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篇1

【關(guān)鍵詞】 生物力學(xué); 人; 交叉韌帶; 移植; 同種異體; 照射; 肌腱

Abstract: [Objective]To explore the change of biomechanics about human tendon with“γ”irradiated which was universal used by domestic and foreign. [Methods]Twenty-four upper limb tendon of human with the same length were pided into two groups，group A(12):nonirradiated group， group B (12):2.5 Mrad gamma irradiated group.Material properties and structural properties were determined with WDW-3020 electron universal testing machine.[Results]The mean length of the tendon was 99.15% of control， the elongation to failure was 93.46%， the linear stiffness was 95.27%， the energy to maximum force was 93.60%， the maximum stress was 84.88%， the strain to failure was 85.82%， the linear modulus was 90.40%， the strain energy density to maximum was 66.73%. Difference was noted after compared hetween group A and B (P

Key words：biomechanics; human; cruciate ligament; transplant; allograft; irradiate; tendon

交叉韌帶是膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的主要結(jié)構(gòu)，交叉韌帶重建術(shù)是治療交叉韌帶損傷的主要方法[1]。自1978年Neviaser等人應(yīng)用凍干保存的同種異體肩袖移植修復(fù)大范圍的肩袖損傷，1981年Green等人將冷凍保存后的異體闊筋膜用于肌腱、韌帶損傷的修復(fù)相繼成功以來，人們開始了同種異體組織重建膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶的臨床及基礎(chǔ)研究。但同種異體組織移植仍有疾病傳播、感染、松弛等諸多問題。為了防止艾滋病、肝炎等疾病的傳播，國內(nèi)外一些學(xué)者及組織探討了一系列的消毒措施，目前最常用的是“γ”射線照射消毒。有研究表明，在2.0Mrad“γ”照射對同種異體組織的最大應(yīng)力，最大應(yīng)變等有一定負(fù)面影響[2]，本文對國內(nèi)外普遍采用的2.5Mrad“γ”射線照射消毒法對肌腱生物力學(xué)指標(biāo)的影響進(jìn)行全面探討。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備

由解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院組織庫提供的24條等長肌腱配對分成A、B兩組，每一對來自同一供體。A組為對照組，沒有經(jīng)過“γ”射線照射，B組為實(shí)驗(yàn)組，經(jīng)過2.5Mrad“γ”射線照射12 h。普通低溫冷凍(-20℃)保存異體肌腱以備進(jìn)行生物力學(xué)檢測。

1.2 生物力學(xué)測試

將標(biāo)本取出后室溫下融化1 h，生理鹽水紗布保濕。用WDW-3020電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)(清華大學(xué)航天航空學(xué)院工程力學(xué)系固體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供)做拉伸實(shí)驗(yàn)。首先使用專用橫截面積測試儀測量肌腱的寬度與厚度，計算出橫截面積。為防止直接夾持對肌腱的損傷，特別設(shè)計了專用夾具對肌腱進(jìn)行夾持。使位于兩夾持端間實(shí)驗(yàn)部分肌腱的長度均為30 mm，將肌腱夾持好，固定于試驗(yàn)機(jī)上，調(diào)整拉力使其經(jīng)過肌腱軸線。先行預(yù)處理，拉伸速度0.5 mm/s，拉長0.5 mm，共3次。最后加載直至試樣被完全破壞，加載速度設(shè)為20 mm/min，試驗(yàn)機(jī)自動記錄載荷-位移曲線，見圖1。其中直線段斜率為剛度。

圖1載荷-位移曲線

1.3 破壞部位

A、B兩組所有實(shí)驗(yàn)材料破壞部位均不在夾具夾持肌腱處，避免了在夾持部位破壞造成結(jié)果的不準(zhǔn)確，如果肌腱是在夾持部位破壞的可能是由于夾具夾持力所造成的。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用配對t檢驗(yàn)，P

2 結(jié)果

對載荷-位移曲線進(jìn)行修正，根據(jù)此曲線計算出生物力學(xué)各指標(biāo)，載荷測量精確到0.001 N，位移精確到0.01 mm。數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。具體結(jié)果如下。

2.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)特性

研究肌腱在外載荷作用下剛度、能量、位移等的變化規(guī)律，確定肌腱承受和傳遞外力的能力。①B組實(shí)驗(yàn)組平均最大拉伸長度為A組對照組93.46%，兩組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.45，P

2.2 材料力學(xué)特性

研究肌腱在外力作用下所發(fā)生應(yīng)變、應(yīng)力和剛度等的變化及導(dǎo)致肌腱破壞的極限。①照射組的彈性模量為非照射組的87.66%，減少了12.34%，兩組之間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.53，P

3 討論

自體BPTP(骨-髕腱-骨)曾經(jīng)被認(rèn)為是ACL(前叉韌帶)重建的金標(biāo)準(zhǔn)，但不可避免諸多的并發(fā)癥，如股四頭肌、腘繩肌薄弱等，據(jù)報道手術(shù)后髕骨關(guān)節(jié)疼痛高達(dá)80%，而同種異體組織移植具有無供區(qū)癥狀，材料大小不受限，手術(shù)時間和費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)[2]。 Poehling等[3]指出應(yīng)用同種異體組織重建ACL后疼痛少并且術(shù)后1年內(nèi)關(guān)節(jié)活動受限少，所以術(shù)者傾向于采用同種異體組織進(jìn)行ACL重建。疾病傳播是目前應(yīng)用同種異體移植物存在的主要問題，為減少疾病的傳播，消滅處在“窗口期”的病原微生物，一些組織庫先后使用一系列滅菌消毒技術(shù)如環(huán)氧乙烯薰蒸，“γ”射線照射等。經(jīng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)踐后，目前國內(nèi)外最普遍采用的是“γ”射線照射消毒來減少疾病的傳播。雖然高劑量的“γ”射線照射消毒能有效的殺滅細(xì)菌病毒等微生物，但不可忽視的是對組織具有破壞損傷和滅菌消毒雙重作用，“γ”射線照射消毒必須達(dá)到兩方面的要求，一是必須達(dá)到完全滅菌消毒的目的，包括HIV和肝炎病毒，二是必須保證肌腱有足夠的強(qiáng)度。目前國內(nèi)外對2.5 Mrad“γ”射線照射消毒引起肌腱生物力學(xué)變化沒有很明確的了解，缺少直接對人體肌腱的研究，作者采用照射非照射的人體肌腱進(jìn)行研究，進(jìn)一步明確了2.5 Mrad“γ”射線照射對肌腱生物力學(xué)參數(shù)的影響。

有大量研究表明1.5 Mrad“γ”射線照射能破壞95%的細(xì)菌微生物，而使用3.0 Mrad“γ”射線照射就會引起組織較嚴(yán)重的破壞，并且在2.5 Mrad“γ”射線照射后的骨-腱-骨中仍能檢測出HIV，建議使用3.6～4.0 Mrad照射，一些學(xué)者認(rèn)為5.0Mrad“γ”射線照射才能殺滅HIV[4]。目前能被接受的劑量是1.5～2.5 Mrad，但從作者的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出2.5 Mrad“γ”射線照射后各生物力學(xué)參數(shù)明顯降低，肌腱強(qiáng)度下降顯著，各參數(shù)均具有統(tǒng)計學(xué)意義，其中參數(shù)剛度具有高度統(tǒng)計學(xué)意義，剛度是指生物材料對外力作用抗變形能力，肌腱剛度在ACL重建后膝關(guān)節(jié)早期蛻變有重大影響。有研究表明4.0 Mrad“γ”射線照射后肌腱的剛度和最大應(yīng)力分別減少30%和21%，本實(shí)驗(yàn)2.5 Mrad“γ”射線照射后剛度和最大應(yīng)力分別減少4.63%和15.12%，與對照組相比有統(tǒng)計學(xué)意義，所以肌腱強(qiáng)度降低的趨勢基本是一致的，并且從本組實(shí)驗(yàn)中可進(jìn)一步看出“γ”射線照射引起肌腱強(qiáng)度的降低具有劑量依賴性。Curran等研究指出2.0 Mrad“γ”射線照射組強(qiáng)度比非照射組強(qiáng)度減少20%[8]，F(xiàn)ilder[9]研究認(rèn)為2.0 Mrad“γ”射線照射后強(qiáng)度降低15%。有學(xué)者指出2.0 Mrad“γ”射線照射后肌腱的彈性模量和最大應(yīng)力明顯下降，本研究中2.5 Mrad“γ”照射后彈性模量和最大應(yīng)力分別減少9.60%和15.1%。肌腱彈性模量是衡量肌腱產(chǎn)生變形難易程度的指標(biāo)，在ACL重建后希望肌腱有足夠的彈性模量以求重建的膝關(guān)節(jié)在承受外力時有足夠的穩(wěn)定性，“γ”射線照射后彈性模量減小，所以必須遵循“以強(qiáng)代弱”的原則。本試驗(yàn)材料的選擇不能確定供者的年齡使肌腱強(qiáng)度可能有所差異對試驗(yàn)數(shù)據(jù)會有一定的影響，作者采用同一組肌腱來自同一供體以求盡可能的減小對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。有些學(xué)者認(rèn)為吡啶喏林的含量與肌腱生物力學(xué)存在著線性關(guān)系，也就是說照射前后生物力學(xué)的變化可能是由于照射引起同種異體組織羥基脯氨酸、鉸鏈等生物化學(xué)成分改變引起的。

