生物技术论文篇1

（1）基因工程在植物遗传改良中的应用

我国基因工程在植物遗传改良中的应用现状主要包括抗逆作物育种、品质改良育种和固氮育种等。例如在转基因水稻新品种培育、转基因玉米新品种培育和转基因棉花的研究与产业化等方面都取得了较好的成绩。在我国每年植物因病毒、细菌及真菌、害虫、杂草、旱寒盐、高温等因素给粮食作物、园艺作物及经济作物造成了巨大的损失。随着我国现代农业生物技术的发展，以上问题也正在一步步解决之中。目前我国已相续培育并成功推广种植了一些转基因抗病毒作物、转基因抗细菌及真菌作物、转基因抗虫作物、抗除草剂作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高温作物等。例如在抗盐碱作物方面，刘岩、玉慧中等将抗逆基因mtlD和gutD基因转入植物，获得了烟草、玉米、水稻等植物的耐盐碱转基因株系；在抗旱作物方面，我国科学家把美洲拟碟抗冻蛋白基因转入番茄，得到转基因抗寒番茄。此外我国还成功培育了烟草、马铃薯、黄瓜、番茄等抗病毒作物和将Bt杀虫剂晶体蛋白基因与豇豆胰蛋白酶抑制剂基因复合在一起的双价抗虫棉。在抗逆作物的培育和推广方面，可以说我国处于世界领先地位。

（2）基因工程在利用农作物生产食品中的应用

利用基因工程技术作用于农作物生产食品和食品添加剂主要包括三方面：改进食品原料的品质、改善果蔬采收后的贮藏保鲜性能和开发新型功能性食品。利用基因工程技术可对植物的蛋白质、油脂、淀粉、糖类、维生素等品质性状进行改良，也可延长果实储存期和改良食品风味。

2、生物技术在农业生产应用中存在的问题

（1）生物技术研究方面存在的问题

首先，基础研究比较薄弱。其主要原因：一是由于基础研究的直接性和可见性成果不是很显著，所以很多科研人员不愿意扎深根认真从事基础理论的研究；二是由于绝大多数人都没有认识到基础研究的重要性、基础性和长远性，所以我国在基础研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我国在基础研究方面无论是其重视程度还是资金投入和相关政策体制都存在很多问题。其次，应用研究还很欠缺。一方面是由于基础理论研究的薄弱决定了基础应用研究的缓慢发展。同时基础应用研究自身也存在很多问题。比如在植物基因工程育种方面存在如下问题：分离植物目的基因困难，导入外源基因的过程及其控制较为复杂。还有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术各分支领域的结合度不高。第三，某些前沿领域的研究相对滞后。虽然我国在转基因抗虫棉、转基因水稻及家蚕基因方面处于国际领先地位，也参与了一些国际重大的基因组破译计划。但是我国所真正拥有自主知识产权保护的专项领域还是比较少的。这主要是由于我国的生物技术前沿领域研究较美欧等发达国家相对滞后。比如说在生物固氮领域研究得不够深入，影响转基因效率的各种因素、植物光合作用机理等重大问题的研究尚未突破，特别是生物技术与信息技术、神经科学等学科的交叉综合研究还没有引起足够的重视。

（2）生物技术应用所导致的一些问题

首先，对生态的负面影响。现代生物技术的发展和广泛应用，为我们解决了许多重大的环保问题，同时也研发出了不少的新型高效环保产品。但是不可否认，由于其技术本身的发展历程和科学技术在大自然面前的卑微，生物技术的应用也可能引发一些新的环境问题。此外随着全球未来人口数量的继续增加，利用抗逆作物转基因品种扩大农业耕地面积的同时，氮素等农业资源的使用量也随之加大，造成氮素等矿质营养物质生物化学循环的改变，对水体的富营养化可能具有潜在的促进效应，产生不利于人类和动植物生存和可持续发展的不利后果。可见，生物技术在农业生产中的应用也可能引起降低生物多样性程度、改变土壤结构、污染环境等导致生态失衡的一系列问题。其次，对食物安全的影响。转基因食品的安全性问题是潜在性的。主要表现在三方面：一是转基因食品的毒性问题。在这方面，目前只有一些相关的试验报道，尚无人体的研究报告。研究者用转基因食物喂养大鼠，结果有的试验显示大鼠的免疫系统受到破坏，有的试验显示对大鼠没有影响。二是转基因食品的过敏反应问题。假如供体基因的作物具有使某一部分人产生过敏的过敏源，那么将此作物的基因转移到其他作物，这种转基因作物便具有引发过敏的能力。三是转基因食品中的标记基因对抗生素的抵抗作用问题。在这方面，相关研究显示可能性是比较小的，但是我们也不容忽视。

（3）人才紧缺

根据孟弘等人在《对我国生物技术人才问题的几点思考》一文中介绍据2012年统计，我国设生物科学、生物技术和生物工程三大专业的高校已从2011年的978所上升至1058所，招生人数在2011年就超过8万人。目前估计我国生物专业在校生总人数不低于45万，每年毕业的人数5—7万。估计到2020年，我国培养的生物专业大学毕业生总数不少于40万，我国生物技术发展已经具有了很好的技术人才储备。可知我国生物技术方面人才的储备还是很充足。可是仍然存在以下问题：一方面人才培养的速度远远跟不上人才的需求量；另一方面从国外引进的农业生物技术高端人才更是稀缺。还有我们国家派出到国外学习借鉴的人才也显得不足。同时在我国，培养既懂科研技术，也知道生产和市场动向的复合型人才体系尚未建立。此外食品安全评估体系人才的培养方案和模式的构建尚未提上议事日程。再者虽然我国生物技术人才的储备已经很充足了，但是这些从高校培养出来的生物技术人才其毕业后从事农业生物技术方面工作的人占整个生物技术领域的比重比较小。

二、改进生物技术在农业生产应用中采取的措施

1、加强农业生物技术的研究

（1）加强生物技术的基础研究

由于现代生物技术涉及的领域广、范围宽。所以，针对我国在农业生物技术基础理论研究方面的薄弱，我们应该继续加强分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等生物科学基础理论的研究，同时也要加强与生物技术紧密相关的化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等基础理论的研究。

（2）注重生物技术的应用研究

在生物技术领域，基础理论研究的目的是为了更好的服务于基础应用的研究。所以我们必须将基础理论的研究与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术的基础应用研究相结合，进行紧密而系统的研究。进而将这些基础理论与基础应用的研究同计算机科学、信息科学和微电子技术等相结合而后应用于生物技术育种、生物饲料、基因工程疫苗和功能性食品的开发等农业生物技术重大领域的研发。从基因组测序的研究转向基因功能探测和蛋白质功能探测的研究。例如，在生物固氮方面，在我国农区的布局上，氮含量高的区域实行豆、禾、经济作物间套轮作，可缓解和排除氨阻遏的障碍，发挥根瘤菌的固氮作用，实现两种作物互惠和高产；在有条件的草地发展一定面积的豆、禾、牧草混播种植制度。

2、采取措施避免应用生物技术所导致的负面影响

（1）现代性与传统性相结合

除了加强生物技术本身的研究、完善相关体制与法规、加大人才培养和资金投入以解决生物技术在农业生产应用中所带来的一些不良后果、环境问题等，我们还应该把农业生物技术的应用与生态学相结合，把生物技术育种与传统育种相结合，把生物技术作物种植、养殖与传统作物种植、养殖相结合。做到充分利用现代高科技术的同时，又顺应大自然本身的发展规律。

（2）建立健全转基因食品安全评估体系

针对转基因食品对我们人体健康的影响是潜在的和隐性的，我国应建立健全转基因食品安全评估体系。为此，我们要确立科学客观的评价原则，既不能以偏概全，夸大威胁，也不能漠然视之，回避转基因产品可能存在的潜在危险。应投专款、定专人，将安全性问题设立为一项重要课题。从食品安全、生态安全着手，实事求是地个案评估，作出科学的评价，尽快制订和完善国家生物安全管理的法律、法规体系。使转基因食品的安全评估落到实处，使老百姓对转基因食品买得放心、用得安心。一方面我们要科学合理地应用生物技术，建立健全相应的法律、法规体系和管理机构，加强转基因生物的进出口管理。另一方面我们要加强、扩大科普宣传，提高全民对转基因食品的安全意识。

