定量实验

定量实验（精选11篇）

定量实验 篇1

关键词：实验教学,定性实验,定量实验

生理科学实验 (又称机能学实验) 是根据生理学、病理生理学和药理学实验教学的共性及现代实验技术的发展趋势, 将3门学科的实验教学部分从原课程中分离出来, 科学、有机地整合成一门新型的综合研究型课程。它是基础医学实验中涉及内容最广泛的实验科目, 也是各医学院校实验教学改革的主要内容之一。在生理科学实验中涉及的实验, 有定性实验也有定量实验。定量实验内容占有一定比重, 但还有定性实验, 如离子与药物对离体蛙心脏活动的影响 (蛙心灌流实验) 。我们通过探索, 对此类实验进行改进, 将定性实验改为定量实验, 不仅培养学生的观察能力, 还深化学生对事物变化中量的关系的认识, 培养学生良好的科研素养和基本的科研技能。

1 定性实验

定性实验是判断研究对象具有哪些性质, 并判断某种成分、结构或鉴别某种因素是否存在, 以及某些因素之间是否具有某种关系的一种实验方法。如对离子与药物对离体蛙心脏活动的影响 (蛙心灌流实验) 的观察内容有以下几点[1,2]。

(1) 观察描记正常的蛙心搏动曲线, 注意观察心搏频率、心室的收缩和舒张程度。

(2) 将插管内的任氏液全部吸出, 换入无钙任氏液, 观察心搏曲线。当心搏曲线开始出现变化时立即将无钙溶液吸出, 用新鲜任氏液反复换洗, 待曲线恢复正常时, 再做下一项。

(3) 任氏液中加入3%CaCl2溶液1~2滴, 观察心搏曲线。当心搏曲线开始出现变化时立即更换新鲜任氏液, 待曲线恢复正常时, 再做下一项 (以下要求相同) 。

(4) 任氏液中加入1%KCl溶液1~2滴, 观察心搏曲线的变化。

(5) 任氏液中加入1∶10 000去甲肾上腺素溶液1~2滴, 观察心搏曲线的变化。

(6) 任氏液中加入1∶10 000肾上腺素溶液1~2滴, 观察心搏曲线的变化。

(7) 任氏液中加入1∶10 000乙酰胆碱溶液1~2滴, 观察心搏曲线的变化。

实验结果通过肉眼观察蛙心套管内液面的升降和心脏搏动曲线, 并通过多道生理信号采集处理系统进行统计处理。

2 定量实验

定量实验是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。定量实验主要用观察、实验、调查、测量、统计等方法研究、分析现象, 对实验的严密性、客观性、价值中立都提出了严格要求, 以求得到客观事实。如我们对离子与药物对离体蛙心脏活动的影响 (蛙心灌流实验) 进行了改进, 将传统的定性实验改为定量实验。

实验前将蛙心插管标上刻度 (一般在1~1.5ml) , 在总剂量为1ml的前提下, 进行如下实验:

(1) 观察描记正常的蛙心搏动曲线, 注意观察心搏频率、心室的收缩和舒张程度。

(2) 将插管内的任氏液全部吸出, 换入无钙任氏液1ml, 观察心搏曲线。当心搏曲线开始出现变化时立即将无钙溶液吸出, 用新鲜任氏液反复换洗, 待曲线恢复正常时, 再做下一项。

(3) 任氏液中加入3%CaCl2溶液250μl, 观察心搏曲线。当心搏曲线开始出现变化时立即更换新鲜任氏液, 待曲线恢复正常时, 再做下一项 (以下要求相同) 。

(4) 任氏液中加入1%KCl溶液250μl, 观察心搏曲线的变化。

(5) 任氏液中加入1∶10 000去甲肾上腺素溶液250μl, 观察心搏曲线的变化。

(6) 任氏液中加入1∶10 000肾上腺素溶液250μl, 观察心搏曲线的变化。

(7) 任氏液中加入1∶10 000乙酰胆碱溶液250μl, 观察心搏曲线的变化。

结果: (1) 利用RMB6240B多道生理信号采集处理系统提供的软件将实验数据进行处理。

(2) 打开RMB6240B软件窗口界面, 通过“选择→静态统计测量→张力→心肌收缩”连续波进行分析。

(3) 测量信息→数据板, 将测量数据导出Excel。

3 讨论

改进后的蛙心灌流实验与传统实验相比有以下优点。

(1) 以有刻度的蛙心插管替代无刻度的插管。传统实验中蛙心插管无刻度, 实验指标无法量化, 实验时以观察插管内液体平面的升降来判断心输出量的改变。更换灌流液时也无法保证灌流量的一致性, 造成心肌前负荷不稳定, 影响心肌收缩力, 进一步影响实验数据的准确性。改进后的蛙心插管有刻度, 解决了灌流液的量化问题, 保证了前负荷的稳定, 并且可动态观察每搏输出量的变化, 得到准确的实验数据, 使各项实验指标得以量化, 减少了实验误差, 从而保证了实验数据的科学性、准确性, 培养了学生良好的科研素养和基本的科研技能。

(2) 以微量移液器 (50~250μl) 准确抽取CaCl2、KCl等溶液替代传统实验中加入CaCl2、KCl等溶液1~2滴。传统实验将药物1~2滴加入任氏液中, 滴量大小不均, 观察者只能观察到定性实验, 无法做到定量, 改进后可进行不同浓度 (如1%KCl溶液、2%KCl溶液) 同一剂量、也可做同一浓度 (如KCl溶液) 不同剂量 (100μl、150μl、200μl、250μl) 对心肌的影响, 做到既定性又定量。使学生能深刻领会剂量对药物作用的影响, 同时加深对高血钾、高血钙危害的认识。

(3) 以RMB6240B多道生理信号采集处理系统提供的软件系统替代传统的记录, 定量、准确、快速地提供平均收缩峰张力、平均舒张谷张力、平均张力、心率等各项指标。

(4) 本实验也转变了教师的教学观念。将传统的定性实验改为定量实验, 学生在掌握定量实验基本操作技能的同时, 也能体验到定量实验设计思维的严密性和完成操作时严谨的科学态度。因此, 这种模式在较大程度上提升了定量实验在教学中的地位, 让定量实验成为学生体验科学研究一般方法的途径之一。

参考文献

[1]白波.医学机能学实验教程[M].北京:人民卫生出版社, 2004.

[2]陆源, 夏强.生理科学实验教程[M].杭州:浙江大学出版社, 2004.

定量实验 篇2

问题教学法在定量分析实验教学中的实践

在定量分析实验教学中运用问题教学法有利于养成学生科学思维和学习习惯.提高教学质量,可采用强化实验教学中几个关键,实行科学化过程考核,建立和运用实验教学信息平台等方法和手段.

作 者：丁爱琴 作者单位：合肥学院基础实验与实践教学中心,安徽,合肥230022刊 名：当代教育论坛英文刊名：FORUM ON CONTEMPORARY EDUCATION年，卷(期)：“”(14)分类号：G63关键词：问题教学法 定量分析 实验教学

初中化学定量实验习题教学研究 篇3

关键词：定量实验；模型；测量方法；实验习题

文章编号：1005–6629（2015）4–0072–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

在化学教学中引导学生用定量的思想去分析和解决问题，对提升学生的思维品质，引导学生形成化学学科思想有特殊的意义[1]。

笔者对2014年北京、上海、江苏、湖北等地区的35套中考化学试卷进行了分析，涉及定量实验问题的试卷总计有16套，占试卷总数的45.7%。其中涉及测量气体体积的有2题，测量沉淀质量的有2题，测量质量差的有12题，涉及误差分析的有3题。从统计数据不难看出各地中考对定量实验试题的关注程度。笔者认为，这跟定量实验试题对学生有较高的要求，而且有较好的区分度不无关系。在平时的教学中要有效地提高学生解决这类问题的能力，需要注意以下三个方面。

1 关注探究过程，引导学生建立定量实验研究模型

从近几年中考试题来看，定量实验主要有三种类型：（1）测定样品中某种成分或某种元素的质量分数，如测定铜锌合金中锌的质量分数、混有NaCl的纯碱样品中Na2CO3的质量分数；（2）测定某纯净物的组成，如测定H2O的组成；（3）测定某样品由哪几种物质组成，如测定碳粉还原氧化铜生成的气体中是否同时含有CO和CO2。

试题中涉及的考点主要有：实验仪器或药品的选用；实验装置的选取与排序；实验操作步骤的先后顺序；某一步实验操作的作用；书写实验过程中的化学反应方程式；描述实验现象；数据的选择与处理；得出结论的依据；对测定结果的分析；对实验过程的改进等等。试题往往取其中的几个点对学生进行考查，以此评价学生对定量实验的综合分析能力和解决问题的能力。

