动物实验设计范文精选

高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。生物学是一门实验性科学，现在的高中生物教材也非常注重实验教学。通过实验教学，可以培养学生的动手能力、创新能力和科学探究能力。在长期的一线教学过程中，笔者发现教材中有些实验设计改进后能更好的优化课堂结构，节约时间，提高了教学效果。

《物质跨膜运输的实例》是人教版高中生物教材必修一《分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》的第一节内容。课程标准中关于这部分内容的实验有两个，一是通过模拟实验探究膜的透性；二是观察植物细胞的质壁分离和复原。其中，观察成熟植物细胞的质壁分离和复原的实验在新教材中设计成了一项探究活动。探究性实验包含了提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果、得出结论、表达交流等步骤。下面我们就讨论一下植物细胞的质壁分离和复原实验的处理方式

一、常见的实验处理方式

教师首先引导学生提出问题：在细胞的吸水和失水的问题上，成熟植物细胞与动物细胞的方式是否相同？不同之处在哪里？然后作出假设，设计实验。在这个实验中，教师选用的材料和仪器包括：质量分数30%的蔗糖溶液、新鲜紫色洋葱鳞茎、刀片、镊子载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸、显微镜等。实验步骤一般是先用质量分数30%的蔗糖溶液处理植物细胞，植物细胞出现质壁分离，然后再用清水处理质壁分离的细胞，细胞又出现质壁分离复原的现象。由此得出结论，水分子可以通过原生质层进出细胞，水分子的进出方向取决于原生质层两侧的浓度，是顺浓度梯度进行的。因此，学生通过探究活动可以发现原生质层相当于一层半透膜，细胞壁对水分进出细胞没有影响，是全透性的。

二、存在问题：

1.费时又费力。这是高中生物必修课本中的第一个探究实验，学生在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节还不熟悉。如果教师直接切入探究活动，充分让学生展开讨论，慢慢体验这个过程，会比较费时间。在实际上课过程中，学生做完实验往往已经来不及表达和交流了。如果教师组织学生下一节课再表达和交流，对于前一节课实验的内容学生已经有所遗忘，再次回忆的话费时又费力。

2.衔接不紧密。本节内容包括细胞的吸水和失水、物质跨膜运输的其他实例两部分内容。第一部分内容，主要就是通过上述的实验活动展开教学。第二部分的内容，教师需要重新引导学生分析书上提供的资料，研究不同植物对不同离子的吸收情况，得出生物膜具有选择透过性这一结论。前面部分的实验与后面部分的资料并没有连续性，两部分内容间的衔接不够紧密，而且书上提供的资料难度不小，因此学生得出结论需要花费较长的时间。

三、改进意见：

摘要：科学合理地设计、建设实验动物屏障系统是开展SPF级动物实验的前提条件。结合四川大学华西第二医院实验动物中心升级改造的经验体会，介绍了实验动物屏障系统从项目论证、设计到建设的动态管理过程，以科学合理系统布局，智能化的环境指标控制，高效节能技术的运用，满足SPF级实验动物饲养管理的质量及技术服务需求。

关键词：实验动物；屏障系统；改造；设计与建设

实验动物科学作为生命科学研究的基础和条件，是衡量一个国家或科研单位科学研究水平的重要标志。2008～2013年，"Science"评选出50项重大科技进展中，生命科学占22项，其中利用实验动物的研究就占13项[1]。随着科学研究的深入，SPF及以上等级的实验动物的使用越来越广泛。近几年，我国不断地完善实验动物法规与标准，并颁布实施新国标GB14925-2010《实验动物环境及实施》[2]，实验动物屏障系统建设体系作为保证SPF级动物质量、动物实验准确性的载体[3]，已取得了显著发展。建立和管理与生命科学相适应的实验动物屏障环境，已成为现代医学学科建设和科研发展的必然趋势。四川大学华西第二医院是集医疗、教学、科研和人才培养为一体的大学附属医院，拥有妇儿疾病与出生缺陷教育部重点实验室、早期发育与损伤的基础与临床嵌合研究教育部长江学者创新团队及PI实验室团队等学科特色。为适应医学科学研究的快速发展，医院于2016年启动对原实验动物中心升级改造工程。本文结合本次实验动物中心升级改造过程中积累的经验，探讨如何有效实施旧设施环境改造的设计与建设，以供借鉴参考。

