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探究生物与医学论文

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探究生物与医学论文

目录一、摘要二、现代生物技术与健康1、现代生物技术中蛋白质与健康2、现代生物技术中糖类与健康3、现代生物技术中与健康4、现代生物技术中与健康三、总结四、后序五、鸣谢六、参考文献关键词:现代生物技术、蛋白质、糖类、脂肪、维生素、健康摘 要现代生物技术以其越来越重要的经济价值和科研价值而逐渐受到人们越来越多关注。据估计生物技术可以给人类创造数千亿美元的收入,但比这更重要的是现代生物技术挽救了数亿人的生命。最典型的例子就是青霉素的使用,因为青霉素的使用而使人类的平均年龄增加十几年。人类的生活条件也因生物技术的使用而大有改善。我国作为一个拥有十三亿人口大国,生物技术对保证国民的身体健康起着举足轻重的作用。那么现代生物技术与健康又有哪些连系呢?带着这些问题,我们小组对此进行了调查。希望通过我们的探究活动性报告,使您对现代生物技术与健康的关系有更深入的了解!现代生物技术与健康1、现代生物技术中蛋白质与健康(1)蛋白质的定义及概述蛋白质是一种复杂的有机化合物,旧称“朊”。组成蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成肽链。蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子,每一条多肽链二十~数百个氨基酸残基不等;各种氨基酸残基按一定的顺序排列,蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,折叠或螺旋构成一定的空间结构,从而发挥某一特定功能。产生蛋白质的细胞器是核糖体。蛋白质(protein)是生命的物质基础,机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体质量的%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸,吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。(2)蛋白质的生理功能1、构成蛋白质的身体。蛋白质是一切生命的物质基础,是肌体细胞的重要组成部分,是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织:毛发、皮肤、骨骼、内脏、大脑、血液、神经等都是由蛋白质组成,所以说饮食造就人本身。可见蛋白质对人的生长发育非常重要。2、修补人体组织。人的身体由百兆亿个细胞组成,它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次,而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好,那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之,人则经常处于亚健康状态。组织受损后,若不能得到及时和高质量的修补,便会加速肌体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各种物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白一输送氧、脂蛋白一输送脂肪、细胞膜上的受体和转运蛋白等。4、白蛋白:维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白:有白蛋白、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时,这个部队就很强,在需要时,数小时内可以增加100倍.7、构成人体必需的各种酶。我们身体有数千种酶,每一种只能催化一种生化反应。相应的酶充足,反应就会顺利、快捷的进行,我们就会精力充沛,不易生病。否则,反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。激素可以调节体内各器官的生理活动。如胰岛素是由51个氨基酸分子组合成,生长素是由191个氨基酸分子合成的。9、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能:味觉、视觉和记忆。10、胶原蛋白:占身体蛋白质的 ,生成结缔组织,构成身体骨骼。如骨骼、血管、韧带等,决定了皮肤的弹性,保护大脑(在大脑脑细胞中,很大一部分是胶原细胞,并且形成血脑屏障保护大脑)。11、提供生命活动的能量。(3)现代生物技术在蛋白质重点应用保持健康所需要的蛋白质含量因人而异。普通健康男性或女性每公斤体重大约需要克蛋白质。婴幼儿、青少年、怀孕期间的妇女、伤员和运动员通常每日可能需要摄入更多蛋白质。蛋白质缺乏:成年人:肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血,严重者将产生水肿。未成年:成长发育停滞、贫血、智力发育差,视力差。蛋白质过量:蛋白质在体内不能贮存,多了肌体无法吸收,过量摄入蛋白质,将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至死亡。面对这些问题营养师根据人体对不同蛋白质的需要量进行膳食调配以及人工添加或减少蛋白质的方法来保证人体内蛋白质含量的相对稳定。而生物学家则通过生物制药技术研发出一些新型的药品,这些药品不仅能促进人体对蛋白质的运输和吸收,而且还能预防由于外界环境或病毒引起的蛋白质变性。当然在临床医学上,这些变性因素也常被应用来消毒及灭菌。对防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂(如疫苗等)的必要条件。此外在蛋白质领域运用的现在生物技术还有X线衍射技术和磁共振技术等。它们的应用都能有效控制和制备蛋白质,促进人们的身体健康。2、现代生物技术中糖类与健康(1)糖的定义及概述糖是一类化学本质为多羟酮及其衍生物的有机化合物。在人体内糖的主要形成是葡萄糖及糖原。葡萄糖是糖在血液中的运输形式,在肌体糖代谢中占据主要地位;糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等,是糖在体内的储存形式。葡萄糖和糖原都能在体内氧化提供能量。食物中的糖是机体中糖的主要来源,被人体摄入经消化成单糖吸收后,经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他已糖代谢等。(2)糖的生理功能糖分是我们身体必不缺少的营养成分之一。人们摄入谷物、蔬菜等,经过消化系统转化为单糖(如葡萄糖等)进入血液,运送到全体细胞,作为能量的来源。血液中所含的葡萄糖,称为血糖。体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖,所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。正常人在清晨空腹血糖浓度为80~120毫克%。空腹血糖浓度超过130毫克%称为高血糖。如果血糖浓度超进160~180毫克%,就有一部分葡萄糖随尿排出,这就是糖尿。血糖浓度低于70毫克%称为低血糖。可见于饥饿时间过长,持续的剧烈体力活动,严重肝肾疾病,垂体前叶机能减退、肾上腺皮质机能减退等。低血糖时,脑组织首先对低血糖出现反应,表现为头晕、心悸、出冷汗以及饥饿感等。如果血糖持续下降到低于45毫克%,就可发生低血糖昏迷。如果从食物中摄取的糖一时消耗不了,则转化为糖原储存在肝脏和肌肉中,肝脏可储存70~120克,约张肝重的6~10%。细胞所能储存的肝糖是有限的。如果摄入的糖分过多,多于的糖即转变为脂肪。当食物消化完毕后,储存的肝糖即成为糖的正常来源,维持血糖的正常浓度。在剧烈运动时,或者长时间没有补充食物情况,肝糖也会消耗完,此时细胞将分解脂肪来供应能量。人类的大脑和神经细胞必需要糖来维持生存,必要时人体将分泌激素,把人体的某些部分(如肌肉、皮肤甚至脏器)摧毁,将其中的蛋白质转化为糖,以维持生存。(3)现代生物技术在糖类中的应用由于血糖高和血糖低对人体来说都是有害的。为此,有关科学家为了保证人体内糖类的正常供应,对低血糖人群提供含有浓缩糖的含片和糖果。开发出浓缩糖技术,保证他们维持血糖浓度恒定。而对高血糖患者,则用降血糖药物加以控制。在临床上静脉滴注葡萄糖过快,也会出现血糖升高的现象。所以对于血糖过高的病人点滴速度不应过快,而这些也都基于一定生物技术基础上。从而保证了人们身体的健康。3、现代生物技术脂质与健康(1)脂质的定义及概述脂质(lipids)是脂肪及类脂的总体,是一类不溶于水而易溶于有机溶液,并能为机体利用的有机化合物。脂肪是三脂肪酸甘油或称甘油三酯。脂肪的生理功能是储存能量及氧化供能。类脂包括固醇及其脂、磷脂及糖脂等,是细胞的膜结构重要部分。(2)脂质的生理功能及影响脂肪是人体重要的储能物质,当人们摄食过足时,人体会将多余的能力主要以脂肪形成储存下来。过去的日子中,在旧的封建思想的影响下,人们总以“肥头大耳”为富贵的象征,甚至到当今社会。但肥胖并不是富,更是一种负担。肥胖会带来许多疾病,威胁健康,甚至造成死亡。当人们身体肥胖,自然他们的血液中脂质的含量升高,随着血液的全身巡回,使他们和心力衰竭的正常体重者多1倍;冠心病多2-5倍;高血压多2-6倍;糖尿病多4倍;胆石病多4-6倍。这些疾病都是人类健康的主要杀手。像正处于成长期的人来说,肥胖不仅带来的是智力上的影响,更有心理上的一系列影响。所以在平常生活中,合理的饮食显得异常重要。有人喜欢大鱼大肉,时常酒足饭饱之后修身养性,静如止水,像这种生活习惯,终有一天会猝死在饭桌之上。胆固醇是由体内储有的脂肪转化而来的,而胆固醇又能合成乳汁、皮脂以及类固醇激素,保证人们内、外分系统的正常运转。胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输。但是,胆固醇过多压迫血管,使血液的径流量减少,导致脑供血不足、淤血等,严重的会导致人死亡。性激素则是一种与性别决定有关的激素,它能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。乱食性激素会使人生殖器官发育不完全,会内分泌失调,严重的还会变成“双性“人,大大减少其自身的寿命。(3)现代生物技术在脂质中应用面对这些现象,生物学家采用现代溶脂技术除去多余脂肪。通过一种溶解药物,舒缓血管,溶解多余胆固醇。面对因肥胖而造成心力衰竭的病人,科学家还采用强心剂等生物化学药物经行急救,这些都在一定程度上减缓了发病率,降低了死亡率,使人们的健康得以延续。4、现代生物技术中维生素与健康(1)、维生素的定义和概述维生素是近百年才被陆续发现的一组营养素,是维持人体正常功能的一类有机化合物。其共同特点:它们都不供应热量,也不是有机体的构造成分,但却是维持身体的正常生长和发育,繁殖等所必需的有机化合物,起着调节身体各种功能的作用,身体对它们的需要量很少,但供应不足时会出现各种代谢障碍和症状,称为维生素缺乏病。(2)、维生素的种类及应用V—A:缺乏维生素A会造成皮肤老化,维生素A是丘脑、脑垂体等内分泌腺体活动所需要的极为重要的营养成分。想要保持年轻靓丽,尽量多吃些维生素A高的动物性食物,如:肝、瘦肉、卵黄等。V—B2:维生素B2会促进脂肪的分解。V—B6: 与氨基酸及代谢关系,能促进氨基酸的吸收和蛋白质的合成为细胞的生长所需,对脂肪代谢都会有影响,与皮脂分泌紧密相关。V—L: 维生素L缺乏会影响结缔组织中中股原纤维的形成。V—E:公认有抗衰老作用,能促进皮肤血液的循环和肉芽组织的生长。谷维素:是从米粮油中提取出来的一种天然物质,其成分为以三萜(稀)醇类主体的阿魏酸酯的混合物,它对植物中枢功能有调节和激活作用。它能降低毛细血管脆性,提高人的皮肤血管循环机能,会使皮肤温度升高,四肢皮肤表面血流?增加,被称为“美容素”此外,谷维素还能降血脂,并含强有力的生长促进因子,有助于我们的亲少年成长。(3)现代生物技术在维生素中的应用。针对现在人体内维生素缺乏现象,有关药剂师及营养师在食品及保健品中添加适量维生素。同时生物学家也在这方面进行了许多研究,通过生物制药技术,将大量维生素合成在一个小药片内,制造出补充维生素的药片,这在一定程度上补充了现在爱吃肉类而不爱吃蔬菜的都市人群体内的维生素,使人体内维生素含量保持在一个平稳水平上,使人们身体更加健康。总结:“身体是革命的本钱”健康的身体是我们一切生活的基础,但一个人要做到健康,是十分不易的,这与我们日常的饮食习惯和生活习惯都息息相关。更重要的是我们是否爱护自己的身体,是否决心要要做一个身体健康的人。糖类、脂肪、蛋白质等都是构成我们身体的重要物质,像维生素,各种无机盐等这样的物质在人类体内的含量虽然相对较少,但其作用也是不忽视的。上述物质共同维持我们的生命活动,前面已经提到了各种维生素、无机盐及糖类、脂肪、蛋白质等对人身体的具体作用,例如在对身体的生长,身体器官的功能的影响都一一列出,同时也告诫了我们如果缺少了这些物质,将会有什么严重的后果。然而这些物质都来源于我们日常的食物中,所以合理膳食是相当重要的,这也是维持我们身体健康的惟一路径。随着科学技术的发展,生物科学家已经将着眼点放在人的身体营养健康上,科学家研发新的生物技术来改善人们的身体状况,减轻许多人身体上的痛苦和伤害。作为青年的我们,正处于身体发育的黄金阶段,所以我们更应要注意自己的饮食习惯,养成良好的生活习惯,这对我们以后的生活起着决定性的作用。后 序如今,好好学习生物技术是很有必要的事。生物技术给人类的生活带来了无数变革。而“人类基因组计划”“克隆技术”都是当今最热门的生物技术项目。而我们生活中的大多数药物都是通过生物技术得到的。很难想象如果没有生物技术我们的生活究竟会怎样。我想一定非常糟糕,甚至我们的寿命将会变短,越来越多的问题都直接威胁着人们的生命。而如果没有生物技术对人体内蛋白质、维生素等重要物质的研究与应用,我们将会对自己一无所知,更提不上身体健康这些话,所以现代生物技术保护了我们自身的健康。现代生物技术不容忽视。而对现代生物技术的开发,我们责无旁贷。鸣 谢通过此次探究活动,大家分工明确,都不辞辛苦的完成了各自的工作任务。在此感谢本小组各位成员,以及为我们提供资料的各出版社,还有我们的指导老师。在大家共同合作下,本次探究活动终于圆满结束。再次由衷致谢!参考文献:1、《生物必修1》人民教育出版社2、《生物化学》 第六版 人民卫生出版社主编: 周爱儒副主编:查锡良3、《登上健康快车》北京出版社主编:关春若4、《高中生物基础知识手册》第七次修改 北京教育出版社主编:薛金星这是我们小组写的,网上绝对跟这一样的。

生物医学动物实验研究论文

1实验设计

在开展生物医学研究时,研究者通过正确地运用统计学知识,可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施,直到研究结果的解释进行系统的安排,力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则,即在进行两组比较时,两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异,而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而,处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性,即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别,它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚,减少偶然性[2]。

实验的偏倚和控制

偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差,它不是由于抽样造成的,而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释,乃至实验结果的发表,均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚,从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚,事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚,可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计,使混杂因素在组间分布均衡;在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法,以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚,方可减少结果的假阳性或假阴性。

减少偶然性的潜在影响

偶然性因素的作用可以减少,但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中,接受同样处理的动物,其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率,即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小,实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应,有必要减少偶然性的作用,并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。

实验设计的要素

要消除生物医学实验中潜在的偏倚,减少偶然性,就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素,按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象,一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面:①动物种属的选择:选择实验动物的种属与品系时,尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化,常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系,但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题,无论是实际问题(寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况)或是理论问题(生化、生理或解剖结构与人的相似性),都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量:虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数(样本含量),但所得出的数值往往很大。因此,虽然样本含量估计是保证结论可靠性(精度和检验效能)的前提,但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑,应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄:为确保实验对象的同质性,实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近;动物体重的标准差不应超出平均值的10%;啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周,大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层:为了准确检测一种处理因素引起的差别,各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时,有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理,包括对两个亚系的结果进行单独分析,然后将结果综合,得出处理效应的总结论;二是将亚系作为实验设计的“区组因素”,这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外,其他的非处理因素,如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制,并据此进行分层随机化分组。处理因素设计实验研究时,要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排,从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素;研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素(如动物的窝别、体重等);其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应,因此如何控制和排除非处理因素的干扰,正确显示处理的效应,是实验设计的基本任务。实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果,是反映实验因素作用强弱的标志,它通过观察指标(统计学常将指标称为变量)来体现。如果指标选择不当,未能准确反映处理因素的作用,获得的研究结果就缺乏科学性,因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚,要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观(如尿液pH试纸读数值)或主观指标(行为测量、病理观察),一定要事先规定读取数值的严格标准,只有这样才能准确地分析实验结果,从而提高实验结果的可信度。

实验设计的原则

为了防止结果的偏倚,保证实验结果的准确性和最大化的表达,在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件:①对等原则,即惟一差别原则,除处理因素外,对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间,除了给予的处理因素不同外,其他方面应与实验组具有一致性,如相同的实验单位来源(动物种属、体重等)和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则,对照组与实验组设立之后,在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则,任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。

生物医学中常用的实验设计类型

如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应,实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法,它是一种单因素有k个水平(k≥2)组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则,因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致,真实反映出实验的处理效应。随机区组设计随机化完全区组设计,简称随机区组设计,又称配伍组设计,是配对设计的扩展,它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组,然后再按随机的原则,将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性,比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同,实验结果中若有缺失值,统计分析将损失部分信息。拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制,使得横行和直列两向皆成区组,是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中,每一行或每一列都成为一个完全区组,而每一处理在每一行或每一列都只出现一次,也就是说,在拉丁方设计中,实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。析因设计析因实验设计又称全因子实验设计,属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异,而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响,包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用,当因素及水平数过多时,所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加,故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。

2生物医学动物实验的描述统计学

生物医学实验资料的类型

生物医学实验对实验对象(动物)进行干预后测定的观测指标通常有以下类型:①连续性数据:测定结果表现为有数字大小和单位的数据,统计上称定量资料,如生理、生化指标,体重值,器官重量等。②分类数据:测定结果表现为按某属性划分的定性类别,统计上称为定性资料,具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现,死亡或未死亡,有畸形或无畸形;病理损害的严重程度(无、轻度、中度、重度)等。

