時(shí)間：2024-01-09 11:14:54
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角膜異物是眼科常見(jiàn)的疾病，在眼外傷中發(fā)病率極高。我院周?chē)驗(yàn)闄C(jī)械廠礦較多，很多人從事機(jī)械加工，所以這類(lèi)病人很多。角膜淺層異物可在表面麻醉后在裂隙燈顯微鏡下用一次性無(wú)菌針頭或角膜異物刀剔除。有時(shí)由于眼部刺激癥狀重加上患者心理緊張，在剔除角膜異物時(shí)，患者會(huì)發(fā)生暈厥，影響操作。 我院門(mén)診遇到5例發(fā)生暈厥，現(xiàn)報(bào)告如下：
1 一般資料
2000年10月至2006年6月間，經(jīng)我院門(mén)診診治的角膜異物患者2068例，男2063例，女5例；異物性質(zhì)：鐵屑2060例，502膠水4例，石屑4例。其中5例發(fā)生暈厥，全部為男性，l6～28歲，全部為鐵銹異物。
2 暈厥的病因分析
據(jù)林麗萍[1]報(bào)道：裂隙燈顯微鏡下剔除角膜異物所發(fā)生的暈厥多為血管迷走性暈厥（占59.5%）及低血糖性暈厥（38.1%）。血管迷走性暈厥可由緊張、恐懼等情感變化和疼痛等刺激，通過(guò)神經(jīng)反射產(chǎn)生迷走神經(jīng)興奮，導(dǎo)致廣泛的外周小血管擴(kuò)張，心率減慢，血壓下降，腦血流量減少而引起[2]。
3 預(yù)防及護(hù)理
對(duì)每一位患者，尤其是精神過(guò)于緊張者，在接受角膜異物剔除術(shù)前應(yīng)詳細(xì)耐心的解釋?zhuān)蛊淞私饨悄ぎ愇锾蕹g(shù)在眼科門(mén)診中是很常見(jiàn)的治療操作，非常安全，所用的一次性無(wú)菌針頭，在患者配合的情況下不會(huì)傷及眼睛，使患者有足夠的心理承受能力和信心配合操作。
充分表面麻醉，讓患者無(wú)痛接受治療；角膜異物剔除時(shí)，動(dòng)作宜輕、巧、快、準(zhǔn)，盡量縮短操作時(shí)間；剔除鐵銹異物時(shí)間較長(zhǎng)，中間應(yīng)間歇停止操作，讓患者閉目休息片刻，防止眼睛受長(zhǎng)時(shí)間光照而眩暈。以上措施，均可減少暈厥的發(fā)生。
角膜異物剔除術(shù)時(shí)應(yīng)注意觀察，5位患者出現(xiàn)面色蒼白、頭昏、心慌、出冷汗等暈厥前期表現(xiàn)時(shí)，立即停止操作，使其平臥，按壓人中，用鼓勵(lì)性語(yǔ)言安慰患者，休息15～20分鐘后癥狀全部緩解，繼續(xù)配合操作直至將角膜異物剔除干凈。
4 討論
5位患者均按時(shí)進(jìn)餐，考慮為血管迷走性暈厥。患者在身體疲乏、全身不適時(shí)或環(huán)境悶熱、空氣不流通時(shí)更易發(fā)生暈厥。本組觀察，角膜異物剔除術(shù)中發(fā)生暈厥者全部為青壯年男性，這與從事此類(lèi)工作絕大多數(shù)為男性有關(guān)。此外，有人認(rèn)為青壯年男性來(lái)自于家庭和工作中的壓力較多，易導(dǎo)致精神緊張、焦慮等不良情緒，促使在角膜異物剔除術(shù)中發(fā)生血管迷走性暈厥。因此，眼科門(mén)診在行角膜異物剔除術(shù)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)此類(lèi)患者的護(hù)理，術(shù)前做好心理疏導(dǎo)，說(shuō)明操作過(guò)程和患者的配合方法。正確使用表面，詳細(xì)了解患者進(jìn)食情況，以和藹可親的語(yǔ)言，嫻熟高超的醫(yī)術(shù)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度對(duì)待患者，使患者配合操作。若早期發(fā)現(xiàn)暈厥先兆，應(yīng)立即停止操作，讓患者平臥，休息15～20分鐘后癥狀可緩解。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：中俄聯(lián)合培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)室；生物技術(shù)；開(kāi)放模式
中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2016）08-0071-02
生物學(xué)科是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性極強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生除了掌握必要的理論知識(shí)外，還應(yīng)學(xué)會(huì)如何用理論知識(shí)解決實(shí)際中的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)的有機(jī)組成部分，就承載著培養(yǎng)學(xué)生這種能力的功能[1-2]。但是受客觀條件的限制，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)不足以做到熟能生巧，也不足以解決其疑惑和滿(mǎn)足其興趣愛(ài)好，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室可以充分鍛煉學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，有效利用實(shí)驗(yàn)室的資源[3]。
一、黑龍江大學(xué)中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)概述
（一）黑龍江大學(xué)中俄學(xué)院的定位
黑龍江大學(xué)中俄學(xué)院是黑龍江大學(xué)與俄羅斯新西伯利亞國(guó)立大學(xué)聯(lián)合成立的，被教育部列入全國(guó)17所國(guó)家教育體制改革試點(diǎn)學(xué)院之一。學(xué)院以先進(jìn)的教育理念、科學(xué)的課程體系為依托，打造“專(zhuān)業(yè)+俄語(yǔ)”的對(duì)俄高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式；積極引進(jìn)新西伯利亞國(guó)立大學(xué)高水平師資，他們承擔(dān)學(xué)生70%的專(zhuān)業(yè)課教學(xué)任務(wù)；與俄方共同制定個(gè)性化人才培養(yǎng)方案，搭建高水平、多層次、寬領(lǐng)域、本碩博一體化人才培養(yǎng)平臺(tái)[4]。
（二）生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心與中俄學(xué)院的關(guān)系
中俄學(xué)院自2011年開(kāi)始招生起即招收生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生，由于是以自主招生的形式選拔，因此學(xué)生素質(zhì)非常高。為實(shí)現(xiàn)資源共享，生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課（包括俄方教師承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)課）都在生命科學(xué)學(xué)院的生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)設(shè)。生命科學(xué)學(xué)院作為中俄學(xué)院試點(diǎn)的重要組成部分，積極創(chuàng)造條件滿(mǎn)足教師的教學(xué)需要和學(xué)生提高專(zhuān)業(yè)技能的需要。
（三）生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心為中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程
生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心除承擔(dān)中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的普通生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和細(xì)胞工程、植物組織培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，同時(shí)也為俄方教師授課提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所及所需設(shè)備。
二、基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件
2013年、2014年學(xué)校連續(xù)投入200多萬(wàn)元在生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心籌建中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室除常規(guī)儀器外，還擁有高速冷凍離心機(jī)、蛋白純化系統(tǒng)、DGGE變性梯度凝膠電泳儀系統(tǒng)、真空冷凍干燥機(jī)、超聲波細(xì)胞粉碎儀、梯度PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)、空氣浴搖床、全自動(dòng)凱氏定氮儀、分析研磨機(jī)、自動(dòng)電位滴定儀、勻漿機(jī)、高壓蒸汽滅菌鍋、顯微互動(dòng)系統(tǒng)等一大批進(jìn)口設(shè)備。為學(xué)生完成畢業(yè)論文以及完成自帶科研項(xiàng)目或參與教師科研項(xiàng)目提供服務(wù)。
（一）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的內(nèi)涵
有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，有利于提高儀器設(shè)備的使用效率，有利于促進(jìn)和提高實(shí)驗(yàn)教師和技術(shù)人員的水平。
（二）基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放現(xiàn)狀
該實(shí)驗(yàn)室主要面向中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的本科生、碩士生，2015年第一屆本科生（22名）和研究生（3名）已全部順利畢業(yè)。但是，僅限于日常教學(xué)和畢業(yè)論文的開(kāi)放，還不足以體現(xiàn)出創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的利用價(jià)值和建設(shè)宗旨。真正的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，滿(mǎn)足或者激發(fā)學(xué)生的興趣，允許跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)，真正經(jīng)學(xué)生手出來(lái)一些成果，使學(xué)生從中受到完整的科研訓(xùn)練，體會(huì)到科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)、神圣、奧妙之處。
（三）基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室發(fā)展趨勢(shì)
中俄學(xué)院的人才培養(yǎng)模式是“專(zhuān)業(yè)+俄語(yǔ)”，專(zhuān)業(yè)是基礎(chǔ)，俄語(yǔ)是工具，所以學(xué)生迫切希望在專(zhuān)業(yè)方面打好基礎(chǔ)，既有扎實(shí)的理論知識(shí)，又有較強(qiáng)的動(dòng)手能力。那么中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室理應(yīng)擔(dān)負(fù)起這樣的功能，學(xué)校也有相應(yīng)的資助政策。
1.實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容重復(fù)或擴(kuò)展式開(kāi)放。學(xué)生認(rèn)為課堂上實(shí)驗(yàn)做得不夠理想，操作不熟練，數(shù)據(jù)不夠好，可以與任課教師另約時(shí)間到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室完成。或者對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有新的想法，新的方案，只要實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、手段、方法合理，實(shí)驗(yàn)室具備相應(yīng)的條件，經(jīng)申請(qǐng)，就可以在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室實(shí)施[5]。
2.教師（包括俄方教師）指定課題式開(kāi)放。教師擬定的題目或者在研科研項(xiàng)目的子課題集中申報(bào)公示后，經(jīng)雙向選擇，學(xué)生可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與其中，以個(gè)人或小團(tuán)隊(duì)形式，自己查閱資料，制定方案，完成實(shí)驗(yàn)，撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告，答辯合格，方可結(jié)題。
3.學(xué)生自帶課題式開(kāi)放。根據(jù)學(xué)生所帶課題涉及的內(nèi)容，為學(xué)生配備從事相關(guān)方向的指導(dǎo)教師，但須拿出完整方案，由教師認(rèn)定其可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告，答辯合格給予結(jié)題。
三、基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式的構(gòu)建
（一）預(yù)約開(kāi)放
需要進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)，將所需的儀器、試劑、要完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容填寫(xiě)清楚，包括對(duì)儀器的熟悉程度，提前1天在網(wǎng)上預(yù)約，平時(shí)上課時(shí)間或課余時(shí)間均可。由中心安排實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備好試劑，協(xié)調(diào)好儀器，其間指導(dǎo)教師可根據(jù)情況現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)或場(chǎng)外指導(dǎo)。不熟悉的儀器，使用前由實(shí)驗(yàn)員進(jìn)行培訓(xùn)，直到能獨(dú)立正確操作。學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需如實(shí)填寫(xiě)儀器使用記錄，如遇儀器故障，及時(shí)與實(shí)驗(yàn)員或值班教師聯(lián)系[6]。
（二）定時(shí)開(kāi)放
每學(xué)期初，將課題匯總上來(lái)后，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需要，確定開(kāi)放時(shí)間段和開(kāi)放頻率。學(xué)生需要更改時(shí)間段或日期，可提出申請(qǐng)。在開(kāi)放的時(shí)間段內(nèi)，學(xué)生可在網(wǎng)上查到每個(gè)房間以及儀器的使用情況。
（三）保障措施
1.客觀條件保障。生物基礎(chǔ)中心每學(xué)期針對(duì)新生定期舉辦常用相關(guān)儀器培訓(xùn)班，目的是使學(xué)生了解儀器的性能，掌握使用規(guī)范，正確操作，培訓(xùn)合格者中心有備案；至于其他年級(jí)有興趣的同學(xué)，中心配合學(xué)校開(kāi)展大型儀器培訓(xùn)，合格者由學(xué)校發(fā)放結(jié)業(yè)證[7]。因此，無(wú)論什么形式的開(kāi)放，基本條件是具備的。在基礎(chǔ)中心網(wǎng)站上可查到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的房間號(hào)、可容納人數(shù)、現(xiàn)有儀器（規(guī)格、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、性能）、值班教師等信息。
2.人力配備。中心的實(shí)驗(yàn)人員積極參與開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)，他們都能熟練使用所有的儀器，一般的故障可以自行維修處理；我們也從碩士生中選撥專(zhuān)業(yè)能力強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)技能好、有精力的學(xué)生，輔助實(shí)驗(yàn)員或教師指導(dǎo)來(lái)到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的本科生。
3.制度保障。基礎(chǔ)中心鼓勵(lì)高素質(zhì)教師從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在每?jī)赡暌淮蔚谋究平虒W(xué)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)估的院內(nèi)排名中，教師指導(dǎo)開(kāi)放項(xiàng)目的數(shù)量是其中的加分項(xiàng)。數(shù)量充足的師資，是實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放層次、開(kāi)放程度和開(kāi)放質(zhì)量的保證。
隨著實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員增多，中心在實(shí)驗(yàn)室原有的規(guī)章制度基礎(chǔ)上，進(jìn)一步針對(duì)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制定和補(bǔ)充相應(yīng)的規(guī)章制度。明確相關(guān)人員的職責(zé)，保證開(kāi)放后的實(shí)驗(yàn)室安全、高效地運(yùn)行。
4.成效與問(wèn)題。中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自2013
年4月開(kāi)放以來(lái)，已有20名學(xué)生順利完成7個(gè)項(xiàng)目的結(jié)項(xiàng)答辯。在此過(guò)程中，學(xué)生的動(dòng)手操作能力得到明顯提高，學(xué)會(huì)了運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)和借鑒文獻(xiàn)分析實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題并能獨(dú)立解決一些實(shí)際問(wèn)題。
中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行3年多，在不斷摸索中漸漸形成了體系，但也發(fā)現(xiàn)，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求。學(xué)校應(yīng)當(dāng)正視實(shí)驗(yàn)教師的地位和作用，為實(shí)驗(yàn)教師提供良好的工作環(huán)境、學(xué)習(xí)進(jìn)修機(jī)會(huì)，建立有效的獎(jiǎng)懲制度，調(diào)動(dòng)教師加入實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的積極性，保證師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)的合理化。
實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放是實(shí)踐教學(xué)改革的必然趨勢(shì)，也是實(shí)驗(yàn)室管理模式、運(yùn)行模式改革的大方向。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放程度已成為反映一所大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理水平的一個(gè)重要標(biāo)志。在硬件滿(mǎn)足要求的情況下，盡可能地在管理上做文章，加強(qiáng)軟件方面的建設(shè)，做到軟硬件同步發(fā)展，協(xié)調(diào)發(fā)展，創(chuàng)造寬松的學(xué)術(shù)思想交流、學(xué)科內(nèi)容交叉、實(shí)驗(yàn)技能互補(bǔ)的氛圍，為學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)技能夯實(shí)基礎(chǔ)，使中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的軌道上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[8]。
參考文獻(xiàn)：
[1]王芳，李濱，宋瑛琳.國(guó)外高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及啟示[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012，（5）.
