時(shí)間:2023-03-27 16:31:08
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇生物醫(yī)學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
2加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)建設(shè)的探討
2.1實(shí)習(xí)模式的改革
現(xiàn)在的生產(chǎn)實(shí)多是直接將學(xué)生送到實(shí)習(xí)單位,由實(shí)習(xí)單位安排相關(guān)技術(shù)人員講解產(chǎn)品知識并帶領(lǐng)參觀生產(chǎn)過程。在此過程中,學(xué)生僅僅通過教師編制的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書對實(shí)習(xí)單位及其產(chǎn)品有所了解,而對自己所學(xué)知識在這些產(chǎn)品中的應(yīng)用認(rèn)識不夠充分。針對這些情況,首先根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)習(xí)基地的實(shí)際情況,聯(lián)合實(shí)習(xí)單位編寫實(shí)習(xí)指導(dǎo)書,并在實(shí)習(xí)指導(dǎo)書中,給出相應(yīng)的思考題,引導(dǎo)學(xué)生思考,引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)理論知識運(yùn)用到實(shí)踐。其次在實(shí)習(xí)模式中,可考慮采取“校內(nèi)-企業(yè)”相結(jié)合的實(shí)習(xí)模式。[9]例如在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,涉及生物材料聚乳酸合成的生產(chǎn)。可考慮先在實(shí)驗(yàn)室開展聚乳酸合成實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對聚乳酸的性能及合成原理有進(jìn)一步的了解;通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生對聚乳酸合成的工藝流程有更清晰的認(rèn)識。完成校內(nèi)實(shí)驗(yàn)后,再去企業(yè)實(shí)習(xí),就能夠更熟悉該產(chǎn)品的合成生產(chǎn)流程,可以有針對性地比較企業(yè)規(guī)?;a(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室合成的異同,這樣學(xué)生對實(shí)習(xí)更加熟悉,更能調(diào)動(dòng)其積極性,同時(shí)又使得實(shí)習(xí)更有針對性。
2.2實(shí)習(xí)基地的建設(shè)
在實(shí)習(xí)基地的建設(shè)方面,應(yīng)當(dāng)發(fā)揮學(xué)院的主導(dǎo)作用,以科研服務(wù)為切入點(diǎn),幫助實(shí)習(xí)單位解決技術(shù)問題,從而建立良好的合作關(guān)系,深化實(shí)習(xí)基地建設(shè)。除了與企業(yè)有科研項(xiàng)目的合作之外,還應(yīng)考慮充分利用高校的人才優(yōu)勢,為企業(yè)單位提供有關(guān)人員的進(jìn)修培訓(xùn);另外還可聘請實(shí)習(xí)單位的技術(shù)人員作為學(xué)校的兼職講師,邀請實(shí)習(xí)單位的高級工程師到學(xué)校做專業(yè)講座,加強(qiáng)雙方的交流合作,激發(fā)學(xué)生實(shí)習(xí)的積極性以及動(dòng)手實(shí)踐操作的興趣。通過學(xué)院層面與實(shí)習(xí)單位簽訂實(shí)習(xí)協(xié)議,協(xié)商好實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)習(xí)內(nèi)容以及其他實(shí)習(xí)相關(guān)事宜,避免實(shí)習(xí)時(shí)間不確定,實(shí)習(xí)內(nèi)容臨時(shí)改變或減少等情況的出現(xiàn)。同時(shí)可避免幾個(gè)實(shí)習(xí)單位出現(xiàn)時(shí)間沖突,便于按原定計(jì)劃進(jìn)行。另一方面,除了實(shí)習(xí)還可推薦安排學(xué)生去實(shí)習(xí)單位完成相關(guān)課程設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)。實(shí)習(xí)單位通過畢業(yè)設(shè)計(jì)了解學(xué)生的專業(yè)技能和性格特點(diǎn),學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)熟悉企業(yè)單位的相關(guān)工作,對自己工作的定位能夠更加準(zhǔn)確,同時(shí)也拓寬了自己的就業(yè)渠道,達(dá)到實(shí)習(xí)畢業(yè)生就業(yè)及企業(yè)用人雙贏的效果。除了校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè),在條件成熟的情況下,學(xué)??煽紤]建立校內(nèi)實(shí)習(xí)基地。一方面,校內(nèi)實(shí)習(xí)基地可更有針對性,與所學(xué)專業(yè)知識更加對口,學(xué)生在實(shí)習(xí)基地有更多的機(jī)會(huì)參與動(dòng)手實(shí)踐。另一方面,在實(shí)習(xí)時(shí)間的安排上,更便于協(xié)調(diào)分配,實(shí)習(xí)時(shí)間也能得到充分保障。同時(shí)專業(yè)的實(shí)習(xí)基地,還可為周圍甚至全國其他擁有同類專業(yè)的院校開放,在提高了實(shí)習(xí)基地的利用率的同時(shí),為院校之間的交流提供了機(jī)會(huì)和平臺(tái)。同時(shí),實(shí)習(xí)基地還可考慮結(jié)合學(xué)校開設(shè)的大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP)、個(gè)性化實(shí)驗(yàn)以及工程實(shí)踐等項(xiàng)目開展進(jìn)行,為更多的學(xué)生服務(wù)。
2.3實(shí)習(xí)成績的考核
在成績考核方面,實(shí)習(xí)開始前、實(shí)習(xí)過程中以及實(shí)習(xí)結(jié)束后,對學(xué)生的成績考核也是提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。加強(qiáng)實(shí)習(xí)質(zhì)量監(jiān)控,前期主要是檢查學(xué)生對實(shí)習(xí)的預(yù)習(xí)情況,可通過簡單提問及檢查預(yù)習(xí)報(bào)告進(jìn)行;中期進(jìn)行檢查督促,檢查實(shí)習(xí)日志的填寫及督促實(shí)習(xí)筆記的完成;后期檢查所撰寫的實(shí)習(xí)報(bào)告及收獲體會(huì)。在實(shí)習(xí)過程中,除了帶隊(duì)教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中的表現(xiàn)給予評定外,還可以考慮邀請實(shí)習(xí)單位的指導(dǎo)教師參與到實(shí)習(xí)成績的考評,嚴(yán)格把關(guān),進(jìn)而提高實(shí)習(xí)質(zhì)量。
2.4實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師的培養(yǎng)
