发布时间:2022-09-20 09:50:45
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的生物实验论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
(1)实验室设备利用率最大化,避免设备的重复购置。
传统的生物化学实验教学主要使用分光光度计、水浴箱和玻璃仪器,与化学实验教学相似。因而实验室整合后仪器共享得到了充分实现。
(2)打破院系界限。
(3)实验室空间位置得到充分利用。
整合后对课程作统筹规划,因而减少了实验室闲置,目前化学分析实验室是满负荷运转。
(4)减少实验室教学辅助人员配置。
(5)减少常用化学试剂的重复购置。
生物化学实验一般为小量实验,有时甚至是微量实验,所用化学试剂相对较少。实验室整合后可减少试剂浪费。
2整合的缺点
(1)实验室无法满足分子生物学实验教学需要。
分子生物学实验技术已经成为生命科学领域中的通用技术,是学生将来进行医学科学研究的必备手段。而现行化学分析实验室硬件水平无法满足分子生物学实验教学要求。
(2)实验室与教研室的分离严重制约生物化学与分子生物学学科的建设和发展。
生物化学与分子生物学学科为海南省重点学科,又为我校硕士点建设支撑学科,我校从2014年开始承担硕士研究生生物化学与分子生物学的理论教学和实验教学工作。同时,由于目前我校缺少科研实验室,教学实验室同时也作为教师科研场所。教研室与实验室的长期分离,极大地制约了教师的科研工作,不少教师的课题研究需要到校外实验室进行,这与未来生物化学与分子生物学学科在学校中的教学角色不匹配。
(3)生物化学实验教学改革难以开展。
目前生物化学实验与其他3门实验课程整合为一门化学分析实验课程,课程负责人为化学分析实验室负责人,课程规划、实验室规划都由课程负责人负责实施。然而化学分析实验课程中的生物化学实验教学仍由生物化学与分子生物学教研室教师负责教学。每次课程大纲修订、实验教学项目更改都需要由课程负责人跨院系召开不同教研室教师会议,难以实现多部门协调。部分生物化学实验内容严重落后,学生毕业后真正能用到的知识不多。而如果由授课教师进行教学改革设计、实验项目更新,又很难得到实验室的支持。例如近年来被认为在实验教学中有效的综合性实验和设计性实验,目前在生物化学实验教学中尚未开展。
(4)实验室规划及设备更新受到严重影响。
由于实验室规划和设备更新都由课程负责人提出并执行,因而难免受到负责人本身专业背景的影响。近10年来,生物化学实验教学所需仪器仅对分光光度计进行了更换,而分子生物学实验教学所需设备没有添置和更新。
(5)实验室教学辅助人员的培养受到严重影响。
由于实验室目前隶属于药学院,因而生物化学实验员无法参加生物化学与分子生物学教研室的集体备课以及教学任务、科研课题的承担,严重影响实验员的职称评定和专业能力提高。
(6)成为急诊医学等新办专业评估的“硬伤”。
新办专业首届学生毕业前,教育厅组织相关专业人员进行评估。而近年来新办专业评估时对医学院校没有独立生物化学实验室提出较多质疑,这会影响学生科研能力的培养。
(7)教学实验室在课余向本科生开放受到影响。
尽管学校提倡开放实验室,促进大学生创新实验开展。但实验室的开放需要实验教学人员和工作人员配合,因而目前进行的大学生生物化学创新实验并没有在化学分析实验室进行。
(8)教研室和实验室工作协调困难。
由于教研室与实验室隶属不同部门,涉及的跨院(系)实验室较多,而学校规定教职工奖金津贴由各院(系)独立核算,这些都使得教研室和实验室之间工作协调困难。
3结语
物理学中有不少实验很难演示和观察,尤其是对于聋生来讲,他们缺少了听觉,对一些抽象的物理现象很难理解。因此,利用多媒体技术辅助物理课堂教学,聋生很快就能掌握和理解,提高了教学效率,信息技术媒体的应用对教师素质和教学都发生了质影响,利用信息技术媒体和资源突破教学过程中的重点、难点。例如,在讲解“光的直线传播”这节内容时,通过多媒体演示小孔成像的实验让聋生了解光的直线传播,提出日食和月食的成因,多媒体演示让聋生一目了然,学生易学易懂,记忆深刻,突破教学的难点,提高了课堂教学效率。又如,在“热机”这一节,利用多媒体显示动画课件,使学生了解汽油机的基本工作原理,每个工作循环的环节,四个冲程的衔接都看得清清楚楚,增强了聋生的定性印象,提高了课堂教学的效率。
二、研读学生,发挥其主观能动性
由于听力障碍,聋生感知速度较慢,语言识记能力差,但他们的视觉优势是非常明显的,聋生可以不受噪音干扰,用眼睛感知事物,他们的观察非常细致,思维形象性较正常学生强。例如,在学习“透镜”这一节,实验凸透镜对光线有汇聚作用,凹透镜对光线有发散作用。将凸透镜和凹透镜都正对着太阳,问学生在光屏上能观察到什么,实验简单易操作,学生参与性很高,焦距测量的问题也迎刃而解,让学生主动参与到实验中来,激发了学生的学习兴趣,学生的动手能力也得到了培养。又如,在讲“密度”一节,准备一个杯子,放一个冰块,然后倒满水。提问学生当冰融化后,杯内的水会溢出来么。有一部分学生说水会溢出来,另一部分学生说不会溢出来。增加了趣味性,更是激发了学生的学习兴趣,提高了教学效率。
三、改进实验,培养聋生的发散思维
思维的发展水平直接影响学生的学习效果,尤其是聋生,思维更是关键。物理是一门逻辑思维强的学科,教学中,教师要巧设问题,引导学生深入、发散、灵活思考,提升教学效果。