[2]王云平.國(guó)外大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理及其對(duì)國(guó)內(nèi)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的 啟示[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，（3）.
[3]王峰，魚(yú)靜.高校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，（3）.
[4]姜晶玲.立足試點(diǎn)學(xué)院，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略培養(yǎng)對(duì)俄拔尖創(chuàng) 新人才[J].中國(guó)高等教育，2012，（5）.
[5]吳文華，施鎮(zhèn)江，朱娟娟.智能管理系統(tǒng)在高校實(shí)驗(yàn)室管 理中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，（11）.
[6]彭儒武，徐海花.高校實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放與管理模式的實(shí)踐與 探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013，（1）.
生物學(xué)科是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性極強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生除了掌握必要的理論知識(shí)外，還應(yīng)學(xué)會(huì)如何用理論知識(shí)解決實(shí)際中的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教育教學(xué)的有機(jī)組成部分，就承載著培養(yǎng)學(xué)生這種能力的功能[1-2]。但是受客觀條件的限制，學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)不足以做到熟能生巧，也不足以解決其疑惑和滿(mǎn)足其興趣愛(ài)好，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室可以充分鍛煉學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，有效利用實(shí)驗(yàn)室的資源[3]。
一、黑龍江大學(xué)中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)概述
(一)黑龍江大學(xué)中俄學(xué)院的定位
黑龍江大學(xué)中俄學(xué)院是黑龍江大學(xué)與俄羅斯新西伯利亞國(guó)立大學(xué)聯(lián)合成立的，被教育部列入全國(guó)17所國(guó)家教育體制改革試點(diǎn)學(xué)院之一。學(xué)院以先進(jìn)的教育理念、科學(xué)的課程體系為依托，打造“專(zhuān)業(yè)+俄語(yǔ)”的對(duì)俄高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式;積極引進(jìn)新西伯利亞國(guó)立大學(xué)高水平師資，他們承擔(dān)學(xué)生70%的專(zhuān)業(yè)課教學(xué)任務(wù);與俄方共同制定個(gè)性化人才培養(yǎng)方案，搭建高水平、多層次、寬領(lǐng)域、本碩博一體化人才培養(yǎng)平臺(tái)[4]。
(二)生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心與中俄學(xué)院的關(guān)系
中俄學(xué)院自2011年開(kāi)始招生起即招收生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生，由于是以自主招生的形式選拔，因此學(xué)生素質(zhì)非常高。為實(shí)現(xiàn)資源共享，生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課(包括俄方教師承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)課)都在生命科學(xué)學(xué)院的生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)設(shè)。生命科學(xué)學(xué)院作為中俄學(xué)院試點(diǎn)的重要組成部分，積極創(chuàng)造條件滿(mǎn)足教師的教學(xué)需要和學(xué)生提高專(zhuān)業(yè)技能的需要。
(三)生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心為中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程
生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心除承擔(dān)中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的普通生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和細(xì)胞工程、植物組織培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，同時(shí)也為俄方教師授課提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所及所需設(shè)備。
二、基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件
2013年、2014年學(xué)校連續(xù)投入200多萬(wàn)元在生物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心籌建中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室除常規(guī)儀器外，還擁有高速冷凍離心機(jī)、蛋白純化系統(tǒng)、DGGE變性梯度凝膠電泳儀系統(tǒng)、真空冷凍干燥機(jī)、超聲波細(xì)胞粉碎儀、梯度PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)、空氣浴搖床、全自動(dòng)凱氏定氮儀、分析研磨機(jī)、自動(dòng)電位滴定儀、勻漿機(jī)、高壓蒸汽滅菌鍋、顯微互動(dòng)系統(tǒng)等一大批進(jìn)口設(shè)備。為學(xué)生完成畢業(yè)論文以及完成自帶科研項(xiàng)目或參與教師科研項(xiàng)目提供服務(wù)。
(一)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的內(nèi)涵
有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，有利于提高儀器設(shè)備的使用效率，有利于促進(jìn)和提高實(shí)驗(yàn)教師和技術(shù)人員的水平。
(二)基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放現(xiàn)狀
該實(shí)驗(yàn)室主要面向中俄學(xué)院生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的本科生、碩士生，2015年第一屆本科生(22名)和研究生(3名)已全部順利畢業(yè)。但是，僅限于日常教學(xué)和畢業(yè)論文的開(kāi)放，還不足以體現(xiàn)出創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的利用價(jià)值和建設(shè)宗旨。真正的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，滿(mǎn)足或者激發(fā)學(xué)生的興趣，允許跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)，真正經(jīng)學(xué)生手出來(lái)一些成果，使學(xué)生從中受到完整的科研訓(xùn)練，體會(huì)到科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)、神圣、奧妙之處。
(三)基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室發(fā)展趨勢(shì)
中俄學(xué)院的人才培養(yǎng)模式是“專(zhuān)業(yè)+俄語(yǔ)”，專(zhuān)業(yè)是基礎(chǔ)，俄語(yǔ)是工具，所以學(xué)生迫切希望在專(zhuān)業(yè)方面打好基礎(chǔ)，既有扎實(shí)的理論知識(shí)，又有較強(qiáng)的動(dòng)手能力。那么中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室理應(yīng)擔(dān)負(fù)起這樣的功能，學(xué)校也有相應(yīng)的資助政策。
1.實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容重復(fù)或擴(kuò)展式開(kāi)放。學(xué)生認(rèn)為課堂上實(shí)驗(yàn)做得不夠理想，操作不熟練，數(shù)據(jù)不夠好，可以與任課教師另約時(shí)間到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室完成。或者對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有新的想法，新的方案，只要實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、手段、方法合理，實(shí)驗(yàn)室具備相應(yīng)的條件，經(jīng)申請(qǐng)，就可以在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室實(shí)施[5]。
2.教師(包括俄方教師)指定課題式開(kāi)放。教師擬定的題目或者在研科研項(xiàng)目的子課題集中申報(bào)公示后，經(jīng)雙向選擇，學(xué)生可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與其中，以個(gè)人或小團(tuán)隊(duì)形式，自己查閱資料，制定方案，完成實(shí)驗(yàn)，撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告，答辯合格，方可結(jié)題。
3.學(xué)生自帶課題式開(kāi)放。根據(jù)學(xué)生所帶課題涉及的內(nèi)容，為學(xué)生配備從事相關(guān)方向的指導(dǎo)教師，但須拿出完整方案，由教師認(rèn)定其可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告，答辯合格給予結(jié)題。
三、基于中俄聯(lián)合培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式的構(gòu)建
(一)預(yù)約開(kāi)放
需要進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)，將所需的儀器、試劑、要完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容填寫(xiě)清楚，包括對(duì)儀器的熟悉程度，提前1天在網(wǎng)上預(yù)約，平時(shí)上課時(shí)間或課余時(shí)間均可。由中心安排實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備好試劑，協(xié)調(diào)好儀器，其間指導(dǎo)教師可根據(jù)情況現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)或場(chǎng)外指導(dǎo)。不熟悉的儀器，使用前由實(shí)驗(yàn)員進(jìn)行培訓(xùn)，直到能獨(dú)立正確操作。學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需如實(shí)填寫(xiě)儀器使用記錄，如遇儀器故障，及時(shí)與實(shí)驗(yàn)員或值班教師聯(lián)系[6]。
(二)定時(shí)開(kāi)放
每學(xué)期初，將課題匯總上來(lái)后，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需要，確定開(kāi)放時(shí)間段和開(kāi)放頻率。學(xué)生需要更改時(shí)間段或日期，可提出申請(qǐng)。在開(kāi)放的時(shí)間段內(nèi)，學(xué)生可在網(wǎng)上查到每個(gè)房間以及儀器的使用情況。
(三)保障措施
1.客觀條件保障。生物基礎(chǔ)中心每學(xué)期針對(duì)新生定期舉辦常用相關(guān)儀器培訓(xùn)班，目的是使學(xué)生了解儀器的性能，掌握使用規(guī)范，正確操作，培訓(xùn)合格者中心有備案;至于其他年級(jí)有興趣的同學(xué)，中心配合學(xué)校開(kāi)展大型儀器培訓(xùn)，合格者由學(xué)校發(fā)放結(jié)業(yè)證[7]。因此，無(wú)論什么形式的開(kāi)放，基本條件是具備的。在基礎(chǔ)中心網(wǎng)站上可查到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的房間號(hào)、可容納人數(shù)、現(xiàn)有儀器(規(guī)格、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、性能)、值班教師等信息。
2.人力配備。中心的實(shí)驗(yàn)人員積極參與開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)，他們都能熟練使用所有的儀器，一般的故障可以自行維修處理;我們也從碩士生中選撥專(zhuān)業(yè)能力強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)技能好、有精力的學(xué)生，輔助實(shí)驗(yàn)員或教師指導(dǎo)來(lái)到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的本科生。
3.制度保障。基礎(chǔ)中心鼓勵(lì)高素質(zhì)教師從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在每?jī)赡暌淮蔚谋究平虒W(xué)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)估的院內(nèi)排名中，教師指導(dǎo)開(kāi)放項(xiàng)目的數(shù)量是其中的加分項(xiàng)。數(shù)量充足的師資，是實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放層次、開(kāi)放程度和開(kāi)放質(zhì)量的保證。