生物技术论文篇2

2.1耐高温耐高压生物的找寻首先，我们想到，金刚石的制造需要高温高压，故要寻找能够制造金刚石的生物，我们可以从寻找能够在高温高压下生存的生物开始，逐步破解难题。通过查阅资料，我们发现，世界上生命力最强的生物———熊虫。熊虫又名水熊、水熊虫，是缓步动物门生物的俗称。这是一种小型动物，主要生活在淡水沉渣、苔藓植物水膜和潮湿土壤中，还有一少部分生活在海水潮间带。这些熊虫分布甚广，无论是在海拔6000米以上的喜马拉雅山脉，还是深度4000米以下的深海中，都有他们生活的足迹，北极、热带、温泉、深海中，都有分布。不仅如此，即使在真空中，水熊也可以生存。水熊，这种世界上生命力极强的生物，极难被杀死。水熊是一种小型动物，只能在显微镜下才能观察到。熊虫生命力极强，根据实验数据显示，具体体现在如下四个方面：（1）生存温度，即使在零下200℃的环境中，也能生存3-5天；当温度降至零下272℃时，亦能存活2分钟。（2）生存空气，熊虫在真空中能生存。（3）放射环境，熊虫不惧放射线，在5700格雷强度的放射线下存活良好（1格雷放射线相当于5000台胸透仪的放射强度，10~20格雷强度的放射线就能轻易杀死人类或者地球上大部分的动物）。（3）生存压力，即使在600兆帕的压力环境下也能生存。德国佛莱堡大学的拉姆（20世纪20年代）研究发现，即使将熊虫置于很极端的环境下，只要给予水分和正常温度，熊虫即能复活并且缓慢移动。另有科学家给予盐矿中冬眠数百年的水熊虫水分和营养，水熊虫能够苏醒并恢复。然而，通过以上分析，我们发现，世界上生命力最强的生物，却最多只能承受600mpa的压力和150摄氏度的温度，远远低于人造金刚石的熔媒法所需的静态超高压（50～100kb，即5～10GPa）和高温（1100～3000°C）。同时，我们发现，本身制造金刚石需要高温高压，那么寻找这样一种生物载体，却还是要将金刚石置于高温高压中，并没有从根本上解决问题。因此，从这个角度出发的生物制取金刚石的方法，并没有实际意义。

2.2蚕吐丝、蚌壳生珍珠的启示我们考虑是否能够通过蚕吐丝和蚌壳生珍珠的类似原理来制造金刚石，故首先我们先来分析蚕吐丝和蚌壳生珍珠的原理。蚕吐丝形成的原因：桑叶当中，含有水、蛋白质、糖类、脂肪等成分。蚕吃进桑叶以后，经过消化分解，吸收桑叶中的蛋白质和糖类，造成绢丝蛋白质。绢丝蛋白质再形成绢丝液，绢丝液经过蚕的吐丝和凝固作用，就成了丝茧。天然珍珠形成的原因：关键在于，刺激蚌的外套膜表皮细胞，使其急剧分裂增殖，逐渐形成珍珠囊从而包围刺激源。在此刺激下，蚌壳会分泌珍珠质，从而形成以刺激源为中心的珍珠。若刺激是均匀的，则形成的珍珠是圆球形的，若刺激是不均匀的，则形成的是非圆球形的珍珠。通过以上分析，我们发现，无论是蚕吐丝还是珍珠的形成，都是生物将该种物质的原料消化、整合、重新分泌，并且层层叠加，分泌凝固后从而形成不同形状的新物质。那么联想到这一点，我们考虑，是否有这样一种生物或者生物技术，能够将含C物质分解成C原子并将C原子按照金刚石的微观原子构造进行重新排列，即类似于微观操作技术，从而在常温常压下得到金刚石。鉴于现在化学技术发展水平，已经可以对原子进行操纵和排列，所以，以上想法是有可能实现的。然而，现在自然界中，并不存在一种能够消化含C物质并吸收分泌出C原子层层叠加的生物，故单纯利用自然界已经存在的生物本身特性制造金刚石在目前来看，是不具有实现的可能性的。

2.3实现性分析排除自然界中有生物能制造金刚石的可能之后，我们考虑采用当下火热发展的生物技术来制造金刚石。眼下，现代生物技术迅猛发展，现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程，它们逐渐影响着和改变着人们的生产、生活方式。所谓生物技术是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。根据前文分析，我们考虑用基因工程的方法来制取金刚石。基因工程要素包括外源DNA、载体分子、工具酶和受体细胞等。首先需要解决的是外源DN段，目前还未发现有生物可以产生碳单质，所以目前外源DN段的获取这一条件还未满足。不过，虽然目前还没有发现这一外源DN段，不过我们大胆的猜想，如果世界上有这样一种基因能够分解含C的化合物，从中得到C单质，并且能够将C单质按照金刚石的排列形状紧密重组、排列。那么就可以将此外源DNA导入受体细胞，利用生物在常温常压下得到金刚石，从而节省工业生产金刚石中提供高温高压而消耗的能源。所以，利用基因工程得到金刚石是有可能的，不过它的实现需要生物工程上的突破，现阶段只能是假设和猜想。此外，可以考虑利用细胞工程、基因工程中，对微观分子、细胞的操作技术，考虑对C原子按照金刚石的排列顺序进行重组排列，从而在常温常压下制取金刚石。

3结论

为了实现利用生物、生物技术制造金刚石的目的：

（1）我们首先考虑寻找耐高温高压的生物，即使世界上生命力最强的生物熊虫，也无法承受人造金刚石所需要的高温高压。而且我们发现，本身制造金刚石需要高温高压，那么寻找这样一种生物载体，却还是要将金刚石置于高温高压中，并没有从根本上解决问题。

生物技术论文篇3

目前，创新型人才和创新能力受到了广泛关注，但创新能力的界定和内涵尚未取得一致的认识。特别是创新能力是一种综合能力的体现，不同专业人才所需具备要素构成不完全相同。邓成超等认为大学生创新能力主要由创新思维、创新学习和创新操作构成。胥群从心理层面指出创新能力包含创新意识、创新思维、创新技能和创新情感。纪延光等则认为大学生创新能力有基础要素、创新要素、协作要素三大组成要素。金琴将创新能力分成了创新学习能力、创新知识基础、创新思维能力和创新技能4个指标。而针对不同专业更有不同的内涵界定。但目前任何一种研究尚局限于理论探索阶段，尚没有成为一致认可的标准，可操作性不足。另一方面，我国高等教育规模庞大，专业种类繁多，办学层次、办学历史、办学水平差异很大，采用统一的评价模式自然不能满足客观需要。对于生物技术这种理工结合、理论与实践兼顾，办学历史不长，学科仍处于不断快速发展之中的专业，相关研究更显不足。

1．2评价形式单一，评价内容片面

长期以来，我国对学生总体水平和素质的评价大多局限于闭卷考试，对人才的培养多以考试成绩为唯一标准，评价形式单一，这种从小学延续至大学的评价模式桎梏了大多数人的创新性和主观能动性。近年来，许多高校逐步改变了对大学生以分数作为唯一标准的评价体系。开始从课外活动、科学研究参与、校外暑期实践、参与科技竞赛活动、获奖以及人文艺术修养等方面进行综合评价，为更客观全面评价创新型人才提供了一些有益和可操作的经验。但总体讲，评价内容仍未脱离以分数为绝对主体的评价标准，上述活动在执行中仍面临参与人数少、敷衍应付、不具有强制性的尴尬。现有评价内容多体现出对知识的掌握程度。

1．3评价结构缺陷，重结果轻过程

现有评价体系中，过于强调考试的作用，看重的是最终评价，往往以一次考核来评定学生的优劣。这种应试化倾向的大学生学业评价体系导致大学生主体性的丧失，而培养创新能力的关键就在于提升人的主体性。此外，评价的主体是任课老师、评价的标准是分数，而对于过程和课外往往是忽视的。创新性人才的培养是一个长期的动态过程，每个学生的创新精神和创新能力亦是动态发展和不断积累的，且由于人的兴趣爱好、特长不同，创新能力体现的方面亦会有所差别，而现有评价机制往往缺少对创新能力的动态把握，不能在教学过程中实现对创新能力的动态评价，不能切实发挥教学评价体系的导向和激励作用，制约了学生创新能力的培养。

2生物技术创新型人才培养评价体系对策分析

2．1从共性和多样性角度界定创新型人才评价的内涵

在创新型人才评价标准上，既要坚持人的共性发展原则，又要突出人的个性特质。在创新性人才评价标准上，既要具备创新思维、创新技能等能力建设，又不能忽视精神层面、培养手段科学性、培养环境建设等多方面的要素。同时，专业、学科的差异使得这一内涵应具备专业所需要的特有标准，文科、理科、工科，以及本科教育、研究生教育及职业教育所蕴含的创新能力要求呈现出多样性。如生物类专业中生物技术和生物工程则应有所区别，生物技术侧重的是科学开发的创新，目前我国生物技术企业最需要就是研究开发型人才，占此类人才需求的58．3%，但“重理论、轻实践”培养出的生物技术人才应用性又较低，导致企业招不到合适人才与生物技术专业学生就业困难并存。生物工程人才应侧重的是工程技术设计、工艺流程的掌握与改进、技术开发等方面。因此，专业特点应在创新型人才的评价体系中得到体现。

