生物科学专业开放性实验教学与管理实践

苏国兴* 李嘉媛

（苏州大学基础医学与生物科学学院 江苏·苏州 215123）

1 开放性实验实施前准备

开放性实验教学是常规课堂实验教学的补充和延伸。[1]因此，在开放性实验开设前需做好充分的准备。其中包括实验人员的针对性培训、相关规章制度的建立、实验经费、材料和仪器设备的落实等。早在2014 年，我校就已向生物科学类专业学生开放了实验室，不仅开放了众多基础实验室，如生物化学实验室、细胞生物学实验室、遗传学实验室、动物及动物生理学实验室、植物生理学实验室等，而且还开放了多个研究性实验平台，如生物医学研究平台、神经科学研究平台、江苏省临床免疫学重点实验室、苏州市动物实验研究重点实验室等，大大满足了广大学生进行开放性实验探究的需求。

2 开放性实验内容设置

开放性实验教学实质上是一种学生不受时间、空间、实验项目限制，自主进行实验设计、探究科学问题的教学模式。[1,2]在导师的指导下，学生可根据自身掌握的知识、爱好和兴趣，自主设计实验内容，进行科学研究，但多年来的教学实践表明，这部分学生仅占少数。多数学生仍需要在老师的指导下，选择感兴趣的研究项目开展实验。因此，提前设置开放性实验项目内容就显得十分重要。自从2014 年以来，我校征集了约40 多个供生物科学类专业学生选择的开放性实验，内容有：（1）植物识别类实验，如校园杂草和绿化植物识别、白鹭园观赏植物调查和识别等；（2）动、植物标本制作类实验，如昆虫标本的采集与制作、绿叶植物浸制标本的制作和叶脉标本的制作等；（3）研究方法探索类实验，如全程可视绿色荧光蛋白表达系统转化筛选、表达、纯化与鉴定，启动子结构和功能分析-双荧光报告基因分析系统，果蝇唾液腺染色体的制备及观察、基因工程关键技术-基因的获取与鉴定等；（4）探究类实验，如蛙心起博点、期前收缩与代偿间歇的观察实验，东莨宕碱对动物学习、记忆行为的影响，缩宫素对小鼠学习、记忆能力的影响，斑马鱼的组织器官解剖及基因组织特异性表达的探究等等。从动、植物形态解剖学，到基础实验技能训练，再到遗传学、分子生物学研究和探究类实验，为学生提供了大量可选择的开放性实验项目。

根据学校实验中心网站公布的拟开放性实验项目、开放的时间和要求，学生先作出自主选择，再进行实验。从开放性实验的开出率来看，植物识别类实验，动、植物标本制作类实验开出率为100%，探究类实验中的高架迷宫检测小鼠的焦虑行为为100%，另外几个研究方法类实验，如动物细胞的传代培养、冻存及复苏实验，实验动物的操作技能和培训，全程可视绿色荧光蛋白表达系统转化筛选、表达、纯化与鉴定实验，人体心电图检查原理、方法及结果判断试验，肿瘤细胞表达蛋白质的胶内酶解和质谱分析实验，开出率也为100%，深受广大学生的欢迎。反映出学生对基础生物学知识和现代分子生物学研究技术的了解有强烈愿望。

3 开放性实验开设对象的限定

在开放性实验开设的早期，为鼓励学生踊跃参加，我校没有设定开放性实验开设对象要求，结果来了许多刚入校的新生，由于他们还没有进行系统的基础和专业实验训练，实验开设效果受到了一定程度的影响。因此，我们认为对开放性实验开设对象进行限定是必需的，原则上只能对大学二年级以上的老生开放，因为他们已有了一定的专业知识背景和一定的实验动手能力，从而可保证开放性实验的开设效果。

4 实施过程充分发挥学生的自主性

为了充分体现学生在实验过程中的自主性。在选定实验内容后，根据不同的研究要求和目的，要给学生一个自主设计实验的过程训练，且要有一个同学间能相互比较、对设计方案优劣进行评价修改的过程。在这一过程的实施中，同学们得到了相互督促、学习，相互提高、取长补短的锻炼；其次，在实验过程中，从实验材料的培养、前处理，到试液的配制、仪器设备的调试，乃至实验数据的处理、统计分析，整个实验过程都必需强调由学生自己独立完成，充分发挥学生的自主性。老师则全程掌握整个实验过程，大胆放手，但不放责。最后尤为重要的是，实验结束后，每个学生需对整个实验进行回顾性总结，尤其要对导致实验失败的可能原因，做出实事求是的分析，并拿出最终解决方案。根据开放性实验课程的特点，我们重新设定了实验成绩评定指标，实验设计和方案修改部分需占20%，实验操作动手部分占60 分，而后期的实验报告、回顾性总结部分要占20%。多年来的教学实践表明，这个考评方案基本反映了开放性实验课程的教学特点，受到广大学生的支持，达到了预期的教学效果。

5 开放性实验管理配套措施

开放性实验的开设会增加教师和实验人员的工作量、工作强度、甚至要牺牲个人的休息时间；对学生面言，参加开放性实验毫无疑问会挤压他们的学习时间、分散他们的学习精力。因此，创造良好的开放性实验实施氛围显得十分重要。为保证开放性实验室的正常运转，吸引更多的学生和教师参与，参照其它学校做法，[2]我校出台了多项刺激措施，将开放性实验室管理，纳入到学生正常的实验教学环节。如学生获得的开放性实验项目成绩可替代选修课学分，并以学分形式记入总学分；在学生的学年综合测评中可以得到加分，以增加学生评定学校各类奖学金的竞争力；学生参加的开放性实验项目，还可申报学校的各种评奖和比赛，对通过参赛获奖的项目, 学校给予一定的奖励等；另外，为鼓励和支持广大教师及实验人员的工作积极性，采用了不同于普通实验课程的计算方式，计算开放性实验的工作量；对利用开放性实验室进行的科技竞赛、科技创新活动的实验项目，学校给予一定的经费支持；项目获奖，教师也可得到相应的奖励。这些措施有效地提高了学生参加开放性实验、教师及实验人员的开展开放性实验室建设的积极性。

6 改进方面

开放性实验为学生提供了一个自主且相对宽松的实验环境，有利于激发学生的实验热情，培养学生独立自主、分析问题和解决问题的能力。[3,4]受到了广泛的支持和好评。但在实施过程中我们还发现了一些问题。（1）经费投入不足。许多开放性实验以前从没开设过，缺少前期投入，尤其是涉及到分子生物学方面的实验，欠账较多，仍需继续加大投入。（2）实验工作人员力量配备不足。从实验项目的自主设计、到设计方案的评价修改、整个实验过程的实施、再到实验结束后的回顾性总结，指导老师和实验工作人员都要花费了大量的精力和时间，尤其常在节假日或晚上开设，普遍反映身体吃不消。（3）实验人员的实验技能和知识面临挑战，压力培增。开放性实验开设遇到了许多新的知识和技能，需实验工作人员继续提高和再学习，大大增加了他们的精神压力。（4）实验课程性质差异较大，尤其是需将能当堂完成的实验和探究类实验加以区分，进一步细化工作量计算方式和奖励制度，以切实保障老师和实验工作人员的工作积极性。