隨著實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員增多，中心在實(shí)驗(yàn)室原有的規(guī)章制度基礎(chǔ)上，進(jìn)一步針對(duì)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制定和補(bǔ)充相應(yīng)的規(guī)章制度。明確相關(guān)人員的職責(zé)，保證開(kāi)放后的實(shí)驗(yàn)室安全、高效地運(yùn)行。
4.成效與問(wèn)題。中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自2013
年4月開(kāi)放以來(lái)，已有20名學(xué)生順利完成7個(gè)項(xiàng)目的結(jié)項(xiàng)答辯。在此過(guò)程中，學(xué)生的動(dòng)手操作能力得到明顯提高，學(xué)會(huì)了運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)和借鑒文獻(xiàn)分析實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題并能獨(dú)立解決一些實(shí)際問(wèn)題。
中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行3年多，在不斷摸索中漸漸形成了體系，但也發(fā)現(xiàn)，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教師提出了更高的要求。學(xué)校應(yīng)當(dāng)正視實(shí)驗(yàn)教師的地位和作用，為實(shí)驗(yàn)教師提供良好的工作環(huán)境、學(xué)習(xí)進(jìn)修機(jī)會(huì)，建立有效的獎(jiǎng)懲制度，調(diào)動(dòng)教師加入實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的積極性，保證師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)的合理化。
實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放是實(shí)踐教學(xué)改革的必然趨勢(shì)，也是實(shí)驗(yàn)室管理模式、運(yùn)行模式改革的大方向。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放程度已成為反映一所大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理水平的一個(gè)重要標(biāo)志。在硬件滿(mǎn)足要求的情況下，盡可能地在管理上做文章，加強(qiáng)軟件方面的建設(shè)，做到軟硬件同步發(fā)展，協(xié)調(diào)發(fā)展，創(chuàng)造寬松的學(xué)術(shù)思想交流、學(xué)科內(nèi)容交叉、實(shí)驗(yàn)技能互補(bǔ)的氛圍，為學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)技能夯實(shí)基礎(chǔ)，使中俄聯(lián)合培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的軌道上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[8]。
關(guān)鍵詞:地方本科院校;生物技術(shù)專(zhuān)業(yè);應(yīng)用型人才;培養(yǎng)模式
地方本科院校是在我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和高等教育大眾化的推動(dòng)下,各地市以調(diào)整、合并、擴(kuò)展或“專(zhuān)升本”等方式形成的具有地方特性的普通本科高等院校。相對(duì)于重點(diǎn)大學(xué)在人才引進(jìn)、經(jīng)費(fèi)投入、社會(huì)影響和各種內(nèi)外環(huán)境等方面都受到更大的制約,堅(jiān)持立足于服務(wù)區(qū)域發(fā)展,適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要,培養(yǎng)應(yīng)用型人才成為加快地方高校學(xué)科建設(shè)的必由之路。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)是絕大多數(shù)地方院校主要傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè),從1997年教育部正式批準(zhǔn)建立生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)至今,全國(guó)高校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)無(wú)論從辦學(xué)點(diǎn)還是從招生人數(shù)上都得到巨大發(fā)展,特別是許多地方本科院校。德州學(xué)院生物系生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)始建于2003年,現(xiàn)有在校學(xué)生人數(shù)500余人,培養(yǎng)目標(biāo)是以培養(yǎng)具有良好政治素質(zhì)和道德修養(yǎng),具有較扎實(shí)的生物科學(xué)基本理論、基本知識(shí)和較系統(tǒng)的生物技術(shù)理論與實(shí)驗(yàn)技能,了解生物技術(shù)領(lǐng)域的前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài),具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力,能在工業(yè)、醫(yī)藥、食品、農(nóng)、林、漁、環(huán)保、園林等行業(yè)從事與生物技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的德、智、體全面發(fā)展的應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才,同時(shí)適度培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)型、復(fù)合型人才。
一、地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的必要性
1.培養(yǎng)應(yīng)用型人才是適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需求。21世紀(jì)是生物學(xué)世紀(jì)已成為大家的共識(shí),以生物技術(shù)為支撐的生物高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)將成為本世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。德州學(xué)院所處的德州市現(xiàn)有生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)20多個(gè),比較大的產(chǎn)業(yè)有山東谷神集團(tuán)、山東樂(lè)悟集團(tuán)、山東豆工坊集團(tuán)、山東豆博士、山東龍力集團(tuán)、山東福田集團(tuán)、山東保齡寶集團(tuán)等大型生物產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。這些集團(tuán)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益,它們?cè)诎l(fā)展進(jìn)程中需要大批的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才及高校技術(shù)。這些企業(yè)的發(fā)展需求是一個(gè)大市場(chǎng)、大熔爐、大舞臺(tái)、大戰(zhàn)場(chǎng)。地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)只有把自身融入到地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的大環(huán)境中,才能抓住機(jī)遇,發(fā)展自身,促進(jìn)專(zhuān)業(yè)的快速發(fā)展。學(xué)校所需的土地、經(jīng)費(fèi)、生源主要依賴(lài)學(xué)校所在的地方,發(fā)展趨勢(shì)受到所在區(qū)域的政治、經(jīng)濟(jì)、文化等因素的影響,因而,盡學(xué)校所能為區(qū)域經(jīng)濟(jì)服務(wù)是生存發(fā)展的需要。
2.培養(yǎng)應(yīng)用型人才是地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)目標(biāo)。大學(xué)服務(wù)社會(huì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的主要途徑和形式是為社會(huì)培養(yǎng)各類(lèi)人才,大學(xué)是社會(huì)的產(chǎn)物,不能離開(kāi)社會(huì)發(fā)展的需要,必須從學(xué)校實(shí)際出發(fā),從社會(huì)需要出發(fā),在主動(dòng)承擔(dān)科研攻關(guān)、知識(shí)創(chuàng)新任務(wù)的同時(shí),為社會(huì)培養(yǎng)各類(lèi)急需人才。社會(huì)不僅需要具有較強(qiáng)科研能力的學(xué)科研究型精英人才,也需要眾多具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才。確定一所院校的辦學(xué)方向和培養(yǎng)目標(biāo),必須綜合分析該校的辦學(xué)實(shí)力和服務(wù)范圍的社會(huì)需求。與國(guó)內(nèi)一流大學(xué)和辦學(xué)歷史較早的老校相比,新建地方本科院校具有辦學(xué)歷史短、文化積淀淺、師資力量弱,設(shè)備條件差、區(qū)域位置偏等不足,因此,把培養(yǎng)目標(biāo)定位在注重實(shí)踐技能的應(yīng)用型人才,比較符合學(xué)校的客觀實(shí)際,也更容易提高學(xué)生的成才率。地方本科院校是根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求,在地方黨委政府的大力支持下建立起來(lái)的。地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)應(yīng)用型人才的強(qiáng)勁需求,是地方本科院校的立校之本和生命之源。地方高校與當(dāng)?shù)卣巍⒔?jīng)濟(jì)和文化聯(lián)系緊密,在加強(qiáng)橫向科研合作、提供知識(shí)服務(wù)方面,比其他高校具有獨(dú)特的地域優(yōu)勢(shì)。同時(shí),地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際,也為地方高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供了現(xiàn)實(shí)的教學(xué)實(shí)踐基地。
3.培養(yǎng)應(yīng)用型人才有利于提高學(xué)生的就業(yè)率。高校畢業(yè)生的就業(yè)率關(guān)系到廣大畢業(yè)生的切身利益,也關(guān)系到高等教育的改革、發(fā)展和穩(wěn)定,是地方本科院校生存和發(fā)展的生命線(xiàn)。地方本科院校的主要服務(wù)范圍是學(xué)校所在地,因此,提高畢業(yè)生就業(yè)率的主渠道也是學(xué)校所在地市。影響畢業(yè)生就業(yè)率的因素很多,但主要因素是培養(yǎng)的專(zhuān)業(yè)人才是否適合地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)把培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才作為主要培養(yǎng)目標(biāo),就必然會(huì)主動(dòng)根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要,調(diào)整人才培養(yǎng)模式。
二、地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式
1.轉(zhuǎn)變教育觀念,樹(shù)立正確的教育教學(xué)思想。應(yīng)用型人才是隨著高等教育大眾化而產(chǎn)生的新型人才,高等教育精英階段的許多觀念不再適合這種新型人才的培養(yǎng)。因此,我們必須更新觀念,轉(zhuǎn)變思想,應(yīng)該站在高等教育大眾化的立場(chǎng)來(lái)看待應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)。培養(yǎng)應(yīng)用型人才,必須首先轉(zhuǎn)變重理論、輕實(shí)踐,重學(xué)術(shù)、輕技術(shù),重研究、輕應(yīng)用,重知識(shí)、輕素質(zhì),重共性、輕個(gè)性等片面的教育觀念。堅(jiān)持適應(yīng)性原則,突破傳統(tǒng)的“專(zhuān)門(mén)化”人才培養(yǎng)模式。人才規(guī)格不應(yīng)再是那種專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域過(guò)于狹窄的專(zhuān)門(mén)化人才,而應(yīng)是涉及領(lǐng)域較寬、適應(yīng)地方發(fā)展需要、一專(zhuān)多能的復(fù)合型人才。要充分尊重學(xué)生在興趣、愛(ài)好、特長(zhǎng)、能力等方面表現(xiàn)出來(lái)的個(gè)性差異,鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生選擇適合個(gè)人特點(diǎn)的成才之路,成為既有統(tǒng)一要求,又各具特色的多樣化人才。堅(jiān)持實(shí)踐性原則,突破傳統(tǒng)的學(xué)科知識(shí)型人才培養(yǎng)模式,重視加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)既有扎實(shí)理論基礎(chǔ),又有較強(qiáng)實(shí)踐能力,既有求真務(wù)實(shí)精神,又善于解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)干家。
2.以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主要目標(biāo),重新戰(zhàn)略定位。應(yīng)用型強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)手實(shí)踐能力,應(yīng)用型人才培養(yǎng)是指通過(guò)高等教育培養(yǎng),使學(xué)生畢業(yè)后能夠在某一領(lǐng)域內(nèi)將其有關(guān)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)具體運(yùn)用到經(jīng)濟(jì)建設(shè)實(shí)踐中去,完成理論指導(dǎo)實(shí)踐的改造客觀世界的活動(dòng),其培養(yǎng)特點(diǎn)是側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已有的理論,解決實(shí)際問(wèn)題的能力。作為地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè),由于地方區(qū)域性,應(yīng)立足地方生物產(chǎn)業(yè)實(shí)踐需要,面向區(qū)域生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為地方生物產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo),必須落實(shí)為企業(yè)服務(wù)的辦學(xué)理念。
