中学生物实验室的常规建设——以广东华侨中学新校区实验室建设为例

谢爱丽

中学生物实验室的常规建设——以广东华侨中学新校区实验室建设为例

谢爱丽

结合新校区的建设情况，简单介绍了中学生物实验室的常规建设。主要阐述了生物实验室的总体布局规划、前期建设中的细节设计、几种实验室模式、生物园建设四方面内容。在介绍每个方面的具体设计时，主要体现新校区在建设上面的创新性和现代性。

常规建设；实验室模式；细节设计；生物园

生物学是一门科学学科，实验是其教学的基本形式之一，也是课程内容的重要组成部分，不再只是处于辅助的地位。尤其近些年在《高中生物新课程标准》中提出的素质教育，更加强调提高学生的生物科学素养，倡导探究性学习，这些改革对生物实验室在数量、功能、布局、仪器设备上提出更高的要求。

因此，实验室的建设能否达到标准要求，将直接影响到实验教学的效果和质量。在此，以我校新校区实验室建设情况为例，对现阶段中学生物实验室的常规建设提出几点粗浅的看法。

一、生物实验室的总体布局规划

根据教育部在2006年以标准的形式发布的《中小学理科实验室装备规范》(以下简称《规范》)中提出“4～8个，8～12个，12～16个平行班的学校，其生物实验室数量的基本要求分别是1～2，2～3，4～5间，其规划要求分别是2～3，3～4，4～6间”。因此，目前规划建设的学校新校区基本都应达到最低限，才符合要求并满足教学需求。为了保证实验开展过程中的顺畅性、安全性，根据《规范》要求，生均使用面积应不小于90 m2和96 m2。除实验室在数量和面积上的要求之外，在总体的规划布局上也应注重位置安排的合理性。主要体现为以下两点：一是仪器室的位置安排应充分考虑到实验员工作开展的便利性，应根据实验室的总体数量及功能场室的分布及真正投入使用的情况进行仪器室位置的设计；二是功能场室的布局应合理化、多样化、专一化，在数量达标的基础上，可根据学校的实际教学情况，将初、高中常用的同功能实验室分开，这样有利于实验员的管理及仪器的分配，同时将场室固定，避免学生因实验室过多而导致走错教室耽误上课的情况发生。

二、生物实验室前期建设中的细节设计

生物实验室前期建设中的细节设计关系到功能场室的完善程度，因此土建时，在这些方面应作充分设计，避免给后期工作造成麻烦。

1.实验室的用水设计

实验室的用水主要涉及前期的管道预埋和入水、排水问题。在进行实验楼建筑设计时，可考虑是否通过楼层沉降进行管道预埋。这样设计的好处是布管方便，同时保证实验室的美观。但是这种建筑设计费用较高，需根据现实因素加以考虑。在图纸设计时，实验教师应明确哪些功能室需要用水，以免后期施工时出现漏装，给后期工作造成困扰。

对于实验室的入水，一般建议在每间教室的入水口设置总水闸。除此之外，学生桌上的每个水槽下方也各设置水闸。这样的设计目的是教师可控制学生用水，防止学生随意玩水。

由于生物实验的特殊性，常会使用到新鲜材料。因此，实验中产生的实验垃圾如果排入下水道，极容易造成堵塞。所以，实验室应选择口径较粗(≥5cm)的排水管，保证排水通畅。在埋管时应注意有一定的倾斜设计，避免管内积水。由于有些生物实验也会产生酸碱等废液，因此排水管的材料应选择耐酸碱，延长水管的使用寿命。

2.实验室的用电设计

实验室用电主要涉及线路设计及用电功率。首先，应明确各功能场室的用电需求，尤其是显微镜室的用电设计，如桌面插座的位置、规格、数量等。其次，为了保证学生的用电安全及避免学生乱用实验室电源，可在讲台设计带密码的总电源开关。最后，仪器室等可根据仪器数量及用电情况设计一定插座量，以供用电仪器使用。

由于仪器的用电功率不同，所以实验室在前期设计时应考虑哪些实验室可用正常电压，哪些需配备较高电压等不同情况。同时，明确学校总电源的控制点，以保证实验室的用电安全。

3.其他细节设计

(1)实验室应布置排气扇

在审核实验室的设计图时，应留意是否预留排气扇的位置。因为在开展部分实验时，可能会使用带刺激性的实验试剂。如在叶绿素的提取和分离实验中使用到的汽油，带有强烈的气味，需排气扇加速室内空气的流通，保证开展实验的安全性。

(2)实验室前端设计加热台

如果空间允许，在每间实验室靠讲台的前端，可考虑设计加热台。主要用于放置水浴锅等仪器，同时实验教师可放置备用实验材料，利于授课过程中材料的及时补给。

(3)准备室设计滴水柜用于晾干仪器

生物实验用到较多的玻璃器皿，因此清洗后如何加速器皿的干燥，是实验教师提高工作效率的保证。而通过配备一定的设备，便可轻松解决。如滴水柜，通过悬空、漏孔的设计达到排水的目的，可通过在侧边增加小抽风机，加速空气流动，缩短干燥时间。

