ＩＳＳＮ１６７２－４３０５ＣＮ１２－１３５２ ／ Ｎ

实　 　 验　 　 室　 　 科　 　 学ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ　 ＳＣＩＥＮＣＥ

第 ２０ 卷　 第 ３ 期　 ２０１７ 年 ６ 月Ｖｏｌ ２０　 Ｎｏ ３ 　 Ｊｕｎ ２０１７

新校区生化实验室的规划建设探讨

赵玉红， 李　 欣， 赵立青， 周　 浩， 李登文， 张金红（南开大学 生物实验教学中心， 天津 　 ３０００７１）

摘　 要： 实验室是开展实验教学的重要场所， 也是培养创新型人才的重要基地， 实验室建设与管理水平的高低， 直接影响学科的实验教学和科研水平。 为规划好、 建设好、 管理好、 使用好实验室， 科学规划、 设计了新校区生化实验室， 并从实验室微环境、 规章制度的建设以及实验教学的改革创新等方面， 全方位、 多角度加强实验室的建设与管理。 为学生实践能力和创新活动的开展搭建一个高水平、 半开放式的实验平台， 并为高校类似实验室规划建设提供参考。关键词： 实验室； 规划建设； 实验平台中图分类号：ＴＵ５　 　 文献标识码：Ｃ　 　 ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３０５．２０１７．０３．０４０

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｉｎ ｎｅｗ ｃａｍｐｕｓ

ＺＨＡＯ Ｙｕ－ｈｏｎｇ， ＬＩ Ｘｉｎ， ＺＨＡＯ Ｌｉ－ｑｉｎｇ， ＺＨＯＵ Ｈａｏ， ＬＩ Ｄｅｎｇ－ｗｅｎ， ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｈｏｎｇ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｎａｎｋａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７１， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｗａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｌａｃｅ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｅｆｏｒ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔａｌｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｓｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌｅｖｅｌ． Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃ⁃ｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｌｅｖｅｌ， ｔｈｅ ｎｅｗ ｃａｍｐｕｓ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄ ｔｈｅｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍｉｃｒｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｕｌｅｓ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ． Ａ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｓｅｍｉ ｏｐｅｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｂｉｌｉｔｙａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｌａｂｏｒａｔｏ⁃ｒｉｅｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ； ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ； ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　

　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　

基金项目：国家基础学科人才培养基金“条件建设项目”（项目编号：Ｊ１３１０００３）。

　 　 随着学校教学科研规模的扩大和层次提升，现有校园逐渐显现出面积和空间的不足，在此情况下，天津市政府与教育部签署了共建南开大学新校区的

框架协议［１］。 ２０１５ 年 ９ 月，南开大学医学院、药学院、环境科学与工程学院等与生命科学具有学科交叉的部分理科学院搬迁至津南新校区，而生命科学学院留在八里台校区。 考虑到医学、药学等理科专业因为自身研究对象和研究方法的特点，和生物学自始至终就有着密切联系［２］，加之学科间相互渗透和交叉、碰撞所产生的火花是科学发展的驱动力之一，也是许多创新性学科论点与方法产生的源泉［３］，因此规划在新校区生物实验教学中心建立生

化实验室。实验室是开展实验教学的重要场所，也是培养

创新型人才的重要基地［４］。 建好实验室是办好高校必要的基本条件之一，因此如何规划好、建设好、管理好、使用好实验室是需要我们深入研究的问题［５］。 借南开大学津南新校区建设契机，结合八里台校区生化实验室多年的建设和管理经验，提出了新校区生化实验室的规划建设与管理方案，以最大限度地发挥实验室功能。