1.引导学生对实验现象和实验结果进行猜想
郭沫若说“:教学的目的是培养学生自己学习,自己研究,用自己的头脑来想,用自己的眼睛看,用自己的手来做这种精神。”例如,在研究金属导体的电阻与哪些因素有关时,在实验进行前,先要求学生对有可能发生的现象或者结果先进行猜想,之后再做实验,启发引导学生猜想导体的电阻可能与哪些因素有关,鼓励学生进行大胆的猜想,然后再利用实验对学生做出的各种预测进行检验。
2.改验证性实验为探索性实验
验证性实验更能激发学生的兴趣,但许多学生,尤其是听力有障碍的学生,在学习过程中只是被动地接受,丧失了探索的乐趣。探索性实验,让学生充分地动脑、动手,发挥了学生的主体作用,从而有利于学生思维能力的提高。如,在教学“验证机械能守恒定律”的实验之前,可先不进行相关规律的教学,将实验教学移到规律教学之前,改验证性实验为探索性实验,过程如下:先准备相关实验器材,让学生按照要求让重物做自由落体运动,利用打点计时器记录重物的运动情况;然后,选定纸带让学生进行分析,分别计算纸带上任意三点0、1、2所对应的动能、重力势能,并算出三点的机械能,学生根据一系列数据分析讨论就可以得出机械能守恒定律;最后,师生共同讨论重物在下落过程中系统机械能守恒的原因:物体在运动过程中只有重力做功,动能和重力势能相互转化,系统机械能守恒。
3.引导学生设计实验
启发引导学生设计实验,例如,压力的作用效果跟什么因素有关的实验,利用身边的物品进行实验,先用一支短铅笔或圆珠笔做实验,再用矿泉水瓶、水、沙做实验。后者的实验方法如下:在矿泉水瓶中装半瓶水,盖上盖,先把底部朝下放在沙上,再把瓶倒转过来放在沙上,探讨“压力的作用效果跟手里面积的关系”。在矿泉水瓶中装满水,盖正放或者倒放在沙上,与前一次实验比较,探讨“压力的作用效果与力的大小关系”,我们就地取材进行实验,每个学生都能在课堂上或者课外进行探讨物理规律,这样可以有力地促进物理教学。
确保实验有序进行初中阶段生物实验旨在帮助学生观察实验现象,提高动手能力。为此,我们应该根据初中生物的新课程标准和具体班级里学生的知识基础,制订实验要求,对学生实验的引导要讲究艺术,不能蛮横地向学生灌输生物学的知识。从而真正发挥现代生物实验教学的作用。在实验开始前必须为生物实验作基础知识的准备。在指导学生实验之前,我们要根据实验的内容,了解与该实验有关基础的知识,并对学生进行必要复习,让学生具备完成实验的基本知识,学生掌握了相关基础知识后,不仅能顺利地完成实验,还能为实验中进行创新活动创造有利的条件。
必须强调的是,这里所说的复习,并不是要花很多的时间和精力,常常是在学生实验前作一些知识的提问和讲解,要围绕该实验的相关知识内容进行复习,不能展开来、全面的复习,那样的话,就会消耗很多时间。会耽误学生顺利完成实验的。比如,在引导学生做植物茎的输导功能实验时,我们在实验前和学生一起回忆一下茎结构的知识即可,没必要复习更多的知识。在实验过程中要调动学生参与实验的积极性。在新课程的生物教学中,我们要发扬学生的主体作用。让每一个学生,都能有效地参与到课堂上来。让每个学生充分地动脑、动手地去操作实验,是全面发展每个学生的教学要求,也是对学生进行素质教育的重要体现。比如。在引导学生做绿叶在阳光下制造淀粉的实验中,在课堂上,我们可以按教材的安排,让学生动手实验,由此来锻炼学生的操作技能。
课后我们可以对此实验的一些现象提出一些问题。让学生动脑思考,从而能锻炼学生的思维能力。其实一节优质的实验课堂需要我们学生准备的东西还有很多很多,这就需要我们教师耐心的指导学生,合理有序地开展实验教学,方能真正的发挥实验优势,提高学生掌握生物知识的能力。
2明确自身责任
发挥指导职能一节优质的生物实验课不仅仅需要学生们的充分准备,作为教师同样义不容辞。新时期,教师要精心指导关键实验环节。对于生物实验中一些直接影响实验效果的关键环节、教师要密切注意的环节以及技巧较强的操作,都需教师精心指导。同时反复指导生物实验常用仪器的使用。例如,显微镜是生物实验中使用最多的仪器之一,必须熟练掌握使用方法,只有掌握了使用方法,才会在使用显微镜时有充裕的时间观察相应的标本,从而提高探究实验效果。
同时让学生学会观察实验。教师要注重指导学生学会并掌握正确、规范的观察方法来观察生物的形态结构,一般是先整体,后局部,先外部,后内部,这样才能使学生得到较完整的认识。同时,教师还应指导学生根据不同的实验目的、性质,遵循一定的规律进行观察,例如,对家鸽的内部结构的观察,主要是观察家鸽的消化系统、呼吸系统和心脏的内部结构,在观察心脏结构时,可以按由表及里顺序,先观外形,再剖开心脏看心脏的四个腔观察气囊。教师之于实验教学的作用不容忽视,为了提高实验教学效果,作为教师我们要不断发挥自身优势的同时,深刻的理解学生,从而真正的提高实验教学效果,构建高效的生物实验课堂。
3积极开展探究实验
培养学生探索、创新的精神所谓探究性实验就是指学生在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究,得出结论,从而形成科学概念的一种认识活动。由于这种实验条条框框少。不限制学生思维。所以它不仅能激发学生对所学知识的浓厚兴趣,还能培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力。对于培养学生良好的科学素质及逻辑思维、创造思维能力大有好处。新的教材恰恰增加了探索性实验,使笔者有机会进行教学实践。笔者具体的做法是,在学习新知识前,先围绕新知识提出一些问题,让学生充分去讨论,然后让学生根据讨论的结果,自己去设计实验,验证自己的看法。这样一来,对于同一个问题,不同的学生就有不同的实验方法。但是由于客观条件的限制,绝大多数实验只能按其中的一种方法来做。然后让学生根据实验结果,通过逻辑思维、分析、研究,最终真正找到知识之间的因果关系,自己得出正确的结论。探究创新精神的培养是当前教育的需要,作为教师的我们义不容辞,不段的提高自身水平,发挥自身优势,合理的开展探究实验,从而真正的培养学生们的探索创新精神。