2.5 Mrad“γ”射線照射的同種異體組織強(qiáng)度的降低是否會增加臨床失敗率?在膝關(guān)節(jié)交叉韌帶重建研究中發(fā)現(xiàn)移植物在塑型改建過程中其強(qiáng)度有明顯下降的過程，所以必須按照“以強(qiáng)代弱”的原則來重建交叉韌帶，移植物強(qiáng)度在重建術(shù)中的作用已經(jīng)得到明確[6]。Suggs等[5]通過計算機(jī)模擬研究ACL重建后發(fā)現(xiàn)：重建后關(guān)節(jié)早期退變與移植物剛度過大有關(guān)，剛度一致時，可以有效恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性且不增加關(guān)節(jié)面的壓力。所以選擇結(jié)構(gòu)力學(xué)一致的移植物重建ACL可以在恢復(fù)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上對膝關(guān)節(jié)軟骨提供良好的保護(hù)作用。本研究發(fā)現(xiàn)γ射線照射消毒后肌腱的剛度明顯下降，所以如何確定照射后剛度一致性使移植物具有相同或接近相同的結(jié)構(gòu)力學(xué)，從而達(dá)到最好的重建效果需要基礎(chǔ)研究和臨床觀察的進(jìn)一步探討。Bach[7]、孫磊[9]等均已經(jīng)證實(shí)了應(yīng)用非照射的同種異體組織重建ACL的良好的臨床效果。國外有通過臨床隨訪發(fā)現(xiàn)采用2.0～2.5 Mrad“γ”射線照射后的同種異體肌腱重建ACL的失敗率明顯高于非照射組的報道，故不主張應(yīng)用“γ”射線照射消毒的組織來重建ACL?！唉谩鄙渚€照射的同種異體組織移植后超微結(jié)構(gòu)的變化過程及臨床失敗率增加的具體機(jī)制還沒有深入的了解。

目前國內(nèi)外普遍采用2.5 Mrad“γ”射線照射消毒同種異體組織的方法并不能完全殺滅病原微生物如HIV等，作者直接采用人體肌腱實(shí)驗(yàn)后證實(shí)照射后各結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)參數(shù)降低明顯，這種強(qiáng)度的降低可能導(dǎo)致臨床失敗率的增加，綜上所述，是否采用“r”射線照射消毒同種異體肌腱及其生物力學(xué)改變是否會導(dǎo)致臨床失敗率的增加和具體機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

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篇2

【摘要】目的：分析總結(jié)在骨科患者翻身護(hù)理中應(yīng)用生物力學(xué)的方法及效果。方法：選取骨科120例無法自行翻身患者為研究對象，隨機(jī)分為兩組，對照組給予常規(guī)翻身護(hù)理，觀察組采用生物力學(xué)翻身，觀察比較兩組的一般資料、翻身方法對壓瘡發(fā)生率的影響及患者的滿意度情況。結(jié)果：觀察組和對照組在壓瘡發(fā)生率、患者對護(hù)理的滿意度調(diào)查及難以翻身比例差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P

【關(guān)鍵詞】生物力學(xué)；骨科；翻身；護(hù)理

骨科患者護(hù)理工作中，特別是脊柱及下肢骨折患者的護(hù)理，不但影響患者的壓瘡等并發(fā)癥的發(fā)生，同時翻身技巧不當(dāng)易導(dǎo)致護(hù)理工作吃力、患者疼痛，引發(fā)醫(yī)患糾紛，并嚴(yán)重影響患者對護(hù)理工作的滿意度[1]。結(jié)合生物力學(xué)在護(hù)理工作中的應(yīng)用針對骨科患者自主翻身困難患者的護(hù)理有著重要的臨床價值。本文總結(jié)分析了我院近年來在骨科患者翻身護(hù)理中應(yīng)用生物力學(xué)的方法及效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料：選取我院2008年3月~2010年12月的120例無法自行翻身患者為研究對象，其中男性71人，女性49人，年齡在21~79歲，平均年齡（45.3±7.9）歲。脊柱疾病25人，四肢骨折57例，關(guān)節(jié)損傷24人，嚴(yán)重軟組織損傷10人，多發(fā)骨折4人。保守治療24例，手術(shù)治療96例，住院時間14~59天，平均住院天數(shù)（21.2±5.4）天。隨機(jī)分為兩組，觀察組和對照組各60例，兩組在性別比、年齡、病因、住院時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

1.2生物力學(xué)翻身方法：對照組采用傳統(tǒng)翻身護(hù)理，翻身中如遇困難可與另一名護(hù)理人員相協(xié)作翻身。觀察組給予利用生物力學(xué)方法的翻身護(hù)理，即翻身前先將病床升到護(hù)理人員髖關(guān)節(jié)的高度，便于操作省力，且避免病床過高導(dǎo)致的雙臂上提困難或者過低導(dǎo)致的腰部用力困難，協(xié)助病人平臥后，護(hù)理人員站立于病人轉(zhuǎn)向側(cè)，將病人遠(yuǎn)側(cè)腿屈曲置放于近側(cè)的腿上，遠(yuǎn)側(cè)手臂放于病人胸前，護(hù)理人員兩腳前后分開站立，并將重心放在前腳上，利用雙手分別扶在病人的遠(yuǎn)側(cè)肩部和髖部，前腿向后腿移，使自身的體重力作用于病人的翻轉(zhuǎn)?；颊呒绫巢考镑疚膊俊⑾ハ赂鞣乓恍≌?，足跟處也放一小水枕，以增加患者的受壓面積，使病人的身體處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，不易傾倒，以提高病人的舒適和安全感；翻回正臥位時先將病人近側(cè)腿放平，然后患者近身邊手放平，擺正病人頭部，護(hù)理人員輕輕按動病人髖部和肩部，使頭、肩、臀在一直線上。根據(jù)患者的病情不同，墊枕的放置也不相同，要結(jié)合生物力學(xué)維持脊柱生理曲線及關(guān)節(jié)功能位來指導(dǎo)擺放患者，并在患者康復(fù)期給予生物力學(xué)的腰肌功能鍛煉。對于有壓瘡傾向患者可給予醫(yī)用噴氣氣墊，翻身后迅速給予身下環(huán)境清理，保持患者身下干爽。

1.3觀察指標(biāo)：觀察兩組壓瘡發(fā)生幾率，患者自述評判翻身中疼痛情況[2]：無痛：翻身過程中及翻身之后髖部無明顯疼痛；疼痛輕微：翻身過程中及翻身之后髖部有輕微疼痛，可忍受；疼痛明顯：翻身過程中及翻身之后髖部有明顯疼痛，需休息片刻可繼續(xù)翻身；疼痛劇烈：翻身過程中及翻身之后髖部有劇烈疼痛無法忍受。護(hù)理滿意度評價：滿意：翻身技巧熟練度高，無痛或疼痛輕微，態(tài)度良好，維持舒適；基本滿意：翻身技巧熟練度較高，疼痛輕微或尚可承受，態(tài)度良好，可保持維持狀態(tài)；翻身技巧熟練度差，有劇烈疼痛，態(tài)度尚可或稍差，無法長時間維持。翻身護(hù)理困難度：困難：兩人或兩人以上護(hù)理人員協(xié)助翻身，翻身中患者疼痛劇烈或明顯，需不斷休息；吃力：一名護(hù)理人員可完成翻身，但翻身中出現(xiàn)患者疼痛明顯，需休息后二次翻身；輕松：一名護(hù)理人員即可輕松翻身，翻身過程中及翻身之后髖部無痛或疼痛輕微。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法：數(shù)據(jù)均用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件包進(jìn)行處理。計量數(shù)據(jù)以±s表示， 采用t檢驗(yàn)，計數(shù)數(shù)據(jù)采用χ2檢驗(yàn)。且P

2結(jié)果

2.1壓瘡發(fā)生率：觀察組住院期間發(fā)生壓瘡0例，對照組住院期間發(fā)生壓瘡6例（10.0%），兩組在壓瘡發(fā)生幾率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=3.984，P

2.2滿意度情況：兩組患者疼痛情況及護(hù)理中翻身難易度情況比較見表1、2，由此可見觀察組無痛率較對照組要高（χ2=4.659，P

3 討論

骨科患者特別是脊柱及下肢骨折患者中長期臥床、難以自行翻身患者較多，傳統(tǒng)護(hù)理需要護(hù)理人員有較強(qiáng)的力量支持或兩人配合翻身，不但費(fèi)時費(fèi)力，一旦配合不好，則容易導(dǎo)致患者疼痛劇烈，甚至再發(fā)生發(fā)生骨折、脫位，導(dǎo)致醫(yī)患糾紛發(fā)生。而護(hù)理人員多為女性，其體力較難承擔(dān)傳統(tǒng)的硬性翻身護(hù)理方法，常須兩人配合完成，即便這樣依然感覺身心疲勞，這已成為考驗(yàn)骨科護(hù)理人員體力與耐心的問題。近些年來對于生物力學(xué)應(yīng)用于護(hù)理中的應(yīng)用情況[3]可以看出，在患者翻身護(hù)理中擁有生物力能夠有效的減少護(hù)理人員的能量消耗，減少體力勞動付出，緩解了骨科護(hù)理人員的身心疲憊，提高護(hù)理工作的效率[4]。