1实验动物屏障系统概况

四川大学华西第二医院实验动物中心按照国家有关法规和标准规划、设计、建设，是一个集科研和教学为一体的公共服务平台。经改造扩建后的实验动物中心室内建筑面积约为1100m2，位于大楼的第四、五层，其中四楼的SPF级实验动物屏障设施约400m2，平面布局如图1所示，满足了人流、物流、动物流的合理走向，避免往返交叉；五楼建有普通级实验动物房200m2，并兼顾AAALAC认证推荐的"GuidefortheCareandUseofLaboratoryAnimals"[4]，设立动物行为学观察室、动物准备室、手术室、安乐死处置室、解剖室、动物观察室等功能区域。具有动物饲养分区合理，实验设施功能齐全，充分保障实验动物福利等优点，满足不同种类、微生物控制级别的实验动物使用需求。

2实验动物屏障系统的设计布局

2.1空调净化系统设计

空调系统作为整个屏障系统运行和管理的核心[5]，采用全新风，气流组织从高洁净区向低洁净区降低：清洁走廊动物饲育间污染走廊辅助功能区。中心根据不同的等级要求采用不同的调节控制方式，四、五楼各设计独立空调系统，并配置了两套互为备用的机组设备；辅助功能区单独设计一套多联机系统，不用不开，既节约能耗，又方便管理。空调机组安装于大楼屋顶，不占室内有效面积，同时降低管网造价。净化系统采用顶送下排的送、排风方式，送入新风经粗、中及高效三级过滤处理达万级洁净度。送、排风系统采用变频风机，使通风系统能够随着室内控制指标的变化调节送、排风量，减少通风负荷。排风终端采用了除臭过滤排风机，排放的废气经除臭过滤处理后可有效防止环境污染。每台空调通风机组设置独立的自动控制系统，以强弱电一体化恒温恒湿控制柜智能化控制空调通风机组的启动、备用切换、参数调节等功能。通过远程控制终端监控空调净化系统，符合“互联网+”时代的智能化行业发展趋势要求。

一、设计实例

该国家级生物安全中心工程，是全国兽药质量监察业务的技术指导中心，并承担国家兽医微生物菌毒种生产、保藏管理中心的任务。其中生物安全三级动物隔离实验室最大实验动物为牛，为国内目前该级别实验动物最大也是唯一的项目，是国家重点项目。该生物安全实验室中心项目的设计和施工历时5年多，项目总用地面积160245.09m2，总建筑面积29865.84m2。

建设场地内规划建设项目共13栋，总体布局为两个区，即实验区和生活管理区。根据GB50346—2004及环评报告的要求。规划各实验室之间距离约为20m，实验室与周边道路的距离为50m。主要建设内容有:生物安全Ⅱ级实验室(菌种楼)、生物安全Ⅱ级实验室(检测楼)、生物安全Ⅲ级实验室、生物安全Ⅰ级动物隔离实验室、生物安全Ⅱ级动物隔离实验室、生物安全Ⅲ级动物隔离实验室、菌毒种保藏库、菌毒种备份库、危险品库、污水处理站、管理培训楼及辅助建筑。

二、总图设计

作为一个实验室建筑群，该项目总图设计更加复杂(见图2)。根据规范规定，实验楼应该布置在当地最大频率风向的上风侧或全年最小频率风向的下风侧。由于本地冬季主导风向为西北，因而将污物相对集中的动物实验区安排在基地下风向，即基地东侧;而生物安全实验区则布置于基地的西北侧。在实验区内，各楼之间以长廊相接，形成一系列院落，并共同围合出中心景观带。实验区辅助用房分散布置于动物实验区和生物安全实验区，便捷而高效。沿南侧某市政路开设基地的主入口，办公、实验和外来培训人员和车辆均由此出入。

在基地东西两侧分别开设服务于实验区的出入口，用于实验物品、实验设备、动物及其饲料、生活垃圾等杂物的出入。北侧实验区道路根据防疫、卫生、运输和消防要求，分为人员通道(内环路)和物品通道(外环路)。实验区南侧与办公生活区道路相接，在此处设置安全岗哨，以控制办公生活区的车辆进入实验区，维护实验区的安全在实验区内部，生物安全实验室与动物实验室可通过廊道、广场、林间小径相互联通，既联系顺畅又无相互干扰。在实验区四周以及实验区与办公生活区之间设置50m宽绿化隔离带，以便紧急情况下采取措施防止病毒扩散。

三、流线设计

根据该项目特点和设计要求，确定了各生物安全实验室的流线，包括人流，物流，动物流线，其中还各自分开污流和净流。流线设计是实验室方案设计阶段的重点，也是实验室设计是否符合和满足项目使用的关键。下面以典型的生物安全三级实验室中的大动物区为例说明各流线和功能分区。

