李 欣， 趙玉紅， 張金紅， 張寶珠， 石建黨， 李小菊， 李登文， 趙立青

(南開大學 生命科學學院 生物實驗教學中心，天津 300071)

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·實驗室建設與科學管理·

立足人才培養(yǎng)構(gòu)建生化實驗室多元化管理模式

李 欣， 趙玉紅， 張金紅， 張寶珠， 石建黨， 李小菊， 李登文， 趙立青

(南開大學 生命科學學院 生物實驗教學中心，天津 300071)

實驗教學一直是人才培養(yǎng)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，而良好的實驗教學效果在很大程度上依賴于實驗室的高效管理模式。經(jīng)過多年的探索與實踐，生化實驗室立足于實踐型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，構(gòu)建了綜合“區(qū)域管理、開放管理、綠色管理”三大管理理念為一體的多元化管理模式，為人才培養(yǎng)提供了一個增加實踐機會、激發(fā)學習興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新意識的保障性平臺。

人才培養(yǎng)； 生化實驗室； 多元化管理

0 引 言

隨著社會對實踐型創(chuàng)新人才的需求日益迫切，高校實驗教學作為高等教育的重要組成部分，已經(jīng)成為教育建設及改革的重中之重，在很大程度上關(guān)系到高校人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。而實驗室作為實驗教學的硬件依托，不但承擔著大量的實驗課程及教學儀器管理任務，更在培養(yǎng)學生實踐操作能力、創(chuàng)新能力、科研素質(zhì)等方面起到舉足輕重的作用。

生化實驗室(全稱為“生物化學與分子生物學實驗室”)隸屬生物實驗教學中心，每學年都會承擔基礎性、綜合性、創(chuàng)新性三個不同層次的多門實驗課程。這些課程培養(yǎng)目標層次不同，因而在教學模式上各具特色；課程內(nèi)容豐富，涉及儀器試劑種類廣泛；教學對象人數(shù)眾多，還往往跨年級甚至跨專業(yè)。對實驗室的管理提出了更高的要求。因此，在實驗室日常運行的過程中，建立科學有序、靈活高效、安全環(huán)保的多元化管理模式，在優(yōu)化實驗室資源配置，保障實驗教學質(zhì)量，促進創(chuàng)新人才培養(yǎng)等方面具有重要的實踐意義[2-4]。

1 建立科學有序的實驗室布局

生化實驗室承擔實驗課程內(nèi)容多，接納學生人數(shù)多，所涉及的實驗儀器設備更是種類繁多，價值不菲。如果將眾多儀器隨意放置、分散管理，不但會給日常維護帶來不便，更會造成學生和教師在上課使用中的混亂[5-6]。因此，將實驗室根據(jù)實驗教學內(nèi)容的需要，劃分成若干個“功能區(qū)”，如無菌操作區(qū)(見圖1)、分光光度分析區(qū)(見圖2)、高效液相色譜區(qū)(見圖3)、雙向電泳區(qū)(見圖4)等，對實驗室進行區(qū)域管理，①將相關(guān)儀器集中放置，在實驗室一定區(qū)域內(nèi)就可以進行相對獨立的實驗項目，大大提高了實驗室的空間利用率，使實驗室布局更加科學合理；②由于各個“功能區(qū)”之間相對獨立，多個實驗項目同時進行時亦可互不干擾，使實驗教學課堂秩序井然。構(gòu)建實驗室區(qū)域管理模式，不但使實驗室在布局上更加科學有序，更重要的是，能夠充分滿足多樣化實驗教學內(nèi)容的需求，保障實驗教學有條不紊的進行，為實踐型創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了重要的基礎硬件保障。

圖1 無菌操作區(qū)

圖2 分光光度分析區(qū)

圖3 高效液相色譜區(qū)

圖4 雙向電泳區(qū)

2 建立靈活高效的教學服務和資源共享機制

在傳統(tǒng)的實驗室管理中，大多是在學生基礎實驗課之余便大門緊閉，這種管理模式不但不能適應多樣化的課程體系在實驗時間上的靈活安排，還會導致實驗室先進的設備儀器及實驗場地大量閑置，教育資源嚴重浪費，更會打擊學生的求知欲和教師教學的積極性，不利于實驗教學的發(fā)展和學生實踐能力及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[7-8]。

