生物的基本特性篇1

生物医学工程学科（BiomedicalEngineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它运用了现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。生物医学工程学科的最大的特点即是一门高度综合的交叉学科。生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学这个名词最早是出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一，现今市场规模可达1000～2000亿美元。生物医学工程学的学科内容包括了生物信息学、生物力学、各种医疗仪器装备、医学物理学以及医学材料等，它的发展将随着世界高技术的发展，如航天技术、微电子技术等的发展而得到长足进步。

随着生物医学工程学科的高速发展，对相关人才的需求日益增大，为此，我国有大量的医科、药科大学、综合大学和理工科院校都设置了生物医学工程从本科到博士的专业及领域。在2008年4月北京举行的亚太生物医学工程国际会议”上，各种院校生物医学工程学科专业教育、课程建设等问题被提出并进行探讨，对于交叉学科教育教学模式的创立进行了研究，说明这一问题已经成为高校教育教学研究的热点。本文在对生物医学工程学科特色、对医科药科、综合性大学、理工科大学办学特点进行分析的基础上，对于在各类院校中设置的生物医学工程专业的特色建设进行阐述。

1生物医学工程专业内容特色概述

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化。其学习内容包括以下几个方面。生物医学工程专业人才培养特色的探讨敏杨禹陈国明刘盛平（重庆理工大学药学与生物工程学院）

1.1医学影像技术

即通过X射线、超声、放射性核素、磁共振、红外线等手段及相应设备进行成像的技术，现还有正在兴起的阻抗成像技术等。

1.2医用电子仪器装备

分为诊断仪器和治疗仪器两大类。诊断仪器主要是用以采集、分析和处理人体生理信号，现在使用较多的是心脑电、肌电图仪和多参数的监护仪等，而通过体液来了解人体内生物化学反应过程的生物化学检验仪器也已逐步完善并走向微量化和自动化。治疗仪器设备则是采用X射线、γ射线、放射性核素、超声、微波和红外线等仪器设备，如X射线深部治疗机、体外碎石机、人工呼吸机等。手术设备如γ刀、激光刀、呼吸麻醉机、监护仪、X射线电视等。现代化医疗技术中还将设备功能更加多样化、复杂化。

1.3生物力学

主要是研究生物组织和器官的力学特性，人体力学特性和其功能的关系。其中包括生物流变学（血液流变学）、软组织和骨骼力学、循环系统动力学和呼吸系统动力学等。

1.4生物材料

即人工器官、组织工程所需要的物质与材料，其大多数是需要植入人体，需要具备耐腐蚀、化学稳定性，需要具有与机体组织的相容性、血液相容性、无毒性。作为材料，根据所需还应满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。需要掌握的知识包括金属、非金属及复合材料、高分子材料的合成工艺条件和表征、成型制备、性能等。

1.5生物效应与生物控制

生物效应是指在医疗诊断和治疗中，光、声、电磁辐射和核辐射等能量在机体内的分布、变化等作用。而生物控制则是机体自身的调节控制现象。采用生物、化学的方法对这些情况加以认识。其他还有介入式诊断、治疗等。生物医学工程最为竞争激烈的领域在医学成像技术上，其中以图像处理、阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。而对医学信号的处理分析，包括心脑电、五官、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析，以及神经网络的研究处理也是目前世界各国研究与学习的热点。作为生物医学工程专业的本科学生，将从业于该领域的研究、设备研发及制造、使用、维修养护等。所具备的知识体系是从物理化学基础、工程学到医学，十分广泛，仅四年内进行如此庞大的知识学习，学生将会呈现基础知识欠缺而专业知识也不深入的问题。为此，我们就医科大学、理工科大学、综合性大学各自特点进行了调研与分析，在此基础上，提出了生物医学工程本科学习建立特色课程体系的见解。

2生物医学工程专业人才的培养特色的研讨

我国生物医学工程本科专业分别在医科类大学、综合大学与理工科类大学中均有设置。由于生物医学工程具有典型交叉特性，该专业的毕业生的就业方向有运用医学影像学技术、医学信息学技术等在医院进行疾病诊断及治疗，有运用基础数学、物理、化学知识进行理论创新与实践，更多的是运用工程技术进行医疗器械、设备装备的研发、制造与维护管理等。由于生物医学工程庞大的知识体系，无法由某一个从业人员掌握，需要各方向的协作与合作，由此认为，设置于医科类大学、综合大学与理工科类大学的生物医学工程专业应有各自的特色。

2.1医科类大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.1.1人才培养目标

作为医科大学，其专业人才培养具有鲜明的医学特色与优势。医科类大学生物医学工程相关专业的人才，其就业方向更多应以进入医院从事常规放射学、CT、核磁共振、DSA等的操作及计算机操作，运用各种影像、信息等诊断技术进行疾病诊断或治疗，所以其培养的人才首先应学习并具备医学的专业知识，然后才是具备基于医学专业领域需要的现代医疗仪器的研发与使用、管理能力的知识体系的学习，成为拥有工学知识及应用能力的医学应用型、复合型高级人才，毕业后所从事的仍是医药卫生领域工作，在医院设备使用、维护、管理方面起重要作用。因此其课程的设置应该与工科类生物医学工程侧重点不同。如在一般医科大学中都设有生物医学工程专业，以及与此相关的医学影像学专业、医学信息学专业等，其培养目标就应以培养具有基础医学、临床医学和现代医学生物医学工程（如影像学、信息学等）的基本理论知识及能力，能在医疗卫生单位从事医学诊断、治疗（或信息管理等）和医学成像（或医学信息等）技术等方面工作的医学高级专门人才”为主。相应的培养要求应在于学习基础医学、临床医学、医学影像（或信息学、医学超声学等）的基本理论知识，受到常规放射学、CT、核磁共振、DSA、核医学影像学、信息学、医学超声等操作技能的基本训练，具有常见病的影像诊断、超声治疗和介入放射学操作基本能力，基本的仪器（装备）维修保养能力”上。#p#分页标题#e#