實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師是學(xué)生與實(shí)習(xí)單位的紐帶,穩(wěn)定、高素質(zhì)的實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師是提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)開始前,帶隊(duì)教師應(yīng)先到實(shí)習(xí)單位,與實(shí)習(xí)單商定實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)習(xí)內(nèi)容等具體事宜;在校內(nèi),帶隊(duì)教師召開實(shí)習(xí)動(dòng)員大會(huì),并對實(shí)習(xí)中可能遇到的相關(guān)知識進(jìn)行強(qiáng)化講解;在實(shí)習(xí)過程中,實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師主要是及時(shí)了解學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中遇到的困難和問題,協(xié)助實(shí)習(xí)基地指導(dǎo)教師解答學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中遇到的疑問,合理安排實(shí)習(xí)進(jìn)度,保證實(shí)習(xí)順利完成。實(shí)習(xí)結(jié)束后,需要審閱實(shí)習(xí)報(bào)告,提交學(xué)生成績并對實(shí)習(xí)過程中存在及出現(xiàn)的問題歸納總結(jié),提出合理建議為下一屆實(shí)習(xí)積累經(jīng)驗(yàn)。因此在整個(gè)過程中,帶隊(duì)實(shí)習(xí)教師是學(xué)生與實(shí)習(xí)單位之間的關(guān)鍵紐帶,起著非常重要的作用。而每一次的實(shí)習(xí)都因人、因時(shí)、因地而不同,存在很多不確定因素,特別需要經(jīng)驗(yàn)積累。因此,培養(yǎng)陣容穩(wěn)定、經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師,對提高實(shí)習(xí)質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。
寧鄉(xiāng)豬的繁殖期長,且繁育能力較強(qiáng)。公豬3月齡性成熟,5~6月齡可配種。母豬4月齡第一次,7~8月齡可配種,利用年限約8~10年。成年母豬的有效可達(dá)12只以上,每胎產(chǎn)活仔數(shù)8~12頭。
1.1.1種質(zhì)特性朱吉等[1]發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬經(jīng)營養(yǎng)物質(zhì)條件的改善及飼養(yǎng)科學(xué)的適應(yīng)性變化,肢蹄臥系率降低92.2%,體尺體重性狀和繁殖性狀提高率分別達(dá)6.97%~27.67%、11.62%~17.44%,窩重提高率達(dá)26.91%~78.97%,特別是閹豬的生長速度和胴體性能明顯提高。寧鄉(xiāng)豬母豬日增重表現(xiàn)為前期低、中期高、后期下降的生長曲線,閹豬表現(xiàn)為前期高、中期低、后期回升的生長曲線,閹豬和母豬都具有生長肥育期日增重曲線的相似性。后備公豬的體重及體尺指標(biāo)不及同齡母豬,主要是性成熟過早所致。
1.1.2肥育性能Rorz指出,改變?nèi)占Z組成分與結(jié)構(gòu)可以減少3.2%~62%的氮排出。寧鄉(xiāng)豬與瘦肉型豬氮的消化利用能力存在差異,寧鄉(xiāng)豬12.91%蛋白質(zhì)日糧組具有較好的能氮平衡性。研究表明在寧鄉(xiāng)豬生長肥育后期添加一定量的半胱胺可促進(jìn)生長、提高胴體瘦肉率和改善豬肉品質(zhì)。寧鄉(xiāng)豬雜交組合具有較高的生長速度和胴體品質(zhì)。寧鄉(xiāng)豬生長肥育性能的可塑性較強(qiáng),閹公豬的生長肥育性能優(yōu)于母豬,優(yōu)化飼糧是提高其肥育性能的基礎(chǔ)。寧鄉(xiāng)豬肥育期日增重與膘厚、肥育率呈正相關(guān);胴體長與胴體寬、后腿重與腿臀圍呈強(qiáng)正相關(guān),與肥肉率呈弱正相關(guān),與瘦肉率呈弱負(fù)相關(guān);眼肌面積與瘦肉率呈弱負(fù)相關(guān),而與肥肉率呈弱正相關(guān)。最近研究表明由于寧鄉(xiāng)豬肥膘產(chǎn)量高,相對產(chǎn)值較低,所以55~85kg階段是寧鄉(xiāng)豬的最佳屠宰期。
1.1.3母豬營養(yǎng)需要研究表明寧鄉(xiāng)豬母豬妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分別為37%~39%、22%~24%和39%~41%,相應(yīng)的日攝食標(biāo)準(zhǔn)消化能分別為18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ,粗蛋白質(zhì)分別為156g、242g、538g;提高母豬哺乳期采食量是節(jié)省能量、提高仔豬增重的重要途徑,補(bǔ)飼青料可提高母豬的飼料利用率。近期研究表明14%以上的日糧蛋白水平有利于促進(jìn)寧鄉(xiāng)豬母豬的生長發(fā)育[7]。
1.2生理、生化指標(biāo)研究表明寧鄉(xiāng)豬白細(xì)胞總數(shù)、紅細(xì)胞體積、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)及血小板均低于三元豬;甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白與血清甲狀腺素T3含量高于三元豬,血清甲狀腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元豬,血清葡萄糖含量低于三元豬可能與胰島素含量高于、胰高血糖素低于三元豬有關(guān)。與近交系五指山小型豬、廣西巴馬豬和貴州小型豬等國內(nèi)小型豬相比,寧鄉(xiāng)豬的堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶、低密度脂蛋白-膽固醇和總膽固醇較高,而γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-膽固醇較低;與杜洛克豬、長白豬、大約克夏豬等國外引進(jìn)品種豬相比,寧鄉(xiāng)豬的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶明顯較高,總膽固醇明顯較低,γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶、總蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大[9]。郭潔平等[10]研究發(fā)現(xiàn)與長白豬相比,寧鄉(xiāng)豬血清精氨酸、一氧化氮濃度較低,空腸前段和肝臟一氧化氮合成酶活性較高,腎臟中的一氧化氮合成酶活性最低,腸道和肝臟中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表達(dá)水平最高。
1.3病理特性研究發(fā)現(xiàn)豬流感(H3)誘發(fā)寧鄉(xiāng)豬高熱病病理變化主要在呼吸器官,表現(xiàn)為氣管、支氣管充血,肺腫大,小葉間質(zhì)增寬,肺尖葉有實(shí)質(zhì)病變,腸胃出現(xiàn)卡他炎癥、彌漫性出血。外來良種豬及其三元雜交、二元雜交生豬發(fā)病嚴(yán)重,死亡率高,寧鄉(xiāng)豬及其與外來良種豬的雜交后病癥狀較輕,治療也容易一些,有的生豬甚至不治而康復(fù),死亡率也相對較低[12]。
1.4肉質(zhì)性狀寧鄉(xiāng)豬肌纖維纖細(xì),紋理間脂肪分布豐富均勻,肉質(zhì)細(xì)嫩,肉味鮮美,是北京奧運(yùn)會(huì)唯一指定豬肉產(chǎn)品。根據(jù)營養(yǎng)需要推薦飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制日糧,測定肌肉常規(guī)成分、氨基酸、脂肪酸和礦物元素,發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬肌肉內(nèi)脂肪為5.37%,風(fēng)味氨基酸高達(dá)220.5%,必需氨基酸高達(dá)122.4%,油酸(18:1)51.0%,亞油酸(18:2)7.74%,不飽和脂肪酸59.6%,是與深海魚油媲美的保健食品。寧鄉(xiāng)豬和三元豬鮮味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸總量差異不顯著[1,13]。目前開展了寧鄉(xiāng)豬與商品瘦肉型豬生長激素基因功能比較研究,王文策等選用了融合表達(dá)載體構(gòu)建寧鄉(xiāng)豬生長激素的原核表達(dá)質(zhì)粒,成功構(gòu)建重組原核表達(dá)質(zhì)粒pET-GH。