2.1 實施多層次開放管理實驗教學體系

經(jīng)過多年實驗教學改革的探索與實踐，生化實驗室目前所承擔的實驗課程已不再局限于基礎性大課，更多的綜合及探索性課程也不斷納入實驗教學體系中，如“二維電泳檢測熱休克處理對細菌蛋白表達譜的影響”、“高壓液相色譜法在食品衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、藥物分析等領域中對靶分子的檢測與分析”等，并鼓勵學生參與院級或校級本科生創(chuàng)新科研項目。整個課程體系涵蓋了“基礎—綜合—創(chuàng)新”三個不同層次。其中，綜合及創(chuàng)新型實驗不同于經(jīng)典的基礎驗證性實驗，它們往往具有更強的連貫性和探索性，需要學生不斷摸索實驗條件，反復嘗試，而固定且有限的實驗時間必然會在很大程度上限制實驗進程，不利于綜合創(chuàng)新類實驗課程的開展。因此，基于多層次課程體系需求及創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標，實驗室開放勢在必行[9]。

生化實驗室的開放，是根據(jù)實驗需要，先由學生提出申請，經(jīng)指導教師確認后，管理人員為其開通“校園一卡通”的門禁功能，在被告知實驗室相關(guān)規(guī)定及接受相關(guān)儀器使用培訓后，允許其在課程結(jié)束或項目完成前，根據(jù)個人時間安排實驗，自主刷卡進入實驗室。實驗室開放，可以為綜合及創(chuàng)新型實驗課程提供一個相對自由的環(huán)境，進而服務于教學；同時，這種開放模式充分以學生為中心，使學生不受時間和空間的束縛，大大提高其責任感和獨立性，激發(fā)他們的學習興趣和潛力，不但滿足了多層次實驗教學體系對實驗室管理的要求，更是培養(yǎng)了學生實踐能力和創(chuàng)新能力[10-11]。

2.2 實現(xiàn)資源最大化共享

為配合多層次實驗教學內(nèi)容的開展，生化實驗室已引進諸多貴重精密儀器用于教學，如羅氏實時定量PCR儀、Nanodrop 2000C超微量分光光度計、TECAN infinite F50酶標儀、SYNGENE G:BOX凝膠成像系統(tǒng)、Bio-rad二維電泳裝置及Comotro GM6000高效液相色譜等。這些儀器若只是局限于本院課堂教學的使用，則無法充分發(fā)揮教學資源優(yōu)勢。因此，生化實驗室根據(jù)生物實驗教學中心制定的儀器設備四級使用規(guī)定，將實驗室儀器資源面對本校及外校師生開放，并收取一定的使用費，使實驗室具有“造血功能”。具體措施如下：①實驗課教師及名下學生，免費使用；②本院教師及名下學生，除開機費外，收全額1/2收費；③其它學院教師及名下學生，除開機費外、全額收費；④外校使用2倍收費。

申請使用前，要經(jīng)過實驗室管理教師進行專業(yè)培訓，并仔細閱讀儀器使用說明和注意事項，經(jīng)管理教師確認才可使用。使用完畢后，在儀器使用記錄本上進行登記，由管理教師檢查儀器設備是否有異常，以保障后續(xù)使用的安全、高效。

此項開放管理制度，大大提高了實驗儀器設備的使用率，最大程度上實現(xiàn)了教學資源的共享。由于實驗室儀器設備向不同院校師生開放，徹底打破了各學科之間以及教學與科研之間的界限，有利于教師將學科特色或科研成果引入實驗教學，用資源共享的成果反哺教學、服務教學，促進教學改革，加快學科建設，為實踐型創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了制度保障[12]。

3 構(gòu)建綠色管理模式

實驗室是進行實驗教學的重要場所，其中所保存的諸多試劑、藥品以及在實驗開展過程中都會有不少安全隱患。因此，如何為實驗室營造一個安全環(huán)保的實驗環(huán)境，最大程度的減少污染和傷害，保障師生的人身安全及實驗教學的順利進行，一直是實驗室管理任務中的一個重要課題。

3.1 加強實驗室安全建設

生化實驗室承擔課程多，學生人數(shù)多，因此所需藥品及試劑種類多，用量大。妥善保管其中具有揮發(fā)性、腐蝕性、毒性及致癌性的物質(zhì)，尤其還有一些屬于易制毒范疇，是保障實驗室安全的第一步[13]。為此，實驗室購置了易燃品毒害品儲存柜，其具有防盜、防爆、阻燃、通風的功能，可以用于存放危險品，易燃、易爆、腐蝕、自燃、劇毒等藥品。該儲存柜具有明鎖和密碼鎖雙重防護，鑰匙及密碼由專人保管，有效保障了藥品試劑安全。除此之外，實驗室還注重實驗過程中每一個環(huán)節(jié)的防護，如在稱量處配備護目鏡，經(jīng)常檢查通風櫥工作狀況，配置有機、無機廢液桶分類存放廢液等。實驗室采取上述措施，不斷加強基礎安全建設，提高了實驗試劑使用及實驗過程的安全性，降低了實驗對于環(huán)境的污染，更增強了實驗師生“防患于未然”的安全防護意識，一舉數(shù)得。