因此，在进行定量实验习题教学的过程中，如何将这些零散的考点进行有机整合，形成解决此类问题的一般思路和方法，引导学生建立定量实验研究模型尤为重要。首先要明确实验目的是什么，这是解决问题的前提；其次必须清楚地知道该实验涉及的基本原理，这是解决问题的核心。如何设计科学合理的实验方案，准确测量出各种物质或元素的质量，这是解决问题的关键。综上所述，我们可以引导学生逐步建立定量实验研究模型，其流程如图1所示。

建立研究模型，有利于学生在研究定量实验时，形成有效地分析问题的一般思路，有利于学生根据模型去思考每一个环节中应关注的问题，从而高效地解决问题。

2 研究探究方案，引导学生归纳常见定量测量方法

定量实验涉及的知识点较多，对学生的分析思维能力和解决问题的能力要求较高。因此，通过研究不同类型的定量实验方案，引导学生归纳常见的定量测量方法尤为重要。初中化学中常用的定量测量方法主要有三种类型：测量气体体积法、测量沉淀质量法和测量质量差值法，其中质量差值法包括增重法和减重法两种方法。在使用这几种方法的过程中，有时还需要用质量守恒定律协助解决问题，例如用化学反应中元素的种类和质量都不变进行相关计算。

2.1 测量气体体积法

（1）测量气体体积的原理：对于不易溶于水或难溶于水，且不与水反应的气体（如O2、H2等），通常采用排水（或溶液）量气法测定它们的体积，根据排出水（或溶液）的体积来确定气体的体积。利用气体的体积求出气体的质量，再利用化学反应方程式进行相关计算。

（2）测定气体体积常用的装置如图2所示。

（3）用以上装置测量气体体积应注意的若干问题：

①实验前应检查装置的气密性，如果装置漏气则无法完成实验。

②反应刚开始时就应立即收集气体，否则会有部分气体逸出，导致收集的气体体积偏小。

③测量气体体积时，加入到反应装置中的液体药品如果排出了一定体积的气体，会导致测量结果不准确。

④用（a）装置测气体的体积时，若集气瓶与量筒之间的导气管内有液体残留，则会使测定结果偏小。

⑤若（b）装置与加热装置相连接，实验结束时，应先从水中移出导气管，再熄灭酒精灯，防止液体倒吸使试管炸裂。

⑥由于气体的体积受气压和温度影响，因此应等到装置恢复至室温后再读数。用（c）装置测量气体体积，读数前应调节乙管（水准管）的高度，使甲、乙两管内的液面高度保持相同时才能读数，且读数时视线应与甲管（量气管）内凹液面的最低处保持水平。

用图2装置测定气体体积时，由于测定结果受诸多因素影响，因此用这些方法测得的结果准确度不高。

2.2 测量沉淀质量法

（1）测量沉淀质量法的原理：使样品中的某种组分经过化学反应转化为沉淀，再测量沉淀的质量，用沉淀的质量进行相关计算。如碳酸钠样品中混有氢氧化钠，测量该样品中碳酸钠的质量分数时，可将Na2CO3转化为BaCO3沉淀，再测量沉淀的质量。

（2）使用测量沉淀质量法应注意的若干问题：

①加入的试剂应足量或稍过量，保证待测物质完全反应。

②将待测物质转化为沉淀后应进行过滤操作，过滤出的沉淀应进行洗涤、干燥后才能称量，以免测量结果不准。

③在判断沉淀是否洗净时，应取最后一次洗涤沉淀所得的液体，检验该液体中是否含有滤液中的溶质即可。

④转化得到的沉淀相对分子质量越大，实验的误差越小。

如果选择的试剂种类和用量恰当，实验操作正确，该方法测定结果的准确度就比较高。

2.3 测量质量差值法

（1）测量质量差值法的原理：物质之间发生化学变化或者物理变化，导致装置的总质量发生改变，利用宽量程型电子托盘天平[如UW620H（321-62350-13）型]分别称量反应前和反应后装置的总质量，再根据质量差值进行相关计算。

（2）测量质量差值法解决问题的一般思路：

①测量出某装置在变化前后的质量，并求出其质量的变化量。

②分析引起装置质量发生变化的原因。

③利用化学方程式或化学反应中元素质量不变的原理，将反应前后装置质量的变化量代入计算。

（3）测量质量差值法分为增重法和减重法两种。

增重法常用来测量气体的质量。可以根据气体的物理性质或者化学性质，选用适当的试剂和装置吸收这些气体，吸收气体前后装置质量的变化量即为气体的质量。例如选用浓硫酸或碱石灰吸收水蒸气；选用碱石灰或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫等气体；选用灼热的铜粉吸收氧气等等。增重法测量气体质量的实验装置如图3所示。

减重法常用来测量气体的质量或者样品中某种元素的质量。例如加热高锰酸钾粉末，试管内固体减少的质量等于生成氧气的质量；石灰石与稀盐酸反应，锥形瓶内减少的质量等于生成的二氧化碳的质量；一氧化碳或者氢气还原氧化铜，玻璃管中固体减少的质量，等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量；碳粉还原氧化铜，玻璃管中固体减少的质量，等于参加反应的碳与参加反应的氧化铜中氧元素质量之和。减重法测量气体或元素质量的实验装置如图4所示。

（4）使用测量质量差值法应注意的若干问题：

①实验前应排尽装置中原有的空气，防止空气中的气体，如氧气、二氧化碳或者水蒸气对测定结果的准确度造成影响。实验过程中，还应防止空气中的气体进入测定装置，使测量结果不准。

②实验过程中通气的速度要适中，而且实验完毕后应将装置中残留的气体全部排出，使其被后续吸收气体的装置完全吸收。

③吸收气体时选用的试剂应足量，防止生成的气体没有被完全吸收。

④选择的试剂种类应适当，防止从溶液中挥发出气体而使测定结果造成影响，或者产生的气体没有被完全吸收。

⑤实验装置的顺序应适当，例如在测量二氧化碳和水的质量时，根据这两种气体的性质，先测量水的质量再测量二氧化碳的质量。

3 开发教学资源，引导学生编制定量实验试题

在教学中对学生编制习题能力的培养，是培养学生独立探索和思考能力的一种途径，是考查学生学以致用解决问题能力的一种有效方法。编制习题的过程是学生自我思考、自我探究、自我创新、自我表现、自我实现的过程[2]，是学生达到举一反三、触类旁通全面掌握知识的过程。因此，在定量实验习题教学过程中，引导学生编制试题，有利于促进学生掌握解决此类问题的一般思路与方法，达到提升教学效果的目的。

例如木炭粉还原氧化铜的实验中，可能有一氧化碳生成。以探究木炭粉和氧化铜反应生成气体的成分为主题，教师可以分四步引导学生编制定量实验试题。

第一步：引导学生以小组为单位，以定量实验研究模型为指导，根据实验目的自主选择实验原理，自主设计实验方案。

第二步：引导各小组的同学交流本组的实验方案。首先分析、评价各种方案是否能够达到目的；能够达到实验目的的方案分别存在哪些优点或不足之处。然后预测实验结果，并提出修改意见。由于认知能力和思维能力不同，学生可能会设计出不同的实验方案。例如直接用澄清的石灰水和灼热的氧化铜证明生成的气体中是否含有二氧化碳或一氧化碳；利用木炭粉与氧化铜反应后，固体减重的质量是否等于测定出的二氧化碳的质量，来判断生成气体的成分；测定生成二氧化碳的质量时，使用增重法还是沉淀法，有否考虑装置中含有的氧气与木炭粉反应对测定结果造成的影响，或有否考虑将生成的二氧化碳全部排出等等。在分析、评价、预测实验结果、提出修改意见的过程中，学生的分析能力、思维能力、运用知识解决问题的能力都会得到提升，综合实验设计能力也会随之增强。

第三步：在分析、评价实验方案的基础上，引导学生自主修改、补充、完善实验方案，并将改进后的实验方案在不同的小组之间进行交流。交流达成共识后，教师再引导学生总结、归纳、解决定量探究实验类问题的一般思路和方法，以此建构新的认知结构。

第四步：根据改进后的实验方案，选择定量实验研究模型中的某些环节，如应选择什么药品和仪器、选择什么装置及装置的顺序、应进行哪些实验操作等等，将其编制成定量实验试题。教师收集学生编制的试题，归类整理后作为课后作业，对学生进行巩固练习。通过这种方式可提高学生学习的兴趣、增强练习的针对性和有效性，最终实现提升定量实验教学效果的目的。

在自编定量实验试题的过程中，教师可以引导学生研究教材资源，如测定空气中氧气的含量，探究木炭粉还原氧化铜或氧化铁生成气体的种类等经典素材；引导学生研究期刊杂志等文献资料中涉及工业生产流程、课外实践活动、主题探究活动或最新科技进展等内容；还可以引导学生研究现有试题，如中考试题、竞赛试题等等。根据学生的学情，以及命题原则和要求，选取不同的情境素材和定量测量方法，采用成题改编法、组合法、列举法、缺点改编法、类比法等方法编制试题[3]，有针对性地对学生进行训练。

与定性实验相比，定量实验有利于改变学生学习知识的习惯；有助于培养学生的创造性思维，促进学生高层次思维能力的发展；有利于学生品味、感悟实验探究过程和知识的形成过程。在此类习题教学活动中，我们应以定量实验研究模型为基础，根据实验目的选取合适的定量测量方法，利用合适的时机引导学生编制定量实验试题，使之成为提高学生学习质量的有效途径之一。

参考文献：

[1]杭献.中学生量化意识的培养途径初探[J].化学教与学，2014，（2）：5～8.