3.加強(qiáng)素質(zhì)教育,培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力。素質(zhì)教育是一種旨在提高人的自身素質(zhì)的教育運(yùn)動(dòng)。它把人的和諧而全面的發(fā)展放在第一位,并通過(guò)人的發(fā)展促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展,而人的發(fā)展則是社會(huì)發(fā)展的本源和基礎(chǔ)。具體來(lái)說(shuō),素質(zhì)教育主張?jiān)诔浞职l(fā)揮教師的主導(dǎo)作用下,廣泛地讓學(xué)生主動(dòng)參與,積極思考,親自實(shí)踐;培養(yǎng)學(xué)生的自我意識(shí)和合作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí);發(fā)展學(xué)生的自我調(diào)節(jié)能力、創(chuàng)造能力和社會(huì)適應(yīng)能力。人的素質(zhì)是以知識(shí)為基礎(chǔ)、以能力為平面所構(gòu)建的主體時(shí)空結(jié)構(gòu)。良好的素質(zhì)教育是提高人的素質(zhì)的唯一途徑。培養(yǎng)創(chuàng)新人才,離不開(kāi)素質(zhì)教育,素質(zhì)教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的前提,是造就創(chuàng)新型人才的根本。
4.深化課程改革、優(yōu)化課程體系。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才是一種新型人才,照搬傳統(tǒng)本科教育模式難以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo),所以大力推進(jìn)教育教學(xué)改革是必須的。我國(guó)高等教育長(zhǎng)期以來(lái)一直處于精英階段,目前雖然進(jìn)入了高等教育大眾化階段,但培養(yǎng)人才的許多做法仍沿襲著過(guò)去的傳統(tǒng),特別是在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面。教學(xué)內(nèi)容和方法是人才培養(yǎng)的重要保證,它決定著人才的智能結(jié)構(gòu),因此,為了達(dá)到地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo),必須改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,而且必須進(jìn)行系統(tǒng)綜合的改革,重構(gòu)滿(mǎn)足應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)要求的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。在教學(xué)過(guò)程中不僅要注重理論基礎(chǔ),更要注重技術(shù)學(xué)科的知識(shí)傳授;不僅要強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng),還要注重技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng);不僅要強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),更要注重實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。
5.努力探索產(chǎn)、學(xué)、研合作的培養(yǎng)模式。產(chǎn)、學(xué)、研合作教育,是一種以培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)、綜合能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力為重點(diǎn),充分利用學(xué)校和社會(huì)兩種不同的教育環(huán)境和教育資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自?xún)?yōu)勢(shì),把以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲得實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)、科研實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合于學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程之中的一種教育模式。
地方本科院校由于歷史及現(xiàn)實(shí)諸多制約因素的影響,往往在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的高等教育領(lǐng)域處于劣勢(shì)地位,而樹(shù)立正確的辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)規(guī)格則成為它們求生存、謀發(fā)展的關(guān)鍵。由于師資及學(xué)生素質(zhì)等各方面不利因素的影響,地方本科院校生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)無(wú)法與重點(diǎn)大學(xué)在研究型人才的培養(yǎng)上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),因此培養(yǎng)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高級(jí)應(yīng)用型人才成為這類(lèi)院校普遍的辦學(xué)定位。
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關(guān)鍵詞：低氧訓(xùn)練；心肌組織；血管生成；血管重建
中圖分類(lèi)號(hào)：G804.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3612(2010)12-0048-04
Using Hypoxia Training Methods to Establish an Animal Model of Angiogenesis of Atrial Tissue of SD Rats
ZOU Zhibing1，ZHENG Lan2，MAO Shuzhang4
（1.Xiangsi lake College, Guangxi University for Nationalities, Nanning 530008, Guangxi China; 2.Department of Physical Education,
Hunan Normal University, Changsha 410081，Hunan China; 3.Guangxi Economic Management Cadre College, Nanning 530007，Guangxi China）
Abstract:Objective: This paper is to study the hypoxic training on angiogenesis of atrial tissue of SD rats, and establish a model of animal training for angiogenesis of atrial tissue of SD rats. Methods: 60 male SD rats were randomly divided into six groups, 10 rats each, which are normoxic control group, hypoxic living group, normoxic training group, normoxic living hypoxic training group, hypoxic living normoxic training group, and hypoxic living hypoxic training group. Progressive treadmill exercise and hypoxia are used to establish hypoxic training animal model. Using the immunity histochemistry and the microimage analysis to count and check the capillary density、opitical density level、expression area of atrial tissue. Results: It turns out that the CD34 can mark microvascular of atrial tissue very well, and hypoxic training has get a satisfactory result in angiogenesis. Conclusions: We conclude that hypoxic training can be established an animal model of angiogenesis of atrial tissue of SD rats, and it can provide new research ways and means for physiological reconstruction of blood vessels.
Key words: hypoxic training; atrial tissue; angiogenesis; revascularizatio
隨著低氧訓(xùn)練研究的不斷深入，研究者們發(fā)現(xiàn)低氧訓(xùn)練除了應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提高運(yùn)動(dòng)能力之外，還對(duì)健身、疾病的治療也有很大作用。目前,已有關(guān)于低氧運(yùn)動(dòng)治療心血管疾病、糖尿病、肥胖、貧血等疾病的研究報(bào)道［1］。
臨床上促進(jìn)毛細(xì)血管新生的方法主要采用治療性血管新生療法，如使用激光進(jìn)行心肌內(nèi)血管重建術(shù)；給予促血管生長(zhǎng)因子；細(xì)胞移植；藥物治療等，但這些治療方法存在一些局限和安全隱患。
研究表明CD34能突出地顯示心組織中較小的和不成熟的微血管或單一的內(nèi)皮細(xì)胞，是血管新生研究的一種可靠的標(biāo)記物質(zhì)［2］。本研究采用遞增負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及低氧作為處理因素,建立大鼠低氧訓(xùn)練模型。用CD34抗體標(biāo)記心肌組織微血管,探討低氧訓(xùn)練對(duì)大鼠心肌組織血管新生的影響，為治療性血管新生療法提供新的思路和研究途徑。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及分組 健康雄性2.0月齡Sprague-Dawley大鼠60只,體重約220 g(由中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院動(dòng)物學(xué)部提供)。用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物飼料喂養(yǎng),生活期間室溫保持20～23℃,相對(duì)濕度45%～55%,每天光照12 h。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為6組：1對(duì)照組（正常大氣壓下的氧含量）、2高住組（低氧環(huán)境下居住）、3常練組（常氧條件下訓(xùn)練）、4低住高練組(常氧條件下居住，低氧條件下訓(xùn)練)、5高住低練組（低氧條件下居住，常氧條件下訓(xùn)練）和6高住高練組（低氧條件下居住，低氧、常氧訓(xùn)練交替進(jìn)行），每組10只。
1.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練安排 采用杭州立泰科技有限公司PT動(dòng)物實(shí)驗(yàn)跑臺(tái)，運(yùn)動(dòng)組采用10周遞增負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，每周
投稿日期：2009-10-13
基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30671011）資助。通訊作者：鄭瀾。
作者簡(jiǎn)介：鄒志兵，講師，碩士，研究方向低氧訓(xùn)練的生理機(jī)制。訓(xùn)練6 d，運(yùn)動(dòng)量由第1周的速度為15 m/min、持續(xù)時(shí)間為25 min遞增至第10周速度為28 m/min、持續(xù)時(shí)間為50 min，高住高練低練組與低住高練組每周二、四、六在相當(dāng)于海拔1 500 m的低氧環(huán)境中訓(xùn)練，一、三、五在常氧下訓(xùn)練，訓(xùn)練方案同常氧訓(xùn)練組。
表1 常練組大鼠訓(xùn)練方案（速度×持續(xù)時(shí)間）
星期一星期二星期三星期四星期五星期六第1周15×2515×2515×2516×2516×2516×25第2周17×2517×2517×2518×2518×2518×25第3周19×3019×3019×3020×3020×3020×30第4周21×3521×3521×3522×3522×3522×35第5周23×4023×4023×4024×4024×4024×40第6周25×4525×4525×4525×4525×4525×45第7周26×4526×4526×4526×4526×4526×45第8周26×5026×5026×5026×5026×5026×50第9周27×5027×5027×5027×5027×5027×50第10周28×5028×5028×5028×5028×5028×50速度：m/min；持續(xù)時(shí)間：min；跑臺(tái)坡度：10%。
1.3 低氧處理 采用美國(guó)Hypoxico公司的低氧裝置，用美國(guó)產(chǎn)TOXIRAEPGM-36型氧氣監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低氧艙中氧含量的變化，第1周至第7周低氧程度逐周遞增，分別為：1 800 m、2 100 m、2 400 m、2 700 m、3 000 m、3 300 m、3 600 m，第7周后保持3 600 m到第10周，所有高住組大鼠全部在低氧艙中居住。
