趙玉紅，李 欣，崔建林，趙立青，李小菊，周 浩，張金紅，李登文

(南開(kāi)大學(xué) a.生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，b.醫(yī)學(xué)院，天津 300071)

·儀器設(shè)備供應(yīng)與管理·

提高本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器使用效益的探索

趙玉紅a，李 欣a，崔建林b，趙立青a，李小菊a，周 浩a，張金紅a，李登文a

(南開(kāi)大學(xué) a.生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，b.醫(yī)學(xué)院，天津 300071)

大型儀器設(shè)備是高校的優(yōu)質(zhì)資源，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要硬件基礎(chǔ)。針對(duì)目前本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器使用效益不高的問(wèn)題，生化實(shí)驗(yàn)室提出了提高本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器使用效益的五大舉措：加強(qiáng)大型儀器購(gòu)置論證工作、把大型儀器使用技能培訓(xùn)納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開(kāi)發(fā)大型儀器使用新功能、促進(jìn)大型儀器開(kāi)放共享和細(xì)化大型儀器使用管理。實(shí)踐表明，這些措施建議可以有效盤活大型儀器資源，提高教學(xué)用大型儀器使用效益。同時(shí)，就實(shí)驗(yàn)室在大型儀器開(kāi)放共享方面存在的不足，提出了進(jìn)一步提高大型儀器開(kāi)放共享的建議。

本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 大型儀器； 提高使用效益

0 引 言

大型儀器設(shè)備是高等學(xué)校的優(yōu)質(zhì)資源，是培養(yǎng)高層次人才、發(fā)展高科技的重要工具[1]。生化實(shí)驗(yàn)室(全稱“生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室”)是我校生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心五大實(shí)驗(yàn)室之一，隨著國(guó)家和學(xué)校對(duì)大型儀器投入的不斷加大,實(shí)驗(yàn)室在儀器設(shè)備條件建設(shè)方面有了很大的提高，為學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造了良好的條件。

然而，隨著大型儀器數(shù)量迅速增加，新的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)[2]，許多儀器設(shè)備僅用于開(kāi)設(shè)一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后儀器資源長(zhǎng)時(shí)間閑置，利用率不高。如何有效提高這些本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器的使用效益，成為實(shí)驗(yàn)室乃至當(dāng)前許多高校亟需要解決的問(wèn)題。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具體情況，以本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主、開(kāi)放共享為輔，從充分發(fā)揮大型儀器在人才培養(yǎng)中的作用、促進(jìn)科研和科技創(chuàng)新、提高大型儀器開(kāi)機(jī)率和使用率、延長(zhǎng)大型儀器使用壽命4個(gè)角度出發(fā)，本文提出了提高本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器使用效益的具體措施建議。并就實(shí)驗(yàn)室在大型儀器開(kāi)放共享方面存在的不足，提出了進(jìn)一步提高大型儀器開(kāi)放共享的3點(diǎn)建議。

1 生化實(shí)驗(yàn)室大型儀器概況

為滿足大型先進(jìn)儀器對(duì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需要，生化實(shí)驗(yàn)室結(jié)合學(xué)科發(fā)展需要，借助國(guó)家和學(xué)校對(duì)大型儀器投入的支持，購(gòu)買了許多先進(jìn)的大型儀器(見(jiàn)表1)。目前實(shí)驗(yàn)室單價(jià)10萬(wàn)元以上的儀器設(shè)備10余臺(tái)(件)，總價(jià)值約190萬(wàn)元。這些儀器精確度高、靈敏度好，廣泛用于蛋白、核酸等生物大分子的制備、分離純化及定性和定量分析等。實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備整體水平的大幅度提高，為開(kāi)展高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。

