生物的特征精選(九篇)
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第1篇：生物的特征范文
關(guān)鍵詞：極端條件；微生物；特征；生存環(huán)境
在某種環(huán)境中，微生物的壽命可以保存很長很長。據(jù)報(bào)道，在1.8 億年前，被埋在鹽巖中的細(xì)菌，由于高度失水而處于“假死狀態(tài)”，當(dāng)人們將鹽巖試樣放在適宜的培養(yǎng)基上時(shí)，“假死菌”竟然長出菌落，說明該菌起碼保存生命力在1.8 億年以上。有報(bào)告，2.5 億年前的鉀標(biāo)本上的細(xì)菌，在一定環(huán)境下，仍可萌動(dòng)起來。法國超低溫生物學(xué)家貝雷雷爾估計(jì)，在17℃環(huán)境中生存1年的芽孢，如果在-270℃下可生存71萬億年。微生物生長的個(gè)體壽命并不長，但某些不生長的菌體（休止細(xì)胞）維持生命力卻達(dá)到難以想象的程度。動(dòng)物界比較長壽的是大象，可活幾百年；植物界的老壽星是龍血樹，可活1萬多年。有些植物的種子是長壽的，如我國遼寧省的古蓮子埋在泥炭中，經(jīng)1000多年，仍有發(fā)芽力，被認(rèn)為是保存生命最長的種子。但它們同微生物相比，都望塵莫及。
在生物界，微生物的身體微小，抗逆性強(qiáng)，所以可以飄游太空；有些細(xì)菌能抗高壓，又不需氧，所以可以潛入地層深處。地球表面的生物圈有高限與低限的界限。就高限而言，生活的真菌與細(xì)菌的孢子可固著在塵粒和液體上，隨風(fēng)直上云霄，高度竟達(dá)1.8 萬～2.7 萬m。最近用氣象火箭從太空抽取分散物，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室研究證明，從4.8 萬～7.7萬m高度的樣品中檢出了微生物。在高空或太空，微生物能抗低溫、干燥和輻射。微生物比高等動(dòng)物更能抗輻射作用。例如，哺乳動(dòng)物（包括人）的輻射半致死量小于1000γ（倫琴），大腸桿菌為1萬γ，酵母為3萬γ，原生動(dòng)物為1萬γ，抗輻射微球菌（抗輻射最強(qiáng)的生物）為75萬γ。短期（幾星期）漂浮在高空或太空中的微生物有機(jī)會(huì)返回地面的話，又可安然繁殖后代。就低限而言，微生物生存的界限可能劃在100℃的地層等溫線上。100℃是發(fā)展微生物的臨界溫度。在前蘇聯(lián)巴爾金和烏克蘭的等溫線在1萬～1.5 萬m的地層中，在年輕的阿爾卑斯皺褶區(qū)則在1，500～2，000m的范圍。深層石油均含有微生物，任何地區(qū)剛剛汲出的石油經(jīng)過載片染色，菌體可在顯微鏡下歷歷在目。地層深處的微生物有3個(gè)特色：一不需氧；二耐高壓；三抗高溫。
微生物具有很強(qiáng)的抗高壓能力。實(shí)驗(yàn)證明，酵母在500大氣壓下仍可保存自己的生命；某些細(xì)菌、酵母、霉菌能抗3000個(gè)大氣壓；植物病毒可抗5000個(gè)大氣壓。關(guān)島附近的馬里亞納海溝，是世界海洋的最深處，深度為11034m，壓力約為1103個(gè)大氣壓，是地球表面細(xì)菌生存的最深處，而魚類潛游的深度則為8300m。
在許多環(huán)境中，生長著抗高溫的微生物。在濕草堆和廄肥堆有時(shí)會(huì)發(fā)生自燃作用，這種現(xiàn)象是由嗜熱菌的代謝活動(dòng)造成的。能產(chǎn)生高溫的微生物有兩類：嗜熱性芽孢桿菌和嗜熱性放線菌。前者的最高生長溫度達(dá)65℃～68℃，其孢子暴露在100℃下可存活幾個(gè)小時(shí)；后者最高生長溫度為65℃。這兩類微生物的聯(lián)合活動(dòng)，致使生存環(huán)境溫度上升到80℃。
嗜熱菌喜好溫泉環(huán)境。在冰島，有一種嗜熱菌可在98℃溫泉中生長繁殖。在美國的黃石國家公園的溫泉中，Bacilluscaldolyticuskz可在92℃～93℃（該處沸點(diǎn)）下生長。在實(shí)驗(yàn)條件下，該菌可在100℃下生長，在加壓條件下，105℃下亦可生長?？梢韵嘈?，在其他溫泉中，同樣也可以找到嗜熱菌。
細(xì)菌孢子抗熱性很強(qiáng)，有一種嗜熱菌的芽孢在沸水中加熱60h不死。有些細(xì)菌的孢子在245℃時(shí)也不死，當(dāng)環(huán)境條件適宜時(shí)，就萌動(dòng)成細(xì)菌。一般細(xì)菌的芽孢在100℃下可忍受幾個(gè)小時(shí)。
同微生物相比，高等生物的抗熱性則不高。植物界最能抗熱的大概是南非的生石花，不過只能忍受50℃的高熱。脊椎動(dòng)物生育的最高溫度是50℃以下。
大多數(shù)的微生物都能耐低溫?；魜y弧菌在-32℃下不失去生機(jī)。某些細(xì)菌在液態(tài)空氣（-190℃）、液態(tài)氫（-253℃）中仍保持生命。在這樣的低溫下，痢疾棒狀桿菌可凍藏3個(gè)月；腸傷寒沙門氏菌可長期保存。芽孢桿菌的芽孢在-250℃下可存活3周。很多微生物對(duì)低溫是穩(wěn)定的。如日本腦炎病毒在10的腦懸液中在-70℃下可保存1年、流感病毒在-70℃下保存6個(gè)月均不失去致病力。
低等植物中最能忍受低溫的是藻類。血生腺衣藻能在-34℃下生長發(fā)育。高等植物中最能抗拒低溫的是西伯利亞的辣根植物，可在-46℃的低溫下開花。哺乳動(dòng)物的可在液氮（-191℃）下長期保存。
氧化硫硫桿菌是迄今所知的一種最耐酸的奇異生物。在自然條件下，它們可將元素硫或還原性硫化物氧化成硫酸，使環(huán)境酸化，排斥其他生物。它們能在pH值為5的酸性礦水中生存，有的菌株可在pH值為0的溶液中生活。
在微生物界，有些細(xì)菌特別能耐鹽，可在鹽度很高的環(huán)境中生活，被稱為極端嗜鹽菌。最著名的代表是Halobacteriumsalinarium能忍耐12～36（飽和）的氯化鈉濃度；Sarcinamorrhuac可在5～36（飽和）的氯化鈉培養(yǎng)基中生長，它們細(xì)胞內(nèi)氯化鈉的濃度也很高，達(dá)23.4 。死海含鹽量達(dá)19～26，水層清澈見底，沒有任何高等生物，但卻生存著幾種細(xì)菌與藻類。世界上最著名的耐鹽植物是鹽角草，我國西北與華北鹽土中最多，但只能忍受0.5～6.5的鹽度，與微生物的抗鹽性相比相差太遠(yuǎn)了。
開展極端微生物的研究，對(duì)于揭示生物圈起源的奧秘，闡明生物多樣性形成的機(jī)制，認(rèn)識(shí)生命的極限及其與環(huán)境的相互作用的規(guī)律等，都具有極為重要的科學(xué)意義。極端微生物中發(fā)現(xiàn)的適應(yīng)機(jī)制，還將成為人類在太空中尋找地外生命的理論依據(jù)。極端微生物研究的成果，將大大促進(jìn)微生物在環(huán)境保護(hù)、人類健康和生物技術(shù)等領(lǐng)域的利用。
參考文獻(xiàn)：
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第2篇：生物的特征范文
關(guān)鍵詞：形態(tài)學(xué)特征；生物學(xué)特性；引種；栽培；榿葉唐棣
榿葉唐棣（AmelanchieralnifoliaNutt）是薔薇科唐棣屬一種落葉小喬木或灌木，為北美洲著名經(jīng)濟(jì)樹種。果實(shí)為漿果，每100g鮮果含鈣88mg、鎂400mg、鉀300mg，果實(shí)可加工或鮮食，主要用于釀酒，制造食品、藥品和飲料。榿葉唐棣喜光、耐旱、耐寒，分布范圍比較廣泛。栽植后第3年即開花結(jié)果，5～7a（年）后進(jìn)入盛果期，鮮果產(chǎn)量每1hm23300～4500kg。目前在國際市場(chǎng)上果實(shí)售價(jià)每1kg3.3～4.4加元，具有很高的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該樹種樹形美觀、花果獨(dú)特，具有一定的觀賞價(jià)值，可作為園林綠化樹種等。為了增添遼西地區(qū)新的適宜樹種，豐富該區(qū)植物資源，我所自1999年從加拿大引6個(gè)品種的榿葉唐棣種子和苗木（包括實(shí)生苗和組織培養(yǎng)苗），種分別是Honeywood、Martin、Pembina、Russia、Smoky和Thiessen。從1999年~2003年，對(duì)其植物學(xué)特征和生物學(xué)特性進(jìn)行了觀察，初步認(rèn)為該樹種在遼西地區(qū)能正常生長、開花、結(jié)果。現(xiàn)將其植物學(xué)特征與生物學(xué)特性的觀察結(jié)果總結(jié)如下，為相似區(qū)域擴(kuò)大栽培該樹種提供科學(xué)依據(jù)。
1植物學(xué)特征
榿葉唐棣樹形為圓形叢狀；樹皮褐黑色；小枝粗壯細(xì)長，紫褐色。根系屬于淺根性，主根長約30～45cm；側(cè)根數(shù)量不多，約7～13條；須根多而粗,密集形成網(wǎng)狀；地表處萌蘗根系特別發(fā)達(dá)，萌蘗力極強(qiáng)。冬芽赤褐色、圓錐形，具銀白色絨毛。皮孔為圓錐形、灰色。葉片為單葉互生，卵形或長橢圓形，長約3～7cm，寬約2～4cm，深綠或暗綠色；葉先端急尖，葉基圓形，葉緣鈍鋸齒，漸尖；葉脈為羽狀脈，中脈為主脈，側(cè)脈9～11條；托葉小、早落。花為總狀傘房花序或復(fù)傘房花序，直徑3～5cm，花梗細(xì)長，1～3cm；花初期白色,向粉紅色漸變，略帶紅暈；花萼筒狀，外被有白色絨毛，隨后逐漸脫落，萼裂片三角狀，先端長尾尖，全緣，初期被稀疏長絨毛；花瓣線狀圓形，白色。果實(shí)球形，6月下旬成熟，最初綠色，漸變?yōu)楹稚?、紅棕色，成熟時(shí)紫黑色，有光澤，油質(zhì)；果實(shí)縱徑平均1.26cm，橫徑1.33cm，單果鮮重0.9～1.5g左右；果肉外部紅褐色，內(nèi)部乳白色，汁液紅褐色，酸甜無澀味；單果含種子2～7粒左右，種子千粒重5.95g，屬于小粒種子。
2生物學(xué)特性
2.1物候期
依據(jù)薔薇科果樹的物候相標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了物候期連續(xù)定位觀測(cè)，結(jié)果（見表1）表明，榿葉唐棣從芽膨脹到落葉歷時(shí)148～166d（天）左右；
營養(yǎng)生長主要集中于5月和6月；從出現(xiàn)花蕾到花全落只需用7～10d（天）左右；從幼果膨大到果實(shí)成熟大約需用24～28d（天）左右。
2.2營養(yǎng)生長特性
根據(jù)2000年和2003年的新梢定期生長量調(diào)查結(jié)果表明，榿葉唐棣新梢從5月初開始生長，5月下旬至6月初生長進(jìn)入高峰，6月下旬至7月初，部分新梢相繼停止生長，從新梢開始生長到停止生長大約55d（天）左右；新梢年增長幅度為26～105cm，徑粗年增長幅度為3.6～6.8mm；其營養(yǎng)生長與溫度、濕度、降水量、土壤肥力等環(huán)境因子影響有關(guān)。
2.3果實(shí)生育特點(diǎn)
經(jīng)過近3a（年）對(duì)榿葉唐棣開花和結(jié)果情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，榿葉唐棣從開花初期到花全落整個(gè)花期時(shí)間比較短，最初花乳白色，逐漸著色，很快漸變?yōu)榉奂t色，然后花落，從出現(xiàn)花蕾到花落僅有15～17d（天）左右。果實(shí)成熟過程較短，從幼果膨大開始，當(dāng)果實(shí)長到接近成熟體積時(shí)，開始著色，最初青綠色，逐漸變黃白、淡紅、粉紅、褐色，最后變成黑褐色，從落花后幼果膨大到果實(shí)成熟一般需用23～26d（天）左右。
3引種結(jié)論
1）榿葉唐棣的引種，為我國增添了新的經(jīng)濟(jì)樹種和綠化樹種，就遼西地區(qū)而言，存在氣候干旱、堿性土壤、冬季氣溫低等不良條件，但該樹種仍能在引種區(qū)正常生長、開花、結(jié)實(shí)，并未發(fā)生過嚴(yán)重的凍害及不適應(yīng)性等現(xiàn)象。初步預(yù)見，如果將該樹種引至遼東、遼南及河北、北京、山東、內(nèi)蒙古、吉林等地區(qū)，可望有較好效果。
2）該樹種春季萌芽較晚，營養(yǎng)生長主要集中在7月份之前，受雨季濕度大等因素影響較小；開花也較晚，花期短，受引種地區(qū)低溫的影響也較?。还麑?shí)成熟速度快，且避開高溫和雨季，利于果實(shí)采集。
