生物学和生物医学精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇生物学和生物医学，期待它们能激发您的灵感。

篇1

Biomaterials and

Regenerative Medicine

2015

ISBN9781107012097

生物医用材料是指以医疗为目的，用于诊断、治疗、修复或替换人体组织器官或增进其功能的材料。再生医学是从20世纪80年代后期兴起并逐步发展起来的，但一直缺乏一个明确的定义。到90年代后期由于干细胞技术方面的突破，才把干细胞、组织工程、组织器官代用品等纳入到再生医学里面来。就再生医学本身而言，国际上还未被明确界定，且存在一些不同的看法，从广义上来讲，再生医学是利用人类的自然治愈能力，使受到巨大创伤的机体组织或器官获得自己再生能力为目的的医学。目前，再生医学所包含的内容主要为以下4大模块：干细胞与克隆技术、组织工程、组织器官代用品、异种器官移植。目前该领域已经成为一个多学科交叉并迅速发展的领域。

本书是由Peter X.Ma领衔的专家团队关于生物材料及再生医学领域的研究论文汇编，主要集中讨论了生物材料在干细胞研究和再生医学中的作用，着重分析了基础理论和方法，内容覆盖干细胞领域、合成技术、材料设计原则、材料物理特性、生物工程技术等领域。

全书共分5章：1.干细胞和再生医学的研究成果，包括胚胎干细胞、IPS细胞等;2. 用于再生医学的多孔支架材料研究，包括生物聚合物、生物陶瓷、微米和纳米纤维等;3. 用于再生医学的氢支架材料相关研究;4.生物因子传递研究，包括尖端的药物转移系统及基因治疗技术等内容;5. 动物模型和临床应用方面的研究成果，在心血管系统方面的应用、有机再生方面的内容。

书中详细介绍了生物高分子材料的结构和功能分类，从分子水平、纳米尺度分析了生物仿生材料的结构及生物分子设计，以及生物功能材料的应用。

Peter X. Ma是密执安大学教授，曾获得2013克莱门森奖、杰出科学家奖等多项殊荣。他是再生医学领域的世界级的材料专家，在生物材料的设计与合成研究领域处于非常领先的地位。

本书适合生物材料、干细胞生物学、干细胞工程、组织工程学、再生医学等专业的学生阅读，对于从事干细胞工程、生物医学材料、再生医学领域理论以及应用领域的研究生、学者来说，这本书非常有参考价值。

彭金平，博士生

（国家纳米科学中心）

Peng Jinping， Ph.D

篇2

2生物材料的类型与应用生物材料种类繁多,到目前为止,被详细研究过的生物材料已经超过一千种,在医学临床上广泛应用的也有几十种,涉及材料学科各个领域。依据不同的分类标准,可以分为不同的类型。

2.1以材料的生物性能为分类标准根据材料的生物性能,生物材料可分为生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物复合材料四类。

2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一类在生物环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料,主要是生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉—金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4陶瓷该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。

2.1.2生物活性材料生物活性材料是一类能诱出或调节生物活性的生物医学材料。但是,也有人认为生物活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充.一些生物医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为生物活性材料.羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.生物活性材料主要有以下几类:

(1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作为最有代表性的生物活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究,在近代生物医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。

(2)磷酸钙生物活性材料这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA有机骨水泥.国内研究抗压强度已达60MPa以上。后者具有一定的机械强度和生物活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。

(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性生物材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。

(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃两类。目前关于该方向的研究已成为生物材料的主要研究方向之一。

2.1.3生物降解材料所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。

2.1.4生物复合材料生物复合材料又称为生物医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的物理化学性质之外,还必须满足生物相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为生物复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料,利用生物技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料,大大改善了其生物学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。

2.2以材料的属性为分类标准

2.2.1生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。

2.2.2生物医用高分子材料医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两类。对于前者,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。

2.2.3生物医用无机非金属材料或称为生物陶瓷。生物医用非金属材料,又称生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定,具有良好的生物相容性。一般来说,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三类。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性生物陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着生物陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对生物陶瓷材料的要求也越来越高。原先的生物陶瓷材料无论是生物惰性的还是生物活性的,强调的是材料在生物体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与生物体物质、能量交换的功能已成为生物材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性生物陶瓷材料该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机生物材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的生物陶瓷复合材料该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与生物活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用生物体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与生物活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性生物陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的生物陶瓷的物理、化学和生物性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,生物陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和化学稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。生物活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。

2.2.4生物医用复合材料此类材料在2.1.4中已有介绍,此处不再详述

2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材

料,也称为生物再生材料.生物组织可取自同种或异种动物体的组织.特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理.由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.

3.生物材料的性能评价目前关于生物材料性能评价的研究主要集中在生物相容性方面.因为生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对生物材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,生物相容性包括两大原则,一是生物安全性原则,二是生物功能性原则.生物安全性是植入体内的生物材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于生物材料生物学评价标准的研究始于20世纪70年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以10993编号了17个相关标准,同时对生物学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子生物学手段来评价生物材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现评价生物材料对生物功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子生物学评价方面的一些研究。总之,关于生物功能性的原则是提出不久的一个新的生物材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的化学稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的生物材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。

4生物材料的发展趋势展望生物材料科学是20世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,生物材料科学已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、物理、生物化学和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应生物环境发展到有目的地设计材料,以达到与生物组织的有机连接。并随着生命科学和材料科学的发展,生物材料必将走向功能性半生命方向。生物材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。生物材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界生物材料大会代表着国际上生物材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是生物材料今后研究发展的几个主要方向:

(1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性生物材料,将成为生物材料研究的主要方向之一。

(2)把生物陶瓷与高分子聚合物或生物玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。

(3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型生物复合材料将成为方向之一。

(4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。

(5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。

(6)如何能够制备出纳米尺寸的生物材料的工艺以及纳米生物材料本身将成为研究热点之一。

篇3

【关键词】 实验室生物安全 学生 防护策略

Biosafety and their protective strategies for students in medical laboratories

WANG Ke， PAN Jin，ZHAO Dong，et al.Laboratory of biological pathogens and immunology， Capital University of Medical Sciences， Beijing 100069，China

【Abstract】 Medical institutions' laboratory safety is different from other institutions in the laboratory. According to its professional characteristics should be based on security， the so-called laboratory biosafety (LBS) refers to pathogenic microorganisms that engaged in activities of the laboratory experiment in the pathogenic microbes to avoid staff and associated personnel hazards. With the national security of the importance of biological laboratories， it is necessary for medical students to learn laboratory biosafety knowledge and skills training against the existence of problems protection strategies.

【Key words】 Laboratory biosafety; student; protection strategy

实验室生物安全的概念起源于20世纪50～60年代，由于种种原因，我国对生物安全的研究和认识明显落后于西方国家，直到2002年，卫生部颁布了微生物和生物医学实验室生物安全通用准则，该准则对生物医学实验室内的生物安全作了详细的规定，可惜当时并未引起足够重视；2003年传染性非典型肺炎的流行，使得国家相关部门把对实验室生物安全的关注提到一个新的高度，有关法律法规相继面世［1，2］ 。随着国家经济和社会的飞速发展，医疗卫生与健康问题逐渐成为社会的关注焦点。为此国家加大了对医学教育的重视和投入，随之而来的就是大量先进仪器的进入和现代化实验室的建设，实验室利用率的加大，使大量的不同层次的学生走进了医学实验室，人员流动性增大，给医学实验室的生物安全管理带来了很大难度。在实验过程中发生的差错，轻的会造成实验材料的浪费，结果的错误，重的会导致感染，传播病原微生物，甚至造成人员的死亡。因此学生进入医学实验室应把生物安全放在第一位。首先要进行生物安全知识的教育，使学生在具有自我保护的意识下，克服不良习惯，养成良好习惯，结果受益终生。结合医学实验室的特点，将实验室及学生有序的管理好是非常必要的，通过多年的实验室工作和不断地思考总结归纳以下实验室容易出现的问题和针对问题解决的策略仅供参考。

1 医学实验室生物安全存在的问题

主要存在于与病原生物学相关的专业所使用的实验室。

1.1 学生上课做实验直接接触病原微生物，存在着因防护不严而病原微生物失控 不仅感染实验室人员，甚至还可能传播到社会，引起传染病的流行。

1.2 与实验无关的东西随意带进实验室 甚至有时将食物、饮料、衣物等摆放在实验台上与实验材料同放。

1.3 进实验室前的个人防护问题 许多学生很随意的穿着自己的衣服进入实验室，还有的学生穿者凉鞋、拖鞋，更有甚者为肩佩长发一边做实验一边用摸完实验用品的手不断的弄头发。

1.4 上实验课准备不足 有的同学上实验课慌慌张张的现找实验室，头脑空空，上什么内容也不知道，上课铃声响完还不断地有人进入，内容听不全，实验中就来回走找实验材料问实验方法等，实验室显得十分混乱。

