动物生理实验室建设及其在人才培养中的作用

动物生理实验室建设及其在人才培养中的作用� 曾卫东 � 王昭荣 � 蒋振东 � 张才乔 (浙江大学 � 动物科学学院, 浙江 � 杭州 � 310029) � � 摘 � 要 � 高校实验室是培养学生创新能力和实践能力, 实施素质教育的重要场所。本文在概 述浙江大学动物生理学实验室硬件建设和相应的实验室运行体系构建的基础上, 进一步探讨了实 验室建设对人才培养的作用和体会。 关键词 � 实验室建设 � 创新 � 人材培养 中图分类号 � G642�423 � � � 文献标识码 � A 加强实验室建设, 充分发挥实验室的作用是高校改革与发展的重要内容[ 1、2]。尤其随着高等 教育体制改革和教学改革的不断发展和深入, 培养适应国民经济和世界经济发展要求的具有创新 精神和创新能力的社会主义事业建设者和接班人, 已成为时代的需要[ 3] , 这对高校实验室的建 设提出了新的任务和要求。浙江大学动物生理科学实验室自 2002年在新校区建成投入使用以来, 在实验室建设与管理方面采取了一些新的方法与措施, 在人才培养方面亦取得了一些经验, 在此 作一简单的总结, 供广大同行参考。 � � 一、实验室硬件建设 (一) 实验环境建设 加强实验环境建设, 营造良好的育人氛围对学生全面素质的培养起着非常重要的作用。首 先, 在新大楼建设伊始, 就积极参与其中, 根据整个高等教育的发展趋势和学校对人才培养的总 体要求、实验教学拟实施模式、人员流通量等等情况, 提出一些具体的要求供 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、建设单位参 考, 如主体采用框架结构以便各实验室根据功能进行二次分隔但又保证整体的条理性; 考虑到实 验室是人员密集的场所, 从公共卫生的角度出发, 配置了大流通量的吸顶式换气设备, 亦不配备 中央空调; 每个实验室均有纯水到位等。其次, 对实验室 (每一实验室占地面积约 250m2 的房 子) 进行合理的功能区分。将实验室用彩钢板和大屏玻璃分隔为主实验区, 辅助实验区, 实验技 术人员的工作室, 药品室, 器械室, 生理功能分析室, 动物寄养室等功能区, 通道靠边设置储物 柜和雨具架供实验参与者放置相应物品, 一方面减少不同人员工作时相互干扰, 又方便教师和管 理人员照应整个实验室。主实验区配备 12组实验设备, 用于较大规模学生人数实验教学和开放 性实验, 辅助实验区配备 6组实验设备, 用于对主教学区的补充, 如实验预做和新的实验方法探 索及对小规模学生的开放和教学。实验技术人员的工作室主要用于日常的事务性工作、课件制作 及仪器维修、常用器械的改进和制作等工作。第三, 装备了现代教育技术设备[ 4、5] , 为实验室配 �74� 高等理科教育� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2006年第 4期 (总第 68期) � 收稿日期 � 2005 � 11 � 22项目资助 � 浙江大学实验室建设与管理项目、浙江大学精品课程建设项目资助 �作者简介 � 曾卫东 ( 1971- ) 男, 浙江嵊州人, 实验师, 主要从事动物生理学实验研究 � 备了多媒体教学系统并将实验室内的所有信息点组成一个对等网并与校园网相连, 为实验教学提 供信息平台。 (二) 引进先进的实验设备 随着计算机技术应用的普及和功能的拓展, 其在动物生理学实验上亦得到了广泛的应用。目 前, 国内外出现了许多基于计算机的生物信号采集系统。这类仪器最大的优点在于一机多能, 它 一方面能取代传统的记录仪、示波器、刺激器、前置放大器等设备, 完成对标本的刺激和记录各 种生物信号, 另一方面计算机本身还具备对数据强大后的处理能力。在综合考虑仪器工作能力、 硬件性能、软件亲和性、软件开放性及周边兄弟单位配置情况和价格等情况后, 我们引进了国内 某公司生产的 Medlab生物信号采集系统用于学生实验的主设备。 � � 二、实验室运行体系建设 (一) 精炼实验行为规范 实验室的高效运转必须有一个可遵循的准则, 我们为实验参与者制订了各种实验行为规范和 制度, 如学生实验室守则、安全卫生制度、实验室开放工作制度、药品 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 、器械损坏和丢 失赔偿制度等, 这些制度为我们实验室的正常运转提供了有力保障。但对学生而言, 详细掌握这 些制度的内容显然过于繁琐, 从而达不到制订这些规范和制度的目的。所以我们对进入实验室工 作的学生在要求了解上述规章的基础上将其精神归纳为八个字 �独立思考, 恢复原样�, 即学生 进入实验室工作应始终注意保持独立思考, 对于实验室卫生、仪器、器械等要求恢复原样, 谁使 用谁负责。同时, 我们实验室还引入了一个交替督查制度来保障仪器设备的 �复原率�, 即学生 进入实验室之后首先对仪器设备情况根据每一小组的记录本进行核查, 出现不正常情况及时报告 教师, 由教师根据登记本去对上次使用本组设备的同学作出相应的处理, 相应表现记入平时考核 成绩。 (二) 引进半开放式实验教学体系 半开放式实验教学法是指每一次实验教学课中, 只向学生提供一个基本实验条件和相关实验 知识的实验环境, 而其余由学生自主确定和解决[ 6、7]。首先, 构筑畅通的信息通道。利用校园网 为课程建立一个网页作为实验教学信息发布及实验管理平台, 其内容涵盖实验教学的 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 、实验 教学计划、实验项目、疑难解析、各种 规章制度 食品安全规章制度下载关于安全生产规章制度关于行政管理规章制度保证食品安全的规章制度范本关于公司规章制度 、实验教材和参考资料、实验基本操作的录象资 料、演示实验等方面, 还提供了学生与教师联系的方法和交流途径, 从而保证信息在整个教学过 程处于开放和透明状态。其次, 提供自助式的实验条件。将实验常用器械分门别类地分放到各个 实验平台, 由学生实行自主管理 (使用、清洗、保管) 并实行严格的登记制度。在实验过程中发 生器械的损坏必须及时报告教师并由教师及时补充相应的器械, 以保证实验教学能有序的进行。 第三, 优化实验项目。整个实验教学分为基础训练和综合训练二部分进行, 对研究手段相近的实 验项目整合为一类实验, 每一堂实验课进行某一类实验内容的训练或探索, 在实验项目中均设置 一些不确定因素供学生进行探索; 第四, 倡导启发式教学方式。教师讲解侧重于基本理论、基本 知识的融会贯通及基本技能的经验性提示和这一类实验方面方法学讲解, 实验过程中采用引导式 来解决学生操作中遇到的问题, 实验完成后适时提出一些问题供其思考。第五, 计算机和局域网 技术的应用[ 8]。计算机生物信号采集系统在完成对数据的采集后, 实验小组组间数据利用 �网 上邻居� � FTP� 等局域网技术提供数据共享以作平行对照, 并利用计算机对实验数据进行定量 化分析, 按小组完成实验报告后, 从网上提交给教师, 教师在计算机内批阅后及时将意见反馈给 相应的人员。实验结束后, 教师将本学期实验原始数据 (实验曲线等) 和实验报告按选课班级刻 盘存档。 (三) 按实验项目实行实验室开放 �75� 高等理科教育� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 动物生理实验室建设及其在人才培养中的作用 对实验室进行开放是现代教育理念在实验教学中的重要体现[ 9、10、11]。本实验室能够开设的 实验项目均填写 �实验计划表�, 内容除了常规的目的、原理、仪器、器械和试剂等基本信息外 还着重指出本实验限制因素 (如季节、实验对象、条件等) 和本实验费用估算。实验计划表通过 各种信息渠道向全校师生公布, 以实验计划表为基础向所有的学生进行开放。有兴趣的学生均可 通过与实验教师联系后进行自己感兴趣的实验, 对于开放性实验的学生结合学生兴趣爱好和实验 技能实行差别化的指导, 如初学者以强调基本技能训练为主而对于己掌握一定生理学知识的学生 则以综合性和探究性训练为主。 � � 三、促进人才培养的体会 (一) 良好的实验室环境有利于提高学生学习兴趣和培养创新能力 首先, 良好的实验环境会增强学生的自信心和自豪感, 使他们热爱所学专业, 愿意进入实验 室进行训练, 对学习产生浓厚的兴趣, 增强学习的积极性、主动性。其次, 长期在布局合理、设 备精良、管理得当、秩序井然的实验环境中工作, 能使学生潜移默化并养成良好的实验习惯, 提 高学生的实验效率和实验室工作素养。第三, 优美实验室环境能使人心情愉快, 精神焕发, 从而 提高学习兴趣和主动性, 激发其创造性思维的产生和对科学奥秘的探索精神, 为创新意识的培养 打下良好的基础。 (二) 先进的仪器设备促进了教学改革的加速进行 创新能力、创新精神的培养离不开现代化的实验教学条件。从我们的实践经验来看, 以引进 先进仪器为契机积极推进教学实验改革不失为一条可行之路。引进先进的仪器设备, 主要是促进 我们尽快建立新的实验思想, 掌握新的实验技术, 实践新的实验方法。以计算机辅助生物信号采 集处理系统为主的先进的实验仪器设备的引入, 为进行实验教学改革和学生创新能力的培养奠定 了一个坚实的物质基础, 其强大的工作能力使得人们能做许多过去很难完成的比较复杂的工作, 这极大地丰富了我们实验教学手段, 拓展了我们的实验教学思路, 也激发了学生的创造性思维, 并为解决问题能力的煅炼培养提供了强大的物质保证, 经过一个阶段的学习和训练, 基本达到了 培养学生创新能力的目的。 (三) 现代教育技术引入, 提高了教学效果 现代教育技术通俗地说就是指以计算机为基础的信息技术在教育、教学中的应用。我们在实 验教学中利用网络条件构筑信息通道, 利用计算机技术和网络平台来参与实验室的管理, 利用多 媒体技术为实验教学提高信息传递效率, 使用计算机生物信号采集处理系统来为实验采集数据并 利用计算机强大的后处理能力来分析数据, 利用局域网技术来提供组间数据共享, 利用计算机来 完成实验报告的撰写、提交和评阅。