3）榿葉唐棣的營養(yǎng)生長、果實(shí)發(fā)育均受溫度、濕度、降水量等環(huán)境因子的影響，但影響程度有待于進(jìn)一步探索。
第3篇：生物的特征范文
關(guān)鍵詞：足底壓力分布、踝關(guān)節(jié)、專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)
生物力學(xué)的研究范圍包括整個(gè)人體，足部生物力學(xué)的研究是其中重要的一部分。由于體育運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)損傷的多發(fā)性使其成為眾多科研項(xiàng)目的焦點(diǎn)內(nèi)容。其中，踝關(guān)節(jié)損傷是所有運(yùn)動(dòng)損傷中最常見的運(yùn)動(dòng)損傷之一。這類損傷經(jīng)常發(fā)生在籃球、排球和足球等通常需要迅速敏捷地跑動(dòng)、急停和跳起的項(xiàng)目中。因此，不同專項(xiàng)足踝部的傷病發(fā)生機(jī)制與防治已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。此外，隨著專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員和教練員對(duì)專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)鞋的防傷能力和功能表現(xiàn)力的要求越來越高，對(duì)不同專項(xiàng)動(dòng)作中足踝部的生物力學(xué)特征研究就顯得尤為緊迫和重要。本文在閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用目前最先進(jìn)的足底壓力分布測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)球、足球2個(gè)專項(xiàng)的6名男子大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了2個(gè)特征動(dòng)作的足部的生物力學(xué)分析。試圖通過不同項(xiàng)目指標(biāo)的對(duì)比分析得出不同專項(xiàng)的足底壓力和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，從而為足踝部損傷研究和運(yùn)動(dòng)鞋專項(xiàng)化的相關(guān)領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
1.研究方法：
1.1文獻(xiàn)資料法
1.2實(shí)驗(yàn)法
1.3對(duì)比分析法
2.研究對(duì)象：本研究選取湖北大學(xué)體育學(xué)院6名本科生為研究對(duì)象，其中三名為足球?qū)ｍ?xiàng)，3名為網(wǎng)球?qū)ｍ?xiàng)。6名受試者均無下肢足底足踝病痛史。
3.實(shí)驗(yàn)器材：1.Novel Pedar system （鞋墊式足底壓力測(cè)量系統(tǒng)）――垂直壓力測(cè)量/靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài). 2.身高、體重測(cè)量器
4.實(shí)驗(yàn)步驟：
4.1.進(jìn)行Novel Pedar system 足底壓力分布測(cè)試系統(tǒng)的連接和調(diào)試。
4.2要求受試者均穿著運(yùn)動(dòng)服裝、體操鞋，測(cè)量受試者身高、體重后登記受試者情況。
4.3選擇符合各受試者鞋內(nèi)底尺碼的測(cè)試鞋墊，確保測(cè)試鞋墊邊緣無折痕，鞋墊大小與鞋內(nèi)底邊緣吻合，配戴測(cè)試設(shè)備后，受試者進(jìn)行3-5分鐘適應(yīng)性動(dòng)作練習(xí)。
4.4采集網(wǎng)球、足球2個(gè)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員各自專項(xiàng)特征動(dòng)作的足底壓力分布數(shù)據(jù)，共2個(gè)特征動(dòng)作分別是網(wǎng)球項(xiàng)目中網(wǎng)前急停反手截?fù)羟颍ㄓ沂謭?zhí)拍）， 足球項(xiàng)目中的急停轉(zhuǎn)身跑左轉(zhuǎn)90度，每人每個(gè)動(dòng)作測(cè)試三次，2次動(dòng)作間隔2分鐘。
5.測(cè)試指標(biāo)：
壓力峰值：分區(qū)內(nèi)所有傳感器在測(cè)試階段內(nèi)受到的最大合力。
壓強(qiáng)峰值：分區(qū)內(nèi)每個(gè)傳感器在測(cè)試階段內(nèi)所受壓強(qiáng)的最大值。
壓力峰值百分比：某分區(qū)壓力峰值占前中后足的壓力峰值總和的百分比。
6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：
6.1采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
6.2選取網(wǎng)球和足球受試者三次動(dòng)作取平均值進(jìn)行分析。
6.3將每只鞋墊分為前足區(qū)、中足區(qū)、后足區(qū)三個(gè)分區(qū)，這三個(gè)分區(qū)覆蓋了整個(gè)足底，此外在定前足區(qū)內(nèi)義了三個(gè)特定區(qū)域，第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)、趾區(qū)、除趾外其他四趾^。
7.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：
7.1網(wǎng)球（網(wǎng)前急停反手截?fù)羟颍?/p>
在網(wǎng)球急停反手截?fù)魟?dòng)作中從跑動(dòng)、急停到最后的截?fù)舨饺匀灰郧白愕某休d為主趾區(qū)的壓力峰值尤其顯著、后足尤其是支撐腳后足的受力從跑動(dòng)截?fù)暨^程有不斷增大的趨勢(shì)，中足幾乎不受力，支撐腳的足底壓力峰值普遍大于發(fā)力腳，急停和截?fù)舨阶愕资芰Υ笥谂軇?dòng)步。
7.2足球（急停左轉(zhuǎn)向跑）
由跑動(dòng)到急停，足球運(yùn)動(dòng)員的前足受力面積變小，前足受力集中到前足的局部。
在跑動(dòng)步離地蹬伸階段，趾對(duì)身體向前移動(dòng)起著舉足輕重的作用，但在急停步的落地緩沖階段，趾的作用減弱，其他四趾對(duì)地的制動(dòng)作用增大。我們從左腳和右腳的跑動(dòng)步和急停步對(duì)足球急停左轉(zhuǎn)向跑動(dòng)作的足底壓力進(jìn)行分析可以看出從跑動(dòng)步到急停步，前足壓力峰值明顯降低后足的壓力峰值明顯增大，但前足內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)峰值始終維持較高的水平。
兩個(gè)項(xiàng)目足底壓力分布的對(duì)比：
1.第一跖趾關(guān)節(jié)和趾的足底受力模式。第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)和趾區(qū)是前足受力明顯的兩個(gè)特殊區(qū)域，這兩個(gè)位于前足內(nèi)側(cè)的區(qū)域通常是各個(gè)動(dòng)作中前足壓力峰值和壓強(qiáng)峰值發(fā)生的區(qū)域。此外，比起緩沖階段它們?cè)谧悴恐鲃?dòng)發(fā)力的離地蹬伸階段起著更重要的推動(dòng)人體向前的作用。
2.網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中，趾區(qū)的足底壓力峰值表現(xiàn)顯著，顯示了網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中趾作為推動(dòng)人體重心移動(dòng)的最后一個(gè)小關(guān)節(jié)，其支撐穩(wěn)定性和關(guān)節(jié)力量比起第一跖趾關(guān)節(jié)更為重要，足球運(yùn)動(dòng)中不論是第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)還是趾區(qū)都表現(xiàn)出2個(gè)項(xiàng)目動(dòng)作中最大的壓強(qiáng)峰值。比較2個(gè)項(xiàng)目前足內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)峰值情況，可以得到足球項(xiàng)目動(dòng)作前足內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)峰值較大，網(wǎng)球項(xiàng)目動(dòng)作較小。
3.對(duì)比網(wǎng)球急停反手截?fù)羟蚝妥闱蚣蓖＾D(zhuǎn)向跑動(dòng)作，從跑動(dòng)到急停時(shí)后足均有受力增大的變化趨勢(shì)，因此急停階段后足明顯的受力增大趨勢(shì)是由于急停階段為了增大身體重心向后的加速度，運(yùn)動(dòng)員必須增大對(duì)地受力面積以增大對(duì)地反作用力從而達(dá)到急停的目的，盡管后足受力增幅較大并且分擔(dān)了前足載荷的很大部分但是從壓力峰值百分比上仍然可以看出，前足依然是急停階段最主要的承載區(qū)域。
8.結(jié)論：
8.1足部承擔(dān)離地蹬伸任務(wù)時(shí)前足承擔(dān)主要載荷，中后足受力不顯著，足部承擔(dān)落地緩沖任務(wù)時(shí)后足和中足受力增大，前、中、后足共同承擔(dān)身體載荷。
8.2足球項(xiàng)目前足內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)峰值最大，網(wǎng)球相對(duì)較小。
8.3網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中，趾區(qū)的壓強(qiáng)峰值超過第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)，足球運(yùn)動(dòng)中，第一跖趾關(guān)節(jié)區(qū)和趾區(qū)壓強(qiáng)峰值大。
9.建議：
綜上所述我們從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)2個(gè)專項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)提出以下建議：
9.1網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)網(wǎng)前截?fù)舻葎?dòng)作需要其專項(xiàng)鞋考慮到指在網(wǎng)球特征動(dòng)作中的重要作用和影響應(yīng)當(dāng)增大鞋底跖趾關(guān)節(jié)部位的靈活性以及趾區(qū)域足底支撐的穩(wěn)定性，以利于趾部位在網(wǎng)球動(dòng)作中更好的充當(dāng)最后關(guān)節(jié)支撐面的作用。
9.2足球運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)鞋應(yīng)當(dāng)具備良好的前足減震緩沖能力并提供穩(wěn)定性來抵抗踝關(guān)節(jié)在跖屈位置時(shí)的內(nèi)翻力，通過對(duì)鞋面材料進(jìn)行加厚和加固以增加運(yùn)動(dòng)員踢球的舒適度同時(shí)提供正常的距下關(guān)節(jié)靈活性。
參考文獻(xiàn)：
[1]王蘭美， 郭業(yè)民， 潘志國. 人體足底壓力分布研究與應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動(dòng)化， 2005， 34（1）：35-38.
