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　　研究性学习设计方案：汽车尾气与环境　　研究课题名称： 汽车尾气与环境　　研究者姓名
所在学校　　所教年级 初三 研究学科 物理　　联系电话
电子邮件　　设计日期
指导教师　　课题组其他成员　　一、课题背景、意义及介绍　　1、背景说明（怎么会想到本课题的）：　　现代热机的出现,极大地改变了人类的工作方式和生存条件,但是,所有热机工作时都要排放废气,热机排出的废气不仅温度高,而且还含有铅、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳等各种对人体有害的物质,严重污染空气,直接影响到人们的身体健康和动植物的生存.　　随着汽车数量的与日俱增,汽车排放的尾气对大气的污染日益严重,欧、美、日等国家和地区相继制定了严格的汽车尾气排放标准.目前,我国的家庭轿车也已进入快速增长期,如何减少汽车尾气中的有害物质,控制尾气排放的总量?已成为人们重点关注的问题.　　2、课题的意义（为什么要进行本课题的研究）：　　通过本次研究性学习,让学生充分地认识到汽车排放的尾气对大气的污染,给人类生存带来的严重影响,使学生提高环境保护意识,而且通过学生亲历课题探索的过程与方法,提高调查、收集、处理信息和与人沟通的能力,以及互相合作学习、利用互联网学习的能力　　3、课题介绍　　学生刚学习完热机,仅仅了解了汽油机和柴油机的结构和工作原理,对汽车排放的尾气中含有的有害物质还不清楚,因此通过这项研究性学习,可以详细了解汽车尾车中含有的成份,以及它们对环境造成的危害和对人类健康、动植物的影响,了解改善汽车尾气的措施和新能源的使用,加强学生的环保意识.　　二、研究性学习的教学目的和方法（可按新课程标准的三维目标（或布鲁姆目标分类法）进行研究性学习的教学目和方法的阐述）　　知识与技能：　　1、了解汽车尾气中含有什么有害物质；　　2、了解汽车尾气对环境的直接影响；　　3、了解汽车尾气对人体健康和动植物的影响；　　4、了解减少汽车尾气对环境影响的措施和新能源的使用.　　过程与方法：　　1、学习收集、整理资料；　　2、学习团队分工合作与交流技巧；　　3、学习研究问题的一般思路；　　4、经历收集资料、合作交流、研究问题、评价与自我评价等 ；　　5、学习、经历如何根据调查材料写小论文.　　情感态度与价值观：　　1、培养学生事实求是、科学探索的精神；　　2、培养学生团结合作的精神；　　3、培养学生环保意识 ；　　4、感受社会发展与政策决策对我们自身的重要影响,培养尊重自然、和谐统一的重要意识形态.　　三、参与者特征分析（重点分析学生有哪些共性、有哪些差异,尤其对开展研究性学习有影响的因素.）　　1、学生是初三年级的学生,已经具有稍微成熟的个人思想和意识形态；　　2、学生学习的物理、化学知识已经可以对汽车尾气做初步的科学研究；　　4、学生对环保知识了解的不多,基本都是停留在课本和简单的一些听闻；　　5、学生对电脑、网络等比较熟悉,基本能自己完成网络上查找资源；　　6、学生由于毕业的压力,研究热情一般.　　四、研究的目标与内容（课题研究所要解决的主要问题是什么,通过哪些内容的研究来达成这一目标）　　一、 通过网上查阅有关汽车排放的尾气中含有的污染物,了解它们产生的原因,并用化学和生物的知识分析这些污染物对环境、人类以及动植物的危害.边查阅,边归纳下列问题：　　1、 汽车排放的尾气中含有哪些污染物?　　2、 废气污染物的产生和危害　　〈1〉 一氧化碳（CO）产生的原因和危害；　　〈2〉 碳氢化合物（HC）产生的原因和危害；　　〈3〉 氮氧化合物（NOx）产生的原因和危害；　　〈4〉 铅化合物产生的原因和危害；　　〈5〉 炭烟产生的原因和危害；　　〈6〉 硫氧化物产生的原因和危害；　　〈7〉 二氧化碳产生的原因和危害.　　