1.5遺傳學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬二、四、六月齡時(shí)體重變異系數(shù)均在16.28%以上,體長、胸圍、腿臀圍變異系數(shù)為5.66%~8.55%。寧鄉(xiāng)豬的體長與胸圍的遺傳相關(guān)系數(shù)為0.43,表型相關(guān)系數(shù)為0.74,這與寧鄉(xiāng)豬屬于脂防型豬種、具有邊長邊肥的特點(diǎn)有關(guān)。寧鄉(xiāng)豬頭長、額寬、腿臀圍、體高具有高遺傳力,頭長、額寬表型變量受環(huán)境偏差的影響較小。寧鄉(xiāng)豬的變異系數(shù)較小,產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、初生重、泌乳力、斷奶重等性狀的變異系數(shù)較大。寧鄉(xiāng)豬毛色是品種特征和遺傳穩(wěn)定性的標(biāo)志;與瘦肉量相關(guān)系數(shù)最高的是后腿重。研究發(fā)現(xiàn)TLR6基因片段MspI酶切位點(diǎn)的兩種等位基因T/C的頻率分別為0.186/0.814,TT基因型個(gè)體顯著影響4月齡體質(zhì)量性狀,TT基因型4月齡體質(zhì)量比CC型高25.92%;TT基因型個(gè)體顯著影響45日齡體質(zhì)量、6月齡體質(zhì)量、體長和胸圍性狀,TT基因型45日齡體質(zhì)量比CC型高12.46%,結(jié)果提示寧鄉(xiāng)豬TLR6基因不同基因型對生長性狀有著重要的影響,是寧鄉(xiāng)豬育種應(yīng)用中的一個(gè)潛在遺傳標(biāo)記。
2實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用
2.1實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的優(yōu)點(diǎn)研究顯示靈長類、犬、貓等在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中受到倫理限制,而豬被認(rèn)為是研究人類疾病最合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。既經(jīng)濟(jì)實(shí)用,又克服了同種器官的短缺。豬心血管系統(tǒng)的解剖、生理特征和對致動(dòng)脈粥樣硬化食物的反應(yīng)與人類高度一致,成為心血管疾病研究的標(biāo)準(zhǔn)模型動(dòng)物;豬腎臟的解剖和生理功能幾乎是人類的復(fù)制品;豬也是皮膚和整形外科手術(shù)、皮膚燒傷等較理想的模型動(dòng)物;小型豬還是皮膚黑色素瘤研究的首選實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。剛出生的或剖腹產(chǎn)得到的仔豬,是進(jìn)行抗原抗體反應(yīng)很好的模型動(dòng)物,小型豬也是人類異種移植理想的組織、器官來源,可作為異種移植排斥反應(yīng)的模型。
2.2實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用最近研究發(fā)現(xiàn)原代寧鄉(xiāng)豬與其第一代仔豬13項(xiàng)血液生理指標(biāo)如白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、紅細(xì)胞積壓及部分血液生化指標(biāo)如總膽紅素、尿素氮、總蛋白等有顯著性差異,為寧鄉(xiāng)豬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化研究提供了參考數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬與人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高達(dá)93.2%,與小鼠同源性達(dá)90.76%,為內(nèi)源性精氨酸的營養(yǎng)調(diào)節(jié)提供一個(gè)新的途徑。趙拴平等發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬的總蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指標(biāo)都處于人參考值范圍內(nèi),堿性磷酸酶、總膽固醇均高于人參考值范圍。耿梅梅等還發(fā)現(xiàn),門靜脈灌注葡萄糖可使寧鄉(xiāng)豬血糖短期升高,白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降,經(jīng)機(jī)體代謝,上述指標(biāo)逐漸恢復(fù),但尿素氮、高密度脂蛋白、堿性磷酸酶和乳酸脫氫酶的活性基本無變化。研究還發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬與瘦肉型豬相比有不同的代謝,包括脂肪生成、脂質(zhì)過氧化、能源利用和分區(qū)、蛋白質(zhì)和氨基酸代謝、胃腸道微生物的發(fā)酵,肥胖寧鄉(xiāng)豬可能是兒童肥胖研究的有用模型,也可能是研究動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病有利模型。寧鄉(xiāng)豬完整線粒體基因組序列為有關(guān)遺傳機(jī)制的進(jìn)一步研究提供重要數(shù)據(jù),但研究還表明寧鄉(xiāng)豬可能不宜作為異種移植的適當(dāng)供體。
1.2螯合化合物萃取果膠除多見于初級細(xì)胞壁中以外,在中間薄片(在植物細(xì)胞壁連接相鄰細(xì)胞的層)中與鈣離子結(jié)合,以果膠酸鈣的形式存在。用鈣螯合化合物的冷熱水溶液從中間薄層中提取果膠(如乙二胺四乙酸,乙二胺四乙酸,環(huán)己二胺四乙酸-CDTA[10],咪唑緩沖液,六偏磷酸鈉或草酸銨),可以從果膠酸鈣中除去鈣離子而不損壞其果膠半乳糖醛鏈。然而,完全去除螯合試劑較難做到,殘余的螯合劑嚴(yán)重影響果膠的膠凝特性,降低了形成穩(wěn)定凝膠的能力。
1.3酶法提取現(xiàn)在,用酶提取果膠的方法也已被充分利用。果膠酶主要從微生物和真菌中提取,用于催化果膠,使其從植物細(xì)胞壁中被提取出來。酶處理的方法導(dǎo)致果膠內(nèi)部鏈的斷裂,從而降低溶液的黏度,溶液更容易過濾和離心。酶法提取的主要缺點(diǎn)是其復(fù)雜的生產(chǎn)流程和高成本。此外,如果提取過程沒有控制好,果膠會(huì)通過酶降解,引起其膠凝性質(zhì)的改變。總之,這些缺點(diǎn)使酶法提取在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提取果膠時(shí)不采用。
2凝膠的形成
DE值是衡量果膠酯化度高低的參數(shù),是指果膠分子中平均每100個(gè)半乳糖醛酸殘基C6位上以甲酯化形式存在的百分?jǐn)?shù)。通常人們將DE值高于50%的果膠稱為高甲氧基果膠(HM果膠),反之將DE值低于50%的果膠稱為低甲氧基果膠(LM果膠)[11]。高甲氧基果膠溶液要求在pH值2.0~3.8內(nèi)且體系中含有55%以上的可溶性固體物(多為蔗糖)時(shí),經(jīng)冷卻后可形成非可溶性凝膠。原理是果膠分子間只有相互靠近形成許多結(jié)合區(qū),才能達(dá)到形成凝膠的三維空間網(wǎng)絡(luò),而如果果膠分子所帶電荷越多,它們之間相互排斥就越嚴(yán)重,凝膠形成就越難。因此,控制果膠分子電荷數(shù)目就成為凝膠形成的關(guān)鍵。溶液pH值在2.0~3.8,可抑制COOH-基團(tuán)的解離,而高DE值也是減少負(fù)電荷的關(guān)鍵。一般來說,DE值越高成膠就越容易,所以高甲氧基果膠在濃度為0.3%時(shí)即可形成凝膠。另外,果膠分子間脫水化程度也是影響凝膠形成的重要因素。LM果膠形成凝膠的機(jī)理與HM果膠大不相同。由于其DE值低,果膠分子中-COO-相對較多,果膠分子僅靠調(diào)節(jié)溶液pH值很難形成結(jié)合區(qū),此時(shí)需要有鈣離子的參與,果膠分子能與鈣離子等形成“蛋盒”式結(jié)合區(qū)。在形成凝膠時(shí)受鈣離子質(zhì)量濃度影響較大,而受糖及酸含量影響較小,故其凝膠條件溶液pH值為2.6~6.8。影響LM果膠體系凝膠形成的主要因素有pH值、可溶性固體物質(zhì)含量及種類、果膠質(zhì)量、果膠DE值、果膠含量和鈣離子濃度等[12]。
3果膠在生物學(xué)上的應(yīng)用
果膠凝膠的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用與其物理性質(zhì)(水分含量,有能力穩(wěn)定固定細(xì)胞、基因、蛋白質(zhì)、藥物或生長因子的能力)有關(guān)。這種凝膠有許多不同的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用,一般可分為藥物輸送、基因傳遞、組織工程和傷口愈合[13]。