1.5 使用酒精灯不注意安全 在病原微生物接种时酒精灯是最常用的，它的安全问题往往被忽略，有的同学因某种原因离开自己座位时依然点着酒精灯，酒精灯发生意外致人损伤的事件在学生实验室曾经是有过先例的。

1.6 实验后不洗手、隔离衣乱放 做完实验离开实验室前有的同学忘记洗手，赶上午饭前直接去饭厅，是十分危险的。再有下课后有的同学不将白大衣反折单放，而是直接塞入书包与其他物品同放。

1.7 实验物品的分类使用和存放混乱 值日生同学不懂实验后的用品如何分类，经常将污染的与没污染的用品混放，造成污染的范围扩大，更有甚者为乱倒实验垃圾，不知道实验垃圾应该如何分类等。

2 医学实验室生物安全管理的重点应放在硬件建设、制度建设和安全的教育上

高等院校实验室的安全事故时有发生，因此现在大家对实验室的安全问题十分重视，基本实行“以人为本”、“预防为主”、谁主管，谁负责的原则，将安全责任落实到每个实验室和个人，逐级签定安全责任书，开展各级培训班。把各项规章制度挂在墙上。这些都是最基本、最起码的安全管理，但未必就能防止安全事故的发生，一旦发生事故，一切原则、责任都于事无补，因此还需要在以下3个方面对安全管理加以支撑和保证。

2．1 硬件建设，确保实验室的安全 所有实验室门口都应贴有明显的标识牌（例如某某实验室，生物安全几级以及逃生门等必要的内容），实验室内外要有足够量和有效的消防器材，以备火灾时使用。紧急喷淋和洗眼器，以备有害液体不慎飞溅到眼睛或皮肤上时冲淋以减轻伤害。实验室应设置紧急救助药箱，备好基本救助材料，以供紧急需要时使用。

对于利用病原微生物开展教学的医学实验室，必须根据所开展工作的性质、接触的病原微生物的危害和因之所需要的生物安全等级（目前分为4级），使实验室的建筑结构和设施、安全设备、安全操作规程达到相应的要求，否则该实验室不能使用。

2．2 严格安全制度，消除安全隐患 防患于未然才能从根本上保证实验室的安全，预防措施必须以制度的形式稳固下来。

2.2.1 定期检查制度 对于实验室的安全条件和设施要做到胸中有数，定期检查，及时发现和杜绝安全隐患问题 。一旦发现重大安全隐患问题的实验室，必须立即停止使用，疏散人员，限期整改，确保人身安全。

2.2.2 加强教育严格准入制度 对进微生物实验室做实验的学生，首先要进行系统的生物安全教育以及防护方法教育，使他们通过教育具有安全意识，做事有条理，遇事不慌，处理得当。与实验无关的人员不得随意进入实验室。

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2.2.3 定期演练制度 通过组织相关人员对突发事故的模拟演练，来检查人员的安全意识，正确处置和快速反应能力。可定期进行演练，在演练过程中不断发现问题，达到不断提高的目的。

2.2.4 危险品保管制度 对易燃、易爆、剧毒、致病性病原微生物等危险品，要设专室专柜储存，双人双锁妥善保管。实验人员领用时必须经负责人签署意见，并作好详细领用记录。

2.2.5 不断进行安全教育 开展定期的、经常的安全教育，不断创造重视安全的氛围，是提高实验人员安全意识、养成良好安全习惯，从而防止安全事故发生的有效途径。安全教育内容包括：学习涉及实验室生物安全通用的要求、病原微生物安全防护、医疗废物及危险品管理等国家和学校的有关法规、制度，学习掌握各种标准化、规范化的实验操作，熟悉实验室环境和安全措施，学习正确使用消防器材，掌握基本的急救知识和逃生技巧等。

3 学生重在树立安全意识，养成良好的安全习惯，加强自我保护和防护策略

对于初进医学实验室的学生，为确保实验室和自身安全，必须要高度重视和认真对待实验室安全问题，认真学习和掌握实验室安全教育的内容。树立安全意识，养成良好的安全习惯，加强自我保护和防护策略，对于新开的实验课一定要在课前找好实验室的准确位置，了解其实验特点，要做那些实验内容，千万不要脑子空空，现上课现找实验室，匆忙进入实验室，投入实验，完全依赖带教老师，这样做的结果不但浪费时间和资源，重要的是加大了不可控制因素带来的危害。

3.1 做好个人防护，不存侥幸心理 进医学实验室前一定要穿好白大衣，实验课前一定要认真预习实验内容，接触有毒有害物品前，必须做好个人防护，不要抱侥幸心理，以为不会出事。课上严格按照带教老师所提的要求去做，对不懂的问题或操作，一定要问带课教师，不可自作主张，莽撞惹祸。一旦出现问题不要私自处理，要立刻报告给老师，在老师的指导下进行处理。

3.2 做实验要严肃认真，集中注意力 不要闲聊和大声喧哗，以免影响实验进度和实验室整体氛围，使人麻痹大意，引发事故，造成不必要的伤害。

3.3 不要将与实验无关的物品随意带入实验室，更不要放在实验台上 实验台在实验的整个过程中都应保持清洁有序，对于病原微生物专业常用的酒精灯一定要更加注意它的安全性。

3.4 用电设备的使用，要谨慎仪器要在带课教师的指导下正确使用 不要用带水的手进行操作，用后需切断电源的一定要切断电源，不需切断电源的千万不要切断电源。例如微生物实验室所用的温箱、冰箱课后不要随意断电。以免造成结果无法观察的后果。

3.5 实验完毕后不要随意处理实验所用物品 要在带教老师的指导下，分门别类的将其放好送到应该送的地方，洗手或用消毒液浸泡手后，将白大衣反折单放后再离开实验室等。

4 结束语

医学实验室的特点，仪器设备多、空间狭窄、实验复杂，涉及的危险因素多。学生进入实验室，如果对安全重视不足，教育不够，养成坏习惯，不仅会成为事故的制造者，造成人身伤害，还可能恶习难改，影响自己长远的职业生涯和将来工作的实验室的安全［3～6］。

学生是医学实验室安全教育的重点，通过认真全面的安全教育，使他们树立安全意识，养成良好的实验室习惯，尽快实习实验室环境，尽快掌握各种规范化实验操作。作好他们的生物安全知识培训，不仅保证其学习期间的安全，还有以下深远意义：受过正规生物安全知识培训并且熟练掌握其知识。有些学生毕业后将继续从事科研工作，或有机会参与实验室设计和建设，可使他们从容应对工作中面对的问题。还有些学生毕业后可能从事教学工作，把所学到和掌握的生物安全知识传授给学生，这样我国的医学实验室生物安全工作将会进入一个良性循环的时代：随着改革开放国际交流的日益增多，有些毕业生走出国门学习深造、或参加各种合作的研究项目，受过正规生物安全知识培训并且熟练掌握其知识，可以在国际交流中体现我国医学生的基本素质；熟练掌握其知识，受益终生。

【参考文献】

1 卫生部.WS233-2002微生物和生物医学实验室生物安全通用准则.北京：中国标准出版社，2002.

2 祁国明.病原微生物实验室生物安全(第二版).北京：人民卫生出版社，2006，1-67.

3 蒋建利.对生物医学研究生开设生物医学实验安全课程的必要探讨.山西医科大学学报，2004，6(1):69-71.

4 周乙华.实验室感染与生物安全.中华预防医学杂志，2005，39(3)：215.