化学定量实验的考查方式归纳 篇4

“了解常见仪器的主要用途和使用方法”是《考试大纲》明确提出的一个基本要求.高考中对定量实验涉及的计量仪器的考查主要包括托盘大平、量筒、容量瓶、滴定管、温度计和pH试纸等,从考查的要求看,主要是识记层次,考查学生对常见计量仪器的结构、用途、读数和使用方法的认识.

例1填空:

(1)图1Ⅰ表示10 mL量筒中液面的位置A与B,B与C刻度间相差1 mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是______mL.

(2)图1Ⅱ表示50 mL滴定管中液画的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填代号)______.

(A)是a mL

(B)是(50-a)mL

(C)一定大于a mL

(D)一定大于(50-a)mL

解析:本题主要考查量筒和滴定管的结构特点、分度值及读数方法.图Ⅰ量筒中最小刻度即分度值为0.2 mL,刻度A为4,即B刻度为3,读出3.2 mL.图Ⅱ中滴定管为50 mL规格,液面以下有刻度部分体积是(50-a) mL,再加上无刻度部分其体积大于(50-a) mL.

二、考查定量实验的基本操作

“用正确的化学实验基本操作,完成规定的‘学生实验’的能力”也是《考试大纲》中对学生实验能力的基本要求.现行高中教材中通过配制一定物质的量浓度的溶液、酸碱中和滴定等基本定量实验的完成,训练学生的基本操作技能,为学生将来参加社会实践或进一步学习打下必要的良好基础,这也是构成人才科学素质的重要组成部分.

例2为了确定乙醇分子的结构简式是CH3—O—CH3还是CH3CH2OH,实验室利用图2的实验装置,测定乙醇与钠反应(ΔH<0)生成氢气的体积,并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目.试回答下列问题:

①指出实验装置的错误______.

②若实验中用含有少量水的乙醇代替相同质量的无水乙醇,相同条件下,测得氢气的体积将______(填“偏大”“偏小”或“不变”).

③请指出能使实验安全、顺利进行的关键实验步骤(至少指出两个关键步骤)______.

解析:本实验是将气体的体积转化为水的体积以便于量取,按图示无法达到这一目的,广口瓶中的进气导管不应插入水中,排水导管应插入广口瓶底部.当用含少量水的乙醇时,水也要与钠反应放出氢气,使产生氢气的体积变大.本实验关键在于测定气体体积,操作中应注意检查装置气密性、加入稍过量的钠、从漏斗中缓慢加入无水乙醇.

答案:①广口瓶中导管不应插入水中,排水导管应插入广口瓶底部②偏大③检查装置气密性、加入稍过量的钠、从漏斗中缓慢加入无水乙醇等.

三、考查实验设计方法

1. 重量分析法

重量分析法就是根据可测量物的重量来确定被测物质组分含量的方法,一般是先使被测组分从试样中分离出米,转化为一定的称量形式,然后用称量的方法测定该成分的含量.根据被测成分与试样中其他成分分离的不同途径,通常应用的重量分析法又分为沉淀法、气化法等.

沉淀法是利用沉淀反应使被测成分生成溶解度很小的沉淀,将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧后成为组成一定的物质,然后称其重量,再计算被测成分的含量,这是重量分析的主要方式.

例3某纯碱试样中含有少量的氯化钠杂质,请设计一个简单的实验,确定纯碱的的质量分数.

解析:此题可以根据Na2CO3和NaCl的性质差异,即和Cl-的不同特性,利用沉淀法设计为:首先将a g试样放入烧杯中加入适量蒸馏水溶解;再向试样的溶液中滴加0.1 mol/L的CaCl2 (或BaCl2)溶液,直至不再产生沉淀时为止;过滤、洗涤、干燥并称量所得沉淀物的质量为b g;最终计算出纯碱的质量分数为:.同理向试样的溶液中加入足量稀硝酸和硝酸银盐溶液也可.

气化法是用加热或其他化学方法使试样中被测成分转化为气体逸出,然后根据气体逸出前后的试样重量之差来计算被测成分的含量.如“硫酸铜晶体结晶水含量的测定”设计原理中就是利用了气化法.

2. 滴定分析法

滴定分析法是传统化学分析法中重要的分析方法之一,是将一种已知其准确浓度的试液滴加到被测物质的溶液中,通过指示剂的变化判断反应完全时,根据所用试剂的浓度和体积求得被测组分的含量.滴定分析法要求发生的反应要完全、反应速率要快、反应要等当量进行、要选择恰当的指示剂.

定量实验 篇5

【关键词】挥发酚；饮用水

0.前言

根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，可分为挥发酚和不挥发酚。挥发酚指沸点在230℃以下的酚类，一元酚除对硝基酚外，酚及各种甲酚、二甲酚、氯酚及硝基酚等沸点均在230℃以下，多属于挥发性酚。二元酚及多元酚沸点皆在230℃以上，不能随水蒸汽蒸出，属不挥发酚。目前我国自來水厂几乎都采用液氯消毒，酚是苯的衍生物，苯环上的氢被氯取代后形成氯酚。世界卫生组织《饮用水水质标准》将氯酚列为消毒副产物及能引起用户不满的物质。由于氯酚多有异味，能够引起饮用者的不满，其限值为：1-氯酚0.1～10μg/L；2，4-二氯酚0.3～40μg/L；2，4，6-三氯酚2～300μg/L。通过比较发现，其限值的总和将远远超过以苯酚计的0.002mg/L挥发酚的限值。由此可见，准确测定挥发酚含量具有十分重要的意义。供水行业挥发酚的经典测定方法是4—氨基安替比林分光光度法，本文重点阐述影响该方法准确定量的因素以及消除这些影响因素的办法。

1.样品的预处理对挥发酚测定的影响

样品预处理主要是指挥发酚定量分析中的样品采集、保存和蒸馏的过程，样品预处理是为了去除还原性硫化物、氧化剂、苯胺类化合物及石油对检测结果的影响，并获纯化的挥发性酚用于定量分析。

在水样预处理过程中以下几个方面对检测结果影响较大，应予密切注意。

（1）水样采集好后应尽可能尽快检测，否则应加入适量NaOH溶液，将pH值调至12～12.5，对于有游离氯存在的饮用水则应先加入适量硫酸亚铁脱氯，后加适量NaOH溶液，将pH值调至12～12.5， 24小时内完成测定。因为游离氯能与酚反应生成氯酚对挥发酚测定产生干扰，使测定结果偏低或偏高。其影响可表现在以下方面。

1）对位取代基影响。酚的对位取代基（除-Cl、-COOH、-HSO3、-OH、-OCH3外），如-NO3可阻止酚与安替比林反应。在某些特定环境因素下，酚类分子的对位取代基有可能被-Cl所取代，所形成的对位氯酚能与安替比林反应。而这种取代反应极有可能在加氯消毒或加热蒸馏纯化过程中发生。

2）邻或间位取代基的影响。硝基位于酚的邻位时，阻止显色反应的发生。硝基位于酚的间位时，部分阻止显色反应的发生。当邻、间位的取代基被-Cl所取代后，其邻、间位的取代基将不阻止酚与4-AAP的偶合，及显色。

3）不挥发酚类的影响。水中的二元酚及三元酚为不挥发酚。在有氧化剂及一定温度的情况下，其中的一个或两个羟基（-OH）会被-Cl所取代（氧化），而转变成一元的挥发酚类，从而与其他的挥发酚类一起被蒸出并与4-AAP发生显色反应，使挥发酚的实际测定值偏高。

4）芳香胺类的影响。在pH值8.0～10.0的范围内，苯胺、甲苯胺、乙酰苯胺等芳香胺类物质会与4-AAP发生显色反应。如果将pH值控制在10.0～10.2的范围内，20mg/L的苯胺所产生的颜色仅相当于0.1mg/L酚所产生的颜色深度。另外芳香胺类在游离氯的作用下，转化为C6H5-N2Cl，并进一步水解为C6H5-OH。