2.1.2课程设置

基于医科大学的特色，其主干课程应注重基础医学、临床医学，同时开设基于医学特色的工学、工程学课程。具体如基础类的基础数学类、物理类、化学类、计算机类，如高等数学、普通物理学、有机化学、生物化学、微机原理及应用等课程，基础和临床医学类课程，如人体解剖学、生理学、诊断学、内科学、外科学、儿科学、妇产科学、药学、中医学、中药学、卫生管理等课程，然后按照各高校侧重设置传统生物医学工程的工学类、工程类课程，如模拟电子、数字电子技术、传感器、数字信号处理、医学图像处理、医用仪器原理、医学影像仪器、检验分析仪器、临床工程学、人体形态学等，部分专业可设置如力学类、机械工程类、有机材料或金属材料类课程。虽然是同一生物医学工程专业，但需要按照本校特色来设置课程，切忌大而全无特色，或各高校均设置同样课程。这是违背了生物医学工程高度交叉学科的学科特色的。

2.2综合性大学工科以及理工科大学生物医学工程专业人才的培养特色

2.2.1人才培养目标

现今综合性大学工科以及理工科大学基本上都设有生物医学工程专业，如北京大学工学院、浙江大学生物医学工程与仪器科学学院、东南大学生物科学与医学工程学院，四川大学高分子科学与工程学院等，各具特色。以东南大学生物科学与医学工程学院为例，其前身是生物科学与医学工程系，创建于1984年。学院的科学研究及学生培养方向就是强调生命科学与电子信息科学学科的交叉与渗透，应用电子信息科学理论与方法解决生物医学领域中的科学问题，发展现代生命科学技术。其人才培养目标在于培养掌握生物医学工程专业知识，掌握分析与健康相关的生物医学工程问题的方法，并具备综合应用所学知识和方法解决实际工程问题的能力，具备健全人格和远大理想的工医结合复合型优秀人才”。即更加注重于培养工程与医学相结合的复合型人才，这些专业人才的从事的工作更多是在用于医学诊断、治疗的仪器设备的设计、研发及制造、维护等上面。而四川大学的生物医学工程专业的培养目标，按照其特色制定为以工程为主，以从事生物医学工程教学科研的相关学科为依据，培养从事生物力学、生物材料、人工器官等相关方面的研究、开发、生产的高级专门人才。”，偏向于材料工程学。由此可知，在综合性大学工科以及理工科大学中，生物医学工程专业应更注重工学、工程学内容，其培养目标就应以培养具有现代医学生物医学工程（如机械、电子、材料、计算机在医学中应用等）的基本理论知识及能力，能在医疗设备相关企事业单位从事设备（或装备）设计研发、制造、维修维护、管理等方面工作的高级复合型专门人才”为主。相应的培养要求应更多的学习工学的基本理论知识，受到常规医疗装备、设备等设计、研发、操作、维护维修、管理技能的基本训练并具有相应能力”上。

2.2.2课程设置

基于工科特色，其主干课程应注重工科基础理论的学习，了解医学基础知识，同时学习机械、电子、材料、计算机应用于医学中而派生的专业课程。如将特色定在医疗设备制造等方向上的生物医学工程专业，其基础类课程更加强了基础数学、物理的学习，设置了较多学分的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理及实验等，医学类课程设置了基础医学与实验，涵盖人体解剖学知识，专业基础课和专业课设置了生物医学数学基础、电路及模拟电子技术及实验、数字电路与逻辑设计及实验、微机原理与接口技术及实验、VisualC++程序设计及实验、信号与系统、EDA技术、计算机硬件控制基础、单片机原理及应用、医学成像原理、医学影像系统、生理信号检测、生理信号处理、医学图像处理、医学仪器设计与实现、医学传感器、医学光学、医学超声、医学材料等，同样，课程设置也应按照本校特色加以取舍。

生物的基本特性篇2

关键词：科学本质；元素化合物；EC-NOS教学模式

文章编号：1005–6629（2013）9–0018–04中图分类号：G633.8文献标识码：B

帮助学生适当理解科学本质是科学教育的重要目标之一，也是培养学生科学素养的核心成分之一[1]。化学教育作为科学教育的一个重要分支，理应承载科学本质教育的任务，主动帮助学生树立科学本质的基本观念[2]。为了更好地完成科学教育中的科学本质教育任务，研究者在坚定“构建一套统一的科学本质内涵体系不仅是可能的，而且是必要的”这一信念的基础上，以“科学活动”为主线，以真实性、可接受性、完整性和认识论为原则，围绕科学活动的发生、过程、方法、结果、评价和主体六个方面，系统构建了一套立体式、全方位的科学本质内涵体系[3]。以上述观点与研究结论为依据，研究者在分别构建了基于化学史内容和化学概念原理的科学本质教学模式（即HOC-NOS模式和CCP-NOS模式）之后，进一步分析构建了以元素化合物内容为载体的科学本质教学模式——ElementCompound-NatureofScience（简称EC-NOS）教学模式[4][5]，并希望借此进一步促进一线教师更好地实施科学本质教学。

1EC-NOS教学模式构建的思路与方法

同HOC-NOS和CCP-NOS两种科学本质教学模式的构建思路一样，研究者先是利用史料分析和逻辑分析相结合的方法，客观而又真实地揭示出元素化合物内容所蕴含的科学本质观念，并以此为依据分析确定中学阶段中利用元素化合物内容进行科学本质教学的可能性与可行性；紧接着再利用文献分析和文本分析两种具体研究方法，归纳总结出中学阶段元素化合物内容（elementcompound，简称EC）的六个主要特点（即直观性、经验性、客观性、重现性、规律性和双贴性）；最后，再将元素化合物内容自身特点与研究者前期构建的科学本质具体内涵，统一于研究者第一步分析确定的可能性和可行性范畴之内，以最终实现集元素化合物内容特点和科学本质观念于一身的科学本质教学新模式——EC-NOS教学模式的合理构建。

