细胞实验方案

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细胞实验方案范文第1篇

关键词: 大气环境；烟花爆竹；西安市；SO2；PM10；

Abstract: This paper analyzes during the Spring Festival New Year's Eve 2012 in Xi'an, Xi'an Environmental Monitoring Station to monitor four point SO2 and PM10 concentration of pollutants hour average air quality concentration trends and New Year's Eve in the city of Xi'an major pollutants near the surface qualityconcentration changes. The results showed that: due to the concentration of the discharge of fireworks in the January 23, 2011 0:00 to 1:00 hours SO2 and PM10 mass concentration peak discharge the fireworks period of time consistent the Peak District sustained period of time with people . A short period of concentrated discharge of fireworks make the air near the ground mass concentration of pollutants is rapidly increasing, causing serious air pollution. Therefore, during the Spring Festival necessary to limit Xi'an with fireworks.

Keywords: atmospheric environment; fireworks; Xi'an; SO2; PM10;

中图分类号： [TE991.1]文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

燃放鞭炮时会造成大量的有害物质，例如硫化物、颗粒物、硝酸盐等污染物，会对空气质量产生严重的影响。其中SO2进入大气后，会形成酸雨，颗粒物由于粒径小能被人直接吸入呼吸道进而造成危害。根据《西安市禁止销售燃放烟花爆竹的规定》，本市行政区域内的重点消防单位场地及周边安全距离以内的区域为禁止销售燃放烟花爆竹的区域，但其他区域没有限制。随着社会的进一步发展，对城市主要污染物SO2、PM10等的来源、污染气象条件等的研究也日趋增多[1-3] 。城市环境问题虽然越来越受到关注,但人们对燃放烟花爆竹对大气环境的影响问题认识仍然不足。目前对燃放烟花爆竹影响环境的问题关注较少，也缺乏相关研究,目前徐敬等[4]进行了燃放烟花爆竹对北京城区气溶胶细粒子影响的分析研究、姚青等[5]对天津春节期间空气污染特征分析。因此本文研究了2012年春节期间西安市燃放烟花爆竹对全市大气污染物含量的影响，主要分析了SO2和PM10的浓度变化规律，初步研究集中燃放烟花爆竹对空气质量的影响。

采样点与监测方法

采样点位

本次监测分析共选取四个点位的SO2和PM10的小时数据，分别在1号点位桃园西路微电机研究所，经纬度为108°52′56.0″.34°16′29.7″;2号点位西安市环保局灞桥分局，经纬度为109°03′35.2″. 34°15′26.0″；3号点位东仪路烈士陵园，经纬度为108°56′27.1″. 34°13′20.3″;4号点位东新街新城大院，经纬度为108°57′15.1″. 34°16′16.8″。建立一天24小时连续不间断监测点。其中1号点位位于西安市的西郊，周边人口聚居密度较少，为西安市的工业区；2号点位位于西安市的东郊，周边人口聚居密度大，为工业和物流业密集区；3好点位位于西安市的城南，周边人口聚居密度较大，是西安较为繁华的商业区；4号点位位于西安市的中心，周边人口聚居密度大，是西安市的政治文化区。

检测方法

1、SO2监测因子采用美国热电43i监测仪器。使用非脉冲紫外荧光法。该方法的原理是基于紫外灯发出的紫外光（190-230nm）通过214nm的滤光片，激发SO2分子使其处于激发态，在 SO2分子从激发态衰减返回基态时产生荧光（240-420nm），荧光强度由一个带着滤光片的光电倍增管测得。

2、PM10。1,3号监测点位PM10监测因子采用美国热电c-14监测仪，使用β射线衰减法。该方法工作原理为利用β射线衰减量测试采样期间增加的颗粒物质量。环境空气由采样泵吸入采样管，经过滤膜后排出。颗粒物沉淀在采样滤膜上，当β射线通过沉淀着颗粒物的滤膜时β射线能量衰减，通过对衰减量的测定计算出颗粒物的浓度。2,4号监测点位PM10监测因子采用美国热电TEOM微量振荡天平仪，该方法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管，在空心锥形管振荡端上安放可更换的滤膜，振荡频率取决于锥形管特性和它的质量。当采样气流通过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜质量变化导致振荡频率变化，通过测量振荡频率的变化计算出沉淀在滤膜上颗粒物的质量，再根据采样流量，采样现场环境温度和气压计算出该时段的颗粒物标态质量浓度。

细胞实验方案范文第2篇

关键词：西安、保障性住房、空间布局

中图分类号：TU113.5+41文献标识码：A

1.引言

西安市住房保障工作始于1998年，截至2012年，西安市已累计新开工保障性住房2915万m2、37.72万套，竣工1675万m2，21.65万套，累计投入土地2.08万亩，累计完成投资698亿元，解决了18.86万户中低收入家庭和单位职工的住房困难。[1]2013 年西安市保障性住房全年新开工保障性安居工程 87880套，完成全年目标任务的 106.3%，其中，廉租房10501套，经济适用房7585套，公租房13492套，限价房12655套，基本建成67997套，向社会提供四类保障性房源21683套，并新增加廉租住房租金补贴3089户[1]。同时，国家补助资金也比 2012 年明显增加，配套资金力度也将进一步加大。

然而在保障性住房建设力度不断加大的同时，也产生了许多问题。本文在对西安市保障性住房的实地调研的基础上，对其现状布局特征及其产生的主要问题进行分析与反思，并针对这些特征和问题，提出优化提升策略，以促进保障性住房的有效实施，实现居民安居乐业的生活需求。

2.西安市保障性住房空间布局特征

本次调查研究范围主要选取西安市主城区，包括莲湖区、未央区、灞桥区、雁塔区、新城区、碑林区、长安区七大城区。截止2013年，西安市已建和在建的保障性住房项目共计71项。其中，经济适用房项目27项，廉租住房项目25项，公租房项目19项，具体分布如图1所示。从中我们可以总结出西安保障性住房的空间分布特征和发展趋势特点。