牘牘可见游离氯的存在，为不挥发酚转变为挥发酚、不显色的酚类转变为显色的酚类创造了条件。但前提是原水中含有可发生转变的物质，这些物质在原水受到污染时有可能存在。在水处理过程中，加氯消毒是唯一能将非挥发酚类转变为挥发酚类的过程，此时的酚类可能是一氯、二氯、三氯、甚至五氯酚。作为消毒副产物，这些物质的产生有其不确定性。因此在采样时应该脱氯。

（2）蒸馏装置安装好后，应检查该装置的气密性，这一步骤容易被忽略，并且对检测结果有重要影响。这是由于挥发性强的酚类在短时间内即可被蒸出。气密性的检查除传统方法外，还可采用水封法，即拧紧各磨口后，在磨口结合部位滴上一些蒸馏水，实验证明它的效果也非常好。注意：不得用橡胶塞、橡胶管连接蒸馏瓶及冷凝器，以防止对测定的干扰。

（3）对蒸馏速度的控制也是保证检测结果准确的一个重要环节。应采用快速沸腾加热，并应注意：1）不得让沸腾的水样涌到冷凝管口。2）冷凝水流量应足够保证蒸汽不能到达冷凝器中部。3）待蒸馏出总体积的90%左右，停止蒸馏，稍冷，向蒸馏瓶内加入25mL纯水，继续蒸馏，直到收集250mL馏出液为止。4）防止蒸馏温度过高把Cu2+蒸出，干扰下面步骤的测定。试验证明：Cu2+被蒸出时，在加完4—氨基安替比林和铁氰化钾后会出现红褐色络合物干扰。

2.检测用试剂对挥发酚测定的影响

2.1 4—氨基安替比林纯度的影响

4—氨基安替比林易吸潮、结块、氧化变质，产生安替比林红，影响测定结果。为此，我们对4—氨基安替比林进行提纯。 提纯方法：取适量4—氨基安替比林于烧杯中用少量苯振荡洗涤，倾去苯洗液重复少量多次直至苯液变为浅黄色，最后把底部物品铺于滤纸上自然挥干备用。用时再用少量氯仿萃取配制的溶液，弃去下层有机相。下表为水样空白做的提纯前后对比。

提纯前空白吸光度是提纯后的大约3倍，这是由于未提纯的4—氨基安替比林的橙色杂质被萃取到氯仿中，在波长460nm处有强烈吸收。试验证明，未提纯的4—氨基安替比林试剂在测定0.004mg/L的苯酚标液时，它的吸光度值可能偏大很多，影响结果的准确性。而对于提纯后的4—氨基安替比林试剂在做0.004mg/L的苯酚标液时，它的吸光度值稳定，测定结果准确、可靠。

2.2 4—氨基安替比林用量的影响

加入不同量的4—氨基安替比林测定结果见表4。

由实验结果看，空白吸光度与4—氨基安替比林用量正相关，2%的4—氨基安替比林用量从0.9mL增加到1.8mL，空白值由0.011上升到0.033。同样，对标样也有相同趋势影响，由0.126升为0.198，这是4—氨基安替比林缩合成安替比林红引起吸光度升高所引起的。因此，4—氨基安替比林用量必须准确加入。

2.3铁氰化钾用量的影响

实验表明，铁氰化钾的青黄色不能被氯仿萃取，所以对吸光度无影响。但试剂的用量必须过量，因为铁氰化钾须保证4-AAP与挥发酚完全缩合，并有可能促成4-AAP自身的缩合。当8%铁氰化钾用量小于1mL时会造成显色不完全，水相的颜色褪尽或很淡。

2.4铁氰化钾与4—氨基安替比林应临用现配，它们本身极易变质特别是处于溶液状态下

3.其它因素的影响

影响挥发酚测定的因素还应该包括pH值及萃取等因素。如pH值超出10±0.2的范围，会引起较大的误差；萃取时萃取强度及萃取时间，对吸光度也有一定的影响，萃取操作时应确保完全充分，保证实验的准确可靠。

4.结束语

由于挥发酚在水体中含量极微，影响因素复杂，因而分析操作的每一个过程都存在着严重影响检测结果的可能性，只有认真做好每一步操作，才能保证检测数据准确可靠，从而确保水质安全。 [科]

【参考文献】

[1]上海环境，主要环境污染物简介，上海市环境保护局，2004.

[2]宋仁元等，水和废水标准检验法（第15版），中国建筑工业出版社，1985，289～307.

[3]张宏陶主编，生活饮用水标准检验法方法注解，重庆大学出版社，1993.

偏振光定量测量实验的改进 篇6

如图一所示, 将El分解为平行和垂直于P的透振方向的两个分量, 只有平行分量Ep=Elcosθ才能透过P, 因此投射光的强度为:

上式称为马吕斯 (E.L.Malus) 定律。不难看出, 当θ变化 (偏振片旋转) 时, I随之变化。当θ=0时, 光强最大;时, I=0, 此时称为消光。

偏振光定量测量实验是高校光学实验室开设的一门实验。在实验中, 验证马吕斯定律的工作可以说是最直接、最简单的了。但是, 就是这样的一种简单的计量工作常常令人生出不少疑问:两偏振片透振方向夹角较大时, 测量结果和理论值比较吻合;但夹角较小时, 测量结果和理论值差别很大。测量结果和理论计算值的偏差如此之大, 难以达到较好的验证马吕斯定律的目的。

在翻阅了大量参考书籍以后, 掌握了本实验的原理及操作方法, 并分析出现差错的原因:

1.激光器输出激光不稳定。

2.同一实验室的多台激光器相互干扰。

3.偏振片对光的偏振效果不好。

4.在激光长时间照射下, 偏振片发生退偏振现象。

5.两块偏振片之间的夹角的计量不准确。

经过大量实验论证后, 笔者发现:在上述原因中, 前四条对实验结果的影响很小, 而第五条才是引起测量偏差的主要原因。因此, 笔者针对第五条原因做了进一步的深入研究。

实验光路图如图二所示, P1为固定偏振片, P2为可以转动的偏振片, 两偏振片透射方向的夹角为θ。由于激光输出不稳定等偶然因素的存在, 我们如果要确定θ=0, 即透射光强最大时的位置是比较困难的。但是我们可以方便的确定消光状态的位置。因此, 为了计量的方便, 我们取。即在消光状态时, α=0。则马吕斯定律相应的变成:

在实验中, 我们发现造成两块偏振片之间的夹角的计量不准确的原因有两点:

1.由于光电探测器的灵敏度不高, 在偏振片P2转动一定的角度范围内, 都显示消光状态。因此我们计量时, 取显示消光的角度范围的中间位置为α=0, 以减小测量误差。

2.由于偏振片不是围绕旋转轴转动, 而是在旋转框内转动, 因此存在角度偏心误差的问题, 即偏振片的圆心和转动轴心不重合。如图三所示:

O为偏振片的圆心, O1为偏振片的旋转轴心。偏振片上的刻度是根据圆心O所制成的, 因此我们按照刻度盘读出的数值α只是相对于圆心的角度。而偏振片实际转过的角度是相对于旋转轴心的角度, 其值小于α, 具体为:α (R为偏振片半径, L为OO1的长度) , 此时的透射光强为:

如果我们在弧A B关于圆心对称的位置按照刻度盘读出数值α, 那么偏振片实际转过的角度应该大于α, 具体为:α。此时的透射光强为:

因为, L<<R

所以,

可见, Im小于马吕斯定律理论值, In大于于马吕斯定律理论值, 且α越大, 即θ越小, 偏差就越大。

找出了引起测量偏差的主要原因, 我们下一步研究并提出了改进办法。改变以前测量角度范围只取0°~90°的做法, 测量时所取角度范围应为0°~360°, 然后把角度为α时的取值Im和角度为α+180°时的取值In分为一组进行计算, 得出角度为α时的光强真实值。具体计算公式推导如下：

令,

则式 (1) 和 (2) 可变为:

由 (3) 和 (4) 式, 可得:

又因为:

经过三角函数运算可以得出:

当我们把实验结果代入 (5) 式进行计算, 通过对比计算结果, 我们可以发现计算值和理论值比较吻合, 实验结果得到了改进。从而就较好的验证了马吕斯定律的正确性。同时也证明了角度偏心误差是造成测量偏差的主要原因。

在对此实验进行了深入的研究后, 笔者认为, 以后在开设这项实验时, 应提醒同学们在做实验时注意以下几点注意事项:

1.试验前应转动偏振片检查有无消光状态。若没有, 则应变换激光照射在偏振片上的位置, 或者干脆更换偏振片。

2.激光器预燃时间应充分, 实验过程中转动偏振片要迅速。这样就能有效的消除因激光输出不稳定带来的偏差。

3.在实验过程中, 如果因记录、计算等工作而长时间的中断测量时, 应将遮光板置于光路中, 使激光不能长时间照射在偏振片上, 防止偏振片发生退偏振现象。

4.由于光电探测器的灵敏度不高, 在第二块偏振片转动一定的角度范围内, 都显示消光状态。因此我们计量时, 应取显示消光的角度范围的中间位置为α=0, 以减小测量误差。

5.改变以前测量角度范围只取0°~90°的做法, 测量时所取角度范围应为0°~360°, 然后把角度为α时的取值Im和角度为α+180°时的取值In分为一组进行计算, 得出角度为α时的光强真实值。

本实验数据之多, 计算量之大, 手工完成这些工作是非常困难的。建议使用电脑协助完成数据的计算。

摘要：偏振光定量测量实验是高等学校开设的一个光学实验。在验证马吕斯定律实验中, 两偏振片透振方向夹角较大时, 测量结果和理论值比较吻合;但夹角较小时, 测量结果和理论值差别很大。测量结果和理论计算值的偏差如此之大, 难以达到较好的验证马吕斯定律的目的。本文就上述问题进行了深入研究, 找出了引起测量偏差的主要原因, 并提出了改进办法。

关键词：偏振光,马吕斯定律,定量测量

参考文献

[1]蔡履中, 王成彦, 周玉芳.光学.济南:山东大学出版社.2 0 0 4

[2]廖延彪.偏振光学.北京:科学出版社.2003

定量实验 篇7

“探究影响安培力大小因素”的实验是高中物理的重要内容.人教版选修1-1 (31页) 和3-1 (83~84页) [3]都以相同的演示实验, 让学生进行研究.然后用相同的方法得出结论:“分析了很多实验事实后人们认识到, 通电导线与磁场方向垂直时, 它受力的大小既与导线的长度L成正比, 又与导线中的电流I成正比, 即与IL成正比, 用公式表示为F=BIL.”

笔者认为, 突出物理学的人文特色的选修1-1[4]做这样的安排无可非议.但作为侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容, 进一步了解物理学的思想和方法的选修3-1[4], 在探究的层次上应该比选修1-1有所提高.影响安培力大小因素的探究实验设计, 应有利于学生通过实验数据的收集、归纳和推理, 能从中得出公式F=BIL.从这一思路出发, 我设计了如图1所示的设计电路, 变定性研究为定量探究, 取得了较好的教学效果. 现将设计思路和探究过程做一梳理.

一、设计思路

1. 如何测量安培力的大小?

由于本实验测量的是作用在一根通电直导线上的安培力, 其测量值非常小, 只有0.01 N左右.普通的弹簧测力计的精度 (0.1N) 显然不能满足定量探究的需要. 为此改用电子秤来测安培力的大小, 其称量为200 g, 感量为0.01 g. 转化为测力计, 其称量为2 N, 感量为0.0001 N, 能满足测安培力大小的需要.利用其“去皮”功能, 能直接测出安培力, 并用电子秤示数的正与负表示安培力的方向. 若示数为正, 说明受到安培力的方向向下;若示数为负, 说明受到安培力的方向向上.

测量时, 将电子秤置于匀强磁场中, 直导线放在电子秤的秤盘上, “去皮”归零后, 闭合开关, 电流通过直导线, 读出电子秤的示数, 其示数的10-2倍即为安培力的大小, 单位为N.

2.怎样改变电流的大小?

利用如图3所示的学生电源, 用改变电源电压的方法来改变电流的大小, 并通过电流表直接显示. 同时采用功率为10 W、阻值为5Ω的绕线电阻R来保护电路.

3.怎样改变导线的长度?

用14 cm长的裸铜线作为直导线, 焊5个连接点, 安置在图4所示的导线架上 , 并连接到五个接线柱上.选择不同的接线柱, 可方便地改变置于匀强磁场中的导线长度, 分别为14cm、12cm、10cm和8cm.

4.怎样改变磁场的强弱?

用图5所示的两个长15 cm、高1 cm、厚1 cm的钕铁硼强磁铁代替蹄形磁铁, 增强匀强磁场的宽度, 达15 cm.将其放在两根下面有与仪器架连接的一排铁螺钉、上面有长 度刻度线的 导轨上.利用磁体的吸铁 性使其与导轨固定, 利用刻度线确定强磁铁之间的距离, 移动强磁体在导轨上的位置来改变磁体间的距离d.

5. 怎样描述力、电流、磁场三者方向的关系?

用箭头直观地描述电流方向 (向左“←”或向右“→”) 和磁场方向 (进去“×”或出来“·”) , 用电子秤显示数的正负描述安培力的方向 (向下“↓”或向上“↑”) , 从中归纳出用左手定则来判定安培力的方向.

二、制作仪器

根据上述设计思路, 制作安培力探究仪, 并将其与高中学生电源、电流表、保护电阻按图1所示电路图连 成电路, 其实物照片如图6所示.用它可以非 常方便地定 量探究影响 安培力F大小的三 个因素 (电流大小I、磁场强弱B、导线长短L, 其中导线与磁场方向垂直) , 揭示出描述安培力的方向与电流方向、磁场方向之间关系的方法 (左手定则) .

三、探究过程

1. 探究安培力的大小与电流大小的关系

将两个强磁体放置在导轨上, 使其间的距离为10 cm, 使匀强磁场的强度一定.再将A、E两个接线柱连入电路中, 磁场中导线的长度保持14 cm不变、直导线位于匀强磁场的中间, 与强磁铁平行.改变电源电压, 读出与其相对应的电流表和电子秤的示数, 将其记录在设计的表1中.

将表1中的数据画成如图7所示的安培力随电流变化的函数图像.由图像可知:在保持磁感应强度 (1.66×10-2T) 、导线的长度 (14 cm) 不变时, 垂直于磁场方向的通电直导线, 受到安培力F的大小, 与导线中的电流I成正比.

2. 探究安培力的大小与导线长度的关系

在上述实验序号1的基础上, 分别改变相应的接线柱, 使A、D (12 cm) , B、D (10 cm) , C、D (8 cm) 分别先后接入电路, 闭合电源开关, 分别读出电子秤的示数, 并记录在表2中.

将表2中的数据画成如图8所示的安培力随匀强磁场中导线长度变化的函数图像.由图像可知:在保持磁感应强度 (1.66×10-2T) 、导线中的电流 (1.46A) 不变时, 垂直于磁场方向的通电直导线, 受到安培力F的大小, 与导线的长度L成正比.

3. 探究安培力的大小与磁场强弱的关系

在探究1实验序号1的基础上, 在导轨上移动强磁体的位置, 改变它们间的距离d, 使其分别为8 cm、6 cm、5 cm、4 cm.闭合电源开关, 分别读出电子秤的示数, 并换算成磁场的强弱B (B为磁感应强度) , 记录在表3中.

分析表中第2行和第3行的数据可知, 两个相同的强磁体组成的匀强磁场, 其磁感应的强度随磁 极间距离的减小而增大. 再将表3中第3行和第4行的数据画成如图9所示的安培力随磁场的强弱而变化的函数图像.由图像可知:在匀强磁场中, 导线的长度 (0.14 m) 、电流一定时 (1.46 A) , 垂直于磁场方向的通电直导线, 受到安培力F的大小与磁感应强度B成正比.

4. 探究安培力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系

分别改变电流方向 (由“→”改变为“←”) 和磁场方向 (由“×”改变为“·”) , 查看电子秤示数的正负 (“↓”为正, “↑”为负) , 并把三个方向分别记录在表4中.

分析表4中的实验现象可知:安培力的方向与电流的方向、磁场的方向都有关, 三者之间的方向关系可用左手定则来描述:伸开左手, 使大拇指跟其余四个手指垂直, 且都跟手掌在同一个平面内, 让磁感线直穿入手掌心, 使四指指向电流方向, 则大拇指所指的方向, 就是安培力的方向, 如图10所示.再让学生用左手定则逐一验证表4中实验序号1 (或2、或3、或4) 中三个方向之间的关系.

四、得出结论

综上分析可得:通电直导线在磁场中受到安培力F的大小, 与电流的大小I成正比, 与导线的长度L成正比, 与磁感应强度B成正比.由此可得计算安培力的公式F=ILBsinθ.

