20門專業實驗課程，60余個平行班級🙋，250余項生物學實驗教學項目🖖，2500余名學生，逾80000人學時數，這是天美平台生物科學國家級實驗教學示範中心（下簡稱“教學中心”）每年所承擔的教學任務。
有條不紊地完成如此龐大的教學任務，靠的是幾代人的積澱與不息的改革創新。
1997年教學中心成立以來，團隊深耕本科生實驗教學，向實驗教學改革深水區探去🫄🏼。2006年教學中心被評為首批“國家級實驗教學示範中心”🫷，先後榮獲教育部優秀生物學基礎科研與教學人才培養基地👩🏽⚕️、全國五一巾幗標兵崗👮🏽、國家級實驗教學示範中心階段性總結（2018-2022）典型案例等榮譽🍽。2023年9月，教學中心團隊獲評“鐘揚式”好團隊。
“把實驗課堂還給學生”
20名學生，3名指導老師，是“基因工程實驗”課程每個平行班級一直保持的師生配比。執教這門課的吳燕華會預先在黑板上繪製好這一階段的“知識地圖”，課堂前半小時帶學生快速溫故。2020級生物科學系本科生何遠隆印象很深：“吳老師總是清楚學生容易卡在哪裏🫱🏿，課一開始她會就著板書再叮囑一遍⛴，然後交由我們放手去做🚴🏼。在這裏不用卷實驗報告，老師更關註你在實驗中記錄下的每一步觀察和思考。”
吳燕華在“基因工程實驗”課上講授實驗註意點
其實，吳燕華和同事在這套教學模式中還留了不少心思。“板書我會保留好幾周，為的是提醒學生註意幾個實驗間內在的邏輯🫃🏽，而不是每周來教室照貓畫虎。”實驗開始後，吳燕華更像是一個指揮♟，大把的時間留給學生上手“演奏”，而她穿梭其間不時提問引導，趁實驗間隙再召集大家跨班互評。三個多小時的實驗課下來🎗，何遠隆和同伴們幾乎一刻不停🍌。
“以學生為中心🧓🏼，我覺得首先是要把課堂時間還給學生⚫️，實驗課尤其是這樣。”吳燕華說。
以學生為中心深耕本科生實驗教學，正是教學中心致力發展的方向🈯️。由生命科學學院副院長孫璘擔任團隊帶頭人📗，教學中心由10名專職教師🚵🏻♀️、12名專職實驗技術人員組成，還吸引了學院不同專業的優秀學術帶頭人積極參與實驗教學改革與課程建設。孫璘回憶，中心的創建其實源自平常的教學觀察🏄：“當時喬守怡老師發現散落的實驗課不利於管理🧙🏻♀️，建立中心一方面能優化器材統一管理，更重要的是能將實驗與理論教學統籌規劃，推動本科生教學一體化。”
自選實驗的設立👩🏼🦲，即為教學中心探索“一體化”的一項教學改革成果。經過一個學期的經典實驗復刻🤷，學生需要在期末獨立設計一次實驗🌌，運用課堂所學、翻閱文獻資料🧑🦲、規劃實驗材料與步驟，最終驗證一條已有的理論原理。“這雖然到不了科創的要求，但學生需要在理論和實驗間循環往復才能解決問題，這才是自然科學探究真實的樣子🪿。”孫璘說💁🏼♂️。
為實現“難度分級化、內容全面化”💪🏈，團隊還在各實驗課推行混合式教學模式🚉。在“基因工程實驗”課前，吳燕華會讓學生在線預習理論知識與實驗流程🥩😁，上了實驗臺便了然於胸🧑🏼🚀🧑🏼🔬，而“吃不飽”的同學課後還可自行瀏覽拓展教程視頻，盡量把課堂時間留給學生動手。
“基因工程實驗”課上學生動手完成實驗