图 1西安市保障性住房现状分布

2.1呈现凝聚性分布

本文采用最邻近点指数定量分析西安市保障性住房的空间分布状况，计算结果表明西安市保障性住房在空间布局上呈现出凝聚型分布的趋势。从保障性住房分布现状也可以看出，保障性住房主要聚集在北部地区，南部地区零星布点，且大部分位于长安区，布局带有很强的方向性，导致保障性住房布局的不均衡化发展。总体上看，保障性住房距离城市中心城区较远，更有很大一部分处于偏远的三环外，属于城市将要拓展的区域，周围严重缺少公共服务设施。同时，与集中建设的廉租房和廉租房与经济适用房配建的住区相比，经济适用房离城市中心区的位置较近，而集中建设的廉租住房位于最。这种将保障性住房分布在远离城市中心区或发展缓慢的地区的空间分布具有空间失配的特征。

2.2城市扩散明显

出于经济的考虑，保障性住房建设整体表现为城中心的建设较为缓慢，开发量较少，且主要为经济适用房；城区建设力度不断加大。此外，城市中心周围的保障性住房建设也表现出了一定的集中趋势。这种城市边缘区的规模建设也体现了城市郊区化的圈层式发展方向，根据西安市保障性住房的建设现状及规划，可以看出圈层式的扩散也是未来一段时间内西安市保障性住房的发展趋势。

随着城市的发展，城市旧改力度不断加大，中心城区土地资源稀缺的状况将愈发严重，政府在城市中心内可用于建设保障性住房的用地也会日益减少。在近两年的保障性住房建设规划中可以发现，集中建设的方式越来越多。因此，可以预见在未来很长一段时间内，西安保障性住房将出现明显的边缘化趋势。

2.3大型化趋势初显

保障性住房的建设主要采取独立集中建设和与其他商品房混合建设两种方式，但从西安市保障性住房的实际建设情况看来，除极个别保障性住房以配套建设为主外，近几年多个项目集中建设的情况越来越多，西安市保障性住房的建设整体呈现出集中化、大型化的发展趋势。以未央区为例，其中多个保障性住房建设项目集中在~沱寨，包括~沱寨廉租住房小区、~沱寨公租房、~沱寨限价商品房、杨家庄廉租房项目、珠江新城经济适用房小区等整个地区的保障性住房面积达到近300万m2。而鸿基新城经济适用房项目更是占地超千亩，总建筑面积达到360万m2。此外，自2013年起，西安市开始建设公共租赁住房，从规划的建设选址和规模上可以看出西安的保障房建设已具有大型聚居化的趋势初现。

3.西安市保障性住房现状存在问题

3.1空间布局结构失衡

近几年，西安市随着城市建设的加快，拆迁总量逐年增加，保障性住房的建设量也迅速增长。大量的建设需求导致整体建设表现出圈层式向外建设的趋势明显，这就导致中低收入阶层逐渐向扩散，而其就业却依然集中在城市中心密集的低层次服务中心，造成职住严重分离。在对西安市已建成以及住房建设规划中的经济适用房的统计中，可以看出未央区为开发项目最多的区域，高新区最少，而新城区、碑林区没有保障性住房项目，在空间布局上呈现失衡的状态。这种分布特征容易造成新的城中村和居住分异现象，不利于城市住区环境的健康发展和政府对城市公共服务设施的整体规划，容易造成部分公共服务设施资源的浪费。

同时，低收入阶层的住房需求与实际供应相矛盾，即使大量建设保障性住房，仍旧难以缓解其住房需求，严重影响保障性住房的供给效果，更加凸显出其发展的空间失衡，而低效的城市空间结构不仅会进一步加剧交通拥堵和住房困境等城市问题，更是造成土地资源和保障资源的巨大浪费。

3.2公共服务设施缺乏

由于保障性住房多位于城市郊区或是城市发展缓慢的区域，基础设施建设不完善，配套设施严重缺乏，有些保障性住房的选址离中心城区不是很远，也因为区域建设落后，同样存在配套设施不均衡，交通网络不完善等情况。整体服务设施配套严重不足，亟待提高。大部分保障性住区只提供了基本的健身设施和室外活动场地，还有相当一部分住区连最基本的健身设施也严重缺乏。靠近城区的保障性住区还可以借助周边现有的基础设施，而位于城郊的保障性住区则没有任何办法。并且由于地处偏远，周围地产开发缓慢，甚至有些小区一开始配有的商业配套也会受保障房居住群体自身规模和消费能力的限制而逐渐消失。

3.3居民居住需求偏离

低收入群体普遍教育水平偏低，因此只能从事门槛要求较低的服务行业，这种工作需求大量集中在人群活动密集城市中心或区域中心地段，而保障性住房的区位选择通常离这些中心较远，周边不仅没有就业环境，更缺乏有效的通行交通，居民的日常活动均需前往中心地区解决，这样不仅增加了居民的出行时间，其交通成本的支出也急剧增加，极大地影响居民的正常生活和工作。并且这种集中建设的方式，更是对居民造成心理偏差，形成阶层分隔，居民难以获得归属感。

没有针对居民需求特点进行的保障性住房建设，缺乏对可持续性的考虑长远规划，因为交通不便，公共服务系统不完善、教育质量低下，导致居民生活状况恶性循环，再次产生居住环境恶劣、社会问题频发的情况，不仅没能起到解决中低收入阶层的居住困难的作用，反而加重了他们的悲剧色彩。

4.优化建设对策

4.1分时序的旧城更新改造

城市中心的区位优势使中低收入阶层很容易就能找到收入来源，而城市中心也需要这些中低收入者们提供的服务。因此，在旧城改造的过程中，首先选择在城市改造阻力最小的区域进行城市更新，将改造工程分区、分时序、分层次的进行。同时，对于原有质量较好的旧住区进行改造，提高回迁居民的比例，为低收入阶层提供多种选择。在逐步进行的城市更新改造的过程中，也能合理的对低收入居民进行安排，避免破坏原有的社会网络，维持较为稳定的邻里关系，同时保证居民的不同居住需求能够得到满足。这种改造模式一方面使旧改安置所需的保障性住房的需求大大减少，另一方面是居民可以仍然居住在原网络中，不仅能避免新的城市问题的产生，而且有利于社会的和谐稳定，为中低收入阶层提供平等的城市空间。

