謝愛麗

中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)建設(shè)——以廣東華僑中學(xué)新校區(qū)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為例

謝愛麗

結(jié)合新校區(qū)的建設(shè)情況，簡單介紹了中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)建設(shè)。主要闡述了生物實(shí)驗(yàn)室的總體布局規(guī)劃、前期建設(shè)中的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、幾種實(shí)驗(yàn)室模式、生物園建設(shè)四方面內(nèi)容。在介紹每個(gè)方面的具體設(shè)計(jì)時(shí)，主要體現(xiàn)新校區(qū)在建設(shè)上面的創(chuàng)新性和現(xiàn)代性。

常規(guī)建設(shè)；實(shí)驗(yàn)室模式；細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)；生物園

生物學(xué)是一門科學(xué)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是其教學(xué)的基本形式之一，也是課程內(nèi)容的重要組成部分，不再只是處于輔助的地位。尤其近些年在《高中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出的素質(zhì)教育，更加強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，這些改革對生物實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、功能、布局、儀器設(shè)備上提出更高的要求。

因此，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，將直接影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量。在此，以我校新校區(qū)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況為例，對現(xiàn)階段中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)建設(shè)提出幾點(diǎn)粗淺的看法。

一、生物實(shí)驗(yàn)室的總體布局規(guī)劃

根據(jù)教育部在2006年以標(biāo)準(zhǔn)的形式發(fā)布的《中小學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室裝備規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)中提出“4～8個(gè)，8～12個(gè)，12～16個(gè)平行班的學(xué)校，其生物實(shí)驗(yàn)室數(shù)量的基本要求分別是1～2，2～3，4～5間，其規(guī)劃要求分別是2～3，3～4，4～6間”。因此，目前規(guī)劃建設(shè)的學(xué)校新校區(qū)基本都應(yīng)達(dá)到最低限，才符合要求并滿足教學(xué)需求。為了保證實(shí)驗(yàn)開展過程中的順暢性、安全性，根據(jù)《規(guī)范》要求，生均使用面積應(yīng)不小于90 m2和96 m2。除實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量和面積上的要求之外，在總體的規(guī)劃布局上也應(yīng)注重位置安排的合理性。主要體現(xiàn)為以下兩點(diǎn)：一是儀器室的位置安排應(yīng)充分考慮到實(shí)驗(yàn)員工作開展的便利性，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的總體數(shù)量及功能場室的分布及真正投入使用的情況進(jìn)行儀器室位置的設(shè)計(jì)；二是功能場室的布局應(yīng)合理化、多樣化、專一化，在數(shù)量達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，可根據(jù)學(xué)校的實(shí)際教學(xué)情況，將初、高中常用的同功能實(shí)驗(yàn)室分開，這樣有利于實(shí)驗(yàn)員的管理及儀器的分配，同時(shí)將場室固定，避免學(xué)生因?qū)嶒?yàn)室過多而導(dǎo)致走錯(cuò)教室耽誤上課的情況發(fā)生。

二、生物實(shí)驗(yàn)室前期建設(shè)中的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

生物實(shí)驗(yàn)室前期建設(shè)中的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)關(guān)系到功能場室的完善程度，因此土建時(shí)，在這些方面應(yīng)作充分設(shè)計(jì)，避免給后期工作造成麻煩。

1.實(shí)驗(yàn)室的用水設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室的用水主要涉及前期的管道預(yù)埋和入水、排水問題。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)樓建筑設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮是否通過樓層沉降進(jìn)行管道預(yù)埋。這樣設(shè)計(jì)的好處是布管方便，同時(shí)保證實(shí)驗(yàn)室的美觀。但是這種建筑設(shè)計(jì)費(fèi)用較高，需根據(jù)現(xiàn)實(shí)因素加以考慮。在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)明確哪些功能室需要用水，以免后期施工時(shí)出現(xiàn)漏裝，給后期工作造成困擾。

對于實(shí)驗(yàn)室的入水，一般建議在每間教室的入水口設(shè)置總水閘。除此之外，學(xué)生桌上的每個(gè)水槽下方也各設(shè)置水閘。這樣的設(shè)計(jì)目的是教師可控制學(xué)生用水，防止學(xué)生隨意玩水。

由于生物實(shí)驗(yàn)的特殊性，常會使用到新鮮材料。因此，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)垃圾如果排入下水道，極容易造成堵塞。所以，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)選擇口徑較粗(≥5cm)的排水管，保證排水通暢。在埋管時(shí)應(yīng)注意有一定的傾斜設(shè)計(jì)，避免管內(nèi)積水。由于有些生物實(shí)驗(yàn)也會產(chǎn)生酸堿等廢液，因此排水管的材料應(yīng)選擇耐酸堿，延長水管的使用壽命。

