高校动物生物技术实验室创新模式初探

赵淑琴

摘  要 一直以来，国家对动物生物技术实验室的重视和投入不足，使这一领域缺乏长远规划，实验室管理混乱，实验仪器不能高效率利用，实验课程内容比当前科技水平远远滞后等。这些问题严重影响了动物生物技术创新人才培养的目标。要解决这些问题，必须从转变观念入手，改革创新实验室的管理体制，构建新的实验教学体系，合理利用人才，最终达到培养动物生物科学领域前沿高级复合型科学技术人才的目标。

关键词 动物生物技术实验室;实验室管理;实验仪器;科学技术人才

中图分类号：G482    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）14-0017-05

Abstract All this time， The state has not paid enough attention and input to animal biotechnology laboratories， and makes this area lack of long-term planning， chaotic laboratory management， and ineffi-cient use of experimental instruments， the experiment course content is far lagging than the current level of science and technology， etc. These problems seriously affect the goal of cultivating innovative talents in animal biotechnology. In order to solve these problems， must start from changing ideas， reform and innovate the management system of the laboratory， build a new experimental teaching system， make rational use of talents， and finally achieve the goal of cultiva-ting advanced composite scientific and technical talents in the field of animal biological sciences.

Key words animal biotechnology laboratory; laboratory manage-ment; experimental instruments; scientific and technical talents

1 前言

動物生物技术实验室是国家面向现实需求，以农业动物重要经济性状主效基因为目标的动物功能基因组学研究及动物遗传育种新技术、动物营养生殖生理、人类疾病模型和医药工业、胚胎工程研究等作为主要方向设立的科研重地，培养动物生物科学领域前沿承担创新研究和管理工作的高级复合型科学技术人才。动物生物技术实验室与其他实验室不同，动物传染源的处理、实验过程中产生的有毒有害废物的处理等，不仅影响实验者自身安全，还影响周围人员甚至更广大范围人员的安全。实验室作为高校发挥基本职能的重要载体、培养人才的重要基地，一方面，其管理体制的合理与否将直接关系到人员的安全，人力、物力、财力的利用效率，科研水平的高低及为社会国家做出的贡献[1];另一方面，其建设水平和运行效率在很大程度上直接反映了高校的教育教学水平。如何高质量高效率管理实验室以适应高等教育发展的需要，是高校管理者应该认真思考和研究的问题。

2 高校动物生物技术实验室管理现状分析

对动物生物技术实验室的重要性认识不充分  由于受传统观念的影响，我国的教育长期以来重理论、轻实践，人们一直把实验教学当成理论教学的辅助，只是验证理论的手段，把实验室作为理论教学的第二课堂，实验教学没有得到应有的重视。随着科学技术的不断发展，生物学、医学、公共卫生学、环境保护和野生动物保护、基因工程、人类疾病模型和医药工业等方面的发展越来越受到重视，已成为国家经济和社会发展的关键因素。动物生物技术实验室作为研究主题的重要场地，发挥着不可或缺的重要作用。

虽然目前高校教育管理者认识到了动物生物技术实验教育的重要性，不同程度地强化了实验教学，但是从根本上仍然对实验教学重视不够。从实验教学的设计到实验室建设规划、资源配置，再到实验室管理、队伍建设、科研项目的申报、实验室功能的开发等，仍存在重理论、轻实验的状况[2]，导致师生对实验教学积极性不高，设计性、科学研究、探索性实验少，被动传授和被动接受仍是目前实验课的主要形式[3-4]。这种状况如不及时解决，高校培养能在动物生物科学领域前沿承担创新研究和管理的高级科学技术人才的目标将难以实现。

动物生物技术实验室管理中信息不共享  信息是经济学中的一个理论，一般是指在市场经济活动中，各类人员对信息的了解有差异，掌握信息比较充分的人员，往往处于比较有利的地位，而信息贫乏的人员则处于不利的地位。信息共享则可以更加合理地达到资源配置，节约社会成本，创造更多财富的目的。这一理论同样适用于动物生物技术实验室的管理。

目前，我国高校的实验室一般隶属于各个院系，因而各个实验室相互独立。实验室之间缺少横向联系，学校又缺少统一管理，更没有一个提供资源共享服务的信息渠道和技术平台，这就产生信息不共享的问题。