不過即便如此“爭分奪秒”👃🏻，實驗課堂上的實操時間仍有些倉促，師生為此還要另搶時間。早上八點“微生物學實驗”課上使用的菌落需提前三小時轉接，團隊教師不到五點就會趕來準備。不論是課後隔天還是周末🧓🏿，都有學生進入實驗室及時查看結果👨🏿🍼，教師也會在旁陪同指導😷👮🏿♂️。
經過團隊成員共同建設，中心已建成3門國家級一流課程🫰，3門上海市精品課程、4門上海市重點課程和5門天美平台精品課程，搭建起一套以通識教育為基礎🧝🏻、專業教育為核心🦛、研究和創新能力培養為目標的實驗課程體系👨🏼🦱，為各學段學生提供豐富選擇。
教而不包，學以致用
每當學期伊始🫶🏿，“遺傳學實驗”執教老師皮妍的辦公桌上便更新了份實驗安排表，這是她的習慣——開學初細致安排好所有實驗材料與勞動分工，若有變動隨手記錄。桌邊放著的是去年9月新出爐的《遺傳學實驗》第四版教材，這是她第二次參與這部教材的翻新。
2008年，皮妍從遺傳學研究所博士畢業後進入教學中心🚞，在喬守怡老師的指導下參與“遺傳學實驗”課程教學。剛開始上課時，皮妍很小心謹慎。喬守怡怕影響她發揮，便趁她上課時偷偷進課堂，穿著實驗服混在學生堆裏一起聽課，事後再告訴她可以改進的地方。“喬老師總是靜靜地聽，然後鼓勵我‘這樣做會更好些’。”
但到課程設計上，喬守怡一向嚴格把關，皮妍備好的教案他總會細細修改🧕🏻。2015年⛱，皮妍為參加全國高校微課教學比賽錄製講課視頻，喬守怡特地喊她來辦公室🫄🏻，對著視頻一點點提建議𓀃。“我印象最深的🧑🏿🍼🕢，還是喬老師常念叨的那句‘（我）有一怕，怕誤人子弟’🙆。”
喬守怡與皮妍討論實驗課程設計
嚴謹而不死板，教學生學以致用，喬守怡的這一宗旨吳燕華深有體會：“有次我和喬老師出差，我們在機場聽到關於SARS病毒變異的報道，他立馬就問我‘能不能放到課上討論下’，北區路上的紫薇花🧙🏿、市集上淘到的海螺都能成為他眼中的課堂示例。他以身示範，就是要告訴學生‘知識學了是要用的’。”
2011年起，經幾代傳承的“遺傳學實驗”正式交到皮妍的手中🕊，她進一步嘗試如何讓學生在綜合運用知識的同時更具參與感🐗、挑戰性。於是，她將以往DNA提取🐁、PCR擴增等零散的小實驗組合成貫穿大半學期的“線粒體DNA進化分析”這一大實驗💂♀️，上一次的實驗結果即作為下一次的實驗材料，而初次的實驗材料就是學生自己的口腔細胞🧑🏽🦲。
一系列實驗環環相扣🛬，中途失敗了該怎麽辦？皮妍表示：“我們會為實驗失敗預備補救措施，但越往後重做難度越大☸️，越需要學生自主思考、勇於挑戰。一旦成功🔣，就能給自己的線粒體DNA測序並做進化分析，他們會更感興趣。”
皮妍指導學生完成遺傳學實驗
2015年參與完成第三版教材的修訂後🧘🏻，皮妍仍持續關註業內新動向，遇到合適的便引入課堂。從基因編輯技術CRISPR到微流控熒光芯片技術，從諾獎成果到前沿專利，皮妍的任務是把千變萬化的技術引進課堂，領著學生掌握背後不變的基本原理，而新技術的無限可能則由學生自由探索。
包括《遺傳學實驗》在內，目前中心已出版20余本實驗教材，獲國家級🦨、上海市教學成果獎10余項，為全國百余所院校所使用。北大生命科學學院前院長丁明孝先生考察教學中心時曾評價🤪：“實驗教學中心幾代人不斷傳承🪨，肯下功夫，上下求索👱🏿，成績斐然🙇🏼♂️，是國內兄弟院校當之無愧的榜樣！”