第4篇：生物的特征范文
生物工程技術(shù)也稱生物工程，它是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的、為創(chuàng)建新的生物類型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù)，是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。具體而言，生物工程技術(shù)包括轉(zhuǎn)基因植物、動(dòng)物生物工程技術(shù)、農(nóng)作物的分子育種技術(shù)、納米生物工程技術(shù)、重要疾病的生物治療等；基因操作技術(shù)包括人類功能基因組研究、重要?jiǎng)又参锕δ芑蚪M研究等；生物信息技術(shù)包括生物信息的獲取與開發(fā)、加工與利用，以及結(jié)構(gòu)基因組和蛋白質(zhì)組學(xué)研究、藥物篩選、小分子藥物設(shè)計(jì)等；創(chuàng)新藥物和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)上，將重點(diǎn)建立完善的藥物篩選體系、研制重要藥物品種、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、藥物制劑技術(shù)等。生物工程技術(shù)有五個(gè)方面的特征：
1.大科學(xué)工程研究方式的出現(xiàn)。20世紀(jì)八十年代中期開始的基因組的研究，使得生物工程技術(shù)的研究從作坊式轉(zhuǎn)而進(jìn)入了大科學(xué)的運(yùn)作方式?；蚪M研究以人類基因組為代表，其研究對(duì)象是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，要在整體上破譯遺傳信息，不可能用以前零敲碎打的方式，而是采用了其他學(xué)科的一些運(yùn)作方式，包括大規(guī)模、高通量、信息化的工業(yè)運(yùn)作方式。由于人類基因組計(jì)劃對(duì)產(chǎn)業(yè)的巨大帶動(dòng)作用，引起實(shí)業(yè)界濃厚的投資興趣，投資量逐年遞增。
2.精細(xì)分析和廣闊綜合的統(tǒng)一。生物工程技術(shù)在分子、細(xì)胞、組織、器官、整體乃至群體的多層次、全方位研究，以及生物工程技術(shù)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息科學(xué)的前所未有的整合，使得很多生命系統(tǒng)復(fù)雜問題的解決出現(xiàn)了可能。
3.科學(xué)進(jìn)步和技術(shù)革命互為因果。生物工程技術(shù)的每一次突破，都與技術(shù)革命相關(guān)，科學(xué)與技術(shù)之間的界限也是越來越模糊了。
4.基礎(chǔ)與應(yīng)用的結(jié)合。生物工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)有著不可分割的聯(lián)系，是這些應(yīng)用學(xué)科的基礎(chǔ)，也能從應(yīng)用學(xué)科中獲取基礎(chǔ)研究的源頭活水。很多重大社會(huì)需求的問題會(huì)構(gòu)成揭示自然規(guī)律的一些重大科學(xué)工程的出發(fā)點(diǎn)，如對(duì)艾滋病、腫瘤、人口控制、抗病蟲植物等方面的研究。
5.產(chǎn)業(yè)化的速度大大加快。各種生物工程技術(shù)的發(fā)展，使得生物工程技術(shù)基礎(chǔ)研究到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的距離較之以往大大縮短。
二、生物工程技術(shù)的應(yīng)用
生物工程技術(shù)作為21世紀(jì)高新技術(shù)的核心，對(duì)人類解決面臨的食物、資源、健康、環(huán)境等重大問題將發(fā)揮越來越大的作用。大力發(fā)展生物工程技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)已成為世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。近十幾年是世界生物工程技術(shù)迅速發(fā)展時(shí)期，無論在基礎(chǔ)研究方面還是在應(yīng)用開發(fā)方面，都取得了令人矚目的成就，生物工程技術(shù)的研究成果越來越廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工食品、海洋開發(fā)及環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。生物工程技術(shù)將是21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)之一，甚至可能引發(fā)一次新的工業(yè)革命，對(duì)人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活各方面必將產(chǎn)生全面而深刻的影響。
1.農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)。近幾年來，國際農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)發(fā)展之快，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善和產(chǎn)量增加的作用之大，已引起世界各國政府和科學(xué)家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)領(lǐng)域中研究最活躍的是應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將目的基因?qū)雱?dòng)植物體內(nèi)，對(duì)家畜、家禽及農(nóng)作物進(jìn)行品種改良，從而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物新品種，達(dá)到充分提高資源利用效率、降低生產(chǎn)成本的目的。
2.海洋生物工程技術(shù)。海洋生物學(xué)與生物工程技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了海洋生物工程技術(shù)這一新的領(lǐng)域。海洋生物工程技術(shù)作為加速開發(fā)利用海洋生物資源、改良海洋生物品種、提高海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量、獲取有特殊藥用和保健價(jià)值的生物活性物質(zhì)的新途徑，越來越受到人們的重視，許多國家已將海洋生物工程技術(shù)作為21世紀(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。
3.輕工、食品生物工程技術(shù)。輕工、食品行業(yè)是生物工程技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是利用生物工程技術(shù)進(jìn)行農(nóng)副原料加工直接制成商品，如發(fā)酵制品、釀造等產(chǎn)品；二是以生物工程技術(shù)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，進(jìn)行二次開發(fā)形成的新產(chǎn)業(yè)，如低聚糖加酶洗滌劑、高果糖漿等；三是以生物工程技術(shù)為手段對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，從而降低消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4.醫(yī)藥生物工程技術(shù)。醫(yī)藥生物工程技術(shù)是生物工程技術(shù)研究開發(fā)的熱點(diǎn)，近十多年來一些發(fā)達(dá)國家投放大量的人財(cái)物力研究和開發(fā)醫(yī)藥領(lǐng)域的生物工程技術(shù)，已取得新的進(jìn)展，其中基因治療技術(shù)和新型生物藥劑方面的開發(fā)應(yīng)用最為廣泛。
5.其他生物工程技術(shù)。隨著世界生物工程技術(shù)的迅速發(fā)展，生物工程技術(shù)除廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、海洋、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域外，在其他諸如環(huán)境保護(hù)、石油化工等領(lǐng)域也開展了大量的研究工作。
三、生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
第5篇：生物的特征范文
關(guān)鍵詞：生物化學(xué)；說課；DNA復(fù)制；基本特征
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）18-002-01
說課是教師將自身現(xiàn)有的知識(shí)儲(chǔ)備經(jīng)過再加工，設(shè)計(jì)出一套易于接受、理解的方案，通過課堂教學(xué)傳授給學(xué)生，達(dá)到傳遞知識(shí)的初衷。設(shè)計(jì)方案主要為了讓學(xué)生能充分利用短暫且有限的課堂教學(xué)，理清知識(shí)，整合體系。之于教，這是提升的途徑；之于學(xué)，這是反芻的過程。
生物化學(xué)與分子生物是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，主要研究生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能、物質(zhì)代謝及其調(diào)控和遺傳物質(zhì)的傳遞（分子生物學(xué)）三部分。對(duì)于醫(yī)學(xué)院校學(xué)生，修學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)這門課程，有助于整體性、概括性的理解生命體，進(jìn)一步探討疾病、亞健康和健康間異同點(diǎn)，指導(dǎo)臨床實(shí)踐中的診斷、治療。
一、說教材
1、教學(xué)內(nèi)容及作用
《DNA復(fù)制的基本特征》是“十二五”普通高等教育本科國家級(jí)規(guī)劃教材《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》（人民衛(wèi)生出版社）第十四章第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)是遺傳信息的傳遞部分，關(guān)于復(fù)制特征的總領(lǐng)性概括，是學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的開始。就知識(shí)體系而言，承接構(gòu)成生命的物質(zhì)、機(jī)體代謝及其調(diào)控兩部分學(xué)習(xí)之后，圍繞中心法則展開對(duì)生命的探索。
接觸任何知識(shí)，搭建整體框架尤為重要。DNA復(fù)制作為遺傳信息傳遞的基礎(chǔ)，其特征是分子生物學(xué)部分的總概。首先了解一般性、基礎(chǔ)性規(guī)律，有助于知識(shí)從共性到個(gè)性的遷移；有助于理論從淺顯到深入的探討，有助于教學(xué)從灌輸式到啟發(fā)式的轉(zhuǎn)變。
2、教學(xué)目標(biāo)
學(xué)習(xí)的目標(biāo)：根據(jù)遺傳信息的傳遞（分子生物學(xué)）學(xué)習(xí)特點(diǎn)，圍繞中心法則逐步展開。掌握DNA復(fù)制的三大基本特征，同時(shí)著重強(qiáng)調(diào)遺傳的保真性。
教學(xué)的目標(biāo)：通過基本特征的講授，啟發(fā)學(xué)生發(fā)散思維，整合知識(shí)體系。將DNA復(fù)制的基本特征與之后學(xué)習(xí)的RNA的生物合成、蛋白質(zhì)的生物合成進(jìn)行聯(lián)系；與之前學(xué)習(xí)的核酸相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合。教會(huì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。梳理知識(shí)、體系間巧妙的相關(guān)性，建立一套適宜的思維體系。
3、教學(xué)重難點(diǎn)
課程的教學(xué)對(duì)象是中醫(yī)院校二年級(jí)學(xué)生，已經(jīng)對(duì)生物體內(nèi)的化學(xué)組成，健康與疾病問題有了相關(guān)了解。鑒于本部分內(nèi)容從微觀分子水平闡述遺傳物質(zhì)的傳遞，摻雜較多新名詞、新概念且需要一定的空間思維想象，學(xué)生理解上存在一定難度。通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的全面分析，結(jié)合教學(xué)大綱要求，以復(fù)制叉為主線，串聯(lián)講解重難點(diǎn)。
二、說教法
根據(jù)教學(xué)要求及具體講授專業(yè)情況，將本章節(jié)（第十四章第一節(jié)《DNA復(fù)制的基本特征》）安排為1課時(shí)（40min）。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為：新課導(dǎo)入（5min），主要內(nèi)容教學(xué)（30min），歸納總結(jié)（5min）。整體采用“總―分―總”的模式推進(jìn)。
首先引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)回顧、總結(jié)，將《生物化學(xué)》大致分述為三部分，前兩部分已完成學(xué)習(xí)，而后接觸到遺傳物質(zhì)傳遞（分子生物學(xué)）部分相對(duì)較為微觀、抽象，聯(lián)系中學(xué)階段已接觸到的重要概念――“中心法則”進(jìn)行講解。其次通過“中心法則”敘述的DNA、RNA、Protein引出三條主線，而本次課程講授DNA的生物合成。最后利用“復(fù)制叉”串聯(lián)第一節(jié)DNA復(fù)制基本特征。
三、說學(xué)法
課堂上主要采用課件加板書形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。利用學(xué)科特點(diǎn)（從實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論）從經(jīng)典實(shí)驗(yàn)入手，學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的三個(gè)基本特征。同時(shí)，利用“復(fù)制叉形象的記憶，達(dá)到課后復(fù)述、應(yīng)用目的。
四、說教學(xué)過程
1、引入（5min）
回顧中學(xué)階段“中心法則”內(nèi)容，構(gòu)建基本學(xué)習(xí)框架，即DNA、RNA及蛋白質(zhì)相關(guān)內(nèi)容。本課時(shí)以DNA復(fù)制的基本特征為主。通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)回顧、分析，梳理DNA復(fù)制基本過程，導(dǎo)出“復(fù)制叉”概念。
2、講授新課（30min）
圍繞“復(fù)制叉”，以課件加板書的形式呈現(xiàn)其圖例。依次結(jié)合常用實(shí)驗(yàn)技術(shù)（同位素標(biāo)記、示蹤，密度梯度離心，放射自顯影等），從經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中得出相關(guān)結(jié)論。教學(xué)過程以啟發(fā)式為主，給予學(xué)生充分的時(shí)間思考，理性推導(dǎo)，自我總結(jié)。從原核體系入手，由簡(jiǎn)到繁，將相關(guān)結(jié)論推及真核體系。全過程充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，避免“填鴨式”，增加講授趣味性。
3、歸納總結(jié)（5min）
DNA復(fù)制的基本特征是復(fù)制過程的綜合提煉，利用“復(fù)制叉”這一重要概念將全過程串聯(lián)，便于學(xué)生記憶的同時(shí)，也能拓展涵蓋相關(guān)知識(shí)，如岡崎片段、前導(dǎo)鏈、后隨鏈等。
參考文獻(xiàn)：
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第6篇：生物的特征范文
關(guān) 鍵 詞：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)；膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)；水下；表面肌電