1）动物方向类实验室与实验室之间信息不共享。各实验室相互封闭，彼此不能充分了解或共享对方的资源，相似的专业设置几近相同的实验室，导致实验室规模较小，购置相同的常规设备，其结果是实验设备利用率低、资源闲置、浪费巨大，一些较先进的仪器却无力购买，影响实验设计。

2）学校实验室基本信息公开不充分、不平衡。由于学校尚未建立健全实验室公开制度，导致部分教师、学生无法获取学校实验室的全部信息，因而无法进行最优选择。公开信息的实验室利用率较高，信息公开不充分的利用率低，甚至部分实验室长期处于闲置状态。

由于历史办学原因，各院系实验室的设置仅仅针对本专业、本课程教师和学生完成教学任务。而目前随着办学理念的不断优化与创新，各大高校都以创办综合型大学为目标，知识的交叉、互相融合在具体实验中体现得越来越明显。因此，学校现有实验室承担综合的大型实验任务的可能性较小，学生受到综合训练的机会少，培养学生综合能力的要求难以满足。

实验室技术力量不足

1）硬件设施方面。

①更新换代严重滞后。一些动物生物技术实验室仍然在使用20世纪八九十年代的仪器设备，实验效率低，准确率也不高，无法满足目前实验的需要。

②实验设备品种单一。大部分实验室在购购置实验设备时，仅仅考虑眼前实验所需，没有对实验室所开展的实验及以后需要开展的实验有一个明确的规划或计划。

③采购先进设备的意识不足。主观上存在满足实验室日常工作即可的思想，害怕采购的先进设备金额高，保养维修费用高，学校资金无法承担。

2）人员配备方面。

①实验室人员考核激励制度不健全。目前尚未建立完善的考核制度，每位实验室工作人员的工作量没有量化，无法评先选优，没有形成良好的工作激励，工作热情和效率不高。

②在职称评定、评优评先方面名额少，比例低[5];动物生物技术实验人员在学习培训、发展提高方面很少有机会。相比较而言，动物生物技术实验人员的待遇较低，危险性较高，还存在被实验动物咬伤和感染疾病的風险。同时，实验教师还要负责学生的安全，责任重大。

这就导致动物生物技术实验室工作人员在工作积极性及稳定性上存在很大不确定因素，从而导致实验教学研究、教学改革缺乏动力，不利于实验室的发展。实验室未来发展情况和能达到的科研水平从根本上讲依赖于实验室工作人员，实验室工作人员的水平、层次及能力直接决定了实验室的未来。然而就动物生物技术实验室教学人员目前的工作状况来看，都仅仅是承担一些日常的教学任务，在学校层面没有给予实验室工作人员应有的培养和投入，对于目前最前沿的动物生物实验技术及仪器都没有涉及，部分实验项目也还停留在20世纪八九十年代，已经远远滞后于当前的科学发展水平，更谈不上独立承担科研项目[6-7]。

动物生物技术实验室资金投入不足  从国家层面来看，每年国家在高校建设上的投入是很有限的，加之我国高等院校教育资金来源渠道少，造成教育经费短缺的情况。而动物生物技术实验是专业基础学科，所能获得的资金支持更是少之又少。究其原因，主要存在以下几个方面的问题。

1）重视程度不够。全国各大高校往往将资金大量投入目前热门学科的建设之中，对于动物生物实验这类的学科投入较少。

2）人均投入较少。近年来，由于高等教育的普及，高等学校的在校人数不断增加，平均到每位学生的实验经费还是非常的拮据。

3）资金浪费情况比较严重。存在重复购买实验仪器和购买的实验仪器使用率不高的情况，主要是动物生物技术实验室相对封闭，实验室管理人员沟通不畅，信息不分享造成的。

4）实验仪器保养维修费用高昂。动物生物技术实验用的仪器大多数构造比较复杂、精密，而学生在操作过程中由于不熟练，往往会对仪器造成损伤，而仪器的维修和保养费用又很高，导致出现为了减少对仪器的损害，降低维修费用，而不让学生使用，仅仅由教师进行示范的现象[8-9]。