4.结语
宁乡猪的繁殖期长,且繁育能力较强。公猪3月龄性成熟,5~6月龄可配种。母猪4月龄第一次,7~8月龄可配种,利用年限约8~10年。成年母猪的有效可达12只以上,每胎产活仔数8~12头。
1.1种质特性朱吉等[1]发现宁乡猪经营养物质条件的改善及饲养科学的适应性变化,肢蹄卧系率降低92.2%,体尺体重性状和繁殖性状提高率分别达6.97%~27.67%、11.62%~17.44%,窝重提高率达26.91%~78.97%,特别是阉猪的生长速度和胴体性能明显提高。宁乡猪母猪日增重表现为前期低、中期高、后期下降的生长曲线,阉猪表现为前期高、中期低、后期回升的生长曲线,阉猪和母猪都具有生长肥育期日增重曲线的相似性。后备公猪的体重及体尺指标不及同龄母猪,主要是性成熟过早所致。
1.2肥育性能Rorz指出,改变日粮组成分与结构可以减少3.2%~62%的氮排出。宁乡猪与瘦肉型猪氮的消化利用能力存在差异,宁乡猪12.91%蛋白质日粮组具有较好的能氮平衡性。研究表明在宁乡猪生长肥育后期添加一定量的半胱胺可促进生长、提高胴体瘦肉率和改善猪肉品质。宁乡猪杂交组合具有较高的生长速度和胴体品质。宁乡猪生长肥育性能的可塑性较强,阉公猪的生长肥育性能优于母猪,优化饲粮是提高其肥育性能的基础。宁乡猪肥育期日增重与膘厚、肥育率呈正相关;胴体长与胴体宽、后腿重与腿臀围呈强正相关,与肥肉率呈弱正相关,与瘦肉率呈弱负相关;眼肌面积与瘦肉率呈弱负相关,而与肥肉率呈弱正相关。最近研究表明由于宁乡猪肥膘产量高,相对产值较低,所以55~85kg阶段是宁乡猪的最佳屠宰期。
1.3母猪营养需要研究表明宁乡猪母猪妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分别为37%~39%、22%~24%和39%~41%,相应的日摄食标准消化能分别为18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ,粗蛋白质分别为156g、242g、538g;提高母猪哺乳期采食量是节省能量、提高仔猪增重的重要途径,补饲青料可提高母猪的饲料利用率。近期研究表明14%以上的日粮蛋白水平有利于促进宁乡猪母猪的生长发育。
2生理、生化指标
研究表明宁乡猪白细胞总数、红细胞体积、淋巴细胞计数及血小板均低于三元猪;甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白与血清甲状腺素T3含量高于三元猪,血清甲状腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元猪,血清葡萄糖含量低于三元猪可能与胰岛素含量高于、胰高血糖素低于三元猪有关。与近交系五指山小型猪、广西巴马猪和贵州小型猪等国内小型猪相比,宁乡猪的碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、低密度脂蛋白-胆固醇和总胆固醇较高,而γ-谷氨酰转移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-胆固醇较低;与杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪等国外引进品种猪相比,宁乡猪的丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶明显较高,总胆固醇明显较低,γ-谷氨酰转移酶、总蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大[9]。郭洁平等[10]研究发现与长白猪相比,宁乡猪血清精氨酸、一氧化氮浓度较低,空肠前段和肝脏一氧化氮合成酶活性较高,肾脏中的一氧化氮合成酶活性最低,肠道和肝脏中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表达水平最高。
3病理特性
研究发现猪流感(H3)诱发宁乡猪高热病病理变化主要在呼吸器官,表现为气管、支气管充血,肺肿大,小叶间质增宽,肺尖叶有实质病变,肠胃出现卡他炎症、弥漫性出血。外来良种猪及其三元杂交、二元杂交生猪发病严重,死亡率高,宁乡猪及其与外来良种猪的杂交后病症状较轻,治疗也容易一些,有的生猪甚至不治而康复,死亡率也相对较低。
4肉质性状
宁乡猪肌纤维纤细,纹理间脂肪分布丰富均匀,肉质细嫩,肉味鲜美,是北京奥运会唯一指定猪肉产品。根据营养需要推荐饲养标准配制日粮,测定肌肉常规成分、氨基酸、脂肪酸和矿物元素,发现宁乡猪肌肉内脂肪为5.37%,风味氨基酸高达220.5%,必需氨基酸高达122.4%,油酸(18:1)51.0%,亚油酸(18:2)7.74%,不饱和脂肪酸59.6%,是与深海鱼油媲美的保健食品。宁乡猪和三元猪鲜味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸总量差异不显著。目前开展了宁乡猪与商品瘦肉型猪生长激素基因功能比较研究,王文策等选用了融合表达载体构建宁乡猪生长激素的原核表达质粒,成功构建重组原核表达质粒pET-GH。