其中的B为磁感应强度, 它是描述磁场强弱和方向的一个物理量. 其大小为B=F/IL, 单位为特斯拉 (T) , 简称特.表3中的B1=1.66×10-2T、B3=1.76×10-2T、B4=1.91×10-2T、B5=2.01×10-2T、B2=2.14×10-2T, 都是利用公式B=F/IL, 将I=1.46 A、L=0.14 cm和F1=0.34 N、F2=0.36 N、F3=0.39 N、F4=0.41 N、F5=0.44 N等数据分别代入计算而得的.

五、教学探讨

对于探究影响安培力大小因素实验的教学, 若采用传统的教学方法, 教师会直接根据教材的安排, 通过演示实验 (插图3-2-1) 后, 让学生直接阅读“分析了很多实验事实后人们认识到, 通电导线与磁场方向垂直时, 它受力的大小, 既与导线的长度L成正比, 又与导线中的电流I成正比, 即与I L成正比, 用公式表示为F=BIL”.这样的教学, 表面上学生也经历了探究, 事实上学生的思维是禁锢的.这样的教学显然缺乏严谨的探究过程, 公式的得出显得苍白无力, 这对教学条件比较好的重点中学的理科学生而言, 是无法落实科学探究这一目标的.

本人认为, 在物理规律教学尤其是得出定量公式的教学之前, 教师应该认真研究如何让学生经历物理规律乃至公式的发现过程, 就需要对教材进行二次创造. 以学生原有的认知水平为思维起点, 创设与规律或公式的真实发现过程相似的情境, 变定性研究为定量探究, 引导学生经历物理学家的发现过程, 从而提升学生的思维能力, 丰富学生的思维品质.□◢

参考文献

[1]方红霞.向心力探究仪[J].物理教学, 2013 (2) :23~26.

[2]方红霞.多功能摩擦力实验仪[J].中学物理教学参考, 2013 (4) :93~94.

[3]张大昌.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1[M].北京:人民教育出版社, 2007.

浅谈临床定量PCR实验室管理 篇8

聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)是20世纪80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术,能使样品中靶序列的拷贝数特异性地快速扩增105~107倍,将检测阈值降至1~10拷贝用于基因表达检测,使低拷贝临床标本的检测成为可能。荧光定量PCR(fluorogenic quantitative polymerase chain reaction,FQ-PCR)于1996年由美国Applied Biosystems公司推出。该技术使PCR实现了从定性到定量的革命性飞跃,具有特异性较强、灵敏度高,简便快速等优点。近年来,PCR技术在临床医学中得以快速应用,特别是在肝炎、结核、艾滋病、性病、SARS等病原微生物诊断以及部分遗传性疾病诊断和癌症的辅助诊断等方面的应用[1,2,3]。

2 临床定量PCR实验室管理

临床定量PCR实验室由卫生部管理,依据国家卫生部颁发的《临床基因扩增检验实验室管理暂行办法》(卫医发[2002]10号)、《临床基因扩增检验实验室工作规范》(卫检字[2002]8号)、《临床基因扩增检验实验室基本设置标准》(2002-1-14)、《临床基因扩增实验室申请表》及《临床基因扩增实验室验收表》执行。实验室申办程序包括:(1)填写调查表,由省临检中心审核;(2)正式填写申请表,上报卫生部临检中心;(3)评审由卫生部、省专家参加,并报省卫生厅备案;(4)合格单位名单由卫生行政部门在媒体公示。临床定量PCR实验室应具备以下条件:标准的实验室设计设置、专业的技术人员、标准操作程序(SOP)和质量管理文件等。

2.1 实验室设置及人员管理

在实验室设计上,建立单流向、一体化的临床定量PCR实验室是安全准确进行基因扩增检验和保障生物安全的重要措施[4]。其具有理想的布局结构、标准的风向设置、严谨的防护措施、简明洁净的外观、合适的环境条件与参数等。它具体包括建设好“3个实验区”(试剂准备区、标本制备区和PCR扩增区及其各自缓冲区)和“3个系统”(单向气流控制系统、单向物品传送系统、生物安全控制系统)。对于人员管理,首先应制定一系列规章制度。检验人员要严格遵守操作规程,制定日常工作中的质量控制流程,严格执行查对制度和考核制度,具有实事求是的工作作风。检验人员必须满足以下条件:(1)经有资质的单位培训,考试合格取得上岗证后持证上岗。(2)专业主管为本科以上学历和中级以上职称3 a以上工作经历。(3)工作人员须有专业技术职称。(4)培训单位须由省卫生厅指定,经卫生部临检中心认可。

2.2 实验室操作规程的规范化

建立符合当今实验室的管理模式,形成管理文件,包括质量手册、质量体系程序文件和标准操作程序(SOP)等。质量手册主要包括目录、批准页、前言、质量方针、组织结构、人员管理、实验室设施环境、仪器设备、生物防护措施、标准操作程序、标本管理、记录、报告、应急处理及实验室的工作制度等。SOP文件是最具体、最具可操作性,也是使用频率最高的文件,其精髓就是使所有与实验室检验质量有关的环节都有章可循,要让每一个操作人员都了解并严格遵照执行管理制度和标准操作程序。此外,所有实验的原始资料均应存档;所有的记录均应规范登记在册;原始登记表应记录试剂来源、批号,质控血清的来源及测定值,并注明是否在控;检验者及审核者应签名。如果实验结果对临床诊断有决定意义,其样本应留存,至少要与病历的保存期一致。规范化的管理和操作保证了实验结果的准确性和可靠性,而且便于各项数据资料的核实。

3 临床定量PCR实验室的质量控制

PCR技术自Mullis创立以来广泛应用于多种疾病检测,但PCR测定不同于一般临床检测,由于其灵敏性很高,即使有极少量DNA污染也会造成假阳性,因此对实验条件要求非常严格。检验者在操作过程中必需牢固树立“无基因观念”,严格操作规程,防止一切可能的污染,包括以前的扩增产物、天然基因组DNA、试剂配置、气溶胶、实验所用的器具等。一旦发生污染,实验即不能进行,而且查找污染源非常困难,因此避免发生污染重在预防,并贯穿于PCR检测的全过程。因此质量控制在PCR检测过程中尤为重要。

3.1 室内质量控制

室内质量控制是指一个实验室内部对所有影响质量的各个环节进行系统控制。目的是控制本试验室常规工作的精密度,提高常规工作前后的一致性。临床PCR实验室应开展所有检验项目的室内质量控制,并做好记录和分析[5]。PCR检测包括标本采集、核酸提取、基因扩增、产物检测等步骤,每个步骤都应有相应的质控措施。其中最关键的是标本采集和核酸提取,按照卫生部临床检验中心《临床基因扩增实验室工作规范》严格执行。室内质控贵在坚持,重在不断总结提高。

3.2 室间质量评价

室间质量评价是实验室质量控制体系中的重要部分,是保证患者检验结果及其报告的准确性和可靠性,以及各实验室间结果可比性的重要手段。卫生部临床检验中心组织的全国性室间质量评价活动现已扩展到细菌、免疫、血液、体液、治疗药物监测、分子诊断等领域。临床PCR实验室应积极参加省、市及卫生部临床检验中心组织的各项活动,如实验室室间质量评价、质量评价总结会议、研讨会和学习班,各医院间相互学习、沟通和交流,不断改进和完善本实验室的质量管理。实事求是地汇报室间质评结果,认真地研究反馈的评价信息。接受卫生部或省临检中心的现场调查,如果1个质评项目连续2次成绩不合格,整改并停止项目收费3个月。及时发现问题,做好失控分析和记录,找出问题所在,采取相应措施,力求实验室结果准确、可靠、及时、可比,更好地服务于临床。

4 小结

随着PCR实验室管理方法的不断完善,新试剂盒的相继推出,实验室设备的改良及实验方法的不断改进,定量PCR技术已经发展成为日益强大和用途广泛的技术。此外,PCR技术不同于常规的检验技术,必须按照PCR实验室的一系列要求开展工作才能保证操作的安全性和结果的可靠性。可以预计,PCR技术将会给临床医学检验方法带来一场巨大的变革,并逐步进入我国卫生机构的各级实验室,更好地为临床某些疾病的早期诊断和治疗提供服务。

参考文献

[1]Khodakov D A,Zakharova N V,Gryadunov D A,et al.An oligonu-cleotide microarray for multiplex real-time PCR identification of HIV-1,HBV and HCV[J].Biotechniques,2008,44(2):241-248.

[2]Yu C H,Liu L T,Liu S,et al.Enhanced-real time PCR:a highly sensitive method for SARS-coronavirus detection[J].Beijing Da Xue Xue Bao,2006,38(2):211-213.

[3]Matsenko N U,Rijikova V S,Kovalenko S P.Comparison of SYBR Green I and TaqMan real-time PCR formats for the analysis of her2gene dose in human breast tumors[J].Bull Exp Biol Med,2008,145(2):240-244.