篇4

【关键词】α-β钛合金 超晶结构 α相 商用纯钛合金

随着人口持续老龄化，对生物医疗器械所使用材料的要求日益增加。据估计，美国2030年进行髋关节置换人数将达到27200人/年，和2000年比将增加15200人/年，其中12.8%主要是对已植入髋关节进行修复。金属材料被应用在髋关节置换或其他关节置换手术中，例如膝关节、肩关节等。金属医用材料还可应用在脊柱或创伤固定、血管支架及椎间盘置换等。广泛使用的金属材料包括不锈钢，CoCrMo合金，Ti合金及其他特殊合金如AuPd合金，这些合金具有较低的弹性模量，出色的抗腐蚀性能及较好的生物相容性等优点。弹性模量在硬组织置换中是一个很重要的因素，正常骨和硬组织植入物间不同的弹性模量会产生压力屏蔽作用，使正常骨被重吸收或植入物松弛，大多数病人都需要再次手术进行矫正。另外一个普遍关注的问题是骨头坏死，是由于关节陷窝与相连接部件作用产生磨削而引起的，这些磨削会迁移到骨干表面，附着在正常骨上从而引起骨细胞的死亡。钛的研究主要集中在能够在生物医学方面长期使用的增强型钛合金，如之前被应用在航空航天领域的商用纯钛合金及Ti6Al4V。

一、商用纯钛合金

商用纯钛合金很早被应用在生物医疗器械中，如血管支架，创伤或脊柱固定器件等。Fe元素含量很低的情况下，植入物和人体之间基本上不产生不良反应。商用纯钛虽然有以上优势，但是作为硬组织植入物，其机械强度还达不到人体要求。对机械强度的要求使得越来越多的4级商用纯钛合金被应用在生物器件中，通过提高氧元素的含量，其机械强度超过了2级商用纯钛。

R.Z. Valiev等研究报道了一种增强的纯钛合金，通过等通道转角挤压技术（equal channel angular pressing，ECAP）和其他的变形处理加工过程，使得2级商用纯钛合金的强度提高。实验测试了三种状态下纯钛的强度：400℃下ECAP（8遍）（#1），ECAP+65%冷压延（#2）及ECAP+压延之后300℃退火处理（#3）。超晶（Ultra-fine Grained， UFG）结构中既有等轴微结构存在，也有具有明显边界的亚晶粒结构存在。较之原本的粗糙晶粒的商用纯钛，经过剧烈形变后的商用纯钛的显微硬度有明显的提高。与粗晶钛比较，加工后商用纯钛的最大拉伸强度可提高140%，但延展率会下降9%。

通过第三种方法处理的2级超晶商用纯钛的疲劳极限为500MPa，较之粗晶钛其疲劳极限提高了100%。另外，疲劳范围内低循环或高循环下的超晶钛比粗晶钛具有更高的疲劳强度。

C. Yao等通过#2处理制备出超晶结构钛，体外实验发现超晶结构能够影响钛植入物表面细胞的功能。虽然细胞在超晶钛上吸附机制还在进一步研究中，但较早一些研究中，例如通过粉末冶金技术制备出纳米晶粒金属，和细胞共培养后，晶粒边界处成骨细胞吸附量增多，所以人们越来越强调晶粒边界的作用。

摩擦作用的研究中，表明在商用纯钛中，超晶结构叫粗晶结构就有更好的摩擦学行为。但是对于摩擦耦合的长期反应情况还不是很清楚。

二、α-β钛合金

生物医用的商用纯钛机械性能远远低于全关节置换的要求，使得Ti6Al4V被广泛使用，成为生物医学器件中应用最多的钛合金。另外在Ti6Al4V的正常加工和处理过程中，常常采用不同的铌来替代Ti6Al4V合金中的钒，从而可以更好的模拟Ti6Al4V中α和β相的比例，所以对含钒材料生物反应的关注导致Ti6Al7Nb合金的发展和应用。对低模量α-β钛合金的研究致使Ti13Nb13Zr合金发展，它的强度系数可以和Ti6Al4V相媲美。

等轴α微结构合金具有较高的强度和延展性，具有较低的断裂强度；片层状结构具有较好的断裂强度，适中的强度和延展性。通过微结构的调控可以改善Ti 6Al 4V合金在高循环下的疲劳响应性能。

通过对体内细胞功能的研究，超晶Ti6Al4V合金被证实对成骨细胞吸附有促进作用。Ti6Al4V合金中存在α和β两相，α和β相晶粒的大小、均一性和分散性（主要是β相），以及合金内部α和β相晶粒的大小都会影响Ti6Al4V合金结构。退火温度对Ti6Al4V合金硬度的影响，表明在合金整体微米硬度不受影响的情况下，较低的退火温度对α和β相分布有较大的影响。

与常规晶粒合金相比，超晶合金具有较好的机械和生物响应性能。另外含有生物相容合金元素（如Nb， Zr， Ta等）的钛合金通过不同的加工处理过程，可以形成具有超晶结构的钛合金，使得生物性和机械性能大大提高，不过这方面研究正在进一步的研究和开发中。

三、结论

文章介绍了钛合金材料在生物医学领域应用的一些基本的合成方法，钛合金以及生物医学领域的进一步研究和发展将进一步推动新型材料和新技术的产生，使得病人的生活质量得以改善，另外要想在未来的研究中取得更大的进展，需要不同领域的专家，包括材料、生物力学以及细胞生物学方面的研究人员的通力合作。

参考文献：

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篇5

关键词：大数据；海量存储；数据挖掘；标本库；医学生物信息；数据挖掘

随着信息技术在医学临床和科研中的应用，临床医学、生物学、信息学发生了一次交叉融合， 这种以生物大数据信息是未来生物医学研究发展的核心点。这种以海量、高维度、数据变量复杂、为特征的数据结构， 需要我们在传统的医学基础之上集数学、统计学、工程学、计算机信息科学的交叉综合、理论和实验相结合，建立新的新方法和手段。使得我们的临床医学模式从经验医学进一步向循证医学转变，无序医疗向着有序医疗发展，医学研究也会进入从发现、研究、验证、应用到再发现、再研究、再验证、再应用的迭代式良性循环过程中。

1实现大数据的大价值是医学信息建设的新目标

信息化时代各行业信息数据量呈现指数上升，医疗行业的数据信息增长更快。经研究表明，未来10年医学数据将高爆式地增长，其增长来源于医院医疗信息运行数据的积累、新的临床信息系统的嵌入（如电子病例系统）、新医疗诊疗设备接入等。随着医学的进步以生物芯片为代表的高通量生物技术的飞速发展，基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学的信息也会涌入医学生物信息领域。这种大量高速增长的数据被称之为海量数据或者大数据（big data）。大数据的特点是海量、高维度、数据变量复杂、分析处理复杂。

随着信息技术在医学临床和科研中的应用，临床医学、生物学、信息学发生了一次交叉融合，形成了生物医学信息学（Biomedical Informatics）。这种以生物大数据信息是未来生物医学研究发展的核心点。我们可以看到，生物医学领域的大数据时代正在来临，其发展将促使我们尽快构建一个实时、便捷、全方位的医学生物信息挖掘和应用系统。在医学信息研究方面，我国还主要处在对医疗流程的信息化管理、质量控制等初级阶段，尚未开展面对"大数据"挖掘的系统研究与应用，但这种研究与挖掘应用必将成为生物医药科学技术发展的趋势。大数据时代的到来，既对临床医生、研究人员、医院管理者、医疗监管机构等都提出了巨大的挑战，也为生物医学研究带来了前所未有的机遇。生物医学领域里科学研究的一个重要发展趋势就是数据驱动。以前进行实验研究的目的是获得结论或者是提出一种新的假设，大数据技术通过对海量数据的研究来探索其中的规律，可以直接提出假设或得出可靠的结论。

当前，以临床医疗信息为基础的计算机信息系统可扩展到多个相联的信息系统，包括：电子病例系统、随访信息管理系统、实验室信息管理系统、生物信息分析系统、基因组学数据库系统、药物临床试验信息系统等，在医学科研与临床应用之间架起了一道不可或缺的桥梁。收集大数据、整合大数据、处理和分析大数据，形成价值密度高、利用价值高的数据资源体系，实现"大数据"的"大价值"，是医学信息建设的新目标。

2大数据挖掘将盘活医学生物信息资产

医学生物信息的大数据包括医疗对象以及与医疗对象相关的信息特征集合，生物标本以及与生物标本信息相关的特征集合，这些大数据集带有自己的、潜在的、未被揭示的规律趋势特征，这才是医学生物信息价值的核心所在。这些医学生物信息是我们进行用于人类健康研究价值的资产，研究、分析、挖掘海量医学生物信息就是盘活人类健康研究的资产。数据挖掘，也称知识发现，是盘活这些宝贵的医学生物信息资产的有力工具。

大数据的挖掘和应用不同于传统的采样分析法，它有自身的一些独特特点，如：①大数据挖掘分析与事物相关的所有数据，而非少量数据样本，研究的样本数量趋近于总体数量；②大数据挖掘追求的是效率和趋势，而非绝对的准确性；③大数据挖掘更多关注事物的相关关系而非因果关系，这种信息与信息之间的相关关系会提醒我们某件事情正在发生。

同时，从数据中发现价值的实践也由来已久。横跨数据库技术、统计学和机器学习等交叉学科和技术的数据挖掘是大数据分析的基础，传统的数据分析实践是无法适应大数据的发展的。

近年来，数据挖掘引起了信息产业界的极大关注。其主要原因是，由业务系统产生的大量数据，迫切需要将这些数据转换成有用的信息和知识，并广泛使用于业务中。获取的信息和知识可以广泛用于各种实践应用，包括商务管理、生产控制、市场分析、工程设计和科学探索等领域。数据挖掘利用了来自如下一些领域的思想和方法：统计学、人工智能、模式识别、机器学习等。数据挖掘的很多算法都采用了以上领域中的理论算法、建模技术和学习理论等。数据挖掘也迅速地接纳了来自其他领域的思想，这些领域包括最优化技术、进化计算、信息论、信号处理、可视化和信息检索技术等。数据挖掘也需要数据库系统提供有效的存储、索引和查询处理得支持。源于高性能并行计算的技术在处理海量数据集方面常常是也重要的。分布式计算技术也能有效地帮助处理海量数据，并且当数据不能集中到一起处理时更是至关重要的[2]。