2．2改革传统课程考核评价方法

目前，在大多数课程考核中同样体现出评价体系结构的局限性:闭卷考试多，开卷考试少，题型客观题多，主观发挥题型、思维题型量少;上课内容和实践内容陈旧、教学内容方式不够灵活、探究少;学生参与少、动脑机会少。传统的教学内容和考核方式不需要太多的灵活运用和平时知识积累，许多同学通过短暂的突击就能应付考试过关。因此，我们在教学中增加提问探究环节，考试环节增加主观题型、提高了无统一答案的试题比例，甚至在部分课程增加了学生自己查找资料、制作幻灯片和上台讲课的环节，收到了较好的教学效果，调动了学生的积极性和创造性。近年来生物技术专业学生在各种创新竞赛和社会调研活动中成绩不俗:如《赛克(cycle)生态农业科技有限公司创业计划书》获第七届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛荣获金奖;“规模化猪场粪便污水生物处理及资源化工艺”获第一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖。

2．3完善实践教学质量评价体系提高学生创新能力

实践教学作为生物技术专业教学体系的一个重要组成部分，包含了校内实验性教学环节，以及毕业实习、生产实习、参与科研活动、参加学术讲座活动、申请承担研究性学习和创新性实验计划等弹性较大的其他实践活动。现有实验实践质量评价体系大多以实验报告、实习报告为依据，没有细化的评价指标，忽视了教师教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和教学效果等情况的评价。而一个良好的实践教学评价体系对调动教师的创新性和学生的积极性至关重要。因此，建立涵盖实验教师教学质量、实验效果信息反馈和合理实验成绩构成的评价体系将有利于提高实验实践在创新思维培养、创新能力锻炼中的主导地位。一个良好的实验实践教学评价体系应包含合理的教学内容、贯穿全过程的量化指标，有利于强化教师的竞争意识和责任意识，引导教师开展教学创新研究。实验教学质量评价体系在提高学生创新能力，提高人才培养质量方面的研究已有一定报道，并且收到了比较好的效果。郭风法将实验课教学质量评价分为教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和学生情况等五个方面，每一方面包含若干评价指标。我们通过设置配套的教学与科研紧密结合的实验教学内容，完善管理措施，将实验教学从基拙性向研究综合性、开放性推进，特别是与企业紧密合作，显著提高了学生的研发能力。近2年获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验2项，校级大学生研究性学习及创新性实验项目3项，学生创新思维和创新能力得到明显提升，一批学生进入中国科学院、上海交通大学、厦门大学等单位攻读硕士研究生，表现出较好的创新意识和实验能力。

生物技术论文篇4

生物技术的基础便是DNA分子技术，此技术主要组成为:微生物、细胞及基因工程。近些年来，生物技术在医学、农作物等相关研究中均得到了充分应用，与此同时在环保工程、生物监测等领域也发挥了极佳的效果。将生物技术应用于环保工程中的作用主要为这么几点：

2.1采用生物处理技术对生活垃圾和工业废物废水进行无公害处理，将能够有效的促使废物和垃圾的内部分子结构发生化学变化，对与出现各种易于降解的各种产物合理进行合理的回收运用，能够合理的改善废物垃圾对于生态环境的污染程度。并以此达到合理有效的降低环境污染的防治目的。在此同时，对于经过生物技术处理过的一些产物，还可以对其进行各种形式的转化处理工序，从而更加提升废物的可利用效率。

2.2污染物在经过生物处理后，其最终转化而成的物质多为氦气、CO2等，其稳定性较强。整个处理活动采用的是直接处理法，转移次数得以减少，重复污染的可能性也得以降低。所以在生物技术的应用中，对于环境污染的治理具有极强的安全、科学性。

3生物技术在环保工程中的运用

3.1生物修复污染土壤。土壤污染最主要的形式就是重金属污染，这种污染方式能够长久持效的造成土壤利用功能的丧失，因此，需要我们采用生物先处理技术对土壤的生长机能修复。这种修复工作主要就是合理科学的利用生物转基因形式将重金属元素进行净化处理，从而大大的降低其毒性力量。由于生物的作用，在土壤中，重金属的具体化学形态得到了改变，毒性降低，因此不能在土壤中进行移动扩散，生物的吸收以及代谢使重金属得到了消减以及净化和固定。同时在污染土壤的生物修复过程中，使得土壤有机质的含量增加，微生物变得更有活性，土壤的生态结构得到改善，能够抵抗外部因素的侵蚀，防止水土流失，沙漠化的发生。

3.2生物净化污水。被污染后的水中具有比较多的有毒物质，比如重金属以及氰化物还有有机酸和有机汞等。我们使用生物技术对水污染进行治理，主要的原理是：微生物自身具有一定的生命活动，在它们的活动中能够对有毒物质转化，这样有毒的物质不再有毒，最终将污水进行了净化。近些年来，利用生物技术对污水进行处理的主要手段有固定化细胞技术以及固定化酶技术等。固定化酶主要运用的是化学键合法，它能够把水溶性酶与不溶性载体结合起来，最终使酶成为一种衍生物，这种衍生物具有一定的催化活性，但是不能和水相溶。

3.3环保工程工作开展中的生物过滤法。生物过滤法主要是指将所收集好的废气通过长满微生物的填料，其气味物质被完全吸收及氧化分解，废气中的臭气得到处理。由于填料中的微生物在此活动中负责物质转换任务，因此其生长便需要吸收充足的养分，相应的填料也许具有大量的有机成分。另外，为了确保微生物的高活性，还需给予其一个适宜的生存环境，如适宜湿度、氧气、充足的营养等。另外，关于填料的选取也应注意这么几点:填料中能够容许多种微生物生长，且营养配比较为合理，吸水性极佳，无异味。另外，填料还需做到容易获取且价格低廉，养护较为简便。较为常见的填料包括:干树皮、甘草、塑料、纤维性泥炭等。

生物技术论文篇5

纳米生物医用材料是纳米材料与生物医用材料的交叉，在人类康复工程中发挥重要作用。纳米生物医用材料将解决临床对伤口敷料、人造皮肤、人造血管和组织工程支架、高性能组织修复、器官替换的迫切需求［32-34］，而且已显示出巨大的潜在应用价值。材料支架在组织工程中起着重要作用［35］。模仿天然的细胞外基质结构而制成的纳米纤维生物可降解材料已开始应用于组织工程的修复和再生。由于软骨再生能力有限，软骨组织工程领域的发展具有重要意义，特别是在治疗老龄化社会日益流行的大关节骨关节炎方面［36］。嵇伟平等采用塑性变形和化学处理方法在Ti6A14V合金上制得一种新型多孔纳米晶体，通过体外实验研究了成骨细胞在纳米Ti6A14V合金表面的黏附情况。结果表明，与普通钛合金相比，纳米表面钛合金早期就能使成骨细胞伪足伸展良好，促进成骨细胞紧密贴壁和早期融合，与细胞黏附相关的Integrinβ1的表达也高于普通钛合金，为将纳米技术应用到人工关节等植入器械领域提供了新的方向［37］。还可以将纳米骨材料［38］植入体内填充各类型的骨缺损，其网状结构可生长出很多新生的骨细胞，所有填的纳米骨材料，最后会降解消失，骨缺损部能完全被新生骨取代。目前医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨充填材料已投入市场，对骨缺损的恢复具有较好的作用。纳米技术与生物医学的结合，为医学界提供了全新的思路，在医学领域的应用已取得一定成果。但目前大多数研究还处于动物实验阶段，仍需大量临床试验予以证实，纳米材料应用的生物安全性也有待进一步提高。这就要求生物医学研究者与纳米材料的研究人员合作需进一步加强，制造出更先进的生物医用纳米材料。

3纳米诊断学

纳米诊断学是纳米生物技术在分子诊断中的应用，对于发展个性化治疗具有重要意义。目前纳米生物技术在临床诊断方面的研究主要集中在纳米生物传感器［39，40］和成像技术［41，42］、使用制造纳米机器人在细胞水平上进行维修，生物标志物的提取及测定等［43，44］领域，以疾病的早期诊断和提高疗效为目标。

3.1体外生物分子检测

超灵敏的生物分子检测方法可以服务于临床诊断［45，46］。由于待测分子含量很少，因此，对方法的检测灵敏度有很高要求。纳米材料特有的性质可以极大地提高分子检测的灵敏度和简便性［47，48］，人们研究了各种各样的超微量生物分子检测的信号放大方法［49，50］。丁良等［51］利用纳米晶体中阳离子交换反应释放的阳离子来诱导荧光染料，用于痕量生物分子的检测，取得良好效果。实验表明基于ZnS纳米簇的阳离子交换放大器的检测性能优于酶联免疫吸附测定法（ELISA），检测限低1000倍。标志着利用便携式床旁检测设备检测生物标记物成为可能。