中圖分類號(hào)：G804.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-7116（2013）04-0134-06
水中訓(xùn)練法已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在神經(jīng)肌肉康復(fù)中，因?yàn)樗母×ψ饔每梢詼p少肢體自身的重力作用對(duì)身體關(guān)節(jié)造成的影響[1]。從生物力學(xué)的角度來說，可以為骨骼肌機(jī)能紊亂的患者提供水中康復(fù)訓(xùn)練的方案。盡管有一些學(xué)者已經(jīng)使用水下訓(xùn)練方法研究了不同游泳技術(shù)風(fēng)格時(shí)的水流動(dòng)力學(xué)、肌肉功能[2]、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征[3]，但是很少有文獻(xiàn)報(bào)道使用該研究方法來研究水中康復(fù)訓(xùn)練時(shí)肌肉功能變化。Kaneda等[4]和Masumoto等[5]研究了受試者在深水中行走時(shí)下肢的表面肌電特征。Fujisawa等[6]和Kelly等[7]研究了正常健康受試者在水下運(yùn)動(dòng)和陸地運(yùn)動(dòng)時(shí)肩關(guān)節(jié)肌肉進(jìn)行等長收縮和動(dòng)力性收縮時(shí)肌肉的電活動(dòng)情況，他們發(fā)現(xiàn)同一動(dòng)作在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)的肌電活動(dòng)強(qiáng)度要低于陸地上。同樣Poyhonen等[8]在研究股四頭肌進(jìn)行最大等長收縮和次最大等長收縮時(shí)也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。而我國關(guān)于水下康復(fù)治療研究主要集中在對(duì)腦卒中偏癱患者肢體運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)和水中運(yùn)動(dòng)健身效果研究上[9-10]。
根據(jù)水流動(dòng)力學(xué)原理，在水中運(yùn)動(dòng)的肢體會(huì)受到阻力和浮力的作用，阻力與肢體運(yùn)動(dòng)方向相反，這個(gè)阻力主要是由于肢體前面的渦流產(chǎn)生的，稱為渦流阻力。而且水中阻力與肢體運(yùn)動(dòng)速度之間呈非線性關(guān)系，與速度的平方呈反比關(guān)系。浮力總是與物體的運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，當(dāng)肢體在水中向下快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的阻力會(huì)變大[11-12]。身體可以在靜水中運(yùn)動(dòng)也可以在流動(dòng)水流中運(yùn)動(dòng)，為了產(chǎn)生向前的動(dòng)力，身體需要努力地向相反方向劃水[13]。在水中康復(fù)時(shí)，重復(fù)多次的運(yùn)動(dòng)過程中由于水流的運(yùn)動(dòng)會(huì)使肢體運(yùn)動(dòng)變得容易或者受阻，最近的研究表明當(dāng)運(yùn)動(dòng)肢體與水流方向相反時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的阻力[14]，在肢體運(yùn)動(dòng)范圍開始階段由于肢體的運(yùn)動(dòng)會(huì)增加肢體阻力水的質(zhì)量，進(jìn)而需要克服較大的阻力，而在運(yùn)動(dòng)范圍的結(jié)束階段由于肢體周圍的水繼續(xù)流動(dòng)，因而會(huì)幫助肢體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。
為了觀察不同水流條件和不同運(yùn)動(dòng)模式對(duì)神經(jīng)肌肉功能的影響，本研究以健康的男性和女性為研究對(duì)象，觀察其膝關(guān)節(jié)在水中進(jìn)行單次屈伸運(yùn)動(dòng)和多次重復(fù)屈伸運(yùn)動(dòng)下股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、股二頭肌、半腱肌的肌電活動(dòng)以及膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。從水流力學(xué)角度來說，單次膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)相當(dāng)于在靜水中運(yùn)動(dòng)，而多次重復(fù)膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于在流動(dòng)水流中運(yùn)動(dòng)。
1 研究對(duì)象與方法
1.1 研究對(duì)象
本研究以20名健康的大學(xué)生為研究對(duì)象，其中男10名，身高（175.8±2.3） cm，體重（68.6±7.1） kg，年齡（21.3±0.6）歲。女10名，身高（164.2±3.8） cm，體重（56.3±5.3） kg，年齡（20.7±2.1）歲。受試者下肢沒有肌肉損傷病癥。
1.2 研究方法
1）實(shí)驗(yàn)儀器與材料。
ME6000表面肌電儀、防水套件、防水電極采用廠家推薦的Ambu R-00-S電極、Sony常速攝像機(jī)1臺(tái)、自制不銹鋼坐椅1把、膠布。
2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
在正式實(shí)驗(yàn)前，讓受試者熟悉實(shí)驗(yàn)過程，包括令受試者在陸地上進(jìn)行肌肉最大等長收縮，在水中進(jìn)行最大隨意動(dòng)力性收縮。開始正式實(shí)驗(yàn)，選取受試者的左腿進(jìn)行測(cè)試，記錄左腿的股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、股二頭肌和半腱肌表面肌電信號(hào)。首先在陸地上進(jìn)行各塊肌肉的最大等長收縮測(cè)試，記錄到的肌電數(shù)據(jù)主要用于肌電信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化處理，受試者坐在測(cè)力器上，髖關(guān)節(jié)90°、膝關(guān)節(jié)90°；令受試者進(jìn)行膝關(guān)節(jié)伸?。ü蓛?nèi)側(cè)肌和股外側(cè)?。┑淖畲蟮乳L收縮，共測(cè)試3次，每次持續(xù)3 s，每次之間休息1 min；做完伸肌后休息5 min測(cè)試屈肌最大收縮，受試者換為俯臥位，用同樣的方法測(cè)量股二頭肌和半腱肌的最大等長收縮值。陸上等長收縮測(cè)量完成后，休息15 min后進(jìn)行水下測(cè)試，水溫為30 ℃，測(cè)量在游泳池邊完成，將普通鋼制椅固定在游泳池邊，椅子浸在水面以下，受試者坐在椅子上時(shí)胸部以下浸在水中，用固定帶將受試者的髖關(guān)節(jié)和大腿固定防止產(chǎn)生額外運(yùn)動(dòng)，髖關(guān)節(jié)90°，每名受試者調(diào)整前后位置使得膝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)與椅子沿的距離為3 cm，這樣當(dāng)小腿屈曲到與椅子沿接觸時(shí)基本保證右腿膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍0°～120°，膝關(guān)節(jié)完全伸直時(shí)膝關(guān)節(jié)屈曲角度為0°，而當(dāng)下肢小腿與椅子沿接觸時(shí)為屈曲120°，受試者的動(dòng)作從膝關(guān)節(jié)屈曲120°位置開始，然后進(jìn)行膝關(guān)節(jié)伸展運(yùn)動(dòng)，完成伸展運(yùn)動(dòng)后再進(jìn)行屈膝運(yùn)動(dòng)。受試者熟悉水下環(huán)境后開始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，首先進(jìn)行4～6次的次最大隨意動(dòng)力性收縮的熱身活動(dòng)，然后受試者進(jìn)行2次單一的膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)，盡最大努力進(jìn)行對(duì)抗靜水阻力，膝關(guān)節(jié)做屈曲動(dòng)作之后等待水面平靜后再做伸膝動(dòng)作。單一屈伸運(yùn)動(dòng)后休息15 min，進(jìn)行連續(xù)重復(fù)多次屈伸實(shí)驗(yàn)，盡最大努力完成6～8次連續(xù)的屈伸運(yùn)動(dòng)。此處的單一屈伸運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵指的是一次膝關(guān)節(jié)屈曲完成后，等待一段時(shí)間后水流平穩(wěn)再進(jìn)行膝關(guān)節(jié)的伸展運(yùn)動(dòng)；而連續(xù)重復(fù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)作關(guān)鍵是膝關(guān)節(jié)一次盡力伸展后隨即就進(jìn)行屈曲運(yùn)動(dòng)。
3）數(shù)據(jù)采集。
實(shí)驗(yàn)前將Ambu R-00-S表面電極貼在受試者待測(cè)肌肉的肌腹處，同時(shí)用膠布把電極加固，兩個(gè)記錄電極的距離為2 cm，參考電極置于附近的骨性突起處，4個(gè)參考電極位置分別為股骨內(nèi)外側(cè)髁和脛骨內(nèi)外側(cè)髁，電極線使用防水、透明的膠帶和薄膜包裹與水相隔，采用遙測(cè)測(cè)量方式。
為了獲得運(yùn)動(dòng)下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，將一臺(tái)Sony攝像機(jī)置于專門拍攝運(yùn)動(dòng)員水下技術(shù)的游泳池觀測(cè)窗內(nèi)，攝像機(jī)拍攝頻率為25 Hz，調(diào)節(jié)攝像機(jī)的主光軸使其與膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)平面垂直，保證膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)過程能夠全部被收錄進(jìn)去，攝像機(jī)距離受試者2.5 m。將拍攝到動(dòng)作范圍圖像進(jìn)行數(shù)字解析，獲取受試者膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)過程中的角速度、加速度指標(biāo)進(jìn)行分析。
攝像與肌電的同步化過程通過儀器自身的內(nèi)觸發(fā)同步功能來完成，肌電采樣頻率1 000 Hz，攝像采樣頻率25 Hz。因此，在膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)能夠找到對(duì)應(yīng)的肌電活動(dòng)。
4）數(shù)據(jù)處理。
在陸地上進(jìn)行最大等長收縮期間，以峰值力出現(xiàn)為中心點(diǎn)，其左右1 000 ms為窗口，對(duì)表面肌電信號(hào)求平均值，將其作為肌電標(biāo)準(zhǔn)化處理的基準(zhǔn)值。在水中測(cè)量的肌電信號(hào)進(jìn)行全波整流，然后進(jìn)行肌電平均化（Average sEMG，aEMG），窗口長度為20 ms，也就是將每0.02 s內(nèi)的肌電值取平均，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即將這個(gè)肌電平均值與該塊肌肉對(duì)應(yīng)的最大肌電幅值相除，最后將數(shù)據(jù)表示為aEMG的百分?jǐn)?shù)。由于本次試驗(yàn)預(yù)觀察膝關(guān)節(jié)水下運(yùn)動(dòng)時(shí)股前肌群和股后肌群肌電的總體變化情況，所以在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，再將股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的aEMG百分?jǐn)?shù)取平均值，以代表股前肌群的肌電情況，將股二頭肌和半腱肌的aEMG百分?jǐn)?shù)取平均值代表股后肌群的肌電情況。在6～8次的連續(xù)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，選擇膝關(guān)節(jié)峰值角速度最大的一次作為進(jìn)一步的分析。
由于將受試者膝關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)范圍控制在120°，為了便于研究將其10等分，即將膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)分為10個(gè)時(shí)相，每個(gè)時(shí)相相當(dāng)于經(jīng)歷了12°。
2 結(jié)果與分析
2.1 膝關(guān)節(jié)單次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)的肌電特征
圖1為男女受試者膝關(guān)節(jié)單次水下屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同關(guān)節(jié)角度下對(duì)應(yīng)的肌電特征（本文中所有圖的實(shí)線為平均值，虛線為所對(duì)應(yīng)的1倍標(biāo)準(zhǔn)誤）從圖1中可以看出，在膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)前股前肌群和股后肌群就已經(jīng)出現(xiàn)了峰值電位，在膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)前的200 ms內(nèi)，肌電就出現(xiàn)了峰值，隨后肌電幅值逐漸降低。膝關(guān)節(jié)屈曲和伸展動(dòng)作時(shí)肌電模式相近，無論是股前肌群還是股后肌群當(dāng)作為拮抗肌時(shí)電活動(dòng)都很低。
2.2 膝關(guān)節(jié)連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)的肌電特征
圖2是受試者連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，股前肌群和股后肌群的肌電活動(dòng)隨膝關(guān)節(jié)角度變化的關(guān)系圖。本研究中以最初的膝關(guān)節(jié)屈曲120°為初始位，以完全伸直時(shí)為運(yùn)動(dòng)末，運(yùn)動(dòng)末膝關(guān)節(jié)屈曲角度為0°。在膝關(guān)節(jié)伸的階段，不管是男性還是女性的主動(dòng)肌電活動(dòng)最大值都出現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)屈曲120°時(shí)，也就是伸展運(yùn)動(dòng)剛開始的時(shí)刻，然后隨著膝關(guān)節(jié)逐漸伸展的進(jìn)行，股前肌群的肌電幅值逐漸降低，對(duì)于男性受試者來說，這種肌電幅值下降現(xiàn)象一直持續(xù)到膝關(guān)節(jié)屈曲角度為24°，而對(duì)于女性來說，一直持續(xù)到36°左右，之后肌電幅值維持不變。在膝關(guān)節(jié)伸展過程中，作為拮抗肌的股后肌群其電活動(dòng)逐漸增加，對(duì)于男性受試者來說從膝關(guān)節(jié)處于屈曲位120°時(shí)就開始增加，一直持續(xù)到膝關(guān)節(jié)為屈曲角度為24°時(shí)。對(duì)于女性受試者來說從膝關(guān)節(jié)屈曲角度為96°時(shí)開始明顯增加。股后肌群在伸展動(dòng)作中，屈曲角度為36°以后的角度下男性受試者的肌電活動(dòng)要高于女性，以及在屈曲動(dòng)作的初始階段，男性股后肌群電活動(dòng)要高于女性受試者。
在膝關(guān)節(jié)屈曲階段，主動(dòng)肌股前肌群肌電活動(dòng)逐漸增加，直到膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)末屈曲為120°時(shí)，達(dá)到最大。而作為拮抗肌的股后肌群電活動(dòng)在膝關(guān)節(jié)完全伸直狀態(tài)時(shí)最大，然后電活動(dòng)逐漸降低，直到膝關(guān)節(jié)達(dá)到96°時(shí)降到最低。