医学生物信息的数据挖掘应用比较广泛，医学样本库领域的应用就是其中的一个实例。通过建立临床医学样本信息筛选和侦测交互信息平台来建立协作样本库和虚拟样本库。建立样本库协作单位的协作机制、严格的样本筛选策略（根据研究项目协议和国家地方相关标准诊断、归转标准[5-7]）、应答式的标本收集机制、样本区域内（研究机构、转化中心、医院）权利共享机制，以建立全新模式、响应一致、反应迅速、整齐划一的样本收集研究管理的体系。建设样本从标筛选、采集、管理策略运转的实例，是以一个研究中心结合4～5个医院以及4～5个样本筛选医院，建立研究临床医学转化知识发现和研究验证系统信息平台和建立临床医学样本信息筛选和侦测交互信息平台的基础。

医学生物信息的数据挖掘应用的另一个实例是医学科研。生物医药领域里科学研究的一个重要发展趋势就是数据驱动。以前进行实验研究的目的是获得结论或者是提出一种新的假设，而现在通过对海量数据的研究来探索其中的规律，可以直接提出假设或得出可靠的结论[8]。另一方面，必须清楚的是，大数据作用与价值的重点在于能够引导和启发科研者的创新思维、并辅助决策。简单而言，若是处理一个问题，通常人能够想到一种方法，而大数据能够提供若干种参考方法，将解决问题的思路拓宽、拓广、拓深。当然我们需要在学科知识的结合上下内功，不能单纯依靠智能挖掘技术及工具就能解决大数据的应用问题，实际上我们还要有熟悉掌握和运用智能挖掘技术及工具的业务技术人才，才能在浩瀚的信息资源中遨游，才能真正利用好医学信息这个巨大的资产。

3挖掘和利用医学生物信息的技术方法

医学科学的第三次革命需要在传统的医学基础之上集数学、统计学、工程学、计算机信息科学的交叉综合、理论和实验相结合，建立新的新方法和手段。目前，我国医院信息系统存在着许多问题，集中体现在：医学生物信息内容缺失、信息标准化程度低以及发展目标不明确等问题上。我们建设目的①坚持医疗一线的工作需要，②坚守医学大数据信息资源的理念，③做好大数据收储分析的准备工作。 大数据时代医院该如何挖掘和利用医学生物信息？我们通过与国内外有关数据挖掘的技术专家的合作，总结了医学生物信息的挖掘和利用的一些方法。

3.1数据集成（多种数据源可以组合在一起） 把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中，从而为医院和研究机构提供局部的或全面的数据共享。

3.2数据选择（从数据库中提取与分析任务相关的数据） 根据确定的数据分析对象，抽象出在数据分析中所需要的特征信息，然后选择合适的信息收集方法，将收集到的信息存入数据库。对于海量数据，选择一个合适的数据存储和管理的数据仓库是至关重要的。

3.3数据规约 数据挖掘时往往数据量非常大，在大量数据上进行挖掘分析需要很长的时间，数据归约技术可以用来得到数据集的归约表示，它小得多但仍然接近于保持原数据的完整性，数据挖掘的结果与归约前结果相同或几乎相同。

3.4数据清理（消除噪音或不一致数据） 在数据库中的数据有一些是不完整的（有些感兴趣的属性缺少属性值）、含噪声的（包含错误的属性值），并且是不一致的（同样的信息不同的表示方式），因此需要进行数据清理，将完整、正确、一致的数据信息存入数据库中，否则会影响数据挖掘的结果。

3.5数据变换（数据变换或统一成适合挖掘的形式；如，通过汇总或聚集操作等） 通过平滑聚集、数据概化、规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。对于有些实数型数据，通过概念分层和数据的离散化来转换数据也是重要的一步。

3.6模型运算（使用智能化的算法提取数据模式） 根据数据库中的数据信息，选择合适的分析工具，应用统计方法、事例推理、决策树、规则推理、模糊集、神经网络、遗传算法等方法处理信息，得出有用的分析信息。通过对数据的挖掘，①可以发现数据的历史规律，对过去进行总结；②可以根据数据对未来进行预测，研究者可以根据预测对未来行情趋势做出预判，并作出相关决策。

3.7模型评估 根据某种兴趣度度量，识别提供知识的真正有趣的模式。

3.8知识表示。（使用可视化和知识表示技术，向用户提供挖掘的知识） 将数据挖掘所得到的分析信息以可视化的方式呈现给用户，或作为新的知识存放在知识库中，供其他应用程序使用。使用各种图表、三维地图、动态模拟以及相关的动画技术使原本枯燥乏味的数据变得生动起来。数据可视化把数据以更加直观的形态展现出来，使人们对相关数据做到一目了然。经过上面几步我们就把原先认为毫无价值的数据变成了信息，最后演变为有价值的知识。

对于医学生物信息挖掘系统的建设者（这里包括医院科研部门和信息部门）来说，数据挖掘项目不因该是一个普通的IT项目，不能依照原来信息项目模式建设，更不能理解成为是个管理工具，在项目各个阶段，数据信息每一次挖掘、演绎、分析是建设者和研究者全程参与的艺术性结合。目前对于各行业、各类典型问题的数据挖掘应用，还缺乏标杆模式作为参考。数据挖掘工作更像一个年轻医师，需要通过不断尝试来积累经验，面对如潮水般涌来的海量数据，她必将成为了生物医学研究的支柱技术之一。

综上所述，在今后的发展中计算机硬件性能的巨幅提升和数据库技术的飞速发展，使得企业级大数据量的计算成为现实，数据挖掘涉及的数据量会更大。数据挖掘工具也将越来越强大，汇合的挖掘算法越来越多，并将逐步实现算法的自动选择和参数自动调优，数据挖掘各类算法的巨大潜力将得到充分发挥。

我们设想在不久的将来，生物信息大数据的应用将会改变着医学临床实践。临床医学模式从经验医学进一步向循证医学转变，无序医疗向着有序医疗进一步发展，医学研究也会进入从发现、研究、验证、应用到再发现、再研究、再验证、再应用的迭代式良性循环过程中。古老的医学走到了今天，已经发展成为多学科、多领域结合交汇的领域，生物信息科学、计算机科学和计算应用数学的介入为大数据信息时代开创了新的前景，未来数据资源将会成为极具研究价值的医学资产，而且我国又是一个医学研究资源丰富的大国，我们有理由相信，我们的医学研究者会通过医学生物信息的挖掘和利用，在医学的研究和发展中为广大人民的健康事业做出更多贡献。

参考文献：

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[6]孙荣国，贾晓蓉.对我国临床标本库建设的建议[J].卫生软科学，2012，26（9）：772.

篇6

医学生生物医学工程C语言程序设计融合教学一、引言

生物医学工程（ Biomedical Engineering，BME） 起源于20世纪60 年代，它综合了生物学、医学和工程技术学的理论与方法，是多门理工类学科向生物与医学渗透并相互交叉，从工程学的角度展开研究，以解决人体医疗的若干问题的学科。因此，生物医学工程专业是多个学科发展到一定水平交叉产生的新型高技术边缘学科。随着IT产业与医疗行业的高度融合，培养高层次的研究型、应用型技术人才逐渐成为生物医学工程专业人才培养的主要目标。

当前，生物医学工程专业毕业生面临的工作需求不仅包括传统的医疗设备管理、销售、操作和维修，还包括信息化医疗设备的研究、设计、开发和生产等。而医学类院校在“C语言程序设计”教学中普遍存在着教学内容过于偏重语法基础知识，教学案例与医学专业结合不紧密等问题，因此，医学院校有必要从教学、管理和实践等方面入手，深入探索适应新型人才培养需求的教学模式。

二、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的开设现状及问题分析

“C语言程序设计”是理工类大学生必修的专业基础课，也是医学类院校生物医学工程专业必修的计算机基础课程之一。该课程开设的目的在于使学生掌握基本的程序设计方法和技巧，为医学生提供一个动手、动脑、独立实践的机会，培养医学生良好的程序设计风格和严密的逻辑思维能力，为进一步学习计算机相关知识和医学专业知识奠定基。各医学类院校在“C语言程序设计”教学中也存在以下几个方面的问题：

1.“C语言程序设计”课程教学难度大

一方面，目前医学类院校“C语言程序设计”课程大多选用理工类非计算机专业的通用教材，而“C语言程序设计”课程本身具有概念抽象、语法结构复杂、数据类型繁多等特点。因此，对医学生而言，利用较少的课时学习“C语言程序设计”课程仍然具有不小的难度。