1.1元素化合物内容所蕴含的科学本质观念

经史料分析（主要指化学史料的分析）和逻辑分析，我们认为元素化合物内容所蕴含的科学本质观念，主要包括以下十点[6][7][8]：①在科学活动的方法中，观察和推论之间存在着区别，从观察到推论的认识过程并不是一个连续的认识序列；②科学知识必须依赖实验和观察的证实或证伪；③科学是极为严谨的，它建立在实验的基础上；④科学具有解释和预测的功能；⑤科学实验和观察是可重复的；⑥科学知识的获得基于人们对自然界的观察，但人的推理、想象和创造性起着重要作用；⑦科学充满挑战，从事科学活动从来不是一件容易的事，科学又充满奥秘，从事科学活动也决不是一件痛苦的事；⑧充足、确定、可信的证据（事实证据和逻辑证据）与不断地质疑和批判在科学社群评价科学活动结果时有着绝对重要的地位；⑨科学研究中有普遍接受的道德规范，保持记录的准确性、公开性、可重复验证性是多数科学家恪守的职业道德；⑩科学知识只能在一定范围内适用，科学不能解决所有问题。

1.2元素化合物内容六个主要特点的具体内涵

经文献和文本分析（主要指教材文本），我们认为元素化合物内容六个特点的具体内涵如下：①直观性，也就是元素化合物内容最易为人们感觉器官感知和把握的特性；②经验性，也就是元素化合物内容作为人们建构、验证或化学科学各类抽象概念与理论最基本素材的特性；③客观性，也就是元素化合物内容作为化学基本事实的真实存在性；④重现性，也就是元素化合物内容作为直观而又客观的经验事实能够在一定条件下多次重复出现的特性；⑤规律性，也就是看似杂乱的元素化合物内容所具有的内在关联性；⑥双贴性，也就是元素化合物内容与生产生活的密切关联性。

2EC-NOS教学模式的构成与流程

综合以上分析，我们构建了EC-NOS教学模式，它的构成与流程如图1所示：

2.1分析主题内容，确定教学目标

本环节属于活动定向阶段，其核心任务就是通过确定元素化合物某一特定主题教学所能实现的科学本质目标，为该主题所有教与学的活动指明方向。而确定某一特定主题所能实现的科学本质目标的核心依据，主要包括“元素化合物内容所蕴含的科学本质观念”和“该主题元素化合物的主要内容与具体特点”两个方面。关于第一方面，前文已做过论述，在此不再赘述。关于“该主题元素化合物的主要内容与具体特点”，一线教师则需要在宏观把握中学阶段元素化合物基本内容和主要特点的基础上，具体问题具体分析。

为了帮助一线教师从宏观上把握中学阶段元素化合物的基本内容，我们对现阶段化学课程标准和各版本中学化学教材进行了较为客观的文本分析，结果发现：①中学阶段元素化合物的基本内容主要包括：物质组成（定性与定量两个角度）、物质性质（包括物理性质和化学性质）或者物质变化、物质结构（包括原子结构、分子结构和晶体结构）、物质制备与相互转化等的分析与探索以及物质用途或危害的常识性介绍等五个方面。②每一个元素化合物的主题，都包含以上五方面内容的某一或某几个方面。

事实上，中学阶段元素化合物的五个基本内容，并不是同样份额，同等重要。对大多数元素化合物的主题来说，最能体现科学本质观念的理想内容都是有关“物质性质（包括物理性质和化学性质）或物质变化分析与探索”的部分。这一方面是因为无论哪个版本化学教材在呈现元素化合物时都必然包含“物质性质（包括物理性质和化学性质）或物质变化分析与探索”这一部分内容；另一方面也是因为这部分内容自身蕴含的科学本质观念是最多的。与之相对应，分析探索“元素化合物性质”的教学活动也就是EC-NOS教学模式的最核心部分。

2.2联系生产生活，引出性质教学

本环节属于活动启动阶段，其核心任务就是通过对主题引入素材和引入方式的精心选择与巧妙设计，促使教师和学生都把自身的注意力全部集中到ECNOS教学模式的最核心环节——元素化合物性质教学上来，或者说，促使教师的教学活动和学生的学习活动均得到适时、适度而有效的启动。考虑到元素化合物内容具有“双贴性”的特点，因此，“联系生产生活”是教师精心选择该类主题引入素材的最直接思路。至于如何巧妙设计引入方式，要视特定主题内容与引入素材的实际情况具体确定。众多有关教学情境创设的理论与文献，也会为一线教师巧妙设计提供思路与案例。

2.3元素化合物性质教学

本环节属于活动运行阶段，其核心任务就是通过元素化合物性质教学的有序、有效开展，帮助学生在经历、体验、感受“性质知识”获得过程中艰辛与乐趣的基础上，自觉地去感知和领悟蕴藏于这段教学活动中的科学本质观念。其中，“元素化合物性质教学有序、有效开展”是本环节有效实现内隐于该主题中的科学本质目标的关键。为此，一线教师在设计、组织这一片段教学时，理应充分利用元素化合物“直观性”、“经验性”和“客观性”等特点，尽可能让学生在观察、体验或回顾已有体验等直观方法的帮助下，经历对观察现象与各类体验（主要包括“贮存于记忆中已有的”和“当场获得的”两大类）的客观描述、记录、分析、推理、讨论，直至得出结论的全部过程，进而形成对物质性质或变化的基本认识。

2.3.1物理性质教学

（1）实物（或图片）观察和（或）介绍相关经验

进入物质物理性质教学以后，教师应根据主题所涉物质具体情况，能够提供实物的，组织学生观察实物；实物不易提供或实物有毒、危险性较强的，组织学生观察图片；如果受条件限制前两者均不能提供的，教师应充分利用语言技巧生动描述或设计问题帮助学生回忆已有经验。总之，无论怎样设计，让学生尽可能在感知觉的帮助下获得物质物理性质的知识，是本片段教学的基本原则。