１　 生化实验室的规划与设计

１．１　 功能定位只有准确的定位才能让有限的资源发挥最大

作用［６］。 立足于实际教学需要，以发展的眼光，规划、设计具有固定用房面积的生化实验室，以满足创

新人才培养的需要作为终极目标。 目前实验室主要承担的主干课程及其选课人数、分组情况如下：

（１）基础生物化学实验。 这是一门面向全校生命科学相关专业（环科、物理、医学、药学等）开设的基础实验课，目的是让非生物类的学生学习生物化学的一些基本实验技术，了解与生物相关的一些实验研究方法和实验设计思路，每学期拟选课人数１００ 多人，按照 ３０ 人 ／组×４ 组＝ １２０ 人 ／年计；

（２）基础生命科学导论实验（生化部分）。 这是为新校区理工科及文科等非生物类专业学生开设的

一门全校公选课，每学期拟选课人数 ６０ 人，按照 ３０人 ／组×２ 组＝ ６０ 人 ／年计；

（３）生命科学基本仪器原理与操作 （生化部分）。 这是一门面向新校区理工科相关专业开设的一门全校公选课，每学期拟选课人数 ６０ 人，按照 ３０人 ／组×２ 组＝ ６０ 人 ／年计。１．２　 建设实践

新校区生化实验室总面积 １３８ｍ２，设计成三大功能区：实验区（四大排实验台）、安全操作区（通风橱）、讲台区（讲桌、电视显示屏等）（见图 １ 所示）。

图 １　 生化实验室整体布局图

１．２．１　 实验区为给学生提供相对充裕的操作活动空间，同时

方便教师随意走动和发现问题，及时给予学生指导，按照实验室可容纳 ３０ 人同时开展实验计，设计 ４ 大排含两层试剂架的实验台。 三大实验台作为学生实验实践的主场，另一实验台主要作为共用试剂移取、天平配平等的公共活动区域。

考虑到学生实验中用到的实验器材、玻璃器皿等非常多的特点，将实验台单元柜设计成“一柜＋三抽屉”的构型（见图 ２ 所示）。 将实验中常用的移液器、枪头盒以及蠕动泵、电泳槽等放在柜子里；上层抽屉放书本、文具盒、手机等私人物品；中层抽屉放烧杯、三角瓶、容量瓶、玻璃棒、吸耳球等常用器材；下层抽屉放试管架及试管、研钵、培养皿等不常用器材。 实验时每组学生一组单元柜。

图 ２　 “一柜＋三抽屉”的单元柜

１．２．２　 安全操作区生化实验中经常会用到氯仿、苯酚、甲醛等许多

有毒有害的试剂，为师生安全考虑，通风橱必不可少。 为给学生创造充裕的操作空间，避免因学生密集引发试剂洒落身上等安全事故，安装两个双人通风橱。 要求凡取用具有挥发性、有烟雾、有毒和有害的试剂，均需在通风橱内操作，减少对其它区域的污染，提高实验室环境的安全性。１．２．３　 讲台区

（１）教师讲桌四大排实验台，其中三排实验台一侧安装有水

池，用于实验器皿的冲洗等。 在中间一排实验台靠近教师端一侧安装教师讲桌（见图 ３），方便于教师授课。 相比于传统的“小推车式”讲桌，这种讲桌构造更为安全、便捷。

图 ３　 教师讲桌

（２）“滑道式”授课屏幕为方便教师根据学生座位随时调节屏幕位置，

安装了“滑道式”的授课屏幕（见图 ４）。 屏幕采用了 ７２ 寸的 ＳＨＡＲＰ 电视屏，相比于老式投影仪，使用更为方便，直接与电脑相接即可使用。 而且字幕清晰，呈现效果可以满足 １３０ 多平实验室的课堂教学。

图 ４　 “滑道式”授课屏幕

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赵玉红，等：新校区生化实验室的规划建设探讨

１．２．４　 其它设计（１）边台实验室一侧墙体处设计了含有吊柜的实验边

台。 台面除摆放磁力搅拌器等仪器，还用于实验中许多现用现配试剂及新鲜实验材料的准备（见图 ５上所示），吊柜用于存放一些实验准备常用器材。

除了靠近墙体的边台，为充分挖掘实验室的空间潜力，在靠近窗户一侧也设计了与窗户下沿齐平的实验边台，即窗下地柜（见图 ５ 下所示），用于存放实验室的低值易耗品、玻璃器皿等。

