高校生物教学实验室的开放问题与管理对策

楚建周, 姚晓芹

(河北大学 生命科学学院, 河北 保定 071002)

高校实验室集中了学校主要的技术设备和教学资源,特别是一些高精尖设备,对教学、科研和技术开发等形成了强大的支撑[1],是培养创新人才的重要基地[2]。生物学科是一门应用性和实践性很强的学科,高校生物教学实验室应该发挥其在创新人才培养中的作用,面向学生全面开放。

1 生物教学实验室开放的必要性与优势

在传统的实验教学模式中,因为教学时间的限制,一般都是授课教师或者实验技术人员提前做好前期处理,学生只是在课堂上按照给定的步骤机械性的完成后续操作,且实验内容多为验证性项目,学生接触不到学科最新的实验研究方法和前沿知识,积极性和主动性不能充分调动起来[3],影响了实验教学的质量与效果,限制了学生综合素质的提升。

生物科学是一门应用性和实践性很强的学科,生物产业的快速发展对单位用人提出了更高的要求,具有较强的实践创新能力和综合素质,能够推动企业发展的专业人才更加受欢迎。这就要求高校生物类专业必须改变传统的实验教学模式,增加设计型和综合型实验内容,全面开放实验室,使学生可以突破课堂教学的限制,在教师的指导下自主设计、全面参与实验的每个环节,在实验中提高对所学知识的综合运用和实践创新能力,最终达到“厚基础、宽口径、创新型”高素质复合型人才的培养目标。

与科研实验室相比,生物教学实验室更适合面向学生开放。首先,教学实验室具有时间优势。科研实验室承担着高校大量的研究任务,不管是白天还是晚上一般都有人在实验室工作,甚至在寒暑假也会有人做实验,很难找到确定的开放时间,而教学实验室每学期都有固定的课表,一般课余时间都可以开放。其次,科研实验室一般以课题组或者研究方向为单位进行建设,仪器设备等资源配制的专业性较强,而学生的开放性实验内容相对来说比较宽泛,用到的仪器设备的种类和数量较多,教学实验室虽然大型仪器设备较少,但是常用设备的种类和数量相对充裕,可利用空间较大,而且教学实验室一般都有专门的实验人员进行管理,因此更能满足学生开放实验的要求。

2 生物教学实验室开放后出现的问题

2.1 实验室安全隐患增加

(1) 水、电和设施安全隐患增加。教学实验室开放后存在运行时间延长、人员流动性加大等特点,容易出现“长流水”“长明灯”“长调风”等现象,加之有些学生安全意识不强,私拉乱接电线,私自安装电器、随意使用电脑、手机充电器等情况也经常发生。由于学生主要是利用课余时间进行开放实验,因此进入和离开实验室的时间不固定,有时候离开时会以为还有人在做实验而不关闭门窗,造成实验室资产、设备丢失和被盗的风险增大。

(2) 试剂安全隐患增加。生命科学实验室使用的生物、化学试剂种类繁多,其中许多是有毒有害试剂和危险品,具有挥发性、强毒性、腐蚀性、易燃性、易爆性等特性[4]。学生在储存、使用中如果不按规范操作、随意放置,就会大大增加实验室危险事故和环境污染的发生概率,危及师生安全。

(3) 设备运行安全隐患增加。教学实验室开放后,做实验的学生人数增加,实验内容增加,需要使用的仪器种类和使用次数增加,而实验技术人员较少。在课堂教学中,学生并没有机会接触所有的实验仪器,造成学生不能及时准确掌握各种仪器的操作规程,如果学生在自主实验前不认真学习就盲目动手使用,很容易出现操作错误。例如使用离心机时不进行平衡处理、使用电子天平后残留的试剂不清理、使用烘箱后不及时关闭电源、使用超净工作台后不关紫外灭菌灯等,有些学生在仪器出现小问题或者小故障时不上报还继续使用。这些错误操作和做法很容易造成仪器设备的损坏,甚至可能对正在做实验的学生造成伤害,给实验室带来了严重的安全隐患。

(4) 生物安全隐患增加。生物教学实验室在课堂教学中用到的生物材料都会严格按照相关要求进行处理,使用时也会要求学生规范操作。实验室开放后经常会出现多名学生同时进行不同内容的实验操作,如果不按要求处理生物材料或者不按规程操作,就很可能会发生生物安全事故。如微生物实验中操作不当可能会造成操作者及周围人员感染,使用实验动物时不采取防护措施有可能会被抓伤、咬伤,使用入侵性植物进行实验时如果对实验材料保管不当,造成种子撒落,可能会使入侵物种迅速繁殖,对当地生态环境造成破坏等。

