微生物实验室设计规范

微生物实验室设计规范（8篇）

1.微生物实验室设计规范 篇一

1.目的

规范无菌操作流程，减少及避免发生染菌现象出现。

2.使用范围

无菌室及洁净区的操作。

3.无菌操作技术原则

3.1 环境要清洁，在每次无菌操作结束后都需要对环境进行清理、清洗；且避免操作前进行清扫。

3.2 做好个人卫生，进入无菌室前需修剪指甲、洗手，穿好无菌服，帽子需遮住所有头发，口罩遮住口鼻。

3.3 在无菌操作时，不可讲话，打喷嚏，对怀疑染菌的无菌物品，不可使用。

4.内容

4.1.1准备：工作人员着装整洁，洗手、戴口罩、修剪指甲；备齐用物（如：接种针、接种环、酒精灯、斜面、平皿、摇瓶、75%酒精棉、无菌水等）；核对无菌用品，接种菌种的种类、型号。

4.1.2 所有实验使用的物品都需要进行消毒、灭杀；进入洁净区前需要经传递窗进行紫外表面消毒30min以上；

4.1.3 开始实验前需要打开超净台的紫外灯，消毒半个小时以上；超净台避免放入过多的物品（一般只放入当次的实验所有的物品），所使用的试剂和耗材都需事先进行灭菌（灭菌日期超过4天的需重新消毒）。

4.1.4 进入洁净区前关闭紫外灯，并打开风机，等待半个小时以上，使臭氧尽量排放干净。4.1.5 除去手腕等部位的饰品，穿好无菌服，戴好头套、口罩，做到“三不漏”：不暴漏头发，不暴漏口鼻，不暴漏躯干皮肤和衣物。4.1.6双手要进行清洗、消毒。

4.1.7要经风淋室风淋30秒后再进入洁净室。4.1.8在局部百级区域操作要戴一次性无菌手套。4.1.9 实验操作过程中应尽量减少进入洁净区的人员（不超过4人/间）并尽量减少人员走动。4.1.10 所有要放入超净工作台的物品都需进过消毒液喷洒擦拭消毒。

4.1.11无菌物品若取离超净台则视为已污染，不得放回再用；无菌液体在取离超净台前必须密封其开口；密封的无菌液体容器在放入超净台后，对其开口前须对开口在酒精灯火焰上烧烤。

4.1.12在拆开任何一次性无菌使用耗材的包装时都要在超净台内完成，并须同时保证与细菌直接接触的使用端/面不得与超净台内的任何物品发生触碰。4.1.13工作台面上的用品要放置有序、布局合理，一般说酒精灯（当工作不需要时也可不用）在中间，右手使用的物品在右侧，左手使用的物品在左侧。工作时忌忙乱而要有序。4.1.14 开始操作前先用医用酒精对双手进行消毒。4.1.15点燃洁净工作台内的酒精灯，在打开/关闭试剂瓶口、试管口时应将瓶口或者试管口过火；接种针、接种环在使用前或在与台面发生碰触后应经过火焰的灼烧；接种针/接种环过火操作方法为：使其头部到身部反正面在火焰上各烤燎通红；烧过的器械要冷却后才能使用，以免对细菌造成损伤。

4.1.16操作前试管（或摇瓶）口需要在火焰上方反转镣铐两周。4.1.17操作时左手拿试管（或摇瓶），右手拇指、食指、中指操作接种针（接种环），右手小指和无名指夹住瓶塞，取下瓶塞，瓶塞再反转镣铐两周后开始操作。4.1.18在超净台内，尽量避免瓶口长时间敞开直立。

4.1.19盖封瓶口时，应将瓶口和瓶盖内面各自在火焰上燎烤两周再盖上瓶盖。

4.1.20实验用胶塞、橡皮乳头等橡胶和塑料用品在过火焰时也不能时间过长，以免烧焦产生有毒气体，危害培养的细胞。4.2 无菌液体标准转移程序：

4.2.1无菌液体的转移须在超净台进行，转移过程要尽量保持密闭，必须用移液管或移液器来完成操作；

4.2.2 移液管上方口应塞入棉絮（脱脂棉），用牛皮纸包好进行消毒灭杀；

4.2.3无菌液体瓶再封口时，须将瓶口和瓶盖分别燎烤2周后再封盖；封盖后须贴上相应的标签；

4.2.4在使用移液管转移液体时，应保证移液管尖端距移液器边缘1cm以上；在使用移液管时，每次液体吸入量不应超过移液管的警示标记，更不能触及移液管上方的防尘棉絮；在使用移液管移出废液时，移液管尖端应距废液缸5cm以上；在将细胞悬液转移至培养瓶中时，移液管尖端应距培养瓶0.5cm以上；

4.2.5放置吸管时管口应向下倾斜，以防液体倒流入橡皮乳头内而引起污染或者损坏电动移液枪；

4.2.6向离心管、细胞冻存管、培养瓶、培养皿内添加液态物质时，所加入的量不应超过管上所标示的最大量；

4.2.7实验人员在操作时，应保证开口离心管或开口试剂的上方为不可逾越区；严格禁止采用双臂交叉的方式来拿取尚在开口状态的离心管或试剂瓶；在面向操作台工作时勿大声讲话或咳嗽，以免喷出的唾沫把细菌带入工作台面发生污染；

4.2.8在使用细胞刮刀时，手握部位应尽量远离培养瓶口，以防污染；

4.2.9如果在转移任何液态物质的过程中出现滴漏，则应立即使用消毒液浸泡的棉球或纱布擦净；

4.2.10使用完毕的实验耗材应在第一时间内处理完毕，避免堆积在超净台内或层流罩上，以防污染；

4.2.11当所有操作完成后，应及时使用消毒液对台面进行清理；擦拭完毕后再开启紫外灯照射一个小时。

2.微生物实验室设计规范 篇二

实验室信息管理系统是基于实验室标准管理规范, 将现代管理思想与网络技术、数据存储技术、快速数据处理技术、自动化仪器分析技术有机结合, 集合同管理、样品管理、设备管理、流程管理、标准管理、记录管理、报表管理、统计分析等功能为一体, 对实验室实行全方位的管理和控制, 从而使实验室的最终产品, 即所有的检测或管理数据、信息均符合规范要求。

下面介绍一下实验室信息管理系统出现的背景。进入20世纪以来, 由于工业化的快速发展, 检测项目的种类大量增加, 检测过程产生的数据量更是成指数级增长;对检测数据的准确性和时效性的要求越来越严格, 极大增加了实验室数据的管理难度。在这种形势下, 原来的人工管理模式已显得不太适应, 如何高效准确地收集、处理、传输、存储、共享数据资源, 成为实验室急需解决的重要课题, 在这种背景下, 实验室信息管理系统问世了。世界上第一套商品化的实验室信息管理系统是在1978年由HP公司的一位员工自组公司开发, 该公司于1982年正式推出了商品化的实验室信息管理系统并获得了成功。国内真正应用实验室信息管理系统始于20世纪90年代, 1998年石油化工科学研究院首次开发出了国内需求的商业版的实验室信息管理系统, 比国外晚了10多年。

现有实验室信息管理系统多种多样, 但真正能够符合实验室要求并发挥作用的却很少, 很多实验室花费巨资购置或开发了相关系统但却闲置不用, 造成了巨大浪费。究竟什么系统才是适应实验室的好系统, 基于多年实验室质量体系管理工作经验, 本文从实验室管理系统设计原则与思路方面予以说明。

一、设计原则

(一) 适用于工作实际

实验室信息管理系统的设计至关重要的是要适用于工作实际, 即实验室信息管理系统必须适应所在实验室的管理机制、业务流程和质量要求。决不能将实验室没有的或不切实际的要求强行加入系统。实验室信息管理系统在实验室内的使用, 是与实验室人员互相适应的过程。在这个过程中, 必须是实验室信息管理系统更多地适应实验室, 反之, 往往造成无法顺利推广应用。

(二) 控制系统功能边界

很多情况是在设计之初往往想得很简单, 要实现的功能也很少, 但开始需求调研之后, 随着仔细梳理, 会把系统承担的任务越想越多, 功能也越来复杂, 最终造成了系统事无巨细, 系统开发出来运行后, 会感觉比人工处理更加复杂。因为任何一个系统都不是万能的, 不能将工作中的每一个环节都通过系统来实现, 处理批量化信息是系统的强项, 但是处理单个信息有时人工更加快捷。为了避免这种情况发生, 设计系统前, 首先要确定系统功能边界, 在设计过程中, 无特殊情况发生不扩展系统功能边界, 以投入运行为目标, 随着使用再逐步扩展。还要对实验室日常管理内容进行梳理, 区分需要批量化和个别处理的信息, 个别处理的信息在线下完成。

(三) 减少不必要点击量

实验室信息管理系统要让使用者用起来顺手, 就要尽可能地减少不必要点击量。在保证系统运转正常的前提下, 应减少非必要信息的录入。这一点要求在系统设计的全过程予以控制。这就要求系统中已有的信息应尽可能共享, 不要重复录入;系统能够自动记录的信息不要由手工录入;能够提前预知的信息, 例如:行政区划、标准名称、仪器设备名称、机构设置等信息, 尽可能收集做成选项, 由使用者选择而不是手工录入;此外, 一个按钮能够实现的动作不要拆解成多个, 一个页面能够展示的内容不要做成多个。