西安现在正处于城市扩张的快速发展阶段，旧城的更新改造还将会持续相当长的一段时间，在这个过程中，政府不应只是全力关注旧城改造的速度和成果，而应当兼顾低收入阶层居住的区位需求，在旧城改造的过程中统筹规划，在改善城市环境，提升城市面貌的同时，更好地解决被保障人群的居住问题。

4.2不同阶层的混合居住模式

中低收入阶层的大量集中，容易引起住区的衰败，为形成贫民窟埋下隐患，而混合社区有助于促进社会混合，提高社会凝聚力，不同阶层也可以进行互补，低收入可以从高收入阶层的需求中获得工作机会，高收入阶层可以从低收入阶层获得便利的服务，并且这种方式在一定程度上还可以减少通勤成本，邻里之间也可以形成良好的互动。在混合方式上，采取低收入阶层和中等阶层混合、中等阶层和高收入阶层混合的分类混合居住模式，减少不同阶层之间的差距，以免形成居住分异的矛盾，最终形成“大混居、小聚居”的融合模式[2]，实现社区层面上的混合，邻里关系的同质，使中低收入阶层和高收入阶层可以共同使用社区中心的公共服务设施以及基础设施，而各自的邻里中心又有适合不同居住人群特点的配套服务设施。这种混合方式既能使不同阶层之间保持一定的空间，又可以促进不同阶层之间的交往，防止空间公共资源的不公平占用。

西安市对廉租房的配建提出了明确规定，然而实际中效果却大打折扣，配建比例较低，大部分廉租房还是采用大量集中建设的方式。因此，在今后的规划引导中应适当的加大配建比例，尽量避免保障性住房大面积连片发展的情况，注重多样化的住宅融合。西安公租房的建设才刚刚开始，其制度特点是推行混合居住模式的大好时机，公租房是针对像大学毕业生、普通职工等夹心层群体的过渡性住房，这类人群还买不起经济适用房，却又不满足廉租房的条件，但是他们不管在学历背景、就业前景、还是收入水平上都具有一定的优势。将这个庞大的群体作为混合居住模式的“中间阶层”，可以在中高收入阶层和中低收入阶层之间起到很好的承上启下的作用。

4.3以公交为导向的城市发展

TOD是国际上具有代表性的城市社区开发模式，目前被广泛利用在城市开发中，尤其是在城市尚未成片开发的地区，通过先期对规划发展区的用地以较低的价格征用，导入公共交通，形成开发地价的时间差，然后，出售基础设施完善的“熟地”，政府从土地升值的回报中回收公共交通的先期投入。[3]这种模式在美国、日本、香港都有相当广泛的应用，深圳也已将这一发展模式作为其保障性住房的建设准则。

一般来说，其建设模式是以公交站点为中心、以400~800m(5-10分钟步行路程)为半径建立集工作、商业、文化、教育、居住等为一体的城区。使居民在不排斥小汽车的同时能方便的选用公交、自行车、步行等多种出行方式，以实现各个城市组团紧凑型开发的有机协调模式。

考虑到中低收入阶层的收入有限，票价低廉的公共交通系统对于他们来说尤为重要，而按TOD模式，在公交沿线建设保障性住房，可以为中低收入人群提供便利交通出行条件、降低生活成本，同时也能提高出行效率。从另一方面来说，以公共交通走廊为纽带，公共交通导向的综合用地组团为节点的布局方式是较为有效的土地利用模式，也可以提高土地的效率[4]。因此，保障性住房的选址布局应结合交通导向，在公交干线和交通站点周边均衡布置。据调查，轨道交通对沿线300-1000m内的房地产开发有明显的辐射效应，超过300m以外这种辐射效应衰减幅度较快。所以从经济角度考虑，可以在地铁站点或公交站点的起始站附近10-15分钟步行圈的地段内进行保障性住房建设，因地价相对便宜，可行性较高。

4.4优化城市公共服务设施

西安市的公共服务设施主要集中在二环以内的老城区，而相对于保障性住房分布较多的城市区域配套较为薄弱，如果利用公共交通则通勤时间至少超过1个小时以上。根据西安市总体规划，老城区主要以疏散老城功能、降低人口密度为原则进行发展，而随着城市建成区的不断扩展，大面积的城市边缘区将会逐渐演变成城市建成区，承接老城区疏散的人口及城市功能。因此，在这个城市空间进行重新整合的过程中，应当积极构建全面、多层次的公共服务网络，保障性住房的建设也应在其的引导下进行空间布局发展。在保持原有公共服务设施基础较好的保障性住区的同时，对基础较差、配套缺乏的地区进行功能上的完善，从整体西安市公共服务的结构上，对西安市保障性住房的空间布局进行优化重组。建议可以借鉴邻里中心的思想对公共服务设施进行系统的优化，根据西安九宫格局，棋盘路网、一城多心的发展思路，在每个功能区设置大型的邻里中心，与分散的小区服务设施相结合，构建城市中心-邻里中心、邻里中心-居住组团、组团中心-保障性住区的多层次的公共服务设施空间结构。

参考文献：

[1] 西安政府工作报告.2011

[2] 于文波，王竹.混合社区适宜模式及实现途径研究[J].规划师，2005(6).

