“科研-教学-社团”一体式实验室管理模式探讨

陈露霏, 项董芳, 王艳伟

(温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州　325035)



“科研-教学-社团”一体式实验室管理模式探讨

陈露霏, 项董芳, 王艳伟

(温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州325035)

通过对实验室现状及存在的主要问题的剖析,提出以单分子检测与操纵实验室为依托建立“科研-教学-社团”一体式实验室管理模式,主要内容包括:实施开放式教学,引入跨学科前沿知识； 培养应用性创新型人才,挖掘实验室科研新功能； 以实验室为依托,开展学生社团活动,增添实验室人文气息。

实验室管理模式； 科研新功能； 开放式教学； 学生社团

实验室是教学和科研的重要场所，是培养人才创新思维和创新能力的重要基地。实验室的运行机制、管理模式对于合理资源管理、提升实验室的整体水平有着极其重要的作用[1-3]。本文以温州大学生物单分子检测与操纵实验室为例,分析了高校实验室管理、运行中存在的问题,并针对现存的问题提出了以单分子检测与操纵实验室为依托建立一体式实验室管理模式[4],对“科研-教学-社团”一体式实验室管理模式进行了实践和探讨。

1　目前教学现状及存在的主要问题

1.1开放时间不足,教学资源浪费

由于高校实验室中仪器规格普遍较高、价格昂贵、操作复杂,一般只对有实验课程的学生开放,在教师以及实验员的监督与指导下实验,以保证设备运行安全。这种规定看似“合理”,其实违背学生求知探索的愿望,是对教学资源的大大浪费。同时,由于不合理的排课方式导致学生自由支配的课余时间缺乏,难以接触和走进实验室,有些大型仪器的利用率不高。在单分子检测与操纵实验室,实验部分耗材的昂贵以及学生自身空余时间的较难掌控,一定程度上限制了学生进行实验,导致实验仪器利用率不高,资源浪费。

1.2实验作为课程的附属,实验室功能单一

一般高校实验室功能仅限于本科生实验教学以及研究生、教师的科研,实验室功能单一。而在教学中又往往把实验作为课程的附属,实验课一般是学生先预习实验,教师在实验室讲解实验原理、具体操作方法、实验中要注意的问题及数据处理方法,然后学生按照教师所讲实施实验,实验完成后由教师审查实验数据和批阅实验报告的流程形式[5]。在这种形式下,实验室无法充分发挥其功能。

1.3实验室建设没有充分体现以人为本

实验室建设不仅仅是实验仪器的采购、安装、维护以及实验项目操作安排等,人文建设也是实验室建设的重要组成部分。在实验室进行实验的过程中也希望感受到人文关怀,如果实验室内太严肃,那么学生在单一的实验中会感觉单调而没有兴趣,影响学生动手实验的积极性。因此应增添一些除实验研究外的师生互动,实验室内除必需的实验仪器及药品等,也应该有花花草草的装点。

2　教学改革思路及实施

结合高校实际情况,我们提出了“教学-科研-社团”一体式实验室管理模式,增加实验室功能,实现实验室教学资源的充分开发与利用。

2.1实施开放式教学,引入跨学科前沿知识

用“研究性”“开放式”的教学理念取代“验证性”“封闭式”的实验教学理念[6],增加跨学科的前沿知识内容,丰富拓展学生知识结构,提升学生学习兴趣,将“研究性”“开放式”的教学理念切实运用到教学过程中,重视启发式、探究式教学方法的运用。

2.1.1实现教学观念转变

教师的教学观念决定教师的教学行为,同时影响着学生学习的观念和效果。为改变“实验室功能单一,实验课形式化”的尴尬现状,需要彻底转变教师教学观念,摈弃“重理论、轻实验”的传统思想,突出实验在培养学生实际动手与思考力中的重要性[7]。实验室作为培养学生的创新精神和实践能力的基地,要以运用已有知识解决现实问题为目的,体现以学生为中心,教师为主导,注重理论联系实际的教育理念。用“研究性”“开放式”的教学理念取代“验证性”“封闭式”的实验教学理念,使实验教学发生根本的变革[8-9]。

2.1.2实现教学内容转变

随着社会的发展,各种学科间不再局限于单纯的某一领域的研究,而是跨学科,跨领域研究。当代重大科学发现与技术发明项目,无不是由具有庞大实力的科学共同体、集合各学科的新成果,综合各学科的新成就而完成的[10]。如DNA分子结构解译,人工智能、纳米技术、宇航技术的成功开发,都离不开自然科学、技术科学、人文科学的协作攻关。

