中學生物實驗室的常規建設——以廣東華僑中學新校區實驗室建設為例

謝愛麗

中學生物實驗室的常規建設——以廣東華僑中學新校區實驗室建設為例

謝愛麗

結合新校區的建設情況，簡單介紹了中學生物實驗室的常規建設。主要闡述了生物實驗室的總體布局規劃、前期建設中的細節設計、幾種實驗室模式、生物園建設四方面內容。在介紹每個方面的具體設計時，主要體現新校區在建設上面的創新性和現代性。

常規建設；實驗室模式；細節設計；生物園

生物學是一門科學學科，實驗是其教學的基本形式之一，也是課程內容的重要組成部分，不再只是處于輔助的地位。尤其近些年在《高中生物新課程標準》中提出的素質教育，更加強調提高學生的生物科學素養，倡導探究性學習，這些改革對生物實驗室在數量、功能、布局、儀器設備上提出更高的要求。

因此，實驗室的建設能否達到標準要求，將直接影響到實驗教學的效果和質量。在此，以我校新校區實驗室建設情況為例，對現階段中學生物實驗室的常規建設提出幾點粗淺的看法。

一、生物實驗室的總體布局規劃

根據教育部在2006年以標準的形式發布的《中小學理科實驗室裝備規范》(以下簡稱《規范》)中提出“4～8個，8～12個，12～16個平行班的學校，其生物實驗室數量的基本要求分別是1～2，2～3，4～5間，其規劃要求分別是2～3，3～4，4～6間”。因此，目前規劃建設的學校新校區基本都應達到最低限，才符合要求并滿足教學需求。為了保證實驗開展過程中的順暢性、安全性，根據《規范》要求，生均使用面積應不小于90 m2和96 m2。除實驗室在數量和面積上的要求之外，在總體的規劃布局上也應注重位置安排的合理性。主要體現為以下兩點：一是儀器室的位置安排應充分考慮到實驗員工作開展的便利性，應根據實驗室的總體數量及功能場室的分布及真正投入使用的情況進行儀器室位置的設計；二是功能場室的布局應合理化、多樣化、專一化，在數量達標的基礎上，可根據學校的實際教學情況，將初、高中常用的同功能實驗室分開，這樣有利于實驗員的管理及儀器的分配，同時將場室固定，避免學生因實驗室過多而導致走錯教室耽誤上課的情況發生。

二、生物實驗室前期建設中的細節設計

生物實驗室前期建設中的細節設計關系到功能場室的完善程度，因此土建時，在這些方面應作充分設計，避免給后期工作造成麻煩。

1.實驗室的用水設計

實驗室的用水主要涉及前期的管道預埋和入水、排水問題。在進行實驗樓建筑設計時，可考慮是否通過樓層沉降進行管道預埋。這樣設計的好處是布管方便，同時保證實驗室的美觀。但是這種建筑設計費用較高，需根據現實因素加以考慮。在圖紙設計時，實驗教師應明確哪些功能室需要用水，以免后期施工時出現漏裝，給后期工作造成困擾。

對于實驗室的入水，一般建議在每間教室的入水口設置總水閘。除此之外，學生桌上的每個水槽下方也各設置水閘。這樣的設計目的是教師可控制學生用水，防止學生隨意玩水。

由于生物實驗的特殊性，常會使用到新鮮材料。因此，實驗中產生的實驗垃圾如果排入下水道，極容易造成堵塞。所以，實驗室應選擇口徑較粗(≥5cm)的排水管，保證排水通暢。在埋管時應注意有一定的傾斜設計，避免管內積水。由于有些生物實驗也會產生酸堿等廢液，因此排水管的材料應選擇耐酸堿，延長水管的使用壽命。

2.實驗室的用電設計

實驗室用電主要涉及線路設計及用電功率。首先，應明確各功能場室的用電需求，尤其是顯微鏡室的用電設計，如桌面插座的位置、規格、數量等。其次，為了保證學生的用電安全及避免學生亂用實驗室電源，可在講臺設計帶密碼的總電源開關。最后，儀器室等可根據儀器數量及用電情況設計一定插座量，以供用電儀器使用。

由于儀器的用電功率不同，所以實驗室在前期設計時應考慮哪些實驗室可用正常電壓，哪些需配備較高電壓等不同情況。同時，明確學校總電源的控制點，以保證實驗室的用電安全。

3.其他細節設計

(1)實驗室應布置排氣扇

在審核實驗室的設計圖時，應留意是否預留排氣扇的位置。因為在開展部分實驗時，可能會使用帶刺激性的實驗試劑。如在葉綠素的提取和分離實驗中使用到的汽油，帶有強烈的氣味，需排氣扇加速室內空氣的流通，保證開展實驗的安全性。

(2)實驗室前端設計加熱臺

如果空間允許，在每間實驗室靠講臺的前端，可考慮設計加熱臺。主要用于放置水浴鍋等儀器，同時實驗教師可放置備用實驗材料，利于授課過程中材料的及時補給。

(3)準備室設計滴水柜用于晾干儀器

生物實驗用到較多的玻璃器皿，因此清洗后如何加速器皿的干燥，是實驗教師提高工作效率的保證。而通過配備一定的設備，便可輕松解決。如滴水柜，通過懸空、漏孔的設計達到排水的目的，可通過在側邊增加小抽風機，加速空氣流動，縮短干燥時間。

