基于大学生科研创新能力培养的细胞培养实验平台管理探索 *

王 英 李珍一 赵秋宇

（辽宁中医药大学中医脏象理论及应用教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110847）

新形势下，国家大力推动创新创业战略，社会、企业对创新人才的要求不断提高，一系列鼓励创新人才培养的举措随之陆续出台。对大学生的创新意识和能力的培养也日益受到高校的重视，并从教学内容和方法、人才培养模式以及实验室建设等方面，围绕创新人才培养的目标进行了大量的改革［1-3］。细胞培养实验平台是进行细胞培养以及细胞相关研究工作的重要场所，是实验教学和实践人才培养的重要基地。辽宁中医药大学细胞培养实验平台隶属于中医脏象理论及应用教育部重点实验室，是大学生创新创业实践能力训练中心的重要组成部分，在提升大学生的基本实验技能、科学素养和科研创新能力方面，发挥着积极而又重要的作用。

辽宁中医药大学细胞培养实验平台是以三个万级净化级细胞培养室为中心，整合流式细胞仪、生物能量分析仪、长时间动态细胞成像及分析系统、数控剪切流活细胞自动分析系统、低氧工作站、高内涵活细胞分析系统、光谱型激光扫描共聚焦显微镜系统、活细胞超高分辨显微成像系统等细胞成像与功能分析相关的高端设备搭建，总值达千万元。作为辽宁中医药大学大学生创新教育以及高水平科学研究基地，细胞培养实验平台在不断发展完善的过程中，应实现科学化管理使其在大学生科研创新能力的培养中发挥出更大的作用。作为细胞培养实验平台的管理者，作者结合辽宁中医药大学细胞培养实验平台目前存在的问题以及一些具体做法，进行了总结和探讨。

1 细胞培养实验平台在大学生创新能力培养中的问题

1.1 学生对实验室缺乏主人翁的责任感目前，实验室的管理模式多数是实验室管理教师通过单向的工作手段，让学生被动地接受并执行，而极少关注和调动学生的主观能动性。这种单向管理不利于引导学生以主人翁的责任感，积极、主动地参与实际管理工作。学生一般比较约束，师生互动不足，很大程度上限制了学生的自主创新能力。虽然进入实验室都需经过严格的培训和考核，但在实验中学生也会出于各种原因有不按规范操作的时候。而且在学生实验过程中，实验室管理教师不可能一直在现场监督。加之由于细胞室的特殊性，每次申请使用的学生数量有限且做完实验即离开实验室，学生往往只顾完成自己的实验，而对实验室运行的情况并不关注。细胞污染、仪器操作不熟练、遇到突发事件的紧急处理方法不当等导致的实验结果不理想，也严重挫败了学生对科研的热情和积极性。因此，需要学生有主人翁的责任感，互相监督、互相帮助，及时发现和反馈实验室运行中的问题。

1.2 细胞培养实验平台管理工作繁重细胞培养实验平台管理工作十分繁重，不仅涵盖场所场地、仪器设备的管理，还包括各种培训和指导。实验室管理教师一边要承担实验室运行维护的责任，包括定期消毒、仪器设备维护以及CO2气瓶的更换和液氮的补给等工作；一边还要对新入实验室的学生进行基本的培训，和根据实际情况对学生实验中遇到的问题给予指导性意见。在“大众创业、万众创新”背景下，大学生参与创新项目的积极性较高，因此申请进入实验室的学生数逐年增多，而申请使用细胞培养实验平台的学生大多在细胞培养及相关检测技术上基础为零。因此，学生进入实验室前都要进行细胞室使用规范以及实验室安全教育等相关培训，考核合格后方可使用实验室。细胞培养实验平台每学期一般集中开展1～2次培训及考核。但是，并不是所有课题组都在同一时间段申请使用实验平台，定期培训结束后仍有课题组陆续申请使用，因此小规模的培训也从未间断，这就大大增加了实验室管理教师的工作量。随着参与学生数量的增多、实验室开放力度的加大，实验室现有的教师数量已经不能满足日益增加的学生的学习需求，这势必会影响学生实验室的使用及创新能力的培养。因此，在有限的人力资源条件下，在既保证实验室安全，又不影响学生的细胞培养实验的基础上，必须创新实验室管理模式。