3.1鼻腔給藥按照慣例,鼻腔給藥用于局部疾病,如鼻過敏、鼻塞和鼻感染的治療。最近研究表明,肽和蛋白質(zhì)不容易通過注射給藥時(shí),可用鼻腔給藥途徑為全身輸送低分子量的藥物。鼻腔給藥避免了藥物肝臟的首過代謝。鼻腔給藥適合難以吞咽藥片或?yàn)槟切┚芙^肌肉注射治療的患者使用。果膠無論是對持續(xù)的快速給藥還是脈沖鼻腔給藥都已得到研究。在果膠的這些應(yīng)用中,芬太尼-果膠鼻腔噴射劑已被證明對改善鎮(zhèn)痛發(fā)作、治療效果及癌癥疼痛有作用,可以達(dá)到快速釋放藥物的要求。
3.2口服給藥口服給藥仍是藥品管理的首選途徑,尤其是對于慢性病癥來說,持續(xù)服藥是必需的。然而,藥物輸送距離長并且要經(jīng)歷不同的環(huán)境條件,如胃里的低pH值和胃蛋白酶的分解,小腸里的微生物也會(huì)分解。由于這些原因,蛋白質(zhì)和多肽藥物類藥物不適合口服給藥,因?yàn)槲改c道里的消化酶能將它們分解,經(jīng)過腸屏障就會(huì)導(dǎo)致吸收率低,不易通過小腸。為了保護(hù)藥物避免其受到降解,能在特定的目標(biāo)器官里釋放,藥物被封裝成微米或納米膠囊。果膠則被用來做成膠囊,用來持續(xù)的藥物遞送和遮擋藥物的氣味。果膠有抵抗胃腸道里具有活性的蛋白酶和淀粉酶降解的能力,而最終被腸道里的菌群降解,這適合結(jié)腸藥物以及蛋白質(zhì)和多肽類藥物。但是果膠凝膠容易溶脹在水介質(zhì)中(如胃),并有少量的藥物可以釋放在胃腸道中。為了克服這個(gè)問題,二價(jià)離子(如鈣、鋅)或其他聚合物(如脫乙酰殼多糖、乙基纖維素或羥丙基甲基纖維素)被用來做成效果更好的果膠凝膠,用于結(jié)腸藥物的輸送。
3.3眼部給藥對于各種眼科疾病的治療方法來說,藥物直接滴入眼睛是廣為接受和最流行的給藥途徑。由于眼睛的有效保護(hù)機(jī)制,眼科藥物的生物利用度非常低。眨眼睛和流淚都會(huì)除掉進(jìn)入眼睛里的外來物質(zhì),包括藥物。水溶性聚合物在生理?xiàng)l件下可以形成水凝膠,例如果膠凝膠,已被評估為新的策略,用來增強(qiáng)藥物的接觸時(shí)間和藥物的滲透。吡羅昔康(一種非甾體抗炎藥物),用果膠微粒作為眼部運(yùn)輸方法,并對其進(jìn)行了評估。這個(gè)系統(tǒng)不僅可以確保高的生物利用率,而且一些其他運(yùn)輸方法有的缺點(diǎn),如導(dǎo)致視力模糊、需要進(jìn)行插入和拔出以及穩(wěn)定性等問題都得到了改善。
2遠(yuǎn)紅外在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
遠(yuǎn)紅外部分波長范圍的振動(dòng)頻率與人體內(nèi)細(xì)胞分子的振動(dòng)頻率接近,通過分子之間摩擦生熱形成熱反應(yīng),促使皮下深層組織溫度上升從而使微血管擴(kuò)張加速血液循環(huán),有利于清除血管囤積物、體內(nèi)有害物質(zhì)和妨害新陳代謝的障礙物,使血管血液流暢,恢復(fù)或重新建立原有組織或器官的功能。此外,遠(yuǎn)紅外還可以促進(jìn)體內(nèi)一些酶的活性,使細(xì)胞自身產(chǎn)生有益血管和器官的物質(zhì),如NO等。遠(yuǎn)紅外也可促進(jìn)酵素生成從而達(dá)到活化組織細(xì)胞、防止老化、強(qiáng)化免疫系統(tǒng)的目的。表1總結(jié)了國內(nèi)外學(xué)者研究遠(yuǎn)紅外在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用主要對象、方法和檢測參數(shù)等。遠(yuǎn)紅外對于血液循環(huán)和微循環(huán)障礙引起的多種疾病,如心腦血管疾病、高血糖、糖尿病、慢性腎臟疾病、皮膚疾病和肌肉損傷等,均具有改善和防治作用。目前,遠(yuǎn)紅外輔助治療已經(jīng)應(yīng)用于一些動(dòng)物試驗(yàn)及醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)中,通過檢測一系列指標(biāo)表征遠(yuǎn)紅外對受試者的作用效果。
首先要了解實(shí)際背景,尋找內(nèi)在規(guī)律,形成一個(gè)比較清晰的輪廓,提出問題。
1.2模型假設(shè)
在明確目的、掌握資料的基礎(chǔ)上,抓住問題的本質(zhì),舍棄次要因素,對實(shí)際問題做出合理的簡化假設(shè)。
1.3模型建立
在所作的假設(shè)條件下,用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法去刻畫變量之間的關(guān)系,得出一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),即數(shù)學(xué)模型。原則上,在能夠達(dá)到預(yù)期效果的基礎(chǔ)上,選擇的數(shù)學(xué)方法應(yīng)越簡單越好。
1.4模型求解
建模后要對模型進(jìn)行分析、求解,求解會(huì)涉及圖解、定理證明及解方程等不同數(shù)學(xué)方法,有時(shí)還需用計(jì)算機(jī)求數(shù)值解。
1.5模型分析、檢驗(yàn)、應(yīng)用模型的結(jié)果
應(yīng)當(dāng)能解釋已存的現(xiàn)象,處理方法應(yīng)該是最優(yōu)的決策和控制方案,所以,對模型的解需要進(jìn)行分析檢驗(yàn)。把求得的數(shù)學(xué)結(jié)果返回到實(shí)際問題中去,檢驗(yàn)其合理性。如果理論結(jié)果符合實(shí)際情況,那么就可以用它來指導(dǎo)實(shí)踐,否則需再重新提出假設(shè)、建模、求解,直到模型結(jié)果與實(shí)際相符,才能進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用??傊?,數(shù)學(xué)建模是一項(xiàng)富有創(chuàng)造性的工作,不可能用一些條條框框的規(guī)則規(guī)定的十分死板,只要是能夠做到全面兼顧、能抓住問題的本質(zhì)、最終檢驗(yàn)結(jié)果合理,都是一個(gè)好的數(shù)學(xué)模型。
2數(shù)學(xué)建模在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
2.1DNA序列分類模型
DNA分子是遺傳信息存儲(chǔ)的基本單位,許多生命科學(xué)中的重大問題都依賴于對這種特殊分子的深入了解。因此,關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)與功能的問題,成為二十一世紀(jì)最重大的課題之一。DNA序列分類問題是研究DNA分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),它常用的方法是聚類分析法。聚類分析是使用數(shù)據(jù)建模簡化數(shù)據(jù)的一種方法,它將數(shù)據(jù)分成不同的類或者簇,同一個(gè)簇中的數(shù)據(jù)有很大的同質(zhì)性,而不同的簇中的數(shù)據(jù)有很大的相異性。在對DNA序列進(jìn)行分類時(shí),需首先引入樣品變量,比如說單個(gè)堿基的豐度、兩堿基豐度之比等;然后計(jì)算出每條DNA序列的樣品變量值,存入到向量中;最后根據(jù)相似度度量原理,計(jì)算出所有序列兩兩之間的Lance與Williams距離,依據(jù)距離的遠(yuǎn)近進(jìn)行分類。對于模型的好壞,可選取已知分類的DNA序列進(jìn)行檢驗(yàn),若按照該模型做出的分類與已知分類相符,則模型可取,反之則需調(diào)試樣本變量,直到取得滿意的結(jié)果為止。
2.2傳染病模型
為了能定量的研究傳染病的傳播規(guī)律,人們建立了各種類型的模型來預(yù)測、控制疾病的發(fā)生發(fā)展,比如說,SI模型(適用于患病后難以治愈)、SIS模型(適用于患病者治愈后不具有免疫力)、SIR模型(適用于患病者治愈后具有終身免疫力)、SIRS模型(適用于患病者治愈后具有暫時(shí)免疫力)等。這里以SIR模型為例來做具體地說明。假設(shè)不考慮人口的出生、死亡、流動(dòng)等因素,設(shè)總?cè)丝谑冀K保持一個(gè)常數(shù)N,記t時(shí)刻的易感染者、已感染者和已恢復(fù)者的人數(shù)分別為S(t)、i(t)和r(t),則可建立下面的三房室模型:
2.3療效評價(jià)模型