统计描述指标

描述性统计学(或归纳统计学)是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究,描述性统计的目的在于:①对测量值或观察值进行归纳浓缩,用统计量、统计图或统计表的形式表现;②估计总体分布的参数。资料的整理与探索对于某一测量指标,一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础,应重复以大样本测定,绘制样本的频数分布图(理论上样本量要大于100),并经统计学检验拟合其分布。数据的描述统计量①连续性数据的频数分布:通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图,以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数,也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量:描述数据分布的集中趋势,常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量:描述数据分布的离散趋势,常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表:统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图,表示数据中心位置和离散程度的点杆图(做图时表示均数和标准差)和盒须图(做图时表示中位数、极差、四分位数间距),描述构成比数据资料的百分条图、饼图,描述经时变化趋势的线图,以及预测和检验分布类型的概率-概率图(P-P图)等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表,表中只有横线,无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚,不宜过于复杂。

3生物医学动物实验的假设检验

生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较,通过统计学中的假设检验,说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。

检验方法的选用依据

资料的类型和变量的数目不同类型的资料(定量、定性)的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法,以便得到处理组效应的真实结论。检验方法的前提条件选用假设检验方法前,应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件,如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性,2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。

正态性检验及拟合优度检验

统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布,如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验,其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献,了解实验参数符合何种理论分布。

方差齐性检验

连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言,数值愈大,其固有的变异性也愈大。例如,若某组动物的平均反应值为100,其数值范围可能为80~120;而另一组动物的平均反应值为300,其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比,在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析,据此,不仅数据的变异度与平均值大小无关,同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显,采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐,此时宜采用非参数检验。

单侧检验与双侧检验

检验假设选择单侧检验或双侧检验,应事先根据专业知识做出选择。一般而言,若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时,应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向,实验者仅对某一方面的重要性感兴趣,实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向,则应采用单侧检验。此外,剂量设计预试验中应采用双侧检验,正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。

多重比较及多重性问题

生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应,也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外,其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括:①预先计划进行多重比较;②限制比较的次数;③多重比较时采用更严格的界值标准;④多重比较具有生物学方面的依据。

观察值或实验对象的独立性

许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立,如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是,有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如,生殖和发育研究中就存在窝效应:由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似,与异窝胎仔相比,同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统,即同窝内数据为聚集性数据,这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时,忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险;因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性,其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息;窝内相关性愈大,其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据,因此,若基于观察值独立的统计分析方法,就会增加犯Ⅰ类错误的概率,即假阳性的风险增加,降低实验的有效性。

历史对照数据的应用

某些情况下,尤其是在发生率较低的情况下,单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率,但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义,但值得强调的是,众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件,研究期限,研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此,忽视这些差异,将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较,可能得出严重错误的结果,并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。

假设检验的局限性

首先,假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加,但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中,有可能错失较大、重要的效应,尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反,在规模较大的研究中,较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如,D药与C药相比,降血压效应相差近30mmHg,但因为例数仅10例,假设检验未发现显著性差异(P=);相反,B药与A药相比,降血压效应仅相差,但因为例数达500例,假设检验却发现存在显著性差异(P<)。由此可见,统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此,愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此,若处理反应的增加值为10个单位(95%置信区间3~17单位),则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零,则双侧检验的P值小于。其次,假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异,但若实验设计存在偏倚,或实验实施过程中存在偏差或失误,假设检验方法一般也于事无补。因此,在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施,强化GLP规范意识。其三,对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证,以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档,均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述,在动物实验研究的多个环节,统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性,在很多情况下也可以极大地提高研究效率,节约研究成本。在这里还必须强调,除了实验后期的数据分析以外,在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入,这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞,有利于研究目标的顺利实现。

探究生物与医学论文初中

科学饮食 健康生活 ----怎样保持健康的体形 :合理的膳食是形成和保持健康体魄,满足体力及脑力劳动需要的巨大能量所必需的。肥胖是指人体脂肪的过量储存,表现为脂肪细胞增多和(或)细胞体积增大,即全身脂肪组织块增大,与其它组织失去正常比例的一种状态。常表现为体重增加,超过了相应身高所确定的标准体重。 中国是一个饮食文化高度发达的国家,中国人历来讲究饮食,中国的饮食讲究烹、煮、炒、炸,讲究色、香、味俱全。但是,随着科学的发展,中国饮食的缺点也逐渐明朗,最大的缺点是过于注重味道,忽略了食物本身的营养,形成了很多的不良的饮食习惯。本文谈的是怎样科学的饮食,重点谈“肥胖”这个困扰越来越多的中国人的问题,谈肥胖造成的原因和怎样预防肥胖。 首先谈一下营养。营养,是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。营养学是研究食物中的营养素及其它生物活性物质对人体健康的生理作用和有益影响。合理营养是指通过合理的膳食和科学的烹调加工,向机体提供足够的能量和各种营养素,并保持各营养素之间的平衡,以满足人体的正常生理需要、维持人体健康的营养。合理的膳食是形成和保持健康体魄,满足体力及脑力劳动需要的巨大能量所必需的。 而肥胖,则是指人体脂肪的过量储存,表现为脂肪细胞增多和(或)细胞体积增大,即全身脂肪组织块增大,与其它组织失去正常比例的一种状态。常表现为体重增加,超过了相应身高所确定的标准体重。肥胖并不是很多人说的“营养好”了,相反,肥胖是另一种形式的营养不良,也就是营养不均衡。 肥胖不仅影响形体美,而且给生活带来不便,更重要是容易引起多种并发症,加速衰老和死亡。 一、是健康长寿之大敌:据统计肥胖者并发脑栓塞与心衰的发病率比正常体重者高一倍,患冠心病比正常体重者多二倍,高血压发病率比正常体重者多二~六倍,合并糖尿病者较正常人约增高4倍,合并胆石症者较正常人高四~六倍,更为严重的是肥胖者的寿命将明显缩短。据报导超重10%的45岁男性,其寿命比正常体重者要缩短4年,具日本统计资料表明标准死亡率为百分100%,肥胖者死亡率为%。 二、影响劳动力,易遭受外伤:身体肥胖的人往往怕热、多汗、易疲劳、下肢浮肿、静脉曲张、皮肤皱折处患皮炎等,严重肥胖的人,行动迟缓,行走活动都有困难,稍微活动就心慌气短,以致影响正常生活,严重的甚至导致劳动力丧失。由于肥胖者行动反应迟缓,也易遭受各种外伤、车祸、骨折及扭伤等。 三、易发冠心病及高血压:肥胖者脂肪组织增多,耗氧量加大,心脏做功量大,使心肌肥厚,尤其左心室负担加重,久之易诱发高血压。脂质沉积在动脉壁内,致使管腔狭窄,硬化,易发生冠心病、心绞痛、中风和猝死。 四、易患内分泌及代谢性疾病:伴随肥胖所致的代谢、内分泌异常,常可引起多种疾病。糖代谢异常可引起糖尿病,脂肪代谢异常可引起高脂血症,核酸代谢异常可引起高尿酸血症等。肥胖女性因卵巢机能障碍可引起月经不调。 五、对肺功能有不良影响:肺功能的作用是向全身供应氧及排出二氧化碳。肥胖者因体重增加需要更多的氧,但肺不能随之而增加功能,同时肥胖者腹部脂肪堆积又限制了肺的呼吸运动,故可造成缺氧和呼吸困难,最后导致心肺功能衰竭。 很明显,肥胖是一种对我们的身体有很大危害的疾病。想要拥有一个健康的身体、优美的体形,就必须重视它,才能预防肥胖。 首先要弄清发胖的原因。人为什么会发胖?有先天性遗传因素,也有后天的因素,即不科学的饮食习惯。而事实上,在庞大的“胖人群”中,大部分人发胖的原因是后一个。本文所谈的也是后一个——不科学的饮食习惯所造成的肥胖。它又可细分为几种情况。 一、动物性食物(包括禽肉类、兽肉类、鱼类、蛋类)摄入增多造成蛋白质摄入量明显增加:脂肪摄入增加由于动物性食物及植物油摄入增加造成,从而引起肥胖、心脑血管病等富裕型慢性病趋向高发。 二、吃糖过多:糖分不但容易吸收,而且能增强促进脂肪生成所需酶的活性,并能刺激具有促进脂肪合成作用的胰岛素的分泌,从而使脂肪蓄积。 三、偏食:偏食能导致营养摄取方面的不平衡,使一些营养元素缺乏。就目前所知,缺乏维生B便能导致肥胖。因为维生素B能使脂肪变成能量,参与脂肪代谢的B族维生素主要有B1、B2、B6等。这些维生素主要存在于糙米、麦皮及许多新鲜蔬菜水果中。 四、零食不断:有些胖人,特别是儿童和年轻女性肥胖者,看起来正餐量不多,但零食不断,从而造成体内聚集的总热量大大超标。 五、不吃早餐:许多女性采取“饥饿减肥法”,企图通过少吃甚至不吃早餐的方法来达到减肥的目的,结果却事与愿违,甚至适得其反。因为不吃早餐会使午饭时的空腹感增强,从而促进食物的吸收,而丰盛的午饭会很快被吸收,形成脂肪,久而久之导致肥胖。 六、晚餐不当:很多人因为时间原因,习惯早餐、中餐吃得简单,一到晚上与家人团聚,时间也充裕了,于是鸡、鱼、肉、蛋、菜摆满餐桌,而这样的安排并不科学。因为食物在体内消化后,一部分进入血液形成血脂,傍晚时血液中胰岛素的含量又上升到一天中的高峰,胰岛素可使血糖转化成脂肪凝结在血管壁和腹壁上,久而久之,人便肥胖起来。 七、进食速度快:肥胖人大多食欲良好,吃东西很快,以致狼吞虎咽,食物未得到充分咀嚼就咽下,不能成为食糜而敷贴于胃壁,所以常常已经吃了不少东西仍感饥饿。同时,由于咀嚼时间过短,迷走神经仍在过度兴奋之中,从而引起食欲亢进。此外,由于过快进食后血糖浓度升高,等到大脑食欲中枢输出停食信号时,往往已经吃了过多的食物。 将原因分析清楚了之后,我们就可以对症下药,开始下一个问题,即怎样预防和治疗肥胖。 预防肥胖最重要,俗语说:防范于未然。等到肥胖开始折磨自己的健康时再减肥,不但会难度增加,而且已经给身体造成了损害。从一开始就杜绝肥胖的“造访”,无疑是最科学、最理智的做法。预防肥胖有五个方面需要注意: 1、提高认识:充分认识肥胖对人体的危害,了解婴幼儿、青春期、妊娠期、更年期、老年期各年龄阶段容易发胖的知识及预防方法。 2、饮食清爽:要想身体苗条健壮、避免肥胖,就要采取合理的饮食营养方法,尽量做到定时定量、少甜食厚味、多素食、少零食。 3、加强运动:经常参加慢跑、爬山、打拳等户外活动,既能增强体质,使体形健美,又能预防肥胖的发生。 4、生活规律:为预防肥胖,养成良好的生活规律是很有必要的。合理的饮食营养、每餐不要太饱,既满足了生理需要,又避免了能量储备;若睡眠过多,热量消耗少,也会造成肥胖,因此,不同年龄的人应安排和调整好自己的睡眠时间,既要满足生理需要,又不能多睡。 5、心情舒畅:良好的情绪能使体内各系统的生理功能保持正常运行,对预防肥胖能起到一定作用。反之,沉默寡言、情绪抑郁,会使生理机能发生紊乱,代谢减慢,加上运动量少,就容易造成脂肪堆积。 对于肥胖的治疗最近几十年,由于人们的重视程度加大,对于肥胖的治疗已经有了科学有效的方法,总的来说,可以分为以下几种情况: 1、控制总热能摄入量。 2、运动法。 3、手术疗法。一般为腹部抽脂肪和胃部分切除。 4、药物疗法[。食物(能量)摄入抑制剂:抑制食欲、增加饱腹感;胃肠道脂肪吸收抑制剂;通过外周组织产热而增加能耗的物质;刺激脂肪代谢,减少甘油三酯合成的物质。 5、非药物疗法。现在多流行针刺疗法、耳穴贴压法、艾灸疗法、指针减肥法、推拿按摩法 。 在医生的指导下,制定科学合理的减肥计划,并坚持执行,基本都能达到较理想的减肥目的。不过,需要特别说明的是,对于儿童肥胖的预防和冶疗必须更加谨慎。 儿童肥胖的产生与热量的摄取有很大的关系,营养失调是产生肥胖的主要原因,而营养失调的突出表现是热量的积累过多。导致热量积累过多的因素主要有:过食糖类饮食,如糖类面制品、含糖量较高的汽水、饮料;饮食进量较多,消耗较少,如夜间加餐等。肥胖儿童的肺活量和每分钟通气量明显低于正常儿童肥胖儿童,细胞免疫功能低下;肥胖儿童生长发育提前,第二性征发育显著,早于正常体重儿童。肥胖对心理行为、智力也有不良影响;肥胖男生倾向于抑郁和情绪不稳;肥胖女生倾向于自卑和不协调;反应速度低、阅读量慢;小儿发胖会使其开始行走的时间推迟,且常因缺钙、体重过重,发生膝内翻或膝外翻及扁平足等。又由于肥胖,小儿机体对外界的反应力、抵抗力下降,容易发生各种感染,特别是呼吸道感染性疾病。长期肥胖的小儿还会发生高脂血症,进而导致动脉硬化、高血压、冠心病、脂肪肝、糖尿病等多种儿童成人病。 儿童肥胖必须及时的治疗,而儿童肥胖的治疗与成人不太相同。由于其处在身体发育阶段,任何过激的治疗方法,对儿童的健康发育成长都会构成不良影响。加之小儿不象成人那样能较好地配合医生,给治疗方案的实施带来一定的困难。因此,家长的密切合作就显得尤为重要。就饮食疗法来说,必须有家长的参与,并要求家长掌握一些有关方面的知识,如不让孩子偏食、过食,不给予高糖、高脂肪等高热量饮食。对小儿进行节食治疗,让其忍受饥饿之苦,这也是一种较难的事情。因此在进行饮食控制之前,务必将肥胖的危害,节食的道理和治疗方案,耐心而详细地告诉给孩子,以求得他们的配合,这一点对于治疗的顺利进行与否,有着关键性的作用。对小儿进行饮食治疗,先要掌握病儿的食物营养特点,以便于对各个年龄阶段和各个病程阶段的患儿制定节食食谱,但总的原则应限制能量摄入,同时要保证生长发育需要,使他们食物多样化,维生素充足,不给刺激性调味品,食物宜采用蒸、煮,或凉拌的方式烹调,应减少容易消化吸收的碳水化合物(如蔗糖)的摄入,不吃糖果、甜糕点、饼干等甜食,尽量少食面包和土豆,少吃脂肪性食品,特别是肥肉,可适量增加蛋白质饮食,如豆制品、瘦肉等。然而,并不是一提减肥就一点糖及含糖食品都不能吃,重要的是小儿肥胖是处于发育期的肥胖,要避免极端地限制热量,学龄儿童每年能增高5~6cm,只要体重维持在现状的情况下,一年后其肥胖程度将得到改善。极端的饮食限制会给儿童造成心理上的压抑,有时也会引起对治疗的抵触。总之,只要合理调整肥胖儿童的饮食,就能取得又减肥又不影响儿童生长发育的良好效果。 减肥不是单纯的减体重,而是减脂肪,错误的减肥方法会导致营养不良,严重的会危及生命。均衡营养,合理膳食,适量运动才是科学的减肥方法。运动应长期坚持而不是偶尔的,进行一次剧烈的运动去消耗能量,那样无助于减肥。研究表明:慢跑、快步走、游泳等是最好的减肥运动。当体内营养均衡,过盛的营养被消耗、排除出体外,不足营养素每日得到适量补充,肥胖自然消失且保持身体健康。 科学的饮食,加上合理的运动,拥有一个健康的身体、优美的体形,自然不是梦想。