三、適于生物新課程的幾種實驗室模式

1.顯微鏡實驗室

該模式的實驗室，桌面配備光源及多功能插座，既可滿足普通光學顯微鏡，又可滿足帶電源顯微鏡的使用需要。同時，根據實際功能需求，本實驗室的臺面不設計水槽，而是改在教室的后方，統一設計八個連通水槽。這樣設計的好處，在于可增大實驗桌的使用面積、提高用電的安全性、在必要時候也可適應其他學科的實驗[1]。由于生物實驗開展的特點，有些需小組合作、有些需單獨操作完成，因此該功能場室可以嘗試不同的實驗桌組合。既可以有常規的教室雙人同桌的設計，也可以有以小組合作的多人圓桌合坐設計，滿足不同的教學需求[2]。

2.解剖實驗室

生物解剖實驗室的最大特點就是“水電到桌”，在4人桌的中間設計水槽，方便解剖過程中的用水。在教室的后方設計展示柜，可呈現各種常見的解剖模型，幫助學生更直觀地認識各個解剖結構。

3.生物探究室

該模式的實驗室基于96 m2大小設計，特點是6人雙側，“水電到桌”，共9組，適合的實驗內容包括顯微鏡觀察(電源)，解剖或檢測實驗(用水方便)，適應的科學方法包括觀察、實驗、小組討論等。同時，該室還利用多媒體信息技術輔助生物實驗教學[3]，達到數字化生物實驗室的標準。主要配備有傳感器、數碼顯微鏡、數據采集器、計算機及其配套軟件。通過優化實驗條件，解決相關的教學難題，同時加強教學互動，讓學生充分體會到探究實驗的樂趣。

4.組織培養室

組織培養室的建設，包括了準備室、儀器室、恒溫光照培養室以及無菌操作室。根據《科學實驗建筑設計規范》中的規定，該功能室應防止人流交叉感染。因此，應注意各個功能室的順序安排，一般無菌操作室應設計在場室的盡端，不宜開設外窗[4]。采用紫外燈滅菌，帶通風凈化系統，及時排出滅菌產生的臭氧等污染物，保證實驗過程的安全性。同時，恒溫光照培養室應利于觀察，可采用全玻璃隔斷。在準備室中，可通過設計帶試劑架的邊臺，節省空間又方便各種試劑的配制。

四、生物實驗室延伸到生物園建設中

生物園可作為生物實驗室的延伸，起到輔助教學的作用，同時又可借助教學和學校文化相結合作為建設理念，美化校園。那么，生物園的建設如何能在滿足教學的同時與園林藝術結合起來，便成為生物園設計中值得探討的問題。此次的設計實踐中，在以下幾點做了一些嘗試。

1.考察園區環境 合理設計各分區位置

設計前期，明確校園中的日照時間、日照強度等環境因素，根據實際情況進行分區設計，如陰生植物應選擇背陰地塊[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.分區貼合教學 融入校園文化

生物園的建設可與校園文化相融合。在保證貼合教學大綱的要求下，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整體，讓學生在學習、生活中直接接觸生物園，認識生物生態環境。但在建設過程中，應避免模式的單一化，如各區物種相差不大、無法呈現植物種植的層次性、科學性等。

3.植被多樣化 可供實驗教學

植物配置應多樣性，并根據實際種植一些珍貴保護植物，培養學生熱愛自然、珍惜生命的情感，提高環境意識，樹立可持續發展思想。同時，在設計各區植被時，可按從低等到高等的方式選取具有代表性的物種種植，輔以動物的進化歷程，讓科學體系滲透在學生的日常生活中[6]。不僅如此，生物園的植物栽種還能在一定程度上為實驗教學的開展提供必要的實驗材料。如在水生生物區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驗材料；校園隨處可見的酢漿草，可用于觀察葉脈導管、探究光合作用產物等實驗；顏色濃綠的海芋可用于高中提取色素的實驗等。讓生物園不僅是提供觀察的實驗基地，還能成為提供實驗材料的場所，大大縮短實驗教師尋找實驗材料的時間，提高工作效率，同時保證實驗的順利開展。

五、結束語

中學生物實驗室的建設在保證基礎實驗開展的情況下，應注重各場室的功能化，讓其功能更具科學性、現代性。同時，實驗室在規范化建設中應特別注意安全性，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，應注重在保證物種多樣性的前提下，合理設計分區，與教學交融，體現科學性，展現園區的美觀。

[1] 劉俊波.中學生物實驗室建設新思路[J].教學儀器與實驗,2001,17(11)∶33-34.

[2] 劉俊波.高中生物實驗室及數字化實驗裝備建設[J].中國教育技術裝備,2011,3(8)∶43-46.

[3] 王斌.生物實驗室數字化建設芻議[J].建設管理,2010(2)∶60-63.

[4] 陳琳.淺談中學生物實驗室的安全建設[J]. 教學儀器與實驗,2012,28(1)∶50-51.

[5] 彭敏.淺析中學生物園設計與園林藝術審美的統一[J].廣東園林,1997(3)∶23-25.

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

謝愛麗，本科，初級實驗師。廣東華僑中學，501106