2.2 实验室运行成本增加

生物教学实验室在开放前主要为实验教学服务,其实验项目相对比较稳定,需要用到的试剂、耗材、生物材料以及仪器设备的种类和数量等也变动不大。而实验室开放后势必带来基本技能类实验以及设计性、综合性和创新性实验项目的增加,同时实验人数、实验所需的消耗材料和设备增加,实验设备的损耗和维护费用也相应增加,实验技术人员因在实验室工作时间延长也应支付相应酬劳,这就使得实验室的运行成本大大增加,造成实验室经费紧张。

2.3 实验室管理难度增加

进行开放实验的学生来自不同年级、不同专业,实验操作能力参差不齐,安全意识较为欠缺,经常会出现易制毒、易燃、易爆等危险化学药品的不规范使用等不安全现象,造成安全隐患增加;有些时间段同时做实验的学生人数较多,造成实验室人员拥挤,电子天平、超净工作台、高压灭菌锅、生物显微镜、烘箱、培养箱等常用仪器设备使用紧张,容易出现混乱现象;另外,学生都是利用课余时间进行开放实验,进出实验室时间不固定,彼此之间也不熟悉,不能相互监督,导致未经允许的人员可能进入实验室。这些安全隐患,对实验室的安全规范管理是很大的威胁和挑战[5]。另一方面,学生经常要在晚上、周末甚至是寒暑假的时间来做实验,这也给实验室的管理带来了不便。

2.4 实验队伍积极性不高

由于编制等原因限制,高校教学实验室一般管理人员较少,例如在我校生命科学学院,每个基础教学实验室只配有一名实验技术人员。这些实验技术人员既要负责教学所需实验材料的培养、购置、准备和课后整理,又要做好课堂辅导、仪器维护、实验室安全卫生和相关资料整理上报等,日常工作非常繁杂。实验室开放后,他们还要牺牲休息时间,投入大量精力监管学生操作安全、帮助解决学生实验过程中遇到的问题、不定期对低值易耗品进行采购和管理,更要随时对小型仪器进行维修和维护,导致工作量逐日剧增,难以对实验室进行精细化管理。另外,实验技术人员在高校中的地位、待遇一直未能得到较好地改善[6]。实验室开放后工作任务更为繁琐和紧张,却不能像教师那样可以体会到科研工作的成就感,工作成绩不好量化,学校很少能给予相应的补偿,造成实验人员对工作缺乏积极性、主动性,直接影响实验室开放工作的全面开展。

3 管理对策

3.1 建立、健全实验室管理制度

完善、可行的规章制度是实验室正常运行的必要保障,开放后的生物教学实验室运行时间延长,人员流动性变大,管理人员面对的情况更为复杂,因此,除了原有的基本制度外还应该补充相应的管理规范。

(1) 实行实验室使用预约制度。要求需要使用实验室的学生提前预约,并提供需要用到的仪器设备和试剂耗材等的清单,经实验室管理人员批准后才能进入实验室。学生在使用实验室时,要严格遵守实验室的规章制度,确保实验室的安全。通过预约制度,管理人员可以控制学生进入实验室的时间和人数,避免同时进入实验室的人数过多，引起混乱。

(2) 建立责任人制度。鼓励学生自组团队,由负责人承担本组成员在实验室期间的管理工作,包括仪器设备的借用、预约实验时间、团队成员的分工、实验室安全卫生等,出现问题由负责人及时和管理员沟通解决。实施责任人制度可以让学生更加重视操作规范,增强安全意识和责任心,减少实验室开放后的安全隐患。

(3) 规范实验室使用、仪器、试剂借用及使用登记制度。学生要如实登记进入和离开实验室的时间、有无异常情况等。使用仪器、试剂要记录使用人、使用时间、实验项目、仪器状况、试剂用量等相关信息。

(4) 制定“学生实验操作规范”和“实验室安全防护和卫生管理规定”等规章制度。对学生实验前的准备、实验开始后试剂和设备等的使用以及实验结束后实验室整理和废弃物的回收等都制定出具体的规范和要求,对不按规范操作和不执行安全防护和卫生管理规定的学生给予警告等处罚,多次警告仍不改正的禁止其进入实验室进行开放实验。

(5) 建立合理的安全培训机制,推行实验室准入制度。可在学院范围内开设专门的实验室安全课程,让学生系统学习实验室安全知识。也可以由实验室定期对学生进行安全培训,包括实验室各项规章制度的学习,水、电的安全使用,有毒、有害等高危试剂的使用及废液废渣的处理和回收,高温、高压等特殊仪器设备的操作,病原微生物、实验动物和入侵性植物的规范使用等。要求学生必须参加实验室安全培训,培训合格才能进入实验室进行开放实验。

(6) 建立安全应急措施和应急处理预案。为了应对开放后可能出现的突发事件,教学实验室应根据自身特点制订出相应的应急措施和处理预案,并组织学生认真学习,让他们在面对危险状况时能够迅速应对并采取正确的处理措施。

