第一篇:剑桥大学生物医学科研管理探讨
剑桥大学生物医学科研管理探讨
陈琦
黎润红
基金项目:国家留学基金(CSC NO.201406015022);国家社科基金项目“青蒿素研发中的管理模式与科研评价研究”(12BGL114)
作者单位:100191 北京,北京大学医学人文研究院 通信作者:黎润红,Email:lirunhong@bjmu.edu.cn
【摘要】 中国科学家因在特殊年代研发的青蒿素而获得诺贝尔奖,引发了对我国新时代生物医学科研管理策略的探讨。科学研究已进入大科学时代,对传统的科研管理模式提出了挑战。剑桥大学的生物医学成果显著,其科研管理体系较为完善,本文在介绍其科研管理经验的基础上,结合我国现状提出了相关建议。
【关键词】剑桥大学;生物医学;科研管理
Management of Biomedical Research at the University of Cambridge: Implications for China CHEN Qi, LI Runhong.Peking University Institute for Medical Humanities, Beijing 100191, P.R.China Corresponding author: Li Runhong, Email: lirunhong@bjmu.edu.cn 【Abstract】In China, the winning of the Nobel Prize in Physiology or Medicine by the Chinese scientist TU Youyou for artemisinin that was discovered during the 1970s triggered a discussion about developing a biomedical research management strategy in the new era.Traditional management has faced many challenges in the era of Big Science.The University of Cambridge has attained remarkable achievements in biomedical research and has an effective management system.By referencing observations from Cambridge, and considering the research climate in China, this article proposes strategies for advancing research management in Chinese universities.【Key Words】University of Cambridge;Biomedicine;Research Management
良好的科研管理要根据新时期的科研特点进行调整,促进优秀科研成果的涌现。国务院办公厅《关于优化学术环境的指导意见》指出,要“着力构建符合学术发展规律的科研管理”。[1]在科学史上,早期的自然科学研究主要是个人业余爱好,可凭借个人能力独立进行。19世纪始,科学研究呈现出职业化和结构化的特征。20 世纪以来,学科既高度分化又相互渗透,科研活动日趋全球化,进入了大科学时代。大科学是相对小科学而言,指科研难度大,即高度分化又高度综合的大规模科研活动[2]。虽然小科学研究仍将广泛存在,但大科学研究的趋势已很明显。现代生物医学研究也已突破学科界限,朝着整体化、综合化、多元化方向[3]发展。人类基因组计划的完成,标志着生物医学研究由“小科学时代”迈入“大科学时代”。
大科学时代对传统的科研管理模式提出了挑战。2015年,屠呦呦因青蒿素研究荣获诺贝尔生理学或医学奖,青蒿素的研发是中国科学界集体大协作的结果,这其中离不开特殊年代科研管理体系的支持。在全球化时代,我们除了总结本土经验外,也要放眼世界寻求先进的管理策略。英国剑桥大学(简称剑桥)在生物医学科研领域取得了令人瞩目的成就,其管理经验值得学习。剑桥大学的科研概况
剑桥曾经产生过一批极具影响力的科学家、思想家或医学家,如培根、牛顿、达尔文,以及提出了血液循环的哈维等等。20世纪以来,获诺贝尔奖(简称诺奖)数量成为衡量大学学术声誉的重要指标之一。截止到2016年,剑桥共产生过95位诺奖得主,其中生理学或医学奖26位,是造就诺奖得主最多的大学。[4]首位获得诺贝尔医学奖提名的华裔学者伍连德亦毕业于该校。在人类基因组计划中,中国承担了其中1%的测序工作,剑桥的桑格研究所(Sanger Institute)则承担了近1/3,为承担任务最多的单个机构。在大科学时代,剑桥仍能取得如此多的科学成就,除了拥有优秀人才和悠久的学术传统外,其科研管理策略也至关重要。剑桥大学的生物医学科研管理
2.1 促进跨学科交流合作
一个相互合作的科学家群体可以扬长避短,造成智力的“叠加”或“重组”,产生相互促进成长的作用力,形成“科学家智力集团效应”。[5] 为了充分发挥协作优势,剑桥采取了多种措施以促进交流合作,使跨学科合作常态化。比如科研策略办公室创建了战略研究创意网络(Strategic Research Initiatives and Networks)。[6]其主要目的是整合剑桥现有研究力量,优化科技资源配置,应对大规模的多学科研究挑战;提高对国内国际研究、政策及经费配置的影响力;加强内部跨学科研究合作;为大型经费申请、招聘及国际研究合作提供平台。[7]与生物医学相关的包括跨学科跨地域的大数据研究、癌症合作研究、心血管疾病研究、传染病研究、神经科学研究等。[7]剑桥网络(Cambridge Network)有限公司,给学术及商业精英提供各种交流机会,既有轻松的早餐会,又有工作坊、讲座等,在思想碰撞的同时建立合作伙伴关系。[8]
剑桥极力创造自由交流的环境和氛围,在图书馆、学院系所、实验室、医院等工作学习场所都设有休息区。这些区域往往成为轻松的非正式会议场所,可以享用茶水点心,浏览各类信息,畅谈交流,很多研究思想就是这样激发出来的。
2.2 完善的科研服务支持系统
研究项目从申请到开展,是一个复杂的系统工程,很多环节会耗散科研人员有限的精力。剑桥设有专门部门和平台提供专业支持。比如研究运筹办公室(Research Operations Office)帮助了解项目及合同的程序和要求,从经费计算、项目申请流程、利益冲突到风险评估等方面提供咨询指导。[9]科研信息网络提供科研各阶段工具和资源,帮助寻找潜在的合作者、资助等。[10]科研一旦开展,就会产生大量数据。剑桥科研数据管理网络提供数据管理方面的支持,从数据创建到维护、分享,甚至细到文件夹命名,都有详细指导,同时搭建了数据、软件等信息分享平台。[11]其他部门诸如社会科学研究方法中心、图书馆、人事部门、项目发展部等也会提供专业帮助,开展科研培训、工作坊及面对面指导。全面细致的服务,节约了科研人员的时间和精力,提高了科研效率,还可帮助年轻学者快速入门,促进人才培养和梯队建设。
2.3 多渠道的科研经费来源
良好的科研条件是取得科学成果的重要前提,无论是人才培养、学科建设、平台搭建,还是实验设备,都需要科研经费的支持。因而,争取充足的科研经费已成为现代大学面临的重要任务。
剑桥的生物医学科研经费来自多渠道,既有政府部门资助,如医学研究理事会(Medical Research Council,MRC),也有各类慈善机构、基金会、企业伙伴等,如惠康基金会(Wellcome Trust)。剑桥专门设置了科研策略办公室(Research Strategy Office),制定并执行战略方针,以帮助学校获得更多资助。[12]还建有科研基金数据库,提供关于各学科的国内外基金资助[13]信息。在全球化背景下,重大资助越来越关注大科学研究。剑桥科研政策委员会(Research Policy Committee)建立专项执行基金为项目提供前期支持,以助其在全球竞争中脱颖而出。[14]
2.4 独特的精英管理模式
有了充足的科研经费,还需有效发挥科研人员的智力优势。这方面,剑桥的分子生物学实验室(Laboratory of Molecular Biology,LMB)成绩卓越,堪称精英管理模式的经典。[15]