初中生物教学论文:让学生动起来要:“活动化教学”具有源远流长的理论和实践基础。但大都冠以“课外”前提。如何在生物学科课堂教学中开展活动化教学,给学生提供参与课堂教学的机会,同时为学生创造自我实现的条件,从而激发了学生主体积极性,让学生在活动中学,在快乐中学,有利于提高生物课堂教学质量,培养学生知识、技能、情感等综合素质,促进学生的全面发展。如何实现生物课堂教学活动化?我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践,通过在教学设计与实施中抓住活动中的“动点”,设计好“动法”,“激活”学生,取得了良好的教学效果。 关键词:初中生物 课堂 活动化教学 动点 动法 存在问题 生物活动教学是指在初中生物课堂的教学过程中,建构一些既具有教育性、创造性、实践性,又具有生活性、趣味性的学生主体活动,让学生在活动中学习,在快乐中学习,以提高学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。 1、生物学科课堂教学活动化的必要性 “活动教学”具有源远流长的理论和实践基础。国外早期可追溯到卢梭的“自然教育论”以及后来杜威提出的“学校及生活”、“从做中学”的教育思想。国内从两千多年前荀子的“不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之,学至于行之而止矣。”,到陶行知先生的“教学做合一”,都十分强调充分调动学生的多种感官让学生动起来,让教与学达到最好效果。 我国的活动教学先后在课外活动、活动课、活动、活动类课程、科学探究课、研究性学习、综合实践等活动课程中得到充分体现和发展。但在具体学科教学过程中,这方面的研究比较欠缺。因此,初中生物课堂教学中如何设计相关的教学活动,使学生在快乐中学习,积极主动地去学习,生动活泼地去探索,积极热情地去交往,是初中生物教师面临的一个新课题。 生物学科课堂教学活动化是新课程改革的需要。我国义务教育新一轮课程改革的基本理念是改变人才培养模式,倡导探究性学习,实现学生学习方式的根本变革。“充分调动、发挥学生自主、探究、合作的学习方式”成为本次课程与教学改革的核心任务。学习方式的转变离不开教学方式的改革。教学方式的改革必须实现三大转变:教学内容从过去的以教材为中心的单一书本知识转变为以教材为轴线,以活动为纽带,与现实生活紧密联系的多元化的教学内容;教学方法从以知识量为目标,讲授为基本方法的填鸭式教学转变为以能力为目标,以活动为基本方法,集中表现为“做中学”的开放式教学;教师的角色也由知识的传授者转变为学生自主、探究、合作学习活动的设计者和组织者。实现上述三个转变的核心,是能否有效地将“活动”引入课堂,让学生真正动起来。因此,“活动化教学”是实施新课程学科课堂教学较为适宜的教学方式。 生物学科课堂教学活动化也是生物学科本身教学特点的需要。生物学本身就是一们实验性科学,大量的实验、观察、操作、思考、探究,讨论意味着生物学习过程的活动性,学生要获得生物学知识,既要动手,还要动脑。活动寓生物学知识于学习,探究于游戏之中,既体现生物学知识的科学性,又符合学生认知发展规律,故能大大激发学生学习生命科学的兴趣。 生物学科课堂教学活动化还是初中学生心理发展的需要。初中学生活泼、好动、好奇心强,喜欢探索,不满足。“好动与不满足是进步的第一必需品。”活动符合他们的兴趣和动机,也可为学生个性的发展提供广阔的空间。 2、生物学科课堂教学活动化的研究实施 谈到“活动”,人们普遍想到学科课堂以外,冠以“课外”前提。即使是生物课堂中活动,为了赶进度,许多学校也多是延续到课外,学生自行开展,教学质量难以控制。我们应该让生物课堂教学也“活动”起来,进行课堂教学活动化研究,让学生用“动”的方法学习,在“动”中学,解放学生头脑、双手、眼睛、思维、空间,使我们的课堂真正成为学生主体的课堂。那么如何实现生物课堂教学活动化?我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践,取得了良好的教学效果。我们认为,实现生物课堂教学活动化关键是:在教学设计与实施中一定要抓住活动中的“动点”,设计好“动法”,“激活”学生。 2.1 寻找“动点” 2.1.1 “科学、人文”的氛围有利于激发学生的“动点”。“科学、人文”的学习氛围即民主、和谐、平等、合作的师生关系。给学生提供参与课堂教学的机会,为学生创造自我实现的条件是主体发展的前提。让学生享受到学习快乐,从而激发学生主体积极性,激发学生“动点”。如在探究《人的反应速度》时,我首先在前面表演了抛接硬币,一个、两个、三个,其中我有成功、也偶尔有失败。成功时,同学们为我鼓掌,失败为我叹息。此时,师生的关系已经拉近,在不知不觉中已激发了学生“动点”,当我刚停下,许多同学争着“试一试”。当即请两位同学上台比赛。课堂气氛一下活跃起来。此时自然引出课题,再顺势启发:反应速度还与哪些因素有关?你想探究反应速度在哪方面的问题?学生:“反应速度与人的性别有没有关?”“反应速度与人的高矮有没有关?”“反应速度与人的注意力有关吗?”“反应速度与心理素质有关?”“反应速度与手指长短有没有关?”等等,全班一下提出了39个不同的问题。人文、民主、平等的学习氛围,放飞学生心灵,学生的创造性思维得到极大发展。紧接着我鼓励大家以四人小组为单位选定探究课题,设计实验方案,开展探究实验。整节课大家在快乐活动中积极主动地学习。 2.1.2 从学生的生活中挖掘“动点”。学生的生活与经验是接受教育、学习理解的基础,所以,要通过日常生活中具体的经验来学习,使教育与学生的生活密切相关。生物学本身就是一门生活中的科学。在教学中充分考虑学生的身心发展特点,结合他们的生活经验和已有知识设计富有情趣和意义的活动,使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习和理解生物知识,学会生活。如在讲《鸟与空中飞行生活相适应特点》时,折纸飞机是大家从小就玩的游戏,但要折得好,飞得远也不容易,有一定技巧。课堂上通过折纸飞机比赛,看谁的纸飞机飞的最高最远,研究分析飞得高远的原因:纸材质轻还是重;纸大小;飞机翅膀大或小;机头折法……最后引导得出纸飞机要飞得远,必须解决“三个力”:重力、阻力、动力。那“鸟是怎样解决空中飞行的这三个力?”引导大家分析讨论课本中资料,总结得出鸟适于与飞行生活相适应的特点,水到渠成。又如许多同学家养有宠物,如何解决宠物随地大小便?同学们根据经验,提出了多种解决方法,促进了对条件反射的理解。此外,利用学生关注和社会正发生的热点问题,学习相关的知识,也是调动学生学习兴奋性、激发“动点”的有效方法。如2003年我国非典的流行为我们在讲初中生物传染病和免疫提供活生生的情景和材料。总之,现实生活为生物课堂教学提供了最丰富的活动内容。只要留心,你就会发现无处不有丰富的教育环境与教育资源。2.1.3 创设生动的教学活动情景,激发“动点”。俗话说,良好的开端是成功的一半。如果我们能在活动的起始阶段多着笔墨,多动脑筋,使创设的教学活动情景具有针对性、趣味性、创造性,活动中常会起到意想不到的效果。如每节课,我会更改电脑桌面背景,将生物科技成果与生物科学家作为桌面,通过猜一猜、听一听、讲一讲,动一动活动,极大吸引学生兴趣,调动学习积极性,而且有利于培养学生的创新思维,引发很多疑问,让学生真正动起来,课堂也真正活起来。此外,我们还充分利用媒体资源,教师课前收集大量科技录象片:如基因、克隆人、病毒、试管婴儿、吸烟、吸毒的危害、人体奥秘等等,穿插在相关的课堂教学中,也为生物活动教学开展、激发学生学习兴趣,实现教学目标,提供了条件。 2.2 设计“动法”。 初中生物课堂活动教学旨在让学生生动活泼、愉快学习,德、智、体协调发展。根据初中生物教材内容、教学目的及初中生的心理特点,我们在初中生物课堂教学中主要设计以下几类活动: 2.2.1 游戏类。人们对喜欢的东西学得最快。学生对于游戏有很强烈的兴趣。陶行知说:“学生有了兴味,就会用全副精力去做事。所以,学与乐是不可分离的。”游戏活动能充分调动学生的情感因素,使其思维和情感需求得到和谐发展,在游戏中,学生快乐学习,快乐发展。教学中我们常采用拼图游戏、竞猜游戏、填字游戏、角色扮演游戏等。如我们采用人体骨骼拼图,消化系统拼图;编制食物网和“一个也不能少”,跟我做生态球,猫和老鼠、听声音比赛,神经调节系列活动等等。通过各种活动,变具体为抽象,寓知识于游戏中,极大激发学生兴趣和参与欲望,充分调动每位学生学习积极性,促进人人动手、个个动脑,个个动起来。每次教师走进教室,学生就会上前追问,今天做什么活动?如在介绍《生态系统》一节时,我们设计两个学生参与活动:《编制食物链和食物网》,《一个也不能少》。如讲到生态平衡时我们设计了活动《一个也不能少》。事先编制好一个网,请10位同学出来分别代表生态系统中的各种成分,其中一个代表人类。让人坐在网中间,其他同学将他抬起来代表生态系统中其他成员支撑着人。当人类破坏某一环境因素如使水污染,同学分析水污染会导致其他相继污染。当说到某因素污染,代表相应的成分的同学就离开,同学一个一个离开,坐在中间的人受到的威胁越来越大,也越来越紧张,越来越害怕自己掉下来。通过学生自己体会,让他们真正感受到生态系统的各种成员是相互依存,相互影响的;人类如果不遵照客观规律,按规律办事,破坏环境,最终会遭到环境的报复影响人类自己的生存;生态系统中的成分一个也不能少,保护环境人人有责。又如:在初一《营养物质》的教学中,我们设计了《医生与病人》的游戏活动,“医生”背对黑板,“病人”面向黑板。当教师投影出某种营养物质缺乏的疾病名称,“病人”说出该病的主要症状,请“医生”诊断,并提出合理建议。课堂气氛非常好,同学们踊跃参加。通过医生与病人的扮演活动,同学们轻松、愉快地掌握了所学知识。 2.2.2 制作类。前苏联教育家苏霍姆林斯基曾经说过:“儿童的智慧在他的手指尖上。”意思是说,儿童多动手操作会促进智力的发展。从脑的结构看,人的大脑皮层的各种感觉和运动部位中,管手的部位所占面积很大,所以手的运动能使大脑的很大区域得到训练。俗话说:心灵手巧。训练手就是训练脑,“十指连心”手巧才会促进心灵。在课堂上,我们设计许多制作活动,如:细胞模型、人体骨骼模型、耳模型、骨骼肌在运动中的协调作用的模型制作,环境污染课件、手抄报等等,培养学生动手动脑的习惯,同时也充分挖掘学生的创造潜能。如在学习生态系统时,我们设计《跟我做生态球》的活动,目的在使学生在制作“生态球”及观察中认识生态系统和生态平衡的真正含义。通过实验和观察提高学生学习生态环境知识的兴趣,培养实验能力、观察能力和思维能力,树立环境观念,提高环境意识。首先,老师通过展示各种各样的生态球图片和自制生态球,吸引学生兴趣,再利用FLASH 动画引导学生分析瓶中生态系统组成成分,通过讨论、提出假设、设计方案、制做生态球,观察、记录,分析讨论。每个学生都积极参与其中,学生思维活跃,气氛热烈。如果没有学生的主动参与、直接体验与感悟,是难以充分发挥活动教学的特殊功能与价值的。 2.2.3 探究实验类。如光对鼠妇生活的影响,种子结构和成分的探究,种子萌发的条件探究、探测脉搏与运动关系,探究反应速度……。如在探究鱼鳍作用、观察鱼呼吸时,我们没有完全照搬教材,在实验材料、教学方法等方面都根据实际作了相应改变。在课堂上,给予学生极大的自由空间,教师只适当介绍实验内容、目的,实验器材、提出纪律要求,然后让学生根据所给材料自己设计方案,自己开展实验。实验时,因为当时季节问题,鲫鱼比较少,价格较贵,所以我们选用小金鱼,实验时发现金鱼比鲫鱼灵活很多,在观察红墨水从口入从鳃出的时候,按照教材方法将红墨水滴在鱼嘴前方时,整杯水马上变红,无法观察水进出的方向。怎么办?当时教师做了适当引导:“你们可以抓住鱼直接滴在口中观察,也可以尝试在不伤害小鱼生命情况下采用其他方法”。最后每个小组都找到相应方法观察到红墨水从口入从鳃出现象。 方法一:“让鱼在染了红墨水的烧杯里游一会,再放回清水。”;方法二:“将鱼放在桌上蜡盘,因为蜡盘面积大,水浅 ”;方法三:“用手挡住鱼不让游动”;方法四:“用桌上绑鱼鳍的塑料片拦住鱼”;方法五:“用手抓住鱼,直接往鱼口滴墨水”;方法六:“减少水,使鱼游速减慢”。并且对老师介绍的方法提出建议,认为直接滴墨水方法太粗鲁,容易伤害小鱼。学生的创造潜能是巨大的。开放性的活动为学生创造力培养提供自由空间。不仅培养了学生的动手能力,积极观察、思考能力、合作精神,同时也培养了学生珍惜生命的良好品德以及不盲从,敢于向老师、权威挑战的科学探究的精神。 2.2.4 设计与创作类:我们开展了生物园设计、宠物条件反射建立设计,新的动物运动方式设计与制作、动物通讯方式探究方案设计、营养食谱设计…… 此外还有调查、分析讨论等等。 以上的各种活动过程需经历亲身实践,记录数据,分析归纳,得出结论等综合过程,眼、脑、手、全身并用才能完成。其中动手实践是个核心环节,体现了活动的本质特点,离开这一环节即失去了活动的特点。 总之,课程中生物学科的价值不只体现在它的结论中,更在于它的发现和发展过程之中。知识永远是一条河流,它在不断地演变、充实和发展。在帮助学生学习和继承人类优秀文化遗产的同时,更要帮助其学习和获得镌刻在其中的情意、态度和认知能力。这些仅靠接受和记忆学习都是不能获得的,只有通过对科学发现过程的亲身直接体验才能获得。而学生只有在实践中才能真正体验学习的过程、学习的价值,才能养成探索,追求真理的顽强精神,才能使学习成为人的生活有机的一部分。教学中通过设计丰富多彩的活动,引导学生积极用眼、用口、用脑,在活动中启动多种感官去获得直接经验,让学生在实践和体验中独立思考,提高解决问题的能力。活动化教学,激发学生学习兴趣,培养学生能力,真正减轻了学生学习负担。作为非中考科目,学生学得轻松,乐学、爱学。 3.存在问题 3.1 课堂组织。生物课堂活动化教学,有效地促进学生学习的积极性和主动性,激发学生学习潜能,扩大了学生的创新思维,发散思维,活动中学生情绪激昂,教师如组织不当,容易出现为了活动而活动,忽视学习目标思维内化活动。要做到形、神结合,形散而神不散。师生需要默契,老师更需要有较强组织能力。不是每个老师都能很好地控制。 3.2 课堂评价。由于不同班级,不同学生,自主学习能力存在一定差异,兴趣爱好也有差异,从而导致在生物课堂活动化教学具体实施过程中,教学进度与产生效果产生一定差异。因此,在活动中如何及时、科学地评价课堂活动化教学效果,具有一定困难。 3.3 教师的知识与能力。生物课堂教学内容是丰富多彩的,具有很强的时代性的,因此活动形式应该具有多样性,老师应该具备渊博的知识和不断进取的精神。但是对于新课程,教师普遍缺乏相关的教学经验和资料,在教学活动设计中会遇到很大困难,深感自己知识和能力严重不足,故往往会需要花很多精力和时间去搜集资料,不断学习,给自己充电。 参考资料: 1、《我国活动教育的回顾与前瞻(代序)》全国活动课程与活动教学专业委员会主任委员吴惠青 2、《愉快教育》基础教育课程改革教师通识培训书系。 3、《生物新课程标准解读》 4、《活动教学》基础教育课程改革教师通识培训书系。