另一方面，为使医学生系统地掌握“C语言程序设计”相关知识，教学过程中容易出现课堂知识容量过大的情况，这都不利于医学生对知识的掌握。

2.“C语言程序设计”课程学习兴趣低

目前，医学类院校在“C语言程序设计”教学中更加侧重C语言语法结构等基础知识，对各种应用实例的开发、运行过程讲解得深度不够，学生实践练习机会少，学习过程较为枯躁。另外，教学实例多选用教材上的小程序，虽然方便学生预习复习，但由于缺乏界面设计、模块接口设计等实践操作，无法与生物医学工程专业的研究方向和实际需求相结合，导致学生学习兴趣低。

3.计算机知识与医工专业知识教学融合度低

当前，大部分医学类院校生物医学工程专业开设的计算机课程除了“C语言程序设计”之外，还包括汇编语言、数据库基础、微机原理与接口、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号处理技术等。各门计算机课程与医学专业课之间是相辅相成、互相联系的。例如，医学类专业课“医用传感器”实验中需要用汇编语言编写程序与单片机连接进行模拟实验。从这方面来说，计算机知识与医工专业知识存在较高的融合度。然在，实际教学过程中，由于医学生更加注重医学类专业课的学习，因此容易忽视“C语言程序设计”课程与其他专业基础课之间的联系，更谈不上与这些学科之间的融合学习。从而导致了“C语言程序设计”课程失去了计算机基础课程的服务性地位，降低了计算机知识与医学专业知识的融合度。

三、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的融合教学研究

“C语言程序设计”课程的融合教学是指根据生物医学工程专业的课程结构特点，在相关专业课的教学过程中，将C语言程序设计的思想和技巧融入生物医学工程专业的实际需求中，统筹课程体系中的各要素，整体协调，相互渗透，形成基于专业、依托学校、联合医院和企业的“三位一体”融合式教学培养模式。

1.基于生物医学工程专业，调整“C语言程序设计”课程

C语言是一门高级程序设计语言，对于医学生来讲，C语言的地位就相当于一门外语，是人和计算机相互交流的工具。所以，医学生学习“C语言程序设计”就像人学习外语一样，主要要学习本语法、语义和认知过程。C语言的语法规则主要包括常量和变量定义方法、数据的运算规则、程序设计的三种基本结构（顺序、选择和循环）、函数定义及调用方法等。C语言的语义规则要求学生掌握三种基本结构、利用数组批量处理数据、利用函数进行模块化程序设计以及利用指针促进程序模块化进程的思想和方法。C语言的认知过程，主要侧重于培养学生养成良好的编码规范。

由于生物医学工程专业与智能医疗器械设计、批量数据处理、故障检测等有着较为紧密的联系，因此，在“C语言程序设计”教学时除了要求学生掌握常用的语法和语义规则外，还要重点学习数据的批量处理技术和模块化程序设计等知识。

2.依托医学院校，形成多学科交叉发展

根据生物医学工程专业的课程设置，发挥“C语言程序设计”的基础性作用，形成以“C语言程序设计”为核心的多学科交叉发展。例如，对于相对晦涩的汇编语言课程的学习，可以在安装C语言编程平台（MicrosoftVisualC++ 6.0）的同时，再安装另一调试工具软件OllyDBG。对于调试版（Debug编译选项组），使用MicrosoftVisual C++6.0进行调试，将C++源代码反汇编；而对于版（Release 编译选项组）使用OllyDBG进行调试。

例如，某医院“专家预约系统”程序实例。该医院某科设有5个专家诊室，为保证看诊质量，平均分配医疗资源，医院规定：①每个专家每天只接待20个患者；②患者就诊诊室采用循环预约的方法，即1到5号、6到10号……患者分别预约1至5号专家，如此重复至所有专家预约完毕。编写“专家预约系统”程序，要求约诊单上提示患者预约了哪位专家，应该去几号诊室就诊。

分析，在Visual C++6.0环境下，使用循序程序结构与多分支结构进行嵌套实现上述功能。程序命名为“专家预约系统.cpp”，代码如下：

#include "stdio.h"

#define MAX 100

void main（）

{ int i，j，m；

char flag[30]；

for（i=1；i

{ printf（"＼＼n请按“预约专家”按钮开始预约！"）；

gets（flag）；

m=i%5；

switch（m）

{ case 1：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n"，i，m）；break；

case 2：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 3：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 4：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 0：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，5）；break；}}

printf（"对不起，今天预约人数已达上限，请转到普通诊室或明天预约！＼＼n"）；

程序执行过程中，以“Enter”键代表“预约专家”按钮，按其他键不执行预约专家操作。在Visual C++6.0中编译、链接、执行后，生成可执行文件“专家预约系统.exe”。程序运行结果（部分）如图1所示。

运行OllyDBG，打开上例中的生成文件“专家预约系统.exe”，得到反汇编代码如图2所示。

将C语言与汇编语言以及医学常见现象进行融合教学，一方面，能够充分发挥“C语言程序设计”的基础性地位，使医学生迅速理解并掌握汇编语言程序。另一方面，通过不同编程语言之间的融会贯通，极大地调动了医学生学习“C语言程序设计”的积极性和主动性，提高了学习效率。

3.联合医院和企业，开展订单式培养

生物医学领域独占鳌头的美国，大多数高校都与企业签有联合培养实习计划。医学生的实习多在高年级完成，因为高年级学生已经完成了通识教育知识的学习，并且在工程、数学、生物工程设计、仪器、生物及生物材料等方面已有了足够基础知识和基本能力参与生物工程方面的实践项目。联合医院和企业，开展订单式培养，一方面，可以使医学生在专业领域的联合培养实践活动中获得实践经验；另一方面，专业实践活动又能够很好地促进对其他专业课程的学习和理解。因此，联合医院和企业开展专业实习实践活动，通过对“C语言程序设计”课程理论知识的实践应用，有助于促进学生将基础理论知识与技术需求紧密结合起来，扎实学生的基本功，提高医学生的就业竞争力。

四、结束语

本文建构的“三位一体”融合教学培养模式，能够有效地解决生物医学工程专业“C语言程序设计”课程开设过程中出现的问题，充分发挥“C语言程序设计”课程的基础性地位，对提高生物医学工程专业人才素质，提升医学生实践水平，都具有一定意义。

参考文献：

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[2]宁禄乔，王新昊，康振华.基于专业培养目标的C语言教学研究与实践[J].中国教育信息化，2012，（05）：59-60.

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[6]谭浩强.C程序设计教程[M].北京：清华大学出版社，2012.10.

篇7

但情况可能即将发生改观。不久前，新加坡南洋理工学院的生物工程专家Chueh Loo Poh和化学工程师Matthew Wook Chang在实验室中合作完成的新细菌，可能会为那些在超级细菌面前束手无策的医生提供一种武器，从而使人类在这些微生物面前不再显得过分渺小。

两位科学家对绿脓杆菌进行基因改造，使其具有能够自动检测同类菌株的能力。之后，二人将改造后的基因和一种能产生绿脓杆菌素的基因转移到大肠杆菌基因组上。绿脓杆菌素对绿脓杆菌具有毒性，经过遗传工程改造的大肠杆菌检测到邻近的绿脓杆菌后，就会产生大量绿脓杆菌素消灭绿脓杆菌。实验结果显示，这种人造大肠杆菌能够杀死99%的绿脓杆菌。

而在此之前，美国政府实际上早已对合成生物学表现出了高度的热情。去年6月，国防部预先研究计划局（DARPA）在第五届合成生物学国际会议宣布了一项名为“生命铸造厂”的计划。DARPA希望能够彻底变革材料科学，使目前不可能制造的材料——例如更有效率的太阳能和电子材料成为现实。为了达到这一目的，DARPA计划“大规模地”涉足人造生物学。

相比于影片《第六日》和《侏罗纪公园》中上演的基因传奇，新的技术无疑更进一步：人类已经不再满足于复活或者复制已有或现有生物，而是选择通过合成基因创造人类所需要的物种。但当作为造物产物的人类成为造物主，伦理和法律带来的挑战可能远比技术更为严峻。

今年2月，美国111个环境监察组织共同了一份报告，提出合成生物学需要更多监督，政府需要为这一领域制定合适的规章。合成生物学真正进入大众视野是在2010年5月20日，当时美国生物学家John Venter宣布制造出了一个载有1000个基因的DN段cynthia。

但在cynthia——这个历史上第一个人造单细胞生物诞生后不久，彼得·哈特研究协会和伍德罗·威尔逊国际学者中心共同进行的调查显示，尽管有2/3的被调查者支持继续推动研究，但其余1/3的人则要求立即停止研究或是在充分了解其可能导致的不良后果前停止研究。

