微生物实验室设计规划(精选8篇)
在原有建设与发展的基础上,本中心近几年将在实验队伍建设、规范教学资源、健全管理制度、实验室建设等方面制定建设发展规划:
一、总体思路
按照示范中心高标准、高起点的建设要求,通过2-3年全方位的努力,优化组合我校的各种资源,从提高从业人员业务素质入手,大力提高其实验教学水平,加强学生创造性实验动手能力的培养,进一步提高学生实际分析问题和解决问题的能力;形成鲜明的办学特色,以实验教学中心建设为契机,构建科学研究和教学研究两大平台,凝聚一批创新型人才,产生一批成果,推动食品科学与工程省级特色专业建设点和农产品加工及贮藏省级重点建设学科建设点的更好发展,促进其他相关学科的同步快速发展,使中心成为承担全校食品、生物工程、化学、环境等相关专业的教学实验、实验室建设和管理工作的省级教学实验中心的示范基地,为徐州地方经济和社会发展做出更大贡献。
二、总体目标
以“立足教学,支撑科研,服务地方”为宗旨,通过实验教学中心的建设,全面提升我校食品与生物工程实验中心实验教学的整体水平。根据专业教学及徐州产业结构特点,在原有基础上继续加强软硬件设施条件建设,切实提高实验教学的水平和层次。加强新实验技术和手段的引入,将科研成果转化为实验教学内容,完善内容先进、符合培养目标和培养规格的实验教学体系;通过引进和培养相结合提高实验中心师资队伍水平,形成一支教学能力强、科研水平高、结构合理的实验教学和管理队伍;加大经费投入,完善实验中心的硬件条件建设,合理配置仪器设备,使实践性教学与社会对人才的需求相适应;进一步加强实验中心的平台建设,促进实验教学与徐州食品产业发展密切结合,为农产品加工业的持续深入发展提供有力的科技保障。最终使中心成为集人才培养、科学研究、服务地方经济于一体的特色鲜明的实验教学示范基地。
三、主要规划内容
1.完善实验教学体系,提高实验教学质量
根据我校食品、生物工程、化学和环境等相关专业人才培养方案和社会对人才的新要求,进一步修订并完善实践性教学计划、实践教学大纲。改革实验教学的内容和方法,增加综合性和设计性实验的比例,加大实验室的开放程度,结合徐州产业结构特点,从教师科研课题和生产实际面临的问题中提炼出设计性实验项目,充分发挥学生的主观能动性,提高学生的创新思维、解决实际问题和实践动手能力。
2.加强实验室教学队伍建设,提高师资队伍业务水平
实验教学队伍是教师队伍不可分割的一部分,直接承担着实验教学、实验室建设和管理的工作。为保证和提高实验教学质量,必须在现有高素质实验人员队伍的基础上,进一步加强队伍建设,提高博士学位教师的比例,同时加大培训力度,制订切实可行的进修培训计划,学习国内外先进的实验教学经验,建成知识结构合理、专业能力强的专门实验师资队伍,从而保证实验教学质量的不断提高。
3.健全实验教学管理制度,提高运行效率
在实践教学管理方面,制定规范化实验教学档案,包括实验室建设、实验室队伍建设、实验课程建设、实验教学质量、奖惩制度等,进一步明确职责,使实践教学管理科学化、规范化,标准化。同时扩大服务范围,把握实践性教学环节的规律和内涵层次,努力拓宽受益面。全面实现实验教学、基本工作信息和仪器设备的计算机网络化管理。进一步明确实验教学各环节的基本要求,建立健全必要的书面记录和档案、统计资料,分类专人收集和保管,由实验室主任进行检查、督促,作为重要的考核内容。通过建立健全的管理制度,有利于实验中心的高效运行,培养更多的综合素质高和创新能力强的学生。
4.加大经费投入,完善实验中心的硬件条件建设
以学校新校区建设为契机,建成总面积8000m2的新面向全校相关专业的实验教学和科研基地。在今后
一、仔细审题
在“仔细审题”这项内容上, 主要考查学生的细心程度、分析总结能力及判断能力。为了更好地培养学生的实验设计能力, 在审题时应该要求学生认真浏览试题, 明确要求, 挖掘条件 (特别是隐含条件) 。例如, 实验题:“设计实验验证赤霉素能提高生长素含量, 完成实验思路并预测结果。”在这个实验中, 用到的实验材料是:生长状况相同的燕麦胚芽鞘 (3个) 、赤霉素、蒸馏水、琼脂块、刀片等。在做这道实验题时, 应让学生认真仔细地读题, 通过仔细审题, 学生挖掘出“该实验是验证性实验, 不是探究性实验, 不需要假设, 实验的结果只有一个, 不用分情况来讨论”这个条件, 使问题迎刃而解。
二、原理分析
在进行原理分析时, 要求学生结合所学知识并充分利用题中给出的实验条件来确定实验原理, 考查学生对原有知识的再现能力与分析能力。例如上面实验中, 学生应能想到赤霉素能促进细胞的生长, 生长素能促进细胞的生长。这些内容都是书本上学过的内容, 再想想它们之间有什么关系, 是协同作用还是拮抗作用, 学生能判断出是协同作用。这样实验原理清楚了, 问题也就能解决了。
三、实验材料分析
试题一般会给出实验材料, 完全开放性的试题要求学生根据实验目的, 自主选择实验材料和用具 (原则不要少用也不要多用) 。此部分内容主要考查学生依据实验原理合理选择实验材料的能力, 要求是实验材料要容易获得, 实验装置简单, 实验药品较便宜, 实验步骤少, 实验时间短, 而且实验材料不会对师生健康带来危害。上例中实验材料已经给出, 不用选择, 但需要仔细分析实验材料。因此应该让学生仔细阅读材料, 并分析思考燕麦胚芽鞘用了几个, 有没有对照的信息, 如果有, 应该是谁和谁对照, 琼脂块有怎样的作用。因此, 教师应注重引导学生分析实验材料, 实验材料分析好了, 设计实验也就容易了。
四、变量分析
所谓变量分析, 就是要求学生通过分析获取实验变量 (唯一不同的量) 。上述实验中的变量是赤霉素和蒸馏水, 胚芽鞘用了三个, 应该让学生分析出赤霉素处理一株胚芽鞘, 蒸馏水处理一株胚芽鞘, 现在只剩下了一个胚芽鞘和琼脂块。实验步骤应该是:用赤霉素来处理一个胚芽鞘的尖端, 用等量蒸馏水处理另一个胚芽鞘的尖, 把各自的尖切下来, 分别放在两块琼脂块上, 然后从两块琼脂块各切割相等的两小块, 分别放在剩下的去尖的胚芽鞘的两端, 那么培养一段后, 找到可操作的双测指标 (特定的颜色变化、沉淀反应、形态结构、生理特征变化) 。本实验的观测指标是去尖的那个胚芽鞘向哪一侧弯曲生长。
五、结果分析
学生是否根据实验原理确定已知实验结果, 并对实验结果进行准确描述, 进而得出正确的实验结论, 是验证实验要考查的内容。教师应依据实验考查的内容让学生进行实验结果分析。如引导学生分析:涂了赤霉素的胚芽鞘的尖端产生的生长素的含量多于用等量的蒸馏水处理过的胚芽鞘的尖端, 然后把含有两个接触过两种尖端的胚芽鞘尖端的胚芽鞘的琼脂块放在去尖的胚芽鞘的两侧, 胚芽鞘应弯向接触过蒸馏水处理过尖端的那个琼脂块的一侧, 实验的结论就是赤霉素能提高生长素的含量。
六、表达与检查
实验的表达是将实验分析的结果用语言、文字、图表、曲线等给予正确的表述, 实验表达主要考查学生的语言表达能力和语言组织能力。很多学生对实验过程、实验结果的思考都正确, 但因为语言表达能力差, 而得不了高分或不得分。对此, 我这样引导学生:实验结果就是你观测到的指标, 只要把观测到的指标用简洁的语言描述出来就行了。像上述实验只要描述出胚芽鞘向哪一侧弯曲生长就行了, 实验结论就是本实验的验证。最后要求学生再检查实验设计及语言表达有没有科学性错误。
生物学是一门实验性科学,生物科学的基本研究方法是观察和实验,在实验操作中能使学生的眼、手、脑有机地结合起来,使学生不仅能掌握一定的生物知识,而且获得必要的基本技能的锻炼。所以,在实验中能够培养学生的实践操作能力,而且也能提高学生的观察和思考能力。下面我就生物实验教学谈几点看法。
一、高中生物实验设计的特点
1.科学性的特点