2.3 膝關(guān)節(jié)水下單次和連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)膝關(guān)節(jié)速度特征
圖3是受試者膝關(guān)節(jié)水下單次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度特征，從圖3中可以看出，男女受試者的膝關(guān)節(jié)角速度無論在伸膝還是屈膝動(dòng)作下都比較接近，在伸膝動(dòng)作中男性受試者膝關(guān)節(jié)峰值角速度為（485.6±55.3） （°）/s，峰值角速度出現(xiàn)的角度為72°，女性受試者為（465.7±62.1） （°）/s，對(duì)應(yīng)的膝關(guān)節(jié)角度為84°時(shí)。而在屈膝動(dòng)作中，男性受試者屈膝時(shí)的峰值角速度為（415.3±43.7） （°）/s，對(duì)應(yīng)膝關(guān)節(jié)角度為84°，女性受試者峰值角速度為（381.4±45.7） （°）/s，對(duì)應(yīng)的膝關(guān)節(jié)角度為96°。
圖4為受試者膝關(guān)節(jié)水下連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度特征，在伸膝階段，男性受試者峰值角速度為（495.3±92.2） （°）/s，女性受試者峰值角速度為（435.2±58.3） （°）/s，都出現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)角為60°時(shí)。在屈膝階段，男性受試者峰值角速度為（390.3±92.2） （°）/s，女性受試者峰值角速度為（361.2±58.3） （°）/s，都出現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)角為84°時(shí)。并且在膝關(guān)節(jié)屈曲動(dòng)作時(shí)，會(huì)有一個(gè)速度恒定期，在60°～ 96°之間。
3 討論
本研究的數(shù)據(jù)表明兩種相對(duì)不同的水流狀態(tài)對(duì)男性和女性受試者下肢膝關(guān)節(jié)的神經(jīng)肌肉功能有特殊的效應(yīng)。在連續(xù)多次的屈伸運(yùn)動(dòng)中，兩組受試者的主動(dòng)肌都突然激活到最大，然后激活程度逐漸下降，而相對(duì)應(yīng)的拮抗肌激活程度逐漸上升，直到最大（見圖2）。相反，在單次屈伸運(yùn)動(dòng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，兩組受試者拮抗肌的肌電活動(dòng)一直處于較低水平（見圖1）。從運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)來看，在兩種運(yùn)動(dòng)方式下，膝關(guān)節(jié)角速度變化的趨勢(shì)是相近的（見圖3和圖4）。
3.1 肌電與水流動(dòng)力學(xué)
在圖1和圖2中可以看出在兩種不同運(yùn)動(dòng)方式下肌電模式的主要差別。在連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)中，主動(dòng)肌肌電活動(dòng)一開始最大然后逐漸減弱，主要是由于在連續(xù)多次運(yùn)動(dòng)中會(huì)引起膝關(guān)節(jié)周圍大量的水流速度增大，這樣增大的水流在運(yùn)動(dòng)方向上可以協(xié)助肢體的運(yùn)動(dòng)，因而導(dǎo)致了主動(dòng)肌肌電活動(dòng)降低。而在運(yùn)動(dòng)范圍的終末階段，為了突然制動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方向需要克服水流的推動(dòng)力，拮抗肌需強(qiáng)烈收縮，因此在多次連續(xù)收縮時(shí)的運(yùn)動(dòng)終末階段拮抗肌的肌電活動(dòng)達(dá)到最大。由圖2中可以看出股前肌群和股后肌群分別作為拮抗肌時(shí)，在離心收縮條件下，表現(xiàn)出很高的肌電活動(dòng)。
在膝關(guān)節(jié)單次屈伸運(yùn)動(dòng)中，膝關(guān)節(jié)是純粹的向心運(yùn)動(dòng)。在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)最后的20°～ 30°時(shí)，拮抗肌的肌電活動(dòng)非常低，這說明在運(yùn)動(dòng)范圍終末僅需要最小的制動(dòng)效應(yīng)。在靜水中對(duì)運(yùn)動(dòng)腿產(chǎn)生的阻力主要是由腿后面的渦流產(chǎn)生的阻力。另外，由于水的黏滯性和高密度性，使得水阻止下肢的運(yùn)動(dòng)。因此，水團(tuán)（water masses）加速運(yùn)動(dòng)被耽擱了，也就不能像連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)中那樣在運(yùn)動(dòng)范圍終末由于水團(tuán)的加速運(yùn)動(dòng)而引起下肢運(yùn)動(dòng)速度的顯著增大，從而使拮抗肌不必產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的電活動(dòng)。膝關(guān)節(jié)在產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)前，主動(dòng)肌就提前產(chǎn)生了較高水平的電活動(dòng)，這可能提示靜水壓通過作用于皮膚上的各種感受器使神經(jīng)肌肉功能更加高效，另外還有一種解釋就是下肢為了加速運(yùn)動(dòng)，需要克服水團(tuán)的慣性以及浮力等作用力，因此主動(dòng)肌提前激活，從而能獲得最佳的加速效果。
相反，在最大連續(xù)多次膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)中，肌肉離心收縮之后馬上進(jìn)入向心收縮狀態(tài)，就好比在牽張收縮循環(huán)中肌肉的工作情況一樣[17]，肌肉的收縮狀態(tài)彼此之間存在著互相影響。與膝關(guān)節(jié)單次屈伸運(yùn)動(dòng)相比，連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些神經(jīng)生理學(xué)效應(yīng)。水下測(cè)量膝關(guān)節(jié)伸展時(shí)角速度最大值只有510 （°）/s。因此，在水下牽張收縮循環(huán)運(yùn)動(dòng)期間，阻止角速度增大的神經(jīng)抑制機(jī)制可能是導(dǎo)致主動(dòng)肌電活動(dòng)下降以及拮抗肌電活動(dòng)增加的原因。
3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
單次屈伸運(yùn)動(dòng)與連續(xù)多次屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，膝關(guān)節(jié)峰值角速度以及角速度變化的模式相近。在膝關(guān)節(jié)水下屈伸運(yùn)動(dòng)中，最大伸膝角速度為510 （°）/s，超過了屈膝過程中的速度最大峰值430 （°）/s，這可能是由于股前肌群的收縮力要比股后肌群強(qiáng)造成的。而且伸膝動(dòng)作與屈膝動(dòng)作相比（從90°到0°的過程中），伸膝動(dòng)作有浮力的協(xié)助，所以也可能造成伸膝的角速度峰值要高于屈膝的角速度峰值。有學(xué)者報(bào)道在蛙泳蹬腿動(dòng)作中膝關(guān)節(jié)角速度峰值可以達(dá)到850 （°）/s[3]。從本研究結(jié)果還能看出，在屈膝動(dòng)作過程中，不管是單次還是連續(xù)多次的屈伸運(yùn)動(dòng)中的屈膝動(dòng)作，膝關(guān)節(jié)角速度在大部分時(shí)間內(nèi)始終保持在一個(gè)恒定值，關(guān)節(jié)角速度有一個(gè)穩(wěn)定的平臺(tái)期（見圖2和圖4）。這可能說明了肌肉的收縮似乎是適應(yīng)了變化的水流阻力，可見膝關(guān)節(jié)在水中屈曲動(dòng)作是一個(gè)等速運(yùn)動(dòng)過程，等速運(yùn)動(dòng)對(duì)于肌肉損傷的康復(fù)過程大有益處。本研究發(fā)現(xiàn)男女受試者在屈膝運(yùn)動(dòng)過程中膝關(guān)節(jié)角速度沒有差異，其原因可能是盡管男性受試者的肌肉力量更強(qiáng)，但是通常來說女性的下肢更短，使得膝關(guān)節(jié)角速度提高，而且男性下肢和足的面積更大從而使下肢受到的阻力更大，使得男女受試者膝關(guān)節(jié)角速度沒有差異。
3.3 膝關(guān)節(jié)水下康復(fù)意義
本研究中，膝關(guān)節(jié)水下連續(xù)多次最大力量的伸-屈運(yùn)動(dòng)中，股四頭?。ü汕凹∪海┑幕顒?dòng)水平逐漸下降，同時(shí)伴隨著腘繩?。ü珊蠹∪海┑幕顒?dòng)水平逐漸提高，這種訓(xùn)練模式是膝關(guān)節(jié)康復(fù)的典型訓(xùn)練模式。其中拮抗肌——腘繩肌積極活動(dòng)可以維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，因此，這種水中康復(fù)訓(xùn)練模式對(duì)于前交叉韌帶手術(shù)的病人是有益處的，這種訓(xùn)練模式可以避免膝關(guān)節(jié)伸展到30°～ 40°時(shí)承受較高負(fù)荷[18]，因?yàn)橛袑W(xué)者研究發(fā)現(xiàn)水中屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)可以降低關(guān)節(jié)的壓縮力，尤其是膝關(guān)節(jié)髕骨關(guān)節(jié)面的壓力[19]。
本研究獲得的生物力學(xué)數(shù)據(jù)表明水的流動(dòng)屬性改變了下肢膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)過程中股前肌群和股后肌群的神經(jīng)肌肉功能。水下單次屈伸運(yùn)動(dòng)有利于鍛煉主動(dòng)肌，在重復(fù)性地連續(xù)多次屈伸膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)肌活動(dòng)逐漸減弱、拮抗肌增強(qiáng)，這種訓(xùn)練模式有利于前交叉韌帶損傷病人的康復(fù)。
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第7篇：生物的特征范文
關(guān)鍵詞：生物實(shí)驗(yàn)；心理障礙；心理特點(diǎn)
中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2016）01-0034
生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物實(shí)驗(yàn)對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神均能產(chǎn)生積極的作用。了解和把握中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的心理活動(dòng)特點(diǎn)，從學(xué)生的心理特點(diǎn)出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和態(tài)度引導(dǎo)到正確的軌道上，這將為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。
一、了解學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的心理障礙，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生愉快地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室
對(duì)大多數(shù)農(nóng)村中學(xué)的學(xué)生來說，有著不同的背景和生物學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，對(duì)生物實(shí)驗(yàn)也就有各種不同的看法和體驗(yàn)。因此，教師應(yīng)該注意到部分學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的不正確的認(rèn)識(shí)，或者是不良的體驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)心理障礙形成的原因，在學(xué)生進(jìn)入一個(gè)新的環(huán)境，對(duì)學(xué)習(xí)、生活有著新的憧憬的時(shí)候，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒?，糾正學(xué)生不正確的認(rèn)識(shí)和突破心理障礙，將能對(duì)教學(xué)起到事半功倍的作用。
1. 對(duì)實(shí)驗(yàn)的輕視心理
由于傳統(tǒng)的考試功能的缺陷，學(xué)生往往重視理論而輕實(shí)驗(yàn)，重于記憶而輕能力。學(xué)生受此影響，認(rèn)為生物實(shí)驗(yàn)并不重要，做不做實(shí)驗(yàn)都能學(xué)好、考好生物。這些學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)往往采取敬而遠(yuǎn)之的態(tài)度，做實(shí)驗(yàn)時(shí)敷衍了事，不嚴(yán)格按照要求操作或袖手旁觀，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄和分析往往采取主觀的判斷或抄襲來應(yīng)付。
對(duì)有這種心理的學(xué)生，教師應(yīng)該在教學(xué)過程中經(jīng)常強(qiáng)調(diào)。一是說明生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)自己的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力，對(duì)于今后的學(xué)習(xí)和工作都有好處。二是介紹近年來中高考中實(shí)驗(yàn)題的分值逐年增加的事實(shí)，以及中高考實(shí)驗(yàn)題的新穎、靈活、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，沒有經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，只是憑記憶和背誦是根本考不好這些題目的。通過這樣的說理，讓學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)在思想上重視起來。
2. 對(duì)實(shí)驗(yàn)的恐懼心理
生物課有時(shí)需要用到一些化工藥品或者試劑，但由于受社會(huì)輿論和報(bào)刊宣傳的影響，認(rèn)為化工產(chǎn)品都是有毒的或有致癌作用的，所以有些學(xué)生認(rèn)為做生物實(shí)驗(yàn)會(huì)有危險(xiǎn)。此外，做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)要用到貴重儀器，如顯微鏡，有些學(xué)生聽到教師說是貴重儀器，就害怕因使用不當(dāng)而弄壞儀器，需要他賠償或被教師批評(píng)，從而產(chǎn)生了對(duì)實(shí)驗(yàn)的恐懼感。另外，有些生物發(fā)出的腥臭味和看到令人作嘔的樣子，也是學(xué)生產(chǎn)生恐懼感的一個(gè)原因。