生物力學(xué)中認(rèn)為機(jī)體運(yùn)動多為骨骼肌牽拉骨骼的杠桿原理，以關(guān)節(jié)為支點(diǎn)和樞軸[5,6]。骨科護(hù)理翻身中應(yīng)用生物力學(xué)原理，既可以節(jié)省護(hù)理人員的力量輸出，又能簡單而又便捷的實(shí)現(xiàn)無痛翻身，有效地減少了骶尾部的受壓，減少了翻身中組織與床面的硬性摩擦，因而壓瘡發(fā)生幾率有了明顯的降低。同時將病床升至合適位置能夠增加護(hù)理人員雙臂的正常發(fā)力，翻身護(hù)理僅一人即可完成，大大減少了護(hù)理中的人力資源消耗[7]。翻身之后護(hù)理人員給予患者身下的污物及潮濕環(huán)境快速清除，長時間處于緊張狀態(tài)的肌肉也得到了休息，患者舒適度明顯增高，配合康復(fù)期生物力學(xué)的功能鍛煉，可以有效減少壓瘡等并發(fā)癥的發(fā)生[8]。

綜上所述，本文通過分析總結(jié)我院近年來在骨科患者翻身護(hù)理中應(yīng)用生物力學(xué)的方法及效果，可以看出，骨科患者中長期臥床，難以自行翻身患者較多，采用生物力學(xué)翻身護(hù)理不僅能夠便于護(hù)理人員輕松幫助患者翻身，還能增加患者的舒適度，減少壓瘡的發(fā)生，為骨科護(hù)理中值得推廣使用的翻身方法。

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篇3

網(wǎng)球是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的體育項(xiàng)目，它不僅需要大肌肉群的參與，而且還需要諸多小肌肉群的參與以及全身各部位的協(xié)調(diào)配合，所以只有掌握科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)才能有效、高質(zhì)的學(xué)好網(wǎng)球。正手擊球是最常用的網(wǎng)球基本技術(shù)，球場上80%的擊球全部都是由正手擊球來完成的。正手擊球一般分為準(zhǔn)備姿勢、后擺引拍、擊球以及隨揮四部分。本文將從生物力學(xué)的角度出發(fā)，通過運(yùn)用生物力學(xué)的規(guī)律，根據(jù)人體協(xié)調(diào)鏈的原理對正手擊球過程中觸球環(huán)節(jié)的動作進(jìn)行研究，希望能夠有效地幫助網(wǎng)球練習(xí)者分析錯誤動作產(chǎn)生的原因，從而提出科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。

二、網(wǎng)球運(yùn)動的生物力學(xué)原理

網(wǎng)球運(yùn)動中所蘊(yùn)含的生物力學(xué)原理主要包括平衡、慣性、作用力與反作用力、動量定理、彈性能和協(xié)調(diào)鏈等幾方面。

（一）平衡。平衡是指身體保持靜態(tài)（一種穩(wěn)定狀態(tài)）或動態(tài)均衡的能力，可分為靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡。網(wǎng)球的每一擊球都是在動態(tài)條件下完成的，所以它對動態(tài)平衡有著特殊的要求，因此在所有擊球動作中頭部和上體必須保持穩(wěn)定，髖、軀干部分和肩部保持在一條直線對于保持動態(tài)平衡是至關(guān)重要的。

（二）慣性。在受到某種外力作用之前，人體將一直處于靜止或原來的運(yùn)動狀態(tài)。網(wǎng)球場上的快速啟動、改變方向以及急停等，首先需要克服的是慣性的阻礙，所以在對來球做出反應(yīng)時，我們需要降低重心和蹬地來克服靜止的慣性。

（三）作用力與反作用力。在網(wǎng)球運(yùn)動中，基本姿勢是雙腿分開和降低重心，目的均是為了在啟動和擊球時能屈膝蹬地，從而獲得地面?zhèn)鱽淼姆醋饔昧?，這樣就能更好的完成技術(shù)動作。

（四）動量。動量是物體速度與質(zhì)量的乘積，包括線動量和角動量兩種，網(wǎng)球絕大部分的技術(shù)動作都需要較高的速度和一定的角度，這就需要更多的身體移動以及腰部、肩部的轉(zhuǎn)動，從而獲得更大的動量，從而高質(zhì)量的完成擊球。

（五）彈性能。肌有彈性，收縮的肌有巨大的能量，彈性能就是由肌纖維的牽張而產(chǎn)生的，所以在擊球前的準(zhǔn)備活動具有重要的意義，這將有助于在擊球過程中能有效的獲得更多的能力。此外，肌有可塑性，所以擊球結(jié)束后的放松也很重要。

（六）協(xié)調(diào)鏈。網(wǎng)球的擊球過程中，高質(zhì)量、優(yōu)美的擊球動作是由大肌肉群和小肌肉群協(xié)調(diào)配合一起來完成的，不只是單單靠手臂的力量，還必須借助于全身的協(xié)調(diào)用力才能擊出理想的球。有效地利用身體的協(xié)調(diào)鏈，在克服慣性后達(dá)到的動態(tài)平衡中，充分利用反作用力、動量和彈性能，把握好擊球時機(jī)和節(jié)奏，從而打出一記高質(zhì)量的回球。人體協(xié)調(diào)鏈?zhǔn)侵浮绑w節(jié)的作用就像由一個環(huán)或身體的一部分產(chǎn)生的力量轉(zhuǎn)換成一環(huán)套一環(huán)的鏈條系統(tǒng)”（格羅佩爾，1984）。通過屈膝蹬地、轉(zhuǎn)腰轉(zhuǎn)肩、鞭打，將地面的反作用力全部傳遞到球拍，球拍將用全部累積的力對來球做最大限度地加速。人體協(xié)調(diào)鏈?zhǔn)菗舫銎粱厍虻幕A(chǔ)，它能使人體產(chǎn)生最大的爆發(fā)力、增強(qiáng)控球能力、延緩疲勞以及預(yù)防損傷。

三、觸球時錯誤動作的生物力學(xué)分析

網(wǎng)球正手擊球技術(shù)中，腿部、髖部、上體、頭肩和拍面五個主要環(huán)節(jié)的相互協(xié)調(diào)，構(gòu)成了觸球時的關(guān)鍵因素，把握好這幾個技術(shù)環(huán)節(jié)就可以擊出漂亮的球。

（一）上體的動作技術(shù)分析

1.正確利用身體的各部分。根據(jù)生物力學(xué)、人體協(xié)調(diào)鏈原理，通過蹬地、轉(zhuǎn)腰轉(zhuǎn)肩、盯球、鞭打才能擊出漂亮的回球。不少人在擊球的過程中只是用力掄臂去擊球，不能擊出理想的回球，就是因?yàn)闆]有使用全身的力量。另外一個是轉(zhuǎn)動慣量，其大小與轉(zhuǎn)動體所繞的轉(zhuǎn)軸有關(guān)。根據(jù)正手擊球動作的特點(diǎn)，在擊球的過程中髖部要與肩關(guān)節(jié)在一條直線上，這樣才能將地面的反作用更好的向上傳遞；其次是手臂的伸展，不能太過早伸直，要在擊球前在伸直，否知會影響肢體擺動的速度；最后是肘關(guān)節(jié)的角度，在擺動的啟動階段肢體不應(yīng)過分伸展，肘關(guān)節(jié)角度保持在 120左右為宜，隨著肢體擺動的速度加快，肘關(guān)節(jié)角度逐漸減小到60左右，若啟示階段角度太小不會很好的蓄力，而在擊球階段，角度太大會將多余的力量消耗，不能集中于擊球上。

2.觸球時手腕保持適度緊張。很多人在擊球的時候拍面會失去控制，致使回球下網(wǎng)或出界，主要原因是握拍的手腕用力不當(dāng)。擊球時手腕應(yīng)鎖緊，便于發(fā)力的同時既可以保證爆發(fā)力全部傳到球體上，又使手腕不易松動。但是在非擊球階段，手腕可以適當(dāng)放松，這樣可以使得在下次擊球時能很好的用力。

3.觸球時腋部適度夾緊。從生物力學(xué)角度講，觸球時球拍盡量靠近身體，這樣才能將全身蓄的力全部傳到球拍，有效的擊球，避免力的白白浪費(fèi)。一種參考標(biāo)準(zhǔn)是在擊球前將一個網(wǎng)球夾與腋下，在擊球結(jié)束后網(wǎng)球落地。

（二）頭肩的動作分析

1.頭肩保持一條直線。觸球時眼睛必須注視來球，頭肩保持在一條直線上。這樣才能保持身體的穩(wěn)定性，擊球漂亮的回球。同時也可以更為準(zhǔn)確的測定球與身體的距離和位置，保證每次的擊球效果。

2.肩部帶動手臂轉(zhuǎn)動。在擊球時，擊球的力量是由下肢通過蹬地、轉(zhuǎn)腰轉(zhuǎn)肩傳遞到上肢，最后由肩部帶動手臂轉(zhuǎn)動產(chǎn)生“鞭打”，形成一定的擊球速度將球擊出。