1,基因与环境 ——调查探究生物基因是否会因环境而改变 基因是在生物体内细胞核中染色体上DNA的片段,控制生物的性状。基因也是上一代给子代留下的遗传物质。 转基因技术就是通过科学科技的人工方法改变某一生物的基因,使之的基因发生改变,性状也随之而改变,从而达到改良品种的目的。 可以说任何生物所有的状态都与基因有关。所以说,要了解生物首先要了解基因。基因可以通过人工技术发生改变,除此之外,生物的基因是否还会因为环境的改变而变化呢? 首先我们从最简单的开始。 一、 在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把a盆放在阳光明媚处,b盆放在阴暗处; 二、 在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,c、d两盆都放在阳光明媚处,每天给c浇大量的水,给d浇小量的水; 三、 在不同地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把e、f都放在阳光明媚处; 四、 挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着用泥土种下绿豆盆H,用水种下绿豆盆I,每天浇等量的水,都放在阳光明媚处; 长大后发现,各盆的情况均不相同。所以我们初步认为生物基因会因环境而改变。 后来我们又发现一些实例。 以人类为例来说,人体内的基因会因为环境而发生改变。在我们的日常生活和工作中,会有许多知道或还不知道的因素,对我们体内数万亿个细胞的代谢产生影响。 这些有害因素可能体细胞的DNA发生作用,导致DNA的破坏,相应的基因的功能发生异常变化,影响到生命的安全和健康,当然细胞内还存在着相当完善的机制能够修复这些损害。但当DNA的破坏程度超过修复机制的修复能力时,就在细胞水平发生了问题,从少量细胞发生问题发展到临床可能表现为疾病并被检出的阶段所经历的时期可能是比较漫长的,在这个过程中,如果借助基因检测技术,那么早期发现某些疾病完全是可能的,这将大大降低医疗费用,大大减少患者的痛苦。 其他生物也是如此吗? 许多实验表明,确实如此。 一项针对多种拟南芥的基因研究表明,环境因素对物种遗传多样性和基因组的影响很大。除了实验室中科学家的“最爱”,世界各地还分布着多种野生拟南芥。它们的生长速度、叶子颜色以及发枝方式都是不同的。在最新的研究中,由德国马普发育生物学研究所Detlef Weigel领导的国际科学家小组,从美洲、非洲和亚洲以及其他极地和亚热带区域搜集了19种拟南芥,并将它们的基因序列(约亿个碱基对)与实验室用拟南芥基因组进行了对比研究,从而确定了相关的遗传差异。 所得到的结果令人吃惊:它们遗传差异的广度远远超过了所谓的“改进基因组”。研究人员发现,平均每180个碱基对中就有一个是可变的。同时研究表明,大约4%的实验室用拟南芥基因组要么与野生种类差异很大,要么完全不存在于野生种类的拟南芥中。此外,大约十分之一的野生拟南芥基因是有缺陷的,无法完成正常的功能。 新的研究结论为科学家提出了许多新的基础性问题。Weigel表示,“或许并不存在所谓的一个物种的基因组。迄今为止,对个体DNA序列的认识并不能使科学家充分理解一个物种的遗传潜能。”此外,拟南芥基因组的可塑性也令人惊讶。尽管拟南芥的基因组中的基因数量与人类和一些作物相当,但它整个基因组的大小不及后两者的十二分之一。同时,拟南芥基因组中几乎没有重复序列和无关联的“垃圾”序列。 进一步研究表明,拟南芥与外界环境相互作用相关(比如抵御病原体和感染)的基因,其可变性大大超过其他功能基因。Weigel认为,这一遗传特性反映出拟南芥对当地生存环境的适应性,正是这些易变基因使得拟南芥能够经受干燥和潮湿,炎热和寒冷,并调节自身的生长季节。 还有另一个关于动物基因和环境的事例。 美国国家科学院对转基因动物对周边环境造成影响的问题高度重视。 美国食物和药品管理局(FDA)要求该委员会专家组列出与动物生物技术相关的科学热点问题。在2002年8月12日公布的报告中,该委员会将转基因动物对自然生态系统环境的影响摆在所有热点问题的首位。 一家美国公司(麻萨诸塞州的ABFW公司)生产了一种转基因大马哈鱼。该鱼生长速度非常快,长至成鱼的速度是普通大马哈鱼的三倍。一些科学家和环境组织对该鱼表示出强烈担忧。他们认为,转基因鱼会在与野生大马哈鱼的生存竞争中处于优势,并可能将一些有害的基因带给环境中的其他动物。但这家公司声称已经收集到有关该报告关心的热点问题的一系列资料。“我们将要投放市场的只是不能繁殖的雌性大马哈鱼,并不存在这样的环境问题。” 虽然这一事例,没有直接说明,环境对基因的改变,但是转基因会对环境造成危害这一观点也间接说出确切的答案。 也就是说生物基因会因环境而改变。 基因和环境因素的相互作用基因作用的表现离不开内在的和外在的环境的影响。在具有特定基因的一群个体中,表现该基因性状的个体的百分数称为外显率;在具有特定基因而又表现该一性状的个体中,对于该一性状的表现程度称为表现度。外显率和表现度都受内在环境和外在环境的影响。 内在环境指生物的性别、年龄等条件以及背景基因型。 外在环境 : ① 温度。温度敏感突变型只能在某些温度中表现出突变型的性状,对于一般的突变型来说,温度对于基因的作用也有程度不等的影响。如实验一,ab两盆绿豆性状表现不一,我们大之人为是有温度影响; ②营养。家兔脂肪的黄色决定于基因y的纯合状态以及食物中的叶黄素的存在。如果食物中不含有叶黄素,那么yy纯合体的脂肪也并不呈黄色。y基因的作用显然和叶黄素的同化有关。演化就细胞中DNA的含量来看,一般愈是低等的生物含量愈低,愈是高等的生物含量愈高。就基因的数量和种类来讲,一般愈是低等的生物愈少,愈是高等的生物愈多。DNA含量和基因数的增加与生理功能的逐渐完备是密切相关的。 等等。 基因最初是一个抽象的符号,后来证实它是在染色体上占有一定位置的遗传的功能单位。这次的调查和探究可以从分说明,生物基因会因环境而改变。 另外在给你个参考,希望对你有帮助。 生物燃料大有可为_生物论文 你认为美国过分依赖进口石油吗?有人认为使用生物燃料的时机如今已经成熟: ●最早从今年5月开始,圣路易斯市的公交乘客可以乘坐用柴油和豆油混合燃料驱动的公交汽车。 ●由于去年的玉米产量很高,以玉米为原料的乙醇生产行业今年打算使乙醇产量达到创纪录的水平。 ●还有埃德加·莱特利创造的方法。石油一再涨价使这位宾夕法尼亚农民非常烦恼,他开始用一种非常抢手的新式炉子燃料玉米给自家供暖。 尽管用粮食作燃料不是新鲜事——鲁道夫·狄塞耳一个世纪之前就以花生油为燃料驱动汽车——但是这种想法突然之间变得非常实用。石油价格越来越高,而粮食价格却非常低,以至于政治家们和众多管理者正在重新考虑这个问题。能够完全燃料的、可再生的生物燃料在欧洲已经得到广泛使用。它可以缓解美国的石油供应,并有助于使美国的农业经济保持稳定。 前景亮丽 生物燃料甚至没有难闻的气味。用户报告说,以大豆作原料的生物柴油燃烧以后排出的废气有点像炸薯条的味道。专家们说,即使粮食的价格回升,如果美国为了遏制全球变暖而优先发展生物燃料,神巫燃料可能具有光明的前景。 自从20世纪70年代人们开始使用汽油混合燃料以来,种植玉米的农民就一直敦促人们更多地使用乙醇作汽油燃料。除了用作牲畜饲料和出口之外,生产生物燃料如今已成为玉米的第三大用途。 乙醇生产行业去年用玉米为原料总共生产了16亿加仑乙醇,而且生产规模还在扩大。伊利诺伊州的阿彻—丹尼尔斯—米德兰公司生产的乙醇约占美国总产量德一半,该公司打算把乙醇生产能力再扩大20%。 今年最令人惊奇的是生物柴油的问世。实验结果表明,使用豆油和柴油混合燃料同普通柴油的效果一样好(特别寒冷的天气除外),而且比普通柴油干净得多。但是标准的混合燃料——80%柴油和20%豆油——成本太高了。据全国生物柴油委员会说,部分是由于大豆价格低廉,生物柴油的价格已从每加仑4美元降到至美元。这个价格与普通柴油的价格差不多,足以使许多人考虑使用生物柴油。 政府补贴 政府的补贴也促进了生物燃料的发展。去年11月份,美国农业部决定今后两年每年拿出亿美元补贴乙醇生产厂家,用以增加乙醇和生物柴油等生物燃料的使用。至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策,以便进一步鼓励使用生物柴油。 再上述政策的鼓励下,生物柴油的产量剧增——由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。据估计,仅美国农业部制订的鼓励出事就可使生物柴油产量再提高3650万加仑。 这些数目还是无法同每年560亿加仑的柴油产量相比。但是主张生产生物燃料的人士说,如果石油行业像布什政府日前宣布的那样,再2006年之前被迫转产低硫柴油,豆油可能会成为与生物燃料配套使用的主要润滑剂。实际上,润滑剂为粮食提供了另一个由希望的市场。研究人员已经用粮食为原料开发出同样廉价而且更有益于环境的替代品,取代石油产品用作半拖车挂钩、铁轨和链锯的润滑剂。 此类项目将有助于给美国长期不振的农业注入资金。据可再生燃料协会说,仅乙醇生产一项每年就能为农民增加45亿美元的收入。2,转基因食品利与弊 关键字:食品 目前 美国 组织 基因 作物 农作物 转基因 基因技术 ①转基因食品概念,产生基理稍有点科学常识的人都知道,基因是控制生物性状的最基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。转基因食品就是移动动植物的基因并加以改变,制造出具备新特征的食品种类。譬如利用生物技术将某些动物的基因转移到其它物种上去,通过改造生物的遗传组织,使其出现原物种原来并不具备的特征,这些转变可以按照人类所需要的目标来完成。举这样的例子来加以说明:人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷;把某些细菌的基因接入玉米、大豆的植株中,就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。而以这些转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。②转基因食品发展状况据联合国粮农组织的材料,1997年全世界转基因作物的播种面积约为1100万公顷,1998年上升到近3000万公顷,1999年底,估计将达4000万公顷,平均增幅超过lO0%。 美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来,目前美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。目前,大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种,包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。据估计,从1999年到2004年,美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元,到2019年将达到750亿美元。有专家预计:21世纪初,很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。其它还有阿根廷、加拿大也是转基因农业生产发展迅速的国家。 我国的转基因研究也有较大的发展,并且在基因药物、转基因作物、农作物基因图与新品种等方面具有相对比较优势。但真正进入商业化生产的则较少,就农作物而言,目前只有抗虫棉、矮牵牛花、抗病毒甜椒、抗病毒蕃茄和延熟蕃茄等。③转基因食品对人体益弊及转基因食品安全性;直到目前为止,转基因食品在推出市场前都没有经过长远的安全评估,人类长期食用是否安全仍然成疑,而科学界对这些食品是否安全也没有共识。——持肯定态度的说法:美国第一批转基因西红柿上市以来,全球约有2亿多人食用过数千种转基因食品,5年多来尚未报道过一例食品安全事件;我国进口转基因大豆较多,据估计约有一半的大豆色拉油中含有转基因成分,目前没有出现任何问题。 基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物,其优点是显而易见的。第一,可降低生产成本。一个品种的基因加入另一种基因,会使该品种的特性发生变化,具备原品种所不具备的因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力,由此可减少农药和除草剂的用量,降低种植成本。第二,可提高作物单位面积产量。一种作物的基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害的袭击,并使产量更高。第三,转基因技术可以使开发农作物的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育一个新的品种,而基因工程技术培育出一种全新的农作物品种,时间可缩短一半。因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界。转基因技术可根据人们的需要,赋予农作物新的特性。例如可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富的食品。科学家还利用转基因技术,开发能够生产防病的疫苗和食品的农作物。农业版图。——持否定态度的说法: 1999年的转基因马铃薯事件,英国的一位研究人员公布的实验结果说:用含有转基因的马铃薯饲养大鼠,引起了大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。这一实验结果立即引起轰动,导致了世界范围的对转基因食品安全性的怀疑。1999年5月英国的权威科学杂志(自然)刊登了美国康奈尔大学副教授约翰?罗西的一篇论文,引起世人的震惊。论文说,研究人员把抗虫害转基因玉米——BT基因玉米的花粉撒在苦苣菜叶上,然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶。四天之后,有44%的幼虫死亡,活着的幼虫身体较小,而且无精打采。而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶,则未有出现死亡率高或发育不良的现象。论文据此推断,BT转基因玉米花粉含有毒素。 人们怀疑,转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品对人体是否也有危害,比如,具有抗虫害、自动除杂草的转基因作物其作用机理与传统农药有无不同,会不会将有毒性的物质“传送”给消费者的有机体系?还有,某种转基因食品可以抵御细菌入侵,那么是否会使我们体内外的细菌产生变异而对所有的抗菌素产生免疫力?目前,这些问题尚无法作出明确的解释。并且,英国的研究人员近来在实验室中证实:小白鼠在食用转基因土豆10天后,其肾、脾和消化道都出现了损伤。这就更加深了人们的恐惧心理。 中国科学院的《科学新闻》最近发表的一篇文章,将转基因食物“可能”对人类健康的危害总结为3点:某些毒素可引起人类急、慢性中毒,某些转基因作物可引起人的过敏反应,转基因产品营养成分变化,使人的营养结构失衡。——现状: 世界粮农组织、世界卫生组织及经济合作组织这些国际权威机构都表示,人工移植外来基因可能令生物产生“非预期后果”。即是说我们到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险。国际消费者联会(成员包括115个国家的250个消费者组织)表示“现时没有一个政府或联合国组织会声称转基因食品是完全安全的。”

人类经过漫长的奋斗历程,在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩;与此同时,由于工业化过程中的处置失当,不合理地开发利用自然资源,以致造成了全球化的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成了严重的威胁。目前,世界范围内的环境压力有增无减,环境危机日益严重。初中生正处在掌握环境知识、养成良好环境习惯的重要时期,他们环保素质的高低对今后的生态环境有直接影响,因此在初中生物教学中加强环境教育十分重要。笔者结合自己的教学实际,就生物教学中如何加强环境教育谈点粗浅的体会。 立足课本以“纲”为纲,以“本”为本,是义务教育的基本要求和中心目标,也是对学生进行环境教育的前提和基础。在生物教学中,应对散见于各章节中的生态环境知识及“生物与环境”一章给予充分的重视,从内涵和外延两个方面分析基本概念,点拨指导训练学生说概念、比较概念、识记概念和运用概念;运用示意图和典型实例引导学生认识生物形态结构与功能之间、生活习性与环境之间以及生物与生物之间的关系,使学生逐步树立起生物与环境相适应的科学观点;通过识记、理解、综合应用及实际操作,培养学生对环境问题的兴趣,并训练其观察能力、记忆能力和想像思维能力,培养学生客观求实、崇高理性、崇尚实验的科学精神,最终达到“课本奠基”的目标。略加延伸生物教材内容十分丰富,但受学时及篇幅限制,有关生态环境方面的内容叙述往往十分简约,教学中如果“照本宣科”就难以达到预期目的;相反若在教学中对有关叙述略加延伸,会取得较好效果。 如在讲授“光合作用的意义”时,可对光合作用吸收二氧化碳放出氧气作如下延伸:通常1公顷的阔叶林,在生长季节,每天可吸收1000kg二氧化碳,释放750kg氧气,如果以成人每天呼吸需要消耗0 75kg氧气,排出0 9kg二氧化碳计算,城市居民每人平均有10m2的林木面积,就能得到充足的氧气供应,并足以消除二氧化碳的危害。 又如对“青蛙捕食”可作如下延伸:据测定,1只泽蛙1天可食虫266只,如按每天平均吃虫量50只统计,每亩稻田有1000只泽蛙,每天可消灭二化螟、三化螟等害虫达5万多只。延伸是对教材叙述的“展开”或“例说”,恰当运用可使生态环境知识进一步具体化、直观化,生动有趣味,学生喜闻乐见,但在运用中不可“画蛇添足”或“本末倒置”。适当引入教学中,一些抽象或复杂的环境问题初中生不易接受,成为教学的难点,还有一些比较重要的环境知识点比较隐蔽,容易被忽视,成为教学的“盲点”。将课外一些环境知识适当引入,可帮助学生理解难点,重视“盲点”,并能激发学生的学习兴趣,开扩视野,丰富知识。如在讲授“合理灌溉”时,为教育学生节约用水,可引入:农业灌溉用水量很大,据在华北地区调查,种1亩蔬菜大约需水×104kg~×104kg,每亩小麦需水4×104kg~5×104kg,1亩棉花需水×104kg~5×104kg。灌溉应采取“滴灌”或“喷灌”,不应采取“大水漫灌”,以免造成浪费。 又如讲授“呼吸卫生”时可引入:一个成人每天通过鼻子呼吸新鲜空气大约2万多次,吸入空气量达15m3~20m3,约为每天所需食物和饮水重量的10倍,如果吸入的空气不清洁或含有有毒成分,对人体健康危害极大。在讲述人口问题时,可引入:地球上的食物充其量只能养活80亿人。我国科学家根据对国土资源、人口增长、生活资料增长和就业等问题的分析,认为我国适度人口总数为6 5亿~7亿,按照这个目标,我国现有人口已超出5亿,因此必须严格控制人口的自然增长,实行计划生育。 适当引入是对教材环境知识的丰富和补充,应防止牵强附会或引入过多,加重学生的学习负担。专题讲座教材具有一定的稳定性和滞后性,而环境问题却每日每时地在世界范围内发生着,为了引起学生对环境热点问题的关注,可以适时对学生进行专题讲座。如结合环境纪念日进行专题讲座。在植树节(3月12日)、水日(3月22日)、地球日(4月22日)、环境日(6月5日)、人口日(6月11日)、荒漠化日(6月17日)、土地日(6月25日)、清洁地球日(9月第三个周末)、世界粮食日(11月16日)举行相应的专题讲座;也可结合教材内容进行讲座,如在讲过“探索生物的奥秘”后可以“当今世界面临的四大问题”为专题进行讲座;在讲过“预防食物中毒”后可以“食物污染”为专题进行讲座;也可结合突发的重大生态事件进行专题讲座,如1998年七八月份我国发生了百年不遇的特大洪水,可及时向学生作“生态平衡不容破坏”的专题讲座。 积极实践根据教学内容,组织学生调查城镇或居民点的环境状况,观察小型冶炼厂、葡萄酒厂等企业污水的排放量及注入河流后引起河段的变化,观察生活垃圾随处堆放对水质、周围空气的污染及蚊蝇的可怕孳生等,组织学生清理“白色污染”、调查化肥农药农膜的使用情况等,指导学生课外阅读《寂静的春天》《环境保护》等科普读物,学用结合,提高实践的科学性和预见性。实践活动锻炼了学生的观察能力和动脑动手能力,使学生进一步明确环境污染的普遍性和严重性,从而激发他们的责任感和使命感,并为良好环境素质的养成打下坚实的基础。