生物单分子检测与操纵通过物理的知识与方法来探究生物过程的本质,是一门具有很强的综合性、实用性的跨学科技术,温州大学生物单分子检测与操纵实验室将此实验内容引入教学,作为本科生的近代物理实验内容,可以拓宽学生知识体系,让学生体会物理学科与生物学科以及医疗等领域的巧妙结合,增加学生的学习兴趣以及实践应用能力,是素质教育中综合课程观的体现。

2.1.3实现教学方法转变

将“研究性”“开放式”的教学理念切实运用到教学过程中,实现教学方法转变。把实验课堂还给学生,让学生自己利用所学的知识进行综合分析,通过各种途径查寻资料、设计实验方案、进行小组讨论、写出确实可行的实验设计方案,教师则对学生提交的实验方案可行性把关。实验过程中,实验教师始终与学生在一起,及时把握实验动态,发现实验过程中的问题、纠正不规范的操作,遇到实验故障及时启发学生,引导学生进行分析。

2.2培养应用创新型人才,挖掘实验室科研新功能

改变高校实验室仅限于本科生实验课程以及研究生、教师科研的功能上的单一性,扩大服务对象,为本科生提供科研的平台。充分利用生物单分子检测与操纵实验室的师资、设备资源,为本科生营造一个宽松、自由的环境,给学生自身的创造性和能动性提供广阔的空间,使他们有一个充分发挥想象力和自我表现的机会,培养学生的好奇心和求知欲,保持其探索精神和创新思维,实现实验室资源最优利用,使本科生进校后就进入单分子实验室,感受最前沿的跨学科的实验仪器及实验内容,感受物理与生物的结合奥秘,培养学生学习及科研的兴趣。

2.2.1正规化流程

要发挥好实验室科研的功能,首先要在流程上正规化。图1是温州大学生物单分子检测与操纵技术室学生参加科研项目过程。

图1　本科学生参加科研项目过程

通过上述模式,每年都有10多位学生加入该实验室科研团队,团队承担多项校级课题、实验室开放项目、“挑战杯”项目、“新苗人才计划”项目等。每届学生都有教学教改论文在国家核心期刊上发表,而且有的被评为科创之星等。

2.2.2开展小组合作模式,培养学生团队意识

当今社会,竞争与合作并存,具备积极合作精神和有效的人际交往技能是现代人高素质的一个重要标志[11]。在实验室科研过程中开展小组合作的研究模式,不仅有益于课题研究的开展和发挥每个学生的特长,更是为了培养学生的合作意识和团队精神,使他们在与同伴分工合作、共同努力、提出问题、制订方案、收集信息、寻找答案、完成研究课题的过程中,学会如何倾听别人的意见,如何表达自己的观点,如何与别人达成一致,如何分享共同的成果等。大学生在合作中发现其他人的重要性和团体的力量,养成尊重他人、重视他人、学习他人的习惯,形成团队协作精神。

2.2.3创设平台,让学生自己发现、解决问题

实验室科研给学生营造一个宽松、自由的环境,给学生自身的创造性和能动性提供广阔的空间,使他们有一个充分发挥想象力和自我表现的机会,是培养学生的好奇心和求知欲、保持其探索精神和创新思维的平台。例如生物单分子检测与操纵技术为学生提供全新的研究方法的同时,学生在研究学习过程中,可以根据实验的需要对一些装置等进行开发、改进,锻炼动手操纵能力,培养创新意识。图2为学生自己设计电泳装置并改进的过程,在此过程中学生学到很多东西。

图2　电泳装置简图

2.3以实验室为依托,开展学生社团活动,增添实验室人文气息

社团作为高校学生课余活动的重要形式,主要以学生自主开展活动为主,在丰富学生社会实践、提高学生自主动手能力等方面有着重要作用。将实验室与高校学生科创性社团进行紧密结合,是发挥实验室社会服务功能,提升实验室人文精神的良好途径。

以温州大学“物理创新园”社团依托单分子检测与操纵实验室开展社团活动为例,如社团开展带领中学生参观本实验室,提高社团成员语言交流、人际交往能力,同时将前沿科技知识普及给中学生,培养中学生对科学的热爱与兴趣,践行实验室的社会服务功能。社团与企业之间交流,社团成员进企业参观,企业成功人士进实验室宣讲,增加实验室与社会联系,增加社团在校生的社会经验,拓宽就业择业渠道。为其他高校提供检测等服务,增进高校间的交流。