（2）描述记录，分析推理，得出结论

引导学生用科学准确的语言和术语，客观描述并认真记录所看、所感、所想、所听，是本片段教学的首要任务。随后，组织学生依据记录结果，分析推理，得出有关物质物理性质的初步认识。

2.3.2化学性质教学

（1）回顾组成元素相关知识

进入物质化学性质教学以后，教师应根据主题所涉物质具体情况，是单质但还没有学习原子结构知识的（这里主要指的是九年级上册化学中的部分元素化合物内容，如氧气），省去这一环节直接进入“设计实验或提供经验事实验证”环节；是单质且已学习原子结构知识的，组织学生回顾该单质组成元素原子的原子结构、元素化合价等知识；是化合物且已知晓其组成的，组织学生回顾常见化合物的主要类型以及该化合物组成各元素的相关知识。

（2）预测单质或化合物的可能性质

在上一片段教学的基础上，引导学生预测单质或化合物的可能性质。在单质化学性质教学时，我们可以利用该单质组成元素的原子结构将该单质归类，如金属或非金属，进而预测该单质可能的性质，或可能发生的具体反应；在化合物化学性质教学时，我们同样可以按照该化合物的元素组成将其归类，如无机物（酸、碱、盐、氧化物等）、有机物（烷烃、烯烃、醇、酚等），进而预测该物质可能的性质，或可能发生的具体反应。

总之，让学生尽可能在回顾、加工已有知识和经验的基础上开始学习物质化学性质，是上述两个片段教学的基本原则。

（3）实验验证

在预测单质或化合物的可能性质以后，紧接着要进行的就是实验验证了。通常，中学阶段的实验验证主要存在两种具体做法，即实验操作直接验证和提供事实间接验证。在具体的元素化合物教学中，这两种实验验证往往结合使用。如果反映物质化学性质的实验操作简单安全、现象明显，则尽可能利用“实验操作直接验证”的方法；相反，如果反映物质化学性质的实验操作复杂或存有安全隐患或无明显现象，则最好采用“提供事实间接验证”的方法。

（4）描述记录，分析推理，得出结论

如果上一环节采用的是“实验操作直接验证”法，那么这一环节教师就应该：首先，引导学生用科学准确的语言和术语，客观描述并认真记录所看、所感、所想、所听；其次，组织学生依据记录结果，分析推理，得出有关物质化学性质的初步认识。

如果上一环节采用的是“提供事实间接验证”法，那么这一环节教师就应该：首先，引导学生准确理解并认真总结有关本主题元素化合物的各种事实；其次，组织学生依据事实总结结果，分析推理，得出有关物质化学性质的初步认识。

2.3.3概括总结，物质性质最终确定

这一环节是元素化合物性质教学的最后一个环节，也是最为关键的一个环节。本环节教学，一方面希望教师能以科学简练的语言再次明确主题所涉物质的物理与化学性质，能用巧妙的设计促使元素化合物教学顺利进入下一环节；另一方面，希望教师能简明扼要地概括和总结学生探究物质性质的过程、方法与结果，帮助学生在“性质知识”获得过程中经历、体验、感受艰辛与乐趣，让学生自觉地去感知和领悟蕴藏于这段教学活动中的科学本质观念。

2.4物质存在形式、制备、鉴定方法、用途或危害等其他元素化合物内容的教学

本环节属于活动拓展阶段，其核心任务是为教师灵活处理不同类型的元素化合物教学预留出可以自由拓展的时间和空间。换句话说，并不是每一主题的元素化合物教学都必须涉及这一环节，都必须涉及这一环节中的每一个内容，用不用这一环节、用这一环节中的哪一部分内容，主要视具体主题内容而定，视具体课时容量而定，视具体教材版本而定，视具体教师安排而定。

2.5联系整合，形成具体物质概念

本环节属于总结提升阶段，其核心任务是通过对“活动运行”和“活动拓展”两阶段教学的反思与总结，帮助学生在清晰再现本课题“物质知识”（包括性质知识和制备等其他拓展知识）及其获得过程的基础上，尽可能将这些“知识”与已有的知识经验联系起来，将这些“知识”整合到自己原有的认知结构当中，从而形成更加清晰、客观而又稳定的具体物质概念。

3EC-NOS教学模式的适用范围与研究展望

本文构建的EC-NOS教学模式，主要适用于“已知元素组成的某一单质或化合物”的性质教学。由于在中学阶段还存在“分析探讨物质元素组成”或“分析探讨某一类物质性质或变化”以及EC-NOS教学模式拓展环节中提到的“物质存在形式、制备、鉴定方法、用途或危害”等其他各类元素化合物内容的教学，因此，分析构建适合这些元素化合物内容的科学本质教学模式将是研究者今后需要进一步研究和探索的重要课题。

参考文献：

[1]AAAS，AmericanAssociationfortheAdvancementofScience.ScienceforallAmericans.NewYork：OxfordUniversityPress，1990.

[2]魏壮伟.“质量守恒定律”的教学设计[J].化学教学，2008，（3）：37～38.

[3][4][5]魏壮伟.基于化学史内容的科学本质教学模式初探[J].内蒙古师范大学学报，2009，22（8）：58～60.