中图分类号：G623.56 文献标志码：A 文章编号：1673-4289（2014）08-0053-02

由于评价体系的滞后，在教学中漠视实验的现象比比皆是。比如，有的教师不参与实验教学，而是由实验员包办了事，导致由于实验员不了解学生的基础情况，分组不到位，实验教学与物理教学课完全变成“两层皮”，相互脱节；有的是实验课缺乏必要的目标引领，学生只是为了操作实验而做了实验，对于实验数据的分析和处理完全是由老师包办或者拼凑数据了事；有的是因为老师缺少必要的指导，实验课变成了“放羊课”，学生忙乱而无头绪，各个实验环节无法统筹安排，实验中出现的问题不能及时发现和解决，也不能及时讨论分析实验故障，导致无法按时完成课时等拖课现象，这些问题对于物理课堂效率的提高具有很大的影响。笔者通过近几年的物理实验教学，探索整理了物理实验“活动单”，并在实践过程中取得了比较好的实验教学效果。

一、实验教学中“活动单”的设计

（一）物理实验“活动单”的设计

物理实验“活动单”的设计依据“活动单”为构架，增加学生活动，有层次有目的的进行实验再设计，以“单式”为引导，其中包括实验目的、问题与假设、器材与实验方案设计、实验数据收集与整理、交流与反馈等几个环节。“活动单”的设计完全是依照《九年义务教育初中物理课程标准》（2011版）的要求，根据实验教学课的特点以及学生实际动手操作能力设计的，在“活动单”上充分体现出手脑结合的理念，有层次的引导学生合理观察、勤于思考。

（二）“活动单”设计的格式与内容

1.“活动单”设计的格式

“活动单”设计一般以A4纸正反面打印为宜，其格式主要包括实验目的、问题与假设、实验方法选择、实验器材与方案设计、实验数据的收集与整理、实验问题的交流与反馈等基本实验环节。以上实验环节都是以阶梯性活动层层推进展开。

1创意设计活动的目标

生物科学实验设计创意的活动目标:①知识与技能:复习和巩固生物科学中的生命现象和生命活动规律;梳理和巩固生物教材中的实验知识，帮助学生构建系统的实验设计框架。②过程与方法:培养发现问题、提出问题和解决问题的能力;培养发散思维、知识迁移能力;体验观察、对照实验、模拟实验和比较等方法的综合设计与运用;培养图表表达能力。③情感态度与价值观:培养严谨求实的科学态度;培养学生的创 新意识和创新精神。通过简单易行的设计活动，在从材料选择、内容和形式上进行创意实验设计活动，可以实现预期的多项目标。

2创意设计活动的类型与组织形式

生物科学实验设计创意活动组织形式为笔试(闭卷和开卷的书面表达)，这样操作方便简便，不受实验设备、材料等条件的限制。关键是注重看是否设计出新意来，设计出效果来。

2．1闭卷比赛部分

通过设计的比赛试卷，让学生在有限的时间内完成设计。通过批改以后，数量多、质量高者胜出。如在60min内，若能正确设计出20个以上的实验，还可以获“实验设计能手”的称号。该类型重点考查和培养学生实验设计和发散思维能力。

2．2开卷比赛部分

通过布置实验设计活动，利用课余时间进行设计。要求根据教材实验、借助书刊和网络等工具，对教材或某一实验的材料、方法过程进行创新改进;甚至是发现问题、提出问题和解决问题的实验设计，该类型重点是培养学生的创新设计能力、发现和解决问题的能力。要求学生在实验设计时尽可能具有创新性和可操作性。

摘 要 动物细胞培养技术在本科《细胞生物学》教学中占有重要的地位，为了提高学生的积极性并熟练掌握无菌操作步骤，教研室根据自身的特点，将小鼠脂肪细胞培养与分子鉴定结合起来，目的是使学生将细胞生物学与分子生物学结合起来，对培养学生的综合能力具有很好的效果，并为细胞生物学的实验教学改革提供了新思路。

关键词 动物细胞培养 实验 教学设计

中图分类号：Q2-4；G642 文献标识码：A

细胞生物学是一门实验性很强的学科，在生命科学专业的知识结构体系中占有重要地位。它通过结构和功能相结合，从细胞、亚细胞和分子等方面，用活的、动态的视点，来研究和探讨生命活动的基本规律。细胞培养技术是细胞生物学最重要的基本技术，在本科细胞生物学实验课中占有举足轻重的地位，是这门实验课的精髓，通过该实验可以帮助学生树立严格无菌的观念和一丝不苟的工作作风。