图 ５　 边台

（２）储物柜生化实验室实验器材、低值易耗品、玻璃器皿繁

多，为使得实验室显得整洁、有序，充分利用讲台墙体一侧，设置储物立柜（见图 ６ 所示）。 用于存放蠕动泵、分布收集器、电泳系统等小型实验仪器及铁架台等。

图 ６　 储物立柜

（３）插座实验中经常会用到各种带电设备，所以实验室

建设中插座不可或缺。①实验台。 安装 １０Ａ 的五孔插座，但是考虑到

电泳仪等进口设备的插头常参照欧盟标准，因此每

排实验台的中间安装两组参照欧盟标准插头的插

座。 ②边台。 方便微波炉、磁力搅拌器等小型设备的使用。 ③墙体。 生化实验中许多试剂需要低温放置，一来为保持试剂活性，二来为延长试剂的使用期限，所以冰箱必不可少。 冰箱属于大功率设备，预留１６Ａ 的电源插座。１．３　 设备购置

在实验室规划建设初期，即开展大型仪器、基础类实验设备的调研、可行性论证、采购等工作，譬如高速冷冻离心机、小型高速离心机、电泳仪、电泳槽、摇床、水浴锅、恒流泵、分布收集器、移液器等，一切以满足学科发展的实验实践教学为出发点和落脚

点。 这些设备能够为学生学习生化知识提供有效的学习平台，使学生能够更好的掌握学习内容［７］，为今后从事科学研究打下坚实的基础。

２　 实验室微环境的建设

实验室微环境建设的好与不好，直接影响到师生对实验室的整体感觉。 为加强实验室微环境的建设，主要采取了以下举措（见图 ７ 所示）：

（１）为方便教师利用多媒体教学的同时，满足书写需要，添置移动白板；（２）对仪器实行精细化管理，制定操作使用规范并强调使用注意事项、如实填写使用记录等；（３）为方便实验室各种实验器材的查找，将各种器材进行集中、分类存储，并张贴明显标识；（４）动手改装托盘天平，便于学生配平操作；（５）巧用储物盒，使实验室物多而不乱；（６）实验课中，譬如分光光度计的使用，每台仪器配备洗瓶、镜头纸、废液缸等。

图 ７　 实验室微环境建设

３　 实验室规章制度的建设

规范、有序的实验室管理能够提高实验教学质量，保证学生顺利完成实验课学习［８］。 实验室建设成立之初，便健全了各种规章制度：如实验室的安全卫生管理制度、仪器设备使用管理制度、废液废固处

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理管理制度等；制作了仪器使用说明书、易制毒试剂使用登记表等等。 为使实验室的各项规章制度不流于形式，除在日常管理中严格贯彻和执行，充分利用实验室开放日以及学生课前的安全测试试卷等环节

加强实验室规章制度的宣传工作，切实发挥作用。今后将进一步完善实验室规章制度建设工作，包括对特别区域张贴明显的警示标识。

４　 实验教学的改革创新

４．１　 优化实验教学内容生物化学技术发展迅速，一些技术如今广泛地

应用于医学、药学、环科、物理等相关学科研究中。为使非生物类学生将自身专业知识与生命科学知识

多角度、多层次地进行关联和整合，为他们未来的研究工作产生新思路、开拓新领域打下基础，课程组对原有的实验项目进行了梳理，并对部分实验内容进行了优化改革。

（１）删除技术与方法陈旧的实验项目。 例如将原有的“醋酸纤维膜电泳法分离血清蛋白质”实验替换为“ＳＤＳ－ＰＡＧＥ”实验，虽然同为电泳技术分离蛋白的实验，但后者的分离效果更好，应用也更加广泛［９］；

