生命科学的理论创新主要以科学研究为主，其中大部分实验结果通过大型仪器获得。研究生是科研创新的主力军，其对大型仪器的原理及使用技能的掌握程度，直接关系着科研产出的质量。科研仪器的高效应用是提高研究生科学素养，解决科学问题的重要基础[1-2]。近年来，国家对科研大型仪器开放共享不断提出新的要求，公共科研平台共享模式探索成为一个新的课题[3-4]。大型仪器是创新人才培养的重要工具，要在保证设备和实验过程安全的基础上，充分发挥大型设备的功能，提高其对学生科研水平的提升和创新能力的培养。
为了进一步提升科研创新支撑能力，旱区作物逆境生物学国家重点实验室购置了超高分辨液质联用仪、蛋白层析系统、全自动蛋白质表达定量分析系统、生物膜干涉分子互作检测仪、等温滴定量热仪、纳米超微量蛋白分析系统等20余台件大型仪器，创建了国家重点实验室蛋白质研究平台。为了充分发挥大型仪器对研究生的科研支撑作用，助力高水平科研成果产出，平台面向全校研究生开设了基于大型仪器的蛋白质研究相关培训课程。
一、研究生科研大型仪器传统培训教学存在的问题
(一) 学生体验感不足。由于大型仪器贵重、耗材昂贵等因素，在实际教学中往往因担心研究生对设备操作不熟练易造成仪器损坏，或者耗材浪费等因素，导致培训以讲解和观摩为主，实际操作机会少，学生经过培训之后动手能力依然较差，导致学习积极性不高。
(二) 培训课程不合理。在课时有限且培训内容多的现实矛盾下，培训教学过程中通常对仪器的工作原理和操作技术浅尝辄止，导致大多数学生只是了解了仪器最基本的操作步骤，无法实现在掌握大型仪器工作原理和潜在功能开发的基础上，更好的服务自身科学研究的目的。
(三) 考核评价机制不科学。传统考核主要以理论考试为主。作为仪器使用技术培训课程，应该更加注重考核学生对仪器设备的实际操作能力，特别是仪器在其科学研究中的应用能力。
二、蛋白质研究平台大型仪器一站式培训教学模式探索
针对上述问题，在已有课程培训经验的基础上，通过进一步梳理课程内容体系、优化上课方式和考核评价方式等改革，重点加强“课前预习、课中操作、课后互动”等教学环节，建立了“集中与分散相结合、线上与线下相结合、理论与实践相结合”的大型仪器培训教学新模式，提高了大型仪器的培训效果，提高了大型仪器设备在研究生科研工作中的应用效率，最大限度地发挥了大型仪器的科研价值。
(一) 课前预习：利用微信群、QQ群等，按照科研方向和需求对选课学生进行分组，每组人员控制在8人以内，集中进行培训。另外对未及时选课的同学根据实验计划灵活安排时间，为其提供专项的培训服务。培训课程开始前，教师针对性地向不同分组交流群中分享仪器工作原理、功能、操作方法等培训文字、视频资料，学生提前查阅和观看，增加学生对仪器的初步认识，使学生带着问题来参加培训，提高课上学习效率。
(二) 课中操作：在课前预习的基础上，在有限的课时内，除了给学生介绍仪器的基本工作原理以外，重点根据学生科研方向结合具体科研案例或最新研究进展进行授课，使学生全方位了解仪器应用范围。同时，注重仪器操作技术的讲解，包括开关机、软件的使用、硬件的维护和数据处理方法及使用注意事项等操作规程。更重要的是，加大了学生实操环节，此外学生以组为单位，授课老师提前准备标品，指导学生轮流进行实际上机操作。对未选课但是有使用需求的同学，可以携带自己的样品在老师的指导下进行操作及数据分析。
(三) 课后互动：为了进一步巩固学生对理论和操作技术的掌握能力，建立课后互动反馈机制。一方面加强结课前的师生互动，学生通过线上交流或者到蛋白质研究平台与老师线下讨论交流，帮助学生顺利获得学分。更重要的是搭建学生整个在读期间的交流纽带。课程结束后，学生在科研过程中遇到问题可以随时与教师讨论交流乃至科研合作，有效的促进了教研融合。
(四) 科学考核：针对重理论轻实践的考核方式，在原有笔试考核的基础上，增加上机操作和科研设计考核环节，重点加大实际操作和科研应用环节的考核比重，使学生对仪器的了解更深入、更科学，以期达到真正以考促学、以学致用的培训效果。
三、培训教学新模式的特点
(一) 培训时间灵活化，实现集中和分散相结合：为了避免研究生对仪器的损坏或材料的浪费，根据研究生实际情况，结合正在平台开展的科研工作进行机动化授课。同时，根据学生的试验安排，开展个性化培训服务，定时或不定时的对未选课的学生进行分组或者一对一培训，及时有效地解决学生的问题，为研究生开展科学研究提供技术服务与保障。
(二) 课程内容系统化，实现理论与实践相结合：系统梳理相关仪器设备的基本构造、基本原理、操作方法、应用特性、典型实验案例和前沿应用等内容，帮助学生建立对仪器设备系统的认知。同时，在有限的课时内，突出重点，以仪器设备操作方法和数据处理等为核心，帮助学生能够独立完成从样品前处理，样品测试和分析等过程的实验设计及操作，并对所得数据能够进行科学有效的分析。
(三) 培训方法多样化，实现线上线下相结合：充分利用网络交流平台、培训视频等，将课时转移到线上，使学生提升自主学习能力。线下重点采用问题引导式教学方式，缩短课堂理论讲解时间，重点讲解课程核心内容，给学生提供更多的动手操作时间。
四、教学效果
大型科研仪器培训目的是为了培养学生科研思维、提升科研创新能力，以服务于高水平研究。近年来，各高校不断建设和扩充大型仪器平台，大型仪器的使用也推动了高校的科研水平和研究生科研素养的提高[5-6]。新的培训教学模式将大型仪器使用的理论与实践有效的结合在一起，学生有了参与感，有效地激发了学生的研究热情，锻炼了学生独立面对科研问题，提高创新意识，解决问题的能力。模式实施以来，每年培训总人数超过500人，课后调研发现，完成培训的研究生不仅能独立操作仪器和处理样品，而且还能从中获得实验新思路，指导其个人研究工作的开展。培训教学模式改变后，大型仪器的机时提高了25%，损坏率降低了46%，同时，该课程的实施可以增加学生与实验老师的互动，促进大型仪器新功能的开发，显著提高了大型仪器的使用率，实现了大型仪器的科研价值，且大大节约了仪器的维修成本。该模式不仅可以在蛋白质研究平台进行实施，在各大型仪器平台均可应用。
参考文献：
[1] 林兴桃, 王小逸, 客慧明等. 大型仪器开放式实验教学与学生创新能力培养的探索与实践[J]. 实验室技术与管理, 2013, 30(5): 117-119.
[2] 汤云晖, 王波, 李耳. 大型仪器设备实验教学与本科生、研究生创新能力培养的探索实践[J]. 中国现代化教育设备, 2010, (17): 129-133.
[3] 贺锦, 赵艳娥, 何凌, 等. 高校大型仪器设备共享平台的设计与实现[J].实验技术与管理, 2016, 33(6): 263-267.
[4] 尹伟, 刘双双, 方三华. 加强公共平台文化建设提高大型仪器共享效率[J]. 实验室研究与探索, 2021, 12(40): 270-273.
作者简介：张琼（1986—），女，山东济宁人，西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室实验师, 博士，主要负责蛋白质研究平台仪器设备的管理运行。
