本科生分子生物学实验安全知识的教学模式探索

邓婕 张婷 王琴容 谢渊 齐晓岚

[摘           要]  为了进一步规范本科生分子生物学实验操作，扎实掌握相关实验安全知识，切实提高学生对实验室安全突发事件的应对能力，尝试在实验教学中增加分子生物学专业硕士研究生助理辅助教学，采用类似于翻转课堂的线下讨论，并结合幻灯、录像、雨课堂等多媒体开展分子生物学实验安全知识与技能的教学，充分调动学生的积极性，从而加强学生对实验室安全知识的掌握程度，大大提高了本科生分子生物学实验的安全意识和自我防护能力。

[关    键   词]  分子生物学;实验室安全;教学模式;本科生

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）28-0024-02

一、引言

分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的学科，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动适应自然界转向主动改造和重组自然界的基础学科[1]。目前分子生物学已迅速成为现代生物学领域里最具活力的科学。分子生物学实验是医学类和生物类专业学生的必修课，通过实验教学，加深学生对理论知识的理解和掌握，锻炼学生的操作实践技能，培养学生的创新能力并提升综合素质。但由于分子生物学实验相比其他学科实验经常使用危险化学试剂和玻璃仪器，且易产生较多实验废液、废弃耗材试剂等废弃物，这些都是对环境和实验者可能造成危险的潜在因素，因此我们除了要让本科生掌握分子生物学基本理论知识和实验技能，更重要的是要让学生认识到实验安全的重要性，加强学生的实验规范操作和安全意识，并坚持以预防为主，提高本科生的实验安全紧急处理能力，培养学生生命至上、尊重生命的安全道德观念。结合学校实际情况，我们对我校生物技术专业本科生的分子生物学实验进行了教学形式和内容的改革和实践，在开始正式实验教学前首先进行分子生物学实验安全知识教育，树立本科生良好的安全意识，践行安全操作行为，全面提升本科生的综合素质。

二、本科生分子生物学实验安全知识教学现状

（一）对实验安全知识教学的重视度不够

清华大学、浙江大学等已出版了《实验室安全基础》《高等学校实验室安全概论》等实验室安全教材，并开发了实验室安全培训和考试系统[2];北京大学也研发了基于网络的E-learning实验室安全培训系统，由院系教师根据课程需要自主编写教学课件，不受实验室安全教育资源等因素的影响，学生可从自身需求出发，自行安排学习时间和内容[3];安徽师范大学化学与材料科学学院专门设立安全知识学习网，包含各类安全知识、安全守则以及处理措施等，学生在进入实验室前必须通过实验室安全知识的在线考试。尽管如此，仍有较大数量的高校目前尚未为本科生开设专门的实验室安全课程，未系统地对学生开展实验室安全知识教育培训。虽然各大高校的分子生物学实验室都制定了相关安全守则和管理制度，并且制作成展示牌挂在实验室墙上供学生学习，但本科生主观能动性差，加上该部分知识没有列入考试范畴，导致学生对实验室安全知识知之甚少，重视度严重不足，安全意识十分浅薄。在医学院校分子生物学实验室课程大多安排在大学二年级，在此之前学生已完成了如有机化学和生物化学等其他实验课程，理论上应具备一定的实验安全意识，但我们发现学生对危险化学品的认知不足、使用不规范，实验室设备和物品的使用放置不当以及实验后的废弃物处理不当等诸多不遵守实验室安全规则的行为也经常出现。

（二）专业性安全知识教学素材匮乏，讲授模式单一

由于分子生物学实验中涉及较多危险化学试剂，比如在提取核酸时需要分离去除多糖、蛋白等分离用的试剂，如氯仿、苯酚、异丙醇等，其挥发性对呼吸道有刺激性、对皮肤有腐蚀性。此外，电泳时常用的核酸染料溴化乙锭可嵌合DNA，具有致突变性。另外，结合教学目的，部分实验会采用血清或细菌样本等，可能存在生物安全隐患。因此，为保证师生安全，要对学生进行具有针对性的与分子生物学专业相关的安全培训。目前套用的最基础的安全条例所包含的分子生物学专业相关的内容并不全面，加上实验室安全教育资源多是文本加图片的形式，相对枯燥且缺乏吸引力，对于有视频或动画等较为生动的多媒体资源比较匮乏。

目前对于分子生物学实验安全知识的教学模式大多还是以教师讲授、强行灌输为主，从而引导学生理解分子生物学实验室安全管理规章制度，掌握实验安全理论和实践方法以及预防和处理实验中各种危险的手段和方法。这种教学模式的系统性和理论性较强，但学生通常会感到过分抽象或枯燥乏味，导致学习效果欠佳[4]。因此，还需努力摸索分子生物学实验安全教育的教学模式，从本科学习初期开始打好安全知识基础，树立良好安全意识，做到注意保护自己和身边的人，进而影响一个团体，达到“教育一个、影响一片”的良好辐射效果[5]。

三、本科生分子生物学实验安全知识的教学模式探索

（一）设置分子生物学专业硕士研究生教学助理

我们于2018年开始在分子生物学实验教学中设置研究生教学助理，均为生物化学与分子生物学专业的在读硕士研究生，他们已进入各课题组开展项目研究，熟知实验室规则，教学实验内容以及实验仪器的使用。研究生助理在正式开始辅助教学前，需进行相应实验教学的准备以及预实验，必须熟练掌握实验原理及操作步骤，这样才能对教学中各种化学试剂、器皿仪器的使用以及突发事件的应对方法有更深刻的了解和認识，并且在正式开始辅助教学前需进行教学试讲，由高年资教师给予考评和指导，以保证本科生教学质量。另外，需明确研究生助理的教学职责，主要是协助教师准备上课材料、参与课堂教学、整理课程记录、与主讲老师讨论课程和教学进度及反馈解决学生问题、批改平时作业或报告、答疑与改进工作等。研究生教学助理不仅要做好本科生教学助理工作，还应充分发挥联系学生和教师的桥梁纽带作用，不定期与他们进行讨论、发现问题并解决问题，以期能产生教与学的良性互动，同时也可以在生活、学习、未来职业规划方面加以引导，进一步激发学生的学习兴趣。