（２）提高实验的综合性。 如“质粒 ＤＮＡ 的提取”和“琼脂糖电泳法分离质粒 ＤＮＡ”两个实验，传统的实验教学内容略显单薄，对学生的培养力度不足。 改革后，首先采用碱裂解和试剂盒两种方法提取质粒 ＤＮＡ，然后经超微量分光光度计检测质粒ＤＮＡ 浓度及其纯度，进行快速限制性内切酶分析，最后根据琼脂糖凝胶电泳结果分析两种方法提取的

质粒 ＤＮＡ 质量。 实验的综合性明显提高，不仅反映出学科发展最新进展、开拓学生视野，而且增强了学科交叉方面的内容，有利于加深学生对学科间相互渗透和相互影响的理解，使其对知识的再创造能力成为可能。４．２　 构建实验教学新模式

为给优秀学生提供更多的发展空间和机会，课程组针对授课学生的特点，对实验课的教学模式进行了两大改革。 把实验室的建设与提高实验教学质量联系起来，培养学生实际动手能力、实验设计能力和创新能力［１０］。

（１）利用“基础生物化学实验教学改革新模式”在老校区运行多年的教学经验，在新校区生物化学实验教学中，继续鼓励那些学有余力、对科研有着浓厚兴趣、有着活跃思维和丰富想象力的学生参与“探究性”的预实验。 参与“探究性”的预实验的学

生可以不用参与实验大课堂，成绩同等有效［１１］，完成实验教学从“单纯的验证式”向“能力素质拓展培养式”的根本转变。

（２）借鉴 ＭＯＯＣ 的先进教学理念，构建了一种“微视频＋探究式预实验”的实验教学新模式［１２］。将每个实验的原理讲授部分制作成微视频上传至中

心网站，一方面可以提高探究性预实验对学生创新能力培养的效果，另一方面考虑到不同专业的学生学习背景不一，通过微视频提前预习，可以更深入、更透彻地理解实验原理及其研究思路与方法，提高实际实验效果［１３］。

５　 结语

为避免实验室建设划分过细、多而分散、难以做到资源共享的弊端，新校区中心各实验室根据实际功能进行重新划分，建立了“统一管理、资源共享”的公用实验室格局。 在生化实验室的规划设计方案中考虑到电子天平、分光光度计、高速冷冻离心机、摇床等仪器统一摆放在仪器室，试剂统一存放在试剂室，因而省却了此部分设计。

集“实验室规划合理、设备先进、管理科学、实验教学与时俱进”四大优点于一身的生化实验室既可以独立运行，又可以作为具有多功能的普通生物学实验室受中心统一调度、统一管理。 为学生实践能力和创新活动的开展提供了一个很好的实验平

台，并创造了满足学生个性化学习的实验环境。 今后，我们将继续加强实验室“软件”建设，为提高人才培养质量提供有力支撑。

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：

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［Ｊ］ ．实验室研究与探索，２０１６，３５（６）：２６２－２６５．［７］ 　 刘唯．高职教育建筑材料实验室的建设与教学［Ｊ］ ．城市建设理

论研究（电子版），２０１２（２３）：２２－２３．［８］ 　 李雅文，张云华．高职院校建筑材料实验室规划建设探讨［ Ｊ］ ．

实验技术与管理，２０１４，３１（２）：２１８－２２０．

（下转第 １４８ 页）

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　 　 通过该虚拟仿真实验，学生可以掌握压缩机的结构、工作原理，使学生在理论课程学习的基础上，进一步加深对压缩机基本概念的理解和基本理论的