目前细胞生物学实验课内容比较单一，主要是细胞的观察、染色，标本制备，细胞培养等，针对传统细胞生物学实验教学中存在的不足，结合本专业生物学实验室的仪器设备及老师的科研项目，我们将原来的细胞培养实验在教学设计中进行了改革，即在细胞培养实验的基础上增加分子水平对细胞鉴定的实验项目，使学生全面掌握操作技术，突破传统实验教学中的缺点，为积极推进实验教学改革提供参考。

1实验方法

1.1小鼠脂肪细胞的获得

首先使学生掌握目前动物细胞培养的前言进展及主要采用的方法。本实验目的是教会学生用组织块和消化法两种方法来获得小鼠脂肪细胞，熟练掌握无菌的操作。

初中物理教学离不开实验教学，通过实验可以引发学生学习物理知识的兴趣，将理论知识同生活实际关联起来，有效引导学生发现问题、分析问题、解决问题.物理概念和定律很多都是在实验基础上得以建立的，如何帮助学生有效形成概念，掌握物理知识，导出实验规律，进一步增强独立工作和实验探索的能力也是新课程背景下物理教学的重要内容.

1初中物理实验教学中存在的问题

由于教学评价体系的滞后，当前在初中物理教学中还存在不少漠视物理实验的现象.如有的老师认为学生动手不动手实验也没有多大关系，只要学生能用脑思考、会用笔考试就可以，甚至出现“做实验不如讲实验”的做法；有的学校由实验员包办物理实验，老师没有参与实验教学，致使实验员不了解实际的教学情况，同教学内容相脱节；有的老师缺少对学生进行教学目标的设计和引导，实验课成了放羊课，学生在实验过程中出现的各种问题不能及时发现并解决；缺少对实验结果的讨论分析，万一发生实验故障也难以得到妥当处理；学生在实验中也存在应付老师布置的任务，一些实验的分析和数据处理由老师包办或者请同学代劳，拼凑数据应付了事等.这些问题的出现，难以培养学生良好的学习习惯和科学的求知态度，对学生的实验技能、创新思考、素养提升带来不少负面影响.

2初中物理实验教学活动的创新设计优化

2.1初中物理实验教学“活动单”的设计

在实验教学中可依据“活动单元”为框架，对学生进行复式的引导，有计划、有层次、有目的地进行实验设计，包括实验教学目的、问题提出和思考、实验器材选用设计、实验数据收集和分析、课堂交流与反馈、教师总结和点评等环节.这样的设计同新课标要求相吻合，在教学中结合学生的动手能力促使学生进行自我思考、自我总结、自我提高，达到学以致用的目的.

2.2实验教学“活动单元”设计的具体内容

2.2.1实验教学目的

1课外探究实验活动在初中物理教学中的重要作用

将课外探究实验活动应用于初中物理教学不仅有利于学生提高主体意识和动手操作能力，还对学生融会贯通及综合运用所学知识有积极的促进作用，同时，课外实验将抽象的理论概念具体化，便于学生更直观、透彻地理解教材知识．这是因为课外探究实验的教学方式彻底改变了以往以教师讲授为主的教学模式，而更注重学生自身的创造和体验，学生可以充分利用课外时间，以教学内容为基础，通过利用生活中常见的材料制作一些小教具，观察、调查生活中的某些现象，来加深自己对所学物理知识的理解．此外，课外探究实验活动突破了时间和空间上的限制，具有一定的灵活性、自主性和趣味性，学生既能无限制地重复操作，也可大胆猜想、自由发挥．这无疑开放了学生的思维、为学生创新思维和探究能力的培养提供了坚实基础，同时也顺应了中学阶段学生的心理特征．

2课外探究实验活动在初中物理教学应用中存在的问题

随着新课改的推进，课外探究实验活动在物理教学中的重视度虽然有所提高，但由于教学改革仍处于初期发展阶段，学校、社会、家庭乃至教师、学生等各方面条件均不成熟，导致课外实验教学在实施过程中发展极其缓慢．例如学校对学生进行课外实验所需的设施设备投资过少、社会给予的支持和配合度不够、家长因工作繁忙无暇指导或配合学生实验、教师由于课时安排过于紧凑而无法确保高质量的实验演示等等，这些因素都会制约课外实验活动的顺利进行．除此之外，学生长期受应试教育理念束缚，其思维方式及行为习惯仍停留在以老师为中心的被动式学习阶段，缺乏自主探究意识，对课外探究实验活动也缺少积极性，从而导致课外探究实验活动教学质量不高．