(四) 数据管理便捷可靠

1. 预备标准数据库

在实验室检测过程中会涉及到大量标准信息, 这就要求实验室管理信息系统能够可快速方便的生成项目参数、判定指标、检测方法等检测能力参数数据。现在大多失败的实验室信息管理系统案例, 很多都存在这个问题。大家知道, 标准是检测工作的主要依据, 我国检测行业标准众多, 一个标准的检测机构检测能力大概近百项, 设计到的参数有近千个, 并且很多标准经常会发生变化。目前实验室信息管理系统只搭框架, 不预先对相关标准进行信息化加工, 相关工作全靠实验室人工加工, 工作量相当庞大的。所以说, 一个好的实验室信息管理系统就要有海量的标准数据库供实验室选用, 而不是每个实验室自己加工。

2. 数据质量受控

由于电子数据的特殊性, 必须保证数据要在一个封闭的系统内运行, 相关数据和模版只能进不能出。例如:在编制报告环节, 有些系统在设计上要求使用者在系统里下载一个模版, 使用者在自己电脑上将报告编制完成后再上传至系统中, 这样就不是封闭运行了, 存在体外运行情况, 就不是受控状态了。系统中每个记录表单的修改都应该能够完整保存下来, 能够实现溯源要求。

(五) 统计分析满足工作需求

数据如果只简单的保存在实验室信息管理系统中不进行任何加工, 那数据还是死的, 不能为实验室产生任何价值。这就要求实验室管理系统一定要求体系化的自动统计, 并且要智能化、图表化, 因为实验室日常处理的数据大都是结构化数据, 在前期调研充分的基础上是很容易实现的。当然, 系统也要具备自定义统计分析的能力, 以满足不同使用者的需要。

二、设计关键

(一) 业务处理批量化

业务处理批量化即一次能够处理多少信息, 它是提高实验室信息管理系统运行效率的关键, 也是实验室信息管理系统设计的主要目的。重点要解决样品录入和任务分配环节信息共享问题, 在实际工作中经常碰到大批量样品信息重复录入, 在任务分配环节填写多种具有相同信息的表单, 不仅无形增加很多工作量, 而且还很容易出错。系统要能够实现一次录入, 全程共享的模式。

(二) 数据录入自动化

目前很多的实验室信息管理系统在数据录入环节往往没有认真考虑检测人员的实际需求, 不仅没有给他们降低工作量, 反而增加了不少负担, 造成实验室信息管理系统实行过程中遇到很多阻力。例如:在运用过程中, 检测人员需要先手写一份原始记录, 然后再录入系统中一份。这种现象的发生, 既有实验室管理的问题, 也有仪器设备层面问题。一方面我们要在工作中创新思路, 在现有规则框架下, 尽可能减少纸质文件的要求, 以电子签名的方式予以认可, 另一方面加大标准化数据结构检测设备的使用。即使必须手写的情况下, 也要减少数据手工录入的量, 增加自动计算的功能, 尽可能降低使用者数据的工作量。只有解决或缓解这个问题, 才能够减少实验室信息管理系统推行过程中遇到的阻力。

(三) 模版制作自主化

在实验室日常管理工作中, 会用到多种多样的表单, 例如:申请表、记录表、报告等, 这些表单格式往往需要根据工作需要经常修改, 目前已有的实验室信息管理系统往往将报告模版设置成固定式, 如果需要调整, 只能让技术人员重新编写代码。在实验室信息管理系统设计之初就要考虑到这个问题, 以目前的技术水平, 实现模版制作自主化不是特别难得技术问题, 但往往软件设计公司不会主动告知相关技术, 这是因为软件设计公司一般处于长期盈利的考虑, 通过控制模版修改来增加客户对其的依赖性。所以系统设计时一定要考虑到模版制作的去代码化, 实现傻瓜式操作。

(四) 流程设置自主化

现有实验室信息管理系统大都是按照工作流方式开发, 相关流程被固化至系统中, 但工作流程往往会根据实际情况调整, 增加或减少工作环节, 同模版一样的原因, 软件设计工作同样不会主动提及, 这就要求软件设计之初考虑到。

三、其他要求

实验室信息管理系统要符合ISO/IEC 17025等标准要求, 也要符合国内实验 (下转26页) (上接17页) 室认可及相关机构考核要求。系统设计时要充分考虑安全可靠方面的要求, 做出合理设计, 选用多介质备案方式, 以防系统崩溃后数据丢失。界面设计要人性化, 符合实验室工作特点, 避免多次重复操作, 一个界面能解决的不要设计成多个界面, 每个界面之间有机联系, 符合逻辑, 方便查找。系统要采用模块化设计方案, 便于以后功能扩展。

四、结语

3.生物实验设计专题复习 篇三

例：(2000年晋吉苏浙理综25题)血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏钙，则血液不能凝固。草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题：

1．实验材料和用具

(1)家兔；(2)生理盐水；(3)酒精棉；(4)适宜浓度的草酸钾溶液；(5)适宜浓度的氯化钙溶液；(6)试管、注射器(针管、针头)。

2．实验步骤和实验结果

第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水(见下图)。

第二步：

……

……

问题：设置B试管的目的是

[解析]本题的实验目的是验证钙离子在血液凝固中的作用，具体要求是：①完成实验步骤的设计和给出实验结果；②回答实验设计中的相关问题。

本实验的原题目中已经给出：①血液中的钙具有凝血作用；②草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应生成草酸钙沉淀。本实验的研究对象为钙离子，分析题中给出的实验条件，特别是给出的实验设计中的第一步，可确定试管A和试管B为一组对照实验，A试管为实验组，B试管为对照组。分析实验材料和用具的作用：家兔提供血液，酒精棉用于消毒，注射器用于抽取血液，试管、生理盐水和草酸钾已在第一步实验中用到。因此，实验设计如下：

第二步：用70％酒精棉消毒，用注射器取家兔血。

第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入到A、B两支试管中。

根据题目所给的信息，由于A试管中有草酸钾，与血液中的钙离子结合生成了草酸钙沉淀，血液中没有了钙离子；B试管中加入的是生理盐水，不影响血液中的钙离子。所以，实验结果是：A试管不凝固，B试管凝固。

实验设计到此似乎已经完成，但仔细审题会发现，题目中给出的适宜浓度的氯化钙溶液尚未用到，再仔细推敲前三步实验，可以发现，实验设计还不够严密，尚不能排除A试管中血液不发生凝固不是草酸钾的直接作用。要排除这一疑问，应再增加一步实验，即在A试管内继续加入钙离子，进一步观察血液的凝固情况。

实验设计从第一步到第三步，采用的是并列对照实验，第四步则进一步采用前后对照实验，从而较严密地证明了钙对血液凝固的作用。

据此，得出实验设计的基本思路为：明确目的和要求→分析实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→实验结果的预期和分析。由于实验设计题常常具有一定的开放性，往往没有惟一的标准答案，这有利于学生创造性的发挥。学生的设计只要是科学的、合理的、可行的都应给予肯定。

学生在进行了一定数量的设计和训练后，教师要及时进行点拨并引导学生交流设计成果，互相学习，取长补短。同学的启示和教师的点拨会启迪学生的思维，拓展学生的思路，使每个学生对实验设计题的理解更加全面和深入，实验设计能力将会发生质的飞跃。

(作者单位：大庆市第一中学)

4.微生物实验室设计规范 篇四

各省、自治区、直辖市畜牧兽医（农业、农牧）厅（局、办、委），新疆生产建设兵团农业局：

为进一步规范高致病性动物病原微生物实验活动审批行为，加强动物病原微生物实验室生物安全管理，现就有关事项通知如下。

一、严格掌握高致病动物病原微生物实验活动审批条件

高致病性动物病原微生物实验活动，事关重大动物疫病防控，事关实验室工作人员及广大人民群众身体健康和生命安全。省级以上兽医主管部门要高度重视高致病性动物病原微生物实验活动管理，认真贯彻实施《病原微生物实验室生物安全管理条例》，按照《高致病性动物病原微生物实验室生物安全管理审批办法》规定的条件，严格高致病性动物病原微生物实验活动审批。

（一）高致病性动物病原微生物实验活动所需实验室生物安全级别。按照《病原微生物实验室生物安全管理条例》和《高致病性动物病原微生物实验室生物安全管理审批办法》规定，一级、二级实验室不得从事高致病性动物病原微生物实验活动；三级、四级实验室需要从事某种高致病性动物病原微生物或者疑似高致病性动物病原微生物实验活动的，应当经农业部或者省、自治区、直辖市人民政府兽医行政管理部门批准。经省级以上兽医主管部门批准的高致病性动物病原微生物实验活动，必须按照《动物病原微生物实验活动生物安全要求细则》（附后）的要求，在相应生物安全级别的实验室内开展有关实验活动。