（三）髖部的動作技術(shù)

在擊球的過程中，髖部充當(dāng)著較為重要的角色，來自地面的反作用力是通過髖部向上傳遞，最后到達(dá)手臂將球擊出。所以要保證髖關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)是要在一條直線上，這樣在才能保證力量的順利和高質(zhì)量的傳遞。

（四）腿部的動作技術(shù)

網(wǎng)球是一項(xiàng)全身的運(yùn)動，在身體各個環(huán)節(jié)中，腿部又是最為重要的一個環(huán)節(jié)。很多網(wǎng)球愛好者在擊球過程中，不能打出較高質(zhì)量的球，這都是因?yàn)樗麄冊趽羟虻倪^程中，沒有將膝關(guān)節(jié)彎曲，沒有獲得較大的反作用力，只是通過自己的手臂的力量將球擊出的，所以告誡一些網(wǎng)球愛好者，在擊球的過程中要將自己的膝關(guān)節(jié)適度彎曲，這樣將會獲得較大的反作用力，才可打出較有力量的回球。

（五）拍面的角度

許多網(wǎng)球朋友在擊球過程中，擊出的球不是過高就是下網(wǎng)，這是因?yàn)榕拿鏇]有打開合理的角度。球飛的過高是因?yàn)榕拿娲蜷_的大多，不能很好地包裹球；而球下網(wǎng)，是因?yàn)榕拿娲蜷_的太前傾，不能將球很好的推打，所以在擊球的過程中要將拍面打開適度的角度，這樣才能擊出理想的回球。

四、總結(jié)

綜上所述，本文從生物力學(xué)的角度對網(wǎng)球正手擊球的每個技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行了較為全面的分析，只有科學(xué)的運(yùn)用身體部位才能擊出漂亮的球，又不損害身體健康。所以在擊球的過程中一定要充分利用人體的協(xié)調(diào)鏈，即屈膝蹬地轉(zhuǎn)腰轉(zhuǎn)肩盯球手臂伸直擊球，身體部位要有序用力，克服慣性，保持身體平衡，利用作用力與反作用力，最后擊出自己理想的球。（作者單位：杭州師范大學(xué)體育與健康學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

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[2]全國體育學(xué)院教材委員會.運(yùn)動生物力學(xué)[M ].北京：人民體育出版社.2005.6.

[3]馬艷輝.網(wǎng)球正手擊球過程中觸球動作的生物力學(xué)分析[J]，競技﹒ 論壇，2011，（ 3）：24 - 26.

篇4

關(guān)鍵詞：生理學(xué)基礎(chǔ)；解剖學(xué)基礎(chǔ)；生物化學(xué)基礎(chǔ)；生物力學(xué)基礎(chǔ)

力量素質(zhì)是肌肉力量的綜合反應(yīng)，無論是絕對力量還是相對力量，都離不開人體神經(jīng)肌肉系統(tǒng)完全被激活時所釋放出的力量，而肌肉全部力量的總和在實(shí)踐中又稱為最大力量，最大力量的激發(fā)，是生理、解剖學(xué)、生物化學(xué)和生物力學(xué)共同作用的結(jié)果。

1.肌肉力量訓(xùn)練的生理學(xué)基礎(chǔ)

肌肉力量是機(jī)體依靠肌肉收縮克服和對抗阻力來完成運(yùn)動的能力。從生理學(xué)角度來看，肌肉力量的大小取決于肌纖維的類型、肌肉的體積、肌肉的長度和收縮速度三方面。

1.1肌纖維的類型

肌纖維通常由慢肌和快肌組成，也稱為Ⅰ型和Ⅱ型，其中快肌又分為快縮無氧糖解肌纖維即Ⅱa型和快縮有氧糖解肌纖維即Ⅱb型兩個亞型。這兩類肌纖維具有完全不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和機(jī)能特征，主要特征見表1。對處于自然生長發(fā)育中的青少年來說，肌纖維類型所占的百分比處于動態(tài)的發(fā)展，男性的Ⅰ型纖維從出生到35歲呈倒“U”型變化，9歲前Ⅰ型纖維的百分率顯著增加，19歲后則顯著減少；青春期男性的Ⅰ型纖維百分率比青春期女性的高，青春期女性的Ⅱ型纖維百分率比青春期男性的高，但20-29歲年齡段女性的Ⅰ型纖維百分率比男性高，Ⅱ型纖維在青春期后期達(dá)到成年人的百分率。

表1 肌纖維類型的主要特征

1.2肌肉的體積

肌肉的絕對力量與該肌肉的生理橫斷面積呈正相關(guān)，而肌肉的生理橫斷面積由肌纖維的數(shù)量和大小決定。肌纖維數(shù)量的增加是指肌纖維在運(yùn)動訓(xùn)練中表現(xiàn)出的肌纖維分裂或生成現(xiàn)象，增加的是肌肉中的蛋白質(zhì)，主要表現(xiàn)為肌凝蛋白的增加，其含量的增加可以使肌肉收縮的力量和速度得到提高；肌纖維的大小表現(xiàn)為肌纖維的增粗，當(dāng)運(yùn)動時，通過肌肉不斷收縮與放松，促使毛細(xì)血管增加，結(jié)締組織變厚，能量儲備增加，橫斷面也隨之增大。

對于青少年來說，肌纖維的大小從童年早期到青春期是呈線性、連續(xù)增加的。男性的平均肌纖維面積一直增長到25歲，男女肌纖維直徑在16歲時達(dá)到峰值。青春期男性的平均肌纖維面積和增長速度比女性大，女性平均增長約3.5倍，男性平均增長約4.5倍，且男性的Ⅱ型纖維尤其是Ⅱb型纖維的大小增加更多。下肢肌纖維面積增長約20倍，而上肢肌纖維面積在同時期增加7-12倍。

1.3肌肉長度和收縮速度

肌肉在收縮時的初長度與肌纖維中每個肌節(jié)的長度有關(guān)，肌肉收縮產(chǎn)生的張力大小很大程度上取決于活化的橫橋數(shù)目。肌肉收縮前初長度的增加可以通過運(yùn)動訓(xùn)練來達(dá)到。在訓(xùn)練中通過增加用力距離來改進(jìn)技術(shù)動作并積極發(fā)展身體各部位關(guān)節(jié)的柔韌性來增加肌肉收縮前的初長度，使粗肌絲和細(xì)肌絲處于最佳疊加狀態(tài)，使得肌凝蛋白絲和肌纖蛋白絲發(fā)生橫橋數(shù)目最多，致使肌肉的張力最大。

肌肉收縮速度與肌肉力量存在一定的關(guān)系，當(dāng)肌肉做向心收縮的速度線性增加的時，肌肉力量表現(xiàn)出非線性下降，而肌肉做離心收縮的速度線性增加時，肌肉力量表現(xiàn)出相應(yīng)的增加。

2.肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的解剖學(xué)基礎(chǔ)

肌肉力量并不完全由肌肉的性質(zhì)決定，神經(jīng)控制能力也起著很大的關(guān)系，神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的抑制機(jī)能及自生抑制可以有效的阻止肌肉力量超出骨骼和關(guān)聯(lián)組織的承受范圍，力量訓(xùn)練反過來又可以減低或抵消機(jī)體的自生抑制機(jī)制以保證肌肉能夠產(chǎn)生更大的力量。而神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對肌肉力量的影響主要表現(xiàn)在牽張反射、腱梭、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能狀態(tài)和肌肉工作的協(xié)調(diào)能力四個方面。

力量訓(xùn)練可使運(yùn)動中樞產(chǎn)生強(qiáng)而集中的興奮過程，發(fā)放高頻率興奮沖動，募集更多的運(yùn)動單位參與工作。運(yùn)動單位的招募形式分為兩類，一是由激發(fā)頻率作為歸類向度，通過增加激活頻率，把多次牽拉疊加以產(chǎn)生較大的力量；另一種是由運(yùn)動單位被激活的數(shù)量作為歸類向度，募集的運(yùn)動單位越多，則產(chǎn)生的力量越大。當(dāng)動員的運(yùn)動單位數(shù)量不變時，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)出的神經(jīng)沖動越高，肌肉收縮力量越大。因此，肌肉收縮的最佳效果是由神經(jīng)沖動的合理頻率的提高，即運(yùn)動興奮性提高，而引起調(diào)動肌肉工作能力的較多腎上腺素、去甲腎上腺素、乙酰膽堿及其生理活性物質(zhì)的釋放，使力量增大的。因此，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)可以直接影響肌肉的力量，并對力量素質(zhì)的發(fā)展和發(fā)揮起著極為重要的作用。

3.肌肉力量訓(xùn)練的生物化學(xué)基礎(chǔ)

ATP是一種存在于細(xì)胞內(nèi)（胞漿和核漿內(nèi)）、由自身合成并課迅速分解被直接利用的一種自由存在的化學(xué)能形式，提供肌肉收縮的能量而產(chǎn)生人體動作。ATP在人體中的貯量極其有限，遠(yuǎn)不能滿足身體活動的需要。所以，必須邊分解、邊合成，才能不斷的供應(yīng)肌肉活動的需要。ATP再合成所需的能量來自三條途徑：（1）磷酸原系統(tǒng)； （2）糖酵解系統(tǒng) （3）有氧系統(tǒng)。見圖1