表1 生化實(shí)驗(yàn)室主要大型儀器設(shè)備一覽表

2 提高大型儀器使用效益的舉措

2.1加強(qiáng)大型儀器購(gòu)置論證工作

大型儀器購(gòu)置的可行性論證對(duì)于優(yōu)化資源配置水平、提高資源配置效率具有不可忽視的作用[4]。生化實(shí)驗(yàn)室反思、總結(jié)了以往大型儀器購(gòu)置中存在的不足，加強(qiáng)了大型儀器購(gòu)置的前期論證工作。實(shí)驗(yàn)室儀器購(gòu)置遵循以下幾點(diǎn)原則：①實(shí)用性。大型儀器購(gòu)置必須有豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為支撐，無(wú)論是應(yīng)用于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)還是開(kāi)設(shè)高水平的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，必須充分發(fā)揮其在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用；②適用性。大型儀器購(gòu)置，以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)為衡量依據(jù)。購(gòu)置前不僅要看廠家的宣傳資料，還要對(duì)該儀器以及同類儀器的使用者做充分的市場(chǎng)調(diào)查；③前瞻性。與生命科學(xué)具有學(xué)科交叉的物理學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、信息學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等學(xué)科發(fā)展迅速，使得生命科學(xué)領(lǐng)域大型儀器更新?lián)Q代快，儀器購(gòu)置時(shí)一定要用發(fā)展的眼光來(lái)對(duì)待大型儀器配置。

2.2把大型儀器使用技能培訓(xùn)納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

充分利用先進(jìn)的儀器設(shè)備, 把科學(xué)研究的方法、路線、創(chuàng)新點(diǎn)及研究成果貫穿到人才培養(yǎng)與教學(xué)工作中, 對(duì)提高高校儀器設(shè)備利用率,培養(yǎng)研究創(chuàng)新型人才具有積極的意義[5]。由于大型儀器原理復(fù)雜、功能豐富、運(yùn)行方式多種多樣,很難采用統(tǒng)一的模式進(jìn)行教學(xué)。因此，生化實(shí)驗(yàn)室根據(jù)不同大型儀器的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了多樣化的教學(xué)方式[6]，強(qiáng)化大型儀器在基礎(chǔ)性、綜合性、開(kāi)放探究性等不同層次多門實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用，并加大學(xué)生獨(dú)立操作機(jī)會(huì)。

(1) 大型儀器使用技能培訓(xùn)。為充分發(fā)揮大型儀器教學(xué)功能，中心在低年級(jí)生物伯苓班開(kāi)設(shè)“科研訓(xùn)練必修專題”實(shí)驗(yàn)課程，旨在促進(jìn)學(xué)生與大型儀器親密接觸，使學(xué)生對(duì)儀器的工作原理及其應(yīng)用有個(gè)初步的了解，為今后利用先進(jìn)的儀器設(shè)備開(kāi)展高水平的研究奠定基礎(chǔ)。生化實(shí)驗(yàn)室根據(jù)不同大型儀器特點(diǎn)，安排了相應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容(見(jiàn)表2)，總計(jì)8學(xué)時(shí)。

(2) 增加基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為使更多學(xué)生受益，實(shí)驗(yàn)室在受眾面寬的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加了大型儀器的使用機(jī)會(huì)。如：①超微量分光光度計(jì)。用于“家兔肝臟DNA的制備及含量測(cè)定”和“質(zhì)粒DNA的提取及酶切鑒定”2個(gè)基礎(chǔ)生化實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；②凝膠成像系統(tǒng)。用于“SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定蛋白質(zhì)分子量”和“質(zhì)粒DNA的提取及酶切鑒定”兩個(gè)基礎(chǔ)生化實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)；③高效液相色譜儀。用于“水果中VC的含量檢測(cè)“基礎(chǔ)生化實(shí)驗(yàn)；④雙向電泳。用于“SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定蛋白質(zhì)分子量”和“聚丙烯酰胺凝膠等電聚焦電泳測(cè)定蛋白質(zhì)等電點(diǎn)”兩個(gè)基礎(chǔ)生化實(shí)驗(yàn)。