（二）高致病性动物病原微生物实验活动审批条件。三级、四级实验室从事高致病性动物病原微生物或者疑似高致病性动物病原微生物实验活动的，应当具备下列条件：一是必须取得农业部颁发的《高致病性动物病原微生物实验室资格证书》，并在有效期内；二是实验活动仅限于与动物病原微生物菌（毒）种或者样本有关的研究、检测、诊断和菌（毒）种保藏等；三是科研项目立项前必须经农业部批准。

二、严格规范高致病性动物病原微生物实验活动审批程序

省级以上兽医主管部门应当按照《高致病性动物病原微生物实验室生物安全管理审批办法》和农业部第898号公告规定的审批主体、审批程序，做好高致病性动物病原微生物实验活动审批工作。

（一）审批主体。从事下列高致病性动物病原微生物实验活动的，应当报农业部审批：一是猪水泡病病毒、非洲猪瘟病毒、非洲马瘟病毒、牛海绵状脑病病原和痒病病原等我国尚未发现的动物病原微生物；二是牛瘟病毒、牛传染性胸膜肺炎丝状支原体等我国已经宣布消灭的动物病原微生物；三是高致病性禽流感病毒、口蹄疫病毒、小反刍兽疫病毒等烈性动物传染病病毒。从事其他高致病性动物病原微生物实验活动的，由省、自治区、直辖市人民政府兽医主管部门审批。

（二）审批程序。实验室申请从事高致病性动物病原微生物实验活动的，应当向所在地省、自治区、直辖市人民政府兽医主管部门提出申请，并提交下列材料：一是高致病性动物病原微生物实验活动申请表一式两份；二是高致病性动物病原微生物实验室资格证书复印件；三是从事与高致病性动物病原微生物有关的科研项目，还应当提供科研项目立项证明材料。省级以上兽医主管部门按照职责分工，应当在收到申请材料之日起15日内做出是否审批的决定。

三、切实加强高致病性动物病原微生物实验活动监督管理

高致病性动物病原微生物实验活动管理是实验室生物安全监管的重点内容。各级兽医主管部门一定要认真贯彻实施《病原微生物实验室生物安全管理条例》的各项规定，采取切实有效措施，对高致病性动物病原微生物实验活动实行全程监管，确保实验室生物安全，确保实验室工作人员和广大人民群众身体健康。

（一）严肃查处违法从事实验活动的行为。各级兽医主管部门要严格执行高致病性动物病原微生物实验活动事前审批制度。对未经批准从事高致病性动物病原微生物实验活动的，要依法严肃查处，三年内不再批准该实验室从事任何高致病性动物病原微生物实验活动。

（二）加强实验活动监督检查。各级兽医主管部门要定期组织实验活动监督检查。重点检查实验室是否按照有关国家标准、技术规范和操作规程从事实验活动，及时纠正违规操作行为。要督促实验室加强内部管理，制定并落实安全管理、安全防护、感染控制和生物安全事故应急预案等规章制度。

5.微生物实验室设计规范 篇五

中国核工业总公司发布 附加说明：

本标准由中国核工业总公司安防环保卫生部提出。本标准由中国核工业总公司第二研究设计院负责起草。本标准主要起草人：孙维奇、范深根。主题内容与适用范围

本标准规定了开放型放射性物质实验室（以下简称开放型实验室）设计中的辐射防护要求，目的在于从设计上保障工作人员及附近居民的健康和安全及保护环境。

本标准适用于放射性同位素生产及应用开放型放射性物质实验室辐射防护设计，也可供已建成单位在扩建和改建中参照使用。

本标准不适用于乏燃料后处理厂和铀矿冶金系统实验室的辐射防护设计。2 引用标准

GB 8703 辐射防护规定

GB 4792 放射卫生防护基本标准 GB 11806 放射性物质安全运输规定 EJJ 6 加工处理裂度材料临界安全规定 3 术语

3.1 开放型实验室

指由一个或多个处理非密封的放射性物质的实验室，实验室内设有热室、屏蔽工作箱、手套箱和通风柜等设备，还有为实验室正常运行所需的各种辅助设施。3.2 开放性放射性工作

指非密封放射性工作，即在箱室或工作台上正常操作工作中，有可能引起工作场所和周围环境污染的工作。3.3 开放型实验室分区

为控制污染，在设计上把实验室内分成数个区域，不同区域的设计要求不同。3.4 白区（一区）

该区为实验室内不从事放射性工作的区域，一般情况下，该区无放射性污染。白区包括：办公室、会议室、休息室、“冷”工作间（如试剂、药品间），“冷”实验室等。

3.5 绿区（二区）

实验室内从事隔离操作放射性物质的工作区，事故时可能出现污染，但能及时发现和清除。绿区包括：热室、屏蔽工作箱、手套箱的操作房间或存有密封容器的房间。

3.6 橙区（三区）

实验室内工作人员不经常停留的区域，只有在进行去污、检修和取样等工作时才进入。该区在正常运行时也会出现污染，污染一般能清除。橙区包括：热室、屏蔽工作箱、手套箱的检修区、放射性污染物暂存间和去污间等。3.7 红区（四区）

实验室内放射性物质所在的区域，操作时外照射很强，空气污染严重。红区包括：热室、屏蔽工作箱、手套箱的内部及辐照室等。4 开放型实验室辐射防护设计一般原则和主要任务

4.1 在设计开放型实验室设施时，必须遵循保证在设施建筑物内部工作的人员、设施建筑物外部工作人员、相邻区域内的人员及公众所接受的辐射剂量均不超过为他们规定的相应剂量限值这一原则，力求实现辐射防护最优化，把工作人员受的照射控制在合理可行尽量低的水平。

4.2 外照射的防护设计，主要靠屏蔽层、增加与放射源之间的距离、限制照射持续时间或综合这些措施来实现。

4.3 内照射的防护设计，主要采用合理的布局、密封、负压技术、配备良好的个人防护用品、去污手段、通风、空气净化系统、妥善地处理放射性废物等措施或综合采用这些措施来实现。

4.4 开放型实验室的设计必须遵守基本建设程序，认真执行设计审批制度。在各设计阶段，根据有关规定，写出相应的安全分析报告书和环境影响报告书。设计必须执行国家颁布的安全、环境保护法规和标准。

4.5 新建、扩建及改建的开放型实验室的设计，需由主管部门授权的设计单位承担。

辐射防护和三废处理设施与主实验室同时设计、同时施工、同时投产和同时验收。

4.6 开放型实验室辐射防护设计中，要有预防事故措施和事故发生后的处理措施，除注重那些几率小、后果严重的事故外，还应注意那些后果虽不严重，但易出现的事故。

4.7 辐射防护设计人员应参与工艺方案、设备布置、三废处理、去污检修等方案的论证，使辐射安全措施在方案中得以落实。

4.8 开放型实验室设计中辐射防护设计的主要任务。4.8.1 辐射屏蔽设计。

4.8.2 辐射监测系统的设计。

4.8.3 根据设计进展，编写设计各阶段的安全分析报告和环境影响报告。

4.8.4 配合工艺合理地布局及分区；配合各工种制定有关保证辐射安全的措施和设计标准；会审各工种设计的与辐射防护有关的设计文件和图纸。4.8.5 从辐射防护角度出发，对实验室的发展提出建议。

4.9 开放型实验室辐射防护设计中应考虑到实验室未来的退役，为未来退役提供必要的方便条件。5 剂量限值和辐射照射控制原则 5.1 放射工作人员的剂量限值

5.1.1 从事放射工作人员的年剂量限值见GB 8703，该值是指一年内所受外照射剂量当量与一年内摄入放射性核素所产生的待积剂量当量之和，不包括天然本底照射和医疗照射。

5.1.2 在一般情况下，连续三个月内一次或多次接受的总剂量当量不要超过年剂量当量限值的一半。

5.1.3 放射工作人员一年中允许摄入放射性核素的量及工作场所空气中放射性核素的导出浓度见GB 4792表B1或GB 8703附录E。

5.1.4 存在内外混合照射的情况下，按照GB 8703第2.4.3条中给出的公式进行计算。

5.2 公众中个人的剂量限值

公众中个人受到的年剂量当量限值见GB 8703第2.4.2条。5.3 放射性物质污染表面的导出限值

5.3.1 操作放射性物质的工作人员的体表、衣物及工作场所的设备、墙壁、地面等表面污染水平，应控制在GB 8703表2所列值以下。某些特定情况下，表2中的值可适当提高，有关细节见该表附注。

5.3.2 放射性物质运输的辐射防护标准见GB 11806《放射性物质安全运输规定》。开放型实验室的分类及工作场所的划分

6.1 按照工作场所空气中的导出浓度和相应的比活度，将放射性核素分为极毒、高毒、中毒和低毒四个毒性组（见GB 4792附录C），各组的毒性组别系数分别为10，1，0.1和0.01。

6.2 根据实验室使用放射性核素的等效年用量（实验室所用各种放射性核素的年用量乘以各自毒性组别

系数乘积之和），将实验室分为三类，各类实验室等效年用量见GB 4792表4。6.3 按实验室所使用放射性核素的最大等效日操作量〔最大等效日操作量为各种放射性核素的实际最大日操作量与该核素毒性组别系数之积除以操作性质的修正系数（见GB 8703附录F）所得的商之和〕，将实验室分为三级，最大等效日操作量见GB 8703表1。开放型实验室的选址及总平面布置