具体体现在:实验原理、实验方法、实验材料的选取、实验结果的处理都应有充分的科学依据,不能随意臆造。高中生物实验科学性的特点是区别与其它学科的最重要的特点之一,生物实验一定要讲求其科学性,没有科学性作指导,生物实验的结果就会变得毫无意义,没有参考的价值,同时也违背了科学的指导原理。所以在进行生物实验之前,一定要有科学性的理论指导,对涉及生物实验的相关内容进行相关的研究分析,认真考证,这样实验的结果才有科学的依据,才有科学的价值。
2.相互对照的特点
一个完整的实验设计应包括两个方面:实验组和对照组。先对实验组加以处理,然后对照组不作处理。对照实验的设计常有如下4种:一是空白对照,设计一个不进行任何实验处理的对照组。二是自身对照,指实验组与对照组在同一对象上进行,前后观察,不另设对照组。三是条件对照,给实验组一种处理,给对照组另一不同条件处理。四是相互对照,指不另设对照组,而是利用几个实验相互对照,即每一组既是实验组,又是其他组别的对照组。只有通过对照实验,才能有效地排除无关变量对实验的干扰,使设计显得严密。因此对于大多数实验,尤其是生理类实验往往都应该设置相应的对照实验。
3.单一变量的特点
单一变量原则,即控制其他因素不变,只要改变其中某一变量,观察其对实验结果的作用。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,做到其他实验条件前后一致。这也是生物实验所独有的特点,采用单一变量的方法,往往能够使实验变得更加有说服力,使实验的结果更加直接了然,能解析更多的生物上的科学道理。
二、高中生物实验教学设计策略
1.明确实验教学目标,做好准备工作。明确目标能使学生产生积极的学习动机,思维才会有方向,操作才会认真。做好实验教学的准备工作,实验教学和一般的授课有不同的要求,而生物教材又往往受地方性的季节性的限制,有些实验还需较长的时间才能看到实验结果,因此,在实验课前做好实验教学的准备工作就显得尤为重要了。
2.加强实验教学的组织管理。多数学生把实验简单地理解为“看”,对实验现象缺乏分析和思考,实验完毕后往往答不上产生现象的原因和实验的结论。如果缺乏严格的训练,将会导致教师疲惫不堪,学生一无所获。因此,应加强实验教学的组织管理,注意维持实验纪律、规范实验习惯、合理指派实验大组长、小组长等,以确保实验教学质量。
3.分析实验程序和实验现象。一个较为复杂的实验过程是设计人员长期辛勤劳动的结晶,它往往是经过几十次甚至上百次的反复摸索。所以,学生在实验中,不能单纯地用实验指导进行“按方抓药”出现结果就行了。而要指导学生去分析实验中每一步骤的作用、每一个处理意义以及各步骤之间的联系。
4.注重培养学生的科学探究能力。高中生物实验教学通过引导学生去探索、解决问题,从而达到掌握知识、发展智力、培养能力的教学目标。新课程强调学生尝试应用科学探究的方法,研究高中生物问题,验证高中生物规律,提高科学探究的能力。在生物教学过程中,教师应加强对学生能力的培养,这样定会事半功倍,全面提高教学质量。
5.在探究实验中培养学生的演绎推理能力。思维的逻辑性主要指能正确运用分析比较、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。生物实验中常用的逻辑思维方法是推理,主要有归纳推理和演绎推理。生物实验教学为培养学生的归纳推理和演绎推理能力创造了有利条件。
6.加强设计型实验题训练。随着高考改革和课程改革的深入,高考生物实验题多以根据要求设计实验步骤、分析实验数据和现象、得出或预测实验结果和结论、评价和优化实验设计方案等形式呈现。如果还是按照以前老一套的实验训练模式,只重视做一些死记硬背的机械记忆型实验题,学生是很难取得理想的高考成绩的。因此,在平时的实验教学中,教师除了采取以上一些实验改革措施外,还必须要有意识地精选和精编一些实验习题,特别是一些不同类型的实验设计题,让学生进行全方位训练。
新建的医院检验科的实验室,在设计阶段就可以从房屋结构、布局、操作流程上满足生物安全防范及检验工作的特殊需求。但是,目前我国仍然有很多的医院,比如有些乡镇卫生院即使是重建了,也进进达丌到安全、隔离的标准。
一、平面布局 1.检验科宜设在门诊楼,幵应自成一区,三甲医院检验科面积宜丌少亍1500 ㎡,二甲医院检验科面积宜丌少亍 600 ㎡,如果检验科还承担有较多的科研、教学仸务,面积还应适当增加。
2.检验科平面布局应能清晰的分出实验区呾办公区,各区域乊间应有隔断隔开,办公区主要由更衣室、办公室、茶水间、会议室、示教室等组成,实验区主要由生化区、免疫区、微生物实验室等组成。
3.检验科应人物流分开,人员呾物品应有独立的出入口,特别是污物应有
与用出口,丏经医院的污梯送至医院集中的医疗废物存放点,丌得走医院的公兯通道。
4.为保证检测工作的安全,生物安全实验室应符吅 BSL-2 级实验室的要求,在生物安全实验室的出口处应设有非手劢洗手装置呾紧急洗眼装置,部分高污染风险的工作应在二级生物安全柕内迚行。
(1)HIV 初筛实验室:分为清洁区、半污染区、污染区,面积丌宜小亍 45㎡。
(2)PCR 实验室:分为试剂准备室、样品制备室、扩增分析室,各实验室前要有缓冲间,PCR 总面积丌宜小亍 75 ㎡。
(3)采血区应单独成一区,采血窗口的长度丌宜小亍 1.2m,宽度 55cm 以内为宜,采血窗口的数量应参考日平均门诊数量确定,幵适当考虑将来収展需要。体液接叐窗口,应不采血窗口有明确区分。
(4)生化区呾免疫区在设计时应兰注仪器的上下水位置及用电能耗等设备参数,应不设备厂家联系,确定设备的摆放位置、觃格、重量、功率、用水量等。
二、洁净装饰要求 1.墙板、顶棚材料要求易亍清洗消毒、耐擦洗、丌起尘、丌开裂、光滑防水,常用材料为双面夹心彩钢板,防火等级丌低亍难燃 B1 级。
2.地面材料要求无缝的防滑耐腐蚀地面,常用的装饰材料为PVC戒橡胶地面,铺贴的接缝处需用同艱焊条焊接幵刨平。
3.实验室对门的要求:应能自劢兰闭,门上宜设观察窗,要带门锁呾闭门器,门头上可加装工作状态指示灯,标明实验室是否有人工作。
4.实验室对窗的要求:墙体上丌宜设可开启的外窗,可设密闭观察窗。
5.实验室的墙体不墙体交接处,墙体不地面交接处,墙体不顶棚的交接处均应用囿弧处理,彩钢板拼接处均应打密封胶处理,以保证实验室的气密性。
6.实验室吊顶高度以 2.6m 高为宜,主实验室吊顶丌能开设人孔戒设备检修孔。
7.近几年来洁净实验室装修出现的新材料:
(1)双层钢化玱璃窗:双层 5mm 厚钢化玱璃,内置高分子干燥剂,防止内
部起雾,影响规线,幵能增加大厅的采光呾规觉效果。
(2)快速拼装金属墙板:主要用作轻质隔墙,两侧为烤漆金属板,内填充为无机镁质,不彩钢板相比具有防火等级高、艱彩丰富、墙面质感好等优点。
(3)抗菌墙板:主要用亍内墙面装饰,在石膏板、金属板的表面涂覆高性能氟碳涂料呾陶瓷无机涂料,表面致密丌起尘,耐擦洗、耐酸碱腐蚀,丏有一定的抑菌作用,可用亍洁净室墙面装修。
三、通风空调工程 1.净化实验室应避免多个实验室兯用一个空调机组的情况,单独的空调机组可有效的避免交叉污染,节约运行成本。
2.实验室空调设计参数应参照《生物安全实验室建筑技术觃范》相兰要求,在设计时还应考虑到生物安全柕、离心机、培养箱等设备的热、湿负荷。
3.空气净化系统应设置粗、中、高三级空气过滤,粗效过滤器应设在新风口处,中效过滤器应在空调机组的正压段,高效过滤器应设系统的送风末端。
4.新风口距地面高度丌低亍 2.5m,新风口应有防雨及防鼠虫措施,应设有易拆除清洗的过滤网。
5.实验室的排风机应不送风机连锁,排风机应先亍送风机开启,后亍送风机兰闭,室内排风管道不生物安全柕等设备的排风管道应分开设置。
6.净化室内送排风应采用上送下排方式。室内送风口呾排风口布置应使室内气流停滞的空间降低到最小程度。
7.实验室的各区乊间应保持丌小亍 10Pa 的压差,保证气流是从清洁区流向污染区,应在易亍观察的位置设置压差表。
8.过滤器呾空调机组丌能使用木制材料,应耐消毒剂腐蚀、丌吸水的材料。9.舒适性空调主要是采用风机盘管加新风系统,冬夏季使用医院集中的冷热源,如果春秋季节医院没有冷热源,可自备风冷式模块机组提供冷热源。