LMB脱胎于著名的物理研究机构卡文迪许实验室。1947年,该实验室获得医学研究理事会(MRC)的支持,成立了“分子生物学研究小组”。MRC支持扎扎实实做有长期深远或重大意义的研究,充分信任研究人员,把帮助他们完成研究作为首要职责。研究人员不受填写申请表、工作进度等烦琐文件的干扰,也不用担心论文发表,可将全部精力集中于研究。在开拓阶段,除了微弱的增进医学发展的希望外,小组几乎拿不出任何东西来证明工作的价值,但是MRC从不催促成果。1962年,MRC进一步资助建立了分子生物学实验室(LMB),英国女王亲往揭牌。同年,实验室有4人获诺奖,其中沃森(J.Watson)和克里克(F.Crick)因提出DNA双螺旋结构模型同获医学奖,佩鲁茨(M.Perutz)和肯德鲁(J.Kendrew)因确定血红蛋白和肌球蛋白的分子结构同获化学奖。这也奠定了LMB在科学领域的国际声望。
LMB创始人佩鲁茨认为实验室的成就要归功于MRC的开明政策。佩鲁茨、克里克、肯德鲁及两度获得诺贝尔化学奖的桑格(F.Sanger)组成了实验室管理委员会。委员会从不直接干预实验室工作,而是确保研究人员去完成研究,并努力吸引有天分的年轻人加入。委员会很少召开会议,仅当有重大决定时才召开。这一管理机制运行平稳,从而使委员们也有时间专心从事自己的研究。
[16][16]
截止到2015年,LMB共有14位研究人员获过诺奖,进修人员后来也有11位获诺奖,LMB也因此被称为“诺贝尔奖工厂”。[17]
2.5 良好的科研成果转化服务——“剑桥现象”
剑桥允许教员业余兼职研究,将科研成果向应用开发转移,实现产业化。依托大学的科研实力,剑桥及周边地区形成了欧洲最有影响力的高新技术产业集群,产生了产学研高度结合、科研成果高效转化的“剑桥现象”(the Cambridge Phenomenon)[18]。
为促进科研成果转化,剑桥建立了一套行之有效的体系,包括利益分配机制、创业教育、创业服务及与产业界互动机制等,降低了成果转化的“门槛”和风险。设立了推进科研成果转化的机构,如剑桥企业有限公司(Cambridge Enterprise Limited)在技术授权和科技创业方面提供服务。[19]知识转移促进网络(Knowledge Transfer Facilitators)促进与潜在企业伙伴的交流及沟通。[20]这些服务培育了剑桥良好的创新创业氛围,激励了科研人员对应用性研究的热情,从各院系衍生出了许多高技术公司。[21] 在教研领域,剑桥同产业界也保持着广泛联系,如联合授课、培养学生、咨询服务,学生实习兼职,设立产业资助的科研岗位等。[22]
在生物医学园区还有帮助进行转化医学研究的专门机构。如剑桥大学医学联盟下设转化研究办公室,帮助将生物医学研究成果转化为可实际应用的健康技术,如新疗法、仪器、诊断方法等。[23]剑桥大学医院国家医疗服务基金信托(Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust)负责审查涉及人体的生物医学研究,并给予全面的专业支持。[24]非营利组织东部医疗企业有限公司(Health Enterprise East Limited)提供知识产权服务,对于那些有益于改善健康或节省开支的创新,即使缺乏商业价值,也会被评估并推广。[25]
2.6 临床与科研
在英国,大部分临床医生无需进行科研工作。根据与科研的关系,医生可分为三类。第一类是提供基础医疗服务的全科医生,是医生的主体,无需做科研。第二类是国民保健服务(National Health Service,NHS)医院的医生,主要工作是临床但保持科研兴趣,也称研究活跃型医生(research-active doctors)。第三类是少数临床科研型医生(clinical research physicians),主要工作是科研。全英医学总会(General Medical Council,GMC)规定所有医生每5年都要接受医学评估进行再认证,不通过会丧失行医资格。[26][27]评估主要强调临床水平和与同事、患者之间的关系。对科研医生,GMC从法律法规、伦理等方面制定了规范,如有违背也将危及行医资格。[28]由于没有论文压力,加之科研造假惩罚严重,一定程度上阻止了低水平论文或论文造假现象的发生。
尽管从事科研的医生比例不大,但剑桥仍然在临床医学研究领域处于世界领先地位。在剑桥生物医学园区,已形成生物医学集群。剑桥医学研究所、阿登布鲁克临床研究中心、英国癌症研究所、剑桥大学医学联盟、生物制药公司全球研发中心、英国精准医疗弹射中心(Precision Medicine Catapult)网络项目总部等纷纷在园区建立。[29][30] [29]在物理空间拓展的同时,各机构间的合作也在延伸。英国定期会系统评估全国高校科研水平——科研卓越框架(Research Excellence Framework),从科研产出、影响力及学术环境等方面衡量大学的科研实力,并以此作为下拨经费的重要依据。评估结果分4个等级,最高等级(四星级)代表该研究达到了世界领先水平。在最近的2014年度评估中,剑桥的临床医学研究有58%达到四星级,高居首位。[31]这得益于临床医生、科学家、生物公司之间的广泛合作。对我国生物医学科研管理的建议
相较于青蒿素的研发年代,我国的生物医学科研条件已大为改善,科研水平也在逐步提升,如能有更完善的科研管理体系,将有助于科研的更大发展。面对全球卫生和大科学时代的挑战,结合剑桥大学的管理经验和我国的实际情况,提出以下建议。
我国传统的科研管理体系往往很重视管理职能,却忽视了服务功能,而后者正是剑桥科研管理体系的核心特点。在大科学时代,生物医学科研是一个系统工程,要想深入挖掘科研人员的潜力,使其专心研究,离不开完善的支持体系。因此,在科研管理中应树立服务观念,为科研人员在研究各阶段提供全面专业的服务支持。在科研基金、学术工具、大数据管理方面,都需要搭建数据库平台,及时更新国内外信息,为研究提供方便。在成果转化方面,由技术转化办公室、转化医学研究中心等机构提供技术评估、法律顾问、商业运作等多方面的专业支持,充分实现技术价值。
我国综合性大学拥有教学院系、科研中心、医学院和附属医院,与剑桥大学类似。如能很好地整合这些研究力量,将能极大地促进生物医学研究。这一方面需要搭建科研合作平台,促进多领域的跨学科合作研究。另一方面,需要创造促进自由交流的环境,营造鼓励分享、创新的氛围。剑桥分子生物学实验室的精英管理模式比较特殊,研究人员得到充分信任,无需操心经费和论文,只管专心研究。这种模式不适用于短期考评,但是从长远来看可能取得引领世界的重大成果,可供有实力的研究机构借鉴。
临床与科研有相互促进作用,剑桥经验显示生物医学研究成果的取得并不在于从事科研的医生数量,关键是整合学科优势促进临床与科研的合作。我国医生职称评聘制度主要以课题、论文为导向,临床医生付出大量精力应付科研,虽然论文数量可观,但也催生了学术造假、论文代写等学术不端现象。卫计委、人社部在2015年11月出台了《关于进一步改革完善基层卫生专业技术人员职称评审工作的指导意见》,指出对基层医疗人员评审不再对论文、科研要求做硬性规定。[32]这打破了以往单一的以科研为导向的评价制度,是遵循医疗规律和基层医疗工作实际的举措。接下来,可以借鉴他国较成熟的做法,进一步将医生分为临床型和科研型,根据不同医疗机构的实际情况决定临床与科研的比重。除了基层医生外,临床型医生考核也以临床业务水平为主,对于科研型医生则需保证其科研条件和时间。同时,加强临床与科研人员之间的联系合作,促进转化医学的发展。[33]
在我国重视科学发展的良好环境下,完善生物医学科研管理策略,将有利于调动科研人员的积极性,促进生物医学科研在大科学时代的发展。
致谢
感谢剑桥医学院滕忠照及Elizabeth Fistein老师对本文的启发,感谢中科院科技政策与管理科学研究所樊春良研究员、北大医学人文研究院张大庆教授及口腔医学院科研处单艳华的指导。
参考文献
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Cambridge.Nobel
Prize
Winners[EB/OL].[2016-10-08].http://.[33] 夏青, 郭超, 沈如群.科研管理促进转化医学的发展[J].中华医学科研管理杂志, 2011,24(1):2-4, 7.