3.2体内诊断

3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后肿瘤的轮廓很容易与周围组织区别开来，这种复杂的探针可以实现体内疾病的早期诊断，大大有助于癌症或癌转移的早期发现［52］。另外开发体内神经递质参与脑化学的监测是一项具有挑战性的工作，有助于进一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等［53］报道了一种新型的封装有金纳米颗粒的玻璃毛细管来感应大脑多巴胺，结果表明，全氟磺酸改进Au/GCNE可成功用于监测麻醉大鼠纹状体的多巴胺。Kempen等用光学显微镜和扫描电镜定位、观察金纳米粒子聚集的脑肿瘤模型，发现纳米颗粒仅在含有脑肿瘤细胞的区域内聚集，在正常脑组织周围没有发现［54］。3.2.2量子点（半导体纳米晶体）量子点是以CdSe为核、CdS或ZnS为壳的核-壳型纳米体，具有优良的光谱性能。水溶性的量子点在生物化学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。它的细胞毒性低，可用于活细胞及体内非同位素标记的生物分子的超灵敏检测。李朝辉等［55］利用反相微乳液技术，以CdTe量子点为核，SiO2为壳，一步制备了表面带有氨基和磷酸基团的核壳型量子点荧光纳米颗粒.该颗粒水溶性好，大小均匀，有效改善了CdTe量子点的不稳定性，成功实现了对肝实质细胞的识别。由于量子点技术有其独特的标记特点，它必将成为今后生物分子检测的尖端技术，为DNA检测（DNA芯片）、蛋白质检测（蛋白质芯片）和探索蛋白质-蛋白质之间（抗原-抗体、配体-受体、酶-底物）反应原理提供更先进的方法。同时也将极大推动生物显像技术和生物制药技术的迅猛发展，给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。3.2.3纳米磁性颗粒较大尺度的磁性纳米颗粒呈现铁磁性，在交变磁场的作用下可通过磁滞现象产热，用于癌症的靶向热疗［56］。而粒径小于20nm的磁性纳米颗粒通常显现出超顺磁性，可被广泛应用于临床诊断领域。目前在临床诊断方面较为成熟、发展较快的应用主要包括：磁共振成像、生物分离、细胞筛选等。（1）磁共振成像（MRI）作为一项新的医学影像诊断技术，近年来发展十分迅速，所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的潜在优越性。利用超顺磁性氧化铁磁性纳米颗粒在生物体组织内的特异性分布，有助于提高该部位肿瘤与正常组织的MRI对比度，因而作为造影增强剂被应用于MRI，进行肿瘤及其他疾病的诊断［57］。（2）生物分离。因磁性纳米颗粒具有易操控性、比表面积大等优点，使功能化的磁性纳米颗粒的应用具有很大的吸引力［58］。当前磁分离的研究涉及生物领域的多个方面，如血液中金属离子的去除，蛋白质、核酸等的富集、固定化酶的回收与重复等［59］。Yan课题组［60］利用磁性氧化铁粒子作为载体固定蛋白酶A，并利用其能够与乙肝病毒表面抗原抗体发生特异性结合的性质，达到测定乙肝病毒的目的。（3）细胞筛选。当组织或血液中仅有微量癌细胞的时候，通过特定的技术就可以精确地检测到，从而实现对疾病的早期诊断和治疗，必将为病人获得宝贵的治疗时间，提高治愈率。所以细胞筛选具有重要的意义。免疫磁珠细胞筛选法可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。Mousavi等［61］等开发了一种新型的与金纳米条结合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中极少量的细胞，可以达到简单而有效的检测高纯度目标细胞的目的。可以预见，在未来，更加精确的细胞筛选技术将是一个非常热门的研究方向［62］。虽然功能化的磁性纳米材料已经有了广泛的应用，但如何设计更简单的制备过程和更新颖的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用寿命，仍是研究者们探索的方向.3.2.4纳米生物传感器在癌症研究领域，利用纳米技术制成的传感器可望使各种癌症的早期诊断成为现实［63］。纳米传感器灵敏度很高，在进行血液检测时，当传感器中预置的某种癌细胞抗体遇到相应的抗原时，传感器中的电流会发生变化，通过这种电流变化可以判断血液中癌细胞的种类和浓度。目前越来越多的风险投资正在涌入这一领域，但这一技术在实用中还有一些技术难题需要解决。今后可能会有多种纳米传感器集成在一起被置入人体，以用来早期检测各种疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物，它不同于半导体芯片，它是在很小的几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性分子，仅用微量生理或生物采样，即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。具有集成、并行和快速检测的优点，生物芯片技术已经成为21世纪生物医学工程的前沿科技。基于纳米结构阵列的蛋白质芯片和微流控芯片技术在诊断学和生物传感技术方面的应用具有巨大的潜力［64］。Ali等［65］制备的基于氧化镍纳米棒的微流控生物芯片，采用电化学检测法来测定人体血液中的总胆固醇浓度，线性范围为1.5-10.3mmol/L，灵敏度高达0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技术可以快速分析大量的基因信息，从而使生物医学工作者可以研究并收集基因表达和变异信息，还可用于监测不同的人体细胞和组织基因表达，以检测癌症或其它疾病所对应的基因的变化。3.2.6纳米机器人纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学新领域。“纳米机器人”是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。以色列科学家研发出一种“胶囊相机”，将摄像头内置入比普通感冒药稍大的胶囊内，以大约每秒14张照片的频率拍摄消化道内的情况，并同时传回外置的图像接收器，可进行人体消化道肿瘤监测。还可将纳米机器人注入人体血管内，进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，用于动脉粥样硬化的治疗；可吞噬病毒，杀死癌细胞；可将纳米机器人以插入导管的方式引入到尿道或胆道里内，直接到达结石所在的部位，并且直接把结石击碎，进行肾结石、胆结石的治疗；还可进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，把正常的DNA安装在基因中，这样可以从根本上治愈遗传缺陷或病毒，使机体正常运行。未来发展趋势是当机器人医生发现可疑病变组织后，立即能伸出“手”来取样进行活检。纳米机器人在体内的生物传感与智能配送生物活化剂有很大潜力［66］。

4纳米材料和纳米生物技术的安全性问题

随着纳米技术的迅速发展，不可避免地导致含有纳米颗粒的工业废水的排放［67］，纳米材料的潜在的免疫毒性机制所引起的不良反应还没有得到足够的重视［68］。纳米颗粒可直接穿透人体皮肤引发多种炎症；可穿透细胞膜，将异物带入细胞内部，对人体脑组织、免疫与生殖系统等方面造成损害等。如二氧化钛容易在饮用水中聚集，从而污染环境、影响健康。接触二氧化钛纳米微粒后，人体肺部将可能出现炎症。银纳米颗粒目前已被大量使用。研究表明，即使它在环境中的聚集量很低，也会对水中无脊椎动物造成伤害。碳纳米管是工业和实验所需的材料，注射了碳纳米管的老鼠会产生动脉粥状化、线粒体脱氧核糖核酸损伤等反应。当摄入量较大时，对肌肉细胞也有毒性，会对人体健康有不利影响。但尽管纳米生物技术的应用有一定安全性的问题，它的应用也会越来越广泛，同时这也为纳米技术将来的发展指明了方向——如何提高其安全性问题是研究的目标之一。

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2．1贯彻实验动物标准化、实验动物伦理与福利、实验动物管理政策与法规的理念

随着实验动物管理的不断完善，课题申报、鉴定、文章发表都需要提供相关实验动物的伦理资料证明，对实验动物伦理福利与标准化的要求也日趋严格。因此，在授课过程中应加强实验动物伦理观念的灌输与标准化的介绍。不同国家对实验动物管理和立法有不同的尺度，但都是围绕保障动物福利和实验动物质量两个方面进行的［3－4］。自1988年我国先后了国家和地方法规100余项，《广东省实验动物管理条例》于2010年10月1日起正式实施，是指导本省实验动物管理具体做法的地方法规［5］，因此在实验动物管理法规介绍中，不仅要让学生对国内外的实验动物立法有一定的认识，还要重点解读关于广东省实验动物管理法规与实施现状。

2．2在保证实验动物基本知识系统学习的前提下，侧重前沿知识的更新

实验动物技术正朝基因工程技术发展，国内多家大学与研究所都相继建立了先进的模式动物研究平台，如南京大学模式动物研究所的“国家遗传工程小鼠资源库”，北京大学的“转基因/胚胎冷冻平台”、“人类疾病实验动物平台”等。实验动物教学必须随着实验动物研究的发展趋势及时地调整、改革才跟上形势。新的实验动物教学应该使学生既要掌握基本概念和理论知识，熟悉实验动物的实验技术，还要进一步了解实验动物的发展方向、动态及在生命科学中的应用。讲授基因工程动物制作技术及应用，介绍基因工程动物的制做流程、最新的模型种类、相关单位在该研究方向的研究进展等，并鼓励学生多看实验动物方面的研究文献，让学生对基因工程动物的研究方向有一定的认识，并了解国内外相关的研究机构。