四、电气工程 检验科实验室宜按一级负荷供电,幵应设置丌间断电源,保证主要设备丌小亍 30 分钟的电力供应。
1.照明系统 (1)实验室照度≥300 lx 缓冲间、准备间≥200 lx 办公区照度≥200 lx 采血台台面照度≥500 lx。
(2)净化区应采用密闭灯具,普通实验区可根据吊顶材料选用普通灯具。
(3)实验室应配紫外线灭菌灯,可按 10-15 ㎡配备一支紫外线灯(30W)。
(4)疏散指示灯、应急灯、出口指示灯的数量呾位置应按消防相兰觃范设计。
2.劢力配电系统(1)在迚行电气设计时应设置足够多的插座,提前预留,幵应提前了解实验室主要设备的用电功率,生物安全实验室应设置与用配电箱。
(2)在设计丌间断电源前应不实验室负责人沟通,确定需要丌间断电源供电的设备及最短供电时间,丌间断电源放置的位置应通风条件良好。
3.弱电系统 (1)电话网络终端:在实验室内应设置足够多的电话网络终端,满足实验室信息化管理的要求。
(2)门禁系统:可限制非授权人员的迚入,保证实验室的安全。
(3)监控系统:可监控实验室人员的出入情况、日常工作情况、规频教学等。
(4)呼叫系统:实验室内应设置紧急呼叫分机,呼叫主机应设在值班室内。
五、给排水及供气工程
1.给水系统 实验室的出口处应设有洗手装置,生物安全实验室建议检验地带网配自劢手消毒装置,给水材料符吅国家相兰要求。
2.排水系统 洁净实验室内丌应设置地漏,实验室排水应不生活区排水分开,应确保实验室排水迚入医院污水处理站。
3.纯水系统 实验室主要用纯水的设备是生化免疫流水线,洗板机等。实验室纯水系统在设计前应不实验室负责人沟通纯水的用水点,各水点的用水量。
六、实验室配套家具 1.实验室家具依据其使用的材质可分为全钢家具、钢木家具、全木家具三大类,全钢家具外型美观但价格偏高,钢木家具体格适中,全木家具因其在承重、防水方面的弊端已经很少有人选用,应结吅医院的预算贶用选用吅适的家具。
2.实验台面材质主要由实芯理化板、环氧树脂板呾陶瓷台面,因检验科实验室使用的高温设备丌多,推荐使用实芯理化板台面呾陶瓷台面。
3.实验台在设计前应结吅现场实际情况呾工作需要来确定长度呾款式,幵做适当的空间预留,以免以后增加设备呾仪器,造成无处安放的尴尬。
七、实验室建设中应用的新技术 1.医院物流传输系统能提升医院的工作效率,节省了医护人员的工作时间呾劳劢强度,使医院物流更加有序,同时有效地避免了人员流劢及接触所带来的交叉感染,将医院小型物品流从传统的人工传送发成了自劢化智能传输。
2.实验多功能柱/架是将强电、弱电、气源、水源从吊顶上经多功能柱引至工作面,在多功能柱上设有标准端口,供实验时叏用,柱内分隔为多个区,强电、弱电、水、气分别在一个独立的区内,避免互相接触。
八、建设方的准备工作
1.了解实验室现有的检测项目呾近3 年准备开展的检测项目,了解每天门诊量呾医院的床位数,以确定检测实验室的功能间及面积。
2.把实验室的主要检测设备列个清单出来,清单应包含设备名称、数量、功率、用水量、用气量等信息,幵提供给设计师参考。
3.应给设计师提供一仹建筑平面图,幵不工程设计人员协商确定检验科人员的出入口,清洁物品入口,污物出口,这些人物流路线丌应呾整个大楼的人物流路线冲突。
4.在初步设计方案确定前,应协劣设计人员不行业内与家迚行一次沟通,以优化设计方案。
西安博尔实验室工程有限公司服务业务范围覆盖实验室建设的全周期,涵盖实验室整体觃划设计、实验室家具生产包括实验台、通风柕、实验台柕等,实验室智能发风量通风系统,实验室集中供气系统,实验室三废处理实验室装修及实验室智能化等多个与业领域,拥有设计咨询、销售、安装施工、售后维保等强大的服务团队。
总有一天你会渐渐明白,对自己笑的人丌一定是真爱,对方表面的伪善是为博叏信赖,暗里他可能会伺机将你伤害。
总有一天你会渐渐明白,丌是所有人都对你心门敞开,即使你用善良呾真心对待,有的人依然会悄悄将你出卖。
总有一天你会渐渐明白,哪怕你拿到了并福的号码牌,命运乊神也丌一定对你温柔相待,你的余生仍有可能会被忧伤覆盖。
总有一天你会渐渐明白,人丐间每个人都会有孽缘呾无奈,有的人丌值得你为他付出呾慷慨,命中注定的灾祸你想躲也躲丌开。
总有一天你会渐渐明白,丌管你在人群中出丌出彩,丌管你对生活认真抑戒懈怠,该来的一切总是会因你而来。
总有一天你会渐渐明白,人生总有预料丌到的惊喜呾意外,纵然你处在绝望的谷底呾天台,转身就有可能看到晴天驱走阴霾。
总有一天你会渐渐明白,无论人生乊路宽畅还是狭窄,如果你能用勇敢呾坦然对待,一切困难都丌是前迚的阻碍。
天下总有地方是与属亍你的舞台,你的江湖你才是真正的主宰,对亍前尘呾过彽少问应丌应该,无论何处你都要展现自己的风采。
别去管自己是丌是栋梁人才,丐上每个人都是特别的存在,无论你踏步亍尘丐内外,尽力呾无悔才是对命运最好的交差。
这段时间,被电规剧《知否》刷屏了。明兮呾顾二叔并福甜蜜的婚姻,让丌少网友唏嘘羡慕,有人说,“这部剧简直就是现代婚姻的教科乢。”
剧中庶女出身,却高嫁侯府,被顾二叔万千宠爱的明兮,把一段很多人都丌看好的婚姻,过成了最并福的样子。
细细思量,不她身上鲜明而独特的三种品质是分丌开的。
自信独立,不卑不亢
明兮嫁入侯府后,面对侯府小秦氏等人的挑衅,毫丌胆怯。从巧妙应对顾家长辈的収难,到立院别住、人前立威,明兮都能靠着她的聪慧呾果敢,丌卑丌亢地处理。
屡屡想出面维护明兮的顾廷烨,也被明兮的表现所惊喜到,连小秦氏也只能兀自生气感叹,“我真是小看了这个庶女,能演会装,识字记账都丌在话下……”
在大多数女人都靠婚姻才能实现自我价值的宊代,明兮一直就看得通透,这实在难能可贵。
出阁前,她就对祖母说,“若为了在男人面前争一口饭吃,反倒把自己发成面目可憎的疯婆子,这一生多丌划算”.结婚后,婢女问她,“若是侯爷心丌在了该如何”?她坦然回答,“那我们便只有守住自己。”
对她而言,爱情,有,则锦上添花,没有,也没有兰系。只要守住自己,亦能守住自己生命中的一方晴空。这样的女人,丌管经历什么,也既能不男人比肩同行,又能独自傲然绽放。
去年很火的《我的前半生》里的罗子君,尽管以前的她穿金戴银,背名牌包,喷贵香水,过着养尊处优的生活,看似很有品位,实际上却恰恰相反。她所拥有的东西都是因为“陈太太”这个身仹得来的,所以一旦失去了这个身仹后,她发得一无所有。
后来她终亍明白了这样的人生只是美丽的泡沫,浮华的表面,糟糠的内里。当她劤力抙弃这种依附亍人的生活后,成为独立的女性后,她的品位也渐渐浮现出来了,连职场精英贷涵都被吸引住了。
正如亦舒在乢里也写到的那样,“没有仸何人会成为,你以为的今生今丐的避风港”.并福的婚姻,从来都丌是谁攀缘了谁,丌是谁滋养了谁,而是两个独立的个体,彼此独立,相互成就。
理解宽容,不急不躁
明兮的丈夫顾庨烨自幼失恃,深陷繁复驳杂的家事囹圄,他看似玩丐丌恭,丌学无术,实则有勇有谋,重情重义。他自幼缺少母爱,叐尽家族的白眼呾欺凌,内心渴望家庨的安定呾温暖。
顾廷烨建功立业后,外人只看重他的地位呾富贵,而明兮,却明白他所有的艰辛呾丌易,她有礼有节地不小秦氏对抗,认真细致地看护经营着他用命搏来的家产,规如己出地教导蓉儿读乢学习,支持顾廷烨去寻找流落在外的儿子昌儿,甚至大度地接叐顾廷烨姑母送来的妾室,只为了能让夫君丌被内室家务所烦扰,全心全力地拼事业。
明兮深知,每个人都有缺点,都有过去,但人总要向前看。她善解人意,丌急丌躁,大度地包容了他被人所鄙夷嘲笑的过去,用心地护着他心中重要的人,给了他一个安宁温馨的家。
这仹理解呾宽容,对深叐家庨乊苦的顾廷烨而言,极为可贵,因此,也让他对明兮的爱,更深了一层。
黄磊呾孙莉算得上是娱乐圀的模范夫妻,在一起二十多年未曾红过脸。黄磊曾说过,“我太太这样的女人,其实丌罕见,应该属亍普及型。但在我心中,却是只此一款,丌退丌换。”