动物生物技术实验室开放程度不够  纵观国外优秀的大学，往往都存在一个现象，即实验室都是完全开放的，全天24小时供全校师生使用。这样的规定不但使资源共享最大化，而且极大地调动了师生的实验热情和兴趣，有利于学校发展和技术创新。

而在我国，实验室大多是封闭、不共享的，少数开放的实验室也仅局限于本专业、本学科、本学院的师生使用，这种所谓的开放也只是形式上的开放而已，如使用实验室必须经过本人申请、学院审批、管理人员许可等多项程序，操作烦琐，在一定程度上影响了实验者的积极性，大大降低了实验创新能力。这种模式使得实验室不能真正成为各种学术、科研思想交汇渗透的场所，不利于交叉学科、边缘学科的形成和发展，不能有效发挥开放实验室促进教学科研水平提高的作用[10-11]。

实验室废弃物的处理存在隐患  动物生物技术实验室涉及的实验废物有有毒、有害、易燃、腐蚀的化学试剂，还有大量的动物尸体。目前处理这些实验室废物的方法一般是统一收集到指定地点，定期由学校定期处理。这种处理方式存在一定的安全隐患：废弃物成分复杂，处理难度大;实验室工作人员对于处理废弃物不专业，无法做到安全彻底处理;暂时存放废弃物的容器没有做到完全隔离。

3 对于动物生物技术实验室管理的创新建议

一切科学技术上的创新都有赖于实验的证明，实验作为基础的技术学科，在推动整体科技创新方面具有不可代替的作用，许多发达国家都非常重视实验室建设[12]。可以这么说，实验室就相当于高楼大厦的根基，根基不稳，直接影响到科学技术大厦的发展。所以说优化创新实验室管理模式是每一个高校工作者都应该慎重思考的问题。结合国内外先进管理经验及现状，提出以下建议。

创新实验室管理观念  在我国高校教学中，理论知识与教学实验的重要性是一致的，理论知识要用实验去证明，实验结果也验证了理论知识的正确性。实验教学的目的就在于让理论知识形象化，更有利于让枯燥乏味的理论变得生动活泼，更有利于人们接受。同时，科学实验也更加能调动学生的创造性，让学生能够从实验中获得学习的动力和乐趣，其重要性不言而喻[13]。教学实验也已经慢慢成为培养人才和提高综合素质的重要手段[14-15]。所以，现在要积极改变固有想法，迅速转变思路，大力推进实验室管理改革。把实验教学和理论教学独立开来，和理论教学及其他建设放在同一个高度，给予同样的关注和支持，学习国外的先进管理理念，打破固有的思想樊篱，从实验室的管理思路、体系、机制、手段上进行系统的创新和改革，以适应目前的世界发展趋势，从本质上解决我国实验教学存在的弊端和问题，为高校高水平发展和培养高素质、创新能力强、实验能力强的科技人才打下坚实基础。

创新实验室教学体系  打破现有的实验室管理体系，以人才培养为出发点，建立一个独立完善的教学体系，从而推动实验室管理体系向前发展和完善，促进实验室建设标准化、体系化[8]。创新体系主要就是改变设置实验课的最初目的。从当前实验课设置来看，其目的就是为某个专业或者某个理论课来设置教学实验的内容。而现在就要将实验教学单独出来，自成体系，独立教学，以培养优秀实验型人才为目的，科学合理地安排实验教学的内容及科目，使得每位学生从入学就开始学习如何做实验，培养学生独立的实验操作能力，为学生的发展奠定一个良好的基础。这对于一所学校的发展乃至国家科技水平的进步都会有深远的影响。

1）创新实验教学体系分类方法。在实验教学体系分类上，要紧紧把握目前社会发展的需要及科学技术发展的方向，结合实际情况，合理科学地进行分类，主要遵循以下几点原则。

①坚持以人为本的原则。实验教学的目的就是要培养具有实践能力和创新精神的复合型人才，这是根本出发点。

②实验教学体系分类不能闭门造车，要和其他学科其他专业互融、互联、互助，将实验教学渗透到其他学科之中，最终达到高度融合。所以，在课程体系设计上，就要做到强化专业基础之一实验教学的特点，把以往旧的实验课模式逐渐转变为按大学科分类，按基础课类别设置实验课的新模式。随着专业的不断拓宽，原来附属于专业理论课的各实验课间的壁垒被打破，这便从根本上改变了实验课的从属地位，为实验课的单独设课创造了条件[9]。