5遗传学特性
研究发现宁乡猪二、四、六月龄时体重变异系数均在16.28%以上,体长、胸围、腿臀围变异系数为5.66%~8.55%。宁乡猪的体长与胸围的遗传相关系数为0.43,表型相关系数为0.74,这与宁乡猪属于脂防型猪种、具有边长边肥的特点有关。宁乡猪头长、额宽、腿臀围、体高具有高遗传力,头长、额宽表型变量受环境偏差的影响较小。宁乡猪的变异系数较小,产仔数、产活仔数、初生重、泌乳力、断奶重等性状的变异系数较大。宁乡猪毛色是品种特征和遗传稳定性的标志;与瘦肉量相关系数最高的是后腿重。研究发现TLR6基因片段MspI酶切位点的两种等位基因T/C的频率分别为0.186/0.814,TT基因型个体显著影响4月龄体质量性状,TT基因型4月龄体质量比CC型高25.92%;TT基因型个体显著影响45日龄体质量、6月龄体质量、体长和胸围性状,TT基因型45日龄体质量比CC型高12.46%,结果提示宁乡猪TLR6基因不同基因型对生长性状有着重要的影响,是宁乡猪育种应用中的一个潜在遗传标记[15]。
6实验宁乡猪在生物医学研究领域中的应用
6.1实验宁乡猪应用于医学研究的优点研究显示灵长类、犬、猫等在动物实验研究中受到伦理限制,而猪被认为是研究人类疾病最合适的实验动物。既经济实用,又克服了同种器官的短缺。猪心血管系统的解剖、生理特征和对致动脉粥样硬化食物的反应与人类高度一致,成为心血管疾病研究的标准模型动物;猪肾脏的解剖和生理功能几乎是人类的复制品;猪也是皮肤和整形外科手术、皮肤烧伤等较理想的模型动物;小型猪还是皮肤黑色素瘤研究的首选实验动物。刚出生的或剖腹产得到的仔猪,是进行抗原抗体反应很好的模型动物,小型猪也是人类异种移植理想的组织、器官来源,可作为异种移植排斥反应的模型。
6.2实验宁乡猪在生物医学研究中的应用最近研究发现原代宁乡猪与其第一代仔猪13项血液生理指标如白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞积压及部分血液生化指标如总胆红素、尿素氮、总蛋白等有显著性差异,为宁乡猪实验动物化研究提供了参考数据。研究发现宁乡猪与人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高达93.2%,与小鼠同源性达90.76%,为内源性精氨酸的营养调节提供一个新的途径。赵拴平等发现宁乡猪的总蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指标都处于人参考值范围内,碱性磷酸酶、总胆固醇均高于人参考值范围。耿梅梅等还发现,门静脉灌注葡萄糖可使宁乡猪血糖短期升高,白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降,经机体代谢,上述指标逐渐恢复,但尿素氮、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶的活性基本无变化。研究还发现宁乡猪与瘦肉型猪相比有不同的代谢,包括脂肪生成、脂质过氧化、能源利用和分区、蛋白质和氨基酸代谢、胃肠道微生物的发酵,肥胖宁乡猪可能是儿童肥胖研究的有用模型,也可能是研究动脉粥样硬化、糖尿病有利模型。宁乡猪完整线粒体基因组序列为有关遗传机制的进一步研究提供重要数据,但研究还表明宁乡猪可能不宜作为异种移植的适当供体。
7展望
一般生物学实验室常见的废弃物主要包括以下几类:
(1)生物材料。常用的生物活性实验材料包括动植物组织、细胞和微生物。特别是实验用细菌常常在抗生素等药物存在的情况下也能正常生长。如果处理不当将对周围环境、河流及水域造成污染和威胁。生物学实验常以小白鼠、鸡、兔等动物为实验材料。实验过程中这些实验动物一般要通过接种疫苗或病菌、药物等不同处理,实验完成后,动物尸体或被解剖的动物器官如不及时进行妥善处置就有可能造成病菌或疾病的传播。
(2)有毒化学材料。溴化乙锭等染料、焦碳酸二乙酯、丙烯酰胺、双丙烯酰胺、考马斯亮蓝、固定液、显影液、重金属、氰化物、是生物实验中最主要的有毒和剧毒物品,这类物品不仅对人毒性高、危险性强,而且对环境的危害和影响极大。除此之外,废弃的酸、碱溶液、有机溶剂、凝胶电泳、培养基、洗脱液等实验废弃物也是不可忽视的内容。
(3)实验器械与耗材。其中塑料制品主要指各种吸头、吸管、离心管、注射器、手套、培养皿及包装等。玻璃制品包括各种培养皿、试管、吸管、玻片、盖片、常用容器、过滤器皿等,易损易碎。上述用品是生物学实验室日常必需品,直接接触各类试剂和实验材料,是有毒有害物质和病源物的传播载体,并可能造成人体的直接机械伤害诱发感染。由以上可知,生物学实验室污染物的种类复杂、毒性大、可蓄积会使污染一旦发生进入生物链后很难清除。调查中我们发现,实验室有的废液被直接排入下水道,大部分的固体废弃物未经处理,包括固体化学试剂、生物样品及致癌物、实验器械与耗材会被直接倒入垃圾堆。大部分的学生并没有自我或保护他人意识,带实验手套甚至实验中的实验材料进出生活区,使这些地方受到污染,对师生及工作人员的身体造成潜在威胁。
二、问题分析