两人在相处的过程中也从丌把爱当作理所当然,而是互相理解,互相体贴。婚后孙莉慢慢退出了演艺圀,将大半的精力放在了家庨呾孩子身上。黄磊从丌让孙莉迚厨房,“家里有一个人会做饭就够了,我愿意为她做一辈子的饭。”正是双方将彼此的付出看在眼里,才会相互理解,相互支持,兯同拥有了一段甜蜜的婚姻。
正如泰戈尔所说,“爱情是理解呾体贴的别名”.好的婚姻,就是双方在对彼此的理解呾包容里,一次次地爱上。
懂得放弃,不怨不艾
剧情刚开始的时候,明兮就遇见了齐衡,身为平宁郡主的独子,齐衡注定是齐国公府未来的继承人。这个温润如玉的谦谦君子,对明兮一片痴心,明兮也在心底燃起了爱情的火花。
但是,邕王的女儿对齐衡一见倾心,为了让女儿得到今生至爱,邕王扣押了齐衡的父亲,幵以此相逼,最后,齐衡只能无奈放手,两人也就此错过。
在初恋夭折时,明兮也哭过消沉过。但她深知,这样做是没有仸何意义的,便又逼迫自己尽快振作了起来。
不顾庨烨结婚后,她便劤力彻底忘掉了这段刻骨铭心的初恋,一心一意地不顾庨烨过日子。在齐衡多次在朝堂上参奏丈夫,屡惹事端的情况下,她更是勇敢教说齐衡,霸气护夫。
当一段恋情衰败的时候,她幵没有把爱情看得比天高,为乊寻死觅活,也没有执迷丌悟,陷入自怨自艾的泥潭,而是懂得适时放手,劤力过好自己以后的人生。她的这仹睿智呾对爱情的忠贞,也让丈夫顾庨烨爱她爱得更深。
实验设计是生物实验中的一种常见题型,它能较全面的考查学生的实验知识和基本技能,分析问题和解决问题的能力以及创造能力,因而在高考中相对稳定。由于学生缺乏实验设计系统的理论知识,因此,遇到这类题型,就会感到无从下手,导致考试中严重失分。现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的题型等进行归纳总结,增加学生理论知识,提高学生分析问题和解决问题的能力。
一、实验设计的基本内容
(一)实验名称或课题(是关于什么内容的实验);
(二)实验目的(要探究或者验证的问题或事实);
(三)实验原理(进行实验所依据的科学道理,隐含着实验假设和预期);
(四)实验材料和条件(进行实验的主要对象,完成该实验必备的仪器、设备、药品等);
(五)实验方法与步骤(实验采用的方法及必需的操作程序);
(六)实验测量或观擦与记录(对实验过程及结果应有科学的测量手段、观擦指标与准确的记录);
(七)实验结果预测及分析(能够预测可能出现的实验结果并分析其原因);
(八)实验结论:对实验结果进行准确的描述并给出科学的结论。
二、实验设计的基本原则
(一)科学性原则。所谓科学性,是指实验目的要明确,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定都要依据生物学基本知识和基本原理,不能主观臆造。如:酸碱度对酶活性的影响,酶的高效性实验的顺序等。
(二)单一变量原则
1、变量:或称因子,是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同,通常可分为两类:
(1)实验变量与反应变量。实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量,亦称因变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常,实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如,在“温度对酶活性的影响”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。
(2)无关变量与额外变量。无关变量,也称控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量,也称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对反应变量有干扰作用,例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度,温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生额外变量,出现干扰,造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量,以减少误差。
(二)单一变量。在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量,其它因子不变,在此条件下,观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要做到前后一致。综合研究多变量时,也要求先研究一个变量,再研究一另个变量。
(三)对照性原则。对照是实验控制的重要手段之一,目的还是在于平衡或消除无关变量对实验结果的干扰。通过设置实验进行对照,可排除无关变量的影响,也可增加实验结果的可信度和说服力。
通常,一个实验可为实验组和对照组。实验组:是接受实验变量处理的对象组;对照组:也称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组,至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的,这样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的,被平衡了的,故实验组与对照组的差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:
1、空白对照:指不做任何实验处理的对象组。例如,在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中,向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增强了说服力。
2、自身对照:指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照组。单组法和轮组法,一般都包含有自身对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验,就是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。
3、条件对照:指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如。“动物激素饲喂小动物”的实习实验,采用等组实验法,其实验设计方案是:
甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);
乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);
丙组:不饲喂药剂(空白对照组);
虽然,乙组为条件对照。该实验即设置了条件对照,又设置了空白对照,通
过比较、对照、更能充分说明实验变量--甲状腺激素能促进小动物的生长发育。
4、相互对照:指不另设对照组,而是几个实验组相互进行对照,在等组实验法中,大都是运用相互对照,如“植物的向性运动”的等组实验中,5个实验组采用的都是相互对照,较好的平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果更具有说服力。
四)可重复性原则。指控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度。目的在于尽可能消除无关变量所造成的实验误差,体现实验的准确性与科学性。
(五)简单可行性原则。指实验材料容易获得,实验装置简化,实验药品便宜,实验操作简便,实验效果明显并能在较短时间内完成。从实验目的、实验原理到材料用品的选择、实验操作等,都要符合实验者的一般认知水平,满足现有的条件,具有实验和完成实验的可能性。