生物的基本特性篇3

【关键词】生物学科教育价值课堂教学

【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)01-0112-02

生物学科有其他学科不可替代的价值,要真正让生物学科在中学课程体系中占有一席之地,让社会、学生真正重视中学生物学教学,就必须切实重视中学生物学科教育价值的实现,这样才能实现中学生物教学稳步可持续的发展。

一、生物学科的教育价值

课程理论告诉我们,课程牵涉到各种价值取向。目前社会上各种不同的价值取向已对学校课程产生了较大的影响,教育者若要在价值日渐多元的社会形势下担负起课程价值整合和实现的使命,必须成为理性的行动者。生物学科教育价值可从学科教育价值关系中的主体(社会需要、个体需要)和客体(生物学科教育价值属性)来分析。

生物学科教育本身亦具备其特有的价值属性。除了生物学基础知识和基本技能的学习、培养外,它在唯物观点、辩证统一观点培养,用动态、变化、发展的观点观察研究自然的思想方法的培养,创造性思维培养等方面,有独到的价值属性。此外,由于生物科学与人及自然界的紧密联系,生物学科教育在STS教育以及科学教育,尤其是科学价值观培养方面,有其独特的价值属性。

二、生物学科教育价值的实现

作为中学教育第一线的教师,我们不能左右生物学科在中学课程体系中的设置及教学总体要求,但我们可以通过生物学科教育价值的整合,在基础知识、基本能力教育培养的基础上,通过生物学科教育的改革实践,在充分实现生物学科教育价值上有所作为。

1.小课堂、大自然、大社会

让生物课的课堂成为“小课堂、大自然、大社会”是生物学科实现其教育价值的基础。一本生物教材的信息量是有限的,且很多信息是滞后的,其知识相对也是基础的。教材不经教师精心处理,教法、教学模式不经教师精心设计,不把教与学的知识、内容融入自然、融入社会,不把运动的、变化的、活生生的生命及生命现象,尽可能多地直接或间接地呈现给学生,让学生“触摸”,生物课将不是真正意义的生物课,其本身亦将缺乏生命力。

因此,在生物课堂教学过程中,我们要重视以下几个问题:

(1)精心设计好教学媒体的应用,尽可能多地给学生呈现实物、标本、模型,充分运用现代教育媒体,尤其是电视、录像、影碟、多媒体电脑等。现代教育媒体辅助生物教学,除了能提高课堂教学效率,提供一定的交互性外,更明显的是它可以让学生获得书面教材无法出现的声像信息。

(2)让书面教材无法承载的或是变化、发展了的有关生物科学知识,以及与生命科学有关的自然、社会知识、材料经过精心筛选后再进入课堂。

(3)以各种生物兴趣活动、社会实践等形式,让学生到大自然、大社会中去观察、调查、实验,从爱护一草一木,饲养小动物到参与生物科技活动,使其体验到生物科学知识、技能之于人、自然、社会的价值。

2.培养生物学科基本观点

生物科学中,有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用,而且能对学习者的求知、生活、做人等都有指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动,让学生在学习过程中,逐步明确、认同、确立这些基本观点。

(1)唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础:生命起源的物质性――最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性――C、H、O、N、S、P等元素组成了核酸、蛋白质等化合物,这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位――细胞。生命现象的物质性――生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。

(2)动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。生物的组成物质是动态变化的――生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的――他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。

3.培养创造性思维

创造性思维是创造力的核心,它是指改组已有知识、经验,从而产生新颖的、具有社会价值成果的思维。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一、逻辑性与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点,我们可以建立培养学生创造性思维的有效途径和方法。

(1)充分重视教师主导、学生主体的思想,努力实现课堂教学民主。课堂教学民主是师生共创的,符合“主导主体”思想,存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。它可以创设出一种民主、和谐、开放的课堂气氛,极大地调动学生学习的积极性、主动性,大胆地思考、质疑和创新。根据课堂教学民主化思想,生物学科教学可以结合教学内容,灵活运用其两大主要形式,即直接式和间接式教学,开展课堂教学改革实践:教师的直接指导可以在前,起开路带头作用;可以在教学过程中,起辅助学习作用;也可以在后,发挥点拨、解惑答疑作用;教师也可以应用不明示的、非命令式、非结论式、不作详细指导的间接指导;教师可以讲,可以不讲,可以多讲,也可以少讲。

(2)创设问题情境,培养创造性思维方法。从心理学角度,可以抽引出许多种创造性思维的方法,具有普遍性意义的有:发散思维法、集中思维法、逆向思维法、侧向思维法、治弱思维法、统摄思维法、组合思维法、辩证思维法等。生物教学中,这些思维方法的培养途径很多,其中创设问题情境,通过探究、分析、归纳、综合、推断等过程,是最基本最重要的途径。

生物的基本特性篇4

一、田间种植鉴定的合法性。

（一）、新品种的选育和审定及新品种的特征特性的鉴定，依法应在田间种植的条件下进行。

《种子法》规定：主要农作物或林木品种在推广前应当通过部级或者省级审定；应当审定的农作物或林木品种未经审定通过的，不得广告，不得经营、推广。《主要农作物品种审定办法》规定：申请审定的品种应当具备特异性、稳定性、一致性等条件；品种试验包括区域试验和生产试验，区域试验应当对品种的丰产性、适应性、抗逆性和品质等农艺性状进行鉴定；生产试验是在接近大田生产的条件下，对品种的丰产性、适应性、抗逆性等进一步验证，同时总结配套栽培技术。上述法规证明，主要农作物或林木的新品种必须在田间接近大田生产的条件下种植，进行区域试验、生产试验。新品种是在接近大田生产的条件下进行品种实验，是在田间对品种的丰产性、适应性、抗逆性、品质以及其特异性、稳定性、一致性等特征特性进行一系列的鉴定才选育出来的，而不是在实验室内用按电钮的方法电泳出来的。新品种的选育和审定必须在田间种植条件下进行，品种的鉴定也应在田间种植条件下进行。法规没有规定可用物理、化学的方法对植物新品种进行选育和鉴定。采用化学的方法提取植物蛋白质和氨基酸，采用物理的方法电解分离蛋白质，对比蛋白质分离图谱以鉴定植物新品种的特征特性的所谓电泳测定法，是没有法律依据的。

（二）、将植物在田间种植生长出的特征特性即表现型与审定公告公布的及品种权申请公告的新品种的特征特性相对照，鉴定两个品种是否具备同一性，符合法律规定。

《种子法》规定：通过审定的主要农作物或林木品种由审定部门公告。如“鲁白16号”大白菜杂交种是由山东省品审委审定公告的。山东省农作物品种审定委员会（97）鲁农审字第2号文件即关于公布第十九批审定认定品种的通知（即山东省品种审定公告），公告的内容是“鲁白16号”大白菜等作物品种的选育经过和特征特性，其选育经过是在田间进行的，其特征特性是在田间种植的情况下与对照品种进行比较表现出来的。将“鲁白16号”的被控侵权品种“丰抗78”进行田间种植，根据其种植后表现出的特征特性与相邻种植的和通知公告的“鲁白16号”的特征特性相对照，进行差异性遗传学分析，即可鉴定他们是否同一品种。

