应用科学 BTEC 国家/科学调查
完成本单元后，学习者应该
- 1. 能够规划与学习领域相关的调查
- 2. 能够运用适当的科学原理进行计划的调查
- 3. 能够收集、整理和分析调查结果
- 4. 能够从调查中得出结论。
场景
过氧化氢酶是一种催化过氧化氢分解为水和氧气的酶。它存在于大多数生物体中。不同的生物体具有不同的酶版本。我们可以使用酵母细胞悬浮液作为“酶”，尽管显然它不是很纯。或者，我们可以使用匀浆的肝脏、香菜等。
作为一堂课，我们将研究这种酶的各个方面。我们将编纂一本全面描述过氧化氢酶的书籍。您将为本书提供一个章节。
注意：以这种方式进行作业涵盖了多个关键技能。特别是，作业旨在涵盖 2 级的外层关键技能（与他人合作、解决问题和改进自身的学习和表现）——因此，经常会有团队合作的指示以及包含会议（学生预计会自行组织）。如果关键技能不是优先事项，那么这些方面可以以不那么复杂的方式处理。
我们可以包含的方面
- 跟踪反应的方法 - 氧气体积、质量损失等。
- 比较同一样本中不同时间的酶水平：用作死亡时间的分析方法
- 比较不同物种的酶水平和特性（例如酵母、肝脏、香菜）
- 比较同一物种在生命周期的不同阶段的酶水平（例如青椒、黄椒、红椒）
- 比较同一生物体不同部位的酶水平
- 从匀浆的生物材料中提取酶
- 温度的影响
- pH 值的影响
- 抑制剂的影响
- 过氧化氢浓度的影响
决定您要研究酶的哪个方面。与班上的其他人分享此信息。班级是否有任何未解决的领域？谁将处理这些领域？
调查的性质是什么？
说明您的目标和假设
描述您需要进行哪种类型的实验研究（例如实验室）
有很多基础研究要做，这些研究对许多研究主题来说是通用的。列出您需要进行的研究。与其他同学分享这些信息。还有谁在寻找同样的信息？安排公平地分担研究任务。
您需要为完成共享研究设定什么截止日期？这将需要在本次作业的截止日期之前！
将您的研究目标细分为短期截止日期。您将如何找到这些信息？您是否需要帮助使用这些资源中的任何一个？
信息资源
您需要哪些信息来源？
- 考虑教科书、互联网来源、学院的订阅来源、BRENDA 数据库、与相关学术界的联系。
您将如何从中提取信息？
- 根据您需要了解的内容创建标题，并在进行研究时将信息分类到这些类别中。
您将如何记录来源？
- 使用哈佛参考文献系统。在进行的过程中记录相关信息：作者、日期、标题、出版物/网页地址
评估信息是否可靠以及是否适用于您的调查。
- 维基百科以其不可靠性而闻名 - 您将如何检查其内容是否正确？
符合标准 P1
收集所有相关的研究材料——您的和学生的。
列出您需要解决的问题以回答您的研究目标。
您现在拥有所有需要的信息了吗？到目前为止完成的研究有多大价值？（评估每条信息）
您是否需要更多信息？如果是，您将如何以及何时获取？
符合标准 M1
列出您的调查目标 - 您将如何知道调查是否成功？您的假设是什么？
考虑解决研究问题的方案。给出优点和缺点。考虑需要哪些资源以及任何成本。
描述实验设计和控制的细节、拟议使用的分析技术、您对实践工作中可能出现的误差的评估。
为选择的假设、实验程序和记录方法提供理由。与讲师确认您的决定。
为您的调查制定详细计划，包括健康和安全评估。
健康和安全风险评估应包括您将如何消除/最小化任何已识别风险的描述；
符合标准 P1 和 D1
场景
在研究和计划了对过氧化氢酶一个方面的调查后，您现在有机会进行实践工作。您的初步调查结果将在科学会议上向其他同学汇报。您的最终报告将构成班级关于过氧化氢酶的书籍的一个章节。
在科学地计划了您的调查后，现在是时候通过进行实验工作来应用这些原则了。
您需要证明您能够
- 组装相关的设备和材料；
- 遵守健康和安全要求；
- 熟练地操作和观察实验
- 恰当地使用仪器和技术进行测量；
- 以准确性、完整性和精确性记录结果；
- 维护一个工作实验室记录本
您的记录应包括
- 健康和安全问题
- 您依靠哪些支持
- 您如何与他人合作
- 您如何在进行过程中修订计划
实验将在会议结束后继续进行，会议是作业 3 的主要重点。会议结束后，将有时间根据会议上的想法和建议调整您的工作。
符合标准 P2 和 P3（“实践”部分）
在完成作业 2 的过程中，你需要参加一个科学会议来评估你的进度。
科学家经常会面讨论他们的最新进展。会议比发表研究论文更加非正式。论文需要在发表之前经过同行评审。会议上的演讲事先不会被评审，预期听众会提供建设性的批评和建议。
你需要向其他同学展示你目前的研究成果。他们将帮助你评估你的进度，并可能将你的一些想法运用到他们自己的研究中。
会议上的演讲形式有两种：
简短的讲座
简要描述研究的进展，并邀请听众发表意见。
海报