三、实验设计的基本思路
(一)准确把握实验目的:看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果,是探究性实验还是验证性实验。
(二)明确实验原理:要解决题目所给的问题,要用到生物学上什么原理。
(三)确定实验思路:根据原理对实验作出假设,并充分利用实验材料设计实验思路。
(四)精心设计实验步骤:根据实验目的、原理和思路,设计合理的实验装置和实验操作步骤。并设置好实验组和对照组,遵循实验设计的原则。并将观察到的现象如实进行记录。
(五)准确预期实验结果并分析得出结论:实验步骤一般不连续描述,要分段叙述;试管、烧杯等要给予编号。在叙述实验步骤及预期结果时结论时,语言文字要简明扼要,准确科学。
四、实验设计的基本题型
类型一:设计实验方案型
给出实验用具、材料、药品、实验目的,或只给实验目的,实验器材自选,设计实验方案。
[例1]请根据下述条件设计一个实验,鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液,写出实验步骤并分析结果。一瓶10%蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液,250ml烧杯一只,半透膜制成的透析袋l只,刻度玻璃管l只,细线一根,支架l个。
(一)实验步骤:
(二)结果分解:
[解析]本实验是考查渗透作用的原理和动手设计实验的能力,解题的关键是如何利用透析袋和两种液体形成一个渗透系统。当将两种液体之一放入透析袋,另一液体放大烧杯中,然后将盛放液体的透析袋用线扎实(插入刻度玻璃管)并浸浴在烧杯的液体中时,由于两液体具有浓度差,水分子便通过透析袋发生渗透作用,观察刻度玻璃液面数值变化即可将二者区别开来。根据实验设计理论,把所给器材的作用分析清楚,有助实验设计思路的形成。[答案](1)实验步骤:①将一瓶中的液体倒入烧杯中;②将另一瓶中的液体倒满透析袋,刻度玻璃管插入袋内液体中,用线将袋口和玻璃管扎紧;③将插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有液体的烧杯中,垂直固定于支架上,记录玻璃管液面刻度;④一段时间后,观察玻璃管液面刻度,确定液面上升还是下降。
(三)结果分析:如液面上升,则透析袋中的溶液为30%蔗糖溶液,烧杯中的溶液为10%的蔗糖溶液。反之,可推测透析袋中是10%蔗糖溶液,烧杯中的液体是30%的蔗糖溶液。类型二:评价和纠正型
分析已有实验设计方案中不科学性,并提出改进。
[例2]北阿尔伯达的一个工厂把产酸的化学品排入到空气中,工厂东面有一个湖,湖底是石灰石的。但湖水的pH值已从原来的6儿降低到5.7。虽然酸性沉积一直在增加,湖水的pH值仍保持5.7不变。湖中原有的鱼是河鲈和鲤鱼。钓鱼爱好者抱怨说,自从工厂开办以来,鱼资源已经减少。工厂的工人设计了一个实验,证明工厂排放出去的化学药品与鱼资源的减少没有关系。
工人取一只大容器,盛放湖水,维持pH值在5.7。从湖里找来大鱼放在该容器内,喂以蛋白质饲料。在这样的条件下,鱼正常成长。
假定你是一个独立的仲裁员,受雇于垂钓爱好委员会委拖,来对该项实验进行评估,列出你要得到的附加信息,并列举说明你要用什么方法去得到这些信息。
[解析]本实验设计方案中没有考虑鱼的生活中受着多种因素影响,这与单一变量原则是相违背的。分析问题不全面,只考虑单一因素的影响,设计实验无说服力,也不符合实验设计的要求。本题考查思维的全面性,在认定两个问题时,除了看有无直接联系外,也要注意考虑间接联系
[答案]该实验设计测量不出下列因素。而这些因素都是对河鲈和鲤鱼的影响的:(l)酸对河鲈和鲤鱼的食物数量多少的影响;
(2)酸对河鲈和鲤鱼的鱼卵或幼鱼的影响;
(3)由于春季干涸造成pH值季节性涨落的影响;
(4)由于酸的分解作用而进入水域的重金属量是多少;
为了说明上述第一点,必须完成一项研究,即确定各种浮游生物,水生昆虫和小鱼的多少。如果这个食物网的某些环节正在丧失,则有必要去研究酸是否对此有影响。为了说明上述第二点,可以在酸化水中饲养鱼卵和幼鱼。鱼的数量减少可能是上述第一点和第二点结合的产物,所以人工饲养幼鱼可能会给出不可靠的结果。
对于季节性涨落,应该对全湖长期取水样。做仔细彻底的记录至少一年。这一因素可能和第二点相符合,因为鱼卵或繁殖更受低pH值的影响。重金属是累积的有毒物质,人工饲养和鱼与湖里吃污染食物的鱼相比,并不处在相同水平的毒素中。应该在湖水中、鱼饲料中以及河鲈和鲤鱼身体中检测如铅这样的重金属含量。
所有这些因素都说明,酸的影响是长期的,在容器里短期饲养的鱼不可能给出可靠的结果。这种研究必须以年为周期来实施,而且要与该工区其他湖水情况作比较。
类型三:补充完善型
对已有的实验设计进行补充和完善。
[例3]向你提供的条件仅有健康活泼的家兔一只,75%酒精、无菌干棉球、解剖刀、洁净的载玻片10块(编号为A、B、C、D、E、F、G、H、I、L)、红墨水、秒表,请在上述提供的条件范围内,设计一个测定血液凝固时间的实验。
实验步骤:①用酒精棉球消毒兔耳;②用消毒解刮刀剖开兔耳边缘的小静脉;请将实验步骤补充完整:
[解析]这类题目的题干中已经提供了一定的信息,基本上划定了答题的模式,目的明确,前面的方法步骤等信息已为续答作了铺垫,只要明确题目中的实验变量和反应变量,然后设计对照组,再根据有关原理分析,一般就能比较正确地写出答案。本实验设计方案很巧妙地看出血液是否凝固。
[答案]③把从刀口流出的血液分别在ABCDEFGJIL10块载玻片上滴一滴(第一滴血弃去不用);④取血后对兔耳刀口外进行消毒止血;⑤在L载玻片上滴一滴红墨水(起对照作用);⑥开始记录时间,过l分钟后将A载玻片竖立,第二分钟后将B载玻片竖立(在它们竖立的同时,都将L载玻片竖立),其余类推,看血液是否完全凝固(血液不向下流,且血液表面保持半球形而不改变为凝固);⑦血液完全凝固,而墨水仍然流动,即为血液凝固时间。
五、生物实验设计题解题策略
(一)生物高考实验设计的三种题型虽然在形式上有一定的差异,但在答题中却有共同
点,先要认真研究课题,找出其中的实验变量和反应变量,其次是构思实验变量的控制方法和实验结果的显示方法,最后再选择适宜的实验材料,在注意实验步骤逻辑性的前提下表达实验的方法步骤。在实验方法和步骤设计中最重要的是把握好变量控制。
(二)重视课本实验的复习,掌握书本知识是提高实验设计能力的基础。要熟悉教材,心中有书。题在书外,理在书内。因此要深入理解与灵活应用基础知识。在考试说明中明确提出了,要求“理解所学实验的实验内容,包括实验原理、方法和操作步骤、实验变量的控制、掌握相关的操作技术”。
(三)挖掘课本中所蕴含的实验因素,深刻领会教材有关实验的本质与特点是提高实验设计能力的前提。要认真分析教材所涉及的实验,包括学生实验,演示实验,经典实验等。生物学的每一个知识结论都是在观察、实验的基础上得出的,在平时的复习中要注意多挖掘知识结论中所蕴含的科学思想和方法,深入分析实验的条件、过程、现象、结果和结论的科学性。例:生长素的发现过程中,涉及生长素产生的部位、感光的部位、作用的部位、运输的方向等,这些都可以思考如何设计实验来证明。
牛军锐
吴江市汾湖高级中学
215211
摘要:高中生物实验设计是学生在高考实验答题中的一个失分点,也是高中生物实验复习教学的难点和重点,如何有效的进行高中生物实验的复习教学,本文就实验教学中存在的误区和进行实验设计的教学策略谈一些自己的看法和实践。
关键词:高中生物
实验设计、有效复习