第二篇:常用生物医学材料
常用生物医学材料
南华大学
电气学院
20104320135
李闯
摘要: 医用硅橡胶(silicone rubber)是美容外科中应用较广的生物材料(组织代用品).它是高分子有机化合物聚硅酮的一种橡胶样固体形态,又称二甲基硅氧烷。随着生物医学和材料的发展,各种人工制备的生物材料植入骨内替代骨移植,临床应用效果好.这些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,对骨形成具有明显的诱导作用,被泛称为人工骨(artificial bone)。人工骨与医用硅橡胶同为如今最常用的两类生物医学材料。
关键字:人工骨,植入,移植,相容性,人工制备,医用硅橡胶,美容,整容
一:医用硅橡胶
1·生物相容性:由于其结构对称性,分子主链呈螺旋状,使硅氧单键的极性相互抵消,且侧链的R一般都是低极性或非极性基团,所以整个大分子极性很低,使硅橡胶表现出疏水性、耐氧化以及抗老化性。
此外,主链中Si2O键和侧链中的C2Si键的极性都近似于离子键,在正常使用温度(250°C以下)不发生裂解、氧化等反应,故又具有优异的耐热性,可用作医疗器械、人造脏器和药物缓释体系,对人体有良好的生物相容性。2·生物功能性:是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所要求的物理和化学性质:(1)可检查、诊断疾病;(2)可辅助治疗疾病;(3)可满足脏器对维持或延长生命功能的性能要求;(4)可改变药物吸收途径,控制药物释放速度,满足疾病治疗要求。
3、无毒性
4、耐生物老化
5、物理和力学稳定性
6、易加工成型,材料易得,价格适当,便于消毒灭菌
7、在生产、加工过程中防止引入对人体有害的物质
应用
1·作为人造器官
硅橡胶模拟制品可长期埋置于人体内,作为人体内某个部分不可缺少的元件。包括脑人工肺、视网膜植入物、人工脑膜、人工手指、手掌关节、人造鼓膜、人工心脏瓣膜附件、人工肌腱以及用于消化系统和腹外科制品的各种导管等。
2·在整容和修复方面的应用(1)人工颅骨的修复:(2)尼龙、聚酯纤维等增强后作人造皮肤;(3)提高视力的隐性眼镜;(4))修补前额、鼻、勃颈等;(5)治疗外耳的缺损;
(6)现在争议一直很大的人工乳房
3·在医疗器械上的应用
硅橡胶可作为导管短期置入人体的某个部位,作为抢救和治疗的重要辅助材料和手段,如为肝功能不全、烧伤等病人进行补液用的静插管, 还可用于胎儿吸引器的吸头,医用电极板基质,生物传感器的包装材料等 4·在药物缓释体系的应用
硅橡胶可作为药物缓释体系的载体,如包封药物胶囊,包封的药物包括抗生素,镇静剂,安眠药,抗癌药,麻醉剂等.硅橡胶还可作为消泡剂治疗某些疾病,如用于抢救急性肺水肿,可迅速疏通呼吸道,改善缺氧状况,减少或避免因泡沫阻塞气流通过而窒息的死亡。
医用硅橡胶的副作用:
(1)由于其分子结构的低极性造成的疏水性,使其仍对人体有一定的异物反应,今后的发展要求是对其表面进行改性,提高其亲水性。
(2)抗张力强度不够,易破裂和撕裂,要解决其机械强度低的性质,就要对其采用物理和化学方法改性。
(3)对皮下避孕埋植系统而言,以硅橡胶为载体的长效皮下埋植剂在放置有效期满后必须取出,增加了使用者的痛苦和花费,这样就引发了可生物降解埋植剂的研究。
二:人工骨
人工骨是指用人工材料制造的人骨替代品或者骨折固定材料。人工骨材料主要有高分子合成材料如聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯等、无机材料如磷酸三钙、羟基磷灰石、氧化铝生物陶瓷等。
1·由于人骨的各种生物学特性,故对人工骨的要求也很苛刻,具体对人工骨的性能要求如下:
由于对活骨化学、生物特性的不断了解, 人们更有能力设计和开发出模仿这些特性的材料, 理想的骨移植替代材料应当具有成骨性、生物相容性、可吸收降解、可提供结构支撑、临床使用方便、价格低廉。根据其具体用途, 一些特性要比其它的特点更重要。骨移植物和其替代物可依据其骨传导、骨诱导和成骨特性分类(见表1)。同种异体骨移植物与自体骨移植物的特性比较(见表2)。复合材料移植物是具有骨传导性的基质与骨诱导和成骨活性物质的组合, 有可能替代自体骨。
人工骨容易商品化获得, 使用方便, 但目前单一的人工骨多为骨传导材料或复合骨诱导因子材料, 其机械性能较差, 难以起到机械支撑作用, 尚不能用于修复重建大段骨缺损和关节缺损, 仅用于填充植骨或脊柱融合。一些人工骨制备成注射剂型, 能够采用非手术或微创的方法提高骨修复效果, 方法操作简单、创伤轻微, 对血运和关节肌肉功能干扰小。避免了局部血供的进一步破坏, 大大减少了感染和手术并发症的发生可能, 而且恢复快, 符合现今微创外科的趋势。在此仅介绍两种最常用人工骨临床应用及相关问题。
1·医用硫酸钙
Osteoset是一种医用硫酸钙骨移植替代物,(于1996年6月通过美国食品与药品委员会论证, 并在同年获得欧洲CE商标, 此后已在成千例病人中使用, 并且证明是安全有效的。Osteoset颗粒有两种型号, 小颗粒在小的骨缺损中使用较为理想, 直径分别为4.8mm和3.0mm, 颗粒分别重100mg和30mg。为了方便使用, 各种尺寸颗粒均用小瓶包装, ˜射线灭菌。Osteoset2T内含4 %的妥布霉素, 妥布霉素亦称妥布拉霉素(To2bramycin), 为氨基糖甙类抗生素, 抗菌谱与庆大霉素相似。主要用于各种革兰氏阴性杆菌感染(绿脓杆菌、变形杆菌、克雷氏菌、沙门氏菌、葡萄球菌包括金黄色葡萄球菌), 对绿脓杆菌较庆大霉素约强2~3倍, 比多粘菌素B也较强, 对庆大霉素耐药的绿脓杆菌也常敏感, 对其它革兰氏阴性菌的作用则低于庆大霉素, 对金葡菌的作用约与庆大霉素相等。适用于感染性骨缺损, 引起肾毒反应者较庆大霉素为低。
2· 自固化磷酸钙水泥
自固化磷酸钙水泥(Calcium Phosphate Cement , CPC)是Brown和Chow于20世纪80年代早期研制出来的快速凝固型、非陶瓷型羟基磷灰石(HAP)类人工骨材料, 由数种磷酸钙粉末和固化液两部分在使用时按比例调和而成。调和物呈膏体状, 能根据填充部位的要求随意塑形, 在体内条件下发生固化反应, 约4h后自然转变成含微孔的HA晶体。在固化过程中基本不放热, 不会造成组织灼伤。一般ACPC固化的抗压强度为30~50MPa , 它与反应物中的添加成分或制备方法等因素无关。上世纪90年代中期国内研制成功了自固化磷酸钙水泥(CPC)人工骨材料, 并进行了商品化开发, 商品名瑞邦骨泰。其剂型分为普通型骨泰、载药型骨泰和注射型骨泰。