2.實(shí)驗(yàn)室的用電設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室用電主要涉及線路設(shè)計(jì)及用電功率。首先，應(yīng)明確各功能場室的用電需求，尤其是顯微鏡室的用電設(shè)計(jì)，如桌面插座的位置、規(guī)格、數(shù)量等。其次，為了保證學(xué)生的用電安全及避免學(xué)生亂用實(shí)驗(yàn)室電源，可在講臺設(shè)計(jì)帶密碼的總電源開關(guān)。最后，儀器室等可根據(jù)儀器數(shù)量及用電情況設(shè)計(jì)一定插座量，以供用電儀器使用。

由于儀器的用電功率不同，所以實(shí)驗(yàn)室在前期設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些實(shí)驗(yàn)室可用正常電壓，哪些需配備較高電壓等不同情況。同時(shí)，明確學(xué)校總電源的控制點(diǎn)，以保證實(shí)驗(yàn)室的用電安全。

3.其他細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

(1)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)布置排氣扇

在審核實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)圖時(shí)，應(yīng)留意是否預(yù)留排氣扇的位置。因?yàn)樵陂_展部分實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能會使用帶刺激性的實(shí)驗(yàn)試劑。如在葉綠素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中使用到的汽油，帶有強(qiáng)烈的氣味，需排氣扇加速室內(nèi)空氣的流通，保證開展實(shí)驗(yàn)的安全性。

(2)實(shí)驗(yàn)室前端設(shè)計(jì)加熱臺

如果空間允許，在每間實(shí)驗(yàn)室靠講臺的前端，可考慮設(shè)計(jì)加熱臺。主要用于放置水浴鍋等儀器，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教師可放置備用實(shí)驗(yàn)材料，利于授課過程中材料的及時(shí)補(bǔ)給。

(3)準(zhǔn)備室設(shè)計(jì)滴水柜用于晾干儀器

生物實(shí)驗(yàn)用到較多的玻璃器皿，因此清洗后如何加速器皿的干燥，是實(shí)驗(yàn)教師提高工作效率的保證。而通過配備一定的設(shè)備，便可輕松解決。如滴水柜，通過懸空、漏孔的設(shè)計(jì)達(dá)到排水的目的，可通過在側(cè)邊增加小抽風(fēng)機(jī)，加速空氣流動，縮短干燥時(shí)間。

三、適于生物新課程的幾種實(shí)驗(yàn)室模式

1.顯微鏡實(shí)驗(yàn)室

該模式的實(shí)驗(yàn)室，桌面配備光源及多功能插座，既可滿足普通光學(xué)顯微鏡，又可滿足帶電源顯微鏡的使用需要。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際功能需求，本實(shí)驗(yàn)室的臺面不設(shè)計(jì)水槽，而是改在教室的后方，統(tǒng)一設(shè)計(jì)八個(gè)連通水槽。這樣設(shè)計(jì)的好處，在于可增大實(shí)驗(yàn)桌的使用面積、提高用電的安全性、在必要時(shí)候也可適應(yīng)其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)[1]。由于生物實(shí)驗(yàn)開展的特點(diǎn)，有些需小組合作、有些需單獨(dú)操作完成，因此該功能場室可以嘗試不同的實(shí)驗(yàn)桌組合。既可以有常規(guī)的教室雙人同桌的設(shè)計(jì)，也可以有以小組合作的多人圓桌合坐設(shè)計(jì)，滿足不同的教學(xué)需求[2]。

2.解剖實(shí)驗(yàn)室

生物解剖實(shí)驗(yàn)室的最大特點(diǎn)就是“水電到桌”，在4人桌的中間設(shè)計(jì)水槽，方便解剖過程中的用水。在教室的后方設(shè)計(jì)展示柜，可呈現(xiàn)各種常見的解剖模型，幫助學(xué)生更直觀地認(rèn)識各個(gè)解剖結(jié)構(gòu)。

3.生物探究室

該模式的實(shí)驗(yàn)室基于96 m2大小設(shè)計(jì)，特點(diǎn)是6人雙側(cè)，“水電到桌”，共9組，適合的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括顯微鏡觀察(電源)，解剖或檢測實(shí)驗(yàn)(用水方便)，適應(yīng)的科學(xué)方法包括觀察、實(shí)驗(yàn)、小組討論等。同時(shí)，該室還利用多媒體信息技術(shù)輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]，達(dá)到數(shù)字化生物實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)。主要配備有傳感器、數(shù)碼顯微鏡、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)及其配套軟件。通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，解決相關(guān)的教學(xué)難題，同時(shí)加強(qiáng)教學(xué)互動，讓學(xué)生充分體會到探究實(shí)驗(yàn)的樂趣。