三、适于生物新课程的几种实验室模式

1.显微镜实验室

该模式的实验室，桌面配备光源及多功能插座，既可满足普通光学显微镜，又可满足带电源显微镜的使用需要。同时，根据实际功能需求，本实验室的台面不设计水槽，而是改在教室的后方，统一设计八个连通水槽。这样设计的好处，在于可增大实验桌的使用面积、提高用电的安全性、在必要时候也可适应其他学科的实验[1]。由于生物实验开展的特点，有些需小组合作、有些需单独操作完成，因此该功能场室可以尝试不同的实验桌组合。既可以有常规的教室双人同桌的设计，也可以有以小组合作的多人圆桌合坐设计，满足不同的教学需求[2]。

2.解剖实验室

生物解剖实验室的最大特点就是“水电到桌”，在4人桌的中间设计水槽，方便解剖过程中的用水。在教室的后方设计展示柜，可呈现各种常见的解剖模型，帮助学生更直观地认识各个解剖结构。

3.生物探究室

该模式的实验室基于96 m2大小设计，特点是6人双侧，“水电到桌”，共9组，适合的实验内容包括显微镜观察(电源)，解剖或检测实验(用水方便)，适应的科学方法包括观察、实验、小组讨论等。同时，该室还利用多媒体信息技术辅助生物实验教学[3]，达到数字化生物实验室的标准。主要配备有传感器、数码显微镜、数据采集器、计算机及其配套软件。通过优化实验条件，解决相关的教学难题，同时加强教学互动，让学生充分体会到探究实验的乐趣。

4.组织培养室

组织培养室的建设，包括了准备室、仪器室、恒温光照培养室以及无菌操作室。根据《科学实验建筑设计规范》中的规定，该功能室应防止人流交叉感染。因此，应注意各个功能室的顺序安排，一般无菌操作室应设计在场室的尽端，不宜开设外窗[4]。采用紫外灯灭菌，带通风净化系统，及时排出灭菌产生的臭氧等污染物，保证实验过程的安全性。同时，恒温光照培养室应利于观察，可采用全玻璃隔断。在准备室中，可通过设计带试剂架的边台，节省空间又方便各种试剂的配制。

四、生物实验室延伸到生物园建设中

生物园可作为生物实验室的延伸，起到辅助教学的作用，同时又可借助教学和学校文化相结合作为建设理念，美化校园。那么，生物园的建设如何能在满足教学的同时与园林艺术结合起来，便成为生物园设计中值得探讨的问题。此次的设计实践中，在以下几点做了一些尝试。

1.考察园区环境 合理设计各分区位置

设计前期，明确校园中的日照时间、日照强度等环境因素，根据实际情况进行分区设计，如阴生植物应选择背阴地块[5]。生物园必须排水良好，土壤具一定肥力，避免过多建筑垃圾，防止对植物生长造成影响，甚至引起植物死亡。

2.分区贴合教学 融入校园文化

生物园的建设可与校园文化相融合。在保证贴合教学大纲的要求下，搭配种植各种乔木、灌木、花卉等，使生物园与校园融合成一个整体，让学生在学习、生活中直接接触生物园，认识生物生态环境。但在建设过程中，应避免模式的单一化，如各区物种相差不大、无法呈现植物种植的层次性、科学性等。

3.植被多样化 可供实验教学

植物配置应多样性，并根据实际种植一些珍贵保护植物，培养学生热爱自然、珍惜生命的情感，提高环境意识，树立可持续发展思想。同时，在设计各区植被时，可按从低等到高等的方式选取具有代表性的物种种植，辅以动物的进化历程，让科学体系渗透在学生的日常生活中[6]。不仅如此，生物园的植物栽种还能在一定程度上为实验教学的开展提供必要的实验材料。如在水生生物区种植黑藻等水生植物，可作为初、高中显微镜观察叶绿体等的实验材料；校园随处可见的酢浆草，可用于观察叶脉导管、探究光合作用产物等实验；颜色浓绿的海芋可用于高中提取色素的实验等。让生物园不仅是提供观察的实验基地，还能成为提供实验材料的场所，大大缩短实验教师寻找实验材料的时间，提高工作效率，同时保证实验的顺利开展。

五、结束语

中学生物实验室的建设在保证基础实验开展的情况下，应注重各场室的功能化，让其功能更具科学性、现代性。同时，实验室在规范化建设中应特别注意安全性，如过道安全距离、用电安全、防火措施、药品安全等等。生物园的建设，应注重在保证物种多样性的前提下，合理设计分区，与教学交融，体现科学性，展现园区的美观。

[1] 刘俊波.中学生物实验室建设新思路[J].教学仪器与实验,2001,17(11)∶33-34.

[2] 刘俊波.高中生物实验室及数字化实验装备建设[J].中国教育技术装备,2011,3(8)∶43-46.

[3] 王斌.生物实验室数字化建设刍议[J].建设管理,2010(2)∶60-63.

[4] 陈琳.浅谈中学生物实验室的安全建设[J]. 教学仪器与实验,2012,28(1)∶50-51.

[5] 彭敏.浅析中学生物园设计与园林艺术审美的统一[J].广东园林,1997(3)∶23-25.

[6] 李志文.在课程改革中加强生物园的建设[J].生物学教学,2005,30(11)∶52-53.

谢爱丽，本科，初级实验师。广东华侨中学，501106