對于同一種疾病,醫(yī)生根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)的不同往往會(huì)制定出不同的治療方案,而每種方案的經(jīng)濟(jì)成本不同并且會(huì)產(chǎn)生不同程度的副作用,因此合理評價(jià)其療效就有著重要的意義。目前常用的療效評價(jià)模型有多元非線性回歸模型、模糊評價(jià)模型、灰色關(guān)聯(lián)度模型以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。不論哪種模型都需要先確定評價(jià)參數(shù),所謂評價(jià)參數(shù)指的是以什么來衡量療效,如在艾滋病療效評價(jià)中,可采用CD4的濃度、HIV的濃度或是CD4與HIV濃度的比值來衡量療效的好壞。而選取模型時(shí),只要它能把樣品的綜合療效客觀真實(shí)的體現(xiàn)出來,都是有效的。
(1)原始數(shù)據(jù)量大,且呈異構(gòu)、多樣性。
(2)難以用數(shù)學(xué)方式表達(dá)其結(jié)構(gòu)及特征。例如:醫(yī)生對醫(yī)學(xué)影像、信號和其他臨床數(shù)據(jù)的解釋多是非結(jié)構(gòu)化的語言或文字形式自由的口述,難以標(biāo)準(zhǔn)化。
(3)數(shù)據(jù)可能包含冗余的、無意義的或不一致的屬性,并且數(shù)據(jù)經(jīng)常要更新。
(4)數(shù)據(jù)采集很難完全避免噪聲干擾,而噪聲往往會(huì)影響處理結(jié)果。生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)的收集、抽取與集成、分析與挖掘、解釋和共享等諸多方面,涉及數(shù)據(jù)庫、信息科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、高性能計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)、心理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。
2生物醫(yī)學(xué)信息處理
2.1數(shù)據(jù)挖掘在生物醫(yī)學(xué)信息分析中的應(yīng)用
數(shù)據(jù)挖掘是對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,找出數(shù)據(jù)間的隱含聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)未知規(guī)律,最終獲得知識的過程。挖掘的過程包括信息收集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)規(guī)約、數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)挖掘、模式評估和知識表示8個(gè)步驟[5]。近年來,數(shù)據(jù)挖掘是生物醫(yī)學(xué)信息分析的常用手段,尤其是在循證醫(yī)學(xué)研究、基因組和蛋白質(zhì)組的研究領(lǐng)域中有很廣泛的應(yīng)用價(jià)值。KDNuggets在2011年全球數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用行業(yè)調(diào)查的結(jié)果表明:健康行業(yè)位居10大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用領(lǐng)域的第3位。生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)多是不完整的、不一致的、有噪聲的,數(shù)據(jù)具有獨(dú)特的復(fù)雜性、豐富性、規(guī)模和重要性,需要數(shù)據(jù)挖掘的特殊關(guān)注。數(shù)據(jù)挖掘經(jīng)典算法,如:分類、聚類、關(guān)聯(lián)分析、序列等在生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)挖掘時(shí)都可使用。
2.1.1 分類(Classification)
分類是根據(jù)己知數(shù)據(jù)的特征和分類結(jié)果,為每個(gè)類找到合理的模型(構(gòu)造分類器),然后用這些模型對新數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。K最鄰近算法、決策樹、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等是常用的分類模型構(gòu)造方法。疾病的診斷和鑒別就是典型的分類過程。例如:美國學(xué)者利用數(shù)據(jù)挖掘軟件Clementine,以決策樹算法為模型,分析挖掘了醫(yī)療機(jī)構(gòu)HealthOrg的數(shù)據(jù)倉庫中有關(guān)年齡、BMI指數(shù)、腰臀比和周鍛煉次數(shù)等數(shù)據(jù),得出糖尿病患病危險(xiǎn)因素的分析結(jié)果。此外,還有一些國內(nèi)外研究者針對肺癌、乳腺癌的診斷數(shù)據(jù),通過分類挖掘的方法提高診斷的精確性。
2.1.2 聚類(Clustering)
分析聚類分析是將有共同特征或相似度高的數(shù)據(jù)對象實(shí)例聚成一類的過程,常用來研究樣品或指標(biāo)分類問題。聚類分析在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,例如:可以根據(jù)流行病學(xué)特征屬性的相似程度將病例數(shù)據(jù)劃分成若干類,通過比較各個(gè)類別之間的臨床醫(yī)學(xué)狀態(tài)特征屬性的差異來分析某類疾病。國外學(xué)者選取SEER數(shù)據(jù)庫中的217558例肺癌病例,通過分析每個(gè)病例的22個(gè)臨床醫(yī)學(xué)特征屬性和23個(gè)流行病學(xué)特征屬性的相似度后,將這些病例劃分為20類,這就是典型的聚類分析。
2.1.3 關(guān)聯(lián)(Association)分析
關(guān)聯(lián)反映的是一個(gè)事件和其他事件之間依賴或關(guān)聯(lián)的知識,可以通過表征事物特征的兩個(gè)或多個(gè)變量的取值之間存在的某種規(guī)律性,找出數(shù)據(jù)之間隱藏的關(guān)聯(lián)關(guān)系。關(guān)聯(lián)現(xiàn)象在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域普遍存在,例如:臨床上的某些疾病會(huì)同時(shí)呈現(xiàn)幾種不同的病癥,這些病癥之間就表現(xiàn)為一定程度的關(guān)聯(lián)性,而醫(yī)生診斷病癥的過程常常以觀察癥狀為基礎(chǔ)。
2.1.4 序列挖掘(SequenceMining)
序列是指按一定順序或規(guī)律排列構(gòu)成的一系列符號、數(shù)值或事件。存儲(chǔ)于DNA、RNA和蛋白質(zhì)中的遺傳和功能信息可用符號序列表示,分析序列數(shù)據(jù)能找到其統(tǒng)計(jì)規(guī)律或發(fā)現(xiàn)序列組成部分片段之間的相似性或相同性,這是生物信息學(xué)研究中最常用方法。此外,還可用時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行某些疾病的研究與治療,例如:歐盟資助的T-IDDM(TelemetricManagementofInsulinDependentDiabetesMellitus)項(xiàng)目通過Internet采集糖尿病患者的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù),經(jīng)時(shí)間序列分析后找到患者一天內(nèi)血糖水平變化的規(guī)律和趨勢,為醫(yī)生調(diào)整或精確胰島素治療方案提供有效的數(shù)據(jù)和支持。
2.1.5 圖挖掘(GraphMining)
利用待研究的數(shù)據(jù)對象構(gòu)建圖這種數(shù)學(xué)模型,然后從圖中尋找頻繁出現(xiàn)的子圖,從而挖掘出有價(jià)值的信息。例如:美國學(xué)術(shù)界整合出2003年H5N1禽流感感染風(fēng)險(xiǎn)地圖,經(jīng)過圖挖掘分析出2013年H7N9人類病例區(qū)域[11]。此外,從政府管理角度來看,公共衛(wèi)生部門可以針對覆蓋全國患者的電子病歷數(shù)據(jù)庫進(jìn)行圖挖掘,從而完成全面疫情的監(jiān)測。