3初中物理课外探究实验活动的教学设计方法

课外探究实验活动的实验方式灵活多样，但受经济、环境等因素影响，可行性不一定高，教师要结合多方面考虑，设计出科学合理的实验活动．课外探究实验按完成方式可分为制作类课外探究实验、观察类课外探究实验、调查类课外探究实验、综合类课外探究实验等．

3．1制作类课外探究实验活动的教学设计

初中物理实验教学中有些制作类实验往往需要花费较长时间以及借助特殊实验器材，在课堂有限的条件下难以顺利进行，因而教学中宜设定为课外探究实验．课外制作类实验通常以自制教具为主，通过仿制、改造、设计制作等过程对原器材进行改制，从而得到目标教具．值得注意的是，自制教具应符合简单、科学、廉价、有效、有趣的原则，即尽可能利用废旧物或者生活中比较常见的材料，通过简单有趣的制作过程，便可得到具有科学意义和实际效果的小器具．例如，利用流体压强与流速的关系，学生可以自制简易的喷雾器．该实验只需两根长约10cm的塑料吸管、一个透明水杯和水．即先盛一定量的水于水杯中，将其中一根吸管竖直插入水下，另一根的管口横靠于竖管上端，然后轻轻对着水平吸管吹气，可以看到竖管下部的水面逐渐上升，到上部管口处时被横管的气流冲击，从而散成雾状．这是著名的伯努利原理，学生根据这个原理还可做很多有趣的流体力学实验，从而使学生创新思维和探究能力得到锻炼．

摘要：目前初中生的动手能力不强，而教材要求的演示实验和分组实验不能满足学生的学习要求，文章阐述了实验的作用以及日常教学中遇到的问题，用两节实验课堂实例说明实验课堂开发的必要性，以及学生参与情况和实验感悟，体现了物理课让学生“动”的价值。

关键词：设计；实验；动

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）05-032-01

新课程要求“初中物理教育要以观察、实验为基础。”这就为物理教学规定了一种必要的、也是不可忽略的教学手段。但只靠课标要求的演示实验和分组实验是不够的。教师还需要精心设计形式多样的可操作的实验活动，让学生在实验中体验，在体验中感悟，在感悟中提高。真正的让物理课“动”起来。当学生有“亲手做做，感觉不错，实验实验，答案自现”的感觉时，学生会有一种快乐感，成功感。

一、实验课堂开发的必要性

当今社会，科技发达，生活水平日益提高，作为现在的初中生，多为独生子女，很少做家务，更不用说参与生活劳动了。因此在我的物理教学中，出现过一些不乐观现象。学习声现象时，让学生模仿一下往暖壶里灌水的声音变化，学生说没灌过，家里用饮水机。讲惯性时，我举例说：“当你用脸盆往院里泼水时，水出去了，而盆还在手中。”一部分学生惊讶的说“是吗”。没泼过，楼房里有下水管，而住平房的同学却很清楚。

我认为，物理物理，事物之理，先知现象，再明其理。作为物理教师，我们无法改变学生的家庭习惯，只有从教学上入手，为学生创设物理情景，开发实验课堂，为学生弥补生活空缺是相当有必要的。同时也体现物理学科特点与价值。

二、设计实验课让物理课“动”起来

[摘要]我校依据国家药物非临床研究质量管理规范的规定,建设屏障系统动物实验设施(下简称SPF动物实验设施)。就屏障系统动物实验设施的设计与建设中的相关问题进行探讨。

[关键词]屏障系统SPF动物实验设施GLP工程设计

中图分类号:G482文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210031-01

SPF动物实验设施是GLP实验室重要组成之一,其设计与建设必须符合国家药物非临床研究管理规范[1]、实验动物环境及设施(GB/14925-2001)[2]和实验动物设施建筑技术规范(GB50447-2008)[3]。本文结合我校SPF动物实验设施的建设,探讨SPF动物实验设施设计与建设中的相关问题。

一、SPF动物实验室的设计

1.设计依据。SPF动物实验设施是一项投资大、维持费用高的建设项目。为做好这项建设工作,我们在广泛调研的基础上,与设计单位充分交换意见,委托设计单位根据GB/14925-2001等国家标准进行设计。

2.设计参数。GB 14925-2001规定屏障系统动物实验设施的设计参数主要指标如下:

温度:20～26℃;相对湿度:40%～70%;换气次数:10～20次/h;气流速度:0.1-0.2m/s;静压差:20-50Pa;空气洁净度:万级;落下菌数≤3个/皿;氨浓度