这些基于计算机的现代教育技术的广泛使用, 从某种意义上 已使动物生理学实验实现了与信息技术的完美结合, 整个实验平台均基于计算机来完成所有的工 作, 从而极大地激发了学生的学习热情、开拓了学生的思路、发掘了学生的创新意识, 亦为进一 步展示学生的创意、实践学生的想法提供了技术条件, 最终达到提高教学质量、完成素质教育的 目的。 (四) 培养了团队精神 知识经济时代, 合作是维系知识创新、社会发展与进步的重要基础, 倡导合作是新时期的客 观要求[ 12]。一项重大的研究, 往往是由众多研究人员和技术人员组成的集体来完成的。作为一 个科研工作者, 必须要有团结协作、互帮互助的精神, 也就是通常所说的 �团队精神�。但目前 的大学生往往缺乏协作精神。我们在实验教学过程中倡导的按类进行实验加大了实验工作量, 从 而需要多人协同进行才能完成。实验内容设置探索性内容供组内协作解决, 提供自助式的实验条 件、实验数据共享以作平行对照, 以实验小组为单位撰写实验报告和以实验小组为单位进行考核 �76� 高等理科教育� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2006年第 4期 (总第 68期) 等等措施的施行, 有力地促进了实验者之间团结协作精神的培养。 (五) 实验教学新理念的落实促进了学生创新能力的培养 现代教育强调 �以人为本�, 即能力素质的培养必须考虑学生的个体差异, 实验教学必须尊 重这一客观事实[ 13]。以现代教育思想为指导, 改革以教师为主体的传统教育方式, 调动学生主 动参与学习活动, 培养适应科学技术发展的新型人才, 这是教育改革的趋势。实验教学的主要目 的是培养学生获取知识和解决解决问题的能力, 为使学生尽早树立 �探究� 式思维以适应今后的 学习和工作, 我们在实验教学中变传统模式的 �授人以鱼� 为新型的以能力素质培养为目的的 �授人以渔� 的模式: 构筑畅通的实验信息通道为学生主动地去索取相应的知识; 实验过程设置 不确定性内容; 带教老师采用引导式来解决学生操作中遇到的问题并在实验过程中有针对性的提 出一些思考题, 来引导学生发现问题、思考问题和发展问题, 从而帮助学生消化吸收教学内容等 等半开放式实验教学体系措施, 为学生的能力素质培养留下了较大的空间; 在满足正常教学有序 进行的同时实施实验室开放, 从而充分利用了实验室资源, 在一定程度上变学生 �被动式� 实验 为 �主动探索式� 学习。实验室开放在发挥实验室的潜力和效益的同时实验了实验教育向分层 次、多元化教学发展, 向能力素质教育转变。我们在实验教学过程中上述措施和方法的实施, 更 加充分地发挥和保障了学生在实验教学中的主体地位。 实验室是实践创新设想、产生创新思维和培养创新能力的重要场所。我们必须站在 21世纪 的战略高度, 转变教育思想和教育观念, 大力加强实验室建设, 大胆改革课程体系、教学内容和 教学手段和教学方法, 锐意创新, 以培养大批适应国民经济和世界经济发展要求的基础扎实、知 识面宽、能力强、素质高且具有创新精神和创新能力的建设者。可以预见, 随着培养学生创新精 神和实践能力为目标的实验室的建设, 在培养学生综合素质和创新能力, 以及适应当今社会飞速 发展和科技不断进步方面, 必将发挥出极其重要的作用。 参考文献: [ 1] 齐虹, 张选利 � 高校应给予学子什么 [ J ] �高等理科教育, 2004, 54 ( 2) : 107- 109� [ 2] 王煌 � 创新是推进实验教学和实验室建设的密钥 [ J] � 实验室研究与探索, 2004, 23 ( 4) : 1- 4、13� [ 3] [ 9] 陈达银 � 创新实验室建设中几个问题的探讨 [ J] � 实验技术与管理, 2005, 22 ( 1) : 9- 12� [4] [ 8] 逮家辉, 孟庆繁, 陈亚光, 等 � 现代教育技术在实验教学中的应用 [ J] � 实验室研究与探索, 2004, 23 ( 11 ) : 67- 69� [ 5] [ 10] [ 13] 许国安, 徐华成 � 深化实验教学改革 � 注重对学生能力的培养 [ J] � 实验技术与管理, 2003, 20 ( 2 ) : 112- 115� [ 6] 刘幸福, 吴元喜, 余龙江, 等 � 在实验教学中, 试行 � 以学生为主体� 的教学模式探讨 [ J ] � 实验技术与管理, 2002, 19 ( 3) : 114- 116、123� [ 7] [ 11] [ 12] 王金发, 戚康标, 何炎明, 等 � 开放式实验教学的创新性与实践效果 [ J] � 高等理科教育, 2003, 53 ( 6) : 51- 54� �77� 高等理科教育� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 动物生理实验室建设及其在人才培养中的作用