时隔两年，环境和监察组织的这份报告又一次将合成生物学推向了浪尖风口。报告认为合成生物学是“遗传工程的极端形式”，目前对其进行规范和评估的措施存在种种不足，政府应该禁止对人类基因组以及存在于人体内外的微生物基因组进行操作的合成生物学研究，并充分披露合成生物体的性质。在这些法规制定并落实以前，应该暂停合成生物体及其衍生品的商业应用。

篇8

事情是这样的，语文课快结束的时候，曹老师让我们抄写生字，话音刚落，就响起了下课那温柔的音乐声。我抄了一会儿，想去看看姚鑫抄到哪里了，没想到，一个小小的误会就在那个时候慢慢地向我靠近。在我走过去的时候，突然有一个同学快速在我身后跑过，并且撞了我一下，把我推到了姚鑫的身上，害他不小心用自动笔在自己的本子上划了一笔，他十分气愤，对我说：“你干吗啦！”我装着一付对不起他的样子，说：“对不起，我不是故意的，是别人不小心撞了我一下。”可是，他觉得我这样子是装出来的，然后越想越气，就说：“我不和你好了！”听了这句话，我的心一下子沉了下去，像掉到了万丈深渊。后来的一节课里，我的脑子里不断的出现那个情形，我觉得心里很难受，心想：如果当时我不往那里走，该有多好啊！如果我的态度再好一些，他就不会这么生气了。所以，我决定下课再向他道歉。

温柔的下课铃又响了，我马上起身向他道歉，诚恳地对他说：“对不起，姚鑫，刚才都是我不小心，我们和好吧。”“没关系，不用为小事而计较了，我们还是好朋友。”姚鑫说。

后来的半天，我俩在下课的时候，又玩得十分开心了。

篇9

[关键词] 环境意识；生物科学；湿地保护

[作者简介]魏丹华（1965—），中教一级，鄱阳职教中心任教。（江西鄱阳县）

随着人们环境意识的提高，环境保护成为世界共同的话题，学校环境教育亦被逐渐普及。面对大自然被严重污染，我们才意识到人类正在失去自己的家园，给后代保留一个洁净的地球已成为人们的共识，保护环境，实现可持续发展也成为当今的潮流。目前许多学校没有单独开设环境保护课程，而在中学各学科中，生物课与环境教育的关系最为密切，利用生物课引导学生了解环境知识，从而进行环保教育会产生更直接、更现实的效果，这也给中学生物教学带来了转机。因此，提高中学生的环保意识，生物教师负有相当的责任。

应该说，随着全世界、全社会对环境的日益重视，环境教育必将普及，生物科学的重要性也必将被人们重新认识。因为不少学校的环境教育被安排在生物课上进行，许多学校的环境课外活动小组也由生物教师负责辅导。众所周知，生物都生活在一定的环境中，与环境有着极为密切的关系，一方面生物要从环境不断地摄取物质和能量，因而受到环境的制约；另一方面生物的生命活动又能不断地改变环境，生物与环境是一个统一的整体。关于怎样将生物课和环境教育更好地联系起来的方法，我有几点初步的认识：

首先，课堂教材涉及环境内容要么不突出，要么是间接的反映，想通过小小的课堂反应大自然的问题，就要求教师要深入研究教材，找出课程内容与环境教育内容的结合点，及时挖掘。例如：结合植物学部分的教学，介绍植物在环境保护中的作用，教育学生要绿化环境，自觉爱护一草一木；结合动物学部分教学，介绍青蛙、鸟类的益处，提倡爱护动物，不要乱捕滥杀；结合＂人体生理卫生＂部分的教学，介绍环境污染对人体健康造成的危害，使学生认识到关心保护环境，就是保护每一个人自身的健康。

其次，环境教育重在培养学生的环境意识，帮助他们养成良好的环保行为习惯，而不仅仅是专业技术教育。建构主义学习理论认为：学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程，它不仅包括结构性的知识，而且包括在具体情境中形成的大量的非结构性的经验背景。学习者在一定情境中借助他人帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构来获取知识，掌握解决问题的程序和方法，优化完善认知结构，获得自身发展。所以在环保教育方面，教学方法应由传统的灌输式讲授知识，转为启发的探究式教学。可充分利用现代教学手段，如：幻灯、图片、录像来加强学生的感性认识，课前组织学生收集资料，课堂上组织学生讨论，这样可以充分发挥学生的主动性。适当使用互动式教学方法，组织学生表演科学小品。

再者，可以理论联系实际，体现地方特色。如果只从理论上讲，学生容易产生繁琐枯燥的感觉，所以，教师应从大家身边的事例出发，例如在我们身边的鄱阳湖湿地，可以给学生详细讲讲什么是湿地。湿地是指天然的或者人工的，长久的或者暂时性的沼泽、湿原、泥炭地或者水域地带，带有静止或流动的水，水可能是淡水、也可以是半咸水，甚至海水。所有的湿地都有一个共同的特点，他们都充满了水或者偶尔被水覆盖。湿地是富有生物多样性和较高生产力的生态系统，它不但具有丰富的资源，还有巨大的环境调节功能。各类湿地在提供水资源、调节气候、涵养水源，均化洪水、促淤造陆、降解污染物，保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥了重要作用。在生物多样性地保护方面，湿地占有非常重要的地位。在湿地中野生动植物的种类极为丰富，其中有许多是珍稀特有的物种。有条件的话，可以组织学生去湿地公园参观，边游玩边学知识。作为老师，要明白教学的每一个策略，首先要考虑学生怎样学，深入研究学生心理特征和思维规律，创设自主学习情境，激发学生学习动机，因势利导，最优化地促进学生自主学习，促进学生身心发展，让学生全方位参与，让学生有充足的时间去操作、去思考、去交流。教师要鼓励学生质疑问难，欢迎学生争辩，欢迎学生发表独立见解，保护学生的创新精神，进而指导学生求知方法。

当今社会各种媒体非常先进，差不多每天都会有关于环境保护方面的报道，如世界各国保护环境的新举措、当今社会人类活动对环境造成的影响、人类所面临的各种重大问题等方面的消息。我们对学生进行环境保护的教育，不能仅停留在让学生明确保护环境的重要性上，还要通过教育让学生能够真正视环境保护为己任，在平时的生活过程中能够自觉自愿地留意身边的小事，留意自己的言行，尽量减少对环境的破坏行为，并且能够向身边的亲友宣传环保的重要性。提醒学生主动通过报刊或网络关注环保动态，定期了解相关的信息，这对于学生来讲是很有必要的，可以使他们了解发生在身边的有关环境保护的大事。

同时我们还应该鼓励学生对某些问题形成自己的观点，发表自己的看法，提出自己的建议，这都有利于环保意识的形成。像在日常生活中节约用水、不乱扔废旧电池、垃圾分类放置等行为不过是举手之劳，只要稍加注意，就可以保护环境。提倡学生成立环保兴趣小组，参加生物园的建设、培植各种植物、学习饲养小动物、进行小实验。学生们对这些活动兴趣浓厚，可以开拓视野，还可以培养他们的观察、分析、动手能力。在日常教学中可以通过让学生做一些探究、调查、资料收集方面的作业，提高他们的环保意识。

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关键词：生物教学；艺术性教学；尊重

新课程理念强调在课堂教学中，教师要以学生为主体，让学生成为课堂的主角，才能挖掘出学生的潜能，激发学生的学习兴趣，而教师是举着火炬的引导者，是点燃学生激情的打火机，努力为学生建立一个宽松、活跃的课堂气氛，使他们积极主动地投入到教学活动中，从而达到提高教学效果的目的。根据我几年的教学经验,就初中生物如何在课堂教学中重视学生的主体地位浅谈几点自己粗略的看法。

一、运用艺术性教学，引导学生当好主角

一堂好课单靠教师绘声绘色的讲解是不够的，还要讲究教学艺术性，从而寓教于乐。有效的艺术性教学不仅可以活跃课堂氛围，还能激发学生的学习兴趣，又能体现学生的主体性地位。如，有些同学对学习不感兴趣，注意力不集中，在课堂上经常打瞌睡，这时教师可以提出一个很有趣的课外小问题，让全班学生进行讨论，大家畅所欲言，然后让这些同学回答，调动起他们学习的积极性，挖掘出他们的潜能。因此，教师运用有效的艺术性教学，激发学生学习的积极性，使他们能够主动地投入到课堂教学中，成为课堂学习的真正主人。

