王宏剛， 白艷玲， 宋文芹， 陳成彬， 魏 遠， 張金紅， 劉 方

(南開大學 生物實驗教學中心，天津 300071)

·實驗室建設與科學管理·

“區(qū)域功能化”理念應用于本科教學實驗室管理

王宏剛， 白艷玲， 宋文芹， 陳成彬， 魏 遠， 張金紅， 劉 方

(南開大學 生物實驗教學中心，天津 300071)

生物實驗教學中心細胞與遺傳學實驗室，探索以“區(qū)域功能化” 理念為指導思想的本科教學實驗室管理新思路。以實驗教學的內容和實驗儀器的屬性為依據，將實驗室從區(qū)域上劃分為細胞培養(yǎng)區(qū)、顯微觀察區(qū)、冷凍離心機區(qū)、試劑配制區(qū)、普通實驗操作區(qū)等多個功能區(qū)域，來滿足在有限的空間范圍內同時進行多個功能模塊實驗內容的教學，收到了良好的效果，提升了實驗教學的教學質量。

教學改革； 實驗室管理； 區(qū)域功能化

0 引 言

實驗室是實驗教學的硬件平臺，是開展實驗教學的最基本條件，在實驗教學中發(fā)揮著舉足輕重的作用[1-5]。近年來，隨著國家和各院校對實驗教學重視和投入不斷提高，高校實驗室的硬件條件越來越好。為了能夠更好地利用這些有利條件來提升實驗教學的整體水平，各個院校紛紛開始加大對實驗室管理新思路的探索[6-10]。

生物實驗教學中心細胞與遺傳實驗室承擔南開大學4個專業(yè)的多門各種類型的實驗課課程。其中，絕大部分的綜合性、探究性實驗是在細胞與遺傳學綜合實驗室進行的。該實驗室面積約為120 m2，擁有熒光顯微鏡、二氧化碳培養(yǎng)箱、超凈工作臺等各類教學用儀器設備30多件，可以滿足細胞培養(yǎng)、熒光顯微觀察、核酸提取等多項實驗教學的需求。呈現出面積小、儀器多、功能雜的特點。經過多年實驗室建設工作實踐的積累，探索出以“區(qū)域功能化”為指導思想的實驗室建設新思路。將實驗室空間劃分為若干區(qū)域，在一個區(qū)域內，集中放置完成某些實驗操作做需要的儀器設備，將實驗室的每個區(qū)域賦予一定的功能，實現實驗區(qū)域的功能化。

1 區(qū)域功能化的概念

“區(qū)域功能化”是指以某一個或幾個功能模塊為基本單元，將實驗室劃分為若干個區(qū)域，并在該區(qū)域配以完成該功能所需要的實驗儀器，為該區(qū)域賦予固定的功能。

在“區(qū)域功能化”理念中，實驗室的管理不再是完全以實驗儀器的管理為主，而是以實驗室承擔的教學內容為主要導向，實驗儀器只是作為配合實驗教學的基本工具。例如：細胞培養(yǎng)區(qū)的功能是進行細胞培養(yǎng)，包括對學生細胞培養(yǎng)方法的訓練并為以動物細胞為實驗材料的其他實驗項目提供支持[11](見圖1)。在該區(qū)域中，配有進行動物細胞培養(yǎng)的所有儀器，如：超凈工作臺、二氧化碳培養(yǎng)箱、冰箱、搖床、倒置顯微鏡、小型離心機等等。再如：顯微觀察區(qū)承擔各類實驗項目中裝片的觀察(見圖2)。在該區(qū)域中，需放置正置熒光顯微鏡、倒置熒光顯微鏡、倒置顯微鏡、染色體核型分析系統(tǒng)等。

圖1 細胞培養(yǎng)區(qū)

圖2 顯微觀察區(qū)

2 區(qū)域功能化的優(yōu)點

2.1 提高實驗室空間利用率

隨著實驗教學改革的深入，尤其是大量綜合性、探究性實驗項目的開設，實驗室空間相對不足的問題逐漸凸顯出來。生物實驗教學中心細胞與遺傳學綜合實驗室每年需同時承擔3～4組的綜合性、探究性實驗和部分基本實驗課的教學任務，給教學組織帶來一定的不便，對教學效果帶來一定的影響。