荧光探针生物医学论文

激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用》 摘要激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图象分析仪器,现已广泛应用于荧光定量测量、共焦图象分析、三维图象重建、活细胞动力学参数监测和胞间通讯研究等方面。其性能为普遍光学显微镜质的飞跃,是电子显微镜的一个补充。本文以美国Meridian公司的ACASULTIMA312为例简要介绍了激光扫描共聚显微镜系统的结构,功能和生物学应用前景。 关键词; 激光;共聚焦显微镜;粘附细胞分析与筛选(ACAS) TheLaserScanningConfocalMicroscopySystemanditsBiologicalApplications ChenYaowen,LinJielong,LaiXiaoying,MeiPinchao () AhstractTheLaserScanningConfocalMicroscopyisanewmedicalimageanalysisinstrument,(MeridianCo,USA)istakenasanexampletointroducetheprincipleofconfocalmicroscopy,itsfunetionsandbiologicalapplications. KeywordsLaserConfocalMicroscopyAdherentCellAnalysisandsorting(ACSA) 激光扫描共聚焦显微镜(LaserscanningConfocalMicroscopy,简称LSCM)是近代生物医学图象仪器的最重要发展之一,它是在荧光显微镜成象的基础上加装激光扫描装置,使用紫外光或可见光激发荧光探针,利用计算机进行图象处理,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图象,以及在亚细胞水平上观察诸如Ca2+、pH值、膜电位等生理信号及细胞形态的变化。已广泛应用于细胞生物学、生理学、病理学、解剖学、胚胎学、免疫学和神经生物学等领域[1、2、3],对生物样品进行定性、定量、定时和定位研究具有很大的优越性,为这些领域新一代强有力的研究工具。 创建于1983年的美国Meridian公司,在90年代推出的“激光扫描共聚焦显微镜”这一项具有划时代的义意的高科技产品,曾获得美国“政府新产品奖”和两次“高科技领先技术奖”,它能达到每秒120幅画面的高速扫描激光共聚焦观察,可提供实时,真彩色的激光共聚焦原色图象。我院最近引起的ACASuLTIMA312是Meridian公司最新的高科技产品,为同类仪器中档次最高、功能最全的精密仪器。现以该仪器为例介绍激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用。 1、激光扫描共聚焦显微镜成像原理及组成 有关共聚焦显微镜的某些技术原理,早在1957年就已提出,二十年后由Brandengoff在高数值孔径透镜装置上改装成功具有高清晰度的共聚焦显微镜[5],1985年WijnaendtsVanResandt发表了第一篇有关激光扫描共聚焦显微镜在生物学中应用的文章,到了1987年,才发展成现在通常意义上的第一代激光扫描共聚焦显微镜。 激光扫描共聚焦显微镜成像原理如图1所示,激光器发出的激光束经过扩束透镜和光束整形镜,变成一束直径较大的平行光束,长通分色反射镜使光束偏转90度,经过物镜会聚在物镜的焦点上,样品中的荧光物质在激光的激发下发射沿各个方向的荧光,一部分荧光经过物镜、长通分色反射镜、聚焦透镜、会聚在聚焦物镜的焦点处,再通过焦点处的针孔,由检测器接收。 从图1中可以看出,只有在物镜的焦平面上发出的荧光才够到达检测器,其它位置发出的光均不能过针孔。由于物镜和会聚透镜的焦点在同一光轴上,因而称这种方式成像的显微镜为共聚焦显微镜为共聚显微镜。在成像过程中针孔起着关键作用,针孔直径的大小不仅决定是以共聚焦扫描方式成像还是以普遍学显微镜扫描方式成像,而且对图像的对比度和分辨率有重要的影响。 ACASULTIMa312采用快速镜扫描或台阶扫描对样品逐点扫描成像,由于样品中不同的扫描点始终在物镜和会聚透镜的光轴上,因而它以相同的信噪比扫描整个样品,扫描精度达μm,扫描面积最大的为10cm×8cm,当激光逐点扫描样品时,针孔后的光电倍增管也逐点获得对应光点的共聚焦图像,并将之转化为数字信号传输至计算机,最终在屏幕上聚合成清晰的整个焦平面的共聚聚焦图像。一个微动步进马达控制栽物台的升降,使焦平面依次位于标本的不同层面上,可以逐层获得标本相应的光学横断面的图像。这称为“光学切片”。再利用计算机的图像处理及三维重建软件。可以得到高清晰度来表现标本的外形剖面,十分灵活、直观地进行形态学观察。 2、激光扫描共聚焦显微镜硬件和软件系统 硬件及参数指标 激光光源:氩离子激光(50mW的紫外光、999mW的可见光),能同时/顺序/分别输出紫外光和可见光,激发波长为351-364nm;488nm;514nm。 计算机系统:80586/133MHzPCI/80MBRAM/2000MBSCSI硬盘/150MBBernoulli盘驱动器/17’’大屏幕显示器。 共聚焦系统:计算机自动控制光路准调节;计算机控制孔径校准;计算机调节孔径大小;自动Z轴调节(最小μm)。 光学探测系统:3个测窗式PMT采集荧光;1个CCD系统;12位的高速A/D转换器。 图像分辨率:图像大小1535×1535;像素最小距离:μm;灰度为4096级。 扫描方式:快速镜扫描DualScan台阶扫描;扫描精度μm;扫描面积最大为10cm×8cm;扫描平面:XY和XZ和独特点、线、面扫描。激光扫描共聚焦显微镜软件系统 ACASULTIMa312系统采用独特设计的软件将激光细胞仪与先进的计算机技术结合,产生快速、高效、灵活的操作系统,完备的数据采集、分析与管理功能。基于生物医学研究有如下的软件。 ImageAnalyze—对于单色、比色和三色标记的二维荧光图像的定量分析,可产生透射光图像重叠,同时AutoImage可多个区域的自动扫描和荧光定量,以及相同区域的时间顺序扫描。 RatioAnalysis和Kinetics—测定细胞内的离子变化,可有点扫描、线扫描及图像扫描三种测定形式,以监测各种速率的生物反应。 Cell–CellCommunicationandFRAP-相邻细胞的FRAP分析。该软件首先用可光淬灭特异的细胞荧光,然后在多个时间点扫描,此扫描可对单一区域或细胞的多个选择区域,可产生透射光图像并与其它图像重叠。 CellList—储存被选择细胞的位置,即可自动对较大样品进行扫描,又可产生较小样品特异部位的网络位置表,以进行自动的测量、筛选和重复测定。 CellSorting—ACAS具备如下四种分选方式: AblationSort:预选定义一个荧光阈值,然后对特定细胞杀伤。②CookieCutterSort在用户定义的中心点四周切割Cookies。③QuickSort:对已定义的细胞表列,用Ablation或CookieCutter作分选。④ManualSort:直接使用鼠标控制载物台位置及激光脉冲,并杀灭和分选细胞,进行细胞显微外科,染色体切割和光隐阱等操作。 ConfocalImaging—共聚焦分析,可实现Z轴定量,三维立体图像分析(包括SFP模拟荧光处理法,DP深度投影法和SP文体投影法),以及视点移动动画。 3激光扫描共聚焦显微镜在细胞生物学中的应用 定量荧光测量 ACAS可进行重复性极佳的低光探测及活细胞荧光定量分析。利用这一功能既可对单个细胞或细胞群的溶酶体,线粒体、DNA、RNA和受体分子含量、成份及分布进行定性及定量测定,还可测定诸如膜电位和配体结合等生化反应程度。此外,还适用于高灵敏度快速的免疫荧光测定,这种定量可以准确监测抗原表达,细胞结合和杀伤及定量的形态学特性,以揭示诸如肿瘤相关抗原表达的准确定位及定量信息。 定量共聚焦图像分析 借助于ACAS激光共焦系统,可以获得生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像。可得到完整活的或固定的细胞及组织的系列及光切片,从而得到各层面的信息,三维重建后可以揭示亚细胞结构的空间关系。能测定细胞光学切片的物理、生物化学特性的变化,如DNA含量、RNA含量、分子扩散、胞内离子等,亦可以对这些动态变化进行准确的定性、定量、定时及定位分析。 三维重组分析生物结构 ACAS使用SFP进行三维图像重组,SFP将各光学切片的数据组合成一个真实的三维图像,并可从任意角度观察,也可以借助改变照明角度来突出其特征,产生更生动逼真的三维效果。 动态荧光测定 Ca2+、pH及其它细胞内离子测定,利用ACAS能迅速对样品的点,线或二维图像扫描,测量单次、多次单色、双发射和三发射光比率,使用诸如Indo-1、BCECF、Fluo-3等多种荧光探针对各种离子作定量分析。可以直接得到大分子的扩散速率,能定量测定细胞溶液中Ca2+对肿瘤启动因子、生长因子及各种激素等刺激的反应,以及使用双荧光探针Fluo-3和CNARF进行Ca2+和pH的同时测定。 荧光光漂白恢复(FRAP)--活细胞的动力学参数 荧光光漂白恢复技术借助高强度脉冲式激光照射细胞某一区域,从而造成该区域荧光分子的光淬灭,该区域周围的非淬灭荧光分子将以一定速率向受照区域扩散,可通过低强度激光扫描探测此扩散速率。通过ACAS可直接测量分子扩散率、恢复速度,并由此而揭示细胞结构及相关的机制。 胞间通讯研究 动物细胞中由缝隙连接介导的胞间通讯被认为在细胞增殖和分化中起非常重要的作用。ACAS可用于测定相邻植物和动物细胞之间细胞间通讯,测量由细胞缝隙连接介导的分子转移,研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通讯的抑制作用,以及胞内Ca2+,PH和cAMP水平对缝隙连接的调节作用。 细胞膜流动性测定 ACAS设计了专用的软件用于对细胞膜流动性进行定量和定性分析。荧光膜探针受到极化光线激发后,其发射光极性依赖于荧光分子的旋转,而这种有序的运动自由度依赖于荧光分子周围的膜流动性,因此极性测量间接反映细胞膜流动性。这种膜流动性测定在膜的磷脂酸组成分析、药物效应和作用位点,温度反应测定和物种比较等方面有重要作用。 笼锁—解笼锁测定 许多重要的生活物质都有其笼锁化合物,在处于笼锁状态时,其功能被封闭,而一旦被特异波长的瞬间光照射后,光活化解笼锁,使其恢复原有活性和功能,在细胞的增值、分化等生物代谢过程中发挥功能。利用ACAS可以人为控制这种瞬间光的照射波长和时间,从而达到人为控制多种生物活性产物和其它化合物在生物代谢中发挥功能的时间和空间作用。 粘附细胞分选 ACAS是目前唯一能对粘附细胞进行分离筛选的分析细胞学仪器,它对培养皿底的粘附细胞有两种分选方法:(1)Coolie-CutterTM法,它是Meidian公司专利技术,首先将细胞贴壁培养在特制培养皿上,然后用高能量激光的欲选细胞四周切割成八角形几何形状,而非选择细胞则因在八角形之外而被去除,该分选方式特别适用于选择数量较少诸如突变细胞、转移细胞和杂交瘤细胞,即使百万分之一机率的也非常理想。(2)激光消除法,该方法亦基于细胞形态及荧光特性,用高能量激光自动杀灭不需要的细胞,留下完整活细胞亚群继续培养,此方法特别适于对数量较多细胞的选择。 细胞激光显微外科及光陷阱技术 借助ACAS可将激光当作“光子刀”使用,借此来完成诸如细胞膜瞬间穿孔、切除线粒体、溶酶体等细胞器、染色体切割、神经元突起切除等一系列细胞外科手术。通过ACAS光陷阱操作来移动细胞的微小颗粒和结构,该新技术广泛用于染色体、细胞器及细胞骨架的移动。 4、结语 激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图像分析仪器,与传统的光学显微镜相比,大大地提高了分辨率,能得到真正具有三维清晰度的原色图象。并可探测某些低对比度或弱荧光样品,通过目镜直接观察各种生物样品的弱自发荧光。能动态测量Ca2+、pH值,Na1+、Mg2+等影响细胞代谢的各种生理指标[9],对细胞动力学研究有着重要的意义。同时激光扫描共聚显微镜可以处理活的标本,不会对标本造成物理化学特性的破坏,更接近细胞生活状态参数测定。可见激光扫描共聚焦显微镜是普遍显微镜上的质的飞跃,是电子显微镜的一个补充,现已广泛用于荧光定量测量,共焦图像分析,三维图像重建、活细胞动力学参数分析和胞间通讯研究等方面,在整个细胞生物学研究领域有着广阔的应用前景。

基因是DNA分子上的一个功能片段,是遗传信息的基本单位,是决定一切生物物种最基本的因子;下面是我整理了基因检测技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

病毒基因的检测

【关键词】 病毒基因 检测

一 乙型肝炎病毒DNA(HBV-DNA)测定

乙型肝炎是由乙肝病毒引起的以肝脏损害为主要临床特征的急、慢性传染病,严重者可 发展成慢性肝炎、肝硬化和肝癌。在我国,乙肝是危害人类健康的一种主要传染病。

【 参考值】

阴性 (Taqman荧光定量PCR技术)

【临床意义】

是乙型肝炎病毒感染的直接证据,是HBV有活性复制能力及具传染性的确切标志。

2.可定量检测HBV-DNA含量,为临床病情判断、疗效观察提供信息。

的出现先于其他血清学指标(如HBsAg),可早期诊断HBV感染。

4.正常人HBV-DNA为阴性。当HBV-DNA为101~104拷贝/ml时,表明病毒复制水平低,传染性较弱;而当 HBV-DNA>104拷贝/ml时,表明病毒复制水平高,传染性强。

含量测定可为临床药物选择提供依据。

【注意事项】

1.标本可用血清或血浆,避免肝素抗凝,避免反复冻融。

2.标本室温放置不超过4小时。

3.溶血、高胆红素标本影响检测结果。

二 其他病毒DNA测定

(一)人乳头瘤病毒DNA(HPV-DNA)检查

人乳头瘤病毒是一种小的双链DNA病毒,根据核酸相关性分型已发现70余型。该病毒可以感染人的皮肤和黏摸上皮细胞,诱发细胞增生,产生乳头瘤样病变。

【参考值】

阴性 (多重核酸荧光定量PCR技术)

【临床意义】

难以用传统的病毒培养及血清学技术检测,目前主要采用分子生物技术检测HPV-DNA,灵敏度高。

2.可对尿道、阴道、宫颈脱落细胞进行人乳头瘤病毒的检测及分型,判断体内HPV感染状况。

6和11型与尖锐湿疣、喉头鳞状上皮乳头状瘤发生有关;HPV 16、18、31、32型等与宫颈癌发生相关。因此,可用于对HPV高危亚型的诊断,对尖锐湿疣、宫颈癌等疾病的诊断与筛查具有重要意义。

检测可用于考核疗效与预后。

【注意事项】

1.用无菌拭子取尿道、阴道、宫颈分泌物于无菌试管或无菌瓶中。

2.标本采集应严格按无菌操作,避免污染。并及时送检。

(二)人类巨细胞病毒DNA(HCMV-DNA)检查

HCMV是疱疹病毒科成员,人类普遍易感,多为隐性或潜伏感染。在免疫功能低下、缺陷或抑制情况下,可发生成人HCMV感染,常呈弥漫性病变,严重者甚至死亡。

【参考值】

阴性 (荧光探针杂交PCR技术)

【临床意义】

1.用于临床HCMV感染的快速诊断。

2.用于临床免疫抑制 治疗过程中体内HCMV感染的快速诊断与疗效监测。获得性免疫缺陷综合征等患者HCMV感染的诊断与疗效监测。

技术检测HCMV的敏感性高,且HCMV-DNA的出现早于临床症状或血清学标记物的出现,可早期诊断 HCMV感染。

4.妊娠早期感染HCMV可引起胎儿先天畸形,产前检测HCMV-DNA有利于优生优育。

5.连续监测巨细胞病毒的含量变化可了解病毒的复制状况,从而为疾病的早期诊断与药物疗效提供直接的病原学依据。

【注意事项】

采用EDTA抗凝全血或脑脊液标本,采集后及时送检。

(三)单纯疱疹病毒DNA(simplex herpes virus, HSV-DNA)

单纯疱疹病毒是一种有囊膜的双股DNA病毒,分为I型和II型。近年来,HSV是性传播疾病、病毒性脑炎等疾病的重要病原体。

【参考值】

阴性 (荧光探针PCR技术)

【临床意义】

1.用于检测人血清样本或体液样本中的单纯疱疹病毒并可同时分型,辅助诊断HSV感染性疾病。

I型感染主要引起口唇疱疹、疱疹性结膜炎、脑炎和皮肤性疱疹,HSV II型主要引起生殖器疱疹, HSV-DNA检测可辅助诊断上述疾病,并可用于考核疗效与预后。 【注意事项】

1.血清用无菌注射针头抽取静脉血2ml于无菌肝功管中。

2.分泌物用无菌棉拭子采集标本,女性取宫颈或阴道分泌物,男性取精液或前列腺液,将取样后的棉拭子放入无菌试管或无菌瓶中。

3.脑脊液抽取脑脊液于无菌玻璃瓶中。

(四)EB病毒DNA(EB virus,EBV-DNA)

EBV属于丫疱疹病毒科,主要经涎液传播,PCR技术可灵敏地检测出标本中的EBV-DNA,满足临床诊断、 治疗需要。

【 参考值】

阴性 (荧光探针杂交PCR技术)

【临床意义】

1.可快速检测血液、脑脊液、组织、尿液中的EB病毒,为EB病毒感染提供直接证据。

病毒临床上与鼻咽癌传染性单核细胞增多症、霍奇金病等的发病密切相关。

【注意事项】

1.检测标本可采用EDTA抗凝全血、脑脊液、咽拭子、尿液、病变组织等。

2.标本采集时严格按无菌操作,并及时送检。

三 RNA病毒测定

丙型肝炎病毒RNA(HCV-RNA)检测

丙型肝炎病毒是一种单链正股RNA病毒,引起丙型病毒性肝炎。丙型病毒性肝炎多因输血或血制品而引起,在输血者中还存在无症状的HCV携带者。

【参考值】

阴性(RT-PCR,荧光定量PCR技术)

【临床意义】

1.有助于HCV感染的早期诊断。

阳性提示HCV复制活跃,传染性强。

转阴提示HCV复制受抑,预后较好。

4.连续观察HCV-RNA,结合抗-HCV的动态变化,可作为丙肝的预后判断和干扰素等药物疗效的评价指标。

【注意事项】

1.标本可用血清或血浆,用无菌注射针头抽取静脉血2~3ml于无菌肝功管或EDTA抗凝管中送检。避免肝素抗凝,避免反复冻融。

2.标本室温放置不超过4小时。

3.溶血、高胆红素标本影响检测结果。

参 考 文 献

[1]杨振,祁自柏,李河民.病毒基因检测技术的 发展趋势. 《 中国生物制品学杂志》,2006年01期.