3.2 樹立綠色實驗理念

近年來，綠色環(huán)保理念深入人心。綠色實驗也成為實驗教學所追求的目標。所謂綠色實驗，就是通過教學內(nèi)容的改革和教學方法的改進，將實驗過程中可能產(chǎn)生的污染遏制在源頭或降到最低，進而達到安全環(huán)保的目的。生化實驗室的任課教師和管理人員通過不斷摸索與實踐，對課程體系中的部分實驗做了改進，取得了不錯的效果。如在“轉(zhuǎn)氨基作用”實驗中，將傳統(tǒng)展層劑飽和酚改良為無水乙醇：水：尿素：氨水配方，在保證實驗效果的前提下避免了酚對人體的多種危害，大大降低了實驗污染[14]。在“SDS-PAGE”實驗中，以往用到的凝膠染色液和脫色液中都含有甲醇，且脫色常需要過夜，造成甲醇大量揮發(fā)，對實驗室污染及師生健康造成嚴重的威脅。經(jīng)過實驗改進，將染色液中甲醇成分換成適量的乙醇，而脫色方法改為將凝膠放入蒸餾水中，在微波爐內(nèi)煮若干分鐘即可。經(jīng)過改進，完全避免了甲醇的使用，降低實驗成本的同時綠色環(huán)保。另外，分子生物學實驗經(jīng)過教學改革，形成了“串聯(lián)實驗”，即上一實驗的產(chǎn)物就是下一實驗的原料，共同組成了“小鼠GAPDH基因的克隆與原核表達”這一連貫系統(tǒng)的課程內(nèi)容，避免了處理中間產(chǎn)物過程中造成的污染，提高了試劑的使用率[15]。與此同時，用安全無毒的核酸染料Gel red代替了高致癌性的EB，更有利于實驗室安全。生化實驗室一直以安全為準則，將綠色理念貫穿實驗室管理始終，不斷探索教學內(nèi)容和方法上的革新，最大程度上為人才培養(yǎng)提供安全保障。與此同時，通過教學改革的推進，讓學生意識到實驗并不是一成不變的，是可以通過嚴謹?shù)奶骄亢痛竽懙膰L試來有所突破的，在激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)造力等方面起到不可小覷的作用[16-17]。

4 結(jié) 語

人才培養(yǎng)是高等教育永恒的責任，而實驗教學作為高等教育中不可或缺的組成部分，是培養(yǎng)實踐型創(chuàng)新人才的有效途徑[18-19]。生化實驗室一直秉承著“以學生為本”的教育理念，立足人才培養(yǎng)，在實驗室布局、教學服務和資源共享以及實驗室安全等方面做出了諸多努力和實踐，構(gòu)建了集區(qū)域管理、開放管理和綠色管理三大管理理念為一體的多元化管理模式，充分發(fā)揮實驗室優(yōu)勢，在保障實驗教學順利進行的同時，為師生建立起一個科學有序、靈活高效、安全環(huán)保的實驗教學環(huán)境，充分調(diào)動學生的積極性、創(chuàng)造性和主觀能動性，更為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供了有力保障。

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Constructing Diverse Management Model of Biochemical Laboratory Based on the Cultivation of Talents

LIXin,ZHAOYu-hong,ZHANGJin-hong,ZHANGBao-zhu,SHIJian-dang,LIXiao-ju,LIDeng-wen,ZHAOLi-qing

(Biological Experimental Center， College of Life Science， Nankai University， Tianjin 300071， China)

Experimental teaching is an important link in the process of cultivating talents, and to a large extent, the good experimental teaching effect depends on the efficient management model of laboratory. After years of exploration and practice, the biochemical laboratory has constructed a diverse management model based on cultivating practice and creative talents, which includes regional management, open management and green management. This model provides a protective platform for cultivation of talents, which increases practice opportunites, stimulates learning interest and cultivates innovation consciousness.

cultivation of talents; biochemical laboratory; diverse management

2015-05-25

國家基礎學科人才培養(yǎng)基金項目(J1103503)

李 欣(1985-)，女，天津人，碩士，實驗師，主要從事生物化學和分子生物學實驗教學管理工作。

Tel.：13682032704；E-mail：stjkhyxf@126.com

趙立青(1962-)，女，云南洱源人，博士，教授，生物化學與分子生物學實驗室主任，研究方向為肺組織遠端發(fā)育機制。

E-mail：lqzhao@nankai.edu.cn

G 482.0

A

1006-7167(2016)03-0220-03