构建创新实验室提升医学本科生创新能力

2014-04-10程世红马旭炅宋焱峰任银祥景玉宏

实验技术与管理 2014年2期

程世红，马旭炅，宋焱峰，任银祥, 景玉宏

(1. 兰州大学实验室与设备管理处，甘肃兰州 730000； 2. 兰州大学基础医学院，甘肃兰州 730000)

研究型大学的显著特点是对学生创新能力的培养与提升[1-4]。研究型大学要求教师具有良好的科研素养，具有把握学科前沿的能力和科学探索能力。这一优势在教学中得到转化和体现，从而促进教学水平的提高[5-6]。研究型大学的本科教学，不但要使学生基础扎实，同时要注重学生创新能力的培养。作为“985工程”综合性高校的医学生，不但要注重“三基”训练，同时也要了解学术动态，把握学术前沿，学习科研方法和思路，培养良好的科研素养[7-8]。

兰州大学基础医学院的前身是兰州医学院，最初作为二本院校，以教学为主。与兰州大学合并后，学校面向全国招生，招生分数线和兰州大学一致，医学定位也从最初的以教学为主向教学、科研并重转变，并进而实现向研究教学型的跨越。因此，精品化教育、创新能力培养也成为医学教育的宗旨和目标。为了加强对学生创新能力的培养，基础医学院通过以下措施，短期内取得了较好的成效。

1 创建本科创新实验室的必要性

(1) 医学发展的需要。医学院已有的实验室主要是以学科为单位，以完成基础实验为目的，实验室的建制和仪器设备配置参照的是20世纪80年代的标准。现代医学的发展日新月异，新概念、新方法不断涌现，但实验教学条件依然是30年前的水平。经典的实验虽然在现代医学教学中必不可少，但难以体现医学科学的最新成就，这也是新课程改革必须面对的问题。创新实验室建设可以弥补传统实验教学的不足。

(2) 医学教育目标的需要。医学教育不仅需要临床技能培训，也需要培养学生的科研精神和创新能力，不仅仅是继承，还需要创新。因此，在本科医学教育中，要培养学生提出问题、解决问题的能力，这也是医学教育的目标所在[9-10]。

(3) 创新思维和创新能力培育的需要。培养创新思维、创新理念是现代教育的核心思想之一，教育的全部功能是人的智力开发和全面提升，从而培养出对学科具有一定推动能力的人[11-12]。医学教育需要提供给学生创新思维、培养创新能力的机会，创新实验室的建设可以为学生提供这样的平台。

2 本科创新实验室的功能和建设目标

创新实验室的建设目标，是在完成传统实验教学的基础上，根据学生的兴趣，以项目为载体，由指导教师和学生共同组建团队，完成创新实验项目。创新实验室提供研究场地、实验仪器，通过完成创新项目，了解学科前沿、培养科学素养、熟悉科研过程。

构建创新实验室的目的是为了保证本科生创新实验及综合性实验的完成。因此，在注重创新、注重前沿科研成果的基础上，也根据目前医学研究的主要方法来确定实验室的功能，并根据主要研究方法配置实验仪器设备，提高实验室使用效率。

创新实验室的构成及布局需要打破学科界限，以生命科学研究的主要技术和方法作为功能区块。目前学院已经建成8个创新实验室，从动物模型到细胞模型，从整体行为到分子解析，形成多层次的研究平台。

(1) 行为学研究室。拥有水迷宫、穿梭箱、跳台、旷场实验、疲劳转棒等测定大小鼠学习记忆、肌张力、痛敏、条件反射等经典行为的测试装置。

(2) 动物模型制作室。配有小动物呼吸机、热板，手术显微镜、脑立体定位仪、微透析系统、小动物脑定向手术包、小动物灌注手术包、小动物心脏手术包、小动物取材装置，可以满足大小鼠手术、模型制作及取材的需要。

(3) 形态学研究室。配有石蜡切片机、振动切片机、冰冻切片机、烤片机、染色台等。

(4) 图像处理室。配有正置及倒置普通及荧光显微镜、凝胶成像仪、图像采集系统、图像分析软件。

(5) 细胞室。配有通风厨、生物安全柜、倒置显微镜、离心机、二氧化碳培养箱、细菌培养箱、灭菌仪、纯水仪等常用设备，可以完成细胞培养、细胞常规实验的需要。

(6) 分子生物学研究室。配有酶标仪、电泳设备、PCR仪、各类摇床、不同规格的离心机、细胞转染系统等。

(7) 分离提取实验室。配有细胞破碎仪、干燥仪、离心机、制冰机、匀浆器等。

(8) 资料室及讨论室。保存本科创新实验的实验记录、结题报告、仪器的使用登记等，同时也提供学生讨论的场所，学生可以翻阅历届创新实验成果。

3 提升创新实验室管理的途径

3.1 集中管理，开放使用

创新实验室隶属于医学本科实验教学中心，由实验中心统一管理，开放使用。实验室尽可能地为全体师生提供教学、科研和学习的方便，提供良好的实验教学环境，保障教学活动正常有序地进行，每个实验室都由专人负责培训及管理。