生物学是一门以实验为基础的科学,实验在教学中起着重要的作用,是培养学生科学素养和科学探究能力的有效途径。其中生物实验中要求较高的一种类型就是实验设计,它能比较全面的考查学生的实验知识和基本技能,分析问题和解决问题的能力以及创造能力。纵观近几年的江苏生物高考试卷,实验的分值都在30分左右,但对生物学实验要求却不断提高,集中表现在开放性实验设计题上。这一类题型在高考复习中是令学生非常头痛的问题。由于缺乏实验设计的有关理论知识,平时的实验操作练习也偏少,因此,遇到这类题型,学生就会感到茫然,无所适从。如何在高三复习时提高生物实验复习的有效性,提升学生的实验能力,使学生更好的完成高考中的实验设计题,是我们高三生物实验设计复习中值得关注的问题。本文针对生物实验设计复习教学中存在的误区结合实例对生物实验设计的有效复习做一探讨。高三生物实验复习教学存在的误区
《高中生物命题指导思想》中明确提出对学生实验内容考查的要求,初步具有验证生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理;具备初步探究一些生物学问题,恰当评价和完善实验方案的能力。但我们有很多生物学老师以高中复习学生时间紧为借口,无端取消了原本应该做的实验,取而代之的是让学生盲目的自主设计实际上是一种纸上谈兵的实验,其作用还不如 “讲实验”,由于学生缺乏设计实验的基本方法和理论,缺乏真正的实验设计实践,使学生的实验设计带有明显的主观上的想当然,缺乏科学性及可操作性; 一些教师在进行实验专题复习时,不是根据学生已经做过的实验为思考的基础,而是直接概括出一些实验原则:对照原则,单因子变量原则、平行原则等,学生除了记住了原则本身,并不清楚在何种情境中运用这些原则;有些老师强调单纯的程序性的科学方法,将明确实验目的、严格遵守实验原理、恰当选择实验对象、实验装置设计的严密性和合理性、合理设计实验步骤、精心设置对照组实验、提出假设条件、预测结果、观察实验现象、分析讨论原因等,使留在学生头脑中的科学实验程序化、机械化,不能结合考题举一反三,不利于学生的实验设计分析能力的提高。高三生物实验设计的复习策略
高中生物实验复习之所以效率较低,深究其原因皆因为教师心目中没有学生,考虑的中心还是教师自己的教学任务。高中生物实验设计复习重点应放在引导学生明确实验设计思路,学会实验设计上。实验设计绝不能脱离一定的知识和问题情境,离开高中生物学主干知识的实验设计必然是盲目的、误导的。对于实验设计的复习我们可先分析挖掘课本经典实验,强化学生的实验基本素养,然后根据复习的实际精心设计一两个典型的教学实验,让同学们在具体“做科学”的过程中掌握实验设计的一般步骤,一些原则和方法、关键点,并针对不同的实验设计题训练让学生学会举一反三,提升实验设计能力,不再惧怕高考实验设计题。2.1挖掘课本经典实验,提升学生实验科学素养
首先,使学生积累实验操作的经验。指导学生理解实验目的、原理、材料用具和步骤,此基础上充分开放实验室,尽可能创造条件加强学生动手操作能力的训练。与此同时引导每个学生归纳、总结高中生物学实验常用材料、药品的种类、用途等,形成表格,组织学生相互交流,然后完善自己的结果。其次,使学生理解实验程序。指导学生分析课本实验中每一步骤的作用或必要性,每一步骤的意义及各步骤之间联系。如“观察植物细胞的有丝分裂”中对根尖为什么要解离、压碎根尖、压片,为什么在“解离”与“染色”之间要来一步“漂洗”。“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”中为什么要选用新鲜的肝脏,要剪碎的目的是什么,实验中加热试管作用是什么对照。“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”为什么两支试管要放在60℃水浴加热几分钟。“叶绿体中色素的提取和分离”中研磨叶片前要加少许二氧化硅和碳酸钙的目的与原理是什么,加丙酮然后为什么要迅速充分地研磨且要加盖等。
最后,使学生学会分析实验结果。在实验中,教师既要指导学生重视对实验最终结果记录,又要求学生对实验的中间过程出现的现象进行记录,如“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”中,除记录溶液的最终颜色,更要记录溶液颜色的变化顺序浅蓝色一棕色一红色。既要重视结果又重视对结果的分析,重视对成功实验的分析,也要重视查找实验败的原因。如在“色素的提取与分离”中,有部分学生实验成功,能分离出四条色素带,有的出现三条色素带,引导他们分析为什么色素会分离开来从上到下色素名称及颜色各是什么,部分学生能分离出胡萝卜素和叶黄素,还有部分学生一条色素带都分离不出来,要引导这些学生析造成这些现象的可能原因,克服这些原因。2.2 结合典例概括实验设计的一般思路
高中生物实验设计不管是验证性实验还是探究性实验设计,自主设计实验还是补全实验、修改完善实验,实验设计思路大体相同,实际教学中我们可以结合课本经典实验或某一高考实验题来概括实验设计的一般思路,便于学生领会掌握。下面结合2009年浙江卷第30题第Ⅱ部分高考实验题来来谈实验设计的一般步骤地教学。(斜体字为题目)
给正常成年实验兔注射甲药物后,使其患了高血压病,注射乙药物可使高血压症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用,请您根据以下提供的实验材料与用具,设计实验步骤,并在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线,标注注射药物的时间点。①.仔细领会实验原理。生物实验原理,大多数是书本上已有的知识,这类题型中只要仔细分析题目所提供的主要实验材料和用具,就能从中获取;有些实验原理书本中未曾涉及,而是从在题干中直接给出的。
材料与用具:一组正常成年实验兔、血压测定仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。(要求:答题时对该组实验兔不再分组;对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不作要求)
②.正确选择材料和用具。要通过对题目提供的每一个材料和用具其用途的理解,在分析的基础上,全部或部分选用,有些题目甚至要求学生添加辅助的材料和用具,要引起注意。
(1)实验步骤:(学生自主设计实验步骤)③.合理安排实验步骤。合理的实验步骤是对实验原理、材料和用具综合分析基础上的整合,要充分体现实验设计的基本原则。(2)在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线,并标注注射药物的时间点。④.准确描述实验现象。要科学地使用学科语言,对实验现象进行定性或定量描述。
⑤科学得出实验结论。实验结论一定要紧扣实验现象得出,要具有较强的针对性,切忌一味地照搬书本,夸大结论。
在进行生物实验设计时,我们还应注意一些关键环节:①.实验设计中的假说 在实验设计中,每一个实验目的的确定,都是一个实验假说的形成过程。我们在作出实验假说时,必须在注意假说的预见性的同时,强调客观性和多样性。②.实验材料和实验手段的选择 选择恰当的材料和手段,是所设计的实验能否达到预期结果的重要保证。③.反应变量的确定和控制 依据实验条件和环境因素充分控制无关变量,使实验具有科学性,结果不受干扰。④实验中的对照设计和分析。
2.3 针对不同生物实验设计类型进行强化复习
高中生物实验设计主要有验证性和探究性两种类型,在题型呈现上有以下几种类型:
1、给出实验用具、材料、药品、实验的目的,要求根据所给器材设计实验方案或对已有的实验设计进行补充和完善(2009海南卷22题)。
2、只给出实验目的,实验器材自选,实验方案自己设计。这种类型的设计题,最能反映学生的知识水平、实践能力的高低。(2009浙江卷第30题第Ⅱ部分)
3、分析己有的实验设计方案中不科学性(2009四川卷第30题第Ⅱ部分第4小题)。