采用區(qū)域功能化的思路，不同的實驗內容可以在不同的功能區(qū)域內完成，解決了實驗室空間使用中存在交叉的問題。例如：A組的學生在進行細胞傳代實驗，需要使用到小型離心機。B組的學生在進行質粒提取實驗，也需要用到小型離心機。如按照傳統(tǒng)的實驗室管理思路，同一種儀器集中放置，必然產生空間上的沖突。按照區(qū)域功能化的思路，在細胞培養(yǎng)區(qū)和普通實驗操作區(qū)各放置2臺小型離心機，兩組學生分別在不同的實驗功能區(qū)進行實驗，這個問題就引刃而解。

將“區(qū)域功能化”應用在本科教學實驗室的管理中，可以保證在實驗室有限的空間內，容納3～4組學生同時進行實驗操作。在很大程度上提高了實驗室空間的利用率，同時提高的實驗教學的效果。

2.2 改善實驗教學秩序

在實驗教學的過程中，良好的教學秩序是取得良好教學效果的基本保障。當有若干個小組同時在一個實驗室進行實驗時，如何能夠保證各個小組在順利完成自己的實驗操作同時，又不對其他的小組形成干擾，就顯得尤為重要。

由于采用了區(qū)域功能化的思路，每個小組在進行不同內容的實驗時，實驗區(qū)域不會發(fā)生交叉。對于，需要在同一個功能區(qū)內操作的不同實驗小組，只要在時間上進行一定的調整，在使用時間上不發(fā)生重疊就可以了，例如：A組同學需要先在細胞培養(yǎng)區(qū)進行取樣，然后在普通實驗操作區(qū)進行制片，再到顯微觀察區(qū)進行觀察；B組的同學需要先在試劑配制區(qū)配制試劑，然后在普通實驗操作區(qū)進行實驗；而C組的同學需要完成兩個實驗內容，一個是果蠅的計數、另一個是細胞的傳代。那么，就可以由每個組的同學在考慮自己完成每個實驗內容需要的時間的基礎上，對實驗在時間上進行協(xié)調。首先，A組同學在細胞培養(yǎng)區(qū)進行取樣， C組同學在普通實驗操作區(qū)進行果蠅計數；之后，A組的同學在普通實驗操作區(qū)進行制片，B組同學在試劑配制區(qū)配制試劑，C組的同學就可以在細胞培養(yǎng)區(qū)進行細胞傳代。再然后，A組的同學到顯微觀察區(qū)進行觀察，B組同學就可以在普通實驗操作區(qū)進行實驗。整個過程就可以做到井然有序。

3 區(qū)域功能化的實施成效

按照“區(qū)域功能化”的思路對實驗室布局和儀器擺放位置進行調整以后，生物實驗教學中心細胞與遺傳學實驗室的使用效率得到了很大的提高，在該實驗室進行的實驗教學過程也更加流暢，最大平行進行的實驗項目數由原來的2個提高至4個，最大學生容量由原來的15個左右提升至30個左右，在一定程度上提高了實驗教學的教學質量。

4 討 論

4.1 功能區(qū)域布局安排的合理化

區(qū)域功能化的思路最大的特點就是將實驗室劃分為幾個功能單元，從而達到提高實驗室空間利用率，增強教學秩序的目的。在這之中，功能區(qū)域的劃分方法及分布位置起著非常重要的作用。

功能區(qū)域的劃分方法應該根據實驗室整體承擔的教學內容而定。在全面統(tǒng)計實驗室承擔的實驗課程中涉及到的實驗內容的基礎上，合理地將這些內容分為若干小的單元，根據這些單元來配制相應的儀器，組成功能區(qū)。同時，還要綜合考慮每一個功能區(qū)的使用率，盡量使之平均。如果有的功能區(qū)使用率很高，有的則很低，那么就無法達到提高實驗室空間利用率的目的，這樣的劃分方法也是不科學的。