参考文献 1· 中国矫形外科杂志
2004年12月第12卷第23、24期
2·史文红、赵成如.医用硅橡胶及其制品[J ].中国医疗器械信息,2009,15(11)3·温变英.生物医用高分子材料及其应用[J ].化工新型材料,2001 ,29(9):41 4·医用高分子材料—硅橡胶
5·贡长生、张克立.新型功能材料[M].北京:化学工业出版社,2001.
第三篇:生物医学材料
钛及钛合金在生物医学上的应用及研究进展
摘 要:简单介绍了钛及钛合金和其作为生物医学材料的优点,简述了钛及钛合金的物理性能、化学性能,同时阐明了其生物相容性原理。综述了国内外生物医学钛合金材料的应用和研究进展。
关键词: 医用钛合金;生物医学材料;生物相容性;应用和发展 引言
金属材料是最早用于临床的生物医学材料,可用于传统的人体硬组织缺损、创伤、骨科、牙科疾病等的各种修复,矫形及内、外固定治疗等。从20世纪中叶以来,以钛合金为主的生物医学金属材料开始在人体硬组织植入,特别是在人体软组织的介入治疗方面显示出独特而神奇的疗效。极大地促进医用了钛合金材料在外科植入物和矫形器械产品中的应用和推广。近年来钛及其合金以其与骨相近似的弹性模量、良好的生物相容性及在生物环境下优良的抗腐蚀性在临床上得到了越来越广泛的应用。而具有典型代表性的医疗器械产品的问世,无疑是医学领域的一个里程碑,具有划时代的意义
[2,3]
[1]。
2钛及钛合金作为生物材料的优点
2.1钛及其合金的物理性能
纯钛有4个牌号,还有20余种合金,为临床选择使用提供了余地,钛熔点1668士4℃,沸点3553℃,具有α、β俩种同素异形体,882℃转变时伴随5 %的相变体膨胀。导热系数0.036cal/cm.s.k,接近牙釉质导热系数0.002cal/cm.s.k,作为口腔修复体时可保护牙髓。钛的强度比不锈钢高,且有较高韧性和抗疲劳能力,即使在有裂纹和缺陷时也需要用极高的载荷才能使其断裂。合金化虽然可以提高其强度,但降低其断裂韧度(Klc)2.2钛及其合金的化学性能
钛在空气中或氧化条件下其表面生成一层钝化膜(主要由TiO2、Ti3O2=TiO组 成),温度升高,时间延长使钝化速度增大,膜厚度增加,而且该钝化膜有自修复功能。通过生化试验,动物实验和临床观察均证明钛对于血液、体液等有极好 的耐腐蚀性能[4,8]
[4-7]
[4]。
。2.3生物相容性
普通金属材料力学性能优良、易加工,但组成与人体组织成分相距甚远,因而很难与生物组织亲合,一般不具有生物活性。作为生物医学材料的钛及钛合金满足了2个基本条件:①无毒性;②耐生理体液腐蚀。
钛及钛合金的缺点是硬度较低,耐磨性差。如果将钛制品表面进行高温离子氮化处理,纯钛及钛合金硬度分别提高 7倍和 2倍,氮化后钛材的年腐蚀率仅 为非氮化的三分之一。动物实验结果表明,生物组织对表面渗氮处理钛材反应轻微且无毒性。[9]3钛及其合金在生物医学领域的应用
近年来,钛及其合金以整形外科、牙科及各种医疗器械为中心,在医学领域得到空前的快速发展。3.1人体矫形
钛合金弹性模量比不锈钢更接近于人体骨骼,因此钛合金肘关节、踩关节等被广泛用于人体矫形手术中。每年世界上大约有1亿病人由于臂关节和膝关节 炎症而进行替换治疗。钛制膝盖板比用不锈钢膝盖板轻许多且腐蚀问题得到了 改善。德国在20世纪80年代开发了钛合金精铸假肢,推动了钛功能假肢的发展,从此,钛合金精铸假肢在各国很快得到了推广应用。目前,钛制假肢正在逐渐取代钢制假肢[10]。
3.2介入性治疗
介入性治疗是近几年来得到快速发展的一种先进的非手术临床诊疗技术。该技术通常是在X射线图像监视下,几利用穿刺插管技术将特制导管、支架等沿血管或体内其它管腔输送到体内病变处,就地治疗
[11]
。过去支架通常以316L不锈钢制成,但这种支架的纵向柔韧性不太令人满意,而钛镍形状记忆合金支架具有偏置式力学效应和形状记忆效应,目前正被广泛研究并投人临床湘瓜合金制成的血管支架,不仅与316L不锈钢有相当的强度,而且具有良好的冷加土成形性、更适合人体要求的纵向柔顺性3.3牙科
从钛合金植入人体那一刻起 ,牙齿种植用金属材料就发生了一系列的改变。
[12]
。钛与人体骨骼上皮组织、结缔组织都具有良好的亲和性,力学性能也可与其它各种类型牙科用合金相媲美,且密度小,制成的义齿体感舒适义齿通过表面处理,还可满足人们对义齿美观的要求。3.4循环系统医疗器械
钛通常被用在制作心率调节器和除颤器,它可以作为载体工具替代心脏本身某些功能,如心脏瓣膜。美国活性金属公司提供了一种钛材,用以制造主动脉瓣膜,外科医生把这种心脏瓣膜放在适当位置而不必进行缝合。在心脏起搏器中,密封的钛盒能有效防止潮气渗入密封的电子元器件
[14]
[13]
。不仅如此,钛
。人工肺关键部位使用的微孔钛片作为气体扩散元件将氧气扩散到体外循环的病人血液中,将静脉血变成动脉血。3.5 面部治疗
当人体面部组织遭到严重破坏时,局部组织修复需要用外科植入件进行。钛合金具有良好生物相容性和所需强度,因此,是人体面部组织修复的理想材料。纯钛网作为骨头托架已用于颗骨再造手术3.6手术器械
钛医疗器械具有良好的抗腐蚀能力,反复的清洗、消毒表面质量不受影响;无磁性,能够排除对微小、敏感植入电子器械的破坏威胁;质轻、用来替代不锈钢重量大为减轻,使医生操作过程中更加灵活,降低医生的疲劳程度。因此,目前已用来制作手术刀片、止血钳、剪刀、电动骨钻、镊子等。
[9]
[15]。
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第四篇:生物医学材料
如何发展广东省的生物医学材料
[摘要]广东省发展生物医学材料从“确立重点开发产品;构建生物医学材料产业的新技术体系;加强对外合作与交流;充分利用资本市场解决资金不足的问题”4方面进行培育。同时开展相关研究使我省生物材料的研究水平有较大提高。
[关键词]广东省;生物医学材料 ;发展;纳米生物材料领域;组织工程和再生医学材料领域;材料的制备方法学和质量控制体系研究