恐懼心理屬于心理障礙，是外部刺激作用于腦和植物性神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)果，一旦外部刺激弱化或消除，這種心理也將隨之淡化并消失。因此，在學(xué)生剛剛做生物實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師不要引入新的刺激，并采取一些措施來消除學(xué)生的恐懼心理。一是實(shí)驗(yàn)室要通風(fēng)好，要給第一次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生創(chuàng)造良好的環(huán)境，改變他們那種認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室有毒的、令人作嘔的心理。策略是：教師和實(shí)驗(yàn)員在新一屆學(xué)生的第一次實(shí)驗(yàn)前，組織學(xué)生親自打掃實(shí)驗(yàn)室，打開窗戶和排氣扇，換進(jìn)新鮮的空氣。教師還應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)一些有腐蝕性的藥品或者試劑，要講明白怎么樣去防護(hù)，使用貴重物品時(shí)要注意什么事項(xiàng)等等。二是多安排一些隨堂實(shí)驗(yàn)，讓他們多試驗(yàn)并能親身感受到生物實(shí)驗(yàn)可以得到其他學(xué)科很難得到的體會(huì)和樂趣，從而淡化恐懼心理。
3. 做實(shí)驗(yàn)時(shí)的緊張心理
學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中的緊張心理往往是因操作不熟練引起的，一些以前沒有見過的實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生對(duì)它很陌生，不會(huì)使用，必然有些緊張；有時(shí)做了幾次沒有做好，就更加緊張了。這就要求教師在教學(xué)中要重視指導(dǎo)學(xué)生課前的預(yù)習(xí)，以及對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的基本操作的訓(xùn)練，在訓(xùn)練中，教師不要急于求成，而是結(jié)合學(xué)生實(shí)際，由淺入深，循序漸進(jìn)，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，自己體會(huì)，熟能生巧之后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自然就會(huì)有自信。
學(xué)生獨(dú)立操作時(shí)，他們既希望有人幫助指導(dǎo)，但又怕教師總站在旁邊監(jiān)視，害怕操作錯(cuò)誤而被教師批評(píng)，從而強(qiáng)化了緊張心理。這就要求教師在輔導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)要有耐心、態(tài)度和藹、話語要輕柔，不要總是站在一個(gè)學(xué)生的身旁，一般只需適時(shí)地給予幫助即可。
二、克服學(xué)生的不良實(shí)驗(yàn)心理特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)生物實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣和持久穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)研究興趣
1. 改變把實(shí)驗(yàn)當(dāng)成“變戲法”和“看熱鬧”的心理，明確實(shí)驗(yàn)的目的要求
平時(shí)一說到上生物實(shí)驗(yàn)課，許多學(xué)生往往是帶著好奇、新鮮、興奮的心情來上實(shí)驗(yàn)課的。在教師講解時(shí)，他們常常忙于看各種儀器、藥品，急于動(dòng)手做，做出了結(jié)果，看到了現(xiàn)象就很高興和滿足了。他們的注意力不在操作的規(guī)范上，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊膊皇呛苊鞔_，較多的是“照方子抓藥”。他們無論是看教師的演示實(shí)驗(yàn)還是自己操作，都是以“變戲法”“看熱鬧”的心理來對(duì)待。長期以這種心情對(duì)待實(shí)驗(yàn)，不僅對(duì)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作的知識(shí)的鞏固和能力的培養(yǎng)沒有什么作用，而且使學(xué)生形成對(duì)實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。
抓課前準(zhǔn)備是解決這一問題的有效方法。一般學(xué)生的預(yù)習(xí)主要是了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、步驟及如何操作等，較少想到要了解實(shí)驗(yàn)的目的，教師應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡闹匾裕唧w地了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?duì)于實(shí)驗(yàn)技能、知識(shí)、觀察能力等諸方面的要求。為把課前準(zhǔn)備引向深入，可以提出一兩個(gè)問題，讓學(xué)生思考。
2. 克服單憑興趣做實(shí)驗(yàn)的心理，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度
興趣是一個(gè)人力求認(rèn)識(shí)某種事物或從事某項(xiàng)活動(dòng)的心理傾向。生物實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生得到從其他方面難以體會(huì)到的快樂和興趣，但是學(xué)生正處于青春發(fā)育期，他們的興趣往往不能持久，容易漂移。以單純興趣觀點(diǎn)做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，只是追求個(gè)人感情上的某種需要或者刺激，學(xué)習(xí)只是跟著感覺走，對(duì)學(xué)習(xí)的艱苦性沒有準(zhǔn)備，當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作需要多次進(jìn)行時(shí)，他們就會(huì)感覺到枯燥乏味而轉(zhuǎn)移興趣；當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中受到紀(jì)律的約束時(shí)，他們也會(huì)把興趣轉(zhuǎn)移；當(dāng)受到教師的批評(píng)，或者不喜歡教師的形象或語言特征時(shí)，他們也會(huì)把興趣轉(zhuǎn)移。
對(duì)此，我們要想辦法把他們最初對(duì)實(shí)驗(yàn)的熱情，轉(zhuǎn)化為對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的持久穩(wěn)定的興趣上，培養(yǎng)其科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。首先，可以通過向?qū)W生介紹偉大科學(xué)家的事例，如居里夫人用手工勞動(dòng)苦戰(zhàn)1300天從8噸鈾瀝青礦渣中提煉出1/10克氯化鐳，并初步測(cè)定鐳的相對(duì)原子質(zhì)量為225，從而獲得1903年的諾貝爾物理獎(jiǎng)的事例，激勵(lì)學(xué)生要艱苦學(xué)習(xí)，以苦為樂。其次，可以通過開展研究性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，有意識(shí)地把實(shí)驗(yàn)所帶來的直覺興趣引導(dǎo)到對(duì)實(shí)驗(yàn)的因果關(guān)系或?qū)?shí)驗(yàn)的本質(zhì)的研究中去，使他們不僅成為做好生物實(shí)驗(yàn)的興趣動(dòng)力，也成為促進(jìn)學(xué)生心理品質(zhì)良好發(fā)展的重要因素。再次，在實(shí)驗(yàn)中教師要做到多一點(diǎn)寬容，少一點(diǎn)不必要的約束；多一點(diǎn)鼓勵(lì)，少一點(diǎn)指責(zé)；多一點(diǎn)嚴(yán)格，少一點(diǎn)嚴(yán)厲；多一點(diǎn)引導(dǎo)，少一點(diǎn)干涉。最后，做教師的要加強(qiáng)自身的修養(yǎng)，做到衣著整潔、美觀，語言生動(dòng)親切，在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)保持適宜的情緒狀態(tài)，演示實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)盡量規(guī)范、熟練、靈巧、現(xiàn)象鮮明，給人以美的享受，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的意外事件，要果斷處理，但又能處之泰然，這樣才可以使學(xué)生能“親其師而信其道”。
三、把握學(xué)生良好的心理特點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
1. 抓住學(xué)以致用的心理，開展與生活聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)
應(yīng)用是創(chuàng)新和社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。中學(xué)生物教材中的實(shí)驗(yàn)是以訓(xùn)練基本操作和驗(yàn)證所學(xué)知識(shí)為主的，實(shí)驗(yàn)的理論性較強(qiáng)，開始時(shí)學(xué)生會(huì)有較高的熱情和興趣，做多了，學(xué)生就會(huì)想，這些知識(shí)除了考試需要外還會(huì)與我的生活實(shí)際有什么關(guān)系呢？如果這個(gè)問題長期得不到回答，就會(huì)使學(xué)生形成生物實(shí)驗(yàn)是與生活無關(guān)的“科學(xué)”，部分學(xué)生就會(huì)因此對(duì)生物實(shí)驗(yàn)失去興趣。
對(duì)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行情境化處理和適時(shí)增加趣味性、實(shí)用性的實(shí)驗(yàn)，將能很好地滿足學(xué)生這樣的心理需求，甚至?xí)〉靡庀氩坏降慕虒W(xué)效果。如：“制作細(xì)胞模型”這一實(shí)驗(yàn)材料中的瓊脂不容易取得，需要量相對(duì)較多。在實(shí)驗(yàn)前，筆者讓學(xué)生考慮“可以用什么材料來代替瓊脂，有無更好的方法，做到既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠呢？”有的學(xué)生就想到了用果凍代替瓊脂，在制作過程中，果凍殼做細(xì)胞膜，綠豆作葉綠體，花生做細(xì)胞核。這樣，一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又有觀賞價(jià)值的細(xì)胞模型就做好了。
2. 激發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的心理，培養(yǎng)創(chuàng)新的能力
學(xué)生做多了教材中明確列出的實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)用品和用量的實(shí)驗(yàn)后，會(huì)由于自己的主動(dòng)性無從發(fā)揮而產(chǎn)生厭倦的心理；另外，學(xué)生通過自己實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，逐步地認(rèn)識(shí)到，實(shí)驗(yàn)是研究生物的結(jié)構(gòu)與功能，揭示生命本質(zhì)的一種手段，也是用來解決生活中實(shí)際問題的重要手段，到了一定時(shí)候就會(huì)激起自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來解決一些簡(jiǎn)單問題的意向性心理需要。
總之，重視根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，糾正學(xué)生的不良心理障礙，培養(yǎng)健康的實(shí)驗(yàn)心理，有利于學(xué)生知識(shí)的掌握和技能的形成，促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
第8篇：生物的特征范文
一、現(xiàn)有研究對(duì)教學(xué)反思的理解
“反思”最早起源于西方哲學(xué)家的論述，通常指人自我精神的內(nèi)省活動(dòng)。洛克（Loke）認(rèn)為人的經(jīng)驗(yàn)按其來源可分為感覺和反思。感覺是指外部經(jīng)驗(yàn)而反思則是內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)。反思是以自己的內(nèi)心活動(dòng)作為認(rèn)識(shí)對(duì)象而反觀自照，既有思想活動(dòng)又有心理活動(dòng)。黑格爾（Hegel）將“反思”稱作“后思”，他認(rèn)為反思是思想反過來對(duì)于自身的認(rèn)識(shí)，或者說它是跟隨在事實(shí)后面的反復(fù)思考。杜威（Dewey）則認(rèn)為反思是“對(duì)于任何信念或者假定的知識(shí)形式”的“積極的、堅(jiān)持不懈的和仔細(xì)的考慮”；海德格爾（Heidegger）則認(rèn)為反思是人的“自識(shí)”活動(dòng)。伯萊克（Berlak）說，反思是立足于自我之外的批判地考察自己行動(dòng)及情境的能力。
反思指向的是過去的意識(shí)行為。教學(xué)活動(dòng)的內(nèi)容或場(chǎng)景在頭腦中像過電影一樣再現(xiàn)，這是回憶、回想。如果重新審視自己在活動(dòng)中某個(gè)環(huán)節(jié)的行為，或梳理本次活動(dòng)所得到的啟發(fā)和借鑒，這種對(duì)教育教學(xué)進(jìn)行判斷與思考的過程就是教學(xué)反思。
教學(xué)反思是教師自覺地把自己的課堂教學(xué)實(shí)踐作為認(rèn)識(shí)對(duì)象進(jìn)行全面深入的思考和總結(jié)，是一種將“教學(xué)”和“學(xué)習(xí)”結(jié)合起來進(jìn)行審視和分析的過程，是教師提高個(gè)人業(yè)務(wù)水平的一種有效手段，也是一種用來提高自身業(yè)務(wù)、改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式。
如果將反思視為學(xué)習(xí)方式，反思與回憶自己的教學(xué)活動(dòng)為主要學(xué)習(xí)途徑，其學(xué)習(xí)內(nèi)容是自己實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，這樣的理解如何解釋教學(xué)反思對(duì)教師專業(yè)發(fā)展有很大作用，我們又該如何理解教學(xué)反思的本質(zhì)？
二、例析教學(xué)反思的類型與內(nèi)容
不同的學(xué)者從不同的角度對(duì)教學(xué)反思進(jìn)行了分類和研究。卡爾（Carr）和凱密斯（Kemmis）還有麥倫（Van Manen）等學(xué)者，根據(jù)教學(xué)反思的內(nèi)容，將教學(xué)反思分為技術(shù)性反思、實(shí)踐性反思和批判性反思三個(gè)層次。技術(shù)性反思指教學(xué)中運(yùn)用的媒體技術(shù)是否合理、效果如何等。實(shí)踐性反思側(cè)重于為達(dá)成教育教學(xué)目標(biāo)而采取的教育教學(xué)行為是否合理。目前，教師所做的教學(xué)反思多為這一類。批判性反思是從社會(huì)、政治與倫理學(xué)的角度出發(fā)檢討自己的教育教學(xué)行為是否合乎公正和平等。舍恩（Schon）提出教學(xué)反思的兩種類型，即“對(duì)行動(dòng)反思”和“在行動(dòng)中反思”；布魯巴赫（Brubacher）把教學(xué)反思分為行動(dòng)后反思、行動(dòng)中反思和行動(dòng)前反思三類。我們通過以下案例闡述與分析布魯巴赫的教學(xué)反思類型如何指導(dǎo)自己的教學(xué)實(shí)踐和反思。
1.行動(dòng)前反思
行動(dòng)前反思是指憑借以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行批判性的分析，并作出調(diào)整性的預(yù)測(cè)。行動(dòng)前反思具有前瞻性。
案例1：觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布
“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”是高中生物必修1《分子與細(xì)胞》第一章“遺傳物質(zhì)的攜帶者——核酸”一節(jié)的一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。教材的主要操作步驟是：取口腔上皮細(xì)胞制片，并用酒精燈烘干；用8%鹽酸，30℃下，水解5min；沖洗涂片10s；滴上吡羅紅甲基綠液染5min。