7.1 第一、二类实验室不得设于市区（经有关领导部门会同放射卫生防护及环保主管部门审批者例外），第三类实验室及属二类的医疗单位可设于市区。

7.2 一类实验室的工作场所、二类实验室从事干式发尘操作的工作场所应设在单独的建筑物内。

二、三类实验室的工作场所可设在一般建筑物内，但应集中在建筑物的同一层或一端，与非放射性工作场所隔开。

7.3 根据实验室的性质、规模和当地的环境条件，应在实验室周围划定适当大小的非居住区及限制区。

7.4 实验室选址时，必须调查研究当地自然条件、社会环境、实验室可能产生的污染源项及放射性物质和放射性废物的贮存与运输等因素，进行最优化分析，对预选点进行综合评价，择优选定。

7.5 实验室所选地址，必须经有关主管部门批准后，才能进行实验室设计。7.6 实验室在总平面布置时，一般应将实验室区域分成控制区与非控制区，所有可能从事放射性工作的实验室和房间都应设在控制区内。

7.7 实验室一般应按当地最小或较小频率的风向布置在居民区的上风侧，控制区位于非控制区的上风侧。

7.8 实验室室外路线设计应合理布置人流和车辆道路，保障射放性工作人员只能按指定路线进入实验室，防止非工作人员进入，避免交叉污染。

7.9 从事开放性放射性工作的各实验室布置上应相对集中，联系密切的实验室可布置在同一建筑物内或设通道连接，并设总卫生出入口。单独的实验室自设卫生出入口。

7.10 经常运送放射性物质和放射性废物的实验室区域，应该设置专用道路。7.11 较高等级的实验室可用于操作较低等级实验室所对应的放射性活度，但在较低等级实验室中操作较高等级实验室所对应的放射性活度时，必须对该实验室进行改建或扩建，使该实验室的各项辐射防护条件符合相应的较高等级实验室的各项要求。开放型实验室的分区与房间布置 8.1 甲级实验室按四区原则布置 8.1.1 白区（一区）

8.1.1.1 正常操作情况下，持续停留在该区的工作人员所受到的年剂量当量值不大于放射工作人员年剂量当量限值的十分之一。

8.1.1.2 不存在任何空气污染的危险时，最敏感的器官可能受到的外照射剂量当量不超过每年5mSv(0.5rem)。

8.1.1.3 不存在任何外照危险时，空气污染年平均浓度低于放射工作人员导出浓度值的十分之一。8.1.2 绿区（二区）

8.1.2.1 正常操作情况下，持续停留在该区的工作人员所受到的年剂量当量值一般不超过放射工作人员年剂量当量限值的十分之三。个别情况下可能超过十分之三，但不应该超过放射工作人员的年剂量当量限值，并保证能够充分控制向白区（一区）或实验室外部扩散的污染。

8.1.2.2 不存在任何空气污染的危险时，最敏感的器官可能受到的外照射剂量当量一般不超过15mSv（1.5rem）。

8.1.2.3 不存在任何外照射危险时，空气污染年平均浓度低于放射工作人员导出浓度值的十分之三。8.1.3 橙区（三区）

8.1.3.1 正常操作情况下，工作人员在该区停留的时间也受到限制。持续停留在该区的工作人员所受到的年剂量当量值可能会超过放射工作人员的年剂量当量限值。

8.1.3.2 不存在任何空气污染危险时，最敏感的器官可能受到的外照射剂量当量可能会超过每年50mSv（5rem）。

8.1.3.3 不存在任何外照射危险时，空气污染季平均浓度可能超过放射工作人员的导出浓度值。

8.1.4 红区（四区）

正常操作情况下，必须严禁工作人员进入，设计上要控制该区对其它区域或外部造成污染，对外照射要进行屏蔽。只有在特殊情况下（如大修），经全面去污后，在剂量人员的严密监测下工作人员才能进入该区。

8.2 各区的布置，原则上污染严重的区域应依次被污染较轻的区域包围起来。如果白区靠近橙区或红区，则应有一个隔离区，使得不能直接地、不受控制地从白区进入橙区和红区。

8.3 当红区仅仅靠墙壁或屋顶同外界分开时，不论是在正常操作还是在事故情况下，屏蔽体厚度和密封性均应足以屏蔽外照射和防止污染扩散。

8.4 为避免交叉污染，对位于同一个区域内，形成不同污染形式的操作，应分设在单独的房间；可能产生放射性气体污染的房间应该隔离布置，以防止污染的扩散。

8.5 a污染严重的区域容易导致空气中a放射性气溶胶浓度的升高，因此在房间布置上和辐射安全设计中应采取相应的措施。

8.6 设计上各区应按规定的颜色区分开并设区级标志。

8.7 甲级实验室应设在独立的建筑物内或设在隔离的建筑物侧翼，放射性工作必须在专用房间内进行。

8.8 甲级实验室白、绿区之间应设卫生出入口，卫生出入口应有淋浴和存放专用工作服及个人衣物的地方，并配有剂量监测仪表；绿、橙区之间应设卫生闸门（或气闸），备有检修用品、剂量仪表及个人防护用品，并根据可能污染情况，设气衣冲洗间。

8.9 乙级实验室工作场所按三区布置，可不设检修区。

8.10 乙级实验室可设在建筑物的侧翼或单独的区域，在其房间组成中，必须设有卫生出入口。

8.11 甲、乙级实验室在选取表面材料时，要求材料表面光滑、对污染的吸附性差、且易清除污染的放射性物质。此外材料应有良好的耐酸碱性、耐火性和耐辐照性。

8.12 甲、乙级实验室操作间地面应采用塑料覆面，特别要注意塑料接缝处焊接的平整，对与设备、套管及墙壁的连接处要做成圆角，并有一定高度。甲级实验室操作间墙壁和天棚涂以油漆，乙级实验室操作间墙壁的油漆涂至墙裙高度。8.13 甲、乙级实验室的管线，最好采用暗设，穿墙套管应保证密封。

8.14 甲、乙级实验室应设置去污间（或去污小室），位置靠近红区，以便于从红区拆出的设备部件的去污。

8.15 甲、乙级实验室的门和窗应便于清洗和去污，绿区和橙区的门、窗设计应有较高的密封性能，橙区的窗必须是固定的不能开启的，绿区的窗一般也不应开启。

8.16 甲、乙级实验室根据工作人员的数量和工作服受污染的程度，可设计专用洗衣房或在实验室内部设置洗涤间，其下水排入实验室低放下水系统。

8.17 丙级实验室一般设白区、绿区二个区或只设一个区进行布置，其设计同一般标准化学实验室。房间布局不要太挤，要有良好的通风。地面采用水磨石，局部地方加活动塑料覆面。开放型实验室人员活动和物料流动 9.1 开放型实验室人员活动

9.1.1 开放型实验室各区之间人员的活动，在进入时，通行路线只能是从白区至橙区，出来时则相反。

9.1.2 设计上应该保证工作人员在不同区域间的通行，必须通过卫生出入口或卫生闸门。

9.1.3 若实验室设事故出口，其位置及类型的设计，应保证对放射性污染保持可靠的控制，事故出口门的开关应灵活方便。

9.1.4 红区严禁设卫生设施，橙区原则上不应设卫生设施。设在白区、绿区的卫生设施，设计中应考虑尽可能减少被污染和污染扩散的危险。

9.1.5 绿区可以设饮用水间，但应选在不易污染、人流集中的地方，采用脚踏式或肘式开关。

9.2 放射性物料的流动

9.2.1 为使污染扩散的危险减到最低程度，放射性物质和样品的运送通道应尽可能短捷且与工作人员的通道分开。

9.2.2 放射性管道不允许通过白区、绿区。放射性固体废物应从橙区运出。废物的运输路线应避免通过白区和绿区，运输路线应尽量短，以便将照射的可能性和阻塞的可能性减至最小。

9.2.3 放射性物质必须在封闭的容器内运输，容器的设计应保证事故时不易泄漏及具有屏蔽能力。运输应使用专用车辆，并保障运输容器在运输中的稳定性。10 开放型实验室放射性物质的密封和通风

10.1 从事开放性放射性物质工作的各类设备和装置，设计上应采用密封技术。根据其工作特性分别提出密封要求，防止放射性液体泄漏和放射性气体及气溶胶逸出。

10.2 操作易挥发的高毒、极毒放射性物质及产生大量放射性气体和气溶胶的工作，应尽可能把污染源局限于较小的工作容积内并高度密封，限制可能被污染的体积和表面。

10.3 实验室的气流流向应是从放射性污染可能性小的方向流向污染可能性大的方向（从白区流向红区），各区之间维持一定的压差（一般白区负压为零毫米水柱；绿区负压为3～5mm水柱；橙区负压为10～15mm水柱；红区负压为20～30mm水柱）。