1.4 實(shí)驗(yàn)取材 訓(xùn)練方案結(jié)束后，每組隨機(jī)取4只大鼠，用0.4%戊巴比妥鈉1 mL/100 g體重麻醉后，將大鼠呈仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)上，暴露胸腔；從主動(dòng)脈胸部近心端插入細(xì)塑料管，扎緊固定，緩慢注入1%肝素2 mL；然后快速滴灌250 mL0.85%的生理鹽水，迅速剪斷后腔靜脈；待生理鹽水滴完后，換滴50 mL4%多聚甲醛緩沖鹽溶液(0.01 M、pH7.4PBS)，快速滴完，整個(gè)滴灌時(shí)間約30 min；取出整心置同一固定液中固定24 h后，將心臟沿房間隔、室間隔所在平面切開(kāi)，常規(guī)脫水、透明、進(jìn)蠟、石蠟包埋，用于免疫組織化學(xué)標(biāo)本制作。
1.5 心肌組織CD34免疫組織化學(xué)標(biāo)本制作 石蠟切片脫蠟至蒸餾水；用0.3%H2O2阻斷內(nèi)源性過(guò)氧化物酶，用0.3%TritonX-100處理增加標(biāo)本通透性，用0.01 mol、pH6.0的檸檬酸緩沖液微波修復(fù)抗原；羊血清(1∶50)處理標(biāo)本，減少和消除非特異性染色；分別加一抗(1∶500,兔源CD34單克隆抗體)、二抗(1∶200)、ABC復(fù)合物(1∶1∶100)，37℃恒溫箱于濕盒內(nèi)孵育；用終濃度為0.05%DAB-0.03%H2O2的TB顯色；鏡下控制顯色時(shí)間，顯色時(shí)間5～15 min；蘇木精襯染，常規(guī)脫水、透明，中性樹(shù)膠封片。用PBS代替一抗作為空白對(duì)照。
1.6 微血管密度的計(jì)算方法 按照Weinder［3，4］報(bào)告的方法進(jìn)行結(jié)果判斷，用血管數(shù)目的平均數(shù)來(lái)表示。先在低倍鏡（×40）下掃描整個(gè)視野的區(qū)域，選擇其中高陽(yáng)性物質(zhì)表達(dá)密度區(qū)，然后在高倍鏡（×200）下計(jì)數(shù)被抗CD34抗體染成棕色的血管數(shù)目，每個(gè)染成棕色的血管內(nèi)皮細(xì)胞或血管內(nèi)皮細(xì)胞簇，只要它們和臨近的微血管、心肌細(xì)胞或其它結(jié)締組織分開(kāi)，就把它們視為一個(gè)微血管。結(jié)果用5個(gè)200倍視野下的血管數(shù)目的平均數(shù)來(lái)表示。
1.7 微血管灰度水平和表達(dá)面積的測(cè)試 用SimplePCI圖象分析系統(tǒng)對(duì)免疫組化陽(yáng)性產(chǎn)物的灰度和面積進(jìn)行分析。具體步驟：每張切片在10×40倍鏡下選取不相重疊的3個(gè)代表性視野，測(cè)量陽(yáng)性產(chǎn)物的面積和灰度值以及所選區(qū)域的平均灰度值。
1.8 統(tǒng)計(jì)分析 所得數(shù)據(jù)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，各組間顯著性差異采用方差分析，組內(nèi)顯著性差異用t檢驗(yàn)。顯著性水平為α=0.05，P
2 結(jié) 果
2.1 大鼠心肌組織CD34免疫組織化學(xué)觀察結(jié)果 大鼠心肌組織血管經(jīng)CD34免疫組織化學(xué)染色呈棕黃色,著色鮮明,血管管腔明顯。CD34 的染色定位于血管內(nèi)皮細(xì)胞膜上，呈棕黃色，細(xì)胞核呈紫色。微血管的形態(tài)不規(guī)則，有的新生血管已呈管腔結(jié)構(gòu)（圖1D、E、F），有的只見(jiàn)內(nèi)皮細(xì)胞呈條索狀或點(diǎn)狀分布（圖1B、C）。
圖1 大鼠心肌組織CD34免疫組織化學(xué)染色(×30)2.2 大鼠心肌組織微血管顯微圖象觀察分析結(jié)果 請(qǐng)參見(jiàn)(表2)。
表2 心肌組織血管新生免疫組織化學(xué)圖像分析結(jié)果
組別
（group）光密度值
（optical density）陽(yáng)性物質(zhì)表達(dá)面積
/um2（area）微血管密度個(gè)數(shù) /mm2
（capillary density）161.0 543±2.84 8913 657.045±546.71 4537.1 362±1.04 881263.9 778±3.16 1814 181.702±727.66 9468.2 563±2.16 795382.7 932±3.74 15412 364.528±1474.90 078**25.3 422±3.88 158**495.4 952±4.76 10623 855.051±3 319.40 152**#32.0 342±9.54 289**##5102.5 280±3.31 47024 245.952±3 584.27 104**#32.5 342±9.54 289**##6114.6 824±3.93 07429 267.503±4 701.86 546**##35.6 477±4.80 278**## 注：“*”代表與正常對(duì)照組比較，“*”P(pán)
3 分析與討論
血管新生(angiogenesis)［5］主要是在原有的毛細(xì)血管與/或微靜脈基礎(chǔ)上通過(guò)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移,從先前存在的血管處以芽生或非芽生(或稱(chēng)套迭)的形式生成新的毛細(xì)血管的過(guò)程。影響血管新生的因素有很多，如鍛煉、缺血、低氧、腫瘤等一些生理或病理過(guò)程，這些過(guò)程都能誘發(fā)血管的新生。人類(lèi)生來(lái)具有冠狀動(dòng)脈側(cè)支血管,但沒(méi)有充分的側(cè)支循環(huán)。心肌缺血缺氧刺激可以誘導(dǎo)側(cè)支循環(huán)的開(kāi)放和血管新生，改善心肌缺血狀態(tài),使冠心病患者得到有效的治療，對(duì)心肌梗塞后微血管的重建也有積極的意義，但缺氧誘導(dǎo)血管新生的程度與低氧濃度、刺激時(shí)間的長(zhǎng)短、有無(wú)運(yùn)動(dòng)介入等因素有關(guān)。
3.1 低氧與血管生成 本研究發(fā)現(xiàn)，單純低氧組不能顯著促進(jìn)大鼠心肌組織血管的生成，但是有許多CD34染色不是很深，成絲狀的血管樣結(jié)構(gòu)，還沒(méi)有形成功能性的血管。這與某些學(xué)者的研究結(jié)果不相一致，國(guó)內(nèi)有學(xué)者［6］觀察大鼠在模擬5 000 m高原低氧5 d、15 d和30 d后，心肌毛細(xì)血管、血供和心功能變化。發(fā)現(xiàn)：急性低氧5 d時(shí)，心肌毛細(xì)血管未新生，心肌血流量顯著增加；隨低氧時(shí)間的推移，15 d以后，毛細(xì)血管增生。鄭瀾［7］等在低氧訓(xùn)練促進(jìn)心肌組織微血管體視學(xué)研究中表明，僅經(jīng)低氧處理不能增加大鼠心肌組織微血管密度，低氧中毛細(xì)血管密度的增加是因?yàn)榧±w維橫斷面減少，而不是由于血管新生。Olfert［8］等研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期低氧未能增加毛細(xì)血管/肌纖維比,毛細(xì)血管數(shù)量也無(wú)增加。產(chǎn)生這些矛盾結(jié)果的原因可能與受試對(duì)象、低氧程度、低氧時(shí)間及低氧時(shí)的其它環(huán)境等因素有關(guān)。
研究發(fā)現(xiàn)短期的低氧可誘導(dǎo)大鼠心肌VEGF表達(dá)升高,從而促進(jìn)毛細(xì)血管的生成反應(yīng)，如延長(zhǎng)低氧時(shí)間,VEGF表達(dá)將受到抑制，降低血管生成反應(yīng)的發(fā)生。這是因?yàn)闄C(jī)體內(nèi)由缺氧引發(fā)VEGF發(fā)生的這一系統(tǒng)存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。隨著低氧時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)了機(jī)體對(duì)缺氧的習(xí)服，反復(fù)的缺氧使VEGF對(duì)缺氧不敏感，逐步恢復(fù)到基礎(chǔ)水平,毛細(xì)血管不再發(fā)生增生。本文研究中低氧試驗(yàn)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10周，使機(jī)體對(duì)缺氧產(chǎn)生了習(xí)服，因此本文的研究中毛細(xì)血管的增生不是很明顯。
3.2 運(yùn)動(dòng)與血管生成 耐力訓(xùn)練在使心肌代謝能力增長(zhǎng)的同時(shí)，產(chǎn)生血管生成反應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組心肌組織CD34的蛋白表達(dá)豐富，較不運(yùn)動(dòng)組和低氧組有顯著性差別。對(duì)遞增負(fù)荷耐力訓(xùn)練的研究也表明,心肌組織血管床橫斷面積的增加主要在于小動(dòng)脈數(shù)量和大血管的管徑的增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),增加的原因是由于在毛細(xì)血管生成的同時(shí),有一部分毛細(xì)血管通過(guò)“動(dòng)脈化”途徑轉(zhuǎn)變成動(dòng)脈,從而掩蓋了毛細(xì)血管的新生這一現(xiàn)象［9］。Tagarakis［10］等的研究認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)可使心肌毛細(xì)血管密度顯著增加。大量文獻(xiàn)也表明,毛細(xì)血管在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生了生理性或病理性重塑:適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷導(dǎo)致心肌組織中毛細(xì)血管數(shù)量增多。Leon和Bloor［11］用HE染色用墨汁灌注的方法先后研究了幼年，成年和老年大鼠經(jīng)游泳訓(xùn)練后心肌毛細(xì)血及毛細(xì)血管與心肌纖維比值(C:F),得出結(jié)果:C:F各年齡組增多，提示毛細(xì)血管增多。
較多的研究報(bào)道［12］:正常動(dòng)物在運(yùn)動(dòng)條件下VEGFmRNA顯著升高,這種條件并不產(chǎn)生明顯低氧,說(shuō)明肌肉收縮時(shí)還要其它信號(hào)能提高VEGFmRNA。這些信號(hào)可由運(yùn)動(dòng)中關(guān)系血流量的刺激源和/或肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)負(fù)荷導(dǎo)致的機(jī)械變化而引起。例如:運(yùn)動(dòng)時(shí)剪切力的增加可以提高NO水平［13］，而適量的NO可激活VEGF的表達(dá)，促進(jìn)血管新生。機(jī)械刺激還可擾亂基底膜中與肝素結(jié)合的bFGF,促進(jìn)VEGF的表達(dá)［14］。隨著訓(xùn)練時(shí)間的延長(zhǎng)VEGF對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)削弱，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的VEGF水平升高可對(duì)訓(xùn)練產(chǎn)生適應(yīng)。
因?yàn)楸驹囼?yàn)常氧訓(xùn)練的方案每個(gè)星期采用的都是遞增負(fù)荷，使運(yùn)動(dòng)保持對(duì)VEGF的持續(xù)刺激，誘導(dǎo)大量的VEGF表達(dá)，促進(jìn)血管的新生。因此本試驗(yàn)結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組有血管新生。
3.3 低氧訓(xùn)練與血管生成 低氧訓(xùn)練使人體承受環(huán)境缺氧和負(fù)荷缺氧的雙重刺激,因此有著比單一訓(xùn)練刺激更高水平的適應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)，在低氧訓(xùn)練狀態(tài)下大鼠心肌組織有大量的新生血管生成。這與很多學(xué)者的研究結(jié)果相吻合：鄭瀾的研究結(jié)果表明［7］低氧運(yùn)動(dòng)可使心肌組織以芽生的方式或者非芽生的方式形成新的毛細(xì)血管，而通過(guò)透射電鏡可觀察到是以非芽生的血管生成方式為主。陳福刁［15］等研究經(jīng)過(guò)4周的每天12 h的海拔4 000 m慢性間歇低氧訓(xùn)練的大鼠，其心肌毛細(xì)血管產(chǎn)生適應(yīng)性改變。毛杉杉［16］等觀察到急性低氧力竭運(yùn)動(dòng)可引起心肌毛細(xì)血管新生，但屬于速發(fā)效應(yīng)。黃麗英［17］等發(fā)現(xiàn)每天12 h的海拔4 000 m慢性間歇低氧訓(xùn)練能顯著增加心肌組織的微血管。另外研究表明［18］,適度的間歇低氧適應(yīng)結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可更好地促進(jìn)心肌VEGFmRNA的表達(dá),促進(jìn)心肌血管再生。
同常氧訓(xùn)練一樣,隨著心肌對(duì)低氧運(yùn)動(dòng)的適應(yīng),VEGFmRNA水平對(duì)低氧訓(xùn)練的升高反應(yīng)減弱。這是因?yàn)榻M織局部缺氧形成的氧梯度,是VEGF表達(dá)升高的先決條件。一旦這種氧梯度不存在或消失,VEGF就不會(huì)表達(dá)或是表達(dá)上調(diào)的VEGF開(kāi)始下降［19］，從而使血管生成反應(yīng)消失。因本試驗(yàn)低氧訓(xùn)練的方案每個(gè)星期采用的都是遞增負(fù)荷，使機(jī)體在前一個(gè)星期產(chǎn)生的習(xí)服，在下一個(gè)星期很快就在新的負(fù)荷刺激作用下產(chǎn)生不習(xí)服，始終使機(jī)體的局部缺氧組織產(chǎn)生氧梯度，因此試驗(yàn)結(jié)果表明低氧訓(xùn)練組有著豐富的血管新生。
盡管各低氧訓(xùn)練組能顯著促進(jìn)心肌組織的血管新生，但是各低氧組對(duì)心肌組織血管新生的影響程度還是略有不同。從各低氧訓(xùn)練組相互比較來(lái)看，高住高練低練在血管生成的效果方面優(yōu)于其他的低氧訓(xùn)練組，而高住低練和低住高練對(duì)血管新生的影響差別不大。這可能是高住低練訓(xùn)練法雖然有利于訓(xùn)練強(qiáng)度和量的提高，但是，卻分散了低氧與訓(xùn)練的雙重刺激強(qiáng)度。低住高練訓(xùn)練法雖然通過(guò)缺氧和訓(xùn)練的雙重負(fù)荷對(duì)機(jī)體造成一定刺激，但由于缺氧暴露時(shí)間短，對(duì)缺氧刺激時(shí)間不足,對(duì)機(jī)體的刺激強(qiáng)度也不大。而高住高練低練，既讓運(yùn)動(dòng)員居住低氧環(huán)境中，又同時(shí)在低氧環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，加大了低氧與訓(xùn)練對(duì)機(jī)體的刺激強(qiáng)度，使機(jī)體各個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生更深刻的代償性適應(yīng)，從而使血管生成的效果更顯著。研究結(jié)果表明高住低練組與低住高練組相比，微血管密度增加不明顯，但微血管染色的程度加深。高住高練低練組與高住低練組、低住高練組相比，微血管增加明顯（P