(department of chemistry , foshanuniversity , student ID :2009234110)Abstract: Guangdong Province the development of biomedical materials from the established focus on developing products;build a new technical system of biomedical materials industry;strengthen international cooperation and exchanges;take full advantage of the capital market to solve the problem of insufficient funds “four aspects of nurturing.Related studies of biological materials in the province level has improved greatly.Key words:guang dong province;Biomedical Materials;developing;The field of nano-bio materials;Tissue engineering and regenerative medicine materials in the field;Preparation of methodological materials and quality control system
生物医学材料是指一类具有特殊性能、特种功能,用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患,而对人体组织不会产生不良影响的材料。随着我国经济的持续增长,中国生物医学材料领域这片“热土”引起国际上一些主要研究机构和越来越多的世界500强企业的关注,日本和韩国的生物医学材料领域近年来也呈现出强劲增长态势。有人预言,未来10年,生物材料将步入“亚洲世纪”。生物医学材料的发展历程世纪初, 第一次世界大战以前所使用的材料为第一代生物医学材料。代表材料有石膏金 属、橡胶以及棉花等物品。这一代的材料大都已被现代医学所淘汰。第二代生物医学材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学以及大型物理测试技术发展的基础上的, 研究人员也多由材料学家和医生来担任。代表材料有经基磷灰石、磷酸三钙、聚经基乙酸、聚甲基丙烯酸轻乙基醋、胶原、多肤、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医学材料一样, 其研究思路仍旧是从改善材料本身的力学性能和生化性能, 使其在生理环境下能够长期地替代生物组织。第三代生物医学材料川是一类具有促进人体自身修复和再生作用的生物医学复合材料。它是在生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长机制的结构和性能的基础上建立的叫, 由具有生理“ 活性” 的组元及控制载体的“ 非活性” 组元构成, 有较理想的修复再生效果。它通过材料之间的复合、材料与活细胞的融合、活体组织和人工材料的杂交等手段, 赋予材料特异的靶向修复、治疗和促进作用, 从而使病变组织大部分甚至全部由健康的再生组织取代。骨形态发生蛋白材料是第三代生物医学材料中的代表。
我国生物医学材料的发展前景
我国自上个世纪70年代开始进行生物医学材料的研究,国家“九五”、“十五”、“十一五”等各类科技计划和产业发展规划都对生物医学材料研究给予了支持。我国《生物产业发展“十一五”规划》明确提出:加快发展生物医学材料、生物人工器官、临床诊断治疗设备,建设若干国家工程中心和工程实验室,加强自主创新,在一批关键技术或部件上实现重点突破,实现产业化。《促进生物产业加快发展的若干政策》明确提出,加快发展生物医学材料、组织工程和人工器官、临床诊断治疗康复设备。
但是,国内大约70%的生物医学材料市场仍然被国外产品占据,在更高端的生物医学材料产品领域,国外产品甚至占据95%以上的市场份额。如果要要发展广东的生物医学材料,要改变这种状况在很大程度上取决于我省在生物医学材料核心关键技术领域的突破,除产品创新外,应特别关注材料制造技术。
国内生物医学材料与国外同类产品相比, 存在4 个突出的问题:1.仿制品多, 缺乏自主知识产权;2.销售价格低, 但档次和质量也低;3.企业生产规模普遍偏小, 难以形成规模效应;4 研发投入少, 产品技术含量较低。与此同时, 外商的大批涌人, 不仅带来了大量具有竞争力的产品, 同时还展开专利权、商标权等知识产权方面的竞争。
2000 年底国内公司在我国注册生产的生物医学材料及制品只有53 种,而国际医疗器械生产公司在我国注册生产、销售的品种多达30 多种。因此, 建议从以下几个4个方面培育,发展广东省的生物医学材料。
.确立重点开发产品
复合材料作为硬组织修复材料的主体, 有效地解决了材料的强度、韧性及生物相容性的问题, 是生物医学材料新品种开发的重点, 在临床上得到了广泛的应用哪〕。目前研究较多的是合金、碳纤维、无机材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的复合以及血液净化剂的开发。这些生物医学材料应该作为广东省今后重点开发的产品。构建生物医学材料产业的新技术体系
生物医学材料产业的新技术体系必须以生物医学材料企业为技术创新的主体, 充分发挥科研院所、大专院校的带头作用, 实行产、学、研结合, 成立学科齐全、队伍精干、人才结构合理的生物医学材料科研队伍, 开发有自主知识产权的生物医学高新技术产品。加强对外合作与交流
加强对外合作与交流必须积极参加国际间的技术交流与合作, 学习国外先进的技术和管理经验, 及时掌握生物医学材料技术在国际上的发展状况和趋势, 积极引进、消化和吸收国外的先进技术,强化“ 产品国际化” 的意识, 在新产品开发上要紧紧跟随甚至超越国际潮流, 增强我国生物医学材料产品的竞争力, 缩小与发达国家之间的差距。充分利用资本市场解决资金不足的问题与我国大多数高新技术产业类似, 生物医学材