二、 分几个小组,去汽车流量大的地方,调查汽车排放的尾气对周围居民的影响.　　1、 对家具、门窗金属外壳的影响；　　2、 对小孩智力的影响；　　3、 老人这几年得肺气肿、气管炎、神经衰弱等疾病的人数.　　三、 查阅我国〈〈汽车尾气排放标准〉〉,了解我国对汽车尾气排放的限量值.　　四、 通过各种渠道了解,为了减少由于汽车的大量使用对环境造成的不良影响,各国已采取的相应措施.并回答下列问题：　　1、 推广使用无铅汽油的原因；　　2、 安装电子控制燃油喷射发动机（EFI系统）的原因；　　3、 天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等将逐步取代以汽油为燃料的汽车的原因.　　五、研究的预期成果及其表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来,是论文、实验报告、实物、网站、多媒体还是其他形式）　　通过查阅资料和调查了解,使学生对汽车排放的尾气有了一个较清楚的认识,对各国为保护环境采取的措施有了一定的了解,由此提高学生的环保意识,研究的最终成果以小论文形式呈现.　　六、资源准备　　1、老师提供〈〈汽车尾气排放标准〉〉；　　2、教材中“背景资料”；　　3、学生查报纸、科技书籍和网上查找相关资料.　　七、研究性学习的阶段设计　　研究性学习的阶段 学生活动 教师活动 起止时间　　第一阶段：动员和培训（初步认识研究性学习、理解研究性学习的研究方法）　　1、了解本次活动的学习目的；　　2、讨论研究本次综合实践活动的步骤、方法、要求. 1、提供汽车排放尾气和城市空气被污染的图片,让学生直观感受环保的重要性；　　2、按老师提供的资料引导学生去讨论研究实验步骤、方法. 2课时　　第二阶段 课题准备阶段 提出和选择课题 让学生自由讨论提出课题 指导学生选好研究的课题. 2课时　　成立课题组 1、学生自己选定研究课题,并根据选题形成小组；　　2、选定课题组长,学习讨论制定小组合作学习评价量规；　　3、进行小组分工,可以分为收集资料小队、资料整理小队、数据整理分析小队. 协作学生完成课题小组的成立及完善小组中的各项事宜.　　形成小组实施方案 制定研究方案,分配研究时间,细分研究的内容,制作调查表,预定成果等. 1、设计“研究方案”模版,为学生制订研究方案提供指引；　　2、设计“调查记录表”为学生调查记录提供指引；　　3、设计成果展示模版,为学生展示研究结果提供指引.　　第三阶段：课题实施阶段 1、收集资料活动　　本活动采取的形式多样：走访、上网下载、上图书馆查阅、问卷调查.　　2、整理分析数据活动　　第一步：从各方面搜集的数据；　　第三步：由数据分析提出环保的措施和方法. 1、指导学生制定好问卷调查表；　　2、督促学生在规定的时间内完成资料和数据的收集；　　3、指导学生进行数据的整理和分析；　　4、引导和帮助学生加强环保意识,并提出环保措施和方法. 一周　　第四阶段：评价、总结与反思阶段　　1、展示各小组的研究计划（方案）　　2、展示各小组研究的成果；　　3、交流研究中的感受.　　4、对各小组进行客观的评价. 1、组织学生聆听各组的活动计划,组织学生商讨出有效的活动方法、步骤；　　2、参与学生的讨论,适时给予建议；　　3、为学生提供研究结果的评价量规 2课时　　八、总结与反思（总结、反思整个研究性学习过程,提出改进意见）　　1、全班学生在老师的指导下分别对各小组的研究性学习过程进行总结,反思其优缺点,帮各小组分析并提出改进方法和建议,然后由各小组的组长在同组成员的帮助下对研究性学习的过程作修改,对以后再次开展研究性学习取得宝贵的经验；　　2、完成各种评价表.