從以上的分析討論中我們可以得知，低氧訓(xùn)練能很好地促進(jìn)心肌組織毛細(xì)血管的新生，尤其是高住高練低練訓(xùn)練法，血管生成很豐富。因此采用遞增負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及低氧作為處理因素,建立起來(lái)的這種低氧加訓(xùn)練的低氧訓(xùn)練動(dòng)物模型,能很好地促進(jìn)心肌組織的血管新生,能為血管的生理性重建提供一個(gè)新的研究方法和途徑。
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關(guān)鍵詞 本碩連讀 創(chuàng)新能力 實(shí)踐 改革
中圖分類(lèi)號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
二十一世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，隨著生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的迅猛發(fā)展，日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)高素質(zhì)生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新型人才有強(qiáng)烈的需求。然而我國(guó)的生物技術(shù)領(lǐng)域的高端研究和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)還落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，并且社會(huì)尚未形成良好的自主生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)和應(yīng)用型生物技術(shù)人才培養(yǎng)平臺(tái)。西安理工大學(xué)研究生院針對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀培養(yǎng)模式進(jìn)行了深入細(xì)致的改革，旨在培養(yǎng)掌握較為廣泛的生物科學(xué)基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有良好的工程學(xué)基礎(chǔ)，德智體等方面全面發(fā)展的理工結(jié)合、生物工程上下游結(jié)合、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才。
1 提升對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀培養(yǎng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)
生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)在生物高新技術(shù)領(lǐng)域從事研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作的創(chuàng)新型人才。一切問(wèn)題的提出和解決源于實(shí)踐，高水平的實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生掌握理論的重要手段，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、獨(dú)立動(dòng)手能力、提出問(wèn)題和解決科學(xué)問(wèn)題的有效載體①。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在發(fā)展迅速、具有國(guó)際通用性、可比性強(qiáng)的生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)?fù)合創(chuàng)新型生物學(xué)人才的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，我國(guó)高等生物學(xué)教育要想在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的競(jìng)爭(zhēng)中取得成功，必須加強(qiáng)基礎(chǔ)理論教學(xué)、強(qiáng)化科研能力訓(xùn)練、重視實(shí)踐能力培養(yǎng)、鼓勵(lì)創(chuàng)新，拓展學(xué)生個(gè)性發(fā)展空間，培養(yǎng)一批基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，動(dòng)手能力突出，團(tuán)隊(duì)精神兼?zhèn)涞膬?yōu)秀人才。通過(guò)對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀培養(yǎng)模式的深入改革，進(jìn)行深入持久的教學(xué)革新，以探索出一條培養(yǎng)生物高新技術(shù)領(lǐng)域從事研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作的創(chuàng)新型人才的有效途徑。
2 準(zhǔn)確定位生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀的培養(yǎng)目標(biāo)
根據(jù)學(xué)校建設(shè)以工為主、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展、特色鮮明的國(guó)內(nèi)一流教學(xué)研究型大學(xué)的奮斗目標(biāo)，“治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、管理嚴(yán)格、教育質(zhì)量高”的教學(xué)傳統(tǒng)，學(xué)校依托生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)理工復(fù)合特點(diǎn)，確立了生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀人才的應(yīng)用型、復(fù)合型培養(yǎng)理念，以“統(tǒng)一基礎(chǔ)、分段實(shí)施、分流培養(yǎng)、本碩貫通”培養(yǎng)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀創(chuàng)新人才。注重培養(yǎng)具有扎實(shí)的現(xiàn)代生命科學(xué)理論基礎(chǔ)與工程基礎(chǔ)知識(shí)、熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能、知識(shí)面寬廣的高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才，這和傳統(tǒng)生物學(xué)理科相比有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)、物理、工程基礎(chǔ)和應(yīng)用能力，和傳統(tǒng)生物類(lèi)工科相比有較強(qiáng)的生物學(xué)基礎(chǔ)和現(xiàn)代生物學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，充分體現(xiàn)了生物技術(shù)上下游的結(jié)合。并且在培養(yǎng)過(guò)程中強(qiáng)化研究型、應(yīng)用型教學(xué)，以科研促進(jìn)學(xué)習(xí)，注重能力培養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
3 深化課程改革，構(gòu)建新型生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀教學(xué)體系
為實(shí)現(xiàn)以上培養(yǎng)目標(biāo)，必須在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、管理體制、培養(yǎng)方向等諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行深入和持續(xù)的改革，構(gòu)建“規(guī)范化、分層次、綜合型、開(kāi)放式”的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，融合科研與教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施多種形式的實(shí)踐教學(xué)模式，拓展學(xué)生個(gè)性發(fā)展空間。
3.1 優(yōu)化課程設(shè)置
設(shè)置課程體系必須堅(jiān)持學(xué)科交叉融合、文理工滲透，而每門(mén)課程體系中，突出重點(diǎn)內(nèi)容，精簡(jiǎn)陳舊的內(nèi)容與重復(fù)內(nèi)容、削枝強(qiáng)干，留給學(xué)生自我學(xué)習(xí)的空間，并通過(guò)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材選用和特色教材建設(shè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的整合、集成和充實(shí)，不斷將學(xué)科發(fā)展的前沿性課題融入教學(xué)。
學(xué)校將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課分為必修課、指導(dǎo)性選修課和其他選修課模塊，即植物生物學(xué)、動(dòng)物生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、現(xiàn)代生物技術(shù)等必修課，以及生物學(xué)思想及概念、生理學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)等指導(dǎo)性選修課和生物學(xué)前沿、發(fā)育生物學(xué)、生物進(jìn)化等其他選修課程，既及時(shí)地將生命科學(xué)及生物技術(shù)的最新進(jìn)展介紹給大家，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生命科學(xué)及生物技術(shù)的積極性，也為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
3.2 深化課程體系與內(nèi)容的改革
根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)，突出素質(zhì)，注重能力，引導(dǎo)創(chuàng)新”的原則，構(gòu)建生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)課程、把握核心課程、放開(kāi)選修課程，增加高水平的前沿理論及技術(shù)研討課程，加強(qiáng)前沿學(xué)科和邊緣交叉性學(xué)科知識(shí)的融合，將新興學(xué)科知識(shí)引入課程體系，不斷對(duì)教材進(jìn)行修訂，如普通生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、現(xiàn)代生物技術(shù)、動(dòng)物生物學(xué)、植物生物學(xué)等，努力將一些新概念和新技術(shù)及時(shí)體現(xiàn)在教材中。
3.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才，必須在現(xiàn)有三個(gè)層次遞進(jìn)式教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，減少驗(yàn)證性、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，刪除繁復(fù)、陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合理安排，使不同層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融會(huì)貫通，形成科學(xué)性強(qiáng)、聯(lián)系性緊密的模塊式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系②。同時(shí)重點(diǎn)利用綜合實(shí)習(xí)、選修實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)等階段以自愿選擇的方式，在小型生物產(chǎn)業(yè)平臺(tái)上對(duì)學(xué)生進(jìn)行生物產(chǎn)業(yè)專(zhuān)向應(yīng)用性技術(shù)的強(qiáng)化培訓(xùn)。
（1）增加實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的學(xué)時(shí)比，加強(qiáng)實(shí)踐技能與科學(xué)思維訓(xùn)練。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課為7～10門(mén)（5門(mén)選修課），理論教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)與必修課的實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)（包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)習(xí)、科研訓(xùn)練）之比為1：1.5，實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立開(kāi)設(shè)。以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合的能力，使學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)得到協(xié)調(diào)發(fā)展。
（2）加強(qiáng)綜合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的比例，有利于綜合能力的培養(yǎng)。生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)論文等5個(gè)層次，各層次相互銜接、內(nèi)容遞進(jìn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置突出綜合性和創(chuàng)新性，分階段提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能和創(chuàng)新能力。