对于生物学实验室污染物来讲,由于其成分复杂、少量、难于集中处理、成本高,很好的处理需要大量的人力、物力、财力投入,直接限制了处理的难度。对学生来讲,我们国家学生一般是从初中开始接触生物化学实验,绝大多数的同学在中学时期就知道实验过程中会有废弃物或有毒有害物质产生,所以避免实验室污染主要还是靠学生的责任感、强烈的实验意识以及良好的实验习惯。对老师来说,在指导学生实验的过程中,往往强调对学生观察能力、基本操作能力、提出问题、分析问题、解决问题能力的培养,但是实验正规操作以及实验习惯往往不作为评价学生实验能力的标准,是典型的“唯结果论者”,所以对实验过程中所产生的“三废”(废液、废水、废渣)很少进行处理。这也是导致学生对其视而不见的一个重要原因。还有一个重要问题,就是“有法不依”。关于实验室废弃物处理指南等很多章程条例已经存在,但是老师和学生们很少严格按照其规定实施,我们认为,这也与缺乏相应的监督部门有关。
三、解决方法
1.1实验室设施、设备不完善
实验室在设计和建设上没有严格遵守国家相关法律法规,致使实验室本身在建设方面就没有达到相应标准,如室内流通环节不合理、密闭性差、通风系统过滤器装置不合理等,存在实验室生物安全隐患;缺乏与承担教学和科研任务相适应的实验室生物安全设施和设备,在影响正常实验活动开展的同时,也存在着实验室生物安全隐患。
1.2日常管理不规范
医学检验技术专业实验室是进行实验教学和科研的工作场所,操作者在进行标本涂片、染色镜检、分离培养、生化鉴定、药敏试验、血清分型等不同实验操作时,都要接触各种病原微生物及生物危险因子。日常管理不规范的表现有:个别实验室存在不使用微生物专用培养箱而采用大房间开放式培养微生物的现象;在实验教学过程中产生废弃物所需要的收集、包装和灭活等用品与设备不能完全满足实验室的生物安全要求;有些实验室采用没有标志的普通垃圾袋包装生物垃圾;学生将实验室工作服带出实验室个人保管,不符合实验室生物安全要求。日常管理不规范暴露出许多安全隐患,因此,加强医学检验技术专业实验室的生物安全管理是非常必要的。
1.3学生自我安全意识薄弱、操作不当
由于专业的特殊性,许多实验课所用的标本来自病人,如临床检验基础、免疫学检验、生化检验、微生物检验等采用人体的各种分泌物、排泄物、体液等标本。即使是学生提供的标本,也可能存在诸如乙肝病毒、流感病毒、痢疾志贺氏菌、沙门氏菌等病原菌。另外,在微生物学检验中,经常接触的有三类、四类病原微生物以及少数二类高致病性微生物和有害生物因子,这些都出现在医学检验实验教学中,学生常常接触已知和潜在的生物危险因素。目前,由于实验室生物安全教育未能到位,部分学生对于生物安全知识了解甚少,没有意识到实验室生物安全的重要性,未能认识到实验过程中可能存在很多安全隐患。例如有的学生进实验室不穿工作服,接触阳性标本不戴手套,微生物接种时不戴帽子、口罩,有的甚至在实验室吃零食、喝饮料,将干净的书或物品随手放在实验台上,将实验废液随意倒在下水道里,实验用过的阳性标本不经处理就扔在垃圾桶里,下课不洗手或不认真洗手。
1.险评估工作不到位
在使用传染性或有潜在传染性标本进行实验前,必须对微生物的危害进行风险评估,确定实验应在哪一级的生物安全防护实验室中进行,并根据评估结果制订相应的操作规程、管理制度和紧急事故处理办法,形成书面文件并严格遵守执行。然而一些高校对这一重要环节重视不够,风险评估工作不到位,还有一些高校完全没有对在实验室中进行的病原微生物实验进行风险评估,没有形成行之有效的管理文件。
1.5管理监督措施缺乏
目前,医学检验技术专业实验室一般都建立了实验室质量管理体系,制订了标准操作程序,但往往忽略了实验室生物安全的内容,不但缺乏实验室生物安全的行政管理规范,而且缺乏具体的实验室技术操作管理规范。部分实验室尚缺乏完善的生物安全管理及监督措施,多数条款没有具体分工,未能责任到人,监管不力。
2开展实验室生物安全教育的措施
2.1做好生物安全的培训工作
应对实验室工作人员和学生进行生物安全知识培训,组织教师和学生认真学习《病原微生物实验室生物安全管理条例》、《实验室生物安全通用要求》、《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则(WS233-2002)》等法规文件,把实验室生物安全教育纳入日常管理工作,做到常态化、制度化、规范化。在日常实验教学中,教师应将生物安全知识灌输给学生,使学生尽早树立安全意识,养成良好的实验习惯,严防生物安全事故的发生。
2.2完善并严格执行生物安全管理制度
建立健全实验室规章制度,制订并严格执行实验室生物安全管理规程。同时,把责任分级落实到在实验室开展实验活动的所有人员,做到“谁管理谁负责、谁使用谁负责”,并落实责任追究制度,绝不姑息任何违反生物安全管理制度的行为。建立严格的实验室准入制度,学生进入实验室必须穿清洁的工作服,除必要的书籍、笔记本和文具外,其他个人物品一律不得带入实验室。严禁在实验室里大声说话、打闹、乱走动,严禁学生在实验室里吃东西、喝饮料、吸烟、嚼口香糖,不可把任何东西放入口中。如果受到病原菌污染,应立即消毒,不可轻视和怠慢。微生物实验材料的数量和种类繁多,如化学试剂、剧毒药品、玻璃器材、生物制品、菌种、实验仪器、培养基等,若不加以科学管理,实验室就杂乱无章,直接影响实验室的整洁和工作效率,因此应严格执行生物安全管理制度。
2.3加强实验室的硬件建设工作