5.小結(jié)

生理學(xué)是肌肉量訓(xùn)練的微觀理論基礎(chǔ)，可以較深層次的認(rèn)識肌肉的內(nèi)部構(gòu)造、類型和特點(diǎn)；肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的解剖學(xué)將應(yīng)激反射性原理引入肌肉力量訓(xùn)練，解釋了肌肉運(yùn)動的神經(jīng)機(jī)制原理；生物化學(xué)的能量學(xué)理論基礎(chǔ)結(jié)合能量低些的特點(diǎn)解釋了肌肉在不同強(qiáng)度下共作的機(jī)理；生物力學(xué)則將數(shù)學(xué)和物理學(xué)的知識引入肌肉力量訓(xùn)練中，便于數(shù)學(xué)化、精確化、科學(xué)化的解析肌肉動作技術(shù)，探尋最合理、最有效的動作方法。

參考文獻(xiàn)

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篇5

【關(guān)鍵詞】 跟骨骨折；跟骨解剖；骨板加壓栓；傳統(tǒng)AO接骨板；骨板固定；生物力學(xué)

跟骨骨折是目前足部最常見的骨折癥狀， 占成人全身骨折的2.5%， 占足部骨折的62.5%， 大多數(shù)的骨折屬于關(guān)節(jié)內(nèi)骨折， 就目前的統(tǒng)計來看， 致殘率達(dá)到18%以上[1]。但是， 隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 對跟骨骨折的治療辦法也越來越新穎了， 本文通過跟骨解剖接骨板加壓螺栓固定跟骨骨折與傳統(tǒng)的AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學(xué)進(jìn)行對比研究后發(fā)現(xiàn)， 跟骨解剖接骨板加壓螺栓固定跟骨骨折的方式比傳統(tǒng)AO接骨板的生物力學(xué)性能好， 顯示出了傳統(tǒng)AO接骨板對于固定跟骨骨折的穩(wěn)定性以及牢固性， 對于骨折來說， 不僅要使跟骨關(guān)節(jié)面解剖復(fù)位以及恢復(fù)跟骨的形狀， 還要對跟骨做好固定， 保證其恢復(fù)的有效性[2]。為了更好的對跟骨解剖接骨板加壓螺栓與傳統(tǒng)AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學(xué)進(jìn)行對比研究， 現(xiàn)選取20例患者作為分析對象， 詳細(xì)報告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取本院在2012年1月～2012年9月收治的20例患者作為分析研究對象， 包括12例車禍?zhǔn)軅颊咭约?例血管損傷患者， 年齡在20～50歲之間， 平均年齡為35歲， 這些患者經(jīng)過檢查無其他并發(fā)癥存在。

1. 2 方法 選用跟骨解剖接骨板以及加壓螺栓內(nèi)固定系統(tǒng)和生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對患者進(jìn)行跟骨的解剖， 把跟骨部位的軟組織掀起并保留好跟骨周圍的韌帶以及關(guān)節(jié)囊的完整性， 接著可以將跟骨解剖接骨板放置于跟骨的外側(cè)面， 然后將接骨板調(diào)整至合適的位置， 然后用專業(yè)的電鉆從跟骨外側(cè)壁跟骨的丘部經(jīng)后關(guān)節(jié)面下方斜向內(nèi)上方向載距突方向進(jìn)行鉆孔， 接著可以將一枚易斷加壓螺栓通過接骨板固定到載突距上， 然后再將第二枚易斷加壓栓也固定在相應(yīng)的位置， 固定好后， 對跟骨骨折的詳細(xì)情況做分析。同時， 對選取的患者要進(jìn)行生物力學(xué)測試， 并記錄傳統(tǒng)AO接骨板跟骨骨折的固定情況。并對兩組患者在固定中不可逆位移以及最大位移和彈性位移以及最大負(fù)荷數(shù)據(jù)和最終位移等進(jìn)行對比分析， 可以采用SPPS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件對實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

通過對跟骨解剖接骨板加壓螺栓與傳統(tǒng)AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學(xué)對比研究發(fā)現(xiàn)， 在不可逆位移方面無顯著差異， 但是在最大位移以及彈性位移和最大負(fù)荷方面存在較大差異， 具有統(tǒng)計學(xué)意義， 兩組間的最終位移無明顯差異。

隨著醫(yī)學(xué)水平的發(fā)展， 人們對跟骨關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的關(guān)注度也越來越高， 對跟骨骨折的固定治療也越來越受到重視， 尋找出一個固定跟骨骨折的辦法是當(dāng)務(wù)之急。雖然現(xiàn)在對于跟骨骨折的固定辦法很多， 但是要選用一個安全有效的辦法仍是目前面臨的問題， 通過對跟骨解剖接骨板加壓螺栓與傳統(tǒng)AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學(xué)對比研究發(fā)現(xiàn)， 現(xiàn)在對于跟骨骨折的固定中， 應(yīng)用最為廣泛的手術(shù)就是在跟骨外側(cè)置入一塊AO接骨板及相應(yīng)的松質(zhì)骨螺釘。

近年來， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 人們對于跟骨關(guān)節(jié)內(nèi)骨折采用微創(chuàng)小切口、間接復(fù)位以及跟骨解剖接骨板加壓螺栓內(nèi)固定方法越來越信任了。

3 討論

通過對跟骨解剖接骨板加壓螺栓與傳統(tǒng)AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學(xué)對比研究發(fā)現(xiàn)， 傳統(tǒng)的AO接骨板固定跟骨骨折的固定主要依靠的是鋼板和跟骨外側(cè)壁的摩擦力、螺釘與接骨板的力學(xué)交鎖、松質(zhì)骨螺釘?shù)穆菁y和骨質(zhì)的力學(xué)交鎖， 相比較傳統(tǒng)的AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學(xué)辦法具有以下幾個特點(diǎn)：跟骨解剖加壓螺栓增加了鋼板和骨質(zhì)之間的壓力， 從而增大了摩擦力， 使得內(nèi)側(cè)加壓螺帽基底部周徑加大了， 緊跟在跟骨內(nèi)側(cè)壁， 使得跟骨寬度的恢復(fù)得到了較好的保證， 同時， 它還增大了固定系統(tǒng)的接觸面積， 提高了摩擦力度， 增加了跟骨骨折固定的穩(wěn)定性[3]。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱建民，金宗達(dá)，王萍花.骨折愈合的一些新概念.中華創(chuàng)傷雜志， 2010，12（4）：268-270.

篇6

當(dāng)前，很多地區(qū)已經(jīng)開始實(shí)施新課程，但在初中物理教學(xué)中還存在著“重講解、輕實(shí)驗(yàn)”，“重結(jié)論、輕過程”，“重知識、輕方法”的錯誤傾向。有些教師甚至經(jīng)常在黑板上畫實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在本子上練實(shí)驗(yàn)。而如今實(shí)施的新課程，目的是要提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，注重科學(xué)探究的過程和方法，故對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊筇岣吡恕Ｈ绻俨恢匾晫?shí)驗(yàn)教學(xué)，將無法適應(yīng)現(xiàn)在的教學(xué)。因此，要想培養(yǎng)學(xué)生的能力，提高物理教學(xué)質(zhì)量，我們物理教師必須重視每一個實(shí)驗(yàn)。

一、重視演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作技能

初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理時首先接觸到的實(shí)驗(yàn)就是演示實(shí)驗(yàn)。整個中學(xué)物理教材中貫穿著各種各樣的演示實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)大多數(shù)準(zhǔn)備方便，操作簡單，而現(xiàn)象非常明顯，具有很強(qiáng)的示范性，學(xué)生也很感興趣。因此，教師要上好物理課，提高物理教學(xué)質(zhì)量，一定要重視演示實(shí)驗(yàn)的開展，爭取做好每一個演示實(shí)驗(yàn)。而且學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能基本來自于教師的言傳身教，故教師演示時的一舉一動都將成為學(xué)生獨(dú)立操作時的依據(jù)，對學(xué)生有耳濡目染的作用。因此我們必須從實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計、器材的選擇、操作的順序、觀察的方法、結(jié)論的歸納等方面精心備課，并在課前反復(fù)演練，力求操作演示規(guī)范、熟練。例如，在演示用溫度計測量溫水的溫度時應(yīng)提出具體操作的步驟是：估測溫度，選擇溫度計（看清量程和分度值），充分接觸，正確讀數(shù)（視線與溫度計內(nèi)液面齊平）。這些操作要準(zhǔn)確無誤，這對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，具有十分重要的意義。如果教師在演示實(shí)驗(yàn)時馬馬虎虎，錯誤百出，不注意規(guī)范操作，那么，一來要求學(xué)生注意規(guī)范操作就沒有說服力，二來學(xué)生看在眼里記在心里，即使他記住了規(guī)范操作的要求，到具體操作時也不一定會做到。所以，我認(rèn)為，教師在重視演示實(shí)驗(yàn)的同時，還應(yīng)該注意提高自身的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，做學(xué)生的好榜樣。