(3) 開(kāi)設(shè)綜合、開(kāi)放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室充分依托現(xiàn)有的大型儀器開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)了5項(xiàng)適于本科生及研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)、涉及學(xué)科發(fā)展前沿的綜合性和開(kāi)放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(見(jiàn)表3)。其中，綜合實(shí)驗(yàn)課程為生物科學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè),1.5學(xué)分,48學(xué)時(shí)的專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課，主要目的是讓學(xué)生熟悉并掌握從事生物科學(xué)基礎(chǔ)研究常用的現(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)方法,培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生從事生物科學(xué)研究的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皠?chuàng)新能力[7]；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是“開(kāi)放實(shí)驗(yàn)必修專題”是為生物技術(shù)專業(yè),開(kāi)設(shè)1學(xué)分、36學(xué)時(shí)的專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課，目的在于引導(dǎo)學(xué)生及早感受科研氛圍，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)綜合實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，激發(fā)創(chuàng)造性思維[8]。

表3 生化實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及主要大型儀器

2.3開(kāi)發(fā)大型儀器使用新功能

為提高大型儀器設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮其效益,有必要對(duì)現(xiàn)有的大型儀器設(shè)備進(jìn)行必要的更新改造，不盲目追求“高、精、尖”，而是把著眼點(diǎn)放在用好現(xiàn)有的大型儀器上[9]。生化實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)對(duì)高效液相色譜儀和雙向電泳系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，大大提高了儀器的利用率。

(1) 升級(jí)高效液相色譜儀。實(shí)驗(yàn)室擁有2臺(tái)高效液相色譜儀，自2008年儀器購(gòu)置以來(lái)，主要用于開(kāi)放探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在大方向框架下，各人選擇感興趣的樣本和靶分子完成檢測(cè)和分析[10]。但是隨著學(xué)生自選課題的寬泛，原有儀器已不能滿足學(xué)生的檢測(cè)需要。2012年，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)多方面論證，花費(fèi)了7萬(wàn)余元購(gòu)買了一套柱后衍生裝置對(duì)該儀器進(jìn)行升級(jí)改造。改造后的儀器不僅滿足了學(xué)生開(kāi)放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的需要，同時(shí)為科研實(shí)驗(yàn)提供了有力的技術(shù)手段。

(2) 升級(jí)雙向電泳系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室擁有一套Bio Rad雙向電泳系統(tǒng)，近年來(lái)主要應(yīng)用于綜合、開(kāi)放探究性實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生百項(xiàng)工程等創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。由于原有電泳系統(tǒng)的掃描儀不能更好地滿足于學(xué)生高層次、自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的需求，實(shí)驗(yàn)室于2014年花費(fèi)7萬(wàn)余元購(gòu)進(jìn)了一臺(tái)Bio Rad廠家的GS-800光密度掃描儀。該掃描儀由于具有透射和真反射功能，能夠更精確地檢測(cè)和分析雙向電泳圖譜上的蛋白點(diǎn)，定量誤差更小，使得學(xué)生和相關(guān)科研人員的研究進(jìn)展更為順利，收到了較好使用效益。

2.4促進(jìn)大型儀器開(kāi)放共享

中心自2010年開(kāi)始實(shí)行大型儀器對(duì)外開(kāi)放、共享，在不影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提下，對(duì)外開(kāi)放使用。開(kāi)放的對(duì)象包括本校師生和校外單位，并實(shí)行“四級(jí)使用”收費(fèi)制度政策。生化實(shí)驗(yàn)室根據(jù)中心要求，積極落實(shí)好大型儀器開(kāi)放共享的各項(xiàng)工作：①根據(jù)中心大型儀器對(duì)外開(kāi)放細(xì)則，制定了生化實(shí)驗(yàn)室大型儀器的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表4)；②做好大型儀器使用培訓(xùn)工作。截至目前，生化實(shí)驗(yàn)室對(duì)外培訓(xùn)人員多達(dá)20余人，主要培訓(xùn)對(duì)象是科研實(shí)驗(yàn)室的碩士或博士生，目的是開(kāi)展科研工作，基本涉及到實(shí)驗(yàn)室的所有大型儀器；③除表4公布的大型儀器，實(shí)驗(yàn)室價(jià)值10萬(wàn)元以下的儀器設(shè)備，經(jīng)中心主任同意后，對(duì)實(shí)驗(yàn)課任課教師及名下學(xué)生全部免費(fèi)開(kāi)放使用。