2.2文本挖掘——生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)信息的大數(shù)據(jù)處理
2.2.1 文本挖掘
目前,全球醫(yī)藥類期刊近3萬種,每年200多萬篇,并且以每年7%速度遞增,互聯(lián)網(wǎng)上的信息資源約有30%以上的是與醫(yī)學(xué)信息相關(guān)的。文本挖掘(Text-Mining)和信息可視化(InformationVisualization)是分析這些數(shù)據(jù),揭示知識領(lǐng)域的內(nèi)在聯(lián)系的最有效手段。文本挖掘主要結(jié)合文字處理技術(shù),利用智能算法,分析大量的半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化文本源(如文檔、電子表格、電子郵件、網(wǎng)頁等),抽取散布在文本文件中的有價(jià)值知識,并轉(zhuǎn)化為可利用的知識的過程,其工作流程如圖2所示,挖掘前要完成包括文本收集、文本分析和特征修剪三個(gè)步驟的預(yù)處理工作。文本挖掘多以計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn),文檔聚類、文檔分類和摘要抽取是應(yīng)用最多的技術(shù)。文檔聚類主要完成大規(guī)模文檔集內(nèi)容的概括、識別文檔間隱藏的相似度、減輕瀏覽相關(guān)、相似信息等功能。文檔分類多以統(tǒng)計(jì)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn),簡單貝葉斯分類法,矩陣變換法、K最鄰近分類算法以及SVM等都是其常用的分類方法。摘要抽取主要是利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)地從原始文檔中提取全面、準(zhǔn)確反映該文檔中心內(nèi)容的簡單連貫的短文。此外,文本挖掘的結(jié)果評價(jià)常用分類正確率、查準(zhǔn)率、查全率、支持度和支持度置信度等世界公認(rèn)的重要參數(shù)進(jìn)行評價(jià)。生物醫(yī)學(xué)信息處理領(lǐng)域所涉及的DNA序列綜合特征分析、蛋白質(zhì)功能和相互作用分析、疾病基因發(fā)現(xiàn)、藥物作用靶點(diǎn)預(yù)測等都與文本挖掘技術(shù)密不可分。在我國,已經(jīng)有一些研究者利用文本挖掘技術(shù)來研究醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)背后隱藏的知識。臨床上,醫(yī)生用文本挖掘技術(shù)對疾病的處方和中藥用藥規(guī)律進(jìn)行了分析。
2.2.2 信息可視化
信息可視化是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),將信息轉(zhuǎn)換為具有一定意義圖形或圖像,并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它能有效發(fā)掘、過濾和研究海量數(shù)據(jù),以更直觀、有效的方式使研究人員更容易發(fā)現(xiàn)隱藏在信息內(nèi)部的特征和規(guī)律,深層次地發(fā)掘包括生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在內(nèi)的多個(gè)學(xué)科的研究熱點(diǎn)和研究前沿信息,為研究人員把握研究方向提供幫助。信息可視化的常用工具有TDA、CiteSpace、Histcite、Vxinsight等軟件,主要完成數(shù)量統(tǒng)計(jì)、共現(xiàn)分析和統(tǒng)計(jì)圖表、共現(xiàn)矩陣、節(jié)點(diǎn)鏈接圖、技術(shù)報(bào)告展示等功能。例如:國外學(xué)者針對PubMed數(shù)據(jù)庫中2002年到2011年的文獻(xiàn),分析了以“電子健康檔案”、“醫(yī)療記錄系統(tǒng)”和“計(jì)算機(jī)輔助診療”為主題的文獻(xiàn)的引用情況后,用可視化工具展現(xiàn)其研究結(jié)果,使相關(guān)領(lǐng)域的科研人員很直觀的了解了該領(lǐng)域的研究狀況。
2掌握好教材的度
縱觀高一物理課堂教學(xué),要達(dá)到新課標(biāo)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力而不是物理解題能力的要求,就應(yīng)該掌握好使用教材的度,對教材進(jìn)行二次開發(fā).正如大家所知高一的物理教材內(nèi)容“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”涉及到整個(gè)高中的知識,是學(xué)好整個(gè)高中物理的基礎(chǔ),共點(diǎn)力的平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律又是高考的重點(diǎn),為此有相當(dāng)一部分高一教師在實(shí)際教學(xué)中,沒有從學(xué)生的認(rèn)知能力出發(fā),至少?zèng)]有考慮到所有學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展需求,所教知識內(nèi)容都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于教材本身所要求內(nèi)容,超出了高一學(xué)生所能接受的限度,例如,將傳送帶問題、復(fù)雜的彈簧問題、微元法問題都放到了高一物理課堂學(xué)習(xí)之中,這樣讓學(xué)生在高一就覺得物理很難.勢必造成學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣的減弱,有些學(xué)生在分科時(shí)不敢選擇物理學(xué)科,針對當(dāng)前我省物理高考算等級的實(shí)際和高一學(xué)生的學(xué)齡特點(diǎn),筆者認(rèn)為教學(xué)應(yīng)該緊扣大綱的要求,以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為本,盡量深入淺出.
3尋求最佳的教學(xué)方法
教學(xué)有法而無定法,教學(xué)方法是指師生為有效完成一定的教學(xué)目的和任務(wù)所采用的方式和手段,針對不同的教學(xué)內(nèi)容作為教師應(yīng)靈活變通,采有不同的教學(xué)方法,但無論怎樣轉(zhuǎn)變都應(yīng)注重啟發(fā)學(xué)生思維,發(fā)展學(xué)生智能,注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,發(fā)揮教師的主導(dǎo)性,注重對學(xué)生的學(xué)習(xí)方法的總結(jié)和指導(dǎo),注重學(xué)生的心理及其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā).在高一物理教學(xué)中演示法和實(shí)驗(yàn)法是最有效最直觀也是能引起學(xué)生注意,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.例如,人教版必修1中的“自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律”這節(jié)內(nèi)容,筆者采用問題教學(xué)法,給學(xué)生提出如下幾個(gè)問題.
問題1:“為什么鉛球和籃球快慢不同?”
問題2:“如果把鉛球和籃球綁在一起下落呢?會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?”
問題3:“如果沒有空氣阻力,鉛球和籃球從同一高度落下,時(shí)間會(huì)怎樣呢?”借助于這些問題,學(xué)生的注意力放在是不是物體的重力不一樣導(dǎo)致了自由下落時(shí)間的差異,排除了重力的影響因素后,將實(shí)際問題理想化,如果沒有空氣阻力,會(huì)是什么情況,學(xué)生在問題的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行猜想,繼而生成驗(yàn)證自己猜想的欲望,在此時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,得到學(xué)生所期待的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,深化理解的同時(shí)推動(dòng)物理教學(xué)向高效的方向發(fā)展.