细胞实验方案范文第3篇

关键词：新一代 智能变电站 继电保护故障 可视化分析

电力系统中继电保护装置占据着非常重要的位置，一旦电力系统发生故障，机电保护装置可以快速解决，为电力系统安全运行提供保障。然而如果继电保护装置的操作方式不当，可能会严重影响电力系统的正常运行，造成不必要的损失，这种情况下智能变电站应运而生。电力系统设备发生故障以后，继电保护装置可以发挥作用，从最大程度上减少对设备造成的损害。在查找故障时继电保护始终处于非正常作业之中，会对电力系统运行带来一些不利影响，这种情况下可视化智能变电站继电保护显得非常重要。下面从新一代智能变电站继电保护故障可视化方向展开分析。

1、继电保护故障分析问题

在智能变电站运行管理工作中，继电保护工作是一项非常重要的工程，要求继电保护人员对电力系统故障进行准确分析，同时对电力系统中的继电保护行为进行科学评价。在以前的工作中，继电保护运转中一旦出现问题，工作人员指挥利用一些简单的方法分析故障，然后利用继电保护打印装置打印出继电保护故障，并进一步分析打印出来的故障报告。很显然这种传统分析方法存在一定弊端，工作人员根本看不到装置运行状态，因此不能及时把握和分析运行过程中出现的障碍，仅凭打印报告研究继电保护故障，不能准确找到装置运行过程中存在的潜在问题，所以继电保护装置出现的问题得不到根本上的解决。

2、新一代智能变电站继电保护故障可视化系统功能

2.1智能化报警

该系统可以对数据信息进行收集、整理及分类，经过分析和整理以后，设备运行过程中的情况变得更加明晰，这样一来就可以掌握设备在何处、何时发生了故障。利用智能报警系统可以对大部分事故进行有效处理，对于系统维护来说非常重要。

2.2科学控制负荷

变电站继电保护装置在实际运行过程中经常会出现有负荷的情况，可视化系统可以实时检测设备的运行情况，负荷控制变得更加智能化，一旦设备产生负荷，在信息指导下系统可以快速制定方案进行处理，不断对系统的实际运行状态进行调整，从而达到有效管理和控制变电站的目的。处理变电站负荷问题时，利用可视化系统可以有效减少设备故障的出现，保证系统运行的稳定性与安全性，完成故障处理以后还能传输备份数据，为以后的查询工作提供便利。

2.3运行可视化设备

利用可视化系统可以收集设备运行情况，然后对设备运行过程中的问题进行观察与分析，这对系统功能的提升非常有利。利用数据库系统可以有效掌握存储的资料与数据，并利用可视化的方式将其展现出来，对于研究效率的提高非常有利。工作人员掌握了系统实际运行情况以后，可以更加高效的展开各项管理工作。

2.4维护信息源

利用可视化系统可以对变电站产生的信息进行收集，实现运行管理一体化的目标，传递数据信息变得更加方便。应用可视化系统以后，掌握信息变得更加容易，不仅可以利用图表展示出信息数据，同时还能将其制成模型供进一步研究。目前工作人员主要利用观察模式掌握设备运行情况与变电站的结构情况，在以上内容得到明确以后，自动对系统进行维护。

3、新一代智能变电站继电保护故障的可视化

3.1故障信息

智能变电站继电保护在实际运行中发生故障，智能系统可以及时分析故障情况，并判断故障的危害程度，在文件中将故障信息详细记录下来。文件是由系统自动生成的，它在储存格式上差异性很大，文件格式不同代表的涵义也会存在差别，故障信息存储完成以后，系统会自动将其传输给相应服务器。继电保护装置在作业过程中，可以详细记录系统中发生的故障情况，具体来说记录的内容包括发生故障时的波动、实施保护时的状态以及系统故障等信息，信息以可视化图形的方式呈现出来，这对工作人员故障分析、研究非常有利。

3.2分析事故情况

利用清晰的保护故障逻辑结构，往往可以对变电站继电装置进行更好的保护，大量工作实践证明，对于系统分析故障保护来说，逻辑关系可以起到很积极的作用。同时，还要将故障信息存储好，在查询信息时应以记录时间为依托，展开综合处理，在系统作用之下对故障信息进行分析，使维护工作始终处于可视化的状态中。以记录信息为指导确定继电保护间实际操作顺序。在实际分析过程中，需要在图形中标明其主要特点。这里需要注意的一点是，工作人员一定要保证标记的准确性与完整性，将标记分好类，将不同标记代表的涵义区分开来。绘图过程中具体的设置应该符合要求，将图形含义明确表达出来。

3.3互操作方法

利用继电保护变电站监控主机进行绘图，严格按照相关绘图规章制度，保证图形简单易懂，将信息全面展示出来。据相关调查结果证实，系统中经常会用到G语言来表达整体的意思，G语言在扩展性上具有其他语言不可比较的优势，利用G语言可以对图形元素进行定义，同时G语言还可以描述电网中的各原件，将各图形元素间的关系显示出来。G语言不仅可以显示图形，同时还能全面的将系统分析结果展示出来。变电站之中的互操作十分常见，利用互操作可以在短时间内定位故障发生点，对于维修人员操作效率的提升非常有利。

3.4按错可视化分析

检测智能变电站混合按错情况非常重要，工作人员利用系统技术可以对系统践行监控、管理及检修，及时发现系统中存在的问题和故障，从而使系统内部各装置始终处于正常状态中。同时，技术人员应对各项检测技术进行熟练的掌握与应用，将各项按错工作落实好。目前各变电站所处的位置和环境都比较恶劣，很多外部因素都会对其造成不利影响，因此很容易会使继电装置发生问题、故障，利用可视化系统可以对继电保护装置进行监控，可以保证装置的安全稳定运行。此外，还应充分重视信息的传输与接收，将设备风险的发生进行预防和控制，在具体工作中工作人员应树立结构意识，形成高超的技能，为电力系统正常运行提供保障。

结语：

综上所述，电力系统运行过程中，继电保护装置是非常重要的一个组成部分，其运营状态与变电站运行管理直接相关。传统继电保护检测模式已经不能将当前继电保护中出现的故障解决好，为了适应时代与社会的不断发展，新型的、可视化分析方案开始出现，该方案可以彻底分析和排查继电保护中的故障，为故障解决提供有效的方法，该方案的应用不仅可以降低工作人员的工作强度与难度，同时还催生了新一代变电站继电保护技术的产生及发展。

参考文献：

[1]张亚楠. 智能变电站继电保护故障可视化分析的应用方式研究[J]. 电子技术与软件工程，2015，24：125.