由于审定公告仅公告了“鲁白16号”的特征特性，没有公告“鲁白16号”的电泳分离图谱，所以，无法将“丰抗78”的电泳图谱与山东省品审委公告的“鲁白16号”的电泳图谱相对照。没有对照就没法鉴定。其它机构（包括鉴定机构）不是法定的品种审定机构，依其制作的电泳图谱作对照，没有法律依据。

（三）、新品种在田间种植条件下表现出的特征特性是品种权保护的范围，其电泳图谱不属品种权保护的范围。

《农业植物新品种保护公报》公告的申请品种权的说明书，其内容是育种过程和申请品种的育种方法及其主要特征特性等。其中的特征特性，特别是该品种的特异性主要是在田间种植条件下与对照品种相比较表现出来的，是经公告被公众知悉和认可的。《保护公报》没公告新品种的电泳图谱，其电泳图谱不为公众所知和认可，不是品种权保护的范围。

（四）、田间种植鉴定是法定的鉴定程序。

对被控侵权品种是否授权品种进行的鉴定，属于种子真实性鉴定。农作物种子真实性鉴定，应依据GB/T3543.5-1995进行。GB/T3543.5-1995规定，“种子真实性是指供检品种与文件记录是否相符。”田间小区种植鉴定是GB/T3543.5-1995规定的鉴定程序，而其开章明义地指出：“田间小区种植是鉴定品种真实性和测定品种纯度的最为可靠、准确的方法。”该标准未规定电泳法是测定植物品种真实性的程序，所以，应当采用国家标准GB/T3543.5-1995进行植物品种真实性鉴定。在有国家标准的情况下，不应采用不属国家标准的电泳法进行蛋白质测定。

二、田间种植鉴定的科学性。

（一）、依据遗传学理论，根据表现型判断的结果比较可靠。

一个植物品种的特征特性，是其内部基因（称为基因型）和外部环境条件共同作用下表现于外部的性状（称为表现型），即植物品种的特征特性是内因（基因）和外因（环境条件）共同作用的结果。一个植物品种有什么样的表现型必有什么样的基因型，但有什么样的基因型不一定就有什么的表现型。高产品种虽有高产基因，在肥水充足的良田虽表现高产，但在旱薄地不能高产；而低产品种无论在良田或旱薄地均不能高产，即是这个道理。

田间种植鉴定在鉴定外部性状的同时测定了其内在基因；而电泳法测定只能测定内部基因，不能测定作为品种权保护的特征特性等外部性状。田间种植鉴定依据的是植物品种表现出的特征特性，而电泳法测定依据的是种子籽粒分离出的蛋白质、氨基酸等生物大分子在电场影响下的移动。植物品种经种植表现出什么样的特征特性必有什么样的基因；而电泳分离出植物品种含有某种基因，在没有适宜的条件下，该种基因不会发生作用，表现不出性状。男人有长胡须的基因，但如认定没长胡须的小男孩是女人，将是幼稚可笑的。田间鉴定既鉴定了内因又鉴定了外因，能鉴定植物的特征特性；电泳测定仅能考查内因，不可能测定植物的特征特性；所以田间鉴定较电泳测定科学。

（二）、依据概率论理论，田间种植鉴定具有代表性。

1、样本的代表性。依据GB/T3543.2-1995（农作物种子检验规程.扦样），大白菜种子田间种植鉴定送检样品最小重量是100克。由于没有电泳法测定大白菜种子真实性和纯度的法定标准，参照电泳法测定大麦、小麦种子纯度（注意：不是真实性）的国家标准，包括各种药剂、溶剂在内，样品吸取量也仅为10-20微升（UL）。不足20UL的液体与100克籽粒的代表性相比，谁大谁小不言自明。

由于电泳法测定取样太小，代表性太差，出现错将相同品种误定为不同品种或错将不同品种误定为相同品种的概率太大，所以，电泳法不如田间种植法科学。

2、差异性分析的准确性。田间种植鉴定种子的真实性，其鉴定结论是通过对调查数据进行统计分析后，根据其差异性大小判定是否具有同一性的。如果被控侵权品种与授权品种差异的概率小于或等于1%，证明其极可能是同一品种（概率论称为差异极不显著）；如果概率小于或等于5%，证明其可能是同一品种（概率论称为差异不显著）。法院据此下判，判定其是同一品种的正确率就达95-99%以上，能达到高度盖然性的证明标准。

因为同一种作物不同的品种之间差异性很小，一个新品种能比对照品种增产5%或增加一个优良性状或淘汰一个不良性状就很好了；如果能增产10%或改进一个质量性状将是极好的品种。如“鲁白16号”比其对照品种“鲁白10号”在1995年增产仅为1.6%，其仍被审定为新品种。一个质量性状对应的往往是一个基因或几个基因，品种间一两个质量性状的差异或百分之一点多的数量性状的差异，靠几微升的溶液测定，并用其测定结果判决是非，风险性太大。所以，国家没有将电泳测定法列为品种真实性鉴定的方法，未制定其标准。

三、田间种植鉴定的可行性。

田间种植鉴定是小区鉴定，一般小区面积只有几平方米，用种量较少，国家保藏中心有足够数量的种子供鉴定所用。即使国家保藏中心保藏的授权品种的种子量不能满足田间种植鉴定用种，依据《植物新品种保护条例》实施细则的规定，品种权人也应提供鉴定所用的种子。作为品种权人，不可能提供不出供鉴定所用的种子。所以，田间种植鉴定是可行的。