2．3科研案例教学培养学生的科研创新思维

实验动物学的理论知识广泛，学习起来容易感觉枯燥，而且很难将理论与实际应用联系在一起，导致教学效果不理想。通过科研案例，使抽象的理论变得生动、具体，既提高学生的积极性，又能培养学生的科研创新思维。科研案例教学应如何实施?授课教师通过收集有关实验动物的科研项目以及文献资料中具有代表性的科研案例给学生举例讲解;随后拟一个研究方向，组织学生动手设计科研课题，由学生自己制订研究的目的、内容与方案，若条件允许可进行方案实施;最后，学生将得到的结果进行总结论述，由授课教师进行打分评价。使学生在实验过程中加深对基本概念和理论知识的理解，从而提高其分析问题和解决问题的能力，将教学和科研有机地结合起来。

3实验教学的改革

3．1强化基本动物实验技术的操作在实验动物教学中，动物实验技术是教学内容的重点之一，所占课时的比重较大，在本校实验动物实验课的学时与理论课学时都为16学时。作为生物专业技术的人才，动物实验技术是必备的实验技术之一，因此动物实验课要求学生对基本的动物实验操作技术必须熟练，坚实的动物实验基础是一切高深动物实验的技术储备。实验动物的基本实验内容，包括正确的抓取、固定、处死方法，各种给药途径，体液的采集和手术方法，不同种属的动物麻醉方法及急救方法等。若经费足够的条件下，在实验动物的选择除了大小鼠、豚鼠、兔子外还应适当增加大动物的实验内容，如犬或猪，让学生熟悉不同动物的生理学、解剖学特性与正确的基本实验操作，该部分课程设置为12个学时。

3．2锻炼动物模型的制作能力，增加实验设计环节

为结合前沿学科的发展，培养学生的创新思维，最后4个学时让学生结合实际应用，自主设计和完成一个实验方案，做一些疾病模型，如肿瘤模型、中风模型、皮肤移植模型等，以培养学生的科研思维和操作能力。实验设计过程由学生查阅资料，拟定具体实验方案和步骤。实施过程中鼓励学生独立思考与团队交流，每一步实验都要求学生仔细观察记录，实验结束后在教师的指导下及时整理、统计实验数据，分析实验结果。通过这一实验环节，不仅能验证学生基本实验操作的熟练程度，还能培养学生的科研思维，解决与分析问题的综合能力。

3．3完善动物实验平台的建设

标准化的实验动物饲养条件和环境质量控制是保证实验动物质量合格的重要条件，也是保证动物实验条件稳定的前提。随着科学研究的发展，对实验动物的要求越来越高，重视实验动物的饲养和研究平台建设，不仅能提高实验教学质量，对于实验动物学科的发展及科研实力的提升更具有重要意义。由于本校没有专用的动物饲育室与动物实验设施，对实验动物的教学与科学研究的发展构成了较大的障碍。为了满足本专业学生的培养要求，应争取上级部门的资金投入，筹划实验动物标准化平台的建设项目，建立属于佛山科学技术学院的实验动物中心，为教学与科研供应高质量的实验动物与提供标准化的实验环境设施。

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这主要体现在转基因食品的大量推广上，目前转基因食品在超市和厨房里占据了主导地位。转基因生物体和转基因食品是否会破坏食物中的营养成份、对人体是否有毒、是否会破坏抗体、是否会削弱免疫力等问题在科学上既无确证也无否证，但转基因技术已经在广泛应用推广，对人类生命安全造成了潜在的危胁。国际消费者协会认为，转基因食品可能会引起过敏反应，影响人体抵御病毒的能力，而且这种不良后果，可能需要一定的时间才能反应出来。一些实验室通过对动物进行实证，发现其严峻的负作用已经显现。

2环境和生态安全伦理问题

若那些经基因工程改造过的细菌、病毒等微生物流散到自然环境中，可能会对其他生物和生态环境造成危害，甚至产生出新的病原，对人类生命安全构成新的危害和威胁。同时，转基因生物进入生态环境后，也会改变自然界的正常遗传体系，进而破坏其生态平衡和进化秩序。

3人的尊严和人体伦理问题

现代生物技术的发展存在着侵犯人尊严的问题，特别是对人类胚胎干细胞的提取和利用，导致人的细胞、组织、器官、胚胎都可能成为试验操纵的对象和商业获利的手段，严重侵害人的尊严。基因组检测和基因诊断等生物技术手段的应用，以及基因治疗、辅助生殖技术、器官移植等治疗手段也均在不同程度上侵犯了人体基本权利和尊严。

4公正性和隐私权伦理问题

当下，“借用子宫”、“借用”、“母亲”、“试管婴儿”等生物高技术现象已有发生，依赖现代生物技术孕育的生命体从一开始就存在生命变异风险，同时其基因隐私信息也可能暴露无遗，带来的后果是社会歧视、畸形成长及不正常的伦理道德关系，其生存和发展的公正性和隐私权均受到了侵犯。

发展现代生物技术的基本伦理原则

现代生物技术的发展引发了诸多现实问题，从伦理属性上来说均可归属于生命伦理范畴，其核心问题是“该”与“不该”发展、“应当如何”发展和“实际如何”发展等伦理问题，其基本伦理原则是尊重人、不伤害人、有益于人、公平对待人等伦理问题［4］。生命伦理学的出发点是“不伤害人”，落脚点是解决“应当如何”的问题，“应当如何”包含有“应当”可持续发展、“应当”公平发展、“应当”共有责任等伦理原则。只有在遵守这些伦理原则的基础上，发展现代生物技术才能造福人类、有益人类，同时使现代生物技术规避安全问题，形成良性的可持续发展态势。

1不伤害原则

现代生物技术是人类认识和改造自然的结果，其目的是为人类服务的，是满足人类需要的实践活动，应该是有利于人的生存和发展的，绝不能因为眼前利益、经济利益驱使和极少数人的需求而伤害整个人类。不伤害原则的伦理规范包括3方面:①不伤害人的生物属性，即不伤害人的本原基因，不能对人的基因进行跨物种基因重组和提取重组;②不伤害人的社会属性，现代生物技术揭示了生命的本质和奥秘，于是生命检测技术、辅助生殖等技术也得到应用，人的隐私权、自受到侵犯，自然伤害到人的社会属性;③不伤害人的生存和发展，这主要是指大量转基因技术、酶工程等在食物上的应用可能使人的生命安全受到威胁。不伤害原则是现代生物技术伦理的根本原则，是现代生物技术研究和推广活动所必要的道德义务，包括“不应该造成、应该阻止、应该消除恶和伤害，应该尽力提升好”［5］。它可约束和调节研发主体的行为，把“不伤害人”作为最基本的伦理道德准则。

2可持续发展原则

至今为止，人类赖以生存的地球已面临越来越严重的威胁，资源枯竭已是世界性难题。在这一背景下，现代生物技术将发挥不可替代的重要作用，新物种的研发和新型绿色能源的替代缓解了人类资源压力。然而，现代生物技术缓解地球资源是有限的，甚至具有潜在破坏性。现代生物技术研发活动是一种人工技术，打破了物种之间的界限及生物进化中的自然秩序，跨越了物种之间的天然屏障，创造了新的生物体，重塑了自然界的生命，使自然生物链时刻处于复杂紊乱中，人的生存环境和整个地球生态系统处于重新融合和调节中，影响着人类社会可持续发展。因此，人类对其的主观能动性要有所限制，在改造自然和人类自身的时候要进行理性选择和伦理分析，不能脱离可持续原则创造新的生物体，不要偏离伦理道德关系改造生存环境。在遵循自然规律的基础上发展现代生物技术，使技术的发展、人类的安全和自然的保护三者统一，才能达到人类发展的可持续性。