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3秒自动关闭窗口谈研究生如何创新----高引用率论文背后的故事与启示
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& & & & 李长久教授，博士生导师，西安交通大学材料学院焊接研究所热喷涂实验室学术带头人，在国际上热喷涂领域享有盛誉。从事热喷涂涂层沉积机制、涂层结构与性能表征及涂层应用相关的研究工作。在研主持国家自然科学基金面上项目8项，共承担教育部基金项目6项、863项目1项，参加973项目1项、主持973项目课题1项、国内外校企合作项目20多项。1994年入选教育部跨世纪优秀人才计划，1997年首批入选陕西省三五人才工程，2007获得国家杰出青年科学基金资助，2009年作为学术带头人所在团队入选教育部长江学者创新团队。&论文成就：在国际学术期刊上发表论文160余篇...
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你可能喜欢【论文背后的故事】iPSCs：偶然发现，重大发现！ | 科学人 | 果壳网 科技有意思
【论文背后的故事】iPSCs：偶然发现，重大发现！
利用诱导性多功能干细胞（iPSCs），日本科学家首次成功培育出具有功能的人类肝脏
2013年7月，利用诱导性多功能干细胞（iPSCs），日本科学家首次成功培育出具有功能的人类肝脏。。当前急需器官移植的患者众多，器官的捐献率却常年处于低位。iPS细胞培养的器官有望成为移植脏器的新来源，减少患者对于捐赠器官的依赖。果壳网采访了文章的第一作者、横滨市立大学医学院再生医学系的研究助理武部贵则博士。
横滨市立大学医学院再生医学系的研究助理武部贵则。武部所在的研究小组利用人类诱导性多功能干细胞（iPSCs），在体外培育出简单的人类肝脏，移植到小鼠体内后，这些肝脏成功血管化并正常行使功能。这是科学界首次用诱导性多功能干细胞（iPSCs）培育出具有功能的人类器官。图片来源：武部贵则
果壳网：你是如何想到使用诱导性多能干细胞分化的干细胞、人类脐静脉内皮细胞、间充质干细胞这三种细胞来形成肝芽呢？
武部贵则：我在哥伦比亚大学的医学院接受过移植手术的训练。我见到很多病人，包括很小的孩子，他们因为不能及时得到器官捐献而在等待中死去。那时，我还目睹了器官移植旅游现象（transplant tourism）。我决定投身到以用干细胞制造器官为目标的职业，在谷口教授（谷口英树，Taniguchi Hideki，文章的通讯作者）的指导下开始工作。谷口教授以前是一名移植外科医生。
这项研究起源于我们观察到一些出人意料的现象。两年前，根据谷口教授的建议，我被指派去用细胞支架构建血管化的组织。实验用到来源于胎儿肝脏的干细胞、人类脐静脉内皮细胞和人类间充质干细胞。
有一天，这三种细胞都被剩下了一点，我觉得不用太浪费，所以就不想扔掉。于是，我突发奇想把它们放进同一个培养皿中培养。从这个意义上讲，我只是偶然选择了这几种细胞，并将它们接种到无涂层培养皿中的。这些培养皿不是专门用来培养细胞的，细胞没有办法贴附在上面。我那时也没什么期待，可是到了第二天，我惊讶地发现细胞形成了三维结构。最令我吃惊的是，这个过程完全不需要任何支架，这些细胞自己组装起来。这完全出乎我的意料。随后，由于我非常强烈地希望原封不动地把细胞团移植，我在培养皿上涂上一层厚厚的基质胶，将细胞团完整地取了出来。平板培养一天过后，我们所见到的三维组织形式就与文章里所示的一样了。重要的是，它看起来跟扎雷特教授（Kenneth S. Zaret）在文章中提及的，体内的肝芽非常相像。我为这种细胞自组装现象感到好奇，但推测这大概只是在模仿体内器官的形成过程——扎雷特在研究中提示了形成肝芽的过程中三种细胞和谐配合的重要性。
果壳网：培养肝芽的这个过程中，最艰难的工作是什么？这项技术还能用来构建其他器官吗？
武部贵则：那时，我还没有用到诱导性多能干细胞（iPSCs），但我确信这种方法也适用于iPSC分化出的细胞，于是便开始利用由iPS细胞分化成的肝细胞做试验。那时没有任何的参考文献，需要摸索很久才能获得现在的结果。每种细胞的品质、数量、比率、营养物和基本培养基的选择和优化都需要成百上千次的实验，这些过程就花去一年时间。需要强调的是，三种细胞的混合培养只是构建血管化三维组织的一项基本因素，并不是培养肝芽的全部所需。我们现在正在评估其他细胞世系的潜在作用，以图令肝脏的构建更加有效率、更加完美。