10.4 为保障操作放射性物质的箱、室的负压，设计上可采用负压自动调节阀。10.5 设计上应保障每个房间有足够的换气次数，白区换气次数一般在2～5次/h或自然通风；绿区换气次数为5～10次/h；橙区换气次数为10～20次/h；红区的换气次数视小室的大小可以20次/h～30次/h。

10.6 甲、乙级实验室工作场所的进风应当经过粗过滤器过滤，并且防止吸进来自实验室其它部位排出的气体。

10.7 甲、乙级实验室的排风应经过过滤，红区的排风一般应经二级过滤，为使排风系统可能受到的污染减至最小，应把过滤器直接安装在手套箱、工作箱和热室的顶壁上。过滤器前后应留取样口，以确定过滤效果。

10.8 丙级实验室进、排风不需过滤，但在设计上应考虑以后安装过滤器的可能性。

10.9 风机能力的设计，应留有一定余量。若实验室内有二个或多个排风系统时，这些排风系统的开启和关闭应设计成程序控制。

10.10 需要建立烟囱的实验室，烟囱高度经计算确定，实验室屋顶的废气排出口，须超过周围50m范围内最高屋脊3m以上。

10.11 在排气烟囱内应设有气体取样口，取样口的设计必须使所取样品有代表性、容易实现取样和取样时无危险。11 开放型实验室设备及上下水的设计 11.1 开放型实验室设备设计

11.1.1 实验室所用放射性设备的设计，除满足工艺要求外，还应性能可靠、经久耐用、操作灵活、拆卸方便，应尽量使放射性设备的各个部位都能清洗去污。11.1.2 所有可能进行检修的放射性设备，要求能将物料排空，以便于清洗、去污，尽量减少检修人员所受剂量。

11.1.3 对有可能进行取样的放射性设备，均应设计取样管头，取样线路应尽可能的短。

11.1.4 放射性设备部件的设计必须考虑到运行和维修时，使工作人员所受的照射保持在合理可行尽量低的水平。

11.1.5 阀门和管道的连接应设计成尽可能少的死区以及易去污、检修和更换，并避免杂质集聚。11.1.6 放射性废液贮罐的设计必须设有排气设施，以防贮罐产生超压或真空状态。

11.1.7 甲级实验室放射性物质的操作应在热室、屏蔽工作箱或手套箱内进行，乙级实验室放射性物质的操作应在屏蔽工作箱或手套箱内进行；丙级实验室放射性物质的操作一般在手套箱、通风柜或工作台上进行。11.2 开放型实验室上下水设计

11.2.1 甲、乙级实验室凡有污染风险的操作间，在其出口附近应该设置洗手池，并选用脚踏式或肘式开关。

11.2.2 甲、乙级实验室操作间地面发生污染时，应采用干式去污，故房间地漏下水可接工业废水下水系统。

11.2.3 甲、乙级实验室白区和绿区间卫生出入口的淋浴水可接到工业废水下水系统，绿区和橙区间卫生闸门处的气衣冲洗水应接入低放下水系统。

11.2.4 饲养动物的实验室，进行放射性实验前的动物房冲洗水排入一般生活下水，含有放射性物质后的动物房冲洗水应排入低放下水。

11.2.5 甲、乙级实验室操作放射性物质的专用设备室内，应设低放下水系统。

11.2.6 含有放射性物质的低放下水，原则上不允许通过生活下水道、雨水下水道和工业废水下水道排放。特殊情况下，设计时应经实验室所在地主管部门审查批准。

11.2.7 在可能出现放射性污染因去污而需要大量水的场合，应设计有足够排污能力的低放下水系统。11.2.8 当实验室室外的上水管道与放射性废液管道平行敷设时，它们之间的距离，一般不应小于3m，其标高应高于放射性废液管道。当交叉敷设时，应设在放射性废液管道的上方，距离至少大于1m，且交叉处应避开放射性废液管道的焊缝并给废液管道加套管隔离。12 开放型实验室放射性废物处理 12.1 开放型实验室放射性气体的处理

12.1.1 实验室工艺设计中，应力求减少放射性气体的产生量，使外排的放射性物质尽可能的少。

12.1.2 放射性气体和气溶胶在排入大气之前，应采取衰变、过滤等措施，并经烟囱排放。对所排气体应进行取样和监测，使排出的气体及气溶胶在不同地区空气中产生的污染不超过相应地区空气中的限值，并做到合理可行尽量低。12.2 开放型实验室放射性废液的处理

12.2.1 实验室工艺设计中，应力求减少放射性液体的产生量，尽量采取复用手段。设计上应采用净化、浓缩及固化等处理措施，减少废液量和限制放射性物质排放量。

12.2.2 当采用贮罐贮存甲、乙级实验室产生的放射性废液时，设计上应提供备用贮罐，供事故情况下倒罐用。

12.2.3 放射性废液贮罐应设有液面测量信号装置，以防废液溢出。中、高放废液贮罐所在设备室应有检漏设施，并有足够的屏蔽和防渗漏措施。

12.2.4 若甲、乙级实验室采用管道输送放射性废液时，管线的敷设应便于正常维修，并应有防水、检漏、倒空和去污等措施。依照管道内液体放射性浓度的高低，对管沟提出如下要求：

a．输送高放废液，应设单独管沟，管沟内敷设不锈钢覆面。b．输送中放废液的管沟设碳钢涂漆托盘。

c．输送低放废液的管道可敷设在混凝土管沟内。

12.2.5 室内外所有明设的低放射性管道，都应加以标记，以免这些管道遭受破坏。

12.3 开放型实验室放射性固体废物的处理

12.3.1 各类放射性实验室操作放射性物质的工作场所，应设置脚踏式放射性固体废物收集桶。

12.3.2 各类放射性实验室都应设有废物暂存设施。规模较大的甲级实验室应设计放射性固体废物暂存库，用以收集实验室产生的放射性固体废物。废物库内可设打包、减容设备，废物库的设计应能容纳预定时间内产生的废物体积，并适当留有余量；规模小的甲级和乙级实验室，应设有放射性固体废物暂存间，当积存一定量后，送当地放射性固体废物库贮存。13 开放型实验室辐射屏蔽设计 13.1 辐射屏蔽设计原则

13.1.1 任何可能对工作人员产生外照射危害的辐射源均应考虑屏蔽，经屏蔽后的剂量率应符合设计规定值。

13.1.2 设计屏蔽层时，应按设备可能操作的最大放射性活度、最危险的距离和可能工作的最长时间进行计算。此外还应考虑到可能出现的事故及未来的发展。13.1.3 计算墙壁、地板及天棚的屏蔽层时，除应考虑屏蔽室所在地区的辐射源外，还要考虑到相邻地区存在的辐射源的影响以及因散射辐射带来的照射。13.1.4 原则上不允许在屏蔽层中存在着人与放射源相对的直通缝隙，由于穿管、物料通道等原因在屏蔽层内开孔，造成屏蔽效果的减弱，设计上应进行屏蔽补偿。

13.1.5 当操作同时存在α、β和含强中子辐射的放射性物质时，除考虑该种射线自身的屏蔽外，设计上还应考虑（α、n）反应、轫致辐射及活化作用产生的辐射的屏蔽。

13.2 辐射屏蔽设计标准

13.2.1 设计屏蔽层时，放射性工作人员正常的工作时间按每年50周，每周40h计算。

13.2.2 屏蔽层设计时采用的外照射剂量当量率计算限值如下： 白区不超过0.25×10-2mSv/h（0.25mrem/h）； 绿区不超过0.75×10-2mSv/h（0.75mrem/h）； 橙区不超过2.5×10-2mSv/h（2.5mrem/h）；

红区热室、工作箱和手套箱间的隔墙，在墙、室内的放射源不撤出情况下，在相邻箱、室内产生的剂量当量率不超过（25～100）×10-2mSv/h（25～100mrem/h）。

13.2.3 屏蔽层局部漏束产生的剂量当量率，可根据操作特性适当放宽。

13.2.4 实验室内放射性物质转运容器，其计算剂量当量率在距容器表面20cm处为（2.5～25）×10-2mSv/h（2.5～25mrem/h）；实验室内放射性检修设备，其计算剂量当量率在距设备表面20cm处为（2.5～100）×10-2mSv/h（2.5～100mrem/h）。

13.3 某些屏蔽设计参数的选取

13.3.1 直接连接在放射性溶液设备上的排气管道，屏蔽计算时，按管道充满液体考虑，其放射性浓度值按设备内溶液放射性浓度值降一个量级计算。

13.3.2 连接在放射性设备上的非放管道，断流阀及阀后连接到放射性设备上的部分，按放射性管道处理。

13.3.3 由于操作失误或在发生事故时，可能吸进放射性溶液的非放管道，按放射性管道处理。

13.3.4 在屏蔽计算时，所有放射性溶液设备、管道和阀门，都要考虑放射性物质在器壁上的吸附效应。放射性设备及管道，吸附备用系数值从1～3，对放射性阀门其值从1～5。13.4 屏蔽材料