3公平发展原则

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对生物技术专业应用型人才来说，具有较高的技术应用能力非常重要。实验、见习和实习等实践教学体系是生物技术专业技术应用型人才培养的重要手段。针对我校的实际，围绕生物技术专业技术应用型人才的培养目标，我们构建了分类设计、分层施教的选修与必修相结合的实践教学体系。具体来说，桂林医学院生物技术专业实践教学体系分为如下几方面：一是课程实验（见习）教学。课程实验（见习）教学安排在各门课程学习期间，通过实验室教学和校外企业参观，使理论与实践相结合，达到掌握实验技能的目的。为保障学生在课堂实验教学中有更多的动手机会，强化实践动手能力培养，在新的人才培养方案修订中，我们适当增加了各类课程的实验（见习）学时，加大了实践课程的比例。必修课程中理论课与实践课学时的比例：2010年培养方案中从1554∶755（2.1∶1）调整为2013年新版培养方案的1700∶1061（1.6∶1）。二是毕业实习，主要到生物、医药及生物制品研究机构、高等院校、疾病预防控制中心等相关企业和部门进行专题研究，在指导教师的指导下完成毕业论文。三是第二课堂，在2013年新版培养方案中，我们增加了早期接触专业、早期接触科研和早期接触社会实践的“三早”实践教学方案。此外，第二课堂也包括劳动教育、举办专业知识讲座和演讲等。四是其他实践，包括入学教育、军事训练、毕业教育及就业指导。

三、完善教学方法和手段

当前，一些传统的教学方法和手段已经不能满足培养应用型生物技术专业人才的需要，不能满足培养学生分析问题、解决问题能力的需要，也不能满足学生创造力培养的需要。因此，我们特别强调重视学生在教学活动中的主体地位，鼓励新的教学方法和手段的尝试，以充分调动学生的积极性、主动性和创造性。根据不同的教学目标、教学内容、教学对象，因材施教，采用启发式、讨论式、现场教学等教学方法，为学生自主学习创造更好的条件，培养学生分析问题、解决问题和创造思维的能力。为激发学生学习的兴趣，在教学中，我们注重使用多媒体技术等先进的教学手段，合理运用因特网来进行教学。同时加强优质教学资源如教学课件的共享，提高教学水平。为保证生物技术专业技术应用型人才培养目标的顺利实现，我们还采取引进、培养、聘请等途径加强师资队伍建设，尤其是加强具有医药生物技术领域企业工作经历的教师的培养和引进。

四、改革课程成绩评价体系

为满足应用型人才培养的要求，就必须深化生物技术专业考试制度改革，改革课程成绩评价体系。我校生物技术专业的教学质量评价体系分为：

（1）形成性考核，包括课程平时考核、课程期中考核和课程实验考核。课程平时考核主要考核学生在整个课程学习过程中的表现情况（含学习行为、动手操作、平时作业、课堂提问等）；课程期中考核主要考查学生对课程前半部分知识的掌握情况；课程实验考核主要在期末以笔试、实验操作等形式进行，主要考核学生对实验原理的理解、实验操作的能力及实验报告的撰写情况等。

（2）终结性考核，每门课程结束时或期末，采用闭卷或开卷笔试的形式进行考试，教师根据课程的性质和要求选择考试方式，对于专业基础课程和一些与学生能力和素质培养影响较大的核心课程，可以采取闭卷考试的方式，对于选修课程和其他非核心课程可以采取开卷考试、课程论文等方式进行考核。

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教学形式是教学的方法，不同的教学方法产生不同的教学效果。单一的教学方法乏味，引不起学生的兴趣。教学方法是为了完成一定的教学任务，师生在共同活动中采用的手段，它包括教师教的方法和学生学的方法，是教师引导学生掌握知识技能、获得身心发展的方法。一直以来，我国传统的教学方法以讲授式为主，只强调教师的教法，而忽视了学生的学法，将教学活动看成是一个单向流动的过程，而不是一个双向甚至多向交流的过程。开放式教学的教学方法将教学活动定位为教师—学生的双向交流活动，既重视教师的“教”—教会学生学习，又重视学生的“学”—学会如何学习。在教学过程中，积极采用启发式、讨论式、答辩式、问题式等现代教学方法，采用多媒体演示和网络教学平台，这无疑是教学方法的一大进步，对于提高教学水平，培养学生独立思考意识和创新精神有积极的作用。针对“生物技术概论”课程的特点，我们在授课过程中部分章节采用多媒体教学、启发式教学和分组讨论是授课过程常用的教学方法，根据学生自己的兴趣，结合课程内容写综述性论文，鼓励学生发表，并要求学生在课堂试讲，陈述个人观点。借助网络教学平台，每周提出一些问题，要求学生选择性的完成，课余时间带领学生参观学校研究测试中心，校外产学研实习基地，增强学生对专业的认识。

3教学过程的开放

开放式教学倡导师生之间精神世界的开放，从而使师生关系呈现出民主、平等的特征。开放式教学认为，面对知识的学习师生都是认识的主体，教师是有主导作用的主体，学生是有研究探索的主体，二者的主客体地位在教学实践过程中不断进行着相互转化。教师由于闻道在先，在教学过程中积累了丰富的经验和策略，是研究的先行者、组织者。但师生在知识、经验上的差异不能造成人格上的差异，学生的学习经验和研究能力同样具有其独特的价值。教师应处在与学生平等的地位上，充分尊重、信任每个学生，倾听学生的声音，理解学生的情感、意愿等内心世界，让学生有足够的表达自己思想和情感的机会，学生的个性中往往蕴藏着创造性的萌芽，对学生的任何创新都应予以及时的肯定。开放教学理论认为，互相信任和尊重的气氛可以产生最好的学习效果，从而有效地刺激和促进学生的发展。因此，开放式教学中的师生关系应该是民主、平等的关系，教师与学生相互尊重，创造和谐融洽的学习氛围。

4教学效果分析

授课结束后，我们利用同一套试题对开放教学班和正常教学班进行了闭卷测试，卷面总分100分，我们对两个班级的卷面最高成绩、最低成绩、平均成绩等进行了统计(见表1)。从表1可看出，开放式教学班最高成绩为96分，正常班为93分，开放式教学班平均成绩显著高于(P＜0．01)正常班，正常班最低分低于开放式教学班9分，优秀率、良好率和及格率在开放式教学班均高于正常班，不及格人数在正常班多于开放式教学班。这些指标反映出，开放式教学班教学效果优于正常教学班。试卷题型包括填空(10分)、选择(20分)、术语解释(20分)、判断(10分)，简答(20分)和论述(20)六种题型。其中，客观题60分，主观题40分。对卷面主观题和客观题等在两个班的得分进行了统计(见表2)。客观题得分在开放式教学班和正常教学班差异不明显，主观题得分差异比较明显，差距接近9分，两个班在填空题、选择题、判断题、术语解释4个题型的平均得分都比较接近，但是简答题和论述题得分，开放式教学班的均分均显著(P＜0．05)高于正常教学班，差距均在4分以上，说明开放式教学班学生对主观知识的掌握优于正常教学班。

5讨论

开放式教学是培养跨世纪创新型人才的需要，它是在改革传统教学方法的基础上提出来的，是对教学系统的改革。生物技术概论是高校动物科学专业、水产专业和生物技术专业的专业基础课。学好这门课程对动物科学、水产专业和生物技术专业本科学生来说，是他们对基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程、生物技术与农业、食品、能源、人类健康、环境保护和生物安全等知识的掌握必不可少的一门课程，而且通过学习这门课程，能使学生的视野得到开阔，想象力有所启迪，分析问题和解决问题的能力得到提高，特别是能掌握和了解现代生物技术在畜牧业中的应用以及研究原理，以适应现代畜牧业科学技术和生命科学技术的迅速发展的需要。为学生完成毕业论文打下坚实的理论基础，并具有制定分子水平研究路线的能力。本研究将开放式教学引入生物技术概论，经过详细的调查和研究，初步构建了生物技术概论开放式教学体系。实践表明开放式教学可以提高学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和工程实践能力，提高教师的综合素质，促进生物技术概论课程理论教学体系的完善和发展。

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是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。

一、微生物采油技术概况

1926年，美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。I．D．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。

美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44

个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。

20世纪60年代我国开始对微生物采油技术进行研究，但发展缓慢。80年代末，大庆油田率先进行了两口井的微生物地下发酵试验(30℃)。大港、胜利、长庆、辽河、新疆等油田与美国Micro～Bac公司合作，分别进行了单井吞吐试验。1994年开始，大港油田与南开大学合作，成功培育了一系列采油微生物，该微生物以原油和无机盐为营养，具有降低蜡质和胶质含量功能，并在菌种选育与评价、菌剂产品的生产、矿场应用设计施工与检测等诸方面取得了成绩。1996年以来，吉林油田与13本石油公司合作，探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验，21口井见效，见效率达70%。2000年底，大庆油田采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种，在Y一16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验，结果表明，采收率达43.41%，增加可采储量1.81×10t，施工后当年增油615.5t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。

二、微生物采油技术机理

（一）微生物采油技术与油田化学剂

在大庆油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂，现以大庆油田为例。当大量化学剂进入油藏后，将发生物理变化和化学变化，对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境（渗透压、氧化还原电位、pH值）的改变，又可直接改变生物的生理（呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成）以及影响微生物细胞壁的功能，从而影响微生物的生长，降低采收率。