我们认为，利用这种方法构建同样由内胚层发育而成的器官很可能会比较容易可行。例如胰脏就是一个很有前途的发展对象。我们现在也在评估这项技术在其他器官上的适用程度，并在构建胰组织方面取得了好的成果。
果壳网：虽然这项成果震撼人心，但还不是完美的——这些肝芽本身没有胆管系统。在使得肝芽更完善的过程中，还有什么需要改进的？在之后的研究中，研究者又最该将目光集中在哪些问题上？
武部贵则：我们的首要动机在于临床应用。我们希望能尽早利用这项技术解决因器官捐献短缺造成的悲惨局面。在这个层面上，我们目前的瓶颈在于，肝脏是人体内脏中最大的器官，有着100-1000亿个肝细胞。我们需要以合理的成本制备出非常大量的肝芽并进行安全评估。另外，要知道，美国有超过4000位垂死的病人正在等待着器官捐献。你可以想象一下，我们需要制备多少肝芽才足够拯救他们的生命。而且，从实验室过渡到临床也需要很长时间，但我相信我们会取得成功。我们现在正在计划在接下来的7-10年内进行临床应用。
如你所言，现在肝芽具备的功能的确能够挽救肝衰竭，但还不是完美的。虽然在肝芽中能看到胆小管，但胆汁外流系统并没有完全被构建好。这可能是我们的下一项挑战，而且克服它所需的时间会更长，因为我们得把构建好的肝组织和肠组织连接起来。最重要的是，在第一次临床试验之前，我们都并不需要达到这种程度。例如，用肝芽进行正位移植时（我们现在正在评估这种做法的可能性，目前取得了良好的结果），可以利用原有的胆管系统。到开始人体临床试验，粗略估计还得十年左右。
参考资料：
Takebe T, et al. Self-organization of human hepatic organoid by recapitulating organogenesis in vitro, Transplantation proceedings 44 (4),
Matsumoto, K., Yoshitomi, H., Rossant, J. & Zaret, K. S. Liver organogenesis promoted by endothelial cells prior to vascular function. Science 294(5542), 559–563
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这哥们比一般的日本明星帅多了……引起无数少女尖叫啊！不过ips这么快就应用了真的出人意料，而且还没有人申请专利。
太震惊了。以后见到路边乞丐施舍一条胳膊:"不用找了"来自
引用 的话：这这这简直可以写成剧本了呀，直接让他来演就可以啦实际上的情况比剧中还要精彩。。。比如说。。。（他应该不会来果壳看而且看不懂中文吧）一个副研得了肺癌，他就立马抢了人家的课题还不署那个人的名字，说反正那个副研回不来了。。。把副研气得做完手术第二天就来实验室把课题抢回来。。。
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全部评论(97)
这哥们比一般的日本明星帅多了……引起无数少女尖叫啊！不过ips这么快就应用了真的出人意料，而且还没有人申请专利。
太震惊了。以后见到路边乞丐施舍一条胳膊:"不用找了"来自
引用 的话：这哥们比一般的日本明星帅多了……引起无数少女尖叫啊！不过ips这么快就应用了真的出人意料，而且还没有人申请专利。你是说他像陶喆么来自
果壳网副主编
这科研做的，真是写剧本或者动漫的节奏啊。
植物分子生物学硕士
我只是偶然选择了这几种细胞……
有一天，这三种细胞都被剩下了一点，我觉得不用太浪费，所以就不想扔掉。可见节约是个好习惯呀~~PS 这位博士长得好嫩好正太 XD~
这个研究的意思是不是表示 以后换肝什么的 就不用找别人了···
啊虽然很多看不懂但还是津津有味看完了！呐希望生物学越来越发展壮大。
为毛他的白大褂双排扣+口袋也设计成那个样子...为毛...单排的一点不帅气..