基礎(chǔ)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)以基本技能訓(xùn)練為主線(xiàn)，引入現(xiàn)代技術(shù)方法改進(jìn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比例不低于35%；專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合能力，綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比例為50～70％；綜合創(chuàng)新能力訓(xùn)練，是通過(guò)綜合實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，圍繞現(xiàn)代生物科學(xué)的前沿進(jìn)展，全部設(shè)置綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生可自選項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；生產(chǎn)實(shí)踐是在第7學(xué)期，把學(xué)生派到相關(guān)生物技術(shù)企業(yè)，在研發(fā)或生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化相關(guān)崗位上進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)；在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中，學(xué)生自愿選擇學(xué)科，依托教師的科研項(xiàng)目，設(shè)立畢業(yè)論文題目。
在整個(gè)的實(shí)踐教學(xué)體系中，各個(gè)層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容合理安排，加大綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)比例，引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，并以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，盡可能把靜態(tài)的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有機(jī)聯(lián)系，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
（3）融會(huì)貫通實(shí)驗(yàn)課與理論課內(nèi)容，提高教學(xué)水平和效率。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，將必修和選修相結(jié)合，將現(xiàn)代生物技術(shù)作為全體學(xué)生的必修實(shí)驗(yàn)?zāi)K；動(dòng)物生理、植物生理、微生物、環(huán)境生物學(xué)及生態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)為學(xué)生的選修實(shí)驗(yàn)?zāi)K。進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ诟蟪潭壬蠞M(mǎn)足了個(gè)性化培養(yǎng)的需求，同時(shí)還將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)之間合理銜接，實(shí)驗(yàn)課與理論課內(nèi)容融會(huì)貫通，有效地避免生物類(lèi)課程多年形成的“繁、窄、舊”甚至重復(fù)的現(xiàn)象，使學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和科研訓(xùn)練有了較強(qiáng)的時(shí)間保證。
4 加強(qiáng)雙師型“三高”師資隊(duì)伍建設(shè)，提高人才培養(yǎng)水平
生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀培養(yǎng)體系以師資隊(duì)伍建設(shè)為關(guān)鍵，以教育質(zhì)量為生命線(xiàn)，兼顧優(yōu)勢(shì)，求特色、求發(fā)展。在師資隊(duì)伍建設(shè)過(guò)程中，以培養(yǎng)中青年學(xué)科帶頭人和“雙師型”教師為重點(diǎn)，引進(jìn)與培養(yǎng)相結(jié)合，形成激勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，已經(jīng)建立一支政治思想過(guò)硬、業(yè)務(wù)素質(zhì)精良、具有創(chuàng)新能力和誠(chéng)信人格品質(zhì)的高學(xué)歷、高職稱(chēng)、高水平、結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)教師隊(duì)伍，造就一批教育教學(xué)能力強(qiáng)、學(xué)識(shí)素養(yǎng)高、精通現(xiàn)代生物技術(shù)的高素質(zhì)、復(fù)合型教師隊(duì)伍。通過(guò)高效的管理體制和運(yùn)行機(jī)制，確保人才培養(yǎng)方案的實(shí)施和人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；加強(qiáng)教學(xué)建設(shè)和管理，突出教師教學(xué)、科研和產(chǎn)業(yè)化能力訓(xùn)練，以高素質(zhì)的教師隊(duì)伍，確保人才培養(yǎng)質(zhì)量。
5 完善配套制度，加強(qiáng)科學(xué)有效的集約型管理
為保證生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀培養(yǎng)體系的順利實(shí)施，學(xué)校制定了與之配套的教育管理辦法，如培養(yǎng)過(guò)程中對(duì)本碩連讀生實(shí)行雙向流動(dòng)、分流淘汰、自由選擇專(zhuān)業(yè)方向的管理機(jī)制；依托生物技術(shù)的學(xué)科和研究?jī)?yōu)勢(shì)，本碩貫通，并制定專(zhuān)門(mén)的獎(jiǎng)學(xué)金條例、本碩連讀條例、導(dǎo)師制條例等，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供可靠的保障；加強(qiáng)實(shí)施課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)制度和教育質(zhì)量過(guò)程監(jiān)控；革新選課管理辦法、完善教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)；深化研究生開(kāi)展集中開(kāi)題、學(xué)位論文盲審工作制度等。
西安理工大學(xué)研究生院通過(guò)對(duì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀培養(yǎng)模式進(jìn)行了一系列深入細(xì)致的改革措施，深入研究生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀的培養(yǎng)規(guī)律和培養(yǎng)目標(biāo)、針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)優(yōu)化和平衡課程設(shè)置、革新生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀教學(xué)體系、完善配套制度等，著力提升生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本碩連讀創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)水平。
注釋
國(guó)內(nèi)對(duì)于仿生學(xué)的研究目前主要還是處于一個(gè)較為初期的階段，主要是在機(jī)械仿生學(xué)和化學(xué)仿生學(xué)方面開(kāi)展研究。研究的重心還是針對(duì)觀察到的生物界的某種生物的特殊能力進(jìn)行機(jī)理分析和模仿。這類(lèi)例子很多，從陸生動(dòng)物到水生動(dòng)物再到飛禽，從兩棲動(dòng)物到爬行動(dòng)物再到哺乳動(dòng)物，人們都成功地對(duì)各類(lèi)動(dòng)物的特有能力進(jìn)行了機(jī)理分析并通過(guò)模仿獲得這些特殊功能的機(jī)理制造出能為人類(lèi)服務(wù)的各類(lèi)產(chǎn)品，并在實(shí)踐中得到應(yīng)用而造福人類(lèi)。
例如，人們模仿蝙蝠的回聲定位功能發(fā)明了雷達(dá)，模仿蜻蜓的特殊飛行本領(lǐng)發(fā)明了空中懸停飛機(jī)，模仿壁虎的垂直和倒立爬行機(jī)理發(fā)明了能完成夾縫清理和戶(hù)外高樓墻壁清理的爬行機(jī)器人，模仿白蟻的巢穴設(shè)計(jì)了冬暖夏涼的節(jié)能建筑。相對(duì)國(guó)內(nèi)而言，國(guó)外對(duì)于仿生學(xué)的研究的領(lǐng)域更寬泛一些。在計(jì)算仿生學(xué)方面取得了一些成果。例如，模仿螞蟻的找食行為提出了蟻群算法，利用收獲蟻的找食行為模式發(fā)現(xiàn)了其與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的高度相似性。另外，一些學(xué)者在經(jīng)濟(jì)和管理領(lǐng)域也引入了仿生學(xué)原理。例如，通過(guò)隱喻和類(lèi)比的方法，將企業(yè)或是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)隱喻或是類(lèi)比為某種生物的某種特定行為，然后通過(guò)學(xué)習(xí)生物的行為模式來(lái)改善企業(yè)的管理模式和人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的模式。
2擬開(kāi)發(fā)的仿生創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法
然而，文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)關(guān)于如何將仿生原理用于設(shè)計(jì)方法的相關(guān)研究還很少。與人類(lèi)相比，其他生物的智力相對(duì)較低，可是生物卻能利用其有限的思維能力完成人類(lèi)用復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都無(wú)法完成的設(shè)計(jì)工作。例如，蜜蜂、螞蟻和很多鳥(niǎo)類(lèi)能夠設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、外形精美和用料環(huán)保的巢穴，可是它們是如何做到的呢？多年來(lái)，人類(lèi)已經(jīng)行成了一種固定的認(rèn)識(shí)、感知和思維模式，并且倔強(qiáng)地認(rèn)為這種思維模式是唯一正確和高效的。然而，事實(shí)并非如此，其他生物有其特殊的生理結(jié)構(gòu)，他們獲取和處理信息的模式與人類(lèi)完全不同。他們的設(shè)計(jì)方法也與人類(lèi)不同。因此，我們應(yīng)該首先分析清楚其他生物獲取和處理信息的方法，特別是它們與人類(lèi)的不同點(diǎn)，人類(lèi)可以向它們學(xué)習(xí)從中得到靈感。最終，努力構(gòu)造一種基于以上新的獲取信息和處理信息的模式構(gòu)造一種新的設(shè)計(jì)方法，以改善傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的單一性和刻板化。
在很多國(guó)際大公司，例如波音和微軟，他們的設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程是有明顯的階層特點(diǎn)（Hierarchy），任務(wù)層層下放，大系統(tǒng)不斷分割，每一組完成某一特定模塊的設(shè)計(jì)工作，最后各個(gè)組的工作通過(guò)接口連接在一起。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)廣泛為人們所接受，形成了習(xí)慣思維和思維定式，很少有人再去考慮是不是有其他設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)組織形式。然而，自然界中除人類(lèi)以外的其他生命雖然智力都不如人類(lèi)，但是它們也經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的進(jìn)化而得以生存下來(lái)，它們進(jìn)化出了它們特有的生存模式和生存本領(lǐng)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法可以從其他生物的生存方式和行為模式中獲取設(shè)計(jì)靈感，開(kāi)發(fā)出全新的設(shè)計(jì)方法，該設(shè)計(jì)方法重點(diǎn)在于通過(guò)類(lèi)比或是隱喻方法將需要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的功能與生物完成的某項(xiàng)任務(wù)的過(guò)程相對(duì)應(yīng)，模仿生物完成任務(wù)的模式來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。下面分別介紹該方法的目標(biāo)、內(nèi)容、關(guān)鍵問(wèn)題、研究方法、技術(shù)路線(xiàn)和可行性。
1）仿生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)
通過(guò)學(xué)習(xí)和模仿生物的行為模式來(lái)設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品造福人類(lèi)。新的設(shè)計(jì)方法具有簡(jiǎn)潔、綠色、環(huán)保和可持發(fā)展的特點(diǎn)。
2）仿生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容
確定需要完成的某項(xiàng)任務(wù)，例如，需要在渾濁的水域?qū)ふ夷繕?biāo)。尋找具有類(lèi)似功能的生物體原形，例如，鯰魚(yú)或是墨魚(yú)的捕食動(dòng)作。對(duì)選定的生物體原形的完成任務(wù)的模式和組織過(guò)程進(jìn)行全面分析。運(yùn)用類(lèi)比方法，模仿生物的行為模式，給出設(shè)計(jì)方案。將新的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，發(fā)揮其效用。
3）擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
如何建立正確的生物模型以準(zhǔn)備描述生物的行為模式，模型中要包括生物的信息傳遞模式、能量傳遞模式和機(jī)械運(yùn)動(dòng)模式。如何利用關(guān)鍵問(wèn)題1得到的生物行為模式信息來(lái)構(gòu)建新的更簡(jiǎn)潔、環(huán)保和符合可持續(xù)發(fā)展要求的設(shè)計(jì)方案。
4）擬采用的研究方法
通過(guò)對(duì)生物某種行為特性的深入分析，運(yùn)用三維動(dòng)畫(huà)軟件模擬生物的行為特征。運(yùn)用MATLAB軟件構(gòu)建生物行為特征的數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用比對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)出新的基于仿生原理的設(shè)計(jì)方法。
5）擬采用的技術(shù)路線(xiàn)
6）可行性分析