将有关研究的信息整理成一个展示。其他研究人员可以随时阅读研究内容，并就研究内容向研究人员提问。
本作业主要基于会议上交换的信息。
准备一个关于你目前工作的海报和/或演示文稿。
描述你如何确保工作中的准确性和精确性。
评估这些措施在使你的工作准确和精确方面的有效性。
符合标准 M2 和 D2（“评估”部分）
写一份关于你在会议中学到了什么东西的总结。
- 你对自己的工作学到了什么？你可以改进技术，或者你是否需要重复相同的步骤？
- 其他同学的进展如何？如果有人在某些方面做得比你更好，你如何学习他们的方法？如果有人无法达到目标，你有什么办法可以帮助他们（不影响自己的工作）？
- 讨论合作进展如何，以及出现了什么问题。描述工作如何达到或将达到其目标。包括你的贡献。建议并商定改进方法。
符合标准 M3
讨论可能改进方法准确性和精确性的方法。
分析每项改进的有效性。
说明你是否采纳或拒绝每项改进。
符合标准 D2（“改进”部分）
场景
随着你收集越来越多的原始数据，分析结果变得很重要。你可能会发现某个测量结果明显错误，需要重新进行。你可以将你的结果与其他同学的结果以及你在作业 1 中研究的文献进行比对，但你需要将你的结果转换为与其他值相同的格式。
这项工作最好是边做边分析，但在研究结束时，你需要确保你可以理解所有收集到的数据。
将你的数据收集到表格和图表中。注意要显示以下内容：
- 数据的组织，例如，组距，记号；
- 使用的实验量的正确单位；
- 使用的方法是否适合目的；
- 重复性；
- 读取时的误差来源和大小
- 实验准确性和精度的评估；
你的数据显示了什么？你需要处理和分析原始数据，例如，均值，标准差，学生 t 检验。建立两个结果显著不同的方法尤其有用。确保你的计算准确无误。
将你的结果与你在已发表的研究中找到的任何值进行比较将很有用。评估你使用的信息来源
- 来源是否相关？
- 如果是，它是否支持或与你的结果相矛盾？
符合标准 P3（“分析”部分）和 D3
场景
现在开始写你关于过氧化氢酶的班级书籍的章节。
你已经可以写很多东西了，这基于你最初的文献研究。
随着你收集和分析更多数据，你的结论和贡献会变得越来越重要。
完成所有艰苦的工作后，让你的努力得到应有的报告！
编写你对该研究的科学报告
- 使用正确的科学规范，即结构，格式；
- 使用正确的科学语言和术语，即过去被动语态；
- 包括相关参考文献和书目部分；
- 以适当的格式、精确度和单位呈现你的数据。
符合标准 P4
再次阅读你的结论。
- 它们是如何被证明的？
- 哪些实验数据支持你的结论？你的任何实验是否与你的结论相矛盾？如果是，你为什么忽略了这些结果？
- 你的结论与你在作业 1 中研究的报告有什么关系？
符合标准 M4
总之，你的报告应包括以下内容：
- 对结果的评估。
- 对误差来源及其最小化方法的讨论。
- 对你结论的评估 - 它们有多确定？
- 将你的实验方法与文献研究进行比较。
- 考虑你的假设 - 它是否成立？
符合标准 D4
Edexcel 推荐以下资源，除 * 外，这些资源已添加到 Edexcel 的列表中。
Coyne G S — 实验室指南：材料、设备和技术的实用指南（John Wiley & Sons，2005）ISBN 0471780863
Dean J R et al. — 化学实践技能（Prentice Hall，2001）ISBN 013028002X
Dean J R et al. — 法医科学实践技能（Prentice Hall，2005）ISBN 0131144006
Derenzo S E — 实验室中的实用接口：使用个人电脑进行仪器控制、数据分析和控制（剑桥大学出版社，2003）ISBN 0521815274
Hutchings K — 经典化学实验（英国皇家化学学会，2000）ISBN 0854049193
Jones A et al. — 生物学实践技能，第三版（Prentice Hall，2002）ISBN 013045141X
Lintern M — 科学和医学的实验室技能：入门（Radcliffe 医学出版社，2006）ISBN 1846190169
Morgan S — 生物学高级实践工作（Hodder Murray，2002）ISBN 0340847123
Prichard E 和 Lawn R — 实用实验室技能培训指南：pH 值测量（英国皇家化学学会，2003）ISBN 0854044736
Prichard E 和 Lawn R — 实用实验室技能培训指南：体积测量（英国皇家化学学会，2003）ISBN 085404468X
Reed R 等人 — 生物分子科学的实用技能（培生，2003）ISBN 0130451428
自然
新科学家