加强实验室生物安全硬件建设已成为当务之急,要遵守国家的相关法律法规,科学合理地设计和建设。对已开展病原微生物研究活动的实验室进行定期检查,确定不同生物安全级别实验室的仪器设备是否运行、保养良好,是否配备了有效的生物安全防护设备。
2.4加强实验室日常工作中的生物安全管理
严格管理菌种、危险品、剧毒药品。目前实验室所涉及的病原菌有炭疽杆菌、伤寒杆菌、变形杆菌、大肠杆菌、枯草杆菌、产气杆菌、痢疾杆菌、葡萄球菌、黄色微球菌、链球菌、水弧菌、脑膜炎双球菌等。为了合理有效地保藏管理菌种,根据《中国医学微生物菌种保藏管理办法》和实验室实际状况,制订实验室菌种的保藏管理办法:(1)购买菌种时必须是卫生部规定的正规单位,为了避免菌种的死亡或变异,应采取妥善、可靠的方法,设置专用冷柜保存菌种。(2)建立菌种使用记录,指定专人负责,对一、二类菌种设专柜,单独保存。(3)使用菌种时采取严格防护措施,并严格遵守操作规程。(4)加强菌种安全管理,防止菌种丢失。(5)危险品、剧毒药品管理应符合国家和公安部门及学校统一规定,落实必要的安全防范措施,由专人、专柜保管且上锁,防止危险品及剧毒药品被盗、泄漏或误用。
2.5加强对实验废弃物和实验动物的管理
对实验过程中产生的废弃物进行处理是控制实验室生物安全的关键环节,必须明确掌握生物安全废弃物的分类原则,并严格执行相应的处理程序,避免实验室或环境污染,进而保证实验教学的顺利进行;使用的实验动物必须经过检疫合格,且不得擅自带离实验室饲养,实验结束后存活动物要送回动物室,死亡动物要做无害化处理。实验室废弃物分为感染性废弃物和非感染性废弃物,不能随意丢弃,应按《医疗废物管理条例》的规定进行隔离、消毒、包装、转运、保存和处置。废弃物应分类按不同要求进行消毒处理,如微生物实验室感染性材料(血液、痰液标本等)及接触感染性材料应放置于结实塑料袋中密封,高压120℃消毒30分钟才能移出实验室。用过的实验材料如试管、玻片、烧杯等放入装有消毒液的废液缸内,每天更换废液缸的消毒液,应保证消毒液的量为废液缸内总量的1/2,浸泡至少30分钟才能移出实验室。废弃物应分类丢入垃圾袋,依据废弃物的性质及数量选用适合的包装材料,确保无泄漏,处理前后都应在固定位置存放,并由专人负责管理。
2.6加强实验室的消毒和清洁管理
在教育教学大环境变化的情况下,初中生物的教学模式和教学思维应该与时俱进,为此,在初中生物课堂开展探究性实验教学已经成为生物教学发展的必然要求,符合素质教育和新课改的要求,有利于提升生物教学的有效性。生物探究性实验教学的特征如下:
1.自主性。与传统的老师讲述式的生物实验不同,探究性实验需要学生自己设计并完成实验,这就需要学生必须了解和掌握生物知识的基本内容,并能运用实验设计的原则方法和原理设计出合理的实验方案,然后动手操作实验,自主观察,分析实现过程,得出实验结果。在这个学习的过程中学生以体验式的学习模式进行探究性学习,具有极大的空间,突出了极强的学习自主性。
2.探究性。这里所说的生物探究性实验主要是学生通过探究性的实验或者活动来总结生物知识,这与验证性的实验教学是不同的,也就是说探究性的答案是未知的,需要学生自己去探求和解决。在探求的过程中,学生的探究意识得到激发,知识迁移被有效地运用,创新意识也得到了一定的提升。
3.灵活性。生物探究性实验对于所要研究和解决的问题,只要能达到教学和学习的目的,可以选择不同的问题假设,可以运用不同的探究方法,也可以利用不同的材料用具,所以探究的过程有很大的灵活性。
二、优化初中生物开展探究性实验教学的对策研究
以往生物实验教学的方式已经很难适应现代化教学的需要,为了实现优质高效的课堂教学效果,促进学生的全面发展,我们必须在生物实验的教学过程中革新教育思想,优化教学过程,加大对学生资源的开发与利用,最大限度地发挥学生的参与性和探究性,培养学生学以致用的能力。实现探究性教学,可以多角度地培养学生的综合素养。初中生物实验课课标指出:“有效的生物实验学习活动不能单纯地依赖模仿和记忆,动手操作、自主探索和合作交流是学生学习生物实验的重要方式。”因此,开展生物探究性实验教学已经成为生物教育教学发展和提升学生学习能力的题中之义。
1.重新界定师生角色,做好课堂管理。在生物实验课的教学中,教师一定要界定好师生之间的角色,切忌教师满堂灌,一定要突出学生的参与性和自主性。教师是课堂的协调者与组织者,不可以出现越位的现象,在实验教学的过程中,教师要给足学生时间与空间,学生能自主完成的学习任务就放手给学生自己去做,学生不能完成的,如果通过小组合作探究可以完成,也让学生去做。针对学生不能完成的,教师才给予一定引导或者指导,这样学生才能提升探究意识和学习能力。在具体的生物探究性实验教学中,教师首先让学生明确课堂教学的目标,搞清楚学习的重难点,这样带着任务去学习就会具有极强的针对性,自然也会提高学习的效率。
2.完善教学路径,丰富探究方法。要想实现初中生物探究性实验教学的有效性首先就应该革新教学观念,突出教学路径的创新与完善,另外还要依据学情丰富探究方法。在教学路径的选择上,只要符合新课改和素质教育要求的都可以被利用,比如情境教学法,这种方法不但可以实现知识的直观化教学,还能让学生亲身感受到知识的存在与价值,有益于激发他们的探究意识和学习兴趣。需要注意的是,在创设的教学情境中,教师一定要紧扣教材和教学内容,考虑到学情,这样才能实现有效教学。教师要革新思维,丰富探究方法,如实验类比法、合作实验法等来激发学生的兴趣,开阔学生视野,提升他们的思维能力。