表4 生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心大型儀器使用收費(fèi)明細(xì)(生化實(shí)驗(yàn)室)

2.5細(xì)化大型儀器的使用管理

2.5.1建立“職責(zé)分明”“一專多能”儀器管理員制度

生化實(shí)驗(yàn)室由于大型儀器較多，特設(shè)2名專門的儀器管理員。具體要求：①職責(zé)分明。實(shí)行大型儀器“誰(shuí)管理，誰(shuí)負(fù)責(zé)”，儀器管理員全程負(fù)責(zé)對(duì)大型儀器的使用、管理、維護(hù)與保養(yǎng)；②一專多能。除精通自己所管理的大型儀器的使用技術(shù)外，還要求掌握實(shí)驗(yàn)室其他大型儀器的操作使用。該舉措提高了實(shí)驗(yàn)室大型儀器的使用效益，并有效解決了時(shí)間沖突問(wèn)題。

2.5.2健全大型儀器使用規(guī)章制度

為保障大型儀器高效、安全、有序運(yùn)行，除制定大型儀器安全使用管理制度外，為提高大型儀器開(kāi)放共享程度，實(shí)驗(yàn)室還制定了大型儀器使用申請(qǐng)、大型儀器使用準(zhǔn)入、大型儀器“四級(jí)使用”收費(fèi)制度等一系列嚴(yán)格又人性化的規(guī)章制度。

(1) 大型儀器使用申請(qǐng)制度。使用者先向中心提出申請(qǐng)，經(jīng)主任批準(zhǔn)后，與專門的儀器管理員取得聯(lián)系。由使用者與儀器管理員共同協(xié)商具體使用事宜。

(2) 大型儀器使用準(zhǔn)入制度。儀器對(duì)外使用過(guò)程中實(shí)行專人操作使用和培訓(xùn)使用2種形式, 特別貴重及操作復(fù)雜的儀器設(shè)備由專人操作使用, 一般大型儀器需經(jīng)過(guò)培訓(xùn)取得儀器管理員認(rèn)可后方可使用[11]。

(3) 大型儀器“四級(jí)使用”收費(fèi)制度。①實(shí)驗(yàn)課教師及名下學(xué)生，免費(fèi)使用；②生科院教師及名下學(xué)生，除開(kāi)機(jī)費(fèi)外，按全額1/2收費(fèi)；③其他學(xué)院教師及名下學(xué)生，除開(kāi)機(jī)費(fèi)外、全額收費(fèi)；④外校使用2倍收費(fèi)[12]。

3 進(jìn)一步提高大型儀器開(kāi)放共享的建議

雖然中心非常重視大型儀器的資源共享和開(kāi)放，但宣傳力度還是不夠，迄今為止還有許多有需要的群體不清楚中心大型儀器情況。由于共享信息不通暢，導(dǎo)致：①部分教師的科研工作因?yàn)槿鄙傧鄳?yīng)的大型儀器作為支撐而受阻，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度；②部分教師不清楚中心大型儀器情況，不能將自己的科研課題更好地轉(zhuǎn)化為高層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)進(jìn)行人才培養(yǎng)。因此，中心要進(jìn)一步加大大型儀器開(kāi)放的宣傳力度，拓展信息共享渠道，充分做到物盡其用。

3.1進(jìn)一步完善校級(jí)大型儀器信息平臺(tái)