二、引导学生参与课堂教学，发挥其主体地位

教师是课堂教学的组织者和引导者，学生是课堂学习的主人。在课堂教学中，教师要根据教材的特点和学生的实际水平来组织课堂教学，引导学生积极投入到活跃的课堂氛围中，从而让他们成为课堂学习的主人。比如，在课堂提问时，教师提出问题的难易程度应以中等生为依据，提出问题较简单时，可让后进生回答，培养他们的自信心，激发他们的学习兴趣；提问较难时，先让优生回答，给后进生回答设置时机，给他们留下完备自己答案的时间，这样才能克服后进生当众回答的障碍心理。因此，在课堂教学中只有以学生为主体，才能调动学生的学习兴趣，让他们参与到轻松愉悦的课堂氛围中来，才能发挥他们的主体地位，促进学生身心和谐发展。

三、在实验教学中，让学生成为实验操作者

初中生物最大的特点是以实验为基础。实验不仅能吸引学生的注意力、激发学生的好奇心和求知欲，还能培养学生的操作能力、合作能力、实践能力和创新能力。而初中生物教材也涉及了大量的实验，有利于增强学生学习生物的动力。在实验教学中，教师把实验原理及过程传授给学生，让学生亲自完成实验过程，教师只需在一旁观察指导，让学生成为实验教学的主体。学生只有通过亲自的动手操作，获得生物科学知识，才能感到由衷快乐，从而调动了学习生物的积极性。

四、教师放下威严，深入到学生内部，才能发挥学生的主体地位

受传统教育的影响，学生对教师总有一种畏惧心理，这严重影响了学生课堂学习的效率，学生学习的主体性就更加无从谈起了。而且素质教育要求完善学生课堂学习的主体性和自主性地位。魏书生老师说过：“教师的幸福就是跟学生近距离接触的时候，谈心的时候，深入学生内心世界的时候。”因此，教师要放下威严，与学生多沟通、多交流，消除学生的畏惧心理。这样，学生在课堂上才能畅所欲言，敢于发表自己的意见，教师才能调动学生学习的积极性，才能激发学生的创新意识。

五、尊重学生，才能让学生成为课堂的真正主人

众多事例证明，初中学生都想在同学面前展示自己，受到别人的赏识和赞同。因此，教师应在课堂上多给学生一些表现的机会，让他们获得尊重和信心。如，在上生物实验课之前，教师先单独安排一些后进生进行实验操作，并且指导他们完成实验过程，在生物实验课上让他们在全班同学面前展示自己的实验过程。这样，既克服了他们学习上的依赖性，又让他们树立了更大的信心，为以后学习生物增加了动力和勇气。只有尊重学生，学生对学习才感兴趣，学生的学习效率才能提高，学生才能成为课堂真正的主人。

我们要相信学生的潜力是无限的，我们没有理由不让他们发挥自己的潜力。教师在课堂教学中，只要以学生为主体，就能挖掘出他们的潜能，并且能让课堂充满人文的魅力和生命的潜力。

参考文献：

［1］陈映彤.“世界是普遍联系的”教学设计［J］.思想政治课教学，2009（9）.

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一、创设问题情境、为课堂互动打好基础

创设良好的问题情境能有效地激发并维持学生的学习兴趣，为课堂教学创设了一种紧张、活跃、和谐、生动、张驰有效的理想气氛。教师在提出问题时要考虑：

1、根据本节课的教学目标，提出相应的问题。教师针对教材中的知识点设计出疑问（能反映本课的教学目标、知识重点），使学生清晰地知道一节课内学什么，怎么学，学好了有什么意义，使学生的无意注意向有意注意转化，促进学生自主学习时的积极思维。从而激起他们的学习兴趣，有助于学生对教学内容全面深入地理解。

2、要贴近学生的生活实际。学生在生活中能够遇到但不能用已有的知识去解答的问题，最能吸引学生的注意力，产生立刻要想知道的欲望，如我们吃的西瓜有些有籽有些无籽为何的问题激发学生的质疑心理。

3、提出问题，强化学生的注意

利用学生熟知的生活常识设计问题情境，引导学生去思考，利于学生分析、思维等能力的培养和注意力的集中。首先问学生发面都有哪些方法呢？学生能列举出如小苏打法、物理打泡法及酵母菌发酵法等。接着教师提出：什么叫发面呢？引导学生了解发面就是使面中充有气体，加热时气体膨胀，使面松软。再通过复习植物的呼吸作用，引出酵母菌的两种呼吸方式及酵母发面的原理。利用酵母菌在无氧条件下发酵能产生酒精的知识，向学生介绍工业上酿酒的方法以及轰动一时的山西假酒案发生的原因及严重后果。通过向学生介绍有关甲醇与乙醇在物理特性方面的关系，教育学生要做品德高尚的人，不做损人利己的事。再通过敞口的广口瓶和盖严的广口瓶中的酵母菌培养液在气味上的区别，使学生进一步了解酵母菌的呼吸方式。

二、在课堂上采用灵活多变的教学方法及时留住学生

1、巧用比喻化疑难。

细胞膜的结构像花生糕：花生米像蛋白质分子，爆米花像磷脂分子，花生米以不同的深度覆盖、镶嵌或贯穿于其中。糖类和ATP比喻成家里的粮食和口袋里的现金。高温和低温对酶的影响比喻成人死了和睡着了。

2、借用诗词，提高兴趣。

古往今来，不少文人墨客写下了许多脍炙人口的诗词来赞美自然界的生物。

教师有针对性地选择一二瑚；入某些课中，既可丰富教学内容，又可激发学生的学习兴趣。教师适量地运用一些与生物学有关的古诗词进行教学，不仅会把枯燥无味的内容讲得生动有趣，而且能激发学生的学习兴趣，提高学生的文学修养，增长学生的生物学知识更可为学生创造出一种诗情画意般的教学情境从而活跃课堂气氛，陶冶学生的情操。例如，在教学“生物与环境”时。导入时教师可引用“两个黄鹂鸣翠柳。一行白鹭上青天”，让学生感受大自然的美，唤起学生珍惜美、爱护环境的意识：还可以用“人间四月芳菲尽。山峙桃花始盛开”来突出生物对环境的适应。3、用比较法综合复习。

课本中有2个“基本”、3个“基础”、4种能源极易混淆，如何区分它们呢？我把它们找出来，排在一起，加以比较，学生一目了然。2个基本是：新陈代谢是生命的最基本特征，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢：3个基础是：新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，构成细胞的元素和化合物是生命活动的物质基础，细胞分裂是生物体生长发育繁殖的基础；4种能源是：主要能源一糖类，储备能源一脂肪，直接能源-ATP，最终能源-光能。

4、利用生活常识，维持学生的注意。

讲无氧呼吸时，我从长跑、做泡菜、制酒等方面发挥：①长跑后我们总感到腰酸背痛，为什么呢？因为长跑时氧气供应不足，我们的体细胞会进行少量无氧呼吸产生乳酸，组织里乳酸积累过多会使人腰酸背疼。②在无氧条件下，乳酸菌可进行乳酸发酵产生乳酸。适当的酸味正是我们所喜欢的，这就是泡菜比新鲜蔬菜保存时间长不易腐败、味美可口的原因。

5、利用多媒体创设教学情境。

多媒体可以用形象生动的画面和美妙的声音，直观的展现抽象文字所表达的内容，让学生在轻松愉快的氛围中学习知识。生活中常见的新闻报道、图片、音像资料等素材都能够用于创设生物教学情境。多媒体技术可极大的吸引学生注意力，调动学生积极性，激发学习热情。

6、用新闻热点事件激发学习兴趣。

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车尔尼夫斯基说过"美的事物在人的心中所唤起的那种感觉,是类似我们当着亲爱的人面前时,洋溢于我们心中的愉悦"。教师以美启迪与净化学生的心灵,陶冶学生情操是很重要的。在生物教学中如何做呢?