料产业也面临着发展资金不足的问题。通常可采取下列措施解决: 充分利用股票市场帮助我国生物医学材料企业筹集资金;º 鼓励生物医学材料企业发行企业债券;» 创造良好的市场氛围, 吸引国外资本和民间资本进入生物技术领域;通过其他风险资本筹集资金。
期待突破
广东省发展生物医学材料首先应有所突破的是生物医学材料先进制造技术领域。据相关专家表示,生物医学材料制造技术的高低既制约着生物医学材料的产品精度和质量,也控制着产品生产成本,决定了产品的竞争力。其次是生物医学材料表面/界面科学与工程领域。生物医学材料的表面性质直接关系到材料与体内组织的反应及其相互作用,决定着植入或替代产品在体内修复的成败。对于复合生物医学材料而言,界面既是核心问题,又是热点前沿,界面特征决定着材料最终的整体力学性能。令人兴奋的是,经过两代生物材料工作者的努力,我国上海硅酸盐研究所、四川大学、西安交通大学等在医用金属材料表面改性领域,尤其是在发展生物活性涂层技术方面已取得长足进步。其他课题组和团队通过对各类复合生物材料的界面设计和构建,显著提高了生物材料(尤其是无机—有机复合生物材料)的整体力学和生物学性能。此外,一些课题组在构建智能或仿生生物材料表界面方面也形成了自己的特色。
第三是纳米生物材料领域。纳米生物材料一直是生物医学材料的前沿和重要领域,作为医用植入和修复材料,其在力学及细胞生物学性能上具有优势。预计在完成安全性评价后,纳米生物材料将首先在硬组织修复材料领域获得应用。这主要是因为人的骨组织本身就是纳米结构的材料(由纳米级羟基磷灰石和有机高分子物质构成)。而作为纳米生物材料的另一个应用途径,诊断检测试剂正显示出重要前景。第四是组织工程和再生医学材料领域。组织工程和再生医学的临床应用离不开生物材料科学和技术的突破。目前组织工程领域面临暂时的困境,这与科学问题有关,如种子细胞、生长因子及体外构建问题等;更与研究发展生物相容性好的细胞特异性材料及支架的先进制造技术密切相关。只有在上述领域取得整体突破,组织工程才有望在未来5~10年内造福大众。
再者是组织诱导材料领域。组织诱导材料是我国科学家首先提出并拥有我国自主知识产权的生物材料,其广泛应用和被国际接受有赖于相关机理的进一步阐明。
最后是医学材料生物相容性评价和产品标准领域。随着基于新原理的产品的不断涌现、大众对产品质量的深度关切,人们对材料生物相容性、安全性、有效性及时效性等的评价方法和产品标准提出了更高要求,并期待突破。
在产业化方面,生物医学材料及其制品占世界市场的份额不足2%,主要依靠进口,产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。结合我国国情和学科发展趋势,按照”有所为,有所不为,重点突破"的原则,我们建议,应在五个方面开展重点研究。
一是生物结构和生物功能的设计和构建原理研究。着重研究具有诱导组织再生的骨、软骨及肌腱等基底材料和框架结构的设计及其仿生装配;
二是表面/界面过程-材料与机体之间的相互作用机制研究。从细胞和分子水平深入研究材料与特定细胞、组织之间的表面/界面作用,揭示影响生物相容性的因素及本质。
三是生物导向性及生物活性物质的控释机理研究。研究可自控或靶向释放蛋白、基因等特异性生物活性物质的材料的设计以及生物导向性原理;用于组织细胞和基因治疗的半渗透聚合物膜的设计、自装配及特异性细胞密封技术。
四是生物降解/吸收的调控机制研究。研究生物降解/吸收材料的分子结构和生物环境对其降解的影响、降解/吸收速度的调控、降解/吸收及代谢机制,以及降解产物对机体的影响。其目标是为组织工程化人工器官生物材料及药物控释材料的自成、改性方法提供理论基础,实现材料参与生命过程和构建生命组织的目的。
五是材料的制备方法学和质量控制体系研究。主要研究生物医用材料及修复体的计算机辅助设计;
通过上述研究的开展,将使我省生物材料的研究水平有较大提高,为我国生物医用材料科学及其产业的发展奠定坚实的基础。
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第五篇:加强科研管理
加强科研管理 实施创造教育(课题总结)
加强科研管理 实施创造教育(课题总结)
丁克英
我校是95年才加入崇文区《全脑开发与学生创造能力的培养》实验课题组的,虽然只有短短的一年时间,但由于领导重视,加强了对这一科研课题的管理力度,以课题研究为龙头,以课堂教学为突破口,带动了教师教学水平和学生学习能力,创造能力的全面提高,取得了明显的效果。
一、加强对课题研究的管理和指导:
(一)领导带头,成立课题试验组:
二十一世纪将是科学技术,世界经济高速度发展的时代,国际,国内的各种况争将会更加激烈。为了使我们的国力适应国际形势的发展,处于不败之地,就要转变观念,探索教育改革,培养出高素质的创造形人才。创造教育是较高层次的素质教育,是达到素质教育目标的有效途径和方法。开展创造教育是实现“应试教育”向素质教育转轨的重要举措。创造教育是一项具有战略意义的、高难度的课题,在学校实施素质教育中是一个创举。
为了深化我校的教育改革,校长具有远见地提出参加我区的“全脑开发与学生创造能力的培养”课题组,于是我们成立了以校长为首的科研领导小组,并召开了专门会议,研究和确定了一、四年级3个班为实验班级,语文、数学、美术、音乐、体育、自然、地理、思想品德、社会等实验科目,在这些实验年级及科目中配备了得力的教师。95年7月由三位领导和十三位教师组成的专题实验小组正式成立,并在假期中召开了第一次会议。
为使科研课题能够顺利地开展实验,我校把这项研究纳入学校的三年发展规划,每学期工作计划中。对于实验小组的活动给予时间的保证,提供书藉和资料,每学期都要开展课题组的专题研究课活动。为了保存研究课和学生活动的音像资料,在资金十分紧张的情况下,我们购置了较高级的摄像机。每学期期末还要召开专门的经验交流会,在专题研究和活动中有一定成绩的老师,给以物质上的奖励。领导的重视,时间和物质上的保证也大大地激励了老师们搞好专题实验的积极性。
(二)加强理论学习与培训:
全脑开发与学生创造能力的培养是一项科研课题,对于我们来说也是一个崭新的课题,校长和老师在过去的传统教育中从未接触过创造教育及脑科学的研究。创造学是一门新学科,而且是一门综合性很强的学科,创造教育的思维方式和教学重点与传统教学又有很大的差别。因此我们要想把这一课题的实验搞好,首先要学习。
1、领导带头学习:
领导在一切工作中是起决策性的指挥系统。搞专题研究,领导首先要明确地认识到此项科研的重大意义,用创造教育的理论武装自己的头脑,解放思想,更新观念。要想领导大家搞好专题研究,领导,特别是主抓此项专题实验的领导,要带领大家学习,要引导老师们学习。我们重点学习了《创造教育概论》,通读了刘文明教授的《中小学生创造智慧超常增长训练》。仔细地研究了我区的创造教育实验方案,和老师们一起参加培训,阅读报纸、刊物了解国内外的有关创造教育的研究成果和经验,并剪接下来,提供给老师们共同学习和参考。
2、组织教师学习:
首先我们组织教师参加我区分院的培训,实验方案人手一份,脑分工图每人一张,书两本,即《中小学生创造智慧超常增长训练》,《中小学生怎样开发创造智慧》。组织老师们集体学习《创造教育概论》。安排好时间,让每个课题组的老师参加分院各学科的辅导,并鼓励青年教师主动向分院课题组的老师们请教,每学期定期召开专题研究,使大家互相学习,共同促进和提高。在实践中加强学习,参加兄弟学校的研讨会、现场经验交流会。把名人请进来学习,把刘文明老师请进来,听刘老师的报告。组织全体老师观看天津市创造教育的录相。通过学习使我们对课题的研究有了初步的理解,明确了创造教育的原则,及实验方法。
人脑分为左脑和右脑,左右脑两半球有明确的分工。左脑是抽象思维中心,主管抽象思维、求同思维、线型思维,把握时间、记忆、语言、数字、计算、排列、分类、逻辑、分析、阅读、书写,体现为有序性。连续性、分析性。右脑是形象思维中心,主管形象思维、求异思维、面型思维,把握空间、直觉情感、态度、身体协调、视知觉、艺术、节奏、音乐、图形、想象,体现为无序性。跳跃进,直觉性。在人类漫长发展的过程中,越来越重视左脑的开发和利用,忽视了右脑的潜能。现代科学研究使脑科学、生命科学、人类智慧学的研究进入了新的历史时期,呼唤开发大脑潜能的右脑革命,使左右脑协调发展。全脑开发,培养创造型人才。人的创造才能除了有先天因素外,主要是在后天通过学习获得的。影响创造才能的环境因素有家庭,学校和社会。学校教育比家庭教育有着更为重要的意义,学校作为专门的教育机构,对学生创造才能的影响,主要通过教师和教育思想和方法来实现的。因此,学校的教育思想方法、管理措施、校风、教师的教育态度和素质,都对学生的创造力的发展有重要影响。因此,担负实验课题的老师首先要使自己具有创造者的心理素质和修养,才能体味如何培养创造型学生,才能正确地评价和认识学生。
(三)制定课题实验工作计划:
“全脑开发与学生创造能力的培养”的科研课题,是我校教学改革的重要组成部分,要搞好科研专题的研究,就要以课堂教学为载体,有计划,有目的实施。一年来我校按不同学期的不同教学内容,确定实验目标。例如第一学期,一年级学生刚刚踏进学校大门,要进行常规的培养,所以把训练的重点放在活动左肢,活化右脑。第二学期突出形象化教学,借助教具、学具,使学生动手、动脑、动口,在培养学生学习能力的同时培养创造思维能力,使两种能力在学习的过程中同步增长。
详细安排专题研究课活动。备课要求双目标备课,即教学目标和专题实验目标。课题组的老师都要参加听课,评课,撰写论文,每学期交流一次论文。每位老师要根据学校专题研究计划,制定出个人实验计划,计划要求具体详细,切实可行。学校除去总的计划外还有月安排,月检查、月总结、周安排,因为计划详细,具体,所以一年来的专题研究能够按计划一一得到落实。
二、寓创造教育于课堂教学之中:
课堂教学是学校教学活动的主要形式,实施创造教育有多种途径,但最基本途径还是要立于课堂教学这一主渠道,只有教师真正掌握了创造教育的思想、方法,并融于各学科的课堂教学之中,创造教育的目的才能最终得以实现,因此我们把主阵地放在课堂教学上。同时因为专题的引入,老师们会从把握教学目标,确定教学内容,设计教学过程和安排教学方法上精心考虑,从而更有效地提高课堂教学效果,进一步促进了我校课堂教学特色的形成。
(一)转变教育思想,更新教育观念:
传统的教育方法有许多不利于学生创造思维的发展,老师们要树立正确的教育思想、教育观念。教育要面向现代化,面向世界、面向未来。培养学生的创造意识和创造志向,发展学生的创造思维,教给学生从小学会创造的基础知识和基本方法,开发学生的创造潜能,提高学生的素质,促进应试教育向素质教育转轨。
(二)抓备课环节:
既然以课堂教学为主,就要充分挖掘教材中的创造教育因素,依据教材内容,确定明确的教学目标。适当的教学目标是上好每一节课的灵魂。实验课题组的老师备课要认真思考,确立好教学双目标,即:实验目标和思想教育目标。实验目标要开发学生的全脑,加强形象思维,直觉思维,创造思维及想象力的培养,激发和启动学生创造意识和创造动机。结合教材,结合学生的年会特征,创设一些动手操作的机会,提高他们的操作能力。教师要创造性地备课,选择恰当的教学方法,有利于激发学生的学习兴趣,调动他们的积极性。通过学生动脑动口、动手,主动去获取知识,多种方法的综合运用,以顺利完成教学目标。
(三)改进教法:
活动左肢,活化右脑。通过学习,老师们对左右脑的分工有了一些了解,大家开始注意有意地让学生在课堂学习活动中多活动左手,以促进右脑活化。左手举手,双手打数,双手学画图形,双手敲打乐器,左右两边做游戏。特别是手指操,引起学生的极大兴趣,孩子们的小手做起手操比老师可灵活多了。双手的活动既活跃了课堂气氛,也调动了学生学习的积极性。当马芯兰实验教材课题组的老师们到我校听课时,学生们灵活的双手打数,运动式的手跑操,思维的流畅,洪亮流利的语言表达能力,吸引了听课的老师,课题组的老师们都有耳目一新的感觉,对我校的课堂教学给予了很好的评价。
采用形象化的教学,促进学生创造性思维的形成。我们要求老师们在实验年级上课,必须通过教学活动,有意地开发右脑的智力,注重发展形象思维,并使抽象思维和形象思维有机地结合,才能过到全面提高学生的智力的整体素质的目的。创造性思给离不开形象思维,只有发展形象思维的基础上,使两种思维以多种多样,独特而灵活的方式紧密结合,才能激发出巨大的创造力。所以我们把形象思维有意地渗透到各个学科,贯穿于教学的全过程,使课堂教学变得形象、生动、具体、活泼,使所学内容好懂、好记,从而有效地提高学生的思维品质和学习质量。
同时形象思维非常适合小学生的认知规律,教师就要把握形象思维和抽象思维的两种结合和过渡。