四、对杂交种进行田间种植鉴定的特殊性。

对杂交种，品种权保护的范围是杂交种本身和其父、母本特定的杂交组合。这就是说，品种权既不保护杂交种的种子，也不保护其父本与母本反交产生的杂交种；还不保护其亲本本身；更不保护其亲本与其它繁殖材料杂交产生的杂交种即授权杂交种的同父异母兄弟、同母异父兄弟以及表兄弟、堂兄弟等。但是，授权杂交种的双亲均与授权杂交种有50%的核基因或性状一样；两亲本的反交杂交种，与授权杂交种的核基因100%一样，只有少量的细胞质基因不同，其性状相同处在98%以上；授权杂交种的亲本与其它繁殖材料杂交产生的杂交种，均是授权杂交种的同父异母或同母异父兄弟，应有50%以上的基因一样；授权杂交种的种子即F2，虽为分离世代，但仍有绝大多数与授权杂交种的基因和性状相同。总之，授权杂交种与其父、母以及同父异母兄弟或异父同母兄弟基因型和表现型差异很小，不进行田间种植鉴定，很难区分其差异性即特异性。

杂交种本身不具有稳定性。它不像常规品种能够“种瓜得瓜，种豆得豆”，其自身具有稳定性。杂交种的亲本是常规品系，其上下代之间性状遗传具有稳定性，这是杂交种稳定性的真正含义。杂交种的真实性鉴定要比常规种真实性鉴定复杂得多。

五、应用电泳法测定受限制。

目前，科学已测定清楚玉米、水稻、小麦的全部基因及其排序，并绘制了其基因图谱，所以，对玉米、水稻、小麦等已绘制基因图谱的作物，采用电泳法或其它方法测定其基因，用其基因图谱与标准基因图谱对照，可以测定其品种纯度。对于基因的排序未测定清楚，未绘制出基因图谱的农作物，无法采用电泳或DNA分析方法对其差异性进行测定。这也是我国法定检测机构承办用电泳法测定玉米种子纯度，而不承办用电泳法测定大白菜等杂交种的种子纯度的缘由所在。

生物的基本特性篇5

1诊断方法

1．1形态学诊断AP感染人和易感动物后，主要侵染成熟或未成熟的髓系白细胞。取可疑患者末梢血作厚、薄血涂片，经吉姆萨染色，于中性粒细胞胞浆内发现多个无形体紧密堆积在一起形成桑葚样包涵体(morulaeelementarybody)可支持诊断。形态学诊断方法对采血时间要求严格，且诊断者要有较丰富的看片经验，否则容易发生漏诊和误诊。

1．2血清学诊断通过检测患者血清中抗AP的IgM和IgG类抗体水平及升高程度，可特异性诊断HGA。常用方法为间接免疫荧光(immunofluorescenceassays，IFA)法。采集急性期(发热初期，一般发病1周内)与恢复期(至少间隔2～3周)双份血清。如恢复期血清抗体检测阴性，应建议医生采集第3份血液样本(间隔2～4周)。如果同时检测双份血清，IgG抗体4倍升高，则结果强烈支持AP感染。如果急性期抗体升高，而恢复期没有升高或轻微升高，则应采集第3份血液样本(间隔2～4周)进行进一步检测。血清学诊断方法准确，特异性高，但由于抗体出现较晚，诊断所需时间较长，故血清学检测无法在早期对HGA进行诊断［3］。

1．3分离培养病原体多用人白血病细胞系HL60进行AP的分离培养。最常用的分离方法是将白细胞部分接种培养基，然后将100～500μL抗凝血接种到2×105或1×106个悬浮细胞内，每2～3d染色检查包涵体，一般5～10d可查见包涵体。从患者血标本中分离AP是确诊该病最可靠的方法，但细胞培养分离AP方法复杂和耗时，而且成功率不高。最终确认依然需要检测AP特异性核酸。

1．4分子检测方法AP感染可通过检测AP的DNA进行诊断，AP的分子生物检测方法可用于感染急性期的诊断，或用于后期病原体培养物的鉴定。分子检测诊断方法具有较高敏感性、特异性和可重复性，而且诊断快速、操作简单。

2AP分子检测技术

AP分子检测技术可用于对可疑患者血清样本进行检测，亦可对细胞培养后血细胞标本进行检测，同时也用于AP传播媒介－蜱的基因分子检测和分类。AP的基因组由单股环状染色体构成，长度为1471282bp，G+C百分比为41．6%，含有1369个开放读码框(ORF)。其特征性基因为外膜蛋白(majorsurfaceprotein，msp)以及ankA基因，100%的菌株具有msp2基因，70%的菌株具有ankA基因。目前AP分子检测常用的目标包括编码16SrRNA、热激蛋白(heat-shockprotein，groESL)、msp蛋白、AnkA蛋白等的基因。16SrRNA高度保守，是PCR检测最常扩增的靶基因，热激蛋白基因groESL扩增虽不如16SrRNA应用广泛，但groESL基因在不同种属间具有较大的变异性，因此，对于诊断及菌株的鉴定有重要意义;msp编码AP特征性外膜蛋白，这种蛋白质主要介导AP与不同宿主细胞间相互作用，并保证AP能更快地进入宿主细胞内。由于AP的宿主范围很广，包括多种脊椎动物和非脊椎动物，所以msp在不同来源的AP之间差异性大。其中msp2作为AP主要特征性外膜蛋白，已作为诊断AP感染的指征;ankA编码的锚定蛋白能够介导蛋白与蛋白之间的作用，因此AnkA在不同宿主间表现出多样性［5］。目前ank基因鉴定通常用于msp2阳性病例基础上，进行种属分型［6］。AP感染的分子生物学诊断方法主要包括巢式PCR(nestedPCR)、实时定量荧光PCR(realtimePCR)和环介导等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification，LAMP)等。PCR和PCR相关检测技术是诊断AP感染的常规方法，目标基因与PCR引物见表1。