課前做預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，按照教材的步驟進(jìn)行操作，成功率很低，細(xì)胞核難以呈現(xiàn)綠色，常被染成和細(xì)胞質(zhì)一樣的粉紅色。
到底是哪一步出現(xiàn)了問題？是實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)試劑還是實(shí)驗(yàn)方案？筆者和組里的其他教師反復(fù)核實(shí)，同時(shí)更換了實(shí)驗(yàn)室原有的試劑，但結(jié)果還是一樣。我們查閱相關(guān)資料并分析：用8%鹽酸處理實(shí)驗(yàn)材料可能是問題的關(guān)鍵。首先，鹽酸可改變細(xì)胞膜的通透性，本實(shí)驗(yàn)的口腔上皮細(xì)胞經(jīng)酒精燈烘烤后為死細(xì)胞，細(xì)胞膜的選擇透過性已經(jīng)喪失，鹽酸處理已沒有意義。其次，“蒸餾水沖洗10s”很可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的HCl得不到徹底清除而改變了吡羅紅甲基綠試劑的pH，甚至可能使核酸水解，從而導(dǎo)致染色效果不明顯。于是我們刪除用鹽酸水解這一步驟，烘干后直接染色，實(shí)驗(yàn)效果明顯，成功率在90%以上。這樣，既降低了實(shí)驗(yàn)難度，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，同時(shí)也降低了使用鹽酸帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。
這個(gè)案例屬于行動(dòng)前反思。行動(dòng)前反思的價(jià)值在于它強(qiáng)調(diào)了反思的目的是為了更好地把握未來的行動(dòng)，提示自己在行動(dòng)之前必須慎思。行動(dòng)前反思針對(duì)的是教學(xué)中可能存在的問題及相應(yīng)的解決方案，涉及以下幾個(gè)方面：（1）反思本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是否合適；（2）反思教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是否符合課標(biāo)和學(xué)情；（3）反思學(xué)生在學(xué)習(xí)中可能會(huì)遇到哪些困難；（4）反思活動(dòng)的設(shè)計(jì)是否有助于達(dá)成教學(xué)目標(biāo)；（5）反思是否需要對(duì)教材內(nèi)容和教學(xué)策略作出適當(dāng)調(diào)整，等等。
“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”案例針對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中可能存在的問題進(jìn)行預(yù)試，發(fā)現(xiàn)問題后有針對(duì)性地解決問題，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。行動(dòng)前反思使教師做到課前心中有數(shù)，豐富了教師的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)理論的理解。
2.行動(dòng)中反思
行動(dòng)中反思是指對(duì)發(fā)生在教學(xué)過程中的問題及時(shí)反思、迅速調(diào)控，以便尋求一個(gè)更為合理解決問題的方法和途徑。行動(dòng)中反思具有敏感性和即時(shí)性的特點(diǎn)。
案例2：種群的概念
“種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。現(xiàn)代進(jìn)化論認(rèn)為，種群是生物進(jìn)化的基本單位?！?/p>
課堂上，當(dāng)筆者介紹完種群的概念后出示了幾個(gè)判斷題，學(xué)生回答得很好，也能很快舉例說出“一個(gè)樹林中的全部獼猴”“一個(gè)池塘中的全部鯉魚”等例子。筆者認(rèn)為，應(yīng)該再給學(xué)生一些更復(fù)雜的問題。隨后提問：“今天教室中在座的全部學(xué)生能不能構(gòu)成一個(gè)種群呢？”學(xué)生一時(shí)回答不上來，有的說“是”，有的說“不是”。
學(xué)生的困惑應(yīng)該如何化解？筆者認(rèn)為，不要直接告訴學(xué)生答案，要讓他們自己分析。于是筆者讓學(xué)生思考這個(gè)例子和剛才那兩個(gè)例子，即“樹林中的全部獼猴”和“一個(gè)池塘中的全部鯉魚”有什么異同，比較后學(xué)生恍然大悟，原來樹林中的獼猴和池塘中的魚能進(jìn)行基因交流，而教室中的學(xué)生雖然占據(jù)一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)特征，但并無基因交流，所以不能構(gòu)成一個(gè)種群。
通過“種群”概念的教學(xué)，筆者體會(huì)到生物學(xué)涉及的概念非常多，如何讓學(xué)生正確理解這些概念，教師首先要非常清楚概念的內(nèi)涵和外延。這次的教學(xué)如果只是簡(jiǎn)單告訴學(xué)生什么是種群，再舉兩個(gè)例子，學(xué)生很難真正理解其含義。教師應(yīng)該運(yùn)用概念教學(xué)的理論，營造學(xué)生主動(dòng)思考的氛圍，設(shè)計(jì)學(xué)生主動(dòng)參與的活動(dòng)，通過引發(fā)認(rèn)知沖突、指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)辨析，讓學(xué)生從中理解概念。
通過總結(jié)這一發(fā)生在行動(dòng)中的反思，筆者對(duì)“解惑”有了新的理解：新課程背景下的教師“解惑”應(yīng)該是制造疑惑，給予指導(dǎo)，讓學(xué)生自己解開疑惑，而不是教師自己解惑。
“種群的概念”案例屬行動(dòng)中反思。盡管課前教師已充分備課，也了解學(xué)情，但教學(xué)過程中，課堂上還是會(huì)出現(xiàn)一些事先預(yù)想不到的情況或突發(fā)事件。教師需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這有較大的難度。本案例中，教師借助經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，在理論指導(dǎo)下轉(zhuǎn)變了教學(xué)行為——把解惑、思考的空間留給了學(xué)生。
3.行動(dòng)后反思
行動(dòng)后反思是在某一教學(xué)活動(dòng)告一段落（如上完一節(jié)課或一個(gè)單元的課）后，在一定的理念指導(dǎo)下，去發(fā)現(xiàn)和研究教學(xué)過程中的問題，或者對(duì)有效的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行理性的總結(jié)和提升。行動(dòng)后反思具有批判性。
案例3：探究細(xì)胞的吸水和失水
筆者組織學(xué)生完成了探究實(shí)驗(yàn)“探究細(xì)胞的吸水和失水”，這是高中生物必修1《分子與細(xì)胞》的一個(gè)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。
本節(jié)課的成功之處：整個(gè)實(shí)驗(yàn)從提出問題、作出假設(shè)到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)全部是學(xué)生自己完成，整個(gè)過程學(xué)生非常積極，興趣高漲。小組成員分工合作，有的負(fù)責(zé)撕取洋蔥表皮，有的負(fù)責(zé)配制蔗糖溶液，有的負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。最后每個(gè)小組匯報(bào)了自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生們?cè)诜窒韺?shí)驗(yàn)成功喜悅的同時(shí)領(lǐng)悟了細(xì)胞吸水和失水的原理。
本節(jié)課的不足之處：有個(gè)別學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣，活動(dòng)參與度低，其中不乏成績很好的學(xué)生。課后筆者詢問其中的原因，他們覺得上不上實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)習(xí)沒什么影響，覺得沒意思。
學(xué)生為什么會(huì)有這種感覺？仔細(xì)分析原因，可能有以下幾個(gè)方面。
（1）有的學(xué)生在初中做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料有蘿卜和洋蔥，高中課本的實(shí)驗(yàn)與初中有很多相似之處，對(duì)學(xué)生沒有挑戰(zhàn)性。
（2）做這個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了細(xì)胞吸水和失水的原理。雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)屬于探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)歷了提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)和交流的環(huán)節(jié)，但教材上已有失水的照片，學(xué)生在未開始實(shí)驗(yàn)前就已知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。因此，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的期待值不高。
（3）本實(shí)驗(yàn)中所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)材料都是洋蔥，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象大同小異也是學(xué)生興趣不高的原因。
結(jié)合以上思考，筆者對(duì)“探究細(xì)胞吸水和失水”作了如下改進(jìn)。
（1）提供不同的實(shí)驗(yàn)材料供學(xué)生選擇，還可讓學(xué)生自帶實(shí)驗(yàn)材料，發(fā)揮其積極性。
（2）在“探究細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)中，可探究的問題很多。如細(xì)胞失水和吸水的條件，細(xì)胞死活的判定，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究細(xì)胞液的濃度等，都是很好的探究課題。
反思“探究細(xì)胞的吸水和失水”一課，學(xué)生要掌握一定的探究技能，還要通過實(shí)驗(yàn)理解細(xì)胞吸水和失水的原因，探究過程要伴隨新知識(shí)的形成，實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果一樣重要。讓學(xué)生運(yùn)用細(xì)胞吸水、失水的原理分析與解釋日常生活中觀察的現(xiàn)象，還可激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容和探究過程的興趣。同時(shí)也可增加活動(dòng)的靈活性，以關(guān)注不同學(xué)生個(gè)體的差異。
“探究細(xì)胞的吸水和失水”是“行動(dòng)后反思”，是在一節(jié)課結(jié)束后對(duì)本節(jié)課的成功和不足之處作梳理與評(píng)價(jià)，找出問題及成因，并提出改進(jìn)設(shè)想。行動(dòng)后反思關(guān)注合理性、有效性等問題以及問題的解決，包括以下內(nèi)容。
（1）反思教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。哪些目標(biāo)達(dá)到了，全部成員達(dá)成的程度，在達(dá)成目標(biāo)時(shí)存在什么問題，未達(dá)成的原因是什么等，這屬于實(shí)踐性反思。
（2）反思教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)。以一定的理論和觀念分析活動(dòng)的設(shè)計(jì)，是否符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，是否能夠有效地幫助學(xué)生建構(gòu)概念，能否有效地引發(fā)學(xué)生的探索欲望，是否使學(xué)生主動(dòng)參與，對(duì)教育理論的理解與應(yīng)用合理嗎，本輪教學(xué)有哪些問題有待改進(jìn)與創(chuàng)新，今后如何改進(jìn)等，這屬于批判性反思。
（3）反思教師自身的教學(xué)技能。反思自己的教學(xué)技能運(yùn)用情況，如教學(xué)媒體的運(yùn)用，教學(xué)時(shí)間的把握，提問時(shí)機(jī)的選擇等，這屬于技術(shù)性反思。
三、教學(xué)反思的本質(zhì)與特征
1.教學(xué)反思的本質(zhì)
無論是行動(dòng)后反思、行動(dòng)中反思還是行動(dòng)前反思，其核心都在于分析行動(dòng)的合理性和有效性。行動(dòng)后反思總結(jié)本次實(shí)踐的成功與不足，為下次行動(dòng)前的反思提供問題與假設(shè)，行動(dòng)中反思是在行動(dòng)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并立即調(diào)整的過程。圍繞教學(xué)問題和問題的解決，行動(dòng)前反思、行動(dòng)中反思和行動(dòng)后反思三個(gè)環(huán)節(jié)緊密相連，形成有機(jī)的整體，持續(xù)不斷。通過“反思—改進(jìn)—再反思”的循環(huán)，教師總結(jié)自己教學(xué)中的成功經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的新問題并探索問題的解決方案，使教學(xué)行動(dòng)更為合理與有效。教學(xué)反思這種以自己過去的經(jīng)驗(yàn)作為學(xué)習(xí)對(duì)象的學(xué)習(xí)方式，實(shí)為一種以自身的教學(xué)行為作為研究對(duì)象的研究活動(dòng)，其本質(zhì)是探究。
2.教學(xué)反思的特征
（1）建構(gòu)性。教學(xué)反思過程從自身經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，尋找行動(dòng)的合理性和有效性，是需要理論支撐的，這個(gè)過程促使教師理解教育理論，在新情境下運(yùn)用理論，建構(gòu)理論與教學(xué)實(shí)踐之間的橋梁。同時(shí)，反思也是一種促進(jìn)教師深入理解學(xué)科知識(shí)的建構(gòu)活動(dòng)。
（2）批判性。教學(xué)反思中，教師科學(xué)地審視自己的教學(xué)行為，尋找合理性和有效性的教學(xué)反思過程，這是一種批判的活動(dòng)，可發(fā)展教師的批判性思維能力。
（3）即時(shí)性。教學(xué)反思通過回憶，捕捉教學(xué)瞬間發(fā)生的有價(jià)值的資料。由于其極易于流逝，教師應(yīng)及時(shí)回憶自己發(fā)現(xiàn)的問題，記錄自己的經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新點(diǎn)，找到新一輪實(shí)踐中的問題解決辦法。
（4）創(chuàng)新性。面對(duì)教學(xué)中的某些困難，教師課前、課中與課后持續(xù)思考，發(fā)散性地想象與創(chuàng)造，有可能激發(fā)出教學(xué)靈感，產(chǎn)生解決辦法。教師如能堅(jiān)持以教學(xué)敘事的形式記錄這些反思中的點(diǎn)滴靈感與進(jìn)展，就可能對(duì)自己或他人有所啟示。
四、生物學(xué)科教師教學(xué)反思的價(jià)值及實(shí)現(xiàn)途徑
1.教學(xué)反思是生物學(xué)科教師學(xué)習(xí)教學(xué)理論知識(shí)與積累教學(xué)實(shí)踐知識(shí)的重要方式
反思可以幫助教師理解理論知識(shí)，豐富實(shí)踐知識(shí)。實(shí)現(xiàn)這一價(jià)值的途徑是在日常教學(xué)中回憶教學(xué)行為并記述問題解決的成果；實(shí)現(xiàn)這一價(jià)值的方法是學(xué)習(xí)理論并用于指導(dǎo)反思，找出存在的問題、本輪實(shí)踐的進(jìn)展、在下一輪實(shí)踐中解決問題的設(shè)想等。