[2]孟艳卿，安本迅，王飞，倪春雷，肖博文. 关于新一代智能变电站继电保护故障可视化分析方案的探析[J]. 电子技术与软件工程，2016，11：247.

细胞实验方案范文第4篇

关键词：翻转课堂；细胞生物学；实验；自主学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0241-03

长期以来，普通高校饱受传统课堂教学模式影响，过度关注教师课堂主体作用的发挥，忽略学生的学，学生自主性学习的积极性不高，学习效率偏低。翻转课堂（Flipped Classroom）相对于传统教学模式以课堂讲授、课外练习和解决问题为主要教学方法而言，更强调学生个性化学习的模式。翻转课堂具有许多优点：高度自主的学习环境；更加关注对学生学习方法的指导以及课堂探究和交流活动的组织；学生的学习情绪能被很好地调动起来，更益于对知识的内化，能在较短的时间内完成知识目标。按照《细胞生物学实验》课程目标要求与PBL教学模式在细胞生物学课程教学中的应用，以“植物细胞DNA制备与显示技术”实验为研究课例，以问题导向为切入点，以学生自主学习和实验设计为学习目标，实施了翻转课堂教学模式改革实践，探索基于PBL的自主学习过程与效果评价方式。

一、基于PBL法的“植物细胞DNA制备与显示技术”教学设计

1.教学目标分析。一般而言，实验教学目标：①传承实验知识，实践对理论知识的理解和验证；②提高实践理性，就是指与我们的行动和选择有关的理性；③实践策略：为什么要这么做？培养学生反思、设计实验的能力；④生成实践智慧，即以实践为目的的能够指导实践行动的理性能力。《细胞生物学实验》课程目标包括三个层次：①知识目标层次，主要是细胞生物学理论知识、研究方法、实验原理的学习与掌握。②能力目标层次，主要是实验设计、细胞生物学实验常用仪器设备的正确使用，学会并应用细胞生物学主要实验技术，如细胞化学组分的分离与鉴别、细胞结构组分的显示与定位、细胞融合等。③文化素质目标层次，主要阐释科学技术对人类社会发展的促进作用，对学生人生观、价值观培养的作用，关注科学、社会、人类发展问题的意识。根据课程目标，“植物细胞DNA制备与显示技术”实验项目的教学目标分为：掌握孚尔根反应、Brachet反应和SDS碱变性法和CTAB法提取植物DNA原理的知识目标；学会运用孚尔根反应和Brachet反应原理完成植物细胞内DNA定位显示技术、DNA提取技术、实验方案设计、论文撰写的能力目标；关注转基因技术对社会的影响以及对科学、技术、社会协调发展理性思考的文化素质目标。

2.实验改革方案设计与实施。PBL以问题为导向，以主动学习为主，设置问题情景，通过学习者的自主探究与合作来解决问题，形成解决问题的技能，达到自主学习能力的提升。而翻转课堂并不只是“视屏录制”，而是一种“有效的课堂管理”，且更适用于有学习自觉性、能够做好课前功课的大学生。本课例的实验改革方案设计与实施植入了PBL法的“问题设置”、“问题解决”、“能力拓展”翻转课堂模式，形成学习资源搜集、课前自主学习与合作实验探究、课堂讨论与答疑、课后能力拓展和反馈与评价的“五段学习法”。（1）学习资源搜集。主要是教师提供给学生的课前学习资料，如微课程、视频、文本材料、PPT等。同时，引导学生查阅各类研究课题的最新进展，及时补充更新网络学习资源。（2）以“问题设置”为前提的课前自主学习与合作实验探究。植物细胞DNA的细胞化学显示方法有哪些？如何设计实验方案并实施？如何用琼脂糖凝胶电泳显示植物细胞DNA？通过“问题设置”，将学生被动学习变为主动完成课前自主学习与合作实验探究。①自主学习先行。充分利用课程学习资源，通过观看视频、阅读资料等方式完成课前自主学习，通过网络平台提交作业，达到知识的内化。②小组合作学习。由教师提出实验方案设计任务书，明确小组合作学习的任务，让学生自主进行实验方案设计。③实验方案设计。学生利用开放实验室分小组自主完成实验方案设计。④实验方案的实施。各小组按照自己设计的实验方案，利用实验室资源，分工协作，在课余时间自主完成实验。利用Feulgen染色技术、Brachet染色技术、琼脂糖凝胶电泳等技术显示DNA的存在。有实验实施过程的详细记录的实施步骤与结果分析，并撰写实验论文。学生提出新的需要答疑的问题。（3）以“问题解决”为核心的“课堂讨论与答疑”。①小组课堂讨论完善实验方案。根据课前小组完成实验方案的具体情况组织讨论。②利用翻转课堂讨论、交流，解决新的问题。学生提出各种疑难问题，如洋葱根尖临时装片，中期分裂相细胞偏少，染色体分散度差，难以计数，进而影响核型分析；基因组DNA降解严重，电泳呈弥散状等，教师组织大家讨论。③课堂答疑。解决实验过程中存在的小组内解决不了的疑难问题，在实验课上协作完成。如根尖制片的中期分裂相细胞偏少是因为根尖取材时间把握不好；染色体分散度不高是因为压片的力度把握不好；DNA提取过程中的基因组DNA降解严重，电泳呈弥散状是因为提取过程中低温研磨、离心上清液或沉淀的取用等操作不规范所致。④教师根据学生讲解和讨论内容进行点评和个别指导，使学生形成新的认知结构。在这一环节，实验教师扮演主导的角色，学生则是学习的主体，学生通过自主学习、相互协作完成实验项目，参与课堂讨论。（4）以“三拓展”为目标的能力培养。①思维能力。通过开展转基因技术的辩论，激发学生对“转基因技术利弊”的思考，实现思维能力拓展。②设计能力。通过考核“植物细胞DNA制备与显示技术”实验方案的设计与实施效果，引导学生修改完善实验方案，实现实验方案设计能力拓展。③自主学习能力。教师收集、上传与教学内容相关的拓展学习资料，结合自主学习考核，实现学生对知识（技能）的巩固和自主学习能力拓展。（5）反馈与评价。①基于自主学习考核的翻转课堂过程性评价。根据学生在“学习资源搜集”、“课前自主学习与合作实验探究”、“课堂讨论与答疑”、“课后能力拓展”阶段中的表现进行考核评价。如网络评价时，针对文献阅读回答问题，如果回答不正确无法进行下一步；小组讨论记录；课堂小组PPT展示。小组实验方案设计及实施标准包括：实验目的、原理；用品、步骤，如洋葱根尖培养、取材固定、稀酸解离、黑暗环境染色、压片、观察；注意事项；实验记录；结果分析。过程性评价成绩占总成绩30%。②基于论文写作考核的翻转课堂评价。论文内容包括摘要、前言、材料与方法、实验结果、讨论、参考文献等几部分。论文成绩按评分标准执行。论文成绩占总成绩20%。③基于实验操作技能考核的终结性评价。实验技能考核成绩采用综合评定方法确定，主要考核实验基本操作、仪器使用，考核要点主要包括仪器操作、实验方案、实验操作步骤、关键操作点、实验记录、实验数据分析等。实验考核成绩占总成绩50%。考核评价方法采取自我评价（占技能考核成绩的20%）、小组成员互评（占技能考核成绩的30%）、教师评价（占技能考核成绩的50%）相结合。