二、重視探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

以前的物理教材中，安排了許多學(xué)生實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己完成并得出結(jié)論。這里比較重視實(shí)驗(yàn)的操作和得出的結(jié)論。自從實(shí)施了課程改革，我們的教材中所出現(xiàn)的已不再是以往的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而代之以科學(xué)探究?？茖W(xué)探究是學(xué)生參與式的學(xué)習(xí)活動。通過科學(xué)探究，可以使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力。作為一名物理教師，要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)活動中去，我認(rèn)為一定要重視科學(xué)探究的開展與實(shí)施，尤其要重視探究過程的開展。要讓學(xué)生充分體驗(yàn)探究的過程，要讓學(xué)生大膽的猜想，大膽的設(shè)計，不要為了趕進(jìn)度而在學(xué)生還沒有進(jìn)行足夠的思考時草率得出結(jié)論，我們還要安排足夠的時間讓學(xué)生討論和交流自己的觀點(diǎn)和想法。例如，在研究了電流的強(qiáng)弱和串聯(lián)電路以后，我向?qū)W生提出了這樣的問題：兩個燈串聯(lián)時，這兩個燈中的電流有沒有什么規(guī)律？學(xué)生就進(jìn)行了思考和討論，有些學(xué)生回憶起串聯(lián)電路電的路徑只有一條，就猜想兩個燈當(dāng)中的電流相等；另外一些學(xué)生則根據(jù)連接串聯(lián)電路時兩個燈的亮暗程度不一樣，就猜想兩個燈當(dāng)中的電流不相等。根據(jù)他們的猜想，我再讓他們選擇器材，設(shè)計電路來證明自己的猜想，并且設(shè)計了記錄數(shù)據(jù)的表格。最后通過實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)，不管燈的亮暗程度是否相同，串聯(lián)電路每個燈當(dāng)中的電流都是相等的。有的學(xué)生還指出，兩燈串聯(lián)時，不論亮暗，總是同時亮同時滅，沒有先后之分，這更加深了學(xué)生對串聯(lián)電路的認(rèn)識。做完實(shí)驗(yàn)，我又讓學(xué)生討論本次活動，他們學(xué)到了什么，有的說學(xué)到了知識，有的說學(xué)到了電流表的正確使用，有的說學(xué)到了互相合作的精神……整個活動中學(xué)生們興致昂然，討論激烈，學(xué)習(xí)熱情很高，連平時不太愛學(xué)習(xí)的學(xué)生也能投入到這樣的活動中去，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由此可見，學(xué)生對這樣的探究活動是比較歡迎的。作為物理教師，一定要重視每一個探究實(shí)驗(yàn)的開展，尤其要重視讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過程，這不僅能培育學(xué)生的思維能力、動手能力、觀察能力，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，同時還提高了學(xué)生的自信心，學(xué)習(xí)成績自然也就提高了。

三、重視課外小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

篇7

思想是意識和行為的先導(dǎo)，想要培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，教育者需要具備工匠精神，要將教育事業(yè)視為能精心雕琢的工藝品，以打磨工藝品的態(tài)度去更新教學(xué)理念，進(jìn)而打破傳統(tǒng)教育教學(xué)的束縛，營造良好的教學(xué)環(huán)境。1.多措并舉開展教學(xué)。為了最大限度地提升大學(xué)物理的教學(xué)水平和教學(xué)效率，大學(xué)教師必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，在教學(xué)過程中以學(xué)生為教學(xué)主體，完成相關(guān)基礎(chǔ)理論知識教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)與學(xué)生之間的溝通交流。這樣能在塑造良好師生關(guān)系的同時，更好地了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，從而有目的地對教學(xué)方案、教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。此外，大學(xué)教師還要改進(jìn)傳統(tǒng)的死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的教學(xué)模式，摒棄填鴨式的教學(xué)模式，充分利用多媒體教學(xué)設(shè)備和各種豐富的教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過程中，還要積極鼓勵學(xué)生參與到物理問題討論和物理實(shí)驗(yàn)中，巧妙地引導(dǎo)每一個學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。2.營造良好教學(xué)環(huán)境。在良好的環(huán)境中進(jìn)行教學(xué)，能取得事半功倍的教學(xué)效果。因此，大學(xué)物理教師必須根據(jù)實(shí)際教學(xué)內(nèi)容，有目的地為大學(xué)生營造良好的教學(xué)環(huán)境，最大限度地提升大學(xué)物理教學(xué)的效率和質(zhì)量。例如，在進(jìn)行牛頓定律教學(xué)時，大學(xué)教師可以利用多媒體設(shè)備和課件，向?qū)W生展示牛頓在物理方面的卓越貢獻(xiàn)和牛頓的生平軼事，通過具有較強(qiáng)動感的錄像和色彩鮮明的圖片，搭配相應(yīng)的解說獨(dú)白和悅耳的音樂背景，為學(xué)生營造輕松活躍的學(xué)習(xí)氛圍。通過該方法，不僅能有效拓展大學(xué)生的視野和知識領(lǐng)域，同時還能使大學(xué)生更快地進(jìn)入物理學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而提升教學(xué)效果。

二、通過精心設(shè)計問題全面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識

學(xué)起于思，思源于疑。思考問題有益于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，對全面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識亦能發(fā)揮出積極的作用。1.設(shè)置創(chuàng)新性的問題。在大學(xué)物理教學(xué)過程中，大學(xué)教師可以結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計一系列具有創(chuàng)新性的問題。通過對這些問題進(jìn)行分析和探討，能有效提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在物理教學(xué)過程中全面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神并非一蹴而就的，因此，大學(xué)教師必須對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行一定的分析和研究。然后，根據(jù)現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)情況設(shè)置一系列的開放性問題，并在學(xué)生學(xué)習(xí)不斷深入的同時，調(diào)整問題的難度。在設(shè)置開放性問題時，教師必須保證問題的條件開放、問題開放、策略開放。也就是說，教師不能以固定的問題解決模式束縛學(xué)生的思維，需要引導(dǎo)學(xué)生從多方面、不同角度思考問題。這樣，學(xué)生能通過討論分析和資料查詢得出不同的策略，進(jìn)而學(xué)習(xí)到不同的知識。此外，教師還要保證問題的結(jié)論開放，即針對同一個問題，可以有各種不同的知識結(jié)構(gòu)組合答案。教師在設(shè)置問題時，還需要從學(xué)生感興趣的方面入手，盡量選擇學(xué)生熟悉的問題，還需要注意問題的難度，提出學(xué)生現(xiàn)階段的知識水平能夠解決的問題。2.鼓勵學(xué)生提問。教師應(yīng)在課堂上鼓勵學(xué)生積極提問，對學(xué)生提出的問題給予客觀公正的評價，并引導(dǎo)學(xué)生采用正確的方法解決問題。教師在培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力的同時，還需要在教學(xué)過程中巧妙地運(yùn)用教學(xué)方法和教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。通過將提出問題貫徹到大學(xué)物理教學(xué)中的每一個環(huán)節(jié)，進(jìn)而有效滲透大學(xué)物理問題教學(xué)，從而達(dá)到全面培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識的目的。另外，在學(xué)生掌握了一定的提出問題的方法和技巧之后，教師還應(yīng)巧妙地設(shè)置疑問，引導(dǎo)學(xué)生主動對問題進(jìn)行思考和分析。在學(xué)生解決問題的過程中，教師可以給予一定的協(xié)助和正確的引導(dǎo)，使學(xué)生能利用開放性思維和創(chuàng)新型思維解決各種問題。

三、通過改革教學(xué)方法全面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力

1.有效運(yùn)用模擬法。大學(xué)物理教師可以充分利用模擬法來進(jìn)行物理教學(xué)，在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生積極地發(fā)現(xiàn)和探索重點(diǎn)知識、難點(diǎn)知識的形成過程。教師還要引導(dǎo)學(xué)生在探索和尋求答案的過程中，有效掌握問題的關(guān)鍵所在和各方面的解決要素。通過對一些抽象化、復(fù)雜化的概念進(jìn)行模擬之后，學(xué)生就能在探究過程中更好地理解概念中“只可意會，不可言傳”的知識和理論，進(jìn)而取得好的教學(xué)效果。教師還要有目的地對重要規(guī)律和重要概念進(jìn)行模擬，然后引導(dǎo)學(xué)生分析相關(guān)物理資料，在其掌握了相關(guān)的規(guī)律和重要概念后，再引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思路來思考問題，并結(jié)合規(guī)律和概念提出的時代背景，進(jìn)一步分析和思考科學(xué)家是在什么情況下、什么環(huán)節(jié)、用了什么方法進(jìn)行思考的。2.有效運(yùn)用假說法。在學(xué)生掌握了一定的物理基礎(chǔ)知識理論和實(shí)驗(yàn)操作技能之后，教師需要組織學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新強(qiáng)化訓(xùn)練，這樣才能不斷提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新實(shí)力。在這個過程中，教師可以充分地利用假說法來進(jìn)行創(chuàng)新訓(xùn)練。第一，對一定的客觀事實(shí)和科學(xué)理論進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上推測某些規(guī)律和未知世界的某些現(xiàn)象，并假定地提出相關(guān)命題和說明。第二，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用大量知識理論和實(shí)踐來驗(yàn)證這些命題和說明，從而得出這些命題和說明是否準(zhǔn)確、科學(xué)。例如，在對光的本性進(jìn)行講解的過程中，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生分析牛頓所提出的光的本性理論，引導(dǎo)學(xué)生分析高速微粒流和光的類比，使學(xué)生得出光具有反射、直線傳播、空間運(yùn)動等特點(diǎn)，高速微粒流也具有反射、直線傳播、空間運(yùn)動等特點(diǎn)。由此，學(xué)生就可以得出光有可能就是高速微粒流的假設(shè)。通過相關(guān)研究和分析，學(xué)生還能夠了解光的本性的假說和各種研究都是在不斷交替更新的，從而根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的某些現(xiàn)象和理論來進(jìn)行一系列創(chuàng)新。通過利用假說法來進(jìn)行大學(xué)物理教學(xué)，不僅能有效激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維，同時還能賦予學(xué)生想象的翅膀，使學(xué)生真正地放開思維進(jìn)行思考。這種方法具有假定性和科學(xué)性，通過展開一系列相關(guān)訓(xùn)練，能夠有效地達(dá)到全面培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的目的。