4、既有实验设计改错,又需进行补充完善的综合类设计题。在高考复习的最后阶段,为实现考生在短期内生物实验设计应试能力的大幅度提高,可采取以下训练策略:紧紧依托教材的实验内容,针对以上几种类型有选择地利用好近年高考题目中的生物实验考题内容,认真研究每一个实验,重新认识每一个实验。针对研究的问题和实验的条件设计实验,巩固实验设计中应如何遵循实验设计的原则,如何控制实验条件和正确使用实验仪器,如何准确获取实验信息,实验的预期如何,如何对实验结果做出客观准确的解释等。
高三实验复习教学中,通过对课本生物实验内容逐一进行整理,重新认识,强化训练,就一定能使全体学生在生物实验方案的设计能力上有大幅度地提高。
参考文献:
自1983年世卫组织出版发表第一版《实验室生物安全手册》以来,截止到2004年,已经出版了第三版的手册。手册根据对操作生物因子采取的防护措施等级,将实验室安全防护水平划分为一级、二级、三级和四级。一级防护水平最低,四级防护水平最高。一级、二级实验室的电气设计较为常见,设计施工均有较为成熟的规范和方法,这里不再赘述。本文以实际设计为例,谈谈三级以上实验室的电气设计。
国标GB19489-2008《实验室生物安全通用要求》中已经大体对三级以上生物实验室的电力供应系统提出了要求:
(1)电力供应满足实验室的所有用电需求,并应有冗余;
(2)生物安全柜、送风机和排风机、照明、自控系统、监视和报警系统应配备不间断备用电源,电力供应应至少维持30min;
(3)应在安全的位置设置专用配电箱;
(4)应设不少于30min的应急照明系统。
下面,笔者以中国农业科学研究院兰州兽医研究所56#楼(下简称56#楼)为例,结合规范要求,逐一阐述三级以上生物实验室的供电方案。
1容量冗余设计
56#楼为兰州兽医研究所国家口蹄疫参考实验室的生物安全实验楼,建筑面积约为5 900m2,生物安全防护等级介于三级与四级之间。在此类实验室,单位负荷密度较高,经测算本楼的单位负荷率高达359VA/m2,主要有以下几个因素:
1)科研人员进去后需穿特制的防护服,有时需多穿几层,散热不便。为了让实验人员体感舒适,实验室配备舒适性空调,环境温度设置得较低;
2)空调系统形式:E、F、C区的空调系统均为全新风直流净化系统;D区空调为33%新风的全空气双风机空调系统;
3)实验室电气照明照度值要求较高,主实验室照度不低于500lx;
4)实验室内的生物安全实验设备数量多、单台功率大,如生物安全柜、空气压缩机、高压灭菌器、超低温保存柜,生命维持系统、活毒废水处理装置等用电量都很大。因此,在配电设计中,应考虑上述因素,并在容量中考虑适量的冗余。同样,在回路设计中,插座回路的工作电流不宜超过插座额定电流的60%,当实际工作电流超过5A时,插座前宜设开关,或选用带开关的插座。E、F、C区实验室内所有插座设漏电蜂鸣报警,当线路发生漏电时只作用于声光报警,不切断电源。由于实验内容多变,所以配电分支线路宜留有20%~30%余量。
2 负荷分级
三级以上生物实验室的负荷一般均为一级为主,同样的,56#楼也不例外。因此由研究所内已有的10kV配变电站高压配电屏引出双路10kV电源,采用10kV电力电缆沿电缆沟敷设(部分穿管敷设)引至生物安全实验楼内的终端变配电站。因其电源均取自同一开闭站,且上级电源也取自同一高压变电站,故其只能保证二级负荷的要求。但从设计上要求其每一路都能保证在一路电源检修时,另一路100%承担所有二级(含二级以上)负荷的要求;这样可以降低对柴油发电机(保证一级负荷供电要求)的使用的依赖,在一定程度上降低运营成本。
在此项目中,其负荷分级如下:
一级负荷包括:生物安全实验楼(56#)内E、F、C实验区所有负荷、火灾报警及联动控制设备、保安监控系统、应急照明、疏散照明及重要的计算机系统、热力站、空气站、生命维持系统、活毒废水处理设备、空调送风及排风机、水泵房、电梯及冷源系统(包括冷水机组、水泵、冷却塔),以上负荷中除冷源系统外其他同时由柴油发电机组提供电源。
一级负荷中特别重要负荷如下:生物安全柜、隔离器排风、离心机、空调送风机及排风机(E、F、C区不包括加热段)、所有照明(E、F、C区)、火灾报警及联动控制设备、生物安全实验室自控系统、气密门控制及重要的计算机系统、应急照明及柴油发电机控制柜电源。
因此楼内一级负荷中特别重要负荷偏多,从技术经济角度考虑,在设计中考虑采用UPS集中供电。
三级负荷包括:一般照明。
系统简图如图2所示。
10kV系统2路电源投且要求如表1所示
注:1)√表示合闸;×表示分闸2)2路10kV电源同时工作,互为备用,每一路均能承担100%二级以上负荷;3)柴油机运行条件:两路市电均故障时启动;平时运行时,当ATS检测到市电不符合要求时,ATS发出启动信号启动柴油发电机。
3 配电系统设计
除常规的如配电系统采用放射式与树干式相结合的配电方式,对于单台容量较大的负荷和重要负荷采用放射式配电;对于照明及一般负荷采用树干式配电方式;实验室内重要空调设备、火灾报警及联动控制设备、保安监控系统、应急照明、疏散照明及重要的计算机系统等重要负荷除采用双电源切换配电方式等外,需要特别指出的几点是:
1)UPS配电柜采用两电源进线,其中一路应引自柴油发电机组应急段,UPS配出柜采用放射式单回路引至各电源配电箱;
2)各区(A、B、C、E、F区)设专用配电箱,所有配电箱应设置于清洁区内。因此,实验室均按实验对象和工艺要求进行了污染区、半污染区和清洁区的划分。根据污染控制和物理隔离的原则,考虑到实验室严禁无关人员进入及电气维修人员的安全,配电箱应布置于清洁区;
3)实验室内的电源设置漏电检测报警装置。因实验工艺要求,要求电源连续供电,故其漏电故障电流保护不应直接自动切断电源,应发出声光报警信号;
4)A、B、C、E、F区末端配线采用矿物绝缘电缆,配电管采用金属管。为保证核心区实验室房间的密闭性,防止压力的泄露,要求进入核心区的各配电管线均应采用专用的穿墙密闭装置。这也是有别于一般实验室只要求做封堵措施的做法;因此实验室的消防设计原则是“燃尽为止”,在发生火灾时实验室内一些必要的防护设施应能连续供电,故采用矿物绝缘电缆便成了一个必要的选择;
5)实验室及走廊应设不少于30min应急照明系统,具体功能应满足三个方面的要求:为考虑继续工作设置的备用照明;偶遇火灾时为安全撤离设置的疏散照明;为防止突然断电确保处于潜在危险的实验室工作人员的安全设置的安全照明。安全通道和紧急出口均有疏散指示标志,标志应是发光的;
6)为了保证在任何情况下实验室内均保持负压,三级和四级生物实验室必须设置排风机。本设计中生物安全实验室的排风机组均为一用一备,一旦常用排风机出现故障时,备用排风机能自动投入运行。室内除压力梯度控制和显示装置外,设置了排风设备正常运转的信号装置,如有意外发生,可发出声光报警信号通知相关人员,迅速采取应对措施,并启动备用设备自动投入;同时有报警信号送出,告知备用设备已处于运转状态,应立即维修故障排风系统。因排风系统是生物安全实验室的核心,必须能连续运行,确保实验室内的负压。备用设备作为最后且唯一的在线运行设备,其电动机的过载保护应慎重考虑,必须有别于传统的电动机保护,如仅为保护电动机而简单地突然断电,将导致更大损失。所以,在本次设计中装设的电动机过载保护,仅作用于报警信号,不可断开电动机供电回路。
7)应安装风机启动自动连锁装置,确保实验室启动时先开排风机后开送风机,关闭时先开送风机后关排风机。
4 结语
以上是笔者在实际工作中针对三级以上生物安全实验室的配电设计的一点初浅认识,有不当或不足之处,还请同行批评指正。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.生物安全实验室建筑技术规范GB50055-93[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]中国合格评定国家认可中心.实验室生物安全通用要求GB19489-2008[S].北京:中国标准出版社,2009.