3.2 改善实验室条件,加强实验室管理水平

(1) 加大投资力度,改善实验室条件。生物教学实验室开放后,学生人数和实验项目数大幅增加,实验室运行成本增加,造成实验室经费紧张。同时,仪器设备损坏率、故障率也有所上升,加上空间有限和原有设备数量不足、老化等原因,大大限制了实验室的全面开放。因此,建议学校加大对实验室的投资力度,扩大实验室规模,更新仪器设备,增加运行经费,逐步将其建成设备齐全、功能完善、符合教学和开放要求的现代化实验室。

(2) 整合资源,划分功能区。生物教学实验室一般都是按教学需要进行布局,开放后实验室的功能增加、软硬件条件得到改善,因此,原有格局也需要进行相应的调整和优化。可在保证正常实验教学的前提下整合实验室资源并按功能进行重新配置,将实验室划分成称量、培养、离心、灭菌、形态结构、成分提取、实验准备以及学生实验与实践操作等不同功能区,学生在不同功能区进行相应操作,避免互相干扰。

(3) 通过网络搭建实验室开放平台。实验室开放后,传统的人工管理方式已经不能满足开放实验室的运行。建立信息自动化的管理模式可以提高管理效率,同时为参与实验人员提供便利[7]。生物教学实验室可以通过网络搭建开放平台,管理员可以在平台发布实验室课程表、实验室相关管理制度、试剂、仪器使用说明和操作规范等资源,也可在线审批学生提交的实验室预约以及试剂、设备使用申请等,学生可通过平台学习相关知识、预约实验时间、提交试剂和设备使用申请、完成使用登记等。同时,学生和管理员可以通过平台进行交流,讨论和解决在实验过程中遇到的各种问题。

(4) 安装门禁和监控系统。随着高等院校教育规模的不断扩大,实验室贵重仪器设备、精密仪器设备、危险化学品种类和数量也不断增加,因此隐含较多的危险操作,一旦发生安全事故,将造成很大的损失[8-9]。教学实验室开放后,为加强安全管理可加装门禁和实验室监控系统。教师和学生通过校园卡或者专用的门禁卡进入实验室,其他未被授权人员无法进入,可有效防止实验室财物丢失。同时,管理员可以通过监控系统随时了解实验室内的情况,及时发现学生的错误操作,迅速消除安全隐患,减少实验室安全事故的发生。

3.3加强实验队伍建设,提高实验人员待遇

(1) 明确实验人员责任。对进行开放实验的学生、指导教师以及实验技术人员制定明确的岗位职责,做到岗位明确,责任到人,确保实验室开放工作的正常运行。

(2) 全面提升实验人员综合素质。生物教学实验室的开放对实验人员的业务能力提出了更高的要求,因此必须全面提升实验队伍的整体素质。一方面,要加强思想教育,培养实验人员的责任感和为教学和实验室开放服务的奉献精神。另一方面,可以通过实验人员自学、互教互学以及参加专门的讲座和业务培训班等多种途径提高实验人员的业务水平。

(3) 多方扩充实验队伍,减轻实验人员压力。一支人员充足、结构合理、素质优良、思想稳定的实验室师资队伍是开放实验室建设的重要基础,更是保证开放实验室正常运转的关键[10-11]。在加强对现有实验人员理论和实践能力全面培训的同时,可以引进学历较高、专业对口的技术人员来充实实验队伍,同时可以选拔部分优秀的研究生和高年级本科生参与实验室管理,这些学生经过实验人员培训合格后上岗并付给一定的劳动报酬,他们得到锻炼的同时也能为实验人员分担部分工作压力。

(4) 提高实验人员待遇。转变实验教学附属理论教学的陈旧观念,把实验技术成果与教学、科研成果同等对待。科学设计实验系列职称评聘标准和体系,使他们与教师有平等的职称晋升机会[12],提高实验技术队伍在工作评优、工资待遇等方面的地位,对实验人员实施有计划的继续教育,努力推荐实验人员进行在职培训和攻读高一级学位,为其打通上升的通道,形成人才提升和流动[7]。完善实验技术人员的工作量考核办法,鼓励实验教师和工作人员积极参与实验室开放工作。对实验技术人员日常不易量化的工作量能合理计算,并支付其相应的工作量酬金[6],对在实验室开放工作中取得突出成绩的实验人员给予充分肯定和奖励。

4 结语

高校生物教学实验室在开放过程中必然会出现各种困难,学校应该在规范制度、增加投入、加强实验队伍建设等方面入手,改善实验室条件,规范实验室管理,提高实验技术人员综合素质,形成适合自身情况的实验室开放机制,使教学实验室真正成为培养生物创新人才的重要基地。