[4]江其生,金济民,李峰生,等.单流向一体化临床定量PCR实验室的优化设计与设备配置[J].医疗卫生装备,2006,27(9):34-36.

定量实验 篇9

一、研究内容与研究过程

在化学教学上,可操作性是指通过一些具体的行为、特征、指标,将学生的化学六大核心素养转换成可观测、可检验的项目。从这个意义上说,化学校本作业就是这样一类用于检测学生化学素养的可观测、可检验的试题。我们将校本作业的可操作性分为6个维度:作业意义、作业目标、整体结构、学习特征、学习内容、学习习惯。

研究思路:第一步,根据文献资料,学习校本作业的可操作性理论;第二步,参照现有的校本作业问卷量表,编制一份有针对性的问卷;第三步,用该问卷了解我校化学校本作业之《定量实验》这一章的可操作性。

二、研究设计

1.总体说明

校本作业的可操作性分为6个维度:作业意义、作业目标、整体结构、学习特征、学习内容、学习习惯。

(1)作业意义包含5个小维度:校本作业要解决的问题,校本作业对学生自主学习的引导作用,校本作业是否起到“减负增效”的作用,校本作业对教师教学的主导作用,校本作业的整体评价。

(2)作业目标包含6个小维度:体现与课程标准学习要求、教材目标的一致性,强调方法教育、重视观念教育,符合学生的认识水平,关注学生差异,反映时代特征,综合利用资源。

(3)整体结构包含5个维度:顺应认知发展,总体容量合适,框架结构恰当,栏目设计合理,版面设计优良。

(4)学习特征包含6个维度:有助于学生明确学习目标,活动设计有效,确保过程安全,引导学生总结,作业配置合理,促进合作学习。

(5)学习内容包含6个维度:学习目标的匹配程度,内容表述符合学科特征,内容促进学生的理解,内容的逻辑结构合理,内容突出重点,图标语言表述有利于学生理解和美观。

(6)学习习惯包含3个维度:常用的学科学习习惯,整体学习习惯,作业的表达习惯。

2.调研问卷设计

基于校本作业的可操作性理论和化学学科特性,参照国内外的元认知问卷量表,我们初步形成了“6个主因素,21个次因素,45个题项”结构性化学阅读元认知原始问卷。

3.研究对象

本次研究的对象为上海市嘉定一中2013级高二某班学生,共30人。

4.数据处理

45个题项的数据由人工录入Excel表格,在表格中计算各选项所占比重,并进行相应的分析。

三、研究结果

经过调查数据分析,我们可以获得校本作业6个大维度中大多数小维度的情况。

维度1:作业意义

(校本作业要解决的问题——较好;校本作业对学生自主学习的引导作用——好;校本作业是否起到“减负增效”的作用——一般;校本作业对教师教学的主导作用——较好;校本作业的整体评价——一般。)

1.分别有20%和48%的学生乐于或比较乐于研究校本作业中的问题,但是也有18%和14%的学生不太乐于或不乐于研究校本作业中的问题。这些数据说明,该校本作业在对学生自主学习的引导方面有一定成效,但仍有改进的空间。

2.有80%的学生完成1节校本作业所需的时间为0.5～1个小时,有15%的学生所需时间不到0.5个小时,仅有5%的学生所需时间为1～1.5个小时。这说明《定量实验》这章校本作业起到了“减负增效”的作用。

3.我校每周化学课为3.5节。据统计,分别有20%和50%的学生认为,教师每节课都使用或经常使用该校本作业,仅有30%的学生认为教师每周仅有1～2节课使用该校本作业。这些数据说明,该校本作业对教师的教学有比较强的主导作用。

4.在为学生推荐数学资料时,有52%的学生选择推荐化学校本作业,另外有48%学生选择推荐网站、参考书等其他学习资源。由此可见,校本作业获得了一定程度的认可。

维度2:学习目标

(体现与课程标准学习要求、教材目标的一致性——较好;强调方法教育、重视观念教育——较好;符合学生的认识水平——非常好;关注学生差异——较差;综合利用资源——较差。)

1.据调查,分别有40%和44%的学生认为该校本作业对考试很有帮助或较有帮助,仅有16%的学生认为不太有帮助或者说不清。由此可见,我们的校本作业符合考纲。

2.有81%的学生认为该校本作业难易适中,有12%的学生认为该校本作业不难,有5%的学生认为该校本作业很难,有2%的学生认为该校本作业太简单。这些数据表明该校本作业符合学生的认知水平。

3.在遇到难题时,有54%的学生能够积极面对,而有46%的学生产生了负面情绪。由此可见,该校本作业在培养学生解题时的正面情绪方面做得尚可。

4.有86%的学生认为《定量实验》这章作业题型单一,没有梯度,所以该校本作业的设计未能关注学生学习能力、学习水平、学习情感上的差异。

维度3:整体结构

(顺应认知发展——一般;版面设计优良——较好。)

1.有47%的学生认为该校本作业的设计难易交错,有23%的学生认为该校本作业的设计由易到难,有30%的学生认为该校本作业的设计大部分由易到难。可见,该校本作业在顺应学生认知方面有待改进。

2.有69%的学生认为该校本作业的版面设计很漂亮,有17%和10%的学生认为版面设计还可以或一般,还有4%的学生认为版面设计不好看。

维度4:学习特征

(有助于学生明确学习目标——非常好;引导学生总结——较差;促进合作学习——较好。)

据调查,有85%的学生认为本章校本作业在明确学习目标方面做得很好,有84%的学生认为本章校本作业在引导学生总结方面有很多不足之处,有56%的学生表示本章校本作业比较注重引导合作学习。

维度5:学习内容

(内容促进学生理解——非常好;内容突出重点——非常好;图标语言表述有利于学生理解和美观——非常好。)

调查显示,约有85%的学生表示本章校本作业注重学生理解,内容重点突出,图标语言表述有利于学生理解。

维度6:学习习惯

(常用的学科学习习惯——一般;整体学习习惯——较好;作业的表达习惯——较差。)

调查显示,有35%的学生认为本章校本作业有利于常用的学科学习习惯的培养,有65%的学生认为该作业有利于整体学习习惯的培养,有84%的学生认为该作业的表达习惯不理想。

四、研究分析

该校本作业的设计在“学习内容”维度上有非常出色的表现。作业的设计不但突出了本章的重点内容,而且能够促进学生理解本章的知识与方法。此外,作业中的实验分析过程表述非常美观、清晰。

该校本作业的设计在“整体结构”这个维度上也是令人满意的。它的结构顺应了学生认知的发展,排版设计优良。

该校本作业的设计在“学习特征”“学习习惯”这两个维度上也有良好的表现。该校本作业有助于学生明确学习目标,促进学生合作学习;有助于学生形成良好的化学学习习惯和整体学习习惯。美中不足的是此章校本作业未能有效地引导学生进行总结,也未能帮助学生习得良好的作业表达习惯。

定量实验 篇10

关键词：高中化学教学；定量型实验；意义

随着社会的不断发展以及科技的不断进步，我国教育事业取得了很大发展。如今，我国的教育理念以及教学模式均发生了较大变化，使得我国教学质量稳步提升。在化学学科中，为了论证某种化学反应的真实性，往往需要进行大量的实验验证，其能帮助学生更好地理解和消化化学知识。就目前的传统化学课堂来看，由于实验材料和资源有限以及教师缺乏科学严谨的意识，随便选取化学反应原材料进行实验授课，不利于学生化学定量思维的形成，并且缺失让学生动手实践的环境，进而导致学生探索性的缺失。

一、高中化学定量型实验教学现状

教育改革不断深化，教学理念也得到了明显升华，但教学中依然难以摆脱传统教学观念的束缚。尤其在高中时期，很多教师和学生依然将成绩作为衡量学生学习能力的硬性指标。在学习化学知识时，虽然适当开设了实验课程，但定量型实验应用并未得到迅速普及。相关调查统计表明，我国很多高中学校均未达到定量型实验的教学要求，缺乏科学合理的课程安排，难以将化学实验课堂的作用充分发挥出来。

二、高中化学教学中增加定量型实验的意义

1.响应课程改革

随着教育体制改革的逐步完善，对高中化学教学提出了新要求，即高中化学实验课程应与理论教学课程形成良好的比例，保障实验课程的质量，使学生能够真正在实验中获得知识。教师在学生进行实验时要进行适当的指导，充分挖掘学生的创新能力，在此方面定量型实验能够发挥很好的作用，可以使学生的科学素养得到提升。增加定量型实验既是响应课程改革的号召，也是促进学生全面发展的根本途径之一。