例如一年级数学课上,每个学生一套小数位筒,通过学生对数位筒里的小棒摆一摆,捆一捆,数一数来理解数量之间的关系。在讲两位数减速一位数,32-8=?学生自己先用数位筒摆一摆,并且边摆边思考边说,学生脑在动,手在动,嘴在动。然后请一个同学到前面来再摆给大家看,说给大家听。算完以后老师接着提出3个问题:“个位2不够减时,为什么就变成10-8了呢?”“个位筒里结果为什么是4而不是2呢?”“十位筒里原来3捆小棒怎么成了2捆小棒了呢?”当学生准确流利地回答出以上3个问题时,老师又提出不用数位筒你们能说一说
32-8=?是怎么想的吗?老师在学生动手操作之后提出的3个问题,正好把学生形象思维和抽象思维中间架起了一座桥梁。
语文课上老师根据教材内容自己设计插图,配合学习生字,插图帮助理解课文。当学生看到会飞的三只白鹤时新奇极了,再配上乐曲有感情地朗读课文,通过讨论互相交流,很快就能很准确地总结出第三只白鹤为什么能够很快找到鱼。
思想品德课是说教课,如果不认真钻研教材,精心设计教法,会上得很乏味。但我校的老师不怕辛苦,不断地深入钻研教材,反复设计教案,并多次请教分院老师,采取多种教学方法,使实验班的思想品德课上得很有特色。特别是这学期的专题汇报课,采用电教手段投影、录音,挂图,运用启发式,理论与实际相结合,行为矫正,明理导行,“自己的事情自己做,不会的事情学着做”。特别是青年教师生动活泼的表情,和蔼的语气,课堂上师生关系和谐,课堂气氛活跃,充分发挥学生的主体作用,最后学生都争着上前面来表演一下系鞋带,怎样穿衣服,怎样收拾书包,竞赛的形式把课堂气氛推向了高潮。这节课被评为我区专题实验课的一等奖。
(四)创设民主和谐的教学环境:
创造性的活动是一个复杂的心理过程,人人都具有创造的潜能,而且创造力是可以通过培养和训练而获得开发和发展的,所以要求教师要树立正确的教育观,儿童观。教师要与学生平等相待,不摆权威,正确地评价学生,注意和发现他们的优点。教师要善于运用激励的方法和手段,调动学生的学习兴趣和积极性,激励他们的成就感和创造精神,使他们能够经常体验到成功的喜悦和自身的价值。对于不同水平的学生采用不同的方法,使每个学生都有所提高。
一年来,我校课题组的老师能够遵循这些原则和方法,开展教学活动,使师生关系和谐融洽,学生的智力和思维品质有明显提高。一年级马芯兰实验教材有一定的难度,老师注意学生思维品质的培养,师生关系和谐,特别是学生的主体作用发挥的好,学生进步快,学习能力和思维水平比过去的一年级都强。一年级语文看图说话,按教材要求每幅画用一两句话把意思表达出来就行了。我们今年就从教学的难点入手,两位一年语文老师深入钻研教材,精心设计教法,课堂上注意发挥学生的想象能力,使每个学生在课堂上都有发言的机会,那怕是智商最差的学生只要能说上一两句就受到老师的充分肯定和表扬,一学期看图说话能力的培养,每幅图学生都可以用一段话来表达,大部分学生都可以用一个完整的故事说出四幅图的意思。老师们为了调动学生的积极性,谁能按图说出完整的故事就给录下音来,这一激励手段大大地激发了学生的兴趣,使本来难度较大的看图说话课,上得生动,活泼。
(五)以点带面推动全局:
要开发学生的创造力,首先教师要有创造性,有创造意识的教师才能培养出具有创造精神的学生。实验班的各科教师要有意识地进行专题研究,在课堂教学中充分发挥自己的创造才能,创造性地备课,创造性地设计教法,有目的地进行发散思维训练,求异思维训练,求佳的聚合思维训练,根据不同的教学内容设计不同的教法。
为了使实验尽快融于学科教学中,我们请语文、数学、思品三位老师做典型引路,在分院老师的具体帮助和辅导下,每节课都体现了全脑开发的意图,收到了较好的效果,我们摸索到了实验课的基本模式。也使我们认识到,决策指挥系统的创造意识,直接影响着老师们的创造意识。指挥系统要创造性地开展工作,教师要创造性地备课设计教案,才有可能激发出学生创造性的思维。
一年来我们紧紧抓住课堂主渠道,大胆实践,专题研究课共上了20多节,班队会开了4节,音乐课、体育课、美术课、写字课、社会课都上得很有特色。自然课上你说我说活动,也调动了学生学习的积极性,丰富了教学内容,活跃了课堂气氛。各科的学习,及各学习环节都是锻练学生思维的阵地。
三、实验取得了初步成绩:
(一)促进了我校科研工作的深入开展:
一年来的全脑开发课题的研究,促进了我校科研工作的深入开展,特别是我校得到了分院老师们的帮助,他们和老师们一起备课钻研教材,听老师们试讲。同时创造教育的专题研究,使马芯兰教材的实验研究更加深化了,为数学课优化课堂结构,语文课的学法指导提供了理论依据,选题方向正确,深化了教育改革,对全面提高教育质量起到了促进作用。
(二)教师的教学水平有了长足的进步:
课题的引入丰富了教研内容,开阔了老师的思维,也促进了我校整体教学水平的提高,特别是我校青年教师教学能力明显提高,刚刚参加工作一年多的两位青年教师进步突出,他们的专题研究课在全校进行汇报,一年级语文专题汇报课获区二等奖,两位青年教师一位成了业余教研员,一位成了区里的苗子。课题组的老师们的论文,在各教研组都受到了好评。全脑开发专题研究也调动了老师们教学的积极性,10前参加课题组研究的各科课堂教学质量均有了明显提高,课堂气氛活跃,学生学习兴趣浓,学习效果好。不是课题组的老师,也要求进行全脑开发试验。
(三)学生的创造意识和创造性思维水平明显提高:
一年来对实验班创造思维能力的培养,学生各方面的素质明显高于往年,期末考试四年级数学班平均分96.4,语文平均为89.5,一年级数学口算部分,基础知识,能力测查,正确率都达到了80%以上,年级平均分为96.2,语文平均分98.8,学生的语言表达能力,可与二年级相比。一年级主题班会,一班说儿歌,讲故事,开的生动活泼,就连弱智边缘的学生也在大家的面前朗读了一首古诗。二班“我有一个理想”的主题班会,学生的思维插上了想象的翅膀,把自己的理想都画在了图画上,每个人都能用简炬的语言表达出来。他们说:我长大要当制造飞机的工程师,造出的飞机一定要超过美国;我想当天文学家,我要新眼看一看月亮为什么有圆有缺,星星为什么会眨眼;我想当医生,让人们能幸福健康地生活;我想当歌唱家,赞美教师的奉献精神;我想当画家,把美丽的大自然都画下来。多么丰富的想象呀,多么纯洁的心灵!这样丰富多彩的班会是由一群六岁多的孩子组织召开的。四.1班3名同学参加区数学竞赛也获得了较好的成绩。李根同学在全国七巧板竞赛中获一等奖,并赴杭州参加全国决赛。
全脑开发创造思维能力的培养专题的实验,虽然只有一年的时间,我们却尝到了甜头,不但锻炼了教师队伍,对提高我校的教学质量起到了促进作用,深化了教育改革。