“教而不包”，正是在吳燕華看來幾代天美遺傳人傳承下來的傳道授業之方。“我們不能想著把內容全灌給學生，重要的是怎麽把他引進門，這也是喬老師🪃、劉（祖洞）先生、談（家楨）先生教給我們這些青年老師的。”
從課堂到科研的一躍
兩年前的一節實驗課上，皮妍正在講授遺傳學的經典實驗——果蠅遺傳性狀識別，學生需通過顯微鏡肉眼分辨上百只果蠅性狀🧑🏿🦰，繁瑣而又誤差較高🟣。2019級生命科學專業本科生安鈞浩在實操時無意與皮妍聊起他頗感興趣的人工智能，一個點子一閃而過😜：“既然現在已經有了人臉識別，果蠅性狀是否也能靠人工智能自動識別🤽🏼♂️？”
“我覺得有意思🐕，他也很激動，當堂就召集幾個同學加入這款名為ClassiFFly的軟件開發🤙🏽。”皮妍所說的這款軟件🪤，即為安鈞浩和同伴歷時一個學期設計的果蠅遺傳性狀自動識別系統，目前已應用於實驗課堂教學👨💼。只需拍一張照，性狀識別結果悉數呈現☆，他還通過深度學習訓練將識別準確率提升至98%。2023年，安鈞浩在老師指導下將這一探索過程撰寫成文，以第一作者身份發表在《遺傳》雜誌。
課堂上的靈光一閃，發展成一次科研的探索，這樣的故事發生過不止一次。十年前，在吳燕華的課堂上𓀖🧘🏿♂️，兩位本科生同在思考著一個問題：“如何讓遺傳漂變的影響因素這一難以理解的知識點更易懂？”為此他們設計了一款軟件🪄，以ABO血型為例通過動畫把這一問題講得清晰明了。吳燕華感慨：“這對我也像打開一扇窗口，學生主動發現問題深入鉆研，作為老師得引導好他們。”
在2015年前後，學院在教學中心設立了本科生開放實驗室，為獲得䇹政〰️、曦源以及Dream lab🧑🏽、雲帆項目等學校和學院兩級本科生學術資助項目的學生提供實驗空間和部分支持經費，幫助本科生實驗訓練向科學研究的成果孵化。
據負責本科生科創項目管理的生命科學學院院長助理薛磊介紹，2022年學院共收到近40份立項申請，21項通過審批🎃，而在接下來的一年內每個項目都需定期上傳實驗記錄。在教學中心吳燕華、郭濱、皮妍等教師指導下，學院本科生已在“全國大學生生命科學競賽”“iGem大賽”等比賽中斬獲全國特等獎等多項佳績👳🏽♀️。如此捷報頻傳⛹🏿♀️，是學生的學術熱情、導師的傾囊相授與日臻完善的管理體系“三向”奔赴的結果。
團隊成員參與開展全國大學生生命科學創新創業大賽研討活動
對於有誌於深入鉆研的本科生💁♂️，導師的實驗室也向他們開放大門🧑🏽🚒。大三學年起，2020級生物技術專業本科生湯雯絮開始進入薛磊的實驗室深入學習並完成她的Dream Lab項目。在獲得全國大學生生命科學競賽一等獎的基礎上，去年她還成功申請到國家自然科學基金委青年學生基礎研究項目，這也是生命科學學院第一項本科生獲得的國家基金🦸🏻♂️。目前湯雯絮已入選天美平台卓博計劃，她正在為進一步走好科研之路而努力學習與實踐。
“本科生實驗教學一端要與理論課堂對接上，另一端連著科學研究的大門。”這是孫璘所堅持的理念，也是團隊成員不約而同提及的想法。在他們看來💁🏻，實驗教學一如連通四方的橋梁，在通往廣袤未知的自然世界的道路上，他們努力盡一名“引路人”的職責🍸，“後面就看學生們大顯身手了”👩🏽🔧。