2.教學(xué)反思是一線生物學(xué)科教師參與教育教學(xué)研究的有效方式
社會(huì)的發(fā)展、時(shí)代的變革、學(xué)科的發(fā)展與課程的改革都會(huì)使教師面臨許多新的挑戰(zhàn)。解決這些問題的主體是一線教師，他們是問題的發(fā)現(xiàn)者，也是問題的解決者。他們解決問題的方式是反思：帶著問題找理論，結(jié)合行動(dòng)理解理論，在行動(dòng)前、行動(dòng)中、行動(dòng)后持續(xù)反思，結(jié)合理論分析問題，解決問題，并進(jìn)一步完善解決方案。
當(dāng)前在中學(xué)教師中普遍開展的生物學(xué)研究課等教科研活動(dòng)也是一種基于反思的研究。它不同于教師日常教學(xué)中的反思，研究課等活動(dòng)有明確的問題指向，研究的問題也更具普遍性，參與者是教師的團(tuán)隊(duì)，能集眾人智慧，在行動(dòng)前、行動(dòng)中與行動(dòng)后反思研究，其研究的成果公開展示，有更多教師參與反思。因而這種反思活動(dòng)更系統(tǒng)、更深入，成果更易推廣。
3.教學(xué)反思是生物學(xué)教師專業(yè)化發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力
第9篇：生物的特征范文
[關(guān)鍵詞] 生物特征識(shí)別 數(shù)字簽名 電子商務(wù) 身份安全認(rèn)證
一、引言
在電子商務(wù)應(yīng)用日益廣泛的今天，從某種角度看，身份認(rèn)證技術(shù)可能比信息加密本身更加重要。它是網(wǎng)絡(luò)安全和信息系統(tǒng)安全的第一道屏障，是在信息安全時(shí)代備受關(guān)注的一個(gè)研究領(lǐng)域。
目前的應(yīng)用主要是以“用戶ID+口令＋數(shù)字證書”來進(jìn)行用戶的身份認(rèn)證。從根本上說這種身份認(rèn)證不能解決訪問者的物理身份和電子身份的一致性問題，即無法確認(rèn)通過身份認(rèn)證的訪問者即獲授權(quán)者。
啟發(fā)于人的身體特征具有不可復(fù)制的特點(diǎn)，人們開始把目光轉(zhuǎn)向了生物識(shí)別技術(shù)。人的指紋、虹膜、視網(wǎng)膜等都具有惟一性和穩(wěn)定性的特征，為實(shí)現(xiàn)更安全、方便的用戶身份認(rèn)證提供了有利的物理?xiàng)l件。
用戶最關(guān)注的問題是因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全性和保密性。保障網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩酝ǔＰ枰柚畔踩δ軄韺?shí)現(xiàn)。在開放系統(tǒng)中對(duì)具有重要價(jià)值的信息或私密信息進(jìn)行通信時(shí)，可使用數(shù)字簽名等密碼技術(shù)進(jìn)行加密。
生物識(shí)別技術(shù)代表著用戶身份認(rèn)證技術(shù)的未來，有著廣闊的應(yīng)用前景。如果將生物特征識(shí)別技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，可以提供一種更加安全、便捷的用戶身份認(rèn)證技術(shù)。
二、生物特征識(shí)別技術(shù)
生物特征識(shí)別技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段結(jié)合，利用人體固有的生理特性來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。其核心在于如何獲取這些生物特征，并將之轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中，利用可靠的匹配算法來完成驗(yàn)證與識(shí)別個(gè)人身份的過程。
1.指紋識(shí)別——成熟的身份認(rèn)證技術(shù)
在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的身份認(rèn)證系統(tǒng)中，應(yīng)用指紋作為身份確認(rèn)依據(jù)是理想的。
第一，理論上，每個(gè)人的指紋是獨(dú)一無二的。
第二，指紋樣本便于獲取，易于開發(fā)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)用性強(qiáng)。
第三，指紋識(shí)別中使用的模板而是由指紋圖中提取的關(guān)鍵特征，使系統(tǒng)對(duì)模板庫的存儲(chǔ)量較小。也可以大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，便于支持網(wǎng)絡(luò)功能。
第四，指紋識(shí)別是生物特征識(shí)別中研究最早、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，有著堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)后盾。
指紋識(shí)別具有很高的實(shí)用性、可行性。隨著固體傳感器技術(shù)的發(fā)展。指紋傳感器的價(jià)格正逐漸下降，在許多應(yīng)用中基于指紋的生物認(rèn)證系統(tǒng)的成本是可以承受的。
指紋識(shí)別原理和過程如下：首先，通過指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋圖像，并對(duì)原始圖像進(jìn)行初步的處理，使之更清晰。然后，指紋辨識(shí)算法建立指紋的數(shù)字表示——特征數(shù)據(jù)。特征文件存儲(chǔ)從指紋上找到被稱為“細(xì)節(jié)點(diǎn)”(minutiae)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，也就是那些指紋紋路的分叉點(diǎn)或末梢點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)稱為模板（至今仍然沒有一種模板的標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一種標(biāo)準(zhǔn)的抽象算法，各廠商自行其是）。最后，通過計(jì)算機(jī)把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。
2.虹膜和視網(wǎng)膜——更準(zhǔn)確、更可靠的身份認(rèn)證技術(shù)
虹膜是一種在眼睛中瞳孔內(nèi)的織物狀各色環(huán)狀物，每一個(gè)虹膜都包含一個(gè)獨(dú)一無二的基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、凹點(diǎn)、射線、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。世界上兩個(gè)指紋相同的幾率為1/109，而兩個(gè)虹膜圖像相同的幾率是1/1011，虹膜在人的一生中均保持穩(wěn)定不變。因此，利用虹膜來識(shí)別身份能夠成為獨(dú)一無二的標(biāo)識(shí)，其可靠性超過了指紋識(shí)別。
從直徑11mm的虹膜上，Dr. Daugman的算法用3.4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)來代表每平方毫米的虹膜信息，一個(gè)虹膜約有266個(gè)量化特征點(diǎn)，而指紋識(shí)別技術(shù)只有40多個(gè)特征點(diǎn)。266個(gè)量化特征點(diǎn)的虹膜識(shí)別算法在眾多虹膜識(shí)別技術(shù)資料中都有講述，在算法和人類眼部特征允許的情況下，Dr. Daugman指出，通過他的算法可獲得173個(gè)二進(jìn)制自由度的獨(dú)立特征點(diǎn)。這在生物識(shí)別技術(shù)中，所獲得特征點(diǎn)的數(shù)量是相當(dāng)大的。
關(guān)于虹膜的特征提取方面較有成效的主要有Daugman的利用多分辨率Gabor濾波器提取虹膜紋理的相位信息；Wildes的基于4種不同決策標(biāo)準(zhǔn)的拉普拉斯金字塔提取虹膜紋理特征；Boles和Boashash的基于小波變換過零檢測(cè)虹膜識(shí)別算法以及中科院采用Gabor濾波和aubechies-4小波變換相結(jié)合的紋理分析方法。
虹膜技術(shù)上有一些地方有待完善；當(dāng)前的虹膜識(shí)別系統(tǒng)只是用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行小規(guī)模的試驗(yàn)，而沒有進(jìn)行過現(xiàn)實(shí)世界的惟一性認(rèn)證的試驗(yàn)；目前圖像獲取設(shè)備相當(dāng)昂貴。
視網(wǎng)膜是一些位于眼球后部十分細(xì)小的神經(jīng)（一英寸的1/50），它是人眼感受光線并將信息通過視神經(jīng)傳給大腦的重要器官，用于生物識(shí)別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍，即視網(wǎng)膜四層細(xì)胞的最遠(yuǎn)處。
在20世紀(jì)30年代，通過研究就得出了人類眼球后部血管分布惟一性的理論，進(jìn)一步的研究的表明，即使是孿生子，這種血管分布也是具有唯一性的，視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)形式在人的一生當(dāng)中都相當(dāng)穩(wěn)定。所以，同虹膜識(shí)別技術(shù)一樣，視網(wǎng)膜掃描可能是最可靠、最值得信賴的生物特征識(shí)別技術(shù)。視網(wǎng)膜掃描設(shè)備可以從使用者的視網(wǎng)膜上可以獲得400個(gè)特征點(diǎn)，創(chuàng)建模板和完成確認(rèn)。由此可見，視網(wǎng)膜掃描技術(shù)的錄入設(shè)備的認(rèn)假率低于0.0001%。但拒假率（FAR，指系統(tǒng)不正確地拒絕一個(gè)已經(jīng)獲得權(quán)限的用戶）比較高，相信在進(jìn)一步的研究中可以大大降低。
因?yàn)閷?duì)視網(wǎng)膜難于采樣，也無標(biāo)準(zhǔn)的視網(wǎng)膜樣本庫供系統(tǒng)軟件開發(fā)使用，這就導(dǎo)致視網(wǎng)膜識(shí)別系統(tǒng)目前階段難以開發(fā)，可行性較低。
與指紋識(shí)別技術(shù)的主要步驟以及原理相似，虹膜識(shí)別與視網(wǎng)膜識(shí)別一般包括圖像采集、圖像處理、特征提取、保存數(shù)據(jù)、特征值的比對(duì)和匹配等過程。
綜上所述，指紋識(shí)別是最容易實(shí)現(xiàn)的；而虹膜識(shí)別與視網(wǎng)膜識(shí)別受到某些限制，目前除了一些高端應(yīng)用外很難普及應(yīng)用，但其有著巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和潛在的商業(yè)價(jià)值，必將是下一代生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展方向。
三、基于生物特征識(shí)別和數(shù)字簽名技術(shù)的電子商務(wù)身份認(rèn)證系統(tǒng)解決方案
1.方案設(shè)計(jì)要求
要確?；谥讣y特征的用戶身份認(rèn)證系統(tǒng)的整體安全性，必須對(duì)基于指紋特征的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證方案設(shè)計(jì)一個(gè)安全的身份認(rèn)證協(xié)議。良好的身份認(rèn)證協(xié)議應(yīng)該滿足以下幾個(gè)要求：
(1)能夠準(zhǔn)確識(shí)別被認(rèn)證對(duì)象的身份；
(2)能夠明確重要事件的責(zé)任人，并實(shí)現(xiàn)簽名，避免事后抵賴；
(3)能夠保障數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和傳送時(shí)的安全。
2.基于生物特征和數(shù)字簽名技術(shù)的電子商務(wù)身份安全認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
基于秘密信息的身份認(rèn)證協(xié)議：保證通信認(rèn)證可以防止第三方的重放攻擊，但由于客戶端密鑰存儲(chǔ)和管理存在問題?；谏锾卣鞯纳矸菡J(rèn)證：能解決口令窺視和密鑰管理難等問題，但很難阻止第三方的重放攻擊。因而，筆者提出了綜合前述的生物特征識(shí)別技術(shù)和數(shù)字簽名后得到的電子商務(wù)身份認(rèn)證系統(tǒng)的解決方案。
在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下(B/S結(jié)構(gòu)），用戶（客戶端）如果要訪問遠(yuǎn)程服務(wù)器所管理的信息資源，在獲得相關(guān)資源訪問權(quán)限之前，必須通過生物特征身份認(rèn)證，所有的信息資源訪問權(quán)限都在身份認(rèn)證系統(tǒng)（服務(wù)器端）管理之下，未通過身份認(rèn)證的用戶不能訪問信息資源。當(dāng)模板內(nèi)置于服務(wù)器時(shí)，通過客戶端的生物特征獲取儀器獲得用戶的生物特征信息，該信息被加上數(shù)字簽名后傳送到服務(wù)器，在服務(wù)器首先校驗(yàn)簽名是否有效，再與預(yù)先注冊(cè)的模板進(jìn)行比較，并完成身份認(rèn)證。
3.身份認(rèn)證步驟與協(xié)議
在生物認(rèn)證系統(tǒng)中，為了保證生物特征值這不被非法用戶所獲得，采用數(shù)字簽名技術(shù)。我們?cè)诖藢?duì)協(xié)議中采用的符號(hào)做如下定義：A為用戶，AS為認(rèn)證服務(wù)器，KUAS為認(rèn)證服務(wù)器公鑰，TAS為認(rèn)證服務(wù)器的時(shí)限，NA為A的現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)，F(xiàn)A為A的生物特征值，IDA為A的標(biāo)識(shí)。還需說明的是這里采用的是單向認(rèn)證協(xié)議?；緟f(xié)議如下：
(1)A用自己標(biāo)識(shí)的簽名向認(rèn)證服務(wù)器AS請(qǐng)求認(rèn)證。使用簽名技術(shù)能有效地阻止一個(gè)虛假認(rèn)證服務(wù)器對(duì)用戶A的欺騙性連接。因?yàn)橹挥泻戏ǖ恼J(rèn)證服務(wù)器才保存有用戶的公鑰，從而能驗(yàn)證這個(gè)簽名來獲得IDA來為下面的認(rèn)證過程來使用。
(2)認(rèn)證服務(wù)器產(chǎn)生時(shí)限TAS，現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)NA，并將自己的公鑰KUAS、NA和時(shí)限TAS用用戶A的公鑰KUA加密后返回給客戶端的A用戶。
(3)客戶端A接受到認(rèn)證服務(wù)器公鑰、時(shí)限和現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)NA，同時(shí)在客戶端的生物特征傳感器讀取用戶的生物特征圖像，并獲得特征FA，把元組{TAS，NA，F(xiàn)A}用認(rèn)證服務(wù)器的公鑰KUAS加密后發(fā)送給認(rèn)證服務(wù)器。
(4)認(rèn)證服務(wù)器AS通過生物特征信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，若匹配則A的身份通過認(rèn)證。
這個(gè)方案與現(xiàn)時(shí)使用的認(rèn)證體制基本類似，所以電子商務(wù)交易系統(tǒng)不必作重大改變。但因?yàn)橐肓松锾卣髯R(shí)別，安全性可以獲得有效的加強(qiáng)。
四、結(jié)束語
在信息化日趨成為主流的今天，電子商務(wù)的業(yè)務(wù)已隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及而飛速發(fā)展，與此同時(shí)，電子商務(wù)的安全性也成為業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。本方案設(shè)計(jì)將基于生物特征的身份認(rèn)證技術(shù)和數(shù)字簽名相結(jié)合應(yīng)用于電子商務(wù)，加強(qiáng)系統(tǒng)安全性，具有一定的研究和實(shí)用意義。