2.提升实验能力

鉴于我国教育在实验教学方面还不够完善，很多学生在以往的实验课堂中缺乏能动性，甚至有些学生面对实验器材无从下手。但是应用定量型实验恰恰可以改善此种局面。该类实验并不只是针对实验过程，其还需要学生对化学基础知识有一定的了解，否则很难开展此方面实验。因此教师也会更加注重学生基础知识的强化。在实验中，教师会根据实验的难易程度以及危险系数来决定是否由学生独立完成。大多数实验均由学生独立完成，此过程中无论是器具的挑选或是数据的记录，抑或最终的分析和报告，所有环节学生均参与其中，动手能力以及思考能力均有了很大的提升。

3.培养学生品质

对于学生而言，诚信是必要的道德之一，通过该实验能够培养学生的诚信意识。定量型实验需要学生实时观察实验变化，并将各个变化所产生的现象、数据进行记录，使学生能够真正做到尊重实验结果、尊重实验事实，避免了学生敷衍化学实验、篡改实验数据行为的出现。

4.有利于体验科学研究过程

化学实验过程具有很强的趣味性，能够让学生直观感受到化学变化，但以往学生只是作为观众看教师进行实验，难以加深实验印象。定量型实验需要学生全程参与，学生能够感受到自己每一个实验步骤带来的变化。完整的化学实验过程往往包括多个方面，如提出问题、收集证据、提出假设并对其进行验证，最终才能够得到实验结果，无论哪个环节均有其存在的意义，学生通过各个环节能够吸收新的知识。

综上所述，研究關于高中化学教学中增加定量型实验的意义具有十分重要的意义，其不仅关系到我国高中化学教学的质量，同时也与高中学生的化学成绩、升学情况息息相关。化学知识十分抽象，且知识点众多，实验是该学科的重要环节之一，如何使实验课堂发挥出更大的作用，使用何种实验方式更具教学效果等问题一直困扰着很多教师。近年来，教师对定量型实验也展开了深入研究，但似乎收效并不十分明显，因此应加强此方面的研究。

参考文献：

[1]林红焰，宋晓敏，陈争.基于核心概念设计中学化学教学——以定量认识物质组成及其变化为例[J]. 北京教育学院学报（自然科学版），2013（1）：25-28.

[2]姜言霞，王磊.法国最新高中物理——化学教学大纲研究述评[J].外国中小学教育，2013（1）：53-58.

微生物吸光值法定量检测实验 篇11

微生物在人类生产生活中体现的特殊优势早已出现, 如污水治理中重金属离子的细菌吸附[1]、矿业工程的生物浸出[2]、岩土工程的生物固化[3,4]等等, 微生物已成为国内外研究的热点。

在研究微生物的过程中, 对微生物量的测定是必须的一个过程。测定微生物生长的方法很多, 可分为直接法和间接法两大类。直接法有粗放的测体积法 (在刻度离心管中测沉降值) 和精确的称干重法。间接法有比浊法和生理指标法[5]。比浊法是实验室中经常使用的一种方法, 用分光光度计选定一定波长 (450nm~650nm) , 对微生物悬浮液进行吸光度的测定[6]。比浊法适用范围广, 测量值在一定的区间内比较准确、可靠[7]。

采用比浊法测定的OD值, 与细菌的浓度在一定范围内是呈现着正比例的关系[8]。实验室中经常会遇到菌悬液稀释的问题, 稀释后的菌悬液OD值和初始的悬液OD值的关系却也不是简单的倍数关系, 而是呈现出一种乘幂关系[9]。较高的初始OD值需要稀释且较低的OD值需浓缩后才能用于测定, 而不能直接测定以防止检测结果的不准确性, 出现较大的误差甚至是错误[10]。

为此, 准确测定细菌菌液浓度, 了解在一定OD值范围内, 稀释倍数与稀释OD值的关系及准确快速进行菌量比较的方法在对实验数据的相关换算方面有着一定的意义。

2 材料和方法

2.1 仪器设备

AL 104电子天平、VB-40高压灭菌锅 (德国systec) 、SW-CJ-1FD洁净工作台、小容量恒温高速培养振荡器摇床 (SHP-200D) 、微量冷冻离心机 (5415R Germany) 、蛋白核酸测定仪 (biophotometer eppendorf Germany) 、p HS-3C酸度计、eppendorf移液枪

2.2 菌种

保存在超低温冰箱的巴氏芽孢杆菌单一菌株, 菌种由铀矿冶生物技术国防重点学科实验室提供。

2.3 细菌培养

培养基成分为酵母提取物20g/L、氯化铵10g/L及去离子水, p H调至8.5, 过滤灭菌器经高压灭菌锅灭菌后, 放置洁净工作台对培养基进行过滤灭菌。每100ml培养液放置在250ml锥形瓶中, 母液 (OD600值1.500) 1:100接种, 放置摇床中, 温度30℃, 转速200r/min。

2.4 细菌悬液制备

放置摇床8h后, 取出菌液。取30支2ml的离心管, 1000μL移液枪准确移取菌液, 每离心管1ml。30支离心管分A、B两批, 每批15支, 分别放置于离心机中, 转速10000rpm, 温度4℃, 离心10分钟, 离心后吸除上清液, 用2ml生理盐水冲洗细菌, 再次离心。重复冲洗离心一次。分别将离心之后的细菌用生理盐水稀释成0.3ml、0.4ml、0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml、3ml、3.5ml、4ml、4.5ml、5ml、7.5ml、10ml、12.5ml。

2.5 OD600值的测定

以生理盐水为空白样, 用蛋白核酸测定仪测定各样品OD600值。

3 实验结果与讨论

实验记录数据如表1。

截取OD600值0.2~1的数据, 乘幂关系拟合图为图2。

图1对于全部稀释倍数 (0.3~12.5) , 用乘幂关系拟合后, 拟合程度不高 (R2=0.9258<0.95) , 在0

注: (1) A、B为平行样; (2) 1倍为未稀释的细菌悬浮液, 0.3、0.4、0.5为分别稀释的倍数0.3~12.5倍数据乘幂关系拟合图为图1。

图2截取OD600值0.2~1的数据, 乘幂关系拟合, R2=0.9976。原始数据带入拟合公式y=1.0764x-1.0115 (y为稀释后菌液的OD600值, x为稀释倍数) , 分别得出y1~y5及所对应的误差δ1~δ5 (如表2) 。最大误差为δ4.5=4.10%, 最小误差为δ3=0.56%, 对实验数据的换算具有较高的准确性, 且能达到99.44%。

实际的菌液稀释换算中简单的倍数关系更加的快捷易于把握, 用公式y=1.044x-1 (y为稀释后菌液的OD600值, x为稀释倍数) 换算, 分别得出y'1~y'5及所对应的误差δ'1~δ'5 (如表2) 。最大误差为δ'1.5=5.33%, 最小误差为δ'4=0.80%, 在0.2

两次换算结果数据如表2。

从表2中对比得出:OD600值在1~0.2区间上, 两种换算关系结果的误差维持在5%的水平, 具有较高的精确度, 而超过这一范围即OD600值在大于1或者小于0.2时, 越靠近坐标轴任意两种换算的结果误差就越大, 失去了换算的指导意义。菌悬液稀释曲线呈现的是乘幂关系和徐风[9]等人的结论一致。简单的倍数关系曲线更易于换算和把握, 与陶海静[11]的结论相似。实际应用过程中, 在特定的范围内 (OD600值在1~0.2之间) , 将高浓度的菌悬液稀释到此区间, 用简单的倍数换算就可以得到较为精确的换算值, 方便于不同菌悬液菌量的比较。

4 结论

(1) 菌悬液稀释倍数与稀释OD600值不是呈现出简单的倍数关系, 而是区间性的乘幂关系或是区间性的简单倍数关系。

(2) 此菌悬液稀释值处在0.2~1.0之间, 液稀释倍数与稀释OD600值的乘幂关系公式为y=1.0764x-1.0115 (R2=0.9976) (y为稀释后菌液的OD600值, x为稀释倍数) , 同样在此区间内满足简单倍数关系y=1.044/x (y为稀释后菌液的OD600值, x为稀释倍数) 。

(3) 实验室中测定菌悬液OD600值应处在0.2~1.0之间, 应用简单的倍数关系换算, 准确度达到95%, 提高了实验数据的准确性及比较换算的快捷性。

参考文献

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[4]A.AL QABANY, K.SOGA.Effect of chemical treatment used in MICP on engineering properties of cemented soils[J].Geotechnique, 2013, 04:331-339.

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[9]徐凤, 雷萍.菌悬液稀释倍数与OD_ (600) 的关系实验[J].环保科技, 2010, 03:43-45.

[10]唐翠明, 王振江, 邝哲师, 等.桑树青枯病菌紫外分光度计菌方法的研究[J].广东蚕业, 2008, 03:42-44.