论证探究式教学模型的设计和运用

论证是科学的语言,是科学探究的核心。论证式教学策略近年来逐渐受到重视。论证探究式教学模型将论证和科学探究有机结合,成为一种非常有效的论证式教学策略。主要介绍如何设计和运用论证探究式教学模型。以期待此教学模型为更多的理科教师所认识和运用。     

围绕生物学重要概念进行教学设计的优势分析

2011版初中生物学课程标准提出了教师要帮助学生形成学科重要概念的观点。为适应新时期课改的要求,从“动物的运动和行为”单元中应落实的有关重要概念入手,归纳和梳理了关于“动物的运动”内容的知识结构,阐述围绕重要概念进行教学设计的优势,目的是促进学生领悟重要概念,提高课堂效率。     

3种假单胞菌CaCl2法感受态细胞制备及转化条件

假单胞菌因其生境和代谢类型的多样性,在污染环境修复、生物转化、生物防治等领域具有广阔的应用潜力;外源基因的导入是假单胞菌遗传改造的重要环节,而感受态细胞的制备和转化方法的建立是导入外源基因的重要方法学基础.本研究以从石油污染土壤中分离筛选的假单胞菌属的3个菌株Pseudomonas putida TS11、P.stutzeri DNB、P.mendocina JJ12为对象,通过3因素4水平正交实验设计,研究了不同CaCl2浓度、热激时间及复苏时间对不同假单胞菌感受态细胞制备及转化效率的影响.结果表明:CaCl2浓度是影响假单胞菌转化效率的最主要因素(P＜0.05),且在制备感受态细胞之前用无菌蒸馏水多次洗涤菌体细胞,转化率明显提高.3种假单胞菌的CaCl2转化优化条件分别为:100 mmol·L-1 CaCl2,热激3 min,复苏1.5 h;50 mmol·L-1 CaCl2,热激6 min,复苏1.5 h;75 mmol·L-1 CaCl2,热激4.5 min,复苏0.5h.在上述转化条件下,3种假单胞菌的外源质粒转化效率均达到105个转化子·μg-1DNA水平.     

苦丁茶防晒组分萃取工艺的可视化分析

对采用超声辅助法萃取苦丁茶防晒组分进行了较为系统的研究。选择萃取时间、萃取剂体积分数、萃取温度、样品细度4个主要影响因素,运用多因素多水平可视化设计法安排实验。以防晒光区的紫外吸收面积值作为防晒组分萃取含量的实验评定指标。用自主提出的多因素多水平实验结果可视化分析方法对多维空间实验数据进行分析。得出当ρ(苦丁茶)=0.20 g/L时,最佳工艺范围为萃取时间30～60 min、萃取剂体积分数φ(C2H5OH)为50%～70%、萃取温度50～65℃、萃取样品细度140～160目。     

正交设计和动态过程优化两面针超声提取工艺

以总生物碱提取率为指标,先用正交试验优化两面针的超声提取工艺,再动态过程精选提取工艺。最佳工艺条件为:复合酶预处理后,以体积分数60%乙醇(盐酸5 g/L)超声(250 W)提取3次,第1次以10倍量溶剂提取15 min,第2次以4倍量溶剂提取12 min,第3次以3倍量溶剂提取9 min,总生物碱提取率87.80%。该工艺高效、节能、省时,为工业生产奠定了实验基础。     

不同施肥处理对芳樟叶精油及其主成分芳樟醇含量的影响

为探讨不同施肥处理对芳樟(Cinnamomum camphora var.linaloolifera Fujita.)叶精油及其主成分芳樟醇含量的影响,运用三元二次回归正交旋转组合设计检测了不同N、P和K施肥条件下芳樟1年生扦插苗叶精油的含量和芳樟醇的相对含量并建立数学模型;通过对数学模型拟合的回归方程进行最优求解,确定最优施肥配比.结果表明:不同施肥处理对芳樟叶精油及芳樟醇相对含量的影响极显著,精油质量分数为1.53％ ～ 2.30％、芳樟醇相对含量为88.36％ ～ 94.87％.显著性分析结果显示:N和K施用量对精油含量分别有极显著和显著影响,N施用量对芳樟醇相对含量有显著影响而K施用量无显著影响,P施用量对精油含量和芳樟醇相对含量均无显著影响.N、P和K施用量与精油含量和芳樟醇相对含量数学模型的回归方程分别为Y=1.054+0.392X1-0.037X2 +0.280X3+0.014X1X2-0.022X1X3+ 0.018X2X3-0.057X12+0.001X22-0.053X32和Y=87.206 +2.802X1-0.279X2+ 1.115X3+0.180X1X2-0.147X1X3 +0.396X2 X3-0.525X12-0.137X22-0.275X32;据此计算出最优精油含量为2.22％,对应的N、P和K的每盆施用量分别为3.52、5.00和2.76 g;最优芳樟醇相对含量为95.18％,对应的N、P和K的每盆施用量分别为2.84、5.00和4.87 g.研究结果显示:N施用量对芳樟叶精油含量和芳樟醇相对含量的影响最大,最优精油含量和最优芳樟醇相对含量对应的施肥配比不完全相同,在生产中应根据生产目的并综合考虑各种环境因素确定合适的N、P和K施肥配比.     

生防用枯草芽孢杆菌固态发酵工艺的研究

目的:提高一株生防用枯草芽孢杆菌固体发酵生产过程中的芽孢产量。方法:研究通过优化固体发酵培养基及发酵生产工艺条件等方法提高了固体发酵枯草芽孢杆菌的芽孢产量。结果:固体发酵过程中,豆饼粉作用显著,能显著提高固体发酵枯草芽孢杆菌的芽孢数,可达到7.1×1010CFU/g。结论:该枯草芽孢杆菌的最优培养基为:麸皮84.4%、稻壳粉10%、豆饼粉5%、硫酸铵0.5%、硫酸镁0.1%、硫酸锰0.05%。生产工艺为料水比为1:1.2,发酵温度为37℃,发酵培养时间为52 h。     

《环境工程微生物学》设计性实验的开设

设计性实验项目的开设是培养学生创新能力的有效途径。阐述了在环境工程微生物学实验中增加设计性实验的必要性,并从设计项目的布置,设计方案的撰写,可行性论证及竞标、中标方案的实施、答辩与考核等方面介绍项目的实施过程。     

Transfer of Natural Micro Structures to Bionic Lightweight Design Proposals

The abstraction of complex biological lightweight structure features into a producible technical component is a funda- mental step within the transfer of design principles from nature to technical lightweight solutions. A major obstacle for the transfer of natural lightweight structures to technical solutions is their peculiar geometry. Since natural lightweight structures possess irregularities and often have extremely complex forms due to elaborate growth processes, it is usually necessary to simplify their design principles. This step of simplification/abstraction has been used in different biomimetic methods, but so far, it has an arbitrary component, i.e. it crucially depends on the competence of the person who executes the abstraction. This paper describes a new method for abstraction and specialization of natural micro structures for technical lightweight compo- nents. The new method generates stable lightweight design principles by using topology optimization within a design space of preselected biological archetypes such as diatoms or radiolarian. The resulting solutions are adapted to the technical load cases and production processes, can be created in a large variety, and may be further optimized e.g. by using parametric optimization.