（二）微生物驱油机理

因为，微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高原油采收率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入，但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述，据分析，主要包括以下几个方面：

1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂，能降低岩石一油一水系统的界面张力，形成油一水乳状液（水包油），并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度，使不可动原油随注入水一起流动[1引。有机酸能溶解岩石基质，提高孔隙度和渗透率，增加原油的流动性，并与钙质岩石产生二氧化碳，提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。

2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞，堵塞高渗透层，调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低水油比，起到宏观和微观的调剖作用，可以有选择地进行封堵，改变水的流向，达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中，微生物易增殖，生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物，具有高效堵塞作用。

3.生物气增油机理。代谢产生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等气体，可以提高地层压力，并有效地融入原油中，形成气泡膜，降低原油粘度，并使原油膨胀，带动原油流动，还可以溶解岩石，挤出原油，提高渗透率。

4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等，可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃，降低原油的粘度，并可裂解石蜡，减少石蜡沉积，增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降低油水界面张力，改善原油的流动性。

5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜，改善岩石孔隙壁面的表面性质，使岩石表面附着的油膜更容易脱落，并有利于细菌在孔隙中成活与延伸，扩大驱油面积，提高采收率。

（三）理论研究

1.国内外的数学模型。20世界80年代末，国外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。Zhang模型优于Islam模型在于可描述微生物在地层中的活动，却难于现场模拟。Chang模型是三维三相五组分，能描述微生物在地层中的行为，不能描述在油藏中的增产机理。

2.物理模拟。物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分，其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驱油效果。通过物理模拟研究微生物驱油法，可获得微生物在岩心中的推进速度及浓度变化，对岩心渗透率的影响等信息。

（四）源微生物的采油工艺

国内油田（大庆等）已进人高含水开发期，是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油，要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落，宜采用内源微生物驱油工艺，这是目前国内致力于运用最新微生物采油技术。

三、结语

综上所述，在我国油田中，特别是大庆油田，在微生物采油技术具有提高采收率的效果，对大多数的油藏都能充分发挥微生物采油的优势。制约微生物采油技术的主要因素在于油藏中微生物群落结构、现场试验工艺及物理模拟实验的局限性。外源菌种的选育和评价指标、特性，微生物的研究、菌液的生产和矿场试验等方面还需深化。

生物技术论文篇11

2.1课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育

课程体系和教学内容是培养目标的直接反映，是培养人才素质、提高教学质量的核心环节。生物技术专业临床医学课程体系和教学内容，应该紧贴生物技术专业实际需求，有针对性地进行设置。然而，目前大部分医学院校生物技术专业临床医学课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育，将内科、外科、专科教学内容按照病因、临床表现、病理、诊断、治疗、预防等毫无取舍地灌输给学生，呈现教师教学无特色、无重点、无思路，学生学习无方向、无兴趣的状态。这与学科设置初衷和社会人才需求脱节，不能培养学生的自主学习能力及创新能力，没有达到预期效果。

2.2课程目标不明确，考核要求不严格

目前大多数医学院校对生物技术专业临床医学教学不够重视，没有真正意识到临床医学对该专业学生今后发展的重要意义。医学院校生物技术专业临床医学课程目标应该是：使学生具有一定临床思维，了解临床医学前沿和需要，并能在医学发展和临床需求中找到生物技术的落脚点、发力点，运用所掌握的生物技术理论知识和技能，从事相关领域的科学研究、技术开发，最终为医学问题的解决开辟新思路、提供新方法。但是目前医学院校对于生物技术专业临床医学课程目标认识比较模糊，在教学过程中需要学生掌握哪些内容、掌握到什么程度没有一个明确的标准。考核过程较为敷衍，甚至没有考核，使临床医学课程开设存在“鸡肋化”的危险。

3医学院校生物技术专业临床医学教学内容

医学院校生物技术专业人才培养，在强调基本素质共性的基础上，应该有不同的培养类型和专业方向。医学生物技术专业临床医学教学内容必须体现职业生涯发展目标，尊重学生多样性选择。目前的教学内容和课程体系不能完全符合专业发展和人才培养需要，不能完全适应现代医学发展需要，不能完全考虑到多样化、个性化、专业化，因此有必要对医学院校生物技术专业临床医学教学内容进行改革。

3.1紧贴实际，重点突出

临床医学是医学生物技术的出发点和落脚点，在课程设置上除了要整体介绍临床医学概况外，重点是要筛选出能够体现生物技术学科发展价值以及与生物技术知识有交集的内容，体现出医学生物技术特色和资源优势，如临床诊断的新方法，基因诊断、基因治疗技术在肿瘤及其他疾病中的应用等；而疾病的临床表现、物理诊断及常规治疗方法等内容应该淡化。这样才会贴近生物技术专业实际，更好地激发学生学习热情，避免浪费学生有限的精力。

3.2以临床问题为向导，以临床难点为突破

医学生物技术发展动力就是临床问题。医学生物技术的发展已为我们解决了一个又一个医学难题，开辟了新思路，提供了新方法，已有很多成熟的、新兴的生物技术应用于临床实践。因此，应将目前临床上亟待解决的问题和需要突破的难点贯穿在教学中，引起学生的思考和学习兴趣，从而更好地把生物技术和临床医学结合起来。

3.3着眼前沿，广泛涉猎

生物技术专业临床医学教学内容需要不断更新和发展。临床医学的最前沿往往与生物技术的发展密不可分，因此要把临床医学中最新的焦点和热点引入教学中，让学生体会医学生物技术对现代医学发展的重要性，增强荣誉感和使命感。同时，临床医学不断进展的案例也是很好的教学事例，让学生了解前辈们是如何发现问题、分析问题、解决问题，并推动医学科学向前发展的。但也要照顾到医学发展的冷门分支，给学生拾遗补缺的机会，在大家忽视的老问题上做出新文章。

4医学院校生物技术专业临床医学教学模式

生物技术专业临床医学教学模式应该有别于临床医学专业，要更加突出多样性、灵活性和自主性，最大限度调动学生积极性，将课程的作用发挥到最大化。

4.1课堂教学与课外教学相结合，选修和必修相结合

压缩课堂教学时数，将教学主战场放在课外，把更多的时间交给学生进行自主学习。增加选修课数量，鼓励学生选择自己感兴趣的方向进行探索。生物技术专业将来不从事临床医疗工作，对临床医学知识的学习应该是有重点和有取舍的，这个选择权不应掌握在教师手中，而应留给学生。让学生在课外通过文献查阅、学术会议、网络交流等多种形式，学习对未来职业发展有帮助的医学知识。

4.2大师进讲堂，将导师范围扩展至临床学科

师资队伍建设是实践教学体系改革的关键。目前生物技术专业临床医学师资结构中，中级职称教师比例偏高，真正的大师偏少。应该把临床医学的“大腕”请进讲堂，因为生物技术专业的导师往往更重视具体的新技术、新方法，而对临床医学前沿需求知之甚少，缺少宏观思路和顶层设计。这些可由临床导师很好地补充，他们扎根临床数十年，对疾病的发生发展、治疗的难点要点有更全面、深入的认识。要鼓励学生参与到临床导师的科研课题及科技创新活动中，使其不仅对原有理论知识和技术有更清晰的认识，还锻炼了临床科研思维能力；使学生能更准确地把握现代医学发展的脉搏，找到自己感兴趣、能钻研、有出路的研究方向，对未来职业发展进行合理的规划。

4.3启发为主，传授为辅

生物技术专业学生将来主要从事科研工作，应该是临床医生的益友良师。其临床医学教学不应以传授方式为主，而应采取引导、启发的方式，加入讨论及案例教学，让学生自己思考问题，用专业特长来分析问题、解决问题。强化学生创新思维和综合能力培养，在教学环节中启发学生自主学习和自由学习。在教学方法和教学手段改革中，坚持理论联系实际、基础联系临床的教学理念，强调教学过程的“四结合”：密切结合科研，密切结合临床，密切结合实践，密切结合新进展。

生物技术论文篇12

（1）能够进行身份识别。传统身份认证识别采用用户名+口令验证的方式来验证用户身份。生物特征同样可以完成身份识别的功能。

（2）生物特征具有唯一性，防伪性好，难以被伪造或盗用。传统身份识别技术中的用户名和密码会因为信息泄露而带来身份认证漏洞。生物特征则是个人特有的，极难被仿造或盗用。

（3）携带方便，不会遗忘或丢失。传统身份识别技术采用口令验证或实物验证，两者都有遗忘和丢失的风险。而生物特征是人类的体貌和行为特征，携带方便，也不存在丢失和遗忘的风险。