1.3 高端大型仪器设备在大学生创新能力培养中未能发挥最大作用辽宁中医药大学细胞培养实验平台配置分选流式细胞仪、活细胞超高分辨显微成像系统等价值达千万元的高端设备，为细胞相关实验提供了高端的设备和技术保障。但是我们发现学生对细胞培养平台缺乏整体的了解，往往只关注实验需要的仪器，对细胞实验的检测方法往往都采用经典的MTT 法、免疫印迹法、实时定量聚合酶链式反应（PCR）法等。那么如何利用这些高端的大型仪器设备提高大学生的动手能力和创新能力，也是目前迫切需要解决的问题。

2 大学生创新能力培养中细胞培养实验平台管理策略

2.1 鼓励学生参与平台管理 增强学生主人翁意识中山大学的杜爱雪等［4］根据部门的实际情况，从提高学生的自主性和归属感入手，鼓励和支持学生参与实验室设备的管理。成都中医药大学罗莎杰等［5］谈到学校、学生和教师，认为学生协助实验室管理是一件互利互赢的好事。大学生，尤其是研究生，每天在实验室做实验的时间较长，相对于教师更容易发现实验室存在的一些问题。而且在共同学习和科研等过程中，学生之间相互交流的问题较多，更容易提升学生的创新意识和创新能力。鼓励学生参与实验室的管理，从学生反馈的信息中更容易捕捉到敏感性信息，这对实验室管理教师及时、有效地掌握实验室动态、预防管理事故、分析管理现状以及对大学生创新能力培养中出现的问题做出及时的响应极其重要。

细胞培养实验平台的管理不是一个单向的过程，而是实验室管理教师和学生通过相互协作、有效沟通来共同实现的。学生既是实验室的使用者，也应是实验室的兼职管理者。关注和调动学生的主观能动性，引导学生以主人翁的责任感，积极、主动地参与实际管理工作，才能实现师生共赢。因此，可以在申请使用培训中强调细胞室安全、仪器设备正确使用以及污染预防对实验顺利进行的重要性，让学生充分认识到实验室的卫生、仪器的运行情况以及正规的培养技术对实验的重要性，以及不正规的操作对他人实验的影响。再根据不同的课题组或研究方向对学生进行分组，并给每个小组安排相应的责任区域，小组长负责监督该区域内的安全及卫生情况，如有问题可及时向实验室管理教师反馈。此外，还可以通过学生自荐和教师推荐的方法，聘请科研能力较强、对实验工作感兴趣且有较强工作责任心的学生来协助管理实验室。实验室管理教师需要给参与实验管理的学生做更详细的培训，使学生熟练掌握责任区内仪器的使用方法以及对突发事件的紧急处理方法等。建立学生值日制度，安排不同学生负责每日的卫生及实验室的安全检查工作。实验室管理教师也需要每日进行安全自查，对学生任务完成情况进行监督。学生参与细胞培养实验平台的管理，不仅增加了学生与管理教师之间的沟通交流，而且增加了学生对实验室的归属感；既可以保证实验室的顺利运行，又可以激发学生对科研实验的兴趣，并在对专业知识不断理解和探究的过程中，培养学生的动手能力和创新能力。同时，学生参与细胞培养实验平台的管理，也减轻了实验平台管理教师的工作量，使其可以将更多的精力投入到科研等工作中来。