根据学科的特点和项目特点，将实验室管理和运行模式分为实验场所管理和设备管理两个层次。具体方法是：创新研究小组在使用实验室的前一学期末提出使用申请，申请内容包括研究内容、人数、需要实验室数及所需要的仪器设备等。教学实验中心依各创新团队提出的申请统筹安排，提供实验场所和常规仪器设备。实验室使用期间由创新团队及指导教师负责管理，使用完毕再移交给教学实验中心。

3.2 以人为本，加强培训

创新实验室仪器的使用者，均需要经过培训。由实验中心的教师根据项目所涉及的仪器对使用者进行培训，使用者操作培训合格后方可单独进入实验室工作。

学生进入创新实验室，应严格遵守实验室的各项规章制度，这些制度包括工作人员守则、剧毒物品管理办法、防火安全规定、安全保卫制度4个方面。学生在进入实验室前必须认真学习各项规定，尤其强调安全意识，坚决杜绝各类事故的隐患，避免事故的发生。

学生必须在实验负责导师、技术人员的指导下进行实验活动，并认真撰写实验报告，对实验项目的创新点、实验数据采集记录、实验操作过程、实验结果、收获与体会等进行认真总结。实验报告由实验指导教师签字，作为考核开放实验室的依据。

4 本科创新项目的带动作用

目前学校已经形成了完善的三级项目申报及扶持体系。学院每年大约支持20个创新项目；学校支持校级创新项目约20个，支持国家级创新项目10个左右。

医学本科生可以自己组建团队，选择指导教师，确定研究项目及实施方案。批准立项的研究项目可以在创新实验室完成。大学生开放创新实验室面向本科生的创新实验开放，进行教学大纲项目以外的实验。学生可以随时了解开放创新实验室运行状态，自主申请创新实验项目，不受时空的限制。实验室为学生的科研活动提供了最大的便利，确保创新项目的完成。对于完成出色、有肯定成果的创新项目，鼓励申报专利、撰写高层次的研究论文，以形成带动和示范效应。

(1) 以项目为依托，积极申报国家创新项目，培养本科生创新能力。对于有一定前期研究成果的项目，创新实验室支持学生申报教育部本科生创新项目，在项目的遴选、项目书的撰写、可行性分析等方面给予指导意见，并结合创新实验室条件，对研究方法做出评估和调整建议。

(2) 积极申报校级创新项目，培育国家创新项目。对于项目新颖、操作性强、研究目标明确的项目，创新实验室支持其申报校级创新项目。在完成前期工作的基础上，经过选择，进一步培育进展好的项目，争取申报国家级创新项目。

(3) 积极申报院级创新项目，培育校级创新项目。对于申报校级及国家级创新失败的项目，创新实验室组织教师进行遴选，并提出修改意见，申报院级创新项目。在创新实验室完成初步工作以后，进一步培育校级创新项目。

通过三级创新项目支持体系，每年进入医学创新实验室的研究团队达到50多个，学生200余人。对于那些有志于研究的学生，基本都可以获得这样的机会，惠及人群较为广泛。目前兰州大学本科创新项目已经成为兰州大学本科创新教育的一张“名片”。

5 开设综合性、创新型实验

除了创新项目的带动作用外，近几年，基础医学院在大学3年级学生中开设了综合性实验。综合性实验作为选修实验，学生可以自己选择实验项目、自己组建团队，每年创新实验室均公布当年开设的综合性实验名称。每个研究所每年都可提供若干综合性实验，并针对医学3年级学生公开招募，每年基础医学院大约可以提供20个综合性实验项目。这些实验均在创新实验室完成。

综合性实验的开展对教师提出了更高的要求，对教师综合素质的提高有明显的促动作用。特别是对实验中心的技术人员，以前仅仅做一些教学服务和保障工作，现在则独立承担基础医学综合实验与实验设计理论的实验教学工作。所以，教师必须知晓创新实验的重要性和意义，明确教学目标，掌握现代化的教学手段，在实验教学中强调系统性和逻辑性。在教学准备上除了熟悉实验内容、进行反复的预实验、熟悉相关学科的理论知识外，对可能出现的问题还要提出解决方案。

实验前，教师要逐项检查实验器材是否齐全、性能是否良好、实验试剂是否摆放到位以及多媒体设备运行是否正常等，以确保实验顺利进行。在设计性实验的实施过程中，教师还必需综合多方面因素，给定学生实验题目和研究方向，让学生对实验的步骤和方法等进行设计。在自主性实验中，因为在实验设计过程中必然涉及到多个学科实验内容、实验技术和相关的理论知识，这就要求教师必须不断学习新知识，勤于查阅国内外的最新文献，特别是对跨学科、跨领域知识的学习。教师只有用丰富深蕴的知识来武装自己，提高自身的知识水平和业务素质，提高科研能力和水平，才能胜任培养高素质医学人才的任务。