四、結(jié)語

在未來的發(fā)展過程中，創(chuàng)新能力是決定國家或者企業(yè)在市場競爭中占據(jù)有利地位的重要競爭因素，這就意味著，社會和市場對創(chuàng)新型人才的需求將不斷增加。在該背景下，大學(xué)物理教學(xué)就必須要采取一系列有效的方法，全面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。在結(jié)合社會發(fā)展和市場對人才需求的基礎(chǔ)上，有目的地對大學(xué)物理教學(xué)進(jìn)行一系列的優(yōu)化創(chuàng)新，充分利用各方面的教學(xué)資料，有效激發(fā)大學(xué)生對物理學(xué)習(xí)和物理實(shí)驗(yàn)的興趣。從大學(xué)生感興趣的方面入手，對傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行一系列改進(jìn)，使之能更好地培養(yǎng)大學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。

作者:潘琳 單位:銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

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篇8

一、觀察

在學(xué)習(xí)物理之前，學(xué)生在生活和學(xué)習(xí)中已經(jīng)有了觀察的經(jīng)驗(yàn)和訓(xùn)練，物理課應(yīng)該使他們掌握得更好一些，應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象的興趣。很多孩子是懷著深切的期望開始學(xué)物理的，他們從日常觀察中積累了許多問題，期待在物理課中找到答案。能及時給學(xué)生滿意的解答，會有利于保持和發(fā)展學(xué)生的觀察興趣。學(xué)生的觀察興趣，最初是出于好奇，特別是年齡小的孩子，遇到新鮮東西、新奇現(xiàn)象舍不得走，要看個究竟，但這種出于好奇的觀察興趣是不穩(wěn)定的，只滿足于表面了解。物理課應(yīng)該把出于好奇的觀察提高到有目的的觀察。所謂有目的的觀察，不只是有明確具體的觀察對象和要求，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生懂得觀察是人類研究客觀世界規(guī)律的一種基本方法，再在觀察中注意分析、比較，尋找各有關(guān)因素之間的聯(lián)系?？傊瑧?yīng)該培養(yǎng)學(xué)生成為樂于觀察、善于觀察的有心人，防止形成漫不經(jīng)心、視而不見的粗率作風(fēng)。

二、實(shí)驗(yàn)

“實(shí)驗(yàn)”是人們根據(jù)研究的目的，利用儀器、設(shè)備，人為地控制或模擬自然現(xiàn)象，排除干擾，突出主要因素，在有利的條件下研究自然規(guī)律?！皩?shí)驗(yàn)”在物理學(xué)的發(fā)展和物理教學(xué)中的基礎(chǔ)作用，無需贅述。在科學(xué)研究中，實(shí)驗(yàn)的每一步都離不開理論的指導(dǎo)（雖然從總體來看，實(shí)驗(yàn)是理論的基礎(chǔ)），在中學(xué)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中也應(yīng)該注意引導(dǎo)學(xué)生手腦并用，把實(shí)驗(yàn)跟理論緊密結(jié)合起來。這不只要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮徒Y(jié)果跟所學(xué)理論的關(guān)系，懂得實(shí)驗(yàn)設(shè)計所論據(jù)的物理原理，而且實(shí)驗(yàn)過程中的每一項(xiàng)操作都應(yīng)該聯(lián)系已有知識考慮應(yīng)該怎樣做，而不是不動腦子機(jī)械地照書上寫的去做，或者盲目地去試。

三、抽象和理想化

中學(xué)物理要學(xué)習(xí)力、質(zhì)量、功、能……等概念。一切科學(xué)概念都是抽象的成果。所以物理課有條件讓學(xué)生在學(xué)習(xí)這些物理概念的過程中，領(lǐng)會什么叫抽象和怎樣抽象。反過來，懂得了抽象是怎么回事，也有利于概念的形成。理想化的方法，是科學(xué)抽象的一種形式。在中學(xué)物理中可以使學(xué)生認(rèn)識的理想化方法，主要有兩種：一種是把物體本身理想化或者把物體所處的條件理想化；另一種是理想實(shí)驗(yàn)。由于這些理想化方法在物理教學(xué)中經(jīng)常用到，所以有必要使學(xué)生認(rèn)識它們的本質(zhì)、必要性和局限性。

四、類比、假說、模型

篇9

【關(guān)鍵詞】 高中物理 教材實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)功能 分析

【中圖分類號】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1674-4772（2013）11-001-01

一、教材實(shí)驗(yàn)部分分析

1. 實(shí)驗(yàn)的分布情況分析（高中物理新課標(biāo)教材（人教版））

在高中物理教材中（人教版）共有14個實(shí)驗(yàn)，其中包括選修部分的4個研究性課題。從上表中我們可以看出，一是實(shí)驗(yàn)主要集中于力學(xué)與電磁學(xué)部分，這與高中物理的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)相一致；二是探究式實(shí)驗(yàn)數(shù)要多于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)數(shù)，體現(xiàn)了新課標(biāo)對于學(xué)生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的要求；三是實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)多于模擬實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與模擬性實(shí)驗(yàn)的所占比重雖然不高，但卻是高中物理實(shí)驗(yàn)重要的組成部分，對于結(jié)果的驗(yàn)證與模擬不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠幫助學(xué)生較好地理解抽象概念與規(guī)律實(shí)驗(yàn)。

2. 結(jié)構(gòu)分析。在高中物理教材中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)分別設(shè)置了不同的結(jié)構(gòu)。一般來說，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)包括問題、材料、過程、數(shù)據(jù)與觀察、分析與總結(jié)、應(yīng)用六個因素。在這些因素中，實(shí)驗(yàn)觀察、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果計算、實(shí)踐應(yīng)用是核心環(huán)節(jié)，也從另一個方面體現(xiàn)了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的功能性。與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不同，探索性實(shí)驗(yàn)是以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，然后嘗試著改變其中的某些條件或因素，從而引起的結(jié)果探索。因此，它是以假設(shè)開頭的，總結(jié)應(yīng)用為結(jié)尾。

3. 實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)。綜觀所有的實(shí)驗(yàn)，我們從中總結(jié)出了如下特點(diǎn)：以探究能力培養(yǎng)為核心、以提高興趣為動力、封閉性與開放性相結(jié)合。從上表的統(tǒng)計中我們看到，探究性實(shí)驗(yàn)占到了70%，內(nèi)容涵蓋了實(shí)驗(yàn)計劃制定、數(shù)據(jù)分析對比、評估、交流、合作等，多以內(nèi)隱的方式存在于教材內(nèi)容中，讓學(xué)生在無意識中培養(yǎng)技能。學(xué)生實(shí)驗(yàn)在表述上多以“誘導(dǎo)”的方式出現(xiàn)，通過條件、材料、步驟等的提示，一步步的讓學(xué)生深入到實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。這有利于激起學(xué)生的好奇心理，從而推動學(xué)生學(xué)習(xí)物理。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究式實(shí)驗(yàn)的結(jié)合就是封閉與開放的結(jié)合。這是因?yàn)轵?yàn)證實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生要按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，而探究實(shí)驗(yàn)則把策略告訴學(xué)生，具體行動則由學(xué)生自己決定。

二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)功能的有效發(fā)揮

1. 以探究為核心，重視培養(yǎng)學(xué)生的探索能力。高中物理教材中探究性實(shí)驗(yàn)“扎堆”出現(xiàn)，這不僅指示了未來高考實(shí)驗(yàn)部分的探究題趨勢，而且也體現(xiàn)了學(xué)生創(chuàng)造思維培養(yǎng)的重要性。再加上學(xué)生實(shí)驗(yàn)是高中生親自參與物理實(shí)驗(yàn)的重要途徑，因而它也擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)探究能力的重任。那么，如何培養(yǎng)學(xué)生的探究能力呢？筆者認(rèn)為應(yīng)基于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)本身，不斷增加或減少“假設(shè)”的條件、因素，再探討其發(fā)生結(jié)果。例如第四章“牛頓運(yùn)動定律”中關(guān)于探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”（公式F=kma），教材中結(jié)出的方法是：一是保持質(zhì)量不變，然后探究加速度與力的關(guān)系；二是保持力不變，然后求質(zhì)量與加速度的關(guān)系。針對這個問題，我們可以試著改變條件：假設(shè)有相反力作用時，三者的關(guān)系如何？假設(shè)物體行駛的路面粗糙不平時，對三者會產(chǎn)生何種影響？物體在保持勻速運(yùn)動的過程中，如果受到外力作用時，它的運(yùn)行方向是否發(fā)生變化？如何變化？