[2]徐丽.利用基因工程进行PHB相关基因的克隆和烟草转化[D].山东师范大学,2000年.

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分子生物技术在微生物降解环境 污染物中的应用 [摘要〕介绍了与环境微生物关键降解酶基因的筛选、克隆及应用相关的分r生物技术,包括聚合酶链式反应技 术、基因重组技术、荧光原位杂交技术和生物信息学等技术,并对这些技术在污染物降解基因检测、筛选和克隆方 面的应用进行了阐述与探讨、 [关键词]分子生物技术;微生物;基因;环境污染物;降解 随着现代j:\地技术的发展,多环芳烃、含氯有 机物和硝基苯类化合物等人工合成井难以降解的 污染物大量排放,造成世界范围内的环境污染和生 态破坏,严重地威胁人类和其他生物的正常生存和 发展。利用微生物修复技术对受污染的水体及土 壤进行处理,凸显了其重要的意义和可行性。研究 人员发现并筛选到一些微生物,它们不仅对环境有 较高的适应性、对污染物有较高的耐受性,而且对 污染物有较强的降解效率和专一性。然而环境中 存在的大量微生物中仅有少于1%可通过传统的培 养方法进行培养、分离和纯化,绝大多数细菌需要 非常严格的营养条件川。因此,为了对修复环境有 所贡献却难以培养的微生物进行更全面了解,也为 了筛选到更多有利于降解环境污染物的微生物菌 种及其关键酶基因,分子生物技术和手段逐渐被广 泛应用到环境可降解污染物及降解机理方面的研 究中。 本文对近年来发展起来的聚合酶链式反应 (PCR)技术、基因重组技术、荧光原位杂交(FISH) 技术和生物信息学等多种分子生物技术进行了介 绍,并总结了它们在污染物降解基因检测、筛选和 克隆方面的应用。 1与环境污染物降解相关的分子生 物技术 及其相关技术 PCR是一种利用脱氧核糖核酸(DNA)半保留 复制原理,在体外扩增位于两段已知序列之间的 DNA区段从而得到大量拷贝的分子生物技术。根 据其模板、引物来源或扩增条件的不同,PcR技术 可分为以下几种:(l)反转录pCR(RT一PeR)技 术,将mRNA反转录为cDNA后再对其进行PCR 扩增,可用来构建cDNA文库,分析不同生长时期 的mRNA表达状况和相关性以及mRNA的定量测 定等;(2)巢式PCR技术,在扩增大片段目的DNA 时,先用非特意性引物扩增再用特意性引物对第一 次扩增产物进行第二次扩增,以获得可供分析的 DNA;(3)竞争PCR技术,是一种定量PCR,向PCR 反应体系中加人人工构建的带有突变的竞争模板, 通过控制竞争模板的浓度来确定目的模板的浓度, 对目的模板作定量研究;(4)实时荧光定量PCR技 术,在PCR反应体系中加人荧光基团,利用荧光信 号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线 对未知模板进行定量分析,该法已广泛用于基因表 达研究、转基因研究等方面;(5)扩增的rDNA限制 酶切分析技术,根据原核生物rDNA序列的保守性, 将扩增的rDNA片段进行酶切,通过酶切图谱来分 析菌间的多样性;(6)RNA随机引导PCR技术,基 于任意寡核昔酸引物与RNA之间可能的配对,在 低严谨度条件下经聚合酶催化使链延伸,将细胞总 RNA或InRNA作为反转录反应的模板,此技术结 合单链构象多态性,用非变性胶分辨大小相同而构 象不同的片段,可用于诊断遗传突变及分析污染条 件下序列的多态性;(7)随机扩增多态DNA (RAPD)技术,是一种基于PCR检测PCR引物结合 位点序列改变的方法,通常以10bp的寡核昔酸序 列为引物,对基因组DNA随机扩增,电泳分离染色 扩‘增产物,再分析多态性。 技术 FISH技术利用荧光标记的探针在细胞内与特 异的互补核酸序列杂交,通过激发杂交探针的荧光 来检测信号。荧光探针比放射性探针更安全,具有 较好的分辨力,不需要额外的检测步骤。近年来, 由于FISH技术具有灵敏、便捷等优点,迅速发展完 善成为研究环境微生物的有力工具。此外,可用不 同激发和散射波长的荧光染料标记探针,在一步反 应中同时检测几个靶序列。该技术主要包括试样 固定、预处理、预杂交、探针和试样变性、杂交、漂洗 去除未结合的探针、检测杂交信号等步骤。由于 165rRNA具有遗传稳定性,因此成为FISH技术检 测最常用的靶序列。 基因重组技术 基因重组技术是从供体生物的基因组中通过 酶切扩增等手段获取目的基因,与载体连接形成重 组DNA分子,再导入到受体细胞中,让外源基因得 以表达。在已经分离出的许多菌株中,与降解能力 有关的基因多在质粒体上。由于质粒很容易在细 菌的繁殖过程中遗失,对细菌降解能力的长期稳定 非常不利,可将其与污染物降解有关的酶基因重组 到大肠杆菌等微生物中进行表达,以此构建的各种 生物降解特性增强的重组菌可用于污染环境的治 理修复或发酵某些废弃物。 生物信息学 20世纪后期,生物学的迅猛发展,从数量上和 质量上极大地丰富了基因组数据库、蛋白质数据 库、酶数据库和文献数据库等许多生物科学的数据 资源。已有多个国家和国际科研组织建立了生物 信息数据库,如欧洲分子生物学实验室(Eur叩ean MolecularBiologyLaboratory)核酸序列数据库和美 国国家生物技术情报中心(Nationaleente:fo:Bio- technologyInformation,NCBI)基因序列数据库等。 科学家利用计算机及生物信息分析软件分析这些 数据资源,确定大分子序列、结构、表达模式和生化 途径与生物数据之间的关系,区分生物个体间遗传 差异,揭示DNA多样性。例如,基本局部比对搜索 工具(BasieLoealAlignmentSearehTool,BLAST), 是一套在蛋白质数据库或DNA数据库中进行相似 性比较的分析工具。它基于Altschul等的方法「2〕, 在序列数据库中对查询序列进行同源性比对工作。 BLAST程序可对一条或多条、任何数量、任何形式的 序列在一个或多个核酸或蛋白序列库中进行比对,甚 至将有缺口的比对序列也考虑在内,利用比较结果中 的得分对序列进行相似性说明。基因的序列分析可 揭示出生物物种之间的关系,在污染治理研究中可用 于生物基因组特殊区域或特异基因的测序。 2分子生物技术在环境污染物降解 中的应用 土壤试样总DNA的提取 用适当方法直接从土壤中提取DNA并纯化, 是从分子生物学角度对土壤微生物进行研究的前 提条件,而后可进行酶切、PCR扩增、核酸分子杂交 等分子生物学技术操作。从土壤中提取微生物 DNA主要分为汽接法和间接法}’{。直接法是在 ogram等的方法基础卜发展起来的,其主要包括2 个步骤:(l)原位细胞裂解;(2)DNA提取和纯化。 直接法提取的DNA超过细菌总DNA的60%且省 力,但提取的DNA常常有折断、腐殖酸污染、甚至 提取物中还夹杂有未知的胞外DNA和真核生物的 DNA。最先报道间接法的是Faegri等[‘〕,其主要包 括4个步骤:(l)分散土壤;(2)分离细胞与土壤; (3)细胞裂解;(4)DNA纯化。间接法提取DNA 产量低且费力,但纯度较高、DNA损伤小,提取的 大片段DNA可用来构建cos而d和细菌人工染色体 文库等。 采用PCR及相关技术扩增分析DNA片段 可降解污染物的微生物必然能产生分解代谢 该污染物的酶。selvaratnam等L’l用编码苯酚单加 氧酶dmpN摹因的RT一PCR技术来检测序列间歇 式活性污泥反应器‘{一,降解酚的假单胞菌。检测结 果表明,RT一PCR技术不仅能检测微生物降解酚的 能力,还能测量dmpN基因的转录水平,从而确定假 单胞菌特殊的分解活性,发现了在转录水平下,酚 浓度与通气时间之问存在正相关关系。 将PCR技术和变性梯度凝胶电泳(DGGE)结 合起来,在变性条件适当的情况下能分辨一个碱基 对,分辨率较高。染色后的凝胶用成像系统进行分 析,可在一定程度l几反应试样的复杂性。条带的多 少能反应试样「 一 }1微生物组成的差异,条带的亮度能 反应试样中微生物的多少。基于以上优点,日前该 技术在微生物群落结构的分析和动态研究方面得 到了厂‘泛应用。DGGE可通过分析PCR扩增的基 因点突变来探索微生物的复杂性。徐玉泉等[“〕从 某废水中分离出一株能以苯酚为惟一碳源的菌株 PHEA一2,使用PCR一DGGE技术对该菌165 rDNA进行分析,发现该菌与醋酸钙不动杆菌同源。 M盯sh等r了)利用PcR一DGGE技术获得了活性污泥 中真核微生物的种群变化情况。王峰等下8〕采用 PCR一DGGE技术对城市污水化学生物絮凝处理中 活性污泥和生物膜微生物种群结构进行了分析,结 果表明活性污泥培养前后微生物种群结构发生r 很大改变。 RAPD技术也是一种应用比较广泛的以多态性 引物来扩增某些片段的技术。RAPD技术可用于检 测含有混合微生物种群的各种微生物反应器中微 生物的多样性。用RAPD技术分析检测实验室规 模的油脂淤泥培养料中的细菌菌群发现,用油脂淤 泥改良过的培养料比未改良的更适于不同的微生 物种群生长[9j。vainio等t’。〕从516种孤立的菌落 中提取出165rDNA,经PCR扩增后进行测序,检测 活性污泥中微生物种群的结构。这些组合技术的 应用显著增强r对微生物的检测和鉴定能力,为理 论研究工艺优化及提高生物处理效率提供了条件。 基因重组 基因工程技术应用于环境保护起始于20世纪 80年代。其基本原理是通过基因分离和重组技术, 将目的基因片段,比如可编码降解某种污染物的 酶,转移到受体生物细胞中并表达,使受体生物具 有该目的基因表达显现的特殊性状,从而达到治理 污染的目的。找到特定污染的抗性基因,利用基因 重组技术转基因后也可获得其他抗性植株以及筛 选到可转化污染物的植物,还可开发超量积累植物 进行污染土壤的生物修复。 罗如新等L”〕用放射性同位素标记tfdc基因片 段作探针,Southemblot杂交定位Ll菌株的邻苯二 酚1,2一双加氧酶基因位于Pstl的I片段和BamH I的M、N片段,回收并将其直接克隆至表达载体 pKT230卜,获得的重组子能转化不具开环酶活性 的甲胺磷降解菌P2,得到高于天然宿主21倍的邻 苯二酚1,2一双加氧酶。stingley等{”〕通过构建基 因文库和重组质粒等基因工程方法证实了NidAB 双加氧酶是降解菲的关键酶类,并首次鉴定出此基 因通过磷苯二甲酸实现降解功能。chae等‘”}发现 不能降解苯酚的su如lobusso扣taricu、98/2菌株中 的儿茶酚2,3一双加氧酶基因与能降解苯酚的 sulfolo右u,,o如taricu、咫有[6J源区,分析得知它们 是山共同祖先进化而来。把儿茶酚2,3一双加氧酶 基因克隆到大肠杆菌中表达,可获得有较高降解活 性的双加氧酶。 重金属污染是环境污染的重要方面之一。随 着分子生物学技术的发展,越来越多的修复性蛋白 基因正被从植物、微生物和动物中陆续分离出来, 如汞离子还原酶基因、有机汞裂解酶基因、汞转运 蛋自基因、金属硫蛋白基因、植物络合素合成酶基 因、铁离子还原酶基因和锌转运蛋白基因L’‘〕。这些 基因通过基因工程的改造,重组到合适的受休细胞 中表达相应的蛋白质和酶,达到治理难以降解的有 毒有害污染物的目的。sorsa等〔”〕把MTS插人 LamB序列的153位点,在中表达MTs,解决 r细胞内MTs对金属离子有限的吸附能力。综L 所述,基因重组技术具有快速、高效的特性,已逐渐 成为环境生物技术的研究热点。 技术 FISH技术利用核糖体内长度适中(约1500bp)、 高度保守的165:RNA序列作为理想的基因分类靶 序列,其中使用的165:RNA寡核普酸探针一般是 进行了荧光标记的20bp左右特异性核昔酸片段, 利用该报告分子(如生物素、地高辛)与荧光素标记 的特异亲和素之间的免疫化学反应,经荧光检测系 统对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析。 FISH技术能提供处理过程中微生物的数量、空间分 布和原位生理学等信息。 硝化细菌是一类生理上非常特殊的化能自氧 菌,传统的研究方法要经过富集、分离、分类和鉴定 步骤,耗时长。HSH技术的引人解决了上述困难。 FlsH技术还被广泛用于活性污泥系统、硝化流化床 反应器和膜生物反应器等废水处理系统}’61。 基因工程微生物越来越多地被用于农业害虫 控制和环境污染的生物修复,对人类健康和环境的 影响引起广泛关注。1994年出现了一种新的标记 系统:绿色荧光蛋白(GFP),由于GFP基因表达产 物对细胞没有毒害作用,且由GFP产生的荧光标记 检测卜分方便、简单。在某些被污染的环境中可分 离出降解该污染物的细菌,通过基因重组等手段使 用GFP分子标记,可更容易的分离检测被标记的 细胞叫。 Bastes等[’8]进行了苯酚降解菌染色体GFP基 因标记实验。通过PCR和Southemblot分析,证明 GFP基因已成功整合到宿主细胞的染色体中。对 标记菌与野生型的降解能力比较结果证明,GFP分 子标记的插人并不影响细胞的苯酚降解能力。 用G即标记Pseudomonasputida,研究活性淤 泥中细菌存活情况{’9飞。Pseudomonasputida被转到 活性淤泥2min后,观察到细胞在淤泥絮凝物间自 由游动;培养3d后,发现荧光细胞减少,大部分已 被合并到淤泥絮凝物中,以防止细菌被原生动物捕 食。用oFP标记石.eozi和Serraliamarceseern,考 察菌株附到絮凝物卜的过程{’()j。使用表面荧光显 微镜能将带有GFP标记的细胞从活性污泥中区分 开,井进行观察和记数。而聚焦激光扫描显微镜 (cLsM)可使GFP标记细菌产生三维轮廓,结合表 面荧光显微镜和CLSM观察GFP标记细胞,结果表 明,细胞表面疏水性在细菌附到絮凝物的过程中起 重要作用,两种细菌附在絮凝物上的模式有很大不 同,通过这种方法可更好地理解细菌赫附机理,有 助于提高废水处理效果。 3结语 分子生物技术的应用使研究人员可从微观的 角度更细致深人地了解微生物对污染物降解的具 体生理生化机制,在分子水平 _ _ [揭示生物体吸收、 迁移、积累有害物质最终被毒害,及适应、抗性等生 态问题,从而筛选到更多有利用价值的微生物。随 着越来越多微生物全部基因序列的解码,对各种细 菌体内可降解基因的分布和表达会有更深人的了 解,有关技术的发展和成熟必将对污染物的降解过 程有一个整体的、生态水平上的认识。 参考文献 l李凤,刘世贵 . 分子生物学技术在环境微生物研究中的 应用 . 世界科技研究与发展,2003,25(4):88一92 2AltsehulSF,GishW,MillerW, mentsearehtool . JMolBiol,1990,215(3):403一410 3魏志琴,曾秀敏,宋培勇 . 土壤微生物DNA提取方法研 究进展 . 遵义师范学院学报,2006,8(4):53一56 4FaegriA,TorsvikVL,]andfunga] aetivitiesin5011:seParationofbacteriaandfungibyaraPid fraetionatedeentrifugationteehnique5011BiolBioehem, 1977,9(2):105一112 5SelvaratnamS,SehoedelBA,MeFarlandBL,etal APPlieationofreversetranseriPtasePCRformonitoring exPressionoftheeataboliedmPNgeneinaPhenol- degradingsequencingbatehreaetor . APPIEnviron Microbiol,1995,61(11):3981一3985 6徐玉泉,张维,陈明等 . 一株苯酚降解菌的分离和鉴 定 . 环境科学学报,2000,20(4):450一455 7MarshTL,LiuWT,ForneyLJ . Beginningamoleeular analysisoftheeukiU洲aleollllllunityinaetivatedsludge. WaterSeiTechnol,1998,37(4一5):455一460 8王峰,傅以钢,夏四清等.PCR一DGGE技术在城市污 水化学生物絮凝处理中的特点 . 环境科学,2004,25 (6):74一79 9涂书新,韦朝阳 . 我国生物修复技术的现状与展望 . 地 理科学进展,2004,23(6):20一31 10VainioEJ,MoilanenA,KoivulaTT,etal . ComParison ofpartial165rRNAgenesequeneesobtainedfromactiva- tedsludgebaeteria . APPIMierobiolBioteehnol,1997,48 (l):73一79 11罗如新,张素琴,李顺鹏 . 邻苯二酚1,2一双加氧酶