仿生學(xué)正式提出是在本世紀(jì)的60年代，經(jīng)過(guò)50余年的發(fā)展已經(jīng)涉及到很多領(lǐng)域，并在一些領(lǐng)域發(fā)揮了作用。形成了建筑仿生學(xué)、機(jī)械仿生學(xué)、化學(xué)仿生學(xué)和管理仿生學(xué)等多個(gè)分支。以上研究成果都為我們開(kāi)展仿生設(shè)計(jì)方法的研究提供了借鑒和基礎(chǔ)理論。相信通過(guò)進(jìn)一步深入分析生物行為特型，并結(jié)合過(guò)去前人的研究經(jīng)驗(yàn)，以及生物35億年進(jìn)化的成果，我們勢(shì)必能從這無(wú)比豐富的寶庫(kù)中找到一種區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的新方法。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞：仿生設(shè)計(jì)；工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)；前景
仿生設(shè)計(jì)理念起源于仿生學(xué)。這是把生物自然界的特點(diǎn)、原理應(yīng)用于人類(lèi)社會(huì)，解決人類(lèi)問(wèn)題的一門(mén)學(xué)科。仿生設(shè)計(jì)本質(zhì)是對(duì)所有事物“形式”、“結(jié)構(gòu)”、“顏色”、“功能”、“聲音”等多方面的研究，將新方法新創(chuàng)意運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去，從而改變改善人們的生活。仿生設(shè)計(jì)研究的主要類(lèi)別有形態(tài)仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生等。現(xiàn)代仿生設(shè)計(jì)由于其具有符合人們需求、獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念得到廣泛的運(yùn)用，而未來(lái)仿生設(shè)計(jì)將會(huì)秉承科學(xué)可持續(xù)的理念，探索和改善人與自然關(guān)系，促使人、自然和社會(huì)和諧統(tǒng)一，這也是仿生設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)與最終目的。
一、仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
盧吉?科拉尼（德國(guó)著名設(shè)計(jì)師）曾說(shuō)：“設(shè)計(jì)應(yīng)該以大自然生命所呈現(xiàn)的真理為基礎(chǔ)”，這句話(huà)顯示出了自然界蘊(yùn)含著無(wú)限的設(shè)計(jì)秘訣。而仿生設(shè)計(jì)就是人們長(zhǎng)期研究探索大自然、學(xué)習(xí)模仿大自然的過(guò)程。經(jīng)過(guò)經(jīng)驗(yàn)的積累，通過(guò)科學(xué)家仿生學(xué)的相關(guān)研究理論，將仿生設(shè)計(jì)加入到工業(yè)設(shè)計(jì)中，以滿(mǎn)足人們的精神需求和物質(zhì)需求。 [1]應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的仿生主要有以下幾個(gè)方面。
（一）形態(tài)仿生。一些設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)借鑒自然界動(dòng)植物的形態(tài)，從而獲得設(shè)計(jì)的靈感與理念，形態(tài)仿生是從自然界汲取生物形態(tài)靈感并建立在視覺(jué)效應(yīng)上的設(shè)計(jì)，讓產(chǎn)品更加適應(yīng)市場(chǎng)需求。小到我們?nèi)粘５娘L(fēng)箏、鼠標(biāo)――仿造鳥(niǎo)類(lèi)、老鼠的形體加以進(jìn)化而成，大到車(chē)輛中模仿鯊魚(yú)身體的流線(xiàn)型設(shè)計(jì)的寶馬還有模仿甲殼蟲(chóng)形態(tài)設(shè)計(jì)的大眾甲殼蟲(chóng)汽車(chē)。而在眾多形態(tài)仿生設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同的仿生方法與仿生程度，可以將形態(tài)仿生分為具象形態(tài)仿生與抽象形態(tài)仿生。[2]
（1）具象形態(tài)仿生。具象形態(tài)仿生，顧名思義，就是直接模仿自然界生物的形象體態(tài)，設(shè)計(jì)出來(lái)的工業(yè)產(chǎn)品與此生物很相似，人們能直接輕易的辨別出來(lái)。當(dāng)然，具象形態(tài)仿生并不是直接簡(jiǎn)單的仿照，而是運(yùn)用夸張或者抽象的藝術(shù)手法對(duì)生物形態(tài)的特點(diǎn)進(jìn)行歸納與概括，引起人們的聯(lián)想與對(duì)產(chǎn)品的好奇心，使設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品不僅要惟妙惟肖，而且要風(fēng)格獨(dú)到，具有創(chuàng)意。目前，具象形態(tài)仿生的例子更是數(shù)不勝數(shù)：2008年北京奧運(yùn)會(huì)的鳥(niǎo)巢就是仿照真實(shí)的鳥(niǎo)巢而建；蜜蜂的蜂房已經(jīng)被運(yùn)用到許多領(lǐng)域，大小相同緊密相連的蜂巢連接在一起，具有節(jié)省材料、固定性強(qiáng)、空間占用少的優(yōu)勢(shì)，紙漿盒子就是模仿蜂房的構(gòu)造用以運(yùn)輸包裝禽蛋。
（2）抽象形態(tài)仿生。抽象形態(tài)仿生也是模仿自然生物的形態(tài)，卻不僅僅是直觀的模仿，此類(lèi)仿生無(wú)法輕易被認(rèn)出，但是經(jīng)過(guò)描述解釋?zhuān)藗冞€是能夠迷糊的辨認(rèn)出所模仿的事物的大致輪廓，這是抽象形態(tài)仿生的主要特點(diǎn)。在抽象仿生的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要對(duì)模仿的事物進(jìn)行概括與歸納，充分提取其主要特征，運(yùn)用各種藝術(shù)手法與設(shè)計(jì)方式對(duì)所要模仿的內(nèi)容進(jìn)行處理與加工，將其從生物整體抽離出來(lái)，保留所模仿事物的特點(diǎn)與神韻，提高藝術(shù)美感，增加產(chǎn)品本身的吸引力與創(chuàng)新力。抽象形態(tài)防生不局限于模塊化，重點(diǎn)在于如何抽象化、抽象到何種程度。[3]例如：LGWD-N12410D滾筒洗衣機(jī)就是一款采用了抽象形態(tài)仿生設(shè)計(jì)理念的產(chǎn)品，該機(jī)器采用了仿生的魚(yú)尾提升筋，洗衣機(jī)運(yùn)行時(shí)提升器就像魚(yú)尾板波動(dòng)衣物，給予衣物柔和而有力的拍打力，洗凈衣物的同時(shí)降低磨損度。形態(tài)仿生廣泛應(yīng)用于服裝、包裝、工業(yè)以及其他各方面。這類(lèi)產(chǎn)品易于讓人們接受的，同時(shí)又具有新奇的吸引力，藝術(shù)來(lái)源于生活，設(shè)計(jì)師根據(jù)日常觀察到的現(xiàn)象與生物特征，加以聯(lián)想、創(chuàng)新，最終通過(guò)模仿與改進(jìn)制造出別具一格的產(chǎn)品。
（3）意象形態(tài)仿生。意象形態(tài)仿生與具象形態(tài)仿生相似，都有對(duì)事物表面形態(tài)的模仿，但是此類(lèi)仿生在對(duì)具體事物進(jìn)行模仿的同時(shí)，還會(huì)賦予產(chǎn)品一種蘊(yùn)含的含義與意境，人們通過(guò)產(chǎn)品的形態(tài)，不僅能夠猜測(cè)出其所模仿的事物，而且可以體察出其中體現(xiàn)出來(lái)的內(nèi)涵，所以，意象形態(tài)仿生不僅具有了所模仿生物的外在影子，還會(huì)讓設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品擁有一種特殊意象或者象征，這是仿生的高級(jí)階段，對(duì)設(shè)計(jì)者的要求也很高，要求設(shè)計(jì)師不只擁有超凡的設(shè)計(jì)能力，而且還有多方面的知識(shí)及豐富的想象力。如此，設(shè)計(jì)師才能察覺(jué)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與所模仿的事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。例如：前面所提的奧運(yùn)會(huì)“鳥(niǎo)巢”與水立方，兩者結(jié)合充分體現(xiàn)出了“天圓地方”的中國(guó)傳統(tǒng)文化理念。再有，文藝復(fù)興時(shí)期，人體造像經(jīng)常成為建筑的裝飾，線(xiàn)條剛直的多立克柱往往象征男性，而相對(duì)柔美的愛(ài)奧尼柱則代表女子，兩種柱經(jīng)常出現(xiàn)于同一建筑中意味著陰陽(yáng)平衡，天地合一，這些建筑修飾不僅僅使人聯(lián)想起男女的形象，也代表了男性女性的性格特點(diǎn)，蘊(yùn)含了特別的含義。
（二）功能仿生。功能仿生就是設(shè)計(jì)者利用生物的某種功能或者特性來(lái)制造工業(yè)產(chǎn)品。這需要科學(xué)家與設(shè)計(jì)師兩者共同的努力。科學(xué)家要充分發(fā)揮自己特長(zhǎng)，認(rèn)準(zhǔn)自己職能，將各生物的功能結(jié)構(gòu)分析透徹、包括自然有機(jī)體的“形”、“色”、“音”、“動(dòng)”和特征規(guī)律，認(rèn)真研究總結(jié)成系統(tǒng)的理論，然后設(shè)計(jì)者通過(guò)掌握這些理論、結(jié)合市場(chǎng)需要來(lái)發(fā)明出實(shí)時(shí)的工業(yè)產(chǎn)品。當(dāng)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅要滿(mǎn)足質(zhì)量與人們的使用需求，還要與人的精神心理相匹配。例如：光感鬧鐘，這是利用不同色彩具有不同功能，對(duì)人們心理產(chǎn)生不同影響的原理制造的。普通的鬧鐘是利用高分貝急促的聲音叫醒人們，而此類(lèi)產(chǎn)品是模仿天亮?xí)r分的色彩變化，利用慢慢變亮的鵝黃色柔光使人們漸漸適應(yīng)周?chē)h(huán)境，從而逐漸蘇醒。設(shè)計(jì)師充分利用了視覺(jué)，制作出了符合人們生理要求適應(yīng)人的生活經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品。
（三）結(jié)構(gòu)與材料仿生。自然界生物除卻外形和功能可以用于仿生之外，很多事物的結(jié)構(gòu)也具有獨(dú)特的用處，令人驚嘆。例如前面所提到的蜂巢，除卻可用于運(yùn)輸包裝禽蛋之外，它的菱形結(jié)構(gòu)不僅可以形成內(nèi)部空間大的效果，并且蜂巢的材質(zhì)質(zhì)量輕，而且可以隔音。
隨著科技進(jìn)步，人們生活水平的提高，現(xiàn)代生活對(duì)科技進(jìn)步的要求也與日俱增，許多新的科技產(chǎn)品都需要新型材料――仿生材料就是新型材料類(lèi)型之一。自然界許多生物存在天然材料，明顯優(yōu)于人造材料。科學(xué)家及工業(yè)產(chǎn)品制造者可以通過(guò)研究生物的特點(diǎn)特征，可以制造現(xiàn)在市場(chǎng)需求的材料。例如：人工冷光就是利用螢火蟲(chóng)發(fā)光制造。還有一種自清潔玻璃，是利用荷葉表面多尺度結(jié)構(gòu)和表皮生物蠟的存在起到清潔的目的而制成。荷葉表面是由很多密集排列的突起組成，它們之間存在納米級(jí)的微小的空隙，而在此之上還存在更為細(xì)小的突起，形成雙重的結(jié)構(gòu)突起。水滴在荷葉上極易滾動(dòng)，與此同時(shí)帶走塵埃細(xì)菌，利用此材料制造超疏水性自清潔玻璃，在冬季，這種自清潔玻璃還有很好的防結(jié)冰作用。
二、仿生設(shè)計(jì)的發(fā)展前景
仿生設(shè)計(jì)具有交叉性、創(chuàng)新性與商業(yè)性相結(jié)合的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)的整體趨勢(shì)，仿生設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展前景具有三種特點(diǎn)：人文與技術(shù)相互融合，宏觀與微觀齊頭并進(jìn)，自然與人工和諧并存。
（一）人文與技術(shù)相互融合。現(xiàn)代仿生設(shè)計(jì)來(lái)源于仿生學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)，帶有兩種學(xué)科的特點(diǎn)，所以總體來(lái)講仿生作品可以分為兩種類(lèi)型：一種是偏向于技術(shù)層面、注重實(shí)用；另一種是偏于自然，注重人文。未來(lái)現(xiàn)代仿生設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)呈現(xiàn)適度技術(shù)、人文交叉的情景。例如：2015年設(shè)計(jì)師Pedro Sanin設(shè)計(jì)了一款沙漠溫情燈，利用了沙子流動(dòng)的特性，燈光是暖黃色的與細(xì)沙相映成輝，充分加入了人文元素，使人感到溫暖與安逸。另外，還有新型的松樹(shù)形、筍形的落地?zé)舻脑O(shè)計(jì)，這是一種形態(tài)仿生設(shè)計(jì)，松樹(shù)、筍形狀的設(shè)計(jì)預(yù)示著勃勃生機(jī)、節(jié)節(jié)高升，非常有人文特色（如圖1）。
圖1
（二）宏觀與微觀齊頭并進(jìn)。由于當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展，對(duì)仿生設(shè)計(jì)的需求越來(lái)越大，所以仿生設(shè)計(jì)不再局限于個(gè)別領(lǐng)域，而是在許多方面都有運(yùn)用，把這些仿生原理與建筑學(xué)、機(jī)器人學(xué)、文化、娛樂(lè)等領(lǐng)域相結(jié)合。還包括文化仿生、產(chǎn)品界面仿生等。宏觀與微觀應(yīng)用相結(jié)合，未來(lái)仿生設(shè)計(jì)會(huì)得到更廣更全面的發(fā)展。例如，我國(guó)發(fā)明了一種高智能的仿人機(jī)器人，通過(guò)預(yù)算行為軌跡實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人打乒乓球的突破。
（三）自然與人工和諧并存。現(xiàn)代設(shè)計(jì)的理念與思想重要的一點(diǎn)就是回歸自然，保護(hù)自然。注重自然與人的和諧相處，使人類(lèi)在物質(zhì)與精神上都能接近自然、回歸自然。例如：凱迪拉克Aera概念跑車(chē)設(shè)計(jì)的車(chē)門(mén)類(lèi)似翅膀。在汽車(chē)設(shè)計(jì)中除了形態(tài)仿生之外，還有色彩防生。有一種叢林色彩汽車(chē)，就是因?yàn)樵O(shè)計(jì)者觀察蝴蝶時(shí)發(fā)現(xiàn)變色蝴蝶，得到啟發(fā)，運(yùn)用特殊金屬材料加入涂料，所以，從不同角度看汽車(chē)會(huì)有不同色彩，充分表達(dá)了人類(lèi)向往自然、愛(ài)護(hù)自然的概念（如圖2）。
參考文獻(xiàn)：
[1] 陳天超，韓松蕓.工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].河南科技，2014（01）：11.