（4）用户使用体验好，不容易被损坏。传统身份识别技术依赖数据库记录用户名和密码，常因为字符输入错误而被拒识；IC卡一类的实物验证技术则有因损坏而被拒识的风险。生物特征大大降低了此类风险。即使是容易受到手指表层皮肤破损而影响验证的指纹识别也可以通过存储多个手指的指纹来达到顺利验证身份的目的。此外因为生物识别技术使用友好度高，用户体验好。

3、常用生物识别技术的特性分析在众多的生物特征中,最常使用的用户接受度较高的是指纹识别、人脸识别和签名识别。指纹识别是应用最早、应用面最广的生物特征识别技术。早在几千年前人们就已经发现了指纹的特点，开始使用指纹进行身份的识别。指纹识别主要是利用指纹记录仪和计算机等电子设备，通过人类手指表层皮肤上交替出现的脊和谷进行指纹图像的读取、提取指纹特征、制成特征模板，再通过模式匹配，最终实现身份的自动识别。每一个人都有自己独特的而且终身不会变化的指纹。指纹识别技术可靠性高，识别简便，是一项成熟的生物特征识别技术。在应用面上也体现出无与伦比的优势，目前国内外指纹识别应用已经覆盖了公安刑侦领域、公共安全领域等。由于指纹识别技术是将输入的指纹和数据库中预存的指纹模板进行比对从而验证身份，因此要求指纹信息数据库的容量足够大，并且要不断更新。人脸识别技术是近年来迅速发展的生物识别技术一种生物识别技术。人脸识别技术涉及了计算机视觉、人工智能、感知学习和模式识别技术等科学领域。人脸识别是通过摄像机读取人类脸部特征信息，分析现实人脸的空间图像映射到机器空间的过程，分析人类脸部共有特征和个体人脸特征之间的关系，形成人脸图像模板，最终实现人脸自动识别。人脸识别技术具有方便、直接、友好等特点，在使用者接受度方面表现极好。但是人脸图像信息的数据量巨大，为了提高人脸识别的运算速度，必须对原始图像数据进行压缩，这就有可能降低识别率，造成一定的误识率和拒识率。签名识别是通过分析使用者签署自己名字的方式来进行身份鉴别。签名识别与指纹识别、人脸识别不同，它属于人类行为识别技术。签名识别分成在线验证和离线验证两种形式。离线验证是使用纸张上的字迹通过扫描仪等电子设备转化成数字图像再与数据库中模板信息比对；在线验证则通过手写板或压敏笔等传感器设备记录签名过程中的各项动态特征数值（写字速度、力度、角度、加速度等）。签名的动态特征是难以模仿的，因此签名的在线验证方式比离线验证方式要更加可靠。此外签名识别与人们平时的签字行为极为相似，因此具有很高的用户接受度。

二、生物识别技术在电子商务中的应用

伴随电子商务的发展，解决电子商务中的安全问题和寻找更加可靠方便的身份认证方式成为进一步发展电子商务的新需求。另一方面，随着全球信息化的发展，生物识别技术在技术发展和市场培育上都日趋完善，人们对生物识别技术的认知度和认可度也不断提高。全球生物识别技术产业化发展程度在不断扩大。2002年11月，中国科学院计算机技术研究所承担的“面像检测与识别核心技术”项目获得突破性成果，该系统能够在1/10~1/20秒之内自动检测到人脸，并且在1秒内完成身份识别。2003年阿拉伯联合酋长国宣布启用基于虹膜认证技术的针对被驱逐外国人的国界控制系统。2006年北京农村商业银行在国内试点使用指纹识别认证，用户可以通过指纹识别认证进入银行系统，自助完成各项操作。2007年中国建设银行和中国邮政储蓄银行分别在全国营业网点内推广应用柜员指纹身份认证系统。2008年北京奥运会，奥运村使用了基于人脸识别的酒店门禁管理系统。2010年波兰BPSSA银行宣布引入采用生物识别技术的自动取款机。国际民航组织确定从2010年起，其所有的成员国和地区必须使用基于人脸识别的机读护照，此项规定已经成为国际标准。此外日本三菱银行开发了基于手指静脉的认证系统用于金库管理。欧美国家将生物认证技术广泛用于医院病人资料库管理、政府信息中心出入境管理、小学生信息管理等多个领域。由此可以期待，在不远的将来，基于生物特征识别技术的更加平民化的电子商务应用走入我们的生活，带来更加安全更加便利的使用体验。

三、生物识别技术对电子商务的影响趋势

现代社会生活各方面都需要可靠方便的身份认证识别技术，尤其是在电子商务领域内，目前电子商务的运营过程中不乏因为过程监控不够周密而出现的货物丢失、冒领，并由此引发纠纷事件。未来，基于生物识别技术的身份认证识别能够覆盖电子商务的全领域，彻底解决电子商务运营过程中的身份认证问题。

1、在电子商务领域内的全领域覆盖电子商务在运行过程中涉及了买卖双方的身份认证、订单信息认证、支付安全认证、物流运输安全认证等多项认证。其流程之繁琐，认证技术运用频率之高是其他行业所无法比拟的。可靠便利的生物特征识别认证技术能够确保电子商务系统的正常运转。未来，电子商务的买卖双方可以通过生物特征认证技术证明自己的身份；通过生物特征认证和数字签名的双因子认证确定订单的真实有效，并完成相应的支付；物流公司的物流派送人员通过指纹验证确认接收到需要派发的货物；最终收货人通过提供带有生物特征信息的签收信息表明身份，确保货物安全送达。由此，生物特征技术确保了电子商务安全领域内的安全性、可用性、可控性、保密性和不可否认性，保障电子商务系统正常有序运行。

2、多项生物特征融合应用从目前的应用看来生物识别技术虽然前景良好，但仍存在有漏洞。例如，利用塑胶可塑性的特点采集指纹应对指纹验证系统；利用3D打印技术欺骗静态人脸识别验证系统。多项生物特征的融合使用就是生物特征识别技术的多因子验证。这种对多项生物特征的采集、融合、联合验证的新型理论和技术就是生物特征识别的未来发展趋势。该项技术能够对所采集的生物特征信息进行多方面、多级别的处理，得到更加完备的数据特征信息，从而完成精准度更高的身份认证，为安全可靠的身份认证技术的实施奠定了基础。

生物技术论文篇13

2）化抽象为直观

初中生物抽象的知识较多，传统的生物课堂教学重结果轻过程，只片面强调逻辑思维训练，忽略知识的发生过程和思维过程。在传统的教学模式中，教师就是一味地灌输说教，一言堂的教学方式贯穿整个课堂，学生就是一味地听，没有其活动的空间，没有其探索的环境，所以只能死记硬背地去学，学起来就比较抽象吃力。如果利用计算机技术辅助教学，给予充分的图形支持，将学生引入学习环境，学起来就会容易得多了。如在学习“食物的消化”时，教学内容要求区分酶的催化和胆汁的乳化，这个教学目标对于学生来说是抽象的，也是有一定难度的。利用计算机技术辅助讲解，将酶的催化和胆汁乳化的过程分别展示给学生，并引导学生自己去观察学习，找出两个过程中的不同点，在激发学生兴趣和思维的过程中，让学生学会自己分析总结，这样学生学习就能取得事半功倍的效果。教师的灌输学生不一定能记住，可是自己在动态的学习环境中总结知识点，会很牢靠地将知识印在脑海里。这样，在课堂教学中不但达到了寓教于乐的教学目的，学生的创新思维能力还得到了拓展。

3）化静止为运动

运动的图形或状态能更加有效地刺激大脑视觉神经元，产生强烈的印象。利用计算机课件将课本的知识动态地表现，在课件动态展示过程中揭示知识的形成过程。如在学习“伸肘和屈肘”这章内容时，知识点就可以动态链接来展示。在课堂学习过程中，教师不必急于对知识点进行灌输，可以先将挂图展示出来，然后用计算机辅助展示人体模型，同时可以和学生一起和计算机课件里的模型进行运动，在动态的教学情境中，教师和学生一边观察自己的上肢，一边分析总结，而后产生共鸣。在课件直观演示的过程中，师生互动，挂图、计算机课件和自己的上肢对照，然后逐一指出肘关节、肱二头肌、肱三头肌、尺骨、桡骨等各结构的位置及名称，这样就不用单纯地死记硬背了。接着可以用计算机课件将部分结构的作用演示出来，在学生学习情绪高涨的情境中，继续引导学生自主学习，让学生讨论发言，从而得到伸肘和屈肘动作就是这样完成的结论。这样的课堂是以学生为主体的，学生的好奇心被激发，学习氛围也轻松愉快，开放性的教育，师生互动的教学模式，也达到了新课标生态教学的要求。同时在这样轻松的学习环境中进一步引入，让学生自主分析体育课上引体向上、俯卧撑等动作的完成，就轻而易举了，也促使学生在自主学习状态下构建自己的知识结构，体现了学生是主体。