科学研究与生物医学杂志

到医学助手软件上去查,上面有国内中文医药期刊的全部信息。下载地址:

国内生物类期刊中,排在第一的《Cell Research》杂志已经成为了本领域较为有影响力的期刊,不少著名学者都选择将新成果发表在该期刊上,其影响因子自突破10之后,今年又稳步上升至了,这份期刊于1990年创刊,2001年首次获得影响因子,这份杂志由中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所与中国细胞生物学学会共同主办。 同时,中科院的另外一份期刊:MOL PLANT(分子植物) 也升至,排在第三,据报道这两份期刊SCI影响因子位于同学科前10%,另外中科院还有《国家科学评论》《中国病毒学》今年上半年被SCI正式收录。MOL PLANT(分子植物)创刊于2008年,由中国科学院主管,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所和中国植物生理与分子生物学学会共同主办,中国科学院上海生命科学信息中心承办。目前这份期刊在植物科学领域期刊中已位列亚洲第一,在全球植物生物学领域研究类期刊排名也很靠前,前面的几份期刊是Plant Cell, Plant Physiology, New Phytologist等,可见这一期刊已跻身国际植物学领域顶级期刊行列。还有遗传学报(J GENET GENOMICS)也是发展迅猛,影响因子从去年的上升至,这份期刊由中国遗传学会,中国科学院遗传与发育生物学研究所主办,主要刊载动物、植物、医学和微生物等遗传学领域的研究论文,也包括该领域中的最新技术和最新方法。

SCI收录生物材料学科期刊22种,其中英国生物材料期刊8种,荷兰生物材料期刊5种,美国生物材料期刊4种,中国、瑞士、日本、意大利、德国生物材料期刊各1种。中国《仿生工程学报》2007年开始被SCIE收录。2005-2008年8月共收录中国(不包括台湾)生物材料学科论文1330篇,其中2008年392篇,2007年398篇,2006年261篇,2005年279篇。2005-2008年8月中国生物材料研究论文主要发表在COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES 《胶体与表面,B辑:生物界面》236篇,BIOMATERIALS 《生物材料》216篇,JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN MEDICINE 《材料科学杂志:医用材料》174篇(该期刊中国作者发文排第一位),JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A 《生物医学材料研究杂志A辑》194篇, JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS 《生物医学材料研究杂志B辑:应用生物材料》94篇。希望该文能对大家的投稿带来一定的帮助。SCI收录生物材料22种期刊如下:1. ACTA BIOMATERIALIA 《生物材料学报》荷兰2. ARTIFICIAL CELLS BLOOD SUBSTITUTES AND BIOTECHNOLOGY 《人造细胞、血液替代品和生物技术》美国3. BIO-MEDICAL MATERIALS AND ENGINEERING 《生物医学材料与工程》荷兰4. BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS 《生物灵感与仿生学》英国5. BIOINTERPHASES USA6. BIOMATERIALS 《生物材料》英国7. BIOMEDICAL MATERIALS 《生物医学材料》英国8. CELLULAR POLYMERS 《泡沫聚合物》英国9. COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES 《胶体与表面,B辑:生物界面》荷兰10. DENTAL MATERIALS 《牙科材料》英国11. DENTAL MATERIALS JOURNAL 《牙科材料杂志》日本12. EUROPEAN CELLS & MATERIALS 《欧洲细胞和材料》瑞士13. JOURNAL OF APPLIED BIOMATERIALS & BIOMECHANICS 《应用生物材料与生物力学杂志》意大利14. JOURNAL OF BIOACTIVE AND COMPATIBLE POLYMERS 《生物活性与相容性聚合物杂志》英国15. JOURNAL OF BIOBASED MATERIALS AND BIOENERGY 《生物基材料与生物能杂志》美国16. JOURNAL OF BIOMATERIALS APPLICATIONS 《生物材料应用杂志》英国17. JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION 《生物材料科学杂志:聚合物版》荷兰18. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A 《生物医学材料研究杂志A辑》美国19. JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART B-APPLIED BIOMATERIALS 《生物医学材料研究杂志B辑:应用生物材料》美国20. JOURNAL OF BIONIC ENGINEERING《仿生工程学报》中国QuarterlyISSN: 1672-6529SCIENCE CHINA PRESS, 16 DONGHUANGCHENGGEN NORTH ST, BEIJING, PEOPLES R CHINA, 10071721. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN MEDICINE 《材料科学杂志:医用材料》荷兰22. MACROMOLECULAR BIOSCIENCE 《高分子生物科学》德国

浙江大学主办有;中国医学高等教育。

幼儿科学探究与思考论文

学前儿童学习科学始于对周围世界和自身的好奇心,并由此产生对周围事物的探索,学前儿童科学教育就是教师引导学前儿童主动对周围世界进行探究,逐步形成科学素养的活动。下面是我给大家推荐的学前儿童科学教育探讨论文,希望大家喜欢!

《信息技术与学前儿童科学教育有效整合探究》

摘 要:近年来,信息技术以其独特的表现形式融入学前教育,为学前儿童的学习和全面发展提供了丰富的教育环境和有力的学习工具。文章以学前儿童科学教育现状为基础,通过文献法和案例研究法,分析了学前儿童科学教育活动的现状和问题,阐述了信息技术应用于学前儿童科学教育的优势,并从科学教育活动的准备、实施和巩固三个阶段,对信息技术与科学教育活动整合的途径进行了详细论述,并提出相关建议。

关键词:信息技术;科学教育活动;整合

中图分类号:G434 文献标志码:B 文章编号:1673-8454(2016)14-0060-04

我国学前儿童科学教育的研究和实践起步较晚,上个世纪90年代以后,幼儿园几十年一直沿用的“常识课”才逐渐被“科学教育”所代替。[1]

当前,幼儿园的科学教育在理论和实践中虽然取得了一定的成就,但仍然存在一些不利于幼儿学习与发展的问题,如教师将科学教育的内涵狭隘化,活动组织过程中教师干涉不恰当,幼儿的注意力都集中在教师身上,缺乏对自己探究过程和结果的关注等。而信息技术与科学教育活动的整合可以有效地解决这些问题。

一、学前儿童科学教育现实诉求

学前儿童学习科学始于对周围世界和自身的好奇心,并由此产生对周围事物的探索,[2]学前儿童科学教育就是教师引导学前儿童主动对周围世界进行探究,逐步形成科学素养的活动。

学前儿童科学教育活动对幼儿的一生会产生很大的影响,是学前儿童全面发展教育的组成部分。学前儿童科学教育能够促进幼儿认知、情感和个性的全面发展;激发学前儿童的好奇心、科学兴趣和对周围世界的积极态度;丰富和积累学前儿童的科学知识和经验;发展学前儿童的科学技能;培养学前儿童的主动性、积极性、独立性、创造性、自信心等良好的个性品质。

在实践中,科学教育活动的开展存在很多问题,导致学前儿童丧失科学探究的兴趣和欲望,制约了活动的现实价值实现。

存在的问题主要有:

1.重科学知识的灌输,轻探究兴趣的培养

我国学前幼儿科学教育发展的时间相对较短,使得科学教育很大一部分还停留在常识教育上,教育的目标主要以知识的获得为主,在科学教育活动过程中忽略了实践性和探究性。使科学教育活动变成了向幼儿传输知识的课堂,从而忽视了科学素质的培养,无法激发幼儿对科学教育活动的兴趣,不利于对幼儿好奇心、进取心、耐心、细心、自动自发喜欢创造思考等科学态度、情感的培养。[3]

2.科学活动内容抽象,幼儿理解困难

学前幼儿科学教育活动的内容往往是比较抽象的,不能直观地展现在孩子面前,而学前幼儿的思维是直观形象的。传统的科学教育方法难以将抽象的科学内容形象化、具体化,导致幼儿理解困难。教师仅仅依靠自己的讲解和演示,把结果或答案强加给幼儿,活动效果不理想。

3.传统教育理念,禁锢幼儿想象力

在学前儿童科学教育活动中,有一些教师对孩子实行“一刀切”、“大统一”。教师很少对个体进行分析,很难做到因材施教。学前儿童被培养成遵从教师命令的整体,其创新欲望和想象力遭到扼制,禁锢了思维和想象力的发展。

4.教师主导活动过程,幼儿主体性丧失

科学教育活动应该成为幼儿积极探索的过程,然而,现实是“只见教师主导教,不见幼儿主动学”。孩子的思维总是按照老师的指导走,听老师的讲解,回答老师认为该知道的问题。而亲自动手操作、亲身体验的机会少之又少,在这种环境下,幼儿主体性丧失,很难体会到自由探究的乐趣。

5.活动组织形式单一,无法激起求知欲

学前幼儿科学教育活动的组织形式应该是灵活多样的,如游戏、参观或竞赛。然而,现实状况是科学教育活动只局限于单一的“上课”形式,这种形式大都以集体活动为主,小组活动和个别活动很少被采用。活动过程中,幼儿始终是被动的,只坐着看和听,无法激起好奇心和求知欲。

二、信息技术应用于学前儿童科学教育活动的优势

在学前儿童科学教育活动的过程中,生动有趣的教学方法是完成教育目标的必要条件。[4]信息技术与课程教学的融合,能够解决以往的教育模式、方法不能满足科学教育活动现实需要的问题。

目前,信息技术与幼儿园科学教育活动课程的整合,是当前教育信息化过程中的一个研究热点。当然,想要进行有效整合,首先要充分了解二者整合的价值,要明确整合的效度。[5]

1.信息技术可以集中注意力,培养兴趣

由于学前儿童生理发展的特点,其自制能力较差、无法集中注意力,同时又具有无意注意占主导位置的特点,应在科学教育活动组织过程中,深入把握这些特点,利用具体形象、动感、鲜明新颖的刺激引起学前儿童的注意,培养探究科学活动的兴趣。

根据科学教育活动设计制作出具有动画效果的课件,加上声音的配合,从视觉与听觉上刺激学前儿童感官,激发学前幼儿的学习兴趣。[6]信息技术通过主题鲜明、色彩丰富的画面和图片,吸引集中学前儿童的注意力,引导他们快乐轻松、主动积极地融入到科学探索活动中,提高了他们参与活动的兴趣和效率。

2.信息技术可以化抽象为形象,便于理解

在科学教育活动中往往会出现一些科学性的知识,比较生硬难懂,孩子们难以理解和掌握活动中的重点或难点。通过信息技术表现的色彩鲜艳、生动有趣的画面,使抽象、深奥的科学知识具体化、形象化、趣味化,孩子通过观看课件对教育内容的理解更透彻、记忆更深刻。

3.信息技术可以创设丰富情境,利于体验

在科学教育活动中需要孩子在学习中发现问题,然后进行大胆的假设,但是由于幼儿自身经验的欠缺,局限了幼儿的假设空间。这就需要借力信息技术,创设形象生动的直观情境,有利于学前儿童体验,发挥想象力,继而提出自己的见解和假设。

4.信息技术可以发挥学前儿童的主体性

在进行科学教育活动时,不能忽略学前幼儿的主体地位,幼儿是认知的主体,是知识意义的主动建构者。在科学教育活动中,运用信息技术制作的课件能够充分调动幼儿的感官,提高幼儿学习的主动性,使幼儿保持高涨的学习情绪,深化了学习兴趣,形成一种良性循环,从而充分发挥幼儿的主体作用。

信息技术能够让幼儿积极地参与到活动中,它不单单是教师进行解说的工具,也是幼儿认知的帮手。通过信息技术能够有效地将幼儿学习的被动地位扭转成为自主探究的主体地位。

5.信息技术可以发挥教师的主导性

在学前儿童科学教育活动中,教师起到一个组织、指导和调控的作用。教师在活动中可以充分利用信息技术的功能,对学前儿童自主、协作、研究学习实行有效的引导和帮助,以充分调动幼儿的积极性,启发和引导幼儿主动探索或独立思考。

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探究性教育活动引领幼儿走进科学世界教学论文

摘 要: 幼儿的科学教育就是要精心呵护和培植幼儿对周围事物和现象的好奇心和探究欲望,引发、支持和引导幼儿主动探究,经历探究和发现的过程,获得有关周围物质世界及其关系的经验的过程,使幼儿获得乐学、会学这些可持续发展的长远教育价值。幼儿园探究性教育活动的实施能充分体现教育发展的新理念,也能激发幼儿热爱科学的兴趣,从而引领幼儿步入科学领域的殿堂。

关键词 :科学教育;探究活动;教育活动

幼儿的科学活动是在探究具体事物和解决实际问题中,尝试发现事物间的异同和联系的过程。幼儿在对自然事物的探究和运用数学解决实际生活问题的过程中,不仅获得丰富的感性经验,充分发展形象思维,而且初步尝试归类、排序、判断、推理,逐步发展逻辑思维能力,为其他领域的深入学习奠定基础。

幼儿科学活动的核心是激发探索兴趣,体验探究过程,发展初步的探究能力。成人要善于发现和保护幼儿的好奇心,充分利用自然和实际生活机会,引导幼儿通过观察、比较、操作、试验等方法,学习发现问题、分析问题、解决问题,帮助幼儿不断积累经验,并运用于新的学习活动,形成受益终身的学习态度和能力。

幼儿的思维特点是以具体形象思维为主,应注重引导幼儿通过直接感知、亲身体验和实际操作科学学习,不应为追求知识和技能的掌握,对幼儿进行灌输和强化训练。

一、抓住机遇,引导观察,激发幼儿的探究欲望

新《3——6岁儿童学习与发展指南》指出:“为幼儿的探究活动创造宽松的环境,让每个幼儿都有机会参与尝试,支持、鼓励他们大胆提出问题,发表不同意见,学会尊重别人的观点和经验。”创设宽松、安全的探究行为是幼儿主动学习和探究的基本前提和条件。

幼儿与生俱来就有不断探索的好奇心:听到声音会左右张望,看到灯光会目不转睛地注视,无论拿到什么东西都会折腾半天,遇到小水洼会用脚踩一踩。就是在这些大大小小无意识的活动中,他们逐渐获得自己关于世界的初步的感性认识,获得有关世界简单的知识。正如杜威所说:“儿童有调查和探究的本能,好奇、好问、好探究是儿童与生俱来的特点,也是他们认识活动得以维持和获得成功的首要前提。”教师在日常生活中要做个有心人,善于发现幼儿感兴趣的对象,一经发现,随时组织幼儿观察,教师要顺势诱导,提出有兴趣的问题,引起幼儿强烈的探知欲和好奇心。