學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處主頁(yè)設(shè)有“南開(kāi)大學(xué)大型儀器平臺(tái)”專欄，其中包括生命科學(xué)學(xué)院在內(nèi)的幾大儀器管理平臺(tái)的許多大型儀器。但是，中心許多大型儀器未在其列，其實(shí),許多本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)用大型儀器設(shè)備也是非常先進(jìn)的，有的甚至達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。應(yīng)將本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)用的許多大型儀器也加入該開(kāi)放平臺(tái)，而且所含信息可以更全面，便于儀器使用者查詢。

3.2制作儀器開(kāi)放宣傳手冊(cè)

制作袖珍的儀器開(kāi)放宣傳手冊(cè)，手冊(cè)制作力求精簡(jiǎn)、實(shí)用，內(nèi)容上可涵蓋大型儀器名稱、基本配置、放置地點(diǎn)、管理員姓名及辦公電話這些基本信息，最后附上中心大型儀器的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)及辦公電話。手冊(cè)按需發(fā)放給有需要的群體及有需要的兄弟院校相關(guān)單位。

3.3引入手機(jī)APP

互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和普及為大型貴重儀器設(shè)備的開(kāi)放共享提供了技術(shù)上的支持[13]。學(xué)校將APP技術(shù)引入大型儀器管理平臺(tái)，使用戶通過(guò)手機(jī)客戶端就可實(shí)現(xiàn)大型儀器查詢、預(yù)約及大型儀器使用信息的反饋等[14]。中心可借鑒設(shè)備處的做法，開(kāi)發(fā)、制作相關(guān)的APP，方便使用者在終端就能靈活的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上查詢和預(yù)約，有效擴(kuò)大大型儀器共享。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著各高校對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)越來(lái)越重視，教學(xué)用大型儀器數(shù)量也越來(lái)越多，但是隨之的儀器使用效益卻未能充分發(fā)揮。生化實(shí)驗(yàn)室經(jīng)積極探索和實(shí)踐，提出了提高本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器使用效益的幾點(diǎn)措施。實(shí)踐表明，措施得當(dāng)，方法可行，能夠切實(shí)提高大型儀器使用效益，值得推廣。但是本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)大型儀器開(kāi)放共享工作還有待進(jìn)一步加強(qiáng)和提高，使更多人群受益，發(fā)揮其最大效益。

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ExplorationonImprovingEfficiencyofLarge-scaleInstrumentsinUndergraduateExperimentTeaching

ZHAOYuhonga,LIXina,CUIJianlinb,ZHAOLiqinga,LIXiaojua,ZHOUHaoa,ZHANGJinhong1,LIDengwena

(a.Biological Experimental Center，b.College of Medicine，Nankai University，Tianjin 300071，China)

Large-scale instruments are the high quality resources in colleges,and it is the important base of training innovative talents.In view thatthe efficiency of large-scale instruments in undergraduate experimental teaching is low，Biochemical Laboratory has put forward some measures to improve efficiency of large-scale instruments such asstrengthening the large-scale instruments demonstration of purchasing work, incorporating the large-scale instrument skills training into the experimental teaching, developing new function of large-scale instruments, promoting open sharing and refining management of large-scale instruments.Finally, three suggestions wereput forward to further improve the open sharing of large-scale instruments.

undergraduate experimental teaching; large-scale instruments; improving efficiency

G 482

A

1006-7167(2017)10-0287-04

2017-01-25

國(guó)家基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)基金“條件建設(shè)項(xiàng)目”(J1310003)；南開(kāi)大學(xué)2014年教學(xué)改革項(xiàng)目

趙玉紅(1981-)，女，山東青島人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，從事生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。Tel.：022-23505070，13920242524；E-mail: zyh@mail.nankai.edu.cn

李登文(1974-)，女，天津人，博士，教授，從事細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能方面的研究。E-mail:dwli@nankai.edu.cn