2．1巢式PCR(nestedPCR)巢式PCR是一种变异的PCR，使用两对(而非一对)PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物扩增片段和普通PCR相似。第二对引物称为巢式引物(因其在第一次PCR扩增片段的内部)结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增片段短于第一次扩增产物。巢式PCR的好处在于，如果第一次扩增产生了错误片段，则第二次能在错误片段上进行引物配对并扩增的概率极低。因此，巢式PCR检测可提高检测灵敏度和特异性，通常采用属特异和种特异引物同时进行检测。PCR检测应分区进行，避免污染。16SrRNA高度保守，是巢式PCR检测AP最常扩增的靶基因。由于AP的地域分布范围广，且有高度的生物学和临床学多样性，在比较不同地域发现的AP时最常用的方法就是巢式PCR。例如在波罗地海与挪威发现的AP比较研究就是用巢式PCR对16SrRNA和msp4进行测序分析［16］。Wuri-tu等用巢式PCR比较日本发现的AP与美国和欧洲AP的P44/msp2基因结构。热激蛋白基因groESL扩增虽不如16SrRNA应用广泛，但groEL基因在不同种属间具有较大的变异性。Adrian等［17］通过巢式PCR鉴定和比对不同国家野生动物体内AP的groEL不同，鉴定出新的菌株。因此，对于诊断及菌株的鉴定，groEL基因有重要意义。Massung等［18］在对ank基因鉴定并对AP进行种属分型时也应用该种方法。

2．2实时定量荧光PCR(realtimePCR)实时定量荧光PCR是将荧光共振能量传递现象、光学技术与常规PCR结合的一种PCR检测技术。即在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，在PCR指数扩增期间通过连续检测荧光信号的强弱来实时测定特异性产物的量，从而实现核酸的精确定量，最后通过标准曲线对目的基因的初始量进行总量分析。由于实时荧光定量PCR仪自动化程度高，因此比常规PCR特异性更强且有效解决了常规PCR的污染问题。常用方法有SYBRgreen法和探针法(TaqManprobe)。Klaus-Peter等［10］将荧光染料掺入法(SYBRgreen)用于AP的抗生素药物敏感性研究中。Joshua等［14］的研究中用探针法来鉴定AP和伯氏疏螺旋体。

2．3环介导等温扩增技术(LAMP)环介导等温扩增技术(Loop-mediatedisothermalamplification，LAMP)是一种2000年开始出现的适用于基因诊断的恒温核酸扩增技术。其特点是针对靶基因的至少6个区域设计至少4种特异引物，在链置换DNA聚合酶(BstDNApolymerase)的作用下，60～65℃恒温扩增，15～60min即可实现109～1010倍的核酸扩增，具有灵敏度高、操作简单、反应时间短、特异性强、产物易检测等特点。在DNA合成时，从脱氧核糖核酸三磷酸底物(dNTPs)中析出的焦磷酸离子与反应溶液中的镁离子反应，产生大量焦磷酸镁沉淀，呈现白色。因此，可以把浑浊度作为反应的指标，只用肉眼观察白色浑浊沉淀，就能鉴定扩增与否，而不需要繁琐的电泳和紫外观察。由于LAMP反应不需要PCR仪和昂贵的试剂，操作简单方便。Lei等［15］用LAMP共针对目标基因8个区域设计6种特异性引物，特异性达100%。相比传统PCR技术，LAMP的特点更适合HGA在农村用于早期诊断，有着广泛的应用前景。

3小结与展望

生物的基本特性篇6

社区主要利尿药物种类

襻利尿剂这类药物中呋塞米(速尿)已经被列入国家基本药物目录,而布美他尼、托拉塞米没有被列入国家基本药物目录。主要用于治疗各种水肿、肾功能衰竭、高血压等。

氢氯噻嗪类氢氧噻嗪已经被列入国家基本药物目录。主要用于治疗各种水肿、高血压、尿崩症等。

保钾利尿剂螺内酯和氨苯喋啶已经被列入国家基本药物目录,而阿米洛利未被列入国家基本药物目录。主要用于治疗水肿、高血压、原发性醛固酮增多症等。

社区主要良性前列腺增生药种类

α受体拮抗剂特拉唑嗪已经被列入国家基本药物目录,而阿呋唑嗪和多沙唑嗪未被列入国家基本药物目录。主要用于治疗轻、中度前列腺增生。

非α受体拮抗剂非那雄胺、黄酮哌酯、爱普列特等未被列入国家基本药物目录。主要用于治疗轻、中度前列腺增生。见表2。

主要利尿剂和良性前列腺增生药的综合合理使用

下面我们介绍上述利尿剂和良性前列腺增生药的综合合理使用。

襻利尿剂此类药物除了特别注意本身的不良反应外(如耳毒性、高尿酸血症、胃肠道反应等),社区使用时特别需要注意的是:①水和电解质紊乱,可导致低血钠、低血钾、低血钙等,血钾过低可诱发强心苷中毒及肝昏迷;②孕妇和哺乳期妇女禁用;③糖尿病患者长期使用,可使血糖增高;④本品与两性霉素、头孢菌素、氨基糖苷类等合用,肾毒性和耳毒性增加。

氢氯噻嗪类此类药物除了注意本身的不良反应(如高血糖、高尿酸血症、氮质血症等)外,社区使用时特别需要注意的是:①水和电解质紊乱,可导致低血钾、低血钠等,血钾过低可诱发强心苷中毒及肝昏迷;②哺乳妇女、孕妇不宜使用;③长期服用可导致高血钙、低磷血症和甲状旁腺增生。④与磺脲类药物、呋塞米、布美他尼等有交叉过敏反应。

保钾利尿剂此类药物除了注意本身的不良反应(如头晕头痛、胃肠道症状等)外,社区使用时特别需要注意的是:①用药期间禁止补钾,以防血钾过高;②可导致高血钾,故肾功能不全和血钾偏高者不用;③多巴胺可加强本品的利尿作用,雌激素、肾上腺皮质激素可减弱本品的利尿作用。