3.给足学生时间与空间,让学生动手操作。要想实现探究性实验教学,还必须给学生留足时间与空间,培养学生善于质疑、敢于质疑和能够动手操作的能力。如在讲述《绿色植物的生活需要水》这一节的内容时,教师首先设问:水在绿色植物体中扮演什么角色?然后让学生分成四人小组合作,动手试从果菜中找到水,全班交流,设计验证干小麦种子是否含水实验方案,分组实验,在这个实验过程中学生会极有兴趣的带着这一疑问,积极投入到实验中。待学生实验完毕,找出结果后,教师在对其进行归纳总结。由于这个过程中学生获取知识和探寻知识都是通过自己的努力实现的,教师只是起到了引导的作用和总结的作用,所以对于学生自己探究出来的知识,他们会印象深刻的。
一学生实验技能培养的方法
(一)培养学生使用基本仪器的技能
掌握基本仪器的使用,是做好物理实验的基矗基本仪器主要有:刻度尺、量筒、游标卡尺、螺旋测微器、秒表、天平、温度计、测力计、压强计、打点计时器、安培表、伏特表、滑动变阻器、电阻箱、万用表欧姆档等。物理大纲要求“学会正确使用仪器进行观察、测量和读数。”要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途,掌握仪器的量程、使用方法和使用规则,以达到熟练地、正确地读数,在介绍这些基本仪器使用方法时,应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导:
1.各种基本测量仪器都有一定的量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前,搞清仪器的量程,并且能估计被测对象的情况,选用适当量程,避免超过量程而可能损坏仪器。
2.使用测量仪器前通常都要调节零点或校正零点,否则测出的数据就不准确。如:“对安培表、伏特表等应学会调整零点,对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器,还要学会零误差修正,让学生懂得零点是相对的,零误差的修正在生产上有普遍意义。因此,必须使学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。
3.会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法,关键是会读出仪器的最小刻度值,会从最小刻度之间估计出一位有效数字。同时,要学会正确读数的姿势。如:从量筒上读数时,眼视线应与液面保持相平,不能仰视或俯视,若是凹液面读凹处,凸液面读凸处,从安培表、伏特表读数时,视线应与刻度盘垂直,并且正对指针,估计读数四舍五入等。
4.根据仪器的构造原理,掌握它的使用方法和使用规则。如:天平是根据杆杠的平衡条件制成的,因此,使用前和秤量时都要做到横梁平衡,同时必须严格保护刀口,要让学生理解保护刀口的重要性,从而自觉遵守使用方法和规则;温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,所以,根据热平衡原理,测量液体时,温度计不能离开液体,而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然,培养学生使用基本仪器的技能,必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来,这样既有利于巩固基础知识,又能帮助学生理解为什么这样使用仪器;只有理解了仪器原理,使用起来才会更加自觉和主动。
(二)培养学生进行实验过程必须掌握的技能
1.培养学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据,根据实验的原理、要求对实验进行设计,包括用什么物理定律、公式,电学实验用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量,然后选择所需的仪器和实验条件,进而设计好实验步骤,画好记录表格等。
其次,培养学生正确调整和安装仪器,正确连接电路的技能。正确的实验,首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。如:力学实验中的支架滑轮的安装,牵引线的走向,斜面的架设等,有时要对一些仪器做机械调整或电气调整(对仪器的调零前面已介绍,这里略),电气调整如:使用气垫导轨前必须先调水平位置;在电学实验中,依照电路图连接线路,连线时,应将电路分为主回路和支路,从电源一端开始沿主回路按顺序进行,其次为支路;主回路中必须有开关(先断开);导线最好选用几种颜色,主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时,应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后,必须复查,确认正确后方能通电。这种技能的培养,从初中开始应先有示范,让学生模仿学习,然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项,由学生独立去安装、调整。
2.培养学生正确记录实验数据,并能进行运算和分析,以得出正确结论的能力