2結(jié)果
2.1調(diào)查問卷分析
調(diào)查全部在實(shí)驗(yàn)組學(xué)生中展開,共匿名發(fā)放問卷100份,回收100份,回收率100%。結(jié)果表明,CMT的引入讓學(xué)生明白了基礎(chǔ)知識在臨床中的運(yùn)用,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,更重要的是提高了他們對知識的融會(huì)貫通能力,這正是應(yīng)試教育下的學(xué)生最缺乏的學(xué)習(xí)能力之一,見表1。
2.2理論成績分析
由表2得知,在CMT教學(xué)內(nèi)容測試中實(shí)驗(yàn)組對基礎(chǔ)知識的掌握程度明顯優(yōu)于對照組(u=2.48,p<0.05),說明CMT教學(xué)法提高了實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了他們的求知欲,培養(yǎng)了其學(xué)習(xí)能力和方法,從而對基礎(chǔ)知識掌握地更加牢固,表3的期末理論考試成績亦證實(shí)了這一點(diǎn)(u=3.72,p<0.01)。在綜合能力測試方面,實(shí)驗(yàn)組同樣表現(xiàn)優(yōu)秀,其綜合運(yùn)用知識分析和解決問題的能力明顯優(yōu)于對照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(u=10.2,p<0.01)。
3討論
生物化學(xué)是一門重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課,起著承前啟后的作用,學(xué)好它可以幫助醫(yī)學(xué)生更好地掌握和理解臨床上各種疾病發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制及其治療原理,但因其知識點(diǎn)繁雜、枯燥,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺乏和效率低下,歷來被醫(yī)學(xué)生認(rèn)為是較難學(xué)習(xí)的課程之一[4]。對醫(yī)學(xué)生來說,沒有比臨床病例更能引起其學(xué)習(xí)興趣,因此我們將CMT引入生物化學(xué)教學(xué),通過不斷摸索與實(shí)踐,取得了一定的效果,積累了一些經(jīng)驗(yàn),總結(jié)如下:
3.1教學(xué)案例的難度應(yīng)符合學(xué)生的綜合能力
典型性CMT要求的教學(xué)案例是從臨床搜集的真實(shí)的復(fù)雜病例[5],對于醫(yī)學(xué)知識掌握甚少的大一學(xué)生來說,即使在教師引導(dǎo)下也很難就復(fù)雜的臨床病例做出準(zhǔn)確的分析,最終必然會(huì)因?yàn)槌鰧W(xué)生的學(xué)習(xí)能力而使教改流于形式。鑒于此,我們所采用的病例都是授課教師根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況和教學(xué)內(nèi)容自己編寫的,擯棄了過多的干擾因素,適當(dāng)降低案例的難度,同時(shí)保證其真實(shí)度和有效性。此外,為了提高教學(xué)質(zhì)量,對需要教科書以外知識較多的病例,我們同時(shí)指定相應(yīng)的參考書,減輕了學(xué)生的課下負(fù)擔(dān)。實(shí)踐表明,以上措施使得大部分學(xué)生均能參與課堂教學(xué),課堂氣氛活躍。
3.2CMT盡量不要在新授課中引入
目前的文獻(xiàn)資料顯示,CMT在臨床課程中均是在新授課中應(yīng)用,先由學(xué)生課下預(yù)習(xí)、自學(xué)或者查閱資料來分析問題,課上在教師的指導(dǎo)下通過問題的一步步解決來學(xué)習(xí)新知識。我們開始也借鑒上述方法,但遺憾地發(fā)現(xiàn),有能力參與課堂教學(xué)的學(xué)生甚少,教學(xué)氣氛慘淡。我們轉(zhuǎn)而在學(xué)完相關(guān)章節(jié)后引入臨床病例,將其中的知識點(diǎn)甚至是已學(xué)的跨課程知識融入到教學(xué)病例中,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識能力和臨床思維能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的興趣和靶向性。這才是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程引入CMT教學(xué)的主要目的。表1的調(diào)查問卷結(jié)果同樣證明了這一點(diǎn)。
2教學(xué)改革初探
2.1課程設(shè)計(jì)上,體現(xiàn)“三個(gè)結(jié)合一個(gè)貫穿”
為體現(xiàn)“以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位、以發(fā)展技能為核心”的職教理念,教學(xué)內(nèi)容的組織突出應(yīng)用性、實(shí)踐性,理論教學(xué)以“實(shí)用、夠用”為度,實(shí)踐教學(xué)以崗位需要為準(zhǔn),達(dá)到課堂和崗位無縫連接。六校終課程設(shè)計(jì)上,注重“三個(gè)結(jié)合一個(gè)貫穿”:(1)結(jié)合崗位:加強(qiáng)與臨床的銜接,以適應(yīng)崗位需要,將臨床工作任務(wù)、工作過程轉(zhuǎn)化為本課程的4個(gè)工作項(xiàng)目,以適應(yīng)實(shí)際工作要求,注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)。(2)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合:理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)比為1∶1,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。(3)結(jié)合學(xué)生:采用多種教學(xué)方法,加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo),使學(xué)生有興趣學(xué)、容易學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。(4)一個(gè)貫穿:將質(zhì)量控制的內(nèi)容貫穿于整個(gè)教學(xué)過程的始終,將臨床工作中的分析前、中、后質(zhì)量控制內(nèi)容滲透在知識目標(biāo)及能力目標(biāo)中,培養(yǎng)學(xué)生良好的質(zhì)量意識、誠信意識等職業(yè)素質(zhì)。
2.2對課程內(nèi)容進(jìn)行整合
根據(jù)崗位需要確定人才培養(yǎng)目標(biāo),打破原有生物化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)課程設(shè)置,重新設(shè)定知識結(jié)構(gòu)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,將教學(xué)內(nèi)容分為4個(gè)工作項(xiàng)目,每個(gè)工作項(xiàng)目又設(shè)有子項(xiàng)目,分別對應(yīng)若干知識點(diǎn)。第一工作項(xiàng)目:以生物化學(xué)檢驗(yàn)基本技術(shù)、技能和儀器為中心,介紹試劑的配制、常用移液器、光譜分析、電位分析、電泳、離心、酶活性測定等分析技術(shù)和自動(dòng)分析儀的應(yīng)用。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是生物化學(xué)檢驗(yàn)的各分析技術(shù)、儀器的基本原理和規(guī)范操作。第二工作項(xiàng)目:以人體物質(zhì)代謝為中心,介紹各種代謝物的檢測方法,如糖、脂類、蛋白質(zhì)、電解質(zhì)的測定。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是各種代謝物檢測方法的原理、操作、注意事項(xiàng)及臨床意義。第三工作項(xiàng)目:以器官為中心,分別闡述病理狀態(tài)下的生物化學(xué)變化,如心、肝、腎功檢測等。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是合理選擇相關(guān)檢驗(yàn)指標(biāo)及其臨床意義。第四工作項(xiàng)目:以質(zhì)量控制為中心介紹質(zhì)控圖的繪制、質(zhì)控規(guī)則及失控的處理。本項(xiàng)目的重點(diǎn)是生物化學(xué)檢驗(yàn)質(zhì)控圖的繪制、質(zhì)控規(guī)則、質(zhì)控結(jié)果的判斷及失控的處理。
2.3探索多種教學(xué)方法
(1)理論教學(xué)時(shí),為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,在傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上,嘗試采用以下方法:①案例分析式教學(xué)法:將臨床病例引入教學(xué),激發(fā)學(xué)生興趣。例如,在講肝功檢測項(xiàng)目時(shí),通過對具體病例檢測項(xiàng)目的分析,使學(xué)生明確肝功檢測的意義和價(jià)值;在進(jìn)行結(jié)果報(bào)告與分析時(shí),讓學(xué)生分組討論為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果?錯(cuò)誤的報(bào)告會(huì)帶來哪些危害?學(xué)生通過討論、參與鞏固了記憶,也進(jìn)一步強(qiáng)化了職業(yè)道德培養(yǎng)。②PBL啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)法:為了培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力,在日常教學(xué)中采用PBL啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)法。比如在本課程的多個(gè)工作項(xiàng)目教學(xué)中,有很多類似的知識內(nèi)容,如講肝功檢測項(xiàng)目中的樣本采集和處理時(shí),因?yàn)橐褜W(xué)習(xí)過其他檢測項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容,此時(shí)提出問題:肝功檢測前質(zhì)量控制的內(nèi)容有哪些?學(xué)生通過對比分析,很快就能找到問題的答案。這對培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、掌握分析問題的關(guān)鍵和找到解決問題的方法作用很大。(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),為更好地提高學(xué)生的基本操作技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。