13.4.1 常用辐射屏蔽材料见附录A（补充件）。

13.4.2 设计上应对屏蔽材料性能提出要求，屏蔽层中不能出现空洞，此外还应注意材料的耐热性、耐火性、耐辐照性及经济性。

13.4.3 设计上要考虑材料的多用性，如所选材料既能屏蔽γ又能屏蔽中子，还可做为结构材料。

13.4.4 用铅做屏蔽材料时，要注意铅本身重量可能带来的蠕动，应保证其不发生形变，以免影响屏蔽效果。

13.4.5 用水做屏蔽时，设计上须采取预防措施，以防止发生意外失水事故。13.4.6 在某些特定辐射情况下，必须考虑所用材料产生感生放射性的影响。14 开放型实验室辐射监测设计

14.1 开放型实验室辐射监测设计包括：个人剂量监测、工作场所的监测、周围环境监测及剂量监测系统的设计等。

14.1.1 设计个人剂量监测时，应根据放射性辐射特性、剂量仪表特性及环境特性，选择相适应的监测手段。

14.1.2 工作场所的监测，主要指β、γ及中子辐射水平、空气中放射性气体及气溶胶的浓度和组分、表面污染水平及污染范围、检修及处理事故时的监测设计。14.1.3 周围环境的监测，主要包括排入环境的放射性废水、废气的量和组分，附近居民区内的空气、水、土壤，有代表性的动植物样品中放射性核素的量与组分，以及地面的β、γ辐射水平等的监测设计。14.1.4 规模大的开放型实验室辐射监测中心实验室的设计。

14.1.5 实验室辐射监测用房及剂量监测系统的设计。

14.2 甲、乙级实验室内，凡经常有人活动的放射性工作场所，γ和中子剂量率有可能超过该处设计值时，可设固定式仪表远距离监测。固定式仪表的探头一般布置在可能出现异常照射的地点，安装高度以距地面1～1.5m为宜，仪表应能给出声、光信号。

14.3 甲、乙级实验室内，凡放射性气体或气溶胶浓度可能超过该区域规定的空气浓度值的放射性工作场

所，可设固定式取样系统。取样点要考虑污染来源和气流方向，设在最易发现空气污染的地方。14.4 甲级实验室操作大量α放射性物质的工作场所及烟囱排出口处应设α放射性气溶胶连续监测仪。14.5 甲、乙级实验室卫生出入口及区域间的卫生闸门处应设表面污染检查仪表，对工作人员的体表、衣服及携带的工具等进行监测以了解污染水平、范围，防止污染的转移和扩散。

14.6 甲、乙级实验室辐射监测系统控制间及样品测量室布置上，必须考虑外照射、放射性气溶胶、温度、湿度等因素对仪表测量值的影响。

14.7 丙级实验室一般采用便携式仪表和取样器进行放射性监测和取样。15 其它安全技术措施

15.1 存在临界安全问题的开放型实验室，其临界安全设计应严格执行EJJ6的有关规定。

15.2 注意一般工业安全，应采取措施防止因为一般工业安全事故导致放射性事故的发生（如防火、防爆、防水等）。

15.3 重要系统（如通风系统）及维持安全必不可少的设备应提供的备用电源。15.4 放射性物质贮存场所应严加看管，设计上应采取必要的措施以防止放射源的丢失（如加高废物贮存库的窗高、双道门等）。附 录 A 辐射屏蔽材料特性

（补充件）

A1 常用辐射屏蔽材料的特性见表A1。表A1 材料名称 石蜡（D30H62）聚氯乙烯（CH2）x 水

有机玻璃（C5H3O2）碳化硼（B4C）普通混凝土 重混凝土 铸 铁 钢 板 铅 铅玻璃型号/ZF1 ZF6 ZF7 密 度（g/cm3）0.920.96 1.0 1.18 1.8 2.2~2.4 3.1；3.6 7.2 7.8 11.34 3.86 4.77 5.2 量级为1022 — — — — — — 含 氢 数原子/cm3 8.18×1032 8.27×1022 6.69×1022 5.70×1022 — 配方不同，有所差异量级为10

6.谈初中生物学实验教学设计 篇六

摘要本文结合实例总结了初中实验教学中进行实验设计的一些方法和措施。关键词初中生物学实验教学设计方法初中学生年龄一般在1315岁之间活泼好动形象思维丰富观察和实验是初中学生学习生物学知识、提高操作技能的基本方法。笔者曾经对初中一年级和二年级800多名学生作过调查其中88的学生认为教师精巧的教学设计能提高课堂学习效率75的学生希望生物学实验经常开设他们认为做实验对自己学习生物学知识帮助很大。但是由于实验课课堂嘈杂、错误的操作和实验效果不佳等情况时有发生生物学教师普遍感到实验课比平时的讲授课难上。因此教师科学、合理地进行实验设计有序地组织学生进行实验操作就显得非常重要。现以苏教版义务教育课程标准实验教科书生物教材中的实验为例探讨初中生物学教师在进行实验教学设计中的一些方法和措施。1实验步骤简洁、清晰初中学生知觉的无意识性和情绪性比较明显注意力往往会被无关的情况吸引从而影响实验观察效果。教师设计实验过程时实验步骤应简洁、清晰让学生明确实验的顺序。例如观察大豆种子的结构实验。教师在把种子发下之前可以课件或者板书的形式告诉学生观察的顺序:一看外形二剥种皮三掰豆瓣四看内部结构。并与学生同时操作一边在实物投影仪下解剖一边讲解再配合板图让学生很快地了解了种子的结构。如果教师课前没有明确观察的顺序学生经常会自作主张掰开种子很有可能会破坏胚结构的完整性。在制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片实验中教师在实验前应向学生说明并板书实验的顺序:擦、滴、取、浸、展、盖、染、看观察、画图。对于比较复杂的实验如绿叶在光下制造淀粉、口腔里的化学性消化等可在学生实验报告中用表格的形式列出实验步骤、现象和原理让他们一边做实验一边填写这样操作就不容易失误。2实验设计联系实际初中学生能够观察描述常见的生命现象并且有一定的生活常识。据新课程让学生观察生活能运用他们所学的生物学知识联系实际并能够解释生命现象和生物生长规律等的要求教师能联系实际设计实验可以更好地促进学生对知识的理解和应用。例如开水烫过番茄器官后西红柿的果皮保护组织会与内部的基本组织分离。这个实验能较好知识解决一些相关问题从而巩固和应用所学的知识题目要有针对性、代表性容量不宜过多活动课、实验课教学一般是针对某一具体问题而开展的以培养学生科学研究能力的活动知识容量也不宜过多。总之不管是哪种课型都应该以基础知识、基本理论和基本技能为落脚点以提高学生的能力素养为目的按照实际情况确定适当的课堂教学知识容量。3知识容量的调控上课时教师对知识容量不仅要做到心中有数而且善于进行调控。这要求教师认准教学目标吃透教材、了解教材内容特别是重、难点知识全面把握教学的知识结构构建知识网络成竹在胸、运用自如地驾驭教学。避免出现备课不充分对教材钻研不足教师知识面不广而造成一堂课知识容量过少、教学效果不好的情形。例如教材中关于无机盐的主要功能只有廖廖数语若照本宣科1min足够若联系缺铁性贫血、生理盐水、血钙作用等就能把知识讲活避免在涉及某知识点时出于好心把与该知识点有关的所有内容讲得淋漓尽致、一点不漏无限拓宽和加深增大知识容量、增加学生负担结果却适得其反。例如光合作用的暗反应教学中教材并未说明五碳化合物和三碳化合物是什么教师却给出二磷酸核酮糖和磷酸甘油醛的名称甚至有的教师把卡尔文循环也搬来这是超生物学教学大纲范围、超教材、超难度的完全没有必要避免教师的演示实验和学生的分组实验全凭临时安排、发挥而不做事先的充分准备若如此教学过程定会失控、受阻知识容量削减。鉴于以上情况在教学中教师输出的知识信息量应围绕教学目标和重点知识加以选择取舍保证重点知识有足够的容量和教学时间教师应有意识、有准备地设计活动的内容和形式注意活动的典型性、重要性和时效性让学生在理解、掌握基础知识的同时解决理论和实际问题促进学生把知识转化为能力。19生物学教学2011年第36卷第3期表1据实验填写现象和原理实验步骤实验现象实验原理a暗处理b部分遮光c照光d取下纸片e酒精脱色f滴加碘液g

显色地说明生物体中器官是由不同的组织构成的由于学生在生活中见过糖拌番茄或者盐拌黄瓜会有液体渗出、浸泡过的蔬菜会变得硬挺等现象教师在讲解植物细胞失水和吸水的原理时可以设计演示糖拌番茄、盐拌黄瓜、清水浸泡青菜等实验。3实验设计注重效果初中生做实验时往往会发生操作步骤对操作也规范可实验效果却不理想的情况。教师在学生实验前要亲自动手操作观察效果并设计出不同的改进方法使结果达到最佳。例如在观察洋葱鳞片叶表皮细胞的结构实验中撕取洋葱鳞片叶的内表皮是制取洋葱表皮细胞临时装片能否成功的关键。实验中如果学生按鳞片叶脉纵向往下撕那么撕下的内表皮往往卷曲在一起呈小圆筒状。这种状态的内表皮放入载玻片的水滴中比较难展平结果使学生只能观察到重叠的细胞群识别清晰的植物细胞形态和结构就很困难而且不容易画出单一的细胞结构图。此前教师只要告诉学生改变撕取内表皮的方向即由纵向撕取改为横向撕取这样制作的临时装片在显微镜下观察细胞非常清晰。对观察显微镜下草履虫的外形及运动的实验通常在载玻片中的培养液滴里放入棉纤维减缓草履虫运动的速度。但学生对放入棉纤维的量难以把握造成视野中纤维过多看不见草履虫的情况。因此在实验设计时改进为取一滴蛋清液加入培养液中既可以减缓草履虫的运动速度又便于观察草履虫的外形和运动。4实验设计考虑学情初