2.2 创新实验室培训及准入流程 让实验室开放更便捷细胞培养实验平台由于其特殊性，具有严格的培训流程和准入制度。每学期需定期开展细胞培养室使用相关培训与考核，确定准入人数。对于定期培训期外陆续申请使用细胞培养实验平台的学生，可以采用创新、灵活的培训考核准入模式。（1）借助微课完成培训：微课是主要围绕小知识点或教学环节展开的教学模式，具有时间短、内容精炼、目标明确等特点，这种趣味性的、多元化的、新潮的教学方式更能吸引学生的学习兴趣，已成为高校教师的新型教学方式［6，7］。实验室的各种管理制度、安全培训、技术培训和仪器操作流程，条目多、内容多且枯燥，学生自学效果并不理想，短时间的培训很难使学生完全掌握。根据细胞培养实验平台自身的特点，可以按管理制度，安全培训、技术培训以及仪器操作流程等类别，制作不同主题的微课，发放给申请细胞培养实验平台使用的学生，让其自学完成培训；待自学完成，可向实验室管理教师提出考核申请，考核通过即获得准入资格。（2）观摩学习：在学生自学微课培训的同时，采用老带新的形式，安排学生到实验技术较好的项目小组观摩学习。这种理论结合实践的方式，不仅对学生完成自学培训起到事半功倍的效果，而且大大减少了实验室管理教师的工作量。（3）建立细胞培养实验平台预约使用微信群：学生可以在微信群中预约申请使用的时间段，这样不仅可以避免在使用时间上发生冲突，实验室管理教师也可以实时了解实验室的预约使用情况。教师每月在微信群中发放培训课件，引导学生自主学习、不断巩固和强化其相关知识，而且学生在遇到不懂的问题时也可以随时查阅。这样学生在实际操作中就可以得心应手，避免操作不当造成的污染、仪器损坏等影响实验进程的事件发生。创新的实验室培训及准入流程，不仅减轻了实验室管理教师的工作量，让实验室的开放更便捷，而且可以使学生对培训内容和基本实验技术掌握更扎实，为大学生创新能力提升奠定了基础。

2.3 充分发挥高端大型仪器设备培养大学生创新能力作用《国务院关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》［8］指出：“国家重大科研基础设施和大型科研仪器是用于探索未知世界、发现自然规律、实现技术变革的复杂科学研究系统，是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的技术基础和重要手段”。

2018 年，实验室经整体改造、整合资源，搭建了集细胞成像与功能分析于一体的细胞培养实验平台。为了充分发挥高端大型仪器设备在大学生创新能力培养中的作用，实验室管理人员也做了探索及分享：（1）将细胞成像与功能分析相关大型仪器设备的原理以及应用案例分享等内容，融入科研仪器在中医药研究中的应用课程建设中，在硕士和博士研究生中进行宣传。通过中医药创新工程技术中心举办的“大型仪器设备应用论坛沙龙”活动以及建立的公众号，分享细胞成像与功能分析相关大型仪器设备应用的经典案例。（2）通过参与中国细胞生物学学会全国联动“实验室开放日”活动，让学生走进实验室；通过仪器负责老师的讲解和实际操作演示，使学生对细胞培养实验平台的大型仪器设备有初步的了解，激发学生的兴趣。（3）将大型仪器设备的应用与上机前样本的制备等内容录制成视频，制成微课，通过微课课程介绍科研仪器的应用领域，这样不仅激发了学生对于科研实验的热情，而且开阔了学生的眼界。（4）建立细胞成像与功能分析大型仪器技术交流群，群内有集细胞成像与功能分析于一体的细胞培养实验平台的所有教师，能参与解决学生提出的问题。在技术交流群中发放微课，这样可以不占用学生的科研时间，让学生在闲暇时间即可完成对仪器应用领域的了解。微信群的建立也增加了学生与教师之间的互动，教师可以鼓励和帮助学生使用大型仪器设备，更好地解决在科研探索道路上遇到的难题，促进了大学生创新能力的提高。

3 结语

近年来，随着细胞和分子生物学研究的不断深入，细胞培养实验平台在大学生科研创新能力提升方面发挥着日益重要的作用。目前，细胞培养实验平台的建设和管理还存在一定的问题，需要不断改进。通过鼓励学生参与细胞培养实验平台的管理，增强学生的主人翁意识；创新实验室培训及准入流程，便捷实验室的开放使用；充分发挥高端大型仪器设备在大学生创新能力培养中的作用，开拓学生的视野等措施，为大学生科研创新能力培养提供支持与保障。