每個功能區(qū)域占用實驗室面積的大小及功能區(qū)之間的相互區(qū)位關系也是影響“區(qū)域功能化”能否發(fā)揮其作用的因素。每個功能區(qū)域占用實驗室面積應該按照每個區(qū)域內所容納儀器的數量及儀器本身的屬性相關。如果處理不好，①影響實驗室整體的感觀效果，顯得雜亂無章；②對儀器本身造成不良的影響。例如：當某些需要防潮的儀器同水浴鍋布置在同一功能區(qū)時，處理不好，會對這些儀器造成傷害。功能區(qū)分布的相對位置也是需要重點考慮。例如：在試劑配制過程中，會涉及到大量的器皿清洗工作。那么，如果普通試劑配制區(qū)如果距離水池太遠，則會在使用過程中造成不便，如果普通試劑配制區(qū)和水池之間還隔有其他功能區(qū)，則更是會對在該功能區(qū)中進行實驗的學生帶來干擾。

4.2 實驗儀器管理的常規(guī)化

實驗儀器是完成實驗教學所必備的硬件條件。儀器是使用是否科學，儀器的維護是否及時，都關系到實驗儀器的運行狀態(tài)，并對教學質量形成直接的影響[12-15]。

在“區(qū)域功能化”理念中，實驗室儀器的分布不再完全按照儀器的種類來集中擺放，而是根據其用途分布在不同的功能區(qū)域。這就增加了實驗室儀器管理工作的難度。實驗儀器使用、維護的制度化就顯得尤為重要。①儀器應該有簡單的基本操作說明。簡單介紹儀器最基本的操作方法和注意事項。②實驗儀器要有詳細的使用記錄。使用記錄應包括使用時間、實驗內容、儀器狀態(tài)、使用者等。如果使用過程中有異常情況，需及時向管理人員通告。另外，實驗儀器的維護應常態(tài)化。使用過程中應該嚴格按照操作說明進行，以保證儀器的正常運轉；使用完畢需要對儀器進行科學的復位；每個學期的期末均要對所有的實驗儀器進行例行維護；對于大型儀器或精密儀器則需要聯系廠家進行定期檢修。

5 結 語

實驗室的管理是本科實驗教學很重要的一環(huán)?！皡^(qū)域功能化”理念應用于本科教學實驗室的管理一直是我們積極探索的方向。通過這種探索，希望能夠為本科教學實驗室的管理提供一種嶄新的思路；能夠使實驗室的管理更加科學化、合理化、高效化；能夠更好地為教學服務，提升實驗教學的整體水平，為培養(yǎng)高素質的人才貢獻一份力量。

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Application of “Area Functionalization” Idea in Management of Teaching Laboratory for Undergraduates

WANGHonggang,BAIYanling,SONGWenqin,CHENChengbin,WEIYuan,ZHANGJinhong,LIUFang

(Biological Experimental Center, Nankai University, Tianjin 300071, China)

Taking the cell biology and genetics laboratory of biological experimental teaching center of Nankai University as an example, the paper searches the application of “Area Functionalization” idea in the management of teaching laboratory for undergraduates. On the basis of the contents of teaching and the nature of instruments, authors' laboratory was divided into several areas, such as cell culturing, microscopic observation, refrigerated centrifuge, the preparation of reagent solution, the operation area of ordinary experiment and so on. So it can complete several experiment teaching contents in the limited space.

teaching reform; laboratory management; area functionalization

2016-08-15

國家基礎學科人才培養(yǎng)基金“條件建設項目”(J1310003)

王宏剛(1982-)，男，山西繁峙人，碩士，實驗師，從事細胞生物學實驗、遺傳學實驗教學。

Tel.:022-23507009；E-mail: whg820604@nankai.edu.cn

白艷玲(1959-)，女，天津人，博士，教授，主要研究方向：植物分子遺傳學,從事遺傳學實驗等課程的教學。

E-mail: baiyl@nankai.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2017)05-0236-03