2. 以興趣為動力，有效貼近學(xué)生生活實(shí)際。高中物理教材中內(nèi)容，一方面來源于社會生產(chǎn)生活實(shí)際，另一方面其研究成果又在社會生活中被廣泛應(yīng)用。這種特性為我們的生活化教育模式提供了便利，能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。相對于以往學(xué)生實(shí)驗(yàn)教材偏重于學(xué)術(shù)特色，而較少關(guān)注生活實(shí)際的現(xiàn)狀，新教材更加注重與生活實(shí)際的聯(lián)系，譬如家庭中的熱機(jī)、太陽能綜合利用等研究性課題的設(shè)置。對此，我們有必要重新審視教材、重視實(shí)驗(yàn)操作、重視實(shí)驗(yàn)的社會化。例如我們在做“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”時，可以將學(xué)生分成若干個實(shí)驗(yàn)小組，然后由他們自行確定實(shí)驗(yàn)的目的、原理、材料等，并設(shè)置專門的學(xué)生進(jìn)行操作、讀取數(shù)據(jù)，再交給其他學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算與分析，經(jīng)過小組成員討論后將實(shí)驗(yàn)報告交給教師。

3. 以開放為手段，充分發(fā)揮開放題型功能。與英美國家的實(shí)驗(yàn)課程相比，我國的學(xué)生實(shí)驗(yàn)封閉有余而開放不足，這不僅導(dǎo)致了學(xué)生的主體得不到充分發(fā)揮，而且久而久之對實(shí)驗(yàn)的興趣也會不斷下降。因此，我們有必要增加實(shí)驗(yàn)的開放度，尤其是“開放性”比較明顯的探究性實(shí)驗(yàn)。借鑒美國的教學(xué)方法，筆者以為可以從以下方面著手：一是積極搭建“腳手架”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考；二是鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考，當(dāng)然也可以以“小團(tuán)隊”的方式進(jìn)行探究；三是引導(dǎo)學(xué)生將探究的重點(diǎn)集中于實(shí)驗(yàn)操作、觀察、數(shù)據(jù)分析與處理上。據(jù)此，“開放式”實(shí)驗(yàn)的步驟就可為：

篇10

1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

本研究旨在通過運(yùn)用案例教學(xué)方法(實(shí)驗(yàn)班)與非案例教學(xué)方法(對照班)所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果的比較，來探討在生物學(xué)教學(xué)中實(shí)施案例教學(xué)法的價值，為生物學(xué)教材的編寫和教學(xué)方法的改革提供依據(jù)。

2實(shí)驗(yàn)對象

樣本來自浙江省奉化中學(xué)高二年級水平接近的兩個理科實(shí)驗(yàn)班(一個實(shí)驗(yàn)班和一個對照班)和水平接近的高二普通側(cè)理班二個班(一個實(shí)驗(yàn)班和一個對照班)的學(xué)生。

3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

人民教育出版社出版(經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會2004年初審?fù)ㄟ^)的普通高中課程實(shí)驗(yàn)教科書教材第一冊(必修1)中的第五章，即“能量的供應(yīng)和利用”。

4具體方法

本實(shí)驗(yàn)采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)法，即采用對照實(shí)驗(yàn)的方法，水平接近的兩個理科實(shí)驗(yàn)班(一個實(shí)驗(yàn)班和一個對照班)和水平接近的高二普通側(cè)理班二個班(一個實(shí)驗(yàn)班和一個對照班)，分別由同一教師執(zhí)教，實(shí)驗(yàn)班采用已編制的教學(xué)案例進(jìn)行教學(xué)，運(yùn)用案例教學(xué)方法(即案例引入分析案例案例討論案例拓展概括總結(jié))，對照班以常規(guī)的生物學(xué)教學(xué)方法(談話法、講授法、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)法等)進(jìn)行教學(xué)。學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)根據(jù)美國耶格在衣阿華大學(xué)設(shè)置的STS課程模式研究中，提出的五個評價指標(biāo)(即科學(xué)概念、過程技能、科學(xué)知識應(yīng)用、創(chuàng)造性和情感態(tài)度)，并編制成測試題和評分標(biāo)準(zhǔn)，采用一套測試題(前四個領(lǐng)域各20分)來檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)班與對照班的學(xué)習(xí)效果，并對結(jié)果進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，情感態(tài)度領(lǐng)域采用一套調(diào)查問卷并進(jìn)行統(tǒng)計分析。

4.1生物學(xué)概念領(lǐng)域

此部分包括傳統(tǒng)生物學(xué)課程中的大部分內(nèi)容，如事實(shí)、概念、信息、原理、定理、理論等。該領(lǐng)域主要包括兩個層次，即識記和理解，主要考查學(xué)生對生物學(xué)概念的識記和理解的程度。

【例1】組成酶的基本組成單位是(

)

A.氨基酸

B.核苷酸

C.葡萄糖

D.A或B

4.2生物學(xué)過程領(lǐng)域

教師應(yīng)該強(qiáng)調(diào)用探究過程式教學(xué)方法尋求答案而不是直接把答案告訴學(xué)生，這些探究過程式的教學(xué)方法主要有：觀察，分類，歸類，量化，測量，交流，推理，預(yù)測，控制和識別變量，解釋數(shù)據(jù)，形成假設(shè)，界定，實(shí)驗(yàn)等。這就要求教師從學(xué)生的興趣、生活環(huán)境和社會環(huán)境出發(fā)，在一種更寬闊的背景中引導(dǎo)學(xué)生去體驗(yàn)、探究科學(xué)的興趣。此領(lǐng)域主要考查學(xué)生對生物學(xué)知識的理解和分析綜合能力。

【例2】為了認(rèn)識酶作用的特性，以20％過氧化氫溶液為反應(yīng)底物的一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠得出相應(yīng)的結(jié)論。在下列有關(guān)結(jié)論的描述中，從表1中得不到實(shí)驗(yàn)依據(jù)的一項(xiàng)是(

)

A.從催化反應(yīng)條件看，酶有溫和性

B.從催化活性看，酶變性后就失活

c.從催化底物范圍看，酶有專一勝

D.從催化反應(yīng)效率看，酶有高效性

4.3生物學(xué)知識的應(yīng)用領(lǐng)域

此部分包括將所學(xué)的生物學(xué)知識及各種抽象概念應(yīng)用于新的具體情景中；能解釋新問題新現(xiàn)象或解釋日常生活中和生產(chǎn)上的生物現(xiàn)象；運(yùn)用科學(xué)的方法解決周圍的問題；對自己的身體狀況、營養(yǎng)攝入及生活方式作出科學(xué)的決策；融生物科學(xué)于其他學(xué)科中去解決問題；對當(dāng)?shù)亍⒌貐^(qū)、國家甚至對國際事務(wù)提出建議等。

【例3】某生物學(xué)興趣小組進(jìn)行了“加酶洗衣粉最適溫度的測定”實(shí)驗(yàn)。表2中記錄的是不同溫度條件下除去各種污漬所需時間，請依據(jù)表中數(shù)據(jù)作答。

(1)使用加酶洗衣粉洗滌衣物時最好將水溫調(diào)到__________左右，因?yàn)樵诖藴囟茸笥襙_________，洗滌效果好。80℃時水溫時，加酶洗衣粉酶的活性會降低，原因是__________。

(2)在適宜溫度范圍內(nèi)，這種加酶洗衣粉只對衣物上某些污漬的清除有比較好的效果，其中對

的洗滌效果最佳。對此現(xiàn)象的合理解釋是：__________

4.4　創(chuàng)造性領(lǐng)域

創(chuàng)造性領(lǐng)域包括想象、設(shè)計模型；預(yù)測可能的結(jié)果；用新的觀點(diǎn)考察生物體及其生命現(xiàn)象；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和步驟；創(chuàng)新思維；鑒別；發(fā)散等。其中創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性想象是人們創(chuàng)造活動的兩個重要因素。這個領(lǐng)域主要考查學(xué)生生物學(xué)知識學(xué)習(xí)中的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性想象能力。

4.5態(tài)度領(lǐng)域

態(tài)度領(lǐng)域包括積極地看待生物科學(xué)及其發(fā)展；學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自信心的培養(yǎng)；關(guān)心他人，關(guān)心社會，關(guān)心國家利益，關(guān)心地球的生存條件，關(guān)心生態(tài)平衡，并作出一定的科學(xué)決策等。

通過科學(xué)量表測定和學(xué)科考試研究學(xué)生的素質(zhì)提高情況，即生物學(xué)案例教學(xué)對學(xué)生科學(xué)概念、過程技能、科學(xué)知識應(yīng)用、創(chuàng)造性和態(tài)度領(lǐng)域等領(lǐng)域的影響。

5　實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

(1)通過案例教學(xué)，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在生物學(xué)概念領(lǐng)域與對照班無明顯差異(表3)。