驗結束后實驗室整理和廢棄物的回收等都制定出具體的規范和要求,對不按規范操作和不執行安全防護和衛生管理規定的學生給予警告等處罰,多次警告仍不改正的禁止其進入實驗室進行開放實驗。

(5) 建立合理的安全培訓機制,推行實驗室準入制度。可在學院范圍內開設專門的實驗室安全課程,讓學生系統學習實驗室安全知識。也可以由實驗室定期對學生進行安全培訓,包括實驗室各項規章制度的學習,水、電的安全使用,有毒、有害等高危試劑的使用及廢液廢渣的處理和回收,高溫、高壓等特殊儀器設備的操作,病原微生物、實驗動物和入侵性植物的規范使用等。要求學生必須參加實驗室安全培訓,培訓合格才能進入實驗室進行開放實驗。

(6) 建立安全應急措施和應急處理預案。為了應對開放后可能出現的突發事件,教學實驗室應根據自身特點制訂出相應的應急措施和處理預案,并組織學生認真學習,讓他們在面對危險狀況時能夠迅速應對并采取正確的處理措施。

3.2 改善實驗室條件,加強實驗室管理水平

(1) 加大投資力度,改善實驗室條件。生物教學實驗室開放后,學生人數和實驗項目數大幅增加,實驗室運行成本增加,造成實驗室經費緊張。同時,儀器設備損壞率、故障率也有所上升,加上空間有限和原有設備數量不足、老化等原因,大大限制了實驗室的全面開放。因此,建議學校加大對實驗室的投資力度,擴大實驗室規模,更新儀器設備,增加運行經費,逐步將其建成設備齊全、功能完善、符合教學和開放要求的現代化實驗室。

(2) 整合資源,劃分功能區。生物教學實驗室一般都是按教學需要進行布局,開放后實驗室的功能增加、軟硬件條件得到改善,因此,原有格局也需要進行相應的調整和優化。可在保證正常實驗教學的前提下整合實驗室資源并按功能進行重新配置,將實驗室劃分成稱量、培養、離心、滅菌、形態結構、成分提取、實驗準備以及學生實驗與實踐操作等不同功能區,學生在不同功能區進行相應操作,避免互相干擾。

(3) 通過網絡搭建實驗室開放平臺。實驗室開放后,傳統的人工管理方式已經不能滿足開放實驗室的運行。建立信息自動化的管理模式可以提高管理效率,同時為參與實驗人員提供便利[7]。生物教學實驗室可以通過網絡搭建開放平臺,管理員可以在平臺發布實驗室課程表、實驗室相關管理制度、試劑、儀器使用說明和操作規范等資源,也可在線審批學生提交的實驗室預約以及試劑、設備使用申請等,學生可通過平臺學習相關知識、預約實驗時間、提交試劑和設備使用申請、完成使用登記等。同時,學生和管理員可以通過平臺進行交流,討論和解決在實驗過程中遇到的各種問題。

(4) 安裝門禁和監控系統。隨著高等院校教育規模的不斷擴大,實驗室貴重儀器設備、精密儀器設備、危險化學品種類和數量也不斷增加,因此隱含較多的危險操作,一旦發生安全事故,將造成很大的損失[8-9]。教學實驗室開放后,為加強安全管理可加裝門禁和實驗室監控系統。教師和學生通過校園卡或者專用的門禁卡進入實驗室,其他未被授權人員無法進入,可有效防止實驗室財物丟失。同時,管理員可以通過監控系統隨時了解實驗室內的情況,及時發現學生的錯誤操作,迅速消除安全隱患,減少實驗室安全事故的發生。

3.3加強實驗隊伍建設,提高實驗人員待遇

(1) 明確實驗人員責任。對進行開放實驗的學生、指導教師以及實驗技術人員制定明確的崗位職責,做到崗位明確,責任到人,確保實驗室開放工作的正常運行。

(2) 全面提升實驗人員綜合素質。生物教學實驗室的開放對實驗人員的業務能力提出了更高的要求,因此必須全面提升實驗隊伍的整體素質。一方面,要加強思想教育,培養實驗人員的責任感和為教學和實驗室開放服務的奉獻精神。另一方面,可以通過實驗人員自學、互教互學以及參加專門的講座和業務培訓班等多種途徑提高實驗人員的業務水平。

(3) 多方擴充實驗隊伍,減輕實驗人員壓力。一支人員充足、結構合理、素質優良、思想穩定的實驗室師資隊伍是開放實驗室建設的重要基礎,更是保證開放實驗室正常運轉的關鍵[10-11]。在加強對現有實驗人員理論和實踐能力全面培訓的同時,可以引進學歷較高、專業對口的技術人員來充實實驗隊伍,同時可以選拔部分優秀的研究生和高年級本科生參與實驗室管理,這些學生經過實驗人員培訓合格后上崗并付給一定的勞動報酬,他們得到鍛煉的同時也能為實驗人員分擔部分工作壓力。

(4) 提高實驗人員待遇。轉變實驗教學附屬理論教學的陳舊觀念,把實驗技術成果與教學、科研成果同等對待。科學設計實驗系列職稱評聘標準和體系,使他們與教師有平等的職稱晉升機會[12],提高實驗技術隊伍在工作評優、工資待遇等方面的地位,對實驗人員實施有計劃的繼續教育,努力推薦實驗人員進行在職培訓和攻讀高一級學位,為其打通上升的通道,形成人才提升和流動[7]。完善實驗技術人員的工作量考核辦法,鼓勵實驗教師和工作人員積極參與實驗室開放工作。對實驗技術人員日常不易量化的工作量能合理計算,并支付其相應的工作量酬金[6],對在實驗室開放工作中取得突出成績的實驗人員給予充分肯定和獎勵。

4 結語

高校生物教學實驗室在開放過程中必然會出現各種困難,學校應該在規范制度、增加投入、加強實驗隊伍建設等方面入手,改善實驗室條件,規范實驗室管理,提高實驗技術人員綜合素質,形成適合自身情況的實驗室開放機制,使教學實驗室真正成為培養生物創新人才的重要基地。