二、翻转课堂教学改革取得的效果

1.学生层面。（1）自主学习能力得到提升。课前学生的自主学习，时间灵活，目的性强。通过翻转课堂高效地完成知识的传授和能力的训练，实现了生生、师生互动交流，促进了知识的内化与吸收，兼顾了不同层次学生的需求。通过学习资源搜集及课前自主学习，学生的资料查阅能力提高、知识面扩大、协作意识和能力增强。课堂答疑及讨论阶段，几乎每个同学都参与问题的解答、讨论、交流、互动，极大增强了学生的学习兴趣和自信心，自主学习能力得到提升。（2）课外科技大赛取得可喜成果。生物技术专业有3名同学获得河北省2015年大学生挑战杯课外科技大赛一等奖；6名同学获得大赛二等奖；7名同学获得大赛三等奖。（3）技能考核评价采取自我评价、小组成员互评及教师评价三个环节，提高了学生的自主学习能力、团队协作能力、实验操作能力及分析解决问题的能力。

2.教师层面。（1）教学改革成果明显。完成河北省高等学校教学改革研究项目1项，《系统论视域下新建地方本科院校生物学实践教学体系的改革与实践》（2012GJJG206），邯郸学院综合改革与转型发展四级项目3项（1412010，15sjf162，15sjt1012）。（2）《细胞生物学实验》网络课程建设并得以实践。利用邯郸学院网络课程平台，建设了生物技术、生物科学两个专业的《细胞生物学实验》网络课程，教师负责完成网络学习资源的上传，如自主学习资源、“N+2”考核及标准、学习论坛、问卷调查等。学生上传自主学习作业。（3）通过实施《细胞生物学实验》教学改革，要求教师发挥主导作用，具备相关的知识、实践经验、组织能力等，促进了教师业务素质的提升。

三、对翻转课堂教学模式的反思

1.反思。（1）翻转课堂模式中，学生需要花费更多的准备时间，部分学生对新的教学模式的接受度不高。翻转课堂可以尝试，但不能常试。（2）在小组活动中，有的小组分工不太合理，个别学生的实验方案设计及实验操作能力也有待提高，学生对实验任务完成的贡献度有差异。（3）教师指导实践活动的能力需要进一步提升。

2.对策。（1）提高学生参与自主学习的积极性和主动性。精心选择实验项目，借鉴“慕课”教学模式在传授知识、互动交流、自主学习等方面的优势，选择学生关注的问题进行讨论，实现学生知识能力的提炼升华。（2）对学生进行实验方案设计及实验仪器操作技术等方面的训练，完善实验方案，开展实验动手能力的过程性考核。（3）引导教师积极参加企业实践锻炼，提升实践创新能力，成为“双师双能型”教师。

参考文献：

[1]张锋，唐倩.翻转课堂教学模式在初中生物学教学中的应用[J].福建教育，2015，（4）：55-57.

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[3]赖晓芳，沈善瑞.PBL模式在生物技术专业细胞生物学教学中的应用[J].科教文汇，2013，（1）：80-81.

[4]田男，余超超，张婷.PBL教学模式在生物技术专业本科生细胞生物学课程教学中的应用[J].教书育人（高教论坛），2016，（3）：80-81.

[5]容梅，彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育，2015，（7）：108-115.

[6]徐妲，钟绍春，马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J].远程教育杂志，2013，（5）：107-112.

[7]李中文，吴涛，汤必奎.“慕课”应用于医学细胞生物学教学改革探讨[J].继续教育，2015，（2）：43-44.

[8]唐文武，吴秀兰.“翻转课堂”在MOOC中的教学实践――以“生物信息学”课程为例[J].肇庆学院学报，2015，36（2）：63-66.

The Reflection and Reformation of the Flipped Classroom in the "Cell Biology Experimental" Teaching

LI Zhi-liang，XING Hao-chun，YE Jia

（College of Life Science and Engineering，Handan College，Handan，Hebei 056005，China）

细胞实验方案范文第5篇

关键词动物细胞工程;开放实验教学;教学模式;西南科技大学

AbstractThe opening experiment teaching mode in animal cell engineering experiment of bioengineering specialty was discussed in this paper. Five teaching links such as experiment project design，project discussion，experiment operation，experiment report andexperiment summary were actualized. The teaching effect was turned out fine. While，existing problems and improvement measures about this teaching mode were pointed out to provide reference for better opening experiment teaching.