4.組織培養(yǎng)室

組織培養(yǎng)室的建設(shè)，包括了準(zhǔn)備室、儀器室、恒溫光照培養(yǎng)室以及無菌操作室。根據(jù)《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，該功能室應(yīng)防止人流交叉感染。因此，應(yīng)注意各個(gè)功能室的順序安排，一般無菌操作室應(yīng)設(shè)計(jì)在場室的盡端，不宜開設(shè)外窗[4]。采用紫外燈滅菌，帶通風(fēng)凈化系統(tǒng)，及時(shí)排出滅菌產(chǎn)生的臭氧等污染物，保證實(shí)驗(yàn)過程的安全性。同時(shí)，恒溫光照培養(yǎng)室應(yīng)利于觀察，可采用全玻璃隔斷。在準(zhǔn)備室中，可通過設(shè)計(jì)帶試劑架的邊臺，節(jié)省空間又方便各種試劑的配制。

四、生物實(shí)驗(yàn)室延伸到生物園建設(shè)中

生物園可作為生物實(shí)驗(yàn)室的延伸，起到輔助教學(xué)的作用，同時(shí)又可借助教學(xué)和學(xué)校文化相結(jié)合作為建設(shè)理念，美化校園。那么，生物園的建設(shè)如何能在滿足教學(xué)的同時(shí)與園林藝術(shù)結(jié)合起來，便成為生物園設(shè)計(jì)中值得探討的問題。此次的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，在以下幾點(diǎn)做了一些嘗試。

1.考察園區(qū)環(huán)境 合理設(shè)計(jì)各分區(qū)位置

設(shè)計(jì)前期，明確校園中的日照時(shí)間、日照強(qiáng)度等環(huán)境因素，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，如陰生植物應(yīng)選擇背陰地塊[5]。生物園必須排水良好，土壤具一定肥力，避免過多建筑垃圾，防止對植物生長造成影響，甚至引起植物死亡。

2.分區(qū)貼合教學(xué) 融入校園文化

生物園的建設(shè)可與校園文化相融合。在保證貼合教學(xué)大綱的要求下，搭配種植各種喬木、灌木、花卉等，使生物園與校園融合成一個(gè)整體，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活中直接接觸生物園，認(rèn)識生物生態(tài)環(huán)境。但在建設(shè)過程中，應(yīng)避免模式的單一化，如各區(qū)物種相差不大、無法呈現(xiàn)植物種植的層次性、科學(xué)性等。

3.植被多樣化 可供實(shí)驗(yàn)教學(xué)

植物配置應(yīng)多樣性，并根據(jù)實(shí)際種植一些珍貴保護(hù)植物，培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、珍惜生命的情感，提高環(huán)境意識，樹立可持續(xù)發(fā)展思想。同時(shí)，在設(shè)計(jì)各區(qū)植被時(shí)，可按從低等到高等的方式選取具有代表性的物種種植，輔以動物的進(jìn)化歷程，讓科學(xué)體系滲透在學(xué)生的日常生活中[6]。不僅如此，生物園的植物栽種還能在一定程度上為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展提供必要的實(shí)驗(yàn)材料。如在水生生物區(qū)種植黑藻等水生植物，可作為初、高中顯微鏡觀察葉綠體等的實(shí)驗(yàn)材料；校園隨處可見的酢漿草，可用于觀察葉脈導(dǎo)管、探究光合作用產(chǎn)物等實(shí)驗(yàn)；顏色濃綠的海芋可用于高中提取色素的實(shí)驗(yàn)等。讓生物園不僅是提供觀察的實(shí)驗(yàn)基地，還能成為提供實(shí)驗(yàn)材料的場所，大大縮短實(shí)驗(yàn)教師尋找實(shí)驗(yàn)材料的時(shí)間，提高工作效率，同時(shí)保證實(shí)驗(yàn)的順利開展。

五、結(jié)束語

中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)在保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開展的情況下，應(yīng)注重各場室的功能化，讓其功能更具科學(xué)性、現(xiàn)代性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室在規(guī)范化建設(shè)中應(yīng)特別注意安全性，如過道安全距離、用電安全、防火措施、藥品安全等等。生物園的建設(shè)，應(yīng)注重在保證物種多樣性的前提下，合理設(shè)計(jì)分區(qū)，與教學(xué)交融，體現(xiàn)科學(xué)性，展現(xiàn)園區(qū)的美觀。

[1] 劉俊波.中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室建設(shè)新思路[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn),2001,17(11)∶33-34.

[2] 劉俊波.高中生物實(shí)驗(yàn)室及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝備建設(shè)[J].中國教育技術(shù)裝備,2011,3(8)∶43-46.

[3] 王斌.生物實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化建設(shè)芻議[J].建設(shè)管理,2010(2)∶60-63.

[4] 陳琳.淺談中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室的安全建設(shè)[J]. 教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn),2012,28(1)∶50-51.

[5] 彭敏.淺析中學(xué)生物園設(shè)計(jì)與園林藝術(shù)審美的統(tǒng)一[J].廣東園林,1997(3)∶23-25.

[6] 李志文.在課程改革中加強(qiáng)生物園的建設(shè)[J].生物學(xué)教學(xué),2005,30(11)∶52-53.

謝愛麗，本科，初級實(shí)驗(yàn)師。廣東華僑中學(xué)，501106