掌握，提高学生灵活运用所学理论知识的能力。３．２　 统计调查虚拟仿真实验平台

统计调查是关于收集数据资料的方法论的一门

学科，是政府、企业、非盈利组织、个人获得信息的主要工具。 通过科学的调查方法，掌握准确的社会经济信息，是组织机构提高决策能力和管理水平、合理整合资源、提升整体竞争力的关键因素。 但是由于收集的数据可能涉及企业核心资源，所以企业愿意提供的特别少。 统计调查虚拟仿真实验教学平台通过利用先进的 ＣＡＴＩ 调查系统，学生通过利用虚拟项目管理、访员管理、样本管理、问卷管理、配额管理、答卷管理和资料统计等平台模块，进行虚拟调查方案设计、问卷设计、抽样设计、数据整理、分析和撰写报告等 ４ 个具有内在逻辑关系的虚拟实验，使学生熟悉统计调查的各个流程和步骤，加深对调查方法的理解和认识，提高实际调查能力。 目前该虚拟仿真实验平台每年服务本科学生约 １５００ 人，完成实验人时数约 ５００００ 人机时。

４　 结语

虚拟仿真实验教学中心的建设是高等教学信息

化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是推动高校实验教学改革与创新的重要方向，是提高资源使用效益的必然要求，是优化实验教学资源结构的重要途径。 在高校自身投入有限的条件下，构建虚拟仿真实验教学平台，努力实现实验资源共享、人尽其才、财尽其力、物尽其用，这将是高等学校实验

教学发展的趋势和必由之路。

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：

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１４．［９］ 　 张宁．计算机网络课程实验教学的研究和实现［Ｄ］．乌鲁木齐：

新疆师范大学，２０１４．［１０］ 　 周世杰，吉家成，王华．虚拟仿真实验教学中心建设与实践

［Ｊ］ ．计算机教育，２０１５（９）：５－１１．［１１］ 　 胡今鸿，李鸿飞，黄涛．高校虚拟仿真实验教学资源开放共享

机制探究［Ｊ］ ．实验室研究与探索，２０１５（２）：１４０－１４４，２０１．［１２］ 　 孙爱娟．职教领域虚拟仿真教学资源建设与应用探析［ Ｊ］ ．中

国电化教育，２０１２（１１）：１０９－１１２．

收稿日期：２０１６－０５－０２修改日期：２０１６－０６－０３作者简介：孙欢（１９８１－），男，天津人，硕士，工程师，主要研

究方向为实验室建设与管理、设备管理。

（上接第 １４４ 页）［９］ 　 李欣，赵玉红，周浩，等．基础生物化学实验教学改革的探索与

实践［Ｊ］ ．实验室研究与探索，２０１６，３５（３）：１６１－１６４．［１０］ 　 刘松青．新校区实验室建设规划研究与实践［ Ｊ］ ．实验技术与

管理，２００７，２４（５）：１３６－１３８．［１１］ 　 赵玉红，赵立青，张金红，等．提高非生物类学生综合能力的基

础实验教学新模式［Ｊ］ ．实验室研究与探索，２０１３，３２（３）：１２０－１２２．

［１２］ 　 赵玉红，李欣，崔建林，等．ＭＯＯＣ 环境下基础实验教学中学生

创新能力的培养［Ｊ］ ．实验技术与管理，２０１６，３３（３）：１３－１５．［１３］ 　 赵艳娥，沈韩．多校区办学基础物理实验课程教学改革［ Ｊ］ ．实

验室研究与探索，２００９，２８（６）：２６４－２６６．

收稿日期：２０１６－１１－０４修改日期：２０１６－１２－０４作者简介：赵玉红（１９８１－），女，山东青岛人，硕士，实验师，

主要从事生物化学和分子生物学实验教学工作。

高等学校教学实验室安全工作部分国家强制性标准

　 　 ＧＢ１６３５４－１９９６　 使用密封放射源的放射卫生防护要求　 　 ＧＢ１６３６８－１９９６　 含密封源仪表的放射卫生防护标准　 　 ＧＢ１２２６５．３－１９９７　 机械安全避免人体各部位挤压的最小间距

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