一、初二学生对化学、物理学知识比较陌生教师在实验设计时应当补充相应的知识以便学生能清楚地观察到实验现象理解原理。例如鉴定玉米果实内胚乳是否含有淀粉的实验、绿叶在光下制造淀粉的实验、口腔内的化学性消化实验、食物中是否含有淀粉等实验都需要学生了解淀粉遇到碘液显蓝色的化学知识教师需要在该实验前首先向学生演示淀粉溶液遇碘液会显蓝色的化学现象在做人体呼吸过程中气体体积的变化实验之前需要向学生演示澄清的石灰水中通入二氧化碳后石灰水变浑浊的化学现象讲解眼球成像原理前教师要介绍物理学中凸透镜成像的原理等知识。5实验设计避免失误有些学生在做实验时比较兴奋经常会出现不按照实验步骤规范操作不听教师讲解或者对实验步骤不理解就动手操作的状况。结果自然导致实验失败或者影响观察效果甚至得出错误的结论。例如解剖大豆种子时学生会不按照由外向内的操作顺序而迅速剥开豆瓣以致破坏内部胚的完整结构影响观察效果对临时装片进行染色时学生会误解教材插图中的染色方法把稀碘液直接滴在盖玻片上进行染色学生在撕洋葱鳞片叶时往往比较粗心会连着基本组织一起撕下从而干扰了显微镜下表皮细胞的观察等等。因此教师在实验前要给学生正确的示范操作演示并讲解可能会出现的操作错误让学生在做实验中避免或减少错误提高成功率提高实验的有效性。6实验设计创新拓展教材的部分章节没有实验要求教师可以设计实验方法促进学生对该节知识的理解和记忆。在实验教学中教师除了深入了解教材的实验操作过程外还需要经常阅读专业杂志和书籍设计更多新颖的小实验促进教学并提高自己的操作技能。例如用手和手臂模拟一个人体神经元细胞手掌心用红色粉笔画出圆形的模拟细胞核手指模拟树突手臂模拟轴突手指沾一些粉笔灰在自己的头上模拟自化传粉方式手指沾一些粉笔灰在两个学生头之间来回移动模拟异化传粉方式用U形管、洗耳球、香烟模拟吸烟对人体的危害等等。在探究光是影响鼠妇分布的环境因素实验中要求盒子的一半用玻璃板遮盖透光一半用硬纸板遮盖尽量遮光。教师可以让学生带剪掉半面鞋盒盖的鞋盒当实验容器这样材料方便获得且实验效果好7注意积累实验素材由于生物的生长发育有季节性往往会碰到实验教学程序与生物材料采集时间不吻合的情况。这就要求教师平时生活中做有心人注意收集各种资料和生物材料以便实验教学中可以使用。例如每年5月份教师可以饲养家蚕、留下蚕茧拍摄家蚕进行完全变态发育全部过程的照片、视频等在讲解昆虫的生殖与发育知识点时使用6月份教师可收集梧桐树的芽以便讲茎的结构和嫁接时使用为了观察种子萌发的全部过程教师可以每隔一天在有湿棉花的试管中培养一颗绿豆种子在试管架20生物学教学2011年第36卷第3期生物学教学中的生物美育翁武敏福建省福清市音西中学350300摘要本文总结了生物美育的资料。在生物学教学中可以各种手段展示生物的美培养学生感受美、欣赏美和创造美的能力促进学生陶冶情操健康发展。关键词生物美育自然美艺术美社会

7.微生物实验室设计规范 篇七

本工程位于我国中部地区, 工程建设总目标是:在建立严格管理制度的基础上, 建设一座对国内科学家有限开放的高级别生物安全实验室 (P4) 。本工程为中法合作设计项目, 工艺平面布置来源于已经投入使用的法国里昂市让·梅里厄P4实验室, 许多关键设备均由法国供货, 实验室建成以后, 需要经过法方设计师及国际生物安全组织机构的验收。法方建筑师的设计理念及整个设计思路完全沿用让·梅里厄P4实验室的设计。然而, 由于该实验室是由一座原有建筑改造而成, 受限制条件较多, 设计时不得不采用了一些非常规的结构处理手段。基于这种背景, 本工程在设计过程中, 结构专业处理了很多新的、非同寻常的问题。

2 工程概况

该实验室共设地上3层 (含一设备夹层) , 总建筑面积为3 200m2, 核心实验室面积为570m2。首层为生命维持系统、空气压缩站房、低压配电室、生物污水灭菌处理站及其配套空调机房等设备用房;2层中部为核心实验区, 核心实验区由环形走廊环绕;设备夹层内设空调送排风管道;顶层为空调机组及排风设备和给水处理设备用房。

根据我国《生物安全实验室建筑技术规范》 (GB50346—2011) [1], 生物安全四级 (P4) 是指对人体、动植物或环境具有高度危害性, 通过气溶胶途径传播或传播途径不明, 或未知的、高度危险的致病因子, 没有预防和治疗措施, 因此必须杜绝病毒流出实验室。P4实验室内部需要始终对外界大气保持相对负压, 污染严重的区域压力最低。核心实验区内污染最严重的解剖间压力设定在-80Pa, 其他房间与相邻房间的压力梯度为10~15Pa, 室内压力自里向外逐步增高。核心实验室与普通重点设防类建筑物的一个重要区别在于对维护结构严密性的要求, 其设计难点也在于实验室维护结构的密封性, 实验室防护区内维护结构的所有缝隙和贯穿处的接缝都应可靠密封, 以保证维持负压区的存在。

近年来, 国内P1~P3级实验室的建造技术已经相对成熟, 大批的P3实验室已经建成并投入使用, 但P4实验室的设计及施工尚无先例。自从2003年的非典爆发以后, 我国正式开始了P4实验室的研究、设计及建造工作, 通过近10年来的分析、研究和考察, 对美国、英国、法国、澳大利亚等多个国家对外公开的P4实验室的设计、建造及运行情况进行了大量的分析研究工作。这些实验室都有一个相同点, 都是由上下3层组成, 第1层为设备用房;第2层为核心实验室;顶层为空调机房, 结构体系为钢筋混凝土框架结构或钢筋混凝土框架-抗震墙结构, 维护墙体为预制混凝土砌块或现浇钢筋混凝土墙。只有让·梅里厄P4实验室采用的是多种不同结构体系组成的混合结构, 而且又为屋顶设备做了1层彩钢板的围护结构, 共计地上4层。

3 地基与基础

场区抗震设防烈度为6度, 场地土类别为II类, 属建筑抗震有利地段, 适宜建设。地震安全性评价结论:鉴于四级生物安全实验室的特殊性, 为确保地震时的安全, 建议抗震设防烈度提高一度, 按7度设防, 设计基本地震加速度为0.10g。根据岩土工程勘察报告建筑物采用天然地基, 选择 (4) 层粉质黏土层作为建筑物持力层, 地基承载力特征值fka=350k Pa, 基础形式为抗震墙下条形基础。

4 结构设计

4.1 概念设计

实验室平面分区由实验区和竖向交通核两部分组成, 实验区平面呈矩形, 竖向交通核为圆弧形, 二者之间由连廊相连, 竖向交通核及连廊为现浇钢筋混凝土结构, 因此在连廊与实验室相连处设置了一道结构缝, 将两部分划分成了两个独立的受力单元, 如图1所示。本文重点介绍实验区部分结构设计内容。

根据法国建筑师提供的方案设计图纸:实验区1层为现浇钢筋混凝土抗震墙结构, 2层为钢筋混凝土框架结构, 3层为钢桁架结构, 4层为门式刚架结构;平面尺寸为:25.40m×36.35m, 主要柱网尺寸为:5.20m×8.133m, 层高分别为:4.00m, 5.06m, 3.09m, 3.70m。实验室混凝土墙体平面布置及空调机房层结构布置图如图2和图3所示, 实验室剖面图如图4所示。

设计使用年限:根据法国设计师的设计理念, 国外的实验室建筑物使用寿命一般都与工艺及公用设备的使用寿命相结合确定, 与国内的设计理念有较大不同。针对此问题, 设计人员经过与建设方充分沟通、客观分析实验室的使用功能及建设初衷, 并结合试验设备及公用设备的使用寿命及使用条件, 依据《建筑工程抗震设防分类标准》 (GB50223—2008) [2], 综合分析确定:实验室结构安全等级为一级, 设计使用年限为50a, 抗震设防类别为特殊设防类 (甲类) , 地基基础设计等级为甲级。