1 要发掘教材内容的美

在生物教学中渗透美育,具有得天独厚的优势:万紫千红、五光十色的植物世界;生机勃勃、变化万千的动物世界;生物与环境之间无不体现着生物的形态美、结构美、生理美、生态美。教师应发掘教材中美的因素,唤醒学生潜在的审美意识,引导学生感受生物界的自然美。

2 要有美的导言

凡事都追求一个好的开端,课堂教学也不例外。根据教学内容、学生实际、教师实际和环境等因素,设计形式各异的课堂"切入口",已引起了各位教师的高度重视。那么,什么才是"美的导入"呢?我认为,它或能激起学生"跃跃欲试"的冲动,或能给予学生"耳濡目染"的享受,或能交给学生"自主学习"的钥匙,总之,在短短的时间内,它能起到"一石激起千层浪"的教学效果,并开始构建教师、学生、教材、环境四个因素动态交互作用的 系统 。

3 要有美的情感

情感是人对客观事物的一种特殊反应。愉悦的情感可以焕发出对工作、对学习的高度热情;反之,会降低工作、学习的效能。教师若能带着美的情感走上讲台,学生会亲其师、信其道,使师生心理接近,产生情感上的共鸣,课堂上的双边活动良好。爱是情感的核心,生物教师只有热爱生物教学、热爱学生、热爱生活、热爱大自然,并以生物知识美、形体美、色彩美、韵律美……贯穿于教学之中,才能使课堂成为轻松乐学的场所。

4 要有美的教学艺术

教学是一门艺术,而艺术的本质就在于创造美的形象,给人以强烈的美感。因此,在教学中不但要尊重生物教学本身的规律,而且要充分利用各种艺术手段,美化生物教学过程,让学生在欣赏生物世界的自然美的同时,时刻感受到生物教学的艺术美,从而更好地提高学生欣赏美的能力

5 要有美的语言

语言是人意识形态的外化形式。一个教师的语言情况,直接影响他的教学活动.所以,教师的语言首先应规范,且要形象生动,富有感染力.生物教师的语言,应如赵忠祥在《动物世界》中那样娓娓动听讲解,声情并茂,加上传神的姿态、微妙的表情,才能激发学生强烈的求知欲望,产生学生心灵上的愉悦情感。

6 要有美的板书

"一手好字,受益一生"。作为一名教师,一手好字对教学工作有特殊的含义,因为它是知识的载体之一。讲台上面对无数双眼睛,教师写出一手漂亮字的时候,学生从你潇洒飘逸的字上形成第一良好印象非常重要。"文如其人 ,字如其人"。生物教师若有一手好字,学生会自觉不自觉的模仿,愿意上你的课,怀着崇敬的心情听讲,课堂效果就大不一样。和谐流畅、布局合理的板书,本身就是一件艺术品。让学生在充满着爱和美的享受中去领略那神奇的生物王国,在课堂上会大获受益。

7 要有美好的仪表

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【关键词】生物；教学效果；实践教学

重视能力和素质考查是新一轮高考改革的一个特点。2001年高考命题的指导思想是：“以能力测试为主导，考查学生所学相关课程基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析解决实际问题的能力。”学科间知识综合应体现知识的内在有机联系而不是各科知识不相关的穿插拼凑。要提高学生的综合能力，首先教师要拓宽知识面，除熟悉本专业业务外，还要开展跨学科的教研，准确把握学科间内容的交汇点。我校立足从学生生活实际出发，探讨跨学科综合教学有效途径，收到良好的教学效果。曹振民（生物学教师）、薛志强（化学教师）2位教师合作指导学生进行的“蒸馒头中的科学”实验活动，是我校在开展综合科学教学领域内所进行的教学探索诸多实践活动中较为成功的一个范例。现将该节课活动内容整理出来，供同仁参考。

实验前向学生提出问题：蒸馒头为什么要先“发面（发酵）”?为什么加碱（Na2CO3）?不发酵、不加碱结果如何?试用有关生物学和化学知识加以解释并设计实验步骤加以验证。教师组织学生讨论，适当给学生以相关知识提示。汇总讨论结果，师生共同制定实验步骤如下：

1 实验方案

(1）取经过发酵后的面团，不加碱，直接蒸熟，得到的馒头是否喧软，口味如何?

(2）取同上发酵面团，加Na2CO3后再蒸熟，馒头是否喧软，口味又如何?

(3）向不经发酵的面团加入Na2CO3蒸制的馒头，结果怎样?

(4）向不经发酵面团加NaHCO3蒸制的馒头，结果又怎样?

（此实验过程可利用劳技课学生在食堂帮厨时进行）

在教师指导下，学生动手实验，统计实验结果，分析原因，完成实验报告。

2 范例实验报告

采用方案1蒸制的馒头，喧软膨松，但呈酸味，这是利用了微生物发酵的结果。在面团发酵过程中，参与发酵的菌主要有酵母菌和乳酸菌2种，酵母菌通过发酵（无氧呼吸）将面粉中的糖分（葡萄糖）分解为酒精和CO2，CO2在蒸制过程中的受热膨胀使做出的馒头喧软多孔，但同时由于乳酸菌的作用，伴有乳酸生成，因而不加碱的馒头呈酸味。

采用方案2制作的馒头喧软适口，因为加碱（Na2CO3）后，Na2CO3与发酵过程中产生的酸中和，酸味消失，生成了HCO3－，HCO3－遇热分解产生CO2可使馒头进一步膨松。因此蒸馒头加碱是目前广为采用的一种方法。

采用方案3不经发酵的面团加入Na2CO3，不能产生膨松的效果，俗称“死面疙瘩”且泛黄，生硬难食，其原因是Na2CO3化学性质稳定，受热不易分解。

采用方案4，向不经发酵的面团中加入NaHCO3（小苏打）可以膨化，但效果亦泛黄松懈，吃起来“没劲”。原因是NaHCO3化学性质不稳定受热生成Na2CO3和CO2的结果。

3 综合结论

加碱蒸熟的馒头之所以喧软多孔是酵母菌无氧呼吸产生的CO2和Na2CO3与酸中和后生成的HCO3－，受热分解产生CO2气体热膨胀共同所致。NaHCO3（发酵粉的主要成分）是食品工业中糕点焙制的直接膨松剂。

实验结束，将预先编制好的问题以作业形式布置给学生，作为巩固练习。问题如下：

(1）酵母菌和乳酸菌可以利用面粉中的糖分（主要是葡萄糖）进行发酵（无氧呼吸），其反应方程式分别为 和 。

(2）蒸馒头加Na2CO3，Na2CO3可与发酵过程中产生的H＋中和。其离子反应式为 。与加NaHCO3相比，此法用量小而产生的气泡适量。

(3）由于Na2CO3化学性质，所以不经发酵的面粉加入Na2CO3不能“发面”，而加入NaHCO3化学性质 ，受热易分解，产生CO2，其热解反应式为 。食品工业上焙制糕点时所用的发酵粉的主要成分即NaHCO3。

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Epidemiology and Population Health, Albert

Einstein College of Medicine

Biostatistics and

Epidemiology

A Primer for Health and

Biomedical Professionals

Third Edition

2004, 243pp.

Softcover $ 33.20

ISBN 0-387-40292-6

本书是由美国Albert Einstein医学院流行病学和群体健康系流行病学室Sylvia Wassertheil Smoller教授编著的。第一版于1990年出版，第二版于1995年出版，现为第三版。本书的特点是根据流行病学和统计学的基本框架，使读者理解流行病学与生物统计学的基本原理，理解“为什么做”和“做什么？”学会“如何做、如何解释”。书中的内容都是临床试验和基础研究中最常用的、或是在文献中经常引用的。

全书共分9章。第1章讲述科研方法问题，包括逻辑推理、变异、研究设计、变量的量化、无效假设、假设检验、检验错误的类型、显著性水平等；第2章叙述概率的一些基本概念；第3章介绍常用的统计学检验方法；第4章介绍流行病学的基本概念，包括流行病学的应用、常用指标、流行病学研究类型、偏倚、混杂、交互、多变量分析等；第5章介绍筛检的基本概念；第6章是叙述随机对照临床试验；第7章介绍生活质量的评价，包括量表的结构、可靠性、真实性、敏感性（反应性）以及用量表评价生活质量的局限性；第8章介绍遗传流行病学的基本概念，包括双生子研究、连锁和联系分析、传递不平衡检验等；第9章阐述科研伦理学与统计学的关系。第8、9两章的内容在人类研究中十分重要，是第三版新增加的，是一般流行病学或统计学入门书籍中所没有的。

书后附有9项附录，介绍正文中各种统计学计算的实例，以使读者能够更顺利阅读本书、以及如何实际计算，包括卡方、Z值及t-值的临界值表、Fisher精确检验、几组比较的Kruskal-Wallis非参数检验、相关系数计算、率的年龄调整、比值比的可信性、两个变量的“J”或“U”型关系、量表记分改变的适宜性（敏感性）评价、以及遗传学基本原理和知识。书后还附有参考文献及建议阅读的书目，读者如需了解更深入的、超出本书范围的内容、或涉及高等数学方面的内容，可阅读这些推荐的教科书。书末附有主题索引，便于读者检索。

本书以科学的哲学和逻辑学原理，讨论统计学检验的基本原理，而不是让读者去做具体的统计学检验。全书各章节都是独立的，读者可不按顺序阅读，只阅读感兴趣的部分。本书特别适合那些没有或很少有数学背景的读者，使他们能够读得懂、用得上。

本书内容既简明，又适合范围较广的读者需要，所阐述原理和方法适合多种领域，包括医学、公共卫生、心理学、教育学。本书是一本简明的流行病学与生物统计学教科书，适合从事临床和基础研究的医生、医学专业本科生、研究生，或非医学专业学生参考，也可供程度较高的读者、以及对生物统计学与流行病学的逻辑学和方法学感兴趣的研究人员参阅。

乌正赉，教授

（中国医学科学院基础研究所）