2）实现实验教学阶梯化。根据实验内容的难易程度，分阶段设置实验教学的内容。

第一阶段的主要内容为实验基本理论学习及基础技术掌握。教师就动物生物技术实验的基础理论及基本实验操作技能对学生进行授课，通过理论知识和实验教学的相互印证来强化两者之间的联系，培养学生用实验来求证理论的探索兴趣。同时，通过教授学生实验的方法、步骤等一些最基本的实验室操作技能，进一步提高学生的动手能力，强化学生的实验操作能力，为学生在今后进行一些创新性实验打牢基础。虽然目前这一阶段的实验没有被充分重视，但它的作用是非常明显的，有利于学校实验室的发展和壮大。

第二阶段的主要内容为提升能力。学生通过第一阶段的培养，已经基本上具备一定的实验操作能力，第二阶段就是培养学生独立完成实验的能力。在具体授课时，教师有意识地只给出实验的目的，不给出具体的步骤和思路，由学生自己去设计实验思路，设置具体的步骤，配齐所需的实验仪器，锻炼学生的独立实验能力。在这个过程中，学生必须将自己掌握的理论知识加以灵活运用，同时要考虑实验的可操作性。这是对学生全方位的锻炼，不但要求学生具有专业知识的深度，还要求学生具有知识面的广度。通过一次实验，学生可能会用到各方面的知识，可能会学习到新的知识，这对知识的活学活用，提升学生的自学能力和个人素质会起到很好的作用。甚至有可能学生在自己设计过程中想到更有创新性、创造性的实验思路[16-17]。

第三阶段的主要内容为具体实践。到了第三阶段，基本上是一些理论知识丰富、实际操作能力强、具有一定独立完成实验能力的学生，他们完全可以完成一些具有研究性质的小型课题。通过辅助教师或者独立完成一些实际课题的研究实验，可以培养学生求真务实的工作作风、分析解决问题的能力和探索未知领域的创新能力。

在这里需要重点补充的是，各高校应该根据实际情况开设一些公共实验课程，配置专门的实验仪器配备相对齐全的多功能实验室，以便于让对实验感兴趣的学生都有机会参与实验。

3）为实验课提供时间上的保障。据统计，我国高校在设置实验教学课程时都在有意无意地压缩课时量，这与当前的科技发展和创新型、复合型人才培养的理念是相违背的。高校应当适当增加实验课的课时量和学分，让广大教师和学生更加重视实验课。同时，在教师层面，将实验课的工作量不折不扣地计入教师年终考核课时量中，对于在实验教学中取得良好成绩的教师要大力表扬，以此激发教师参与实验教学的热情。在学生层面，加大实验课学分，引导学生重视实验课，认真对待实验课，对于在实验课中成绩优秀的学生，可以给予一定的奖励，营造良好的学术氛围。

创新实验室管理组织机构  目前，动物生物技术实验室的建设方向就是全覆盖、多功能、高效率。全覆盖就是信息和资源的全覆盖，目的就是解决我国高校实验室之间信息不对称、资源不共享的问题[9]。多功能就是实验室的仪器设备要多样化、先进化，能够最大限度满足各类实验的开展。高效率就是提高实验室的利用效率，防止空置、闲置实验室现象的出现。这样才可以形成跨学科的综合科学实验能力，才能满足培养创新型、复合型人才的时代要求，以满足培养各种人才的需要。想要实现实验室的以上功能，就要做到以下几点。

1）在学校层面，成立学校级别的管理机构，按照相互关联度高、有交叉的大类学科优化建立几个功能相对集中的大型校级实验中心，向全校师生开放。同时，合理设置课程及时间，保障相互之间不能冲突。其优势在于扩大了实验室的面积，丰富了实验仪器的种类，提高了设备的利用率，节约了资金投入，便于统一管理，管理人员相对稳定，设备维修维护相对及时，利用率高，有利于实现资源共享[11]。