根据《建筑抗震设计规范》 (GB 50011—2010) [3]规定:建筑物抗震设防烈度按7度设防, 设计基本地震加速度为0.10g, 实验室部分各层的抗震等级分别为:钢筋混凝土剪力墙部分抗震等级为三级, 混凝土框架部分抗震等级为三级, 钢结构部分抗震等级为四级。

从平面图布置分析:实验室部分作为一个独立的结构单元, 平面规则, 但竖向刚度不连续, 且差异较大, 具体数据如表1所示。

从竖向布置分析:首层层高4.00m, 为现浇钢筋混凝土抗震墙结构, 现浇钢筋混凝土墙体布置较为密集, 墙体面积占建筑面积的7.2%, 顶板为250mm现浇钢筋混凝土楼板;2层为周边由φ500mm钢筋混凝土柱组成的框架结构, 且跨度为24.40m×31.20m, 因此, 首层结构刚度远远大于2层的层刚度, 首层层刚度/2层层刚度为84.6, 相当于2层的基础。3层为3.10m高的型钢桁架结构, 自身刚度较大, 同时也大于2层的层刚度, 在整体结构计算时, 可以将钢桁架作为一层输入计算, 也可以把钢桁架作为一个支撑于框架柱上的桁架梁来考虑。4层门式刚架仅为试验设备的外维护结构, 不涉及生物安全内容, 其立柱支撑于周边的钢框架柱上, 仅按普通门式刚架考虑。根据以上分析结果, 实验室部分整体刚度呈上柔下刚型分布, 整体结构方案成立。

4.2 整体结构计算

本工程采用了Pkpm和Etabs两个结构计算软件进行整体结构计算分析。

Pkpm软件计算结果如表2、表3所示。

Etabs软件计算结果如表4所示。

以上计算结果表明:结构整体计算结果满足我国现行规范要求, 从理论上保证了结构安全的可靠性。

4.3 特殊构件及关键性节点设计

在PKPM三维空间计算模型中, 3层钢桁架构件上下弦杆按楼层梁定义输入, 腹杆均按斜杆构件输入, 为验证其计算的准确性, 设计中取出单榀钢桁架进行二维计算分析, 计算结果表明, 钢桁架三维空间模型计算结果与二维模型计算结果基本一致, 满足设计要求。

为保证桁架结构受力明确, 构造上对2层钢筋混凝土柱与桁架立柱之间节点采用了以下两种不同的连接方式, 在主框架方向, 混凝土柱与钢柱之间采用刚性连接, 如图5所示。在次框架方向, 柱顶节点采用单方向限位式节点连接方法, 如图6所示。同时, 为调整2层框架因纵横方向刚度的差异, 在2层主框架方向的中部及次框架方向的两端设置了人字型支撑, 有效地控制了结构的扭转变位。

4.4 核心试验区墙体设计

核心实验区位于2层由钢筋混凝土框架柱和钢桁架形成的25.40m×32.20m的大空间范围内, 面积为:21.00m×27.10m, 和外围主体结构之间由环形走廊分开, 为保证核心实验区的气密性要求, 其内外墙、顶板均采用双层不锈钢复合板, 板材的规格需要产品制造商根据实验室的规模及房间的设计压力要求通过模拟实验确定, 墙体底部用螺栓固定在首层现浇钢筋混凝土顶板 (4.00m标高板) 上, 钢板墙底部与楼板之间缝隙采用密封胶封闭。法国设计理念和设计程序与我国存在较大的差异, 根据法国的设计程序, 在设计过程中设计师可以选定产品制造商参与前期的配合工作, 具体到本工程就是核心区所需要的不锈钢复合板需要由产品制造商根据设计图纸进行打压试验和连接节点设计, 而我国的建设程序不允许产品供应商提前介入, 因此, 迄今为止尚没有确定不锈钢复合板的规格、型号, 也没有进一步确定可以指导工程施工的连接节点, 因此也就不能精确复核核心实验区与实验室整体的协同工作情况。

由于法方建筑师所参考的里昂实验室规模小于本工程, 因此提供的概念设计图中预留的构件空间十分有限。同时受实验室特供设备所限, 法方提供的公用专业图纸已基本达到施工图的设计深度, 因此建筑师坚决不同意调整结构形式, 对于个别构件截面尺寸的细微调整每次也都要经过几轮磋商, 此类问题, 也给结构设计工作带来了更多的难题。

5 结论及建议

通过历时几年的设计工作, 笔者认为:根据高等级生物安全实验室的空间布置要求, 本工程的设计思路有其优势所在, 核心实验室的维护墙体采用钢板结构, 可靠地解决了实验室对维护墙体的密封性要求, 同时弱化了分布密集的维护墙体对建筑物整体刚度的影响。然而, 如果仅仅是为了给实验室预留一定的大空间面积, 以方便布置核心实验室用房, 对于主体结构选型而言, 可采用的结构形式有很多, 并不必拘泥于本文中的钢桁架结构, 常用的钢筋混凝土框架结构或钢框架结构都可以满足设计要求。同时, 本工程毕竟尚在建设之中, 作为一个整体的工程设计, 由钢板组合而成的核心实验室维护墙体尚应有一定量的工作需要进一步落实, 如钢板组合结构与主体建筑物的连接节点做法, 钢板与钢板之间的连接以及钢板自身的强度保证等。我国是发展中国家, 根据国情, 基本建设仍然需要以实用、经济为原则, 所以在今后类似建筑物的设计中, 仍然需要设计师拿出安全性、经济性、实用性等各方面都经过优化的设计方案。

参考文献

[1]GB50346—2011生物安全实验室建筑技术规范[S].

[2]GB50223—2008建筑工程抗震设防分类标准[S].

8.例谈高中生物实验设计原则 篇八

一、科学性原则

科学性往往体现在高中生物探究性实验中，具体是指实验目的要明确、实验原理要正确等，它体现了逻辑思维的严密性。整个实验设计思路及实验方法的确定都应遵循生物学基本知识和原理，同时也符合其他相关学科领域的基本原则，充分体现逻辑思维的严密性。

二、可行性原则

实验设计中，所需要的实验器材必须是实验室现有的或者是容易获取的，并要保证实验所需时间符合课时的安排等。例如，实验“构建种群增长模型的方法”中，种群的选择就要适合当地的气候特点、地理条件等。笔者在教学过程中，选用草履虫作为实验观察对象，将稻草秸秆放入水中培养一周左右的时间，就可以得到合适的研究种群数量。通过显微镜进行观察，统计数量，即可有效地构建种群数量増长模型。

三、可重复性原则

为获取科学的数据，得出准确的结论，往往需进行多次重复实验。实验中遵循可重复性原则的目的在于尽可能地排除偶然因素造成的误差，真正体现实验的科学性。例如，实验“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”，用一系列具有浓度梯度的生长素类似物处理插条时，每一个浓度下都至少用3~10根插条，计算插条生根的平均值或平均生根长度。

四、单一变量原则

单一变量原则是高中生物实验中的一项重要理论基础。该原则指在控制研究对象之间只有某一因素（自变量）不同，而保证其他因素（无关变量）完全相同，进而观察该不同因素对实验结果的影响。例如，在“探究温度对酶活性的影响”一实验中，实验的自变量为不同梯度的温度，实验中试剂的量、溶液的pH值等即为无关变量，但由于其中pH会影响酶的活性，所以应保证实验对象的pH值等无关变量均相同，以使所得结果均是由自变量的变化而引起，从而保证了实验的准确性。

五、对照性原则

对照性原则是设计和实施实验的准则之一，通过对照能消除无关变量对实验结果的影响，增加实验的可信度和说服力。对照实验是指除一个因素以外，其他因素都保持不变的实验，通常由实验组和对照组组成。实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组一般不需要经过实验变量处理。根据对照内容和形式的不同，对照类型可分为：

⒈空白对照

对照组不加任何处理因素，如实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”中，1号试管不作任何处理，即为空白对照组。又如，实验“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”，清水处理则为空白对照。

⒉条件对照

条件对照指虽给实验对象施以某种处理，但这种处理仅作为对照意义的，如“探究pH对唾液淀粉酶活性影响”的实验，设立过酸、接近中性和过碱的实验条件，进行相互对照。

⒊自身对照

自身对照指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组，如，实验“植物的吸水与失水”即为典型的自身对照实验，其实验组为质壁分离和复原的洋葱表皮细胞，对照组为正常的洋葱表皮细胞，均为同一组细胞，构成自身对照。又如，萨克斯的实验“探究植物光合作用的产物有淀粉”，叶片一半曝光，另一半遮光也为自身对照。

⒋相互对照

即几个实验之间相互对照，不另外加设对照组，如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，两个对照实验组分为有氧、无氧，最后的酒精和CO2的产生量便可直接通过这两个对照组对照、计算，得出结果。又如，鲁宾和卡门的实验“探究光合作用产生的O2中的O来自于H2O还是CO2”，用18O分别标记H2O和CO2，两组实验相互对照。

六、随机性原则