引用 的话：这个研究的意思是不是表示 以后换肝什么的 就不用找别人了···10年内。有可能医用引用 的话：你是说他像陶喆么反正还不错
好棒的 加油！
这这这简直可以写成剧本了呀，直接让他来演就可以啦
我只是偶然选择了这几种细胞...让其他生物研究生情何以堪啊。。。
申请个新号来爆料一下。。。听这个实验室的人说，这个一作，也就是图片中的人，人品超级差，尤其是专门欺负实验室的几个中国人。。。
引用 的话：这这这简直可以写成剧本了呀，直接让他来演就可以啦实际上的情况比剧中还要精彩。。。比如说。。。（他应该不会来果壳看而且看不懂中文吧）一个副研得了肺癌，他就立马抢了人家的课题还不署那个人的名字，说反正那个副研回不来了。。。把副研气得做完手术第二天就来实验室把课题抢回来。。。
虽然我不是搞生命科学研究的，但我看得出来，武部贵则这个好牛！！！特别是他强调首要动机在于临床应用！！！
看完都杀到18层了！！！！
引用 的话：实际上的情况比剧中还要精彩。。。比如说。。。（他应该不会来果壳看而且看不懂中文吧）一个副研得了肺癌，他就立马抢了人家的课题还不署那个人的名字，说反正那个副研回不来了。。。把副研气得做完手术第二天就来实验室把课题抢回来。。。各种围观。虽然不能期望所有天才都是谦虚爱人，但品行不好。。。绝对是观众喜闻乐见值得大八特八的~~~~求更多爆料来自
长得好像加藤嘉一。我好像时政新闻读得多些。
为毛第一感觉学术造假？
一个美国才有4k个需要器官移植的么，感觉有点少啊。。
引用 的话：申请个新号来爆料一下。。。听这个实验室的人说，这个一作，也就是图片中的人，人品超级差，尤其是专门欺负实验室的几个中国人。。。可见长得帅不一定心灵美啊……
技术图书译者，音乐人
引用 的话：这个研究的意思是不是表示 以后换肝什么的 就不用找别人了···而且估计也不用终身服用抗排异药物了。。。
恩。好像楼上有爆料（笑）突然想到lash hope......
肝芽是什么?求科普.中文维基上查不到.
又跟我一样直接脑补成iPsec的吗
果壳科技编辑
引用 的话：实际上的情况比剧中还要精彩。。。比如说。。。（他应该不会来果壳看而且看不懂中文吧）一个副研得了肺癌，他就立马抢了人家的课题还不署那个人的名字，说反正那个副研回不来了。。。把副研气得做完手术...他应该会click进来瞄一眼~搞不好还会回答一下哈哈哈
果壳科技编辑
引用 的话：肝芽是什么?求科普.中文维基上查不到.嗯只是他们自己定的叫法~可以理解成微型的、具功能的肝脏结构
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