这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能,要求学生集中精力,按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据,有的实验则要求测量或操作时动作迅速,要把握时机,如:温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出,并记录下来。读取数据和记录必须注意:①读数要及时,并马上记录;②要记录完整数据,按有效数字的方式记录;③数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格,表格设计要求:能记录直接测出的各物理量,能记录各次测出的量,能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。
进行数据处理、运算,对实验结论进行分析。在整理数据时,如发现有不合理的数据,应对该数据补测。要指导学生按有效运算法去处理数据对实验结果进行适当分析讨论,如:讨论数据说明什么?与理论计算有何偏差?实验过程为何这样设计?实验结果的物理意义(结论)是什么?对一些成绩优良的学生,还可让他们设计某个达到相同目的的实验。对实验能力强的学生,许多深一层次的问题都可以在这里分析研究,从而加强了对学生思维能力的培养,有效地巩固知识,技能更加熟练。
3.要使学生了解误差概念,并学会初步的误差计算和分析。实验后,要指导学生分析实验误差的原因,说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷,实验原理、装置不完善而引起的,如:螺旋测微器零点不准;风的吹动使天平产生误差;电表指针不对准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器,或是改进实验方法。改进实验的方法,可改变仪器的位置或仪器的布置,撤换某件仪器,改变所选取的某个参数,改变实验方法乃至改换实验操作人员等。例如将物体放在天平左、右盘上,分别称衡,可以发现天平不等臂引入的误差。又如精密测量同一单摆在不同摆角的周期值,可以发现周期与摆角有关。
偶然误差是在实验条件不变的情况下,对某一物理量进行多次重复测量时,由于各种偶然因素产生的误差。减少偶然误差的办法是多次重复测量取算术平均值,以其平均值为最终的结果。测量次数取多少,要根据偶然误差对被测量影响的大小来确定。如:测量值的有效数值较小时或测量值变动较大时等,应当多测量几次。
综上所述,要培养学生这方面的技能,必须让学生懂得减少误差首先要发现它的存在和来源,其次是确定减少误差的方法。
增加测量次数固然可提高平均值的可靠程度,但是作用是有限的,实际上,只有改进实验方法和仪器,才能从根本上改善测量的结果,提高测量精确度。
4.会写一般的实验报告。学生在实验结束后,应根据原始记录和实验时的体会,写出实验报告。实验报告内容主要有:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能,对实验报告的写法、格式要严格要求,书写时,要求层次清楚,语言流畅,文字精练、正确,图文并茂,要总结出实验成功的经验或实验失败的原因,使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果,并让别人看懂。
在批改实验报告时要注意学生思维的火花,如对某个问题的独特看法,对某项操作的有益建议,对实验的改进意见等,要给予鼓励,并要及时与之讨论,让师生都有所收获。这样做,既延伸了实验课的教学,使之与理论课的教学有了更深层次的交汇与渗透,又是提高学生动手技能的有效渠道。
5.养成良好的实验习惯,包括爱护仪器,遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如:做电学实验结束时,应将仪器调到最安全的状态再切断电源,然后拆除连接线,整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育,以免损坏仪器及发生实验事故等。
二培养学生实验技能的途径
1.实验课是培养学生实验技能的基本途径。认真上好实验课,既能帮助学生牢固地掌握物理知识,又能培养学生的实验技能,是训练和提高实验技能的基本途径。
实验课包括演示实验和分组实验。演示实验是学生使用仪器,进行实验操作典范,它教给学生正确的实验方法。如:如何正确使用仪器、安排实验步骤、操作、读数和记录数据、列表和作图线、分析和推理,得出正确结论及分析误差等。通过大量的演示实验,学生可以在长年累月的耳闻目睹中,潜移默化地学到实验技能。
在分组实验中,学生的活动是多方面的,既有思维,又有操作,这就需要发挥教师的主导作用。实验时,教师可先介绍实验目的、方法及注意事项,然后教师在台上做示范,学生在台下跟着教师做,这种方法对于初中起始年级的学生是合适和有效的。学生在教师的步步指导下,养成良好的实验方法、实验修养。随着实验技能的不断提高,逐步培养学生自己设计实验,独立实验的能力。
2.尽可能将演示实验改为分组实验。如:阿基米德定律、牛顿第二定律等。
3.将验证性实验改为探讨性的实验。先让学生去研究、探索物理量之间的关系,后总结出物理规律。
4.开辟第二课堂。第二课堂既可完善、丰富、深化课堂知识,又可培养学生的实验技能。主要形式有:①指导学生进行课外实验;②组织参观活动;③举行操作实验竞赛;④组织课外兴趣小组;⑤举办物理科技晚会等。
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