我們改變了以往的大班授課方式,采用新的教學(xué)方法:①點(diǎn)對點(diǎn)分組式教學(xué)法:為了規(guī)范技能操作,提高學(xué)生動(dòng)手能力,同時(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,針對原有大班授課學(xué)生積極性不高,教師不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題,不能適應(yīng)學(xué)生技能培養(yǎng)要求的缺陷,我們充分利用現(xiàn)有人員和儀器設(shè)備,采用教師集體備課,分組帶教的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過教師示教—學(xué)生操作—教師糾錯(cuò)—學(xué)生反復(fù)練習(xí)模式實(shí)施教學(xué)。②任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法:為了更好地引導(dǎo)學(xué)生思考,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。教師對任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì),將以往的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)具體的工作任務(wù),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置在任務(wù)之中。比如在血漿葡萄糖檢測實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師模擬臨床工作環(huán)境,將工作任務(wù)(血漿葡萄糖檢測)下達(dá)給學(xué)生,讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)、討論、分析,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生按照臨床工作流程完成任務(wù):患者準(zhǔn)備—標(biāo)本采集、處理—血糖檢測—檢測結(jié)果分析、報(bào)告—廢物處理。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,通過完成一個(gè)個(gè)任務(wù)逐步掌握所學(xué)知識與技能,教師對學(xué)生的任務(wù)完成情況進(jìn)行總結(jié)、評價(jià)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法不僅提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,而且提高了他們的學(xué)習(xí)積極性與興趣。③角色扮演法:為了培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、質(zhì)量意識,同時(shí)提高學(xué)習(xí)積極性和操作能力,我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用了角色扮演法。讓學(xué)生分別扮演患者和檢驗(yàn)人員,演繹患者診療、檢驗(yàn)人員工作的全過程,以便更好地了解樣本采集對檢測結(jié)果的影響,了解分析前質(zhì)量控制的內(nèi)容,樹立為患者服務(wù)意識。通過對檢驗(yàn)人員角色的扮演,學(xué)生的責(zé)任感油然而生,有助于形成良好的職業(yè)道德。學(xué)生通過角色扮演不僅掌握了臨床工作流程、順利完成工作任務(wù),而且能夠感性地看待醫(yī)患溝通,培養(yǎng)溝通能力,有助于將來適應(yīng)臨床崗位要求。
首先,關(guān)注學(xué)習(xí)規(guī)律,注重引導(dǎo)新生明白獲得知識的方法要領(lǐng)在高一教學(xué)中,要幫助學(xué)生逐步適應(yīng)教學(xué)新方法,使學(xué)生早些明白相關(guān)重要知識在今后的學(xué)習(xí)中該怎樣學(xué)才有效,消除其心中初中生物可能與高中生物互不相干或高中生物神秘莫測的心理,提前樹立高中生物也能學(xué)好的信心。在初中學(xué)習(xí)中,學(xué)生能夠做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)很少,大家對于實(shí)驗(yàn)抱有的態(tài)度是比較喜歡,想去做,可是又不懂得怎么去做,要積極地引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中做好前期準(zhǔn)備工作,中間過程中要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求去做,注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄,有些學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象不重視分析,喜歡成功地做出來,卻不喜歡去發(fā)現(xiàn)失敗的原因,不利于其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>
其次,認(rèn)識實(shí)驗(yàn)價(jià)值,注重引導(dǎo)新生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要意義老師在課堂上演示實(shí)驗(yàn),往往成為驗(yàn)證課本知識的附屬,嘴里說著怎樣反應(yīng),最后記錄怎樣結(jié)果,學(xué)生看得稀里糊涂,學(xué)得不知所云,做得一塌糊涂,不能真正理解和掌握所學(xué)內(nèi)容,這種重結(jié)果輕過程的教學(xué)方法,不利于培養(yǎng)學(xué)生能力。因此,鼓勵(lì)學(xué)生思維,大膽設(shè)想,大膽試驗(yàn)(安全保障前提下),才能使驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)上升為探究性實(shí)驗(yàn),將演示實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口,發(fā)揮其主體作用,改進(jìn)實(shí)驗(yàn),獲得成功。
其三,改進(jìn)教學(xué)方法,注重引導(dǎo)新生摸索適合自己的學(xué)習(xí)方法在日常教學(xué)中,老師的教學(xué)方法比較單一,沒有新意,不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,基本采用老式的灌輸法,強(qiáng)制性地學(xué)習(xí),使新課標(biāo)提倡的探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、概念圖等教學(xué)策略無法實(shí)施。由于缺乏師生互動(dòng)和自由溝通,會(huì)逐漸使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)生物的積極性和主動(dòng)性。因此,老師要時(shí)刻鼓勵(lì)學(xué)生,使其充滿激情地學(xué)習(xí),重視生物學(xué)的思想、原理、方法和探究,才能使學(xué)生獨(dú)立思考,勇于探索,提高成績,增加興趣。
二、教學(xué)環(huán)節(jié)從抽象到具體的落實(shí)
高一新生對生物課程的認(rèn)知比較淺顯,如何提高學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)技能;如何改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,如何增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,如何使基礎(chǔ)知識充實(shí)鞏固。這都需要生物教師進(jìn)行科學(xué)靈活的教學(xué)設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為高中生物課堂教學(xué)環(huán)節(jié)一般為:“自主預(yù)習(xí)、小組討論、交流展示、質(zhì)疑拓展、檢測反饋、小結(jié)反思”。教師可以根據(jù)不同的學(xué)段、課型自主變通、組合形成教學(xué)流程,才能引導(dǎo)學(xué)生逐步產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
1.“自主預(yù)習(xí)”是后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。由學(xué)生在課前或剛開始上課的時(shí)間段內(nèi)自主學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)疑難,提出問題,經(jīng)由教師和學(xué)生共同梳理后提取出課堂學(xué)習(xí)的主要問題(即知識點(diǎn)、重難點(diǎn))。學(xué)生帶著思考和質(zhì)疑進(jìn)入討論,達(dá)到提高課堂教學(xué)針對性的目的;同時(shí),給予一定限度的學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度安排的自主性,保證不同學(xué)習(xí)速度的學(xué)生獲得“異步”學(xué)習(xí)的公平機(jī)會(huì)。
2.“小組討論”是教學(xué)過程的組織形式。在自學(xué)的基礎(chǔ)上,通過小組合作討論解決生生交互可以解決的問題。通過“兵教兵”實(shí)現(xiàn)“一對一”的教學(xué)。
3.“交流展示”是固化成果的重要環(huán)節(jié)??梢越柚诎?、投影等媒體,由學(xué)生報(bào)告學(xué)習(xí)成果,引導(dǎo)其他學(xué)生整理學(xué)習(xí)內(nèi)容,理清問題解決思路,培養(yǎng)學(xué)生觀點(diǎn)概括、問題表述和問題解決及表達(dá)、交流等綜合能力。
4.“質(zhì)疑拓展”是深化學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。在小組研討基礎(chǔ)上,把共性的問題、組內(nèi)尚未解決的問題、需要拓展探究的問題,通過、互教互議、教師指導(dǎo)、組際競賽等方式,進(jìn)一步加以解決,發(fā)展學(xué)生推理性、批判性思維。
5.“檢測反饋”是反饋矯正的評價(jià)環(huán)節(jié)。通過提問、觀察、測試等手段,評估學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和學(xué)習(xí)成就,給學(xué)生提供明確的反饋,指導(dǎo)學(xué)生查漏補(bǔ)缺,提高當(dāng)堂目標(biāo)達(dá)成度。
6.“小結(jié)反思”是建立聯(lián)系的領(lǐng)悟環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生概括、小結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容,繪制知識結(jié)構(gòu)圖、思維導(dǎo)圖,領(lǐng)悟?qū)W習(xí)方法、思維模式,增強(qiáng)學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成自覺性。