2.3.1科创型社团的建立

高校学生社团是由部分学生因共同兴趣、爱好和特长,自愿申请参加,按照一定的形式组织起来,并经过必要的申报审批手续形成的部分学生的群众性组织,是高等学校学生自我管理、自我发展的一个重要的阵地,也是高校第二课堂的重要组成部分。其中科创型社团较其他社团更为特殊,其活动主要以科创活动为主,较强的专业要求和科学的严谨性都要求此类社团配备专业的指导老师以及有关仪器设备。但是目前很多科创型社团由于缺乏这些专业的资源基础导致社团开展的活动可以说并不是以科创活动为主,而是以科普、宣传知识为主,这样它们的性质不能得到充分的体现,掩没了其应有的功能。

我们把实验室与科创型社团相结合,一来实验室可以为科创型社团提供专业的仪器设备资源及活动场所,使科创型社团真正发挥其应具备的功能,二来科创型社团可以为实验室输送新的兴趣人才,体现以人为本,并提高实验室资源的有效利用,将实验室资源利用最大化。两者可以进行有效的互补,成了两者必然结合的重要切入点。

2.3.2科创型社团的运作

科创型社团的活动主要以科创活动为主,旨在提高学生动手实践、科研创新的能力。以温州大学物电学院科创型社团“物理创新园”为例。新学年,“物理创新园”依托单分子检测与操纵实验室,将以参观实验室、专业指导人员介绍实验室实验的活动为引线,带领社团成员走进科研世界,并对有兴趣参与进一步实验的学生开放实验室,将动手实验操作单分子实验的活动作为社团常规活动,同时辅以科创类讲座等宣传类活动的举办,使社团活动具备较高专业性,在行使高校学生社团基本作用的同时发挥出科创型社团的真正功能,使对科研感兴趣的社团成员在社团活动中真正接触科研,真正提高动手实践、科研创新的能力。

现社团在王艳伟老师的指导下发展成员42人,社团人员通过社团活动都对实验室的情况都有了大致的了解,并有4名社员参与实验室项目。

2.3.3科创型社团与实验室结合,带动校企结合

参与与实验室进行结合的科创型社团,真正接触科研活动后,能够进一步挖掘和培养当代大学生的科创兴趣与科创意识,提高其动手实践、科研创新的能力,这是当代大学生所缺乏的能力,也是高校和社会重视的能力。这些能力的提高,大大提升了大学生的自身素养,对其未来的就业与发展有着不可忽视的作用[12]。其次,加入实验室有利于学生自身科创方向的发展,也有利于高校校园科创文化氛围的营造。

“教学-科研-社团”一体式实验室管理模式的具体实践方案可用图3进行概括表示。

图3　“教学-科研-社团”一体化实验室管理模式示意图

3　结语

我们通过对实验室目前教学现状及存在的主要问题的剖析,提出了实验室管理模式改革理念及思路,探讨出了实验室教学具体实践方案——“科研-教学-社团”一体式实验室管理模式。这一管理模式能够有效解决高校实验室目前存在的部分问题,为增加实验室功能多样化、实现实验室教学资源充分开发利用提供了可行方案,充分发挥了实验室的功能,提高了实验室的综合效益,能够有效满足培养新型人才和知识创新的需要,是与新形势相适应的实验室管理模式。

References)

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Discussiononintegratedlaboratorymanagementmodeof“Research-Teaching-Ccorporation”

ChenLufei,XiangDongfang,WangYanwei

(SchoolofPhysicsandElectronicInformation,WenzhouUniversity,Wenzhou325035,China)

Thispaperdisscussestheseproblemsandputsforwardthenewlaboratorymanagementmode,whichisbasedonsinglemoleculedetectionandmanipulationlaboratory.Itistheintegratedlaboratorymanagementmodeof“Research-Teaching-Corporation.”Maincontentsincludetheimplementationofopenteachingandtheintroductionofinterdisciplinaryknowledge;cultivateinnovativetalents,andexcavatethenewfunctionoflaboratory;carryouttheactivitiesofstudentassociation,andaddthehumanisticatmosphere.

laboratorymanagementmode;newfunctionofscientificresearch;openteaching;studentassociation

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.07.065

2016-01-11修改日期：2016-03-03

国家自然科学基金资助项目(11304232)；温州大学教学教改项目(15jg16)；浙江省新苗项目；温州大学创新创业项目(JWDC2014047)；温州大学实验室研究开放项目(15SK33A)；温州大学物理与电子信息工程学院科研课题

陈露霏(1995—),女,浙江绍兴,本科生

E-mail：clfdeyx@163.com

王艳伟(1981—),女,浙江温州,博士,讲师，主要研究单分子技术的检测与操纵.

E-mail：wangyw@wzu.edu.cn

G482

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1002-4956(2016)7-0253-04