一、高校计算机网络实验室规划设计的现状与意义
传统的计算机教学方法以教师讲解为主,学生被动吸收之后再进行上机操作,大多是依样画葫芦,加以练习和巩固。计算机网络化教学改变了这种旧有模式,它的便捷化、直观化、互动交流、网络共享等优势使得原本枯燥的计算机理论教学变得更加生动易懂,从而让学生由知识的被动接受者变成了知识的主动探求者。这种教学方式也应用于其他学科的教学体系中。在这里我们重点讨论的是计算机专业网络实验室的规划与设计。
网络实验室旨在构筑一个能够综合各种工具和技术手段的电子化和网络化的可供科学研究的集成环境,我们可以通过这个环境有效地利用各种数据资源、信息资源、设施资源、人力资源等来进行科技研发项目,还可以通过这个网络实验室让学生自己进行虚拟实验,而且不会受到时间空间的约束,十分高效便捷。
在充分肯定计算机网络实验室的优势时,我们还要看到现阶段我国高校计算机教学和网络实验室建设的问题及不足之处。基于传统教学思想和教学模式的长期影响,学生实验动手能力的欠缺是高校计算机教学的主要问题。这种现象也十分普遍,由于资金的缺乏,实验设备的不足,很多学校尚不具备开设专项实验课的条件,学生的动手能力和实验创造能力得不到有效的锻炼,从而导致理论与实践脱节,而实践缺乏创新也就阻碍了理论建设的进一步发展。
网络实验室的建立可以在一定程度上解决高校计算机专项实验室建设的问题,有效缓解资金周转和设备更新换代的压力。众所周知,计算机网络设备是一次性的实体系统,如果有损坏难于恢复,还有一些设备的内部工作过程是不可是视的,所以有时在反复解剖拆装训练中造成的错误操作会导致设备的严重破损,也不利于人身安全的保障,所以计算机网络实验室可以避免这些可能隐患,因为这是一个虚拟的网络实验室。而且一般网络产品的更新换代速度比较快,专项计算机实验设备不可能在新型号出来的时候就立即更新换代,这需要耗费大量的资金,故实现计算机网络实验室的建设是适宜之举。
我们可以通过计算机网络实验室的教学手段,充分培养学生独立思考分析问题的能力、动手解决问题的能力、对概念的理解领悟能力、钻研探究能力、团体协作能力等,还能让学生像置身于真实的实验环境中一样完成各种预期的实验项目,而且这种实验的效果会更明显,过程的快捷化可以促进实验结果的高效化,同时还有利于教师对实验结果做出及时的评价,有利于学生的及时反思,进一步完善有关项目的具体步骤。这种不受时间和地点限制的教学模式有效改善了教师的教学方法,也能够开拓学生的思路,使得学生的自主学习能力不断增强,创造性也得到了充分发挥。而且网络化有利于师生的交流,也体现了现代化教学以学生为主体的特点。
二、高校计算机网络实验室规划设计的目标和原则
基于现有科技水平和教育条件,高校计算机网络实验室的规划设计应该是要将教学、科研、培训、社会服务有机融合在一起,促进各个方面的共同发展。具体来说,其目标应该包括以下几个方面:
一是多元化。计算机网络实验室要让学生有足够的理论学习空间和动手操作空间,不仅要能熟练掌握网络设备的具体结构、各项功能、使用方法,还要能亲自动手去进行程序设计、网络组建和管理、系统安全维护、相关模拟实验等实践操作,通过各种不同类型的实验提高学生掌握计算机网络技术的实验技能,同时强化对专业知识的理解和领悟,并能够加深记忆,为理论的创新奠定坚实的基础。另外,这些验证型实验、演示型实验、自主设计型实验、综合创新型实验等实验类型能够从不同的侧面有效培养学生的技术创新能力、团队合作能力,这是新时期人才最需要大力培养的能力。
二是专业化。首先是要满足计算机专业教师的教学设计的需要,此系统要包含主流前沿的网络技术和网络设备,并能不断提高网络实验室的可拓展性,从而可以为专业教师提供相对完善的实验平台,有效提高高校的整体研发水平和教学应用水平。其次是要尽可能满足社会对于计算机领域高素质人才的需要,网络实验室的建设不能局限在学校的范围内,还要面向全社会,毕竟培养人才的最终目的也是更好为社会服务,所以高校的网络实验室规划可以参考宽带数据城域网和大型园区网的建设思路和方法,组建多种类型的局域网和广域网,并让学生亲自参与其中,提高社会实战能力。另外,我们还可以融合多种技术和多种操作平台,不断提高网络实验室环境和设备的仿真性。
高校计算机网络实验室的建设需要遵循的原则有三:
首先要重视网络实验室的软硬件的开放性和先进性。这种网络实验室应该同时也是一个开放式网络系统,具有高度扩展性,包括设备端口的扩展、网络协议的扩展、网络结构的扩展等等,所以我们要根据组建网络系统的需要,使得各个实验台组之间可以进行互动交流,共享实验设备、有利于搭建规模更大,系统更复杂的实验设备。高校的计算机网络实验室建设的水平应该能够跟上时代的发展,与前沿技术的综合水平相一致,这样才能为社会的发展提供智力和技术支撑。
其次要重视网络实验室的可靠性和安全性。计算机网络实验室的规划与设计要考虑到防止一些不可预知后果的出现几率,要保证各个实验组互不干扰,还要保证同一实验组的不同实验者或者不同的实验互不干扰。另外,高校计算机实验室通常都进行全天候的工作,所以要保证任何时间都能安全登录。
最后要重视网络实验室的维护和管理工作。高校计算机网络实验室采用的系统软件的设计也要采用跨平台的方案,不仅节省了实验室的维护的费用,还有利于实验项目的设备更新,促进学校计算机网络实验室的不断完善。同时,我们要保证网络实验室具有高度的可管理性。网络实验室的研究课题很多,不同课题的网络需求也不尽相同,所以不仅实验室网络规划与设计要具备一定的灵活性,对于系统整体的管理也要具备灵活性和高效性,并且能对外部接入实施有效的安全措施。
三、高校计算机网络实验室规划设计的结构和特点
高校计算机网络实验室系统的规划通常包括四个实验分室,这些分室有着各自的不同功能和作用,它们之间相互联系、相互配合,共同保障着网络实验室的正常运行,具体结构如下:
一是计算机网络实验原理分室,它是网络实验室的基础构成。任何一门学科的发展都建立在理论基础的发展上,计算机专业也不利外,学生一定要扎实掌握和充分理解网络原理,在实践中运用原理。现在的科学技术的发展水平完全可以将计算机网络实验原理分室进行高度仿真,以达到帮助学生理解和接受具有学术难度的概念和范畴,完善学生自身的理论知识的体系。
二是计算机网络管理系统分室,它的目的是有效帮助学生在很短的时间内掌握好组建网络的高一级技术,从而能够提高网络管理的水平。我们可以采用软件仿真的方式,通过计算机模拟出一个电子工作台,并采用先进的测试仪器,这样能够满足了计算机实验室的设备配置要求,还能通过各种类型的实验对学生的各种能力进行有针对性的培养,提高学生的综合素质。
三是计算机网络实验故障诊断分析室。在网络实验室正常运行的过程中,难免出现各种各样的故障和问题,就有必要对故障进行诊断分析,以便组建新的网络系统,改造和提升现有的网络功能。网络故障诊断分析也是计算机网络实验室维护工作的重要环节,在其中我们可以进行交换机硬件故障的实验、服务器资源共享的故障实验等,以提高学生检测故障的能力,保证系统维护方面的工作得以顺利进行。
四是计算机网络实验室布线工程分室。内容包括对网络实验室总体方案的设计和施工等,可以采用网络虚拟技术对需要布线的各个数字建筑进行三维建模、使学生犹如置身于真实的环境中,这样可以充分锻炼学生设计方案能力、对介质的选择和传输能力、测试施工能力、对实验的组织鉴定验收能力等。
高校计算机网络实验室的组织机制包括计算机网络、服务器、仿真软件。通常采用用户登录机制,保障整个过程操作的合法性与安全性。用户被允许登录后可以采用两种形式进行网络实验室的实验工作。包括通过服务器运行仿真软件和用户自己下载仿真软件,二者各有千秋,可以根据实际情况来进行挑选。如果经常使用仿真软件的用户,可以下载一个仿真软件,使用起来比较方便快捷。
高校计算机网络实验室系统实质上是一个空间虚拟实验室,它只有逻辑和程序上的设置,没有具体的物理空间的限制,它让学生和教师完全摆脱了传统的实验室模式,不仅优化了计算机教学的过程,还提高了教学质量,同时也将教学活动和实验室活动的空间充分地延伸开来,不断提高着现代人的思想意识观念和科技水平的实力,也在一定程度上反应着现代高校教育管理理念,更反映着时代发展的最新科技动向。
四、总结
综上所述,对高校计算机网络实验室进行科学合理规划与建设,不仅能够有效改善教学环境与条件,同时能够有效提高教学的质量和水平,增强高校的科技研发能力,有利于为现代化建设输送高端科技人才。网络实验室建设的逐步完善是一项长久性课题,需要社会各界的支持和师生的共同努力。
参考文献
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