2）在各院系内设立专业实验室。各院系根据自身优势和学校统一安排，设立专业实验室，重点培养本学科内的专业人才。但是各院系的专业实验室由学校统一管理，各院系只有使用权利，学校负责统筹各专业实验室的使用情况。其优势在于可以实现它们之间的信息、资源统一协调和资源的优化配置，进一步提高使用效率。

3）打破实验室封闭式管理模式。在开放时间上要做到24小时开放，教师和学生可以随时随地去实验室，而不用受到時间上的束缚。在实验对象上要开放，不能因为专业不同就禁止进入实验室，要鼓励不同学科的教师及学生尝试新的实验学科，有利于发散思维的培养。

提升实验室工作人员素质  实验室发展的水平如何，关键在于实验室管理人员，优秀的管理团队、完善的管理制度和管理体系对于实验室至关重要[18]。知识层次高、技术素质过硬的实验队伍建设是目前动物生物技术实验室的努力方向。各高校要在引进高新人才上做好文章。

1）优化岗位职级晋升制度。根据教师所教授的实验课的难易程度、听课人数、课程时间、教学成果等情况综合考虑，结果与职称评定考核相挂钩，将资源向责任心强、爱岗敬业的教师倾斜。

2）细化工作目标责任。每位教师必须承担相应的实验教学任务，完成不好的要提出批评甚至与年终绩效挂钩，完成好的要进行表扬奖励，鼓励大家积极投身于实验教学。

3）加强教师的系统培训。采取请进来走出去的方式对实验教师进行专业培训。一方面，邀请专家学者走进学校举办专题培训，就目前的动物生物技术实验室的专业知识进行培训;另一方面，派出教师参加高水平、专业的各类培训，从根本上提升广大教职人员的综合素质。

4）树立榜样。选拔发现优秀的实验室教师，通过树立典型的方式，让其他教师学习先进，逐步形成以先进为荣、以后进为耻的教学氛围，补齐实验室教学水平短板，促进实验室发展上新台阶。可以设置各类奖项，鼓励教师争先创优[19]。

实现实验室产学研融合发展  实验的最终目的就是应用于实际的生产生活当中，所以实验室发展的一个总体趋势就是把人们日常生产生活中存在的问题通过实验的方式找出问题的成因并予以解决。实验室的功能应逐步扩大，不仅要满足实验教学的要求，而且要解决一些实际的问题，如实验室可以与企业合作，利用自身的专业技术优势，解决一些企业难以解决的问题，不但挖掘了实验室的潜在能力，还进一步扩展了的实验室的功能，让实验室活起来。通过校企合作等方式，把好的实验成果产业化，为社会造福;同时可以获得企业全方位的支持，反过来促进实验室的教学水平、科研能力、创新能力的提升，真正做到产业、教学、研究相互融合、共同发展的良好局面。

实现实验室大数据分析  随着各高校实验室建设的不断完善，对照现代化实验室的建设标准，实验室的功能和规模将不断扩大，但是目前实验室的管理手段基本上还是停留在人工管理的水平，长此以往，将是制约实验室发展的重要瓶颈[20]。未来实现实验室大数据分析是解决发展瓶颈的最直接、最有效的手段之一。

1）可以迅速准确分析大量的实验室信息，及时查找错误并进行修改。

2）可以解决多个专业实验室之间信息不共享、使用效率低、仪器设备重复购买、资源浪费等问题。

3）大数据分析准确率高、时效性强，可以对学校决策起到重要的参考作用。

4）节约人力、物力等资源。以往的管理模式，每个实验室都需要专人去管理，每个实验室都要有一套自己的管理系统，各个实验室汇总上去的信息就会出现不匹配的现象，增加了工作难度和工作量。而大数据分析就可以解决诸如此类的问题，把人力解放出来，实现资源的最优化配置。

4 结语

党的十八大提出建设创新型国家的总体目标，各高校建设创新型高校已是大势所趋，而实验室创新建设又是基础。高校实验室管理必须创新，要打破旧的管理体系，以培养创新型人才为导向，以优化学科分类为抓手，从创新实验室教学体系、教学模式、管理制度等方面入手，多措并举，及时应用大数据分析等先进理念，为建设创新型社会、创新型国家作出努力。

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