Key wordsanimal cell engineering;opening experiment teaching;teaching mode;Southwest University of Science and Technology

西南科技大学地处四川省绵阳市，是中国西部的一所重点建设学校。西南科技大学生命科学与工程学院现共有7个专业，其中包括生物工程专业。由于生物工程专业是一门实验性、实践性非常强的学科，对该专业人才培养的要求是要具有较深厚的理论基础和较宽广的知识面，较强的实验、实践能力和创造能力。因此，笔者在优化理论教学的同时，也在积极思考如何加强生物工程专业的实验教学，强化实验与实践能力的训练，培养学生的动手能力，激励学生学习兴趣和创新精神，提高学生综合素质。传统的生物科学专业实验项目大多属于单一的验证性实验，且内容多是依附于各门课程的理论授课而开设，实验方法刻板，学生上实验只是被动应付、机械操作。这种“照方抓药”的实验形式极不利于学生智力的开发，限制了创造性思维的发展，不能充分调动学生的积极性和能动性。因此，生物工程专业的实验体系改革势在必行。近年来，西南科技大学加大了对本科教育的实验建设投入，大大改善了本科生实验条件。2010年，生命学院抓住学校迎接本科教学水平评估的契机，根据实际情况，申报了一个实验室建设项目“生物工程实验室建设”，得到了学校的批准并立项。在项目的实施过程中，不仅考虑了实验室软、硬条件的改善，同时也把实验教学模式的改革放到了重要的位置[1-2]。

1课程简介

《生物工程大实验》是生物工程专业的一门必修实验课，主要包括发酵工艺学、植物细胞工程、动物细胞工程3部分，在课程的教学过程中，动物细胞工程的实验周期相对稍短一些，同学们对动物细胞工程兴趣会更浓一些，因此，在动物细胞工程实验教学上应率先进行开放教学模式摸索。

2教学形式

教学共分为5部分内容，包括实验方案设计、方案讨论、实验操作、实验论文报告、实验总结。

2.1实验方案设计

笔者在进行《动物细胞工程》理论教学中，发现学生对动物细胞培养特别感兴趣。利用学生的这种好奇心理，在课程结束时，安排学生做了一个实验方案设计——小鼠××细胞系的建立，该设计既是理论课程的一个结课报告，也是本实验的一个实验指导。为节省材料，将学生分成几个大组，每个大组8个人，然后每个大组再分成4个小组，每小组2个人。每个大组发放1只小白鼠，每个小组的学生根据自己的兴趣，可自由选择目的细胞，包括肌肉细胞、肾脏细胞、肝脏细胞、肺细胞、骨髓干细胞等。这样在一个大组内就可做不同的细胞，便于同学之间的相互交流和学习，同时也节约了材料。

该次实验方案是一个完整的有关动物细胞系建立的具体方案，包括实验准备工作、培养基的配制、原代细胞培养、细胞的纯化与传代、细胞生长曲线的测定、细胞的冻存与复苏。在方案中，要求学生详细写出实验目的、实验原理、实验材料、方法与过程及注意事项，这就要求学生认真思考自己所需要的材料，因为每组学生所做的细胞不同，采用的培养及纯化方法也不相同，所需要的材料也不相同，包括需要哪些药品、试剂怎样配制、需要多少吸管，甚至连废液缸都要考虑到。这样培养了学生的主动思考能力和积极参与性，而不再像以前一样由老师准备好所有器材，自己只需要按照老师指定的步骤，将老师已准备好的试剂一一的加进去即可。

2.2方案讨论

方案设计好以后，教师进行修改，主要指出一些原则上的错误，让学生进行改进，然后进行交流。挑选一个比较典型的小组，向大家汇报，让同学来指出其设计上的不足，再在老师的指点下，比较自己的方案，这样在讨论中让学生对自己的目的和要求更加清晰。最后，给大家播放有关动物细胞培养方面的教学录像，详细介绍在操作中的注意事项，特别是一些细节问题，让同学们事先有所了解。

2.3实验操作

大家的方案在讨论和看完录像后再一次进行修改，经老师修订同意后就可进行实验操作环节。学生按大组领用所需的器材，自己进行清洗、包装和灭菌处理，配制所需的试剂，按照设计的实验方案进行实验操作。在实验过程中，由于细胞生长的进度不同，同学们需要在不同的时间来进行处理。为解决这个矛盾，实验室采取了全天开放、学生预约登记的形式，保证学生可以在预定的时间进行实验。在实验进行过程中，要求学生每天来观察细胞生长情况。

2.4实验论文报告

该实验报告采用科技论文报告的形式代替传统的实验报告，要求学生严格按照科技论文格式写出题目、前言、材料与方法、结果与分析、讨论与建议。前言部分要求学生简单介绍实验的原理与目的，由于动物细胞原代培养与细胞纯化的方法很多，多种方法大多可以使用，学生甚至可以同时使用不同的实验方法进行，但要求必须写出选择此方法的依据。材料与方法部分要尽可能详细，以锻炼学生自己动手准备实验的能力。实验结果要实事求是地记录下来。讨论为重点部分，要求结合理论知识对实验结果进行分析、综合、归纳和推理。若结果与预期不符，应分析原因，列出改进措施。最后，要求学生对此次实验教学提出自己的看法和意见。

2.5实验总结

课程结束后要对此次实验的情况进行总结，对出现的一些典型的情况进行分析。比如染菌严重等。分析其可能的染菌环节，及操作上的一些不正确的地方，让学生明白自己的不足之处。

3教学效果

此次开放实验教学，总体来说还是取得了较为满意的效果，与以前传统的实验教学方式相比，该教学主要达到了以下目的[3-4]:

3.1真正做到了理论和实践相结合

由于《动物细胞工程》是一门理论与实践结合非常紧密的课程，在课程讲授过程中，会涉及到许多与实验操作有关的知识，而学生以前并没有相关知识的积累，讲解起来非常空洞。比如，在讲授原代细胞的制备方法中，会包括酶消化法和组织块法2种方法，这2种方法有何优缺点，应怎样根据实际情况进行选用等，这类知识教师通常在课堂讲授时只讲一些基本的理论知识，而具体情况需同学们通过自己的实践和相互交流就得到深刻的认识。

另外，由于要求学生自己动手设计实验方案，而方案的设计必须建立在踏实的理论知识基础上，这就要求学生在实验方案设计的同时，必须理清楚方案设计的理论依据，同时也培养了同学们查阅资料、阅读文献的能力。

3.2有效培养了学生的动手能力、思维能力，训练了从事科研工作的基本功

由于实验带教老师仅指出实验的名称，提供与本实验相关的实验器材、试剂、动物等，其余由学生通过阅读教材、查阅资料，明确实验目的、实验方法与步骤、注意事项等内容，并在此基础上按步骤进行操作。在教学过程中，学生始终处于主置，教师则处于主导位置。学生在实验中必须充分应用所学的理论和已掌握的技能，完成整个实验，包括实验的设计、操作的步骤、仪器和材料的选择、结果的分析等。其中每一步骤对学生来说都是全新的，充满了挑战性，试验结果不是预先知道的，学生必须对实验中出现的异常现象及时分析，并提出相应解决办法，这就要求学生要有严密的实验思路和严谨的科学态度，调动学生的主动性。比如器材的清洗、包装、灭菌等工作，平时大家都不太重视，而通过实验，就有了切身体会，有的同学在做过滤除菌制备培养基时，由于无菌工作未作好，导致培养基染菌变浑浊而只能重做。由于各小组的实验材料和结果都不相同，也进一步拓宽了学生的知识面，充分挖掘了学生的创造才能，促进学生科学素质的提高，培养学生的综合能力。

实验结束后要求学生按照论文的格式和规范撰写实验报告。对于普通高校的大多数学生来说，撰写论文是一件遥不可及的事情，现在他们具有了论文的素材，就可以模仿科技论文的写作要求去完成，使学生获得了撰写科研论文的训练，掌握了从事科研工作的基本功。

3.3加强了老师和学生之间的交流，增进了师生感情

由于学生频繁出入实验室，与老师接触的时间增多，师生之间可广泛的进行交流，可以加深学生对老师的理解、对教师行业的尊重。

3.4培养了责任心和科学态度，提高了兴趣，增强了自信心

实验分小组，做到任务到人，每个人对自己培养的细胞都爱护有加，这种负责任的心态是在做别的实验时看不到的。与以往实验不同，同学之间是用自己的劳动成果做比较，都格外努力。成功的同学根据自己的想法做设计、做实验，获到了很好的结果，会产生一种自豪感和自信心。而失败的同学虽然有一些丧气，但在认真总结教训和向成功同学取经的基础上，在第2次实验中还是会得到满意的结果。另外，由于实验过程中需要同学之间相互合作、协调进行，增进了同学的团结、互助、协调的精神。

3.5提高了师资队伍水平和实验教学质量

开放式教学中一些实验内容反映了当代科学技术的发展水平，涉及的知识面广。教师不仅要有本学科扎实的理论基础、较好的实验技能，还要加强业务学习，不断更新自己的知识，这在新实验开设和学生科技创新活动中显得尤其重要。可以说开放教学提高了师资队伍业务水平。从传统的实验教学到开放性实验教学的转变不仅对教学双方产生巨大影响，对提高实验室的建设和管理水平也会起到不可估量的作用，这种改革无疑会使实验室的各项工作发生质的飞跃。开放实验维护了学生的原创精神，能使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路，是培养学生创新能力的必备条件。

4存在的问题与改进措施

4.1实验室配套设施不完善

由于实验人数剧增、延续时间较长，仪器设备接待能力明显不足。因为细胞培养严格要求无菌操作，所以，大部分操作都在超净台上进行，这样就造成对超净台需求的矛盾。而且，因为同学们大多是新手，操作时非常小心、谨慎，这样也常常导致不能按照预定的时间结束实验，设备流动速度慢，同学们等待时间较长。另外，由于学生人数多，人流量大，导致无菌室有名无实，也由此使一些同学的实验材料被污染。

4.2增加了教师的实际工作量

设计性实验教学比单项实验教学工作量大、持续时间长。为了充分利用设备，缓解实验室设备紧张的压力，在一个规定的时间段，采用了学生预约、全天开放的实验模式。为了做好实验，同学们无论中午、晚上，只要有时间就可以到实验室做实验，由于学生以前没有受过这样的训练，教师必须随时在场给学生提供帮助，这就要求教师做出更多的奉献。另外，由于学生采用了各种各样的材料，教课老师需要查阅大量的资料，自己做一些预备实验，这样才能更好地指导学生。

4.3加大了实验费用开支

实验要求学生自己准备实验材料和试剂，这比教师统一准备要消耗更多的实验试剂和材料，从而加大了实验费用开支。而且由于大家所采用的实验材料不一致，虽然老师在审阅设计方案时，取消了一些耗费较大的项目，但是仍然需要准备各种实验相关试剂和材料，也造成了实验开支的大大增加。

5结语

与课堂理论教学相比，实验教学更有利于培养学生的创新能力，实验室是让学生学会从实践中发现问题、解决问题和将所学知识运用到实际中去的重要场所，是培养具有创新能力的科学研究和应用人才的实践基地。而要真正上好实验课并非易事，综合性、设计性实验教学仍有待进一步完善。

6参考文献

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[2] 李江滨，黄迪南，侯敢.生物化学实验教学改革探讨—— 论文式实验报告[J].卫生职业教育，2005，23(15):100-101.