二、巧设活动,激发幼儿的探究兴趣

“兴趣是最好的老师”这是亘古不变的道理,我国的教育家孔子也说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”幼儿都有一颗好奇的心,对周围事物、现象感兴趣。在日常的活动中如何操作,才能引起幼儿的兴趣,让他们积极主动地参加到活动中去的?教师要精心设计,巧妙地安排。因此,在开展科学活动时,教师要因地制宜,不拘泥于形式,不受教材的制约,注重形式的多样化,要让幼儿按照自己的思维进行科学探究活动,成为科学实践的主人。不仅让幼儿看、听、说,更重要的是让他们深入进去,发现问题、提出问题、解决问题,体验“做中学”的乐趣,培养一定的操作能力和探究科学的情感。

1.通过变魔术的方法吸引幼儿的注意力

幼儿的`思维以无意识为主,做事缺乏目的性,在科学探索活动中,因此教师要抓住幼儿的心,激发幼儿兴趣,调动幼儿学习的主动性。只有巧思妙想,设计新颖,把日常生活中简单的事情科学化,攫住幼儿的心神,才能引导幼儿不自觉地走进科学。

2.运用惊险的手法扣人心弦

幼儿都有一颗好奇的心,对周围的一切事物都感兴趣,遇事总是打破砂锅问到底,探个究竟。教师要充分利用幼儿的这个特点,在科学探究中,应用科学的原理,设计一些“惊险”的实验,对幼儿的心理形成外在的刺激,让他们感到科学的伟大与神奇,从而激起幼儿强烈的好奇心和探索欲望。

3.以幼儿自由探索为主,提供给幼儿丰富的操作材料

设下疑问,让幼儿通过实践操作,观察科学现象,学习、体验探究科学的方法,发现科学道理。让幼儿带着新的疑问,继续探索、对比,寻求答案。这种方法有效地培养了幼儿的认知能力,激发了幼儿对科学的兴趣和掌握科学的自信心。

三、由已知到未知,适度点拨,推动幼儿探究的深入

幼儿是科学活动中的主体,由于受到年龄和生活知识的制约,动手操作能力差,认知能力低,在科学活动过程中,教师的作用也至关重要,教师对幼儿的个性发展起着促进和转化的关键性作用。教师是点拨者、引导者、合作者,教师的点拨要起画龙点睛的作用,切忌越俎代庖。引导能够使幼儿从“接受学习”式变为“发现探索”式学习。鼓励幼儿大胆地运用原有经验进行猜想,根据自己的假设进行验证,通过动手操作、合作实验等方法进行科学探究,并支持引导幼儿用自己的方式记录获得的信息和同伴共同交流分享,调整自己的认识,也更进一步地推动了幼儿对科学的深入探究。

四、及时评价,强化幼儿的探究热情

评价是科学活动必不可少的环节,在科学活动中恰到好处地运用评价,就会达到事半功倍的效果。教师要读懂每个幼儿的心声,抓住幼儿喜欢夸奖的心理特点,不失时机地给予夸奖。当幼儿听到“你真棒”“你真聪明”的话时,都无一例外地兴高采烈,表现更热情、更积极。教师的评价不是为了增添幼儿所谓的成功的喜悦,其实,评价的目的远不止于此。我认为,在探究性主题活动中,教师评价的目的应该是这样的。

不同的幼儿具有不同的思维水平和行为能力,教师的评价应当如实地体现出这些差异。尤其是那些动作、语言欠发达的幼儿,要特别引起关注,经常鼓励他们,帮助他们克服胆怯心理,善于发现他们的闪光点,以他们的实际为立足点,即使是在教师眼里再拙劣的作品,也许是幼儿最好的作品,让他们充分展示自己才能,积极地参与科学探索活动,成为活动的主人。

幼儿园探究性主题活动来源于幼儿的生活,来源于幼儿的兴趣和需要,它的开展真正注重了幼儿的自主发展,注重了活动的生成性,同时也能让教师更接近幼儿,真正成为幼儿学习的合作者、支持者和引导者,更好地发挥教师在教学活动中的主导作用,培养教师灵活驾驭教学活动的能力和技巧,使幼儿更热爱科学,从而引领幼儿步入科学领域的殿堂。

学前儿童科学教育是整个科学教育体系的初始阶段和基础环节,在学前儿童科学教育中,组织实施生成性教学,对于萌发儿童学习科学的兴趣,积累科学经验,掌握初步的技能等具有特别重要的价值和意义。下面是我给大家推荐的学前儿童科学教育论文,希望大家喜欢!

《学前儿童科学教育中的生成性教学及策略》

摘 要:学前儿童科学教育是整个科学教育体系的初始阶段和基础环节,在学前儿童科学教育中,组织实施生成性教学,对于萌发儿童学习科学的兴趣,积累科学经验,掌握初步的技能等具有特别重要的价值和意义。

关键词:学前儿童;科学教育;生成性教学

学前儿童科学教育是指儿童在教师的指导下,通过自身的活动,对自然界(包括人造自然)进行感知、观察、操作、发现及提出问题、寻找答案的探索过程。这一概念反应了学前儿童科学教育是儿童“亲身经历真实的研究过程”。在学前儿童科学教育中,教师要掌握生成性教学的理念,运用恰当的策略,要让儿童在真正地“做科学”中建构和生成科学的意义。

一、生成性教学及其基本理念

(一)生成性教学的提出及内涵

生成性教学是美国教育心理学家维特罗克最早提出的。维特罗克提出,学习的实质就是大脑主动地建构外界信息与头脑中已有的相关信息的联系,以使输入的信息获得具体意义,即学习是学习主体的原有认知结构与从环境中接受的感觉信息相互作用,积极地选择、注意、知觉、组织、储存和激活信息,并主动建构起信息的意义的过程。在生成性教学中,儿童是学习的主体,是知识意义的发现者、研究者和主动构建者。

继维特罗克提出生成性教学的理念以后,众多的心理学家和教育学家进行了大量理论研究和实践探索,进一步充实和丰富了这一理论的内涵。意大利的马拉古兹在学前儿童教育中进行了生成性教学的实践。经过实践研究,马拉古兹认为学前儿童教学既不是教师预先设计好的,在教学过程中不可改变的僵死的执行计划,也不是儿童无目的、随意、自发的活动,而是一个动态的师生共同学习、共同建构的生成过程。美国的后现代主义的代表人物多尔对后现代课程的描述是:“它是生成的,而非预先界定的”。他强调,构造主义的课程是通过参与者的行为和交互作用而生成的,而不是预先设定的课程。教学过程是互动与对话的过程。在这种互动过程中,各因素都处于积极状态。

综上所述,生成性教学是教师在教学过程中以真诚的态度与学生就相关课题进行平等对话,并根据学生的课堂行为表现、感受、兴趣与需要对自己的教学行为与思路做出及时调整,使教学对话能够深入持久地进行下去的教学过程。其核心是旨在通过充分发挥教师在教学过程中的主动性、能动性和创造性,从而促进儿童生动活泼的个性获得长足发展。

(二)生成性教学的基本理念

1.生成性教学更加倾向表现性目标的价值取向

所谓表现性目标是指“每一个学生在与具体教育情境的种种‘际遇’中产生的个性化表现。”它是由美国课程学家艾斯纳提出的一种教学目标取向。艾斯纳指出在课程计划中存在两种不同的教学目标:一种是在教学计划中预先规定好的,即预先规定了通过教学儿童应该获得的知识和行为,称之为教学型目标;另一种是预先不明确规定儿童在教学完成后应获得的知识和行为结果,而只指明学生将要遭遇的情境、将要处理的问题和将要从事的活动,强调学生在学习中个性化的表现和个人意义的获得,称之为表现性目标。表现性目标强调学生与情景的互动,强调学生在学习过程中创造性地解决问题的思路与方法。教学仅仅为儿童创设一个情境――需要解决的问题或任务,但并未预设他们要达到统一的结果与行为。它能够激发儿童主动参与问题解决并且进行个性化的构建和知识的生成。当然,生成性教学关注表现性目标并不意味着完全排斥教学性目标,恰是在承认教学性目标的基础上使表现性目标更加凸显。

2.生成性教学更加关注教学的具体过程

传统教学关注的是教学结果,也就是教学目标的达成状况或学习任务的完成情况,而对教学目标的达成过程,则略去不管。而生成性教学关注的是儿童的发展,儿童的发展又是在具体的教学过程中实现的。“教育一词首先被认为是一种过程”,教学当然也是一种过程,教学与过程不可分离。如果教学过程是单一的,学生只能获得片面的发展;如果教学过程是丰富而生动的,学生能够获得全面的、个性化的发展。生成性教学认为教学活动的实质是培养人的过程,其核心不是目标的达成而是儿童的发展。生成性教学认为教学设计仅仅是对整个教学过程所做的宏观规划,而对教学中学生的具体行为表现不做预设。因此,生成性教学是更加关注教学的具体过程,而不是结果。

3.生成性教学更加重视偶发教学事件的教育资源性

所谓偶发的教学事件,主要是指在教学过程中偶然发生,事前没有预料到的事件。从某种意义上说,偶发事件不是教学过程中的意外,而是教学过程的必然和常态,是一种出现规律不易被把握、又没有统一的固定的处理方式的事件。生成性教学更加重视对偶发教学事件的利用,甚至将其看作是教学过程中生成的一种有益的教学资源。在生成性教学中,重视偶发事件的教育性,就是要求教师不断留意学生的变化与反应,捕捉偶发的教育契机与智慧火花,并对其作出积极的回应。在生成性教学中,教师对学生发展的影响比他预料的要多,学生对教师的触动方式也是无法预料的,这会促使教师采取进一步的教育性行动而不是去完成事先规定的行动。

4.生成性教学更加强调平等互动性的教学方法

生成性教学的现代教育观念认为,在教学中教师与儿童、儿童与儿童之间是平等的关系。关系的内涵就是相互影响、相互促进的互动过程。“我”影响“你”,也就是“你”影响了“我”。生成性教学把教学过程看作是教师与儿童、儿童与儿童、教师与文本、儿童与文本等多种教学因素相互促进的互动过程,而不是单一的“教――受”的灌输过程。在教学过程中只有互动,才会生成新的资源和信息,而对话是互动性教学方法的基础,是师生以平等的关系、开放的心态、谦虚的态度来交换彼此的思想,探讨对文本的理解。所以在运用互动性的教学方法时,要时刻注意以对话的方式来统领。

二、生成性教学在学前儿童科学教育中的作用

学前儿童的学习特点不同于其他年龄阶段,更多的是运用直觉思维而非逻辑思维,抽象符号的呈现对于幼儿来说难以理解,其对世界的认知是建立在直接经验的基础上的。儿童学习科学,不只是学习现成的科学结论,而是对科学探究过程的理解与体验,是儿童主动构建具有个人意义的科学知识与技能,习得科学探究思维的过程。由此可知,学前儿童科学教育的过程就是生成性教学的过程,生成性教学在学前儿童科学教育中具有不可替代的作用。

(一)生成性教学可以培养儿童的科学思维能力

学前儿童科学教育并不仅仅是对知识的记忆,更重要的是让儿童在学习知识的过程中培养其领悟科学、运用科学的能力,即将所学的科学知识、概念和技能运用于解决具体问题中。科学思维能力是儿童在不断地探索和解决问题的过程中获得和得以体现的。在学前儿童科学教育的生成性教学中,教师会有意识地为儿童提供进行科学探究的环境,让儿童历经探究的全过程,在此过程中,带领学生运用观察、交流、猜测等一系列的科学方法来获取信息、组织信息以及检验结论,引导他们将所学的科学知识运用到新的问题情境中,以提高他们的科学思维能力。

(二)生成性教学可以引导儿童通过探究建构科学概念

儿童天生就具有认识和了解世界的强烈愿望,他们会自发地组织来自外部的各种信息,形成对世界的初步认识。这些初步的认识依赖于直接的情景和感知,是建立在直接经验基础上的,是儿童认识这个世界的开端,也是他们建构对这个世界新认识的起点。在生成性教学中,教师会认真观察并了解每一位儿童的想法,从儿童的实际发展水平出发,积极地给儿童创造亲自探究的机会和条件,让他们自己去建构新的科学概念,促使他们在现有水平上获得进一步的发展和提高。

(三)生成性教学可以发展儿童的多元智能

科学学习作为一种儿童通过积极主动地探索和实践来认识世界的活动,受到其认知发展水平的影响。不同思维水平的儿童在科学教育中的表现特点不同。那些处于具体行动思维水平的儿童在直接的探究活动中获益更多,而认知水平更高的儿童即使在传统的讲述方式下也能够获得发展。因此,在生成性教学中,教师引导儿童开展各种不同方式的探究活动,可以发挥儿童不同的优势智能,使儿童更加自信,更有兴趣投入活动,并在活动中使智能获得多元的、全方位的发展。

三、生成性教学在学前儿童科学教育中的运用策略

生成性教学强调教学的过程性,突出教学的个性化建构,追求学生的生命成长,是一种开放的、互动的、动态的、多元的教学形式。在学前儿童科学教育中,科学有效地实施生成性教学,需运用以下策略:

(一)了解儿童,预设学情,是生成性教学的前提

在学前儿童科学教育中,儿童是最重要的课程资源,因为每个儿童都是一个活生生的、独特的人,儿童之间的独特性隐含了更大的生成性。教师把儿童当作重要的生成性课程资源,就必须要了解儿童的个体差异、心理认知水平和学习兴趣需求,并以此为据开展科学教育。科学教育从儿童的现实情况出发,从儿童的已知起航,生成才会更有效。美国著名的心理学家奥苏泊尔曾指出:“假如让我把全部教育心理仅仅归结为一条原理的话,那么我将一言蔽之:影响学习的唯一重要的因素,就是学习者已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学。”

(二)精心策划弹性的教学设计,为生成创设自由的空间

生成性教学重视教学的情境性和偶发性,但这并不是对教学预设的排斥,相反,而是更强调精心策划具有弹性的教学设计。为了更好地生成,教学设计要从活动目标、内容、过程、方法、材料及场地等方面体现出多样性、选择性、灵活性和开放性,为儿童科学知识的生成和个性的发展预留更大的空间。如在设计活动目标时,一方面要从知识掌握、能力方法和情感态度三个维度进行预设,另一方面还要根据儿童实际水平和个性差异,做分层要求;在设计活动方法时,可以采用观察、操作、比较、分类、阅读、交流等多种方式方法,并且使各种方法有机结合、相互渗透,观察中有操作,操作中进行观察,在操作、观察中进行比较和交流更有收获。再如,预设活动形式,可以运用个别学习、小组探究、大组讨论、小明星上课、情境表演等新的教学组织形式,活动中如何选择和组合运用这些形式,则根据活动的需要和可能而定,无固定框架,多形式的活动组织更能激发儿童的兴趣和积极性,更有利于探究和生成。

(三)培养问题意识,鼓励儿童质疑,促进动态生成

宋代著名学者陆九渊曾指出:“为学患无疑,疑则有进,小疑则小进,大疑则大进。”可见质疑问难具有极大的价值意义。在生成性教学中,问题意识的培养也是生成性教学的关键。教师要努力创设一种民主和谐自由宽松的活动情境,鼓励儿童遇事有主见,敢于提出问题,引导他们留心观察生活,学会多角度深入体验,认真思考,对所见、所闻大胆地提出问题,努力找根据,分析说明。

(四)创设宽松自由的心理环境,鼓励儿童积极探索

创设一个宽松、和谐的心理环境是生成性教学的前提。新《刚要》指出:“为幼儿的探究活动创造宽松的环境,让每个幼儿都有机会参与尝试,支持、鼓励他们大胆提出问题,发表不同意见,学会尊重别人的观点和经验。”只有为儿童创设一个能使他们感到安全、可信任的能够进行自主探究和创造的环境,才能使儿童感到无任何压力,消除顾虑,大胆去尝试,积极地进行科学探索活动。实践证明,宽松自由的活动氛围,是儿童进行科学探究活动的基础,儿童在宽松、和谐的环境氛围下,更倾向于探究和生成。

在学前儿童科学教育中创设宽松自由的心理环境,教师必须尊重和接纳每个儿童的兴趣和需求,寻求儿童真实的认知水平;要给每个儿童激励性评价,挖掘每一个儿童探索活动的独特价值,使每个儿童在每一次探究活动中都有所发现,有成功的体验。另外,教师要给儿童出错的权利,避免伤害儿童。教师应该接纳儿童的错误认识,并让儿童在“试错”探究过程中逐渐认识事物,使儿童形成尊重事实、通过探究能解决问题的意识。

在学前儿童科学教育中,生成性教学强调儿童的主体地位,重视儿童积极探究,关注儿童主动建构和生成知识的意义,这些理念和特点对于儿童科学素质的培养和个性化的全面发展会产生积极的促进作用。

参考文献:

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作者简介:李伟(1991― ),女,汉族,四川渠县人,西华师范大学教育学院2013级硕士研究生,主要从事学前教育研究。

吴吉惠(1970―),女,汉族,四川广安人,西华师范大学教育学院副院长,教授,硕士生导师,主要从事心理学教学和研究工作。

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