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篇1

【關鍵詞】 生物力學; 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

交叉韌帶是膝關節穩定的主要結構，交叉韌帶重建術是治療交叉韌帶損傷的主要方法[1]。自1978年Neviaser等人應用凍干保存的同種異體肩袖移植修復大范圍的肩袖損傷，1981年Green等人將冷凍保存后的異體闊筋膜用于肌腱、韌帶損傷的修復相繼成功以來，人們開始了同種異體組織重建膝關節前交叉韌帶的臨床及基礎研究。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，國內外一些學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力，最大應變等有一定負面影響[2]，本文對國內外普遍采用的2.5Mrad“γ”射線照射消毒法對肌腱生物力學指標的影響進行全面探討。

1 材料與方法

1.1 實驗材料準備

由解放軍總醫院第一附屬醫院組織庫提供的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，沒有經過“γ”射線照射，B組為實驗組，經過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行生物力學檢測。

1.2 生物力學測試

將標本取出后室溫下融化1 h，生理鹽水紗布保濕。用WDW-3020電子萬能材料試驗機(清華大學航天航空學院工程力學系固體力學實驗室提供)做拉伸實驗。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，特別設計了專用夾具對肌腱進行夾持。使位于兩夾持端間實驗部分肌腱的長度均為30 mm，將肌腱夾持好，固定于試驗機上，調整拉力使其經過肌腱軸線。先行預處理，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，加載速度設為20 mm/min，試驗機自動記錄載荷-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兩組所有實驗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果的不準確，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 統計學處理

采用配對t檢驗，P

2 結果

對載荷-位移曲線進行修正，根據此曲線計算出生物力學各指標，載荷測量精確到0.001 N，位移精確到0.01 mm。數據用均數±標準差表示。具體結果如下。

2.1 結構力學特性

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

2.2 材料力學特性

研究肌腱在外力作用下所發生應變、應力和剛度等的變化及導致肌腱破壞的極限。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計學意義(t=2.53，P

3 討論

自體BPTP(骨-髕腱-骨)曾經被認為是ACL(前叉韌帶)重建的金標準，但不可避免諸多的并發癥，如股四頭肌、腘繩肌薄弱等，據報道手術后髕骨關節疼痛高達80%，而同種異體組織移植具有無供區癥狀，材料大小不受限，手術時間和費用少等優點[2]。 Poehling等[3]指出應用同種異體組織重建ACL后疼痛少并且術后1年內關節活動受限少，所以術者傾向于采用同種異體組織進行ACL重建。疾病傳播是目前應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如環氧乙烯薰蒸，“γ”射線照射等。經基礎實驗和臨床實踐后，目前國內外最普遍采用的是“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到兩方面的要求，一是必須達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度。目前國內外對2.5 Mrad“γ”射線照射消毒引起肌腱生物力學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行研究，進一步明確了2.5 Mrad“γ”射線照射對肌腱生物力學參數的影響。

有大量研究表明1.5 Mrad“γ”射線照射能破壞95%的細菌微生物，而使用3.0 Mrad“γ”射線照射就會引起組織較嚴重的破壞，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，一些學者認為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，但從作者的實驗數據可以看出2.5 Mrad“γ”射線照射后各生物力學參數明顯降低，肌腱強度下降顯著，各參數均具有統計學意義，其中參數剛度具有高度統計學意義，剛度是指生物材料對外力作用抗變形能力，肌腱剛度在ACL重建后膝關節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力分別減少30%和21%，本實驗2.5 Mrad“γ”射線照射后剛度和最大應力分別減少4.63%和15.12%，與對照組相比有統計學意義，所以肌腱強度降低的趨勢基本是一致的，并且從本組實驗中可進一步看出“γ”射線照射引起肌腱強度的降低具有劑量依賴性。Curran等研究指出2.0 Mrad“γ”射線照射組強度比非照射組強度減少20%[8]，Filder[9]研究認為2.0 Mrad“γ”射線照射后強度降低15%。有學者指出2.0 Mrad“γ”射線照射后肌腱的彈性模量和最大應力明顯下降，本研究中2.5 Mrad“γ”照射后彈性模量和最大應力分別減少9.60%和15.1%。肌腱彈性模量是衡量肌腱產生變形難易程度的指標，在ACL重建后希望肌腱有足夠的彈性模量以求重建的膝關節在承受外力時有足夠的穩定性，“γ”射線照射后彈性模量減小，所以必須遵循“以強代弱”的原則。本試驗材料的選擇不能確定供者的年齡使肌腱強度可能有所差異對試驗數據會有一定的影響，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驗結果的影響。有些學者認為吡啶喏林的含量與肌腱生物力學存在著線性關系，也就是說照射前后生物力學的變化可能是由于照射引起同種異體組織羥基脯氨酸、鉸鏈等生物化學成分改變引起的。

2.5 Mrad“γ”射線照射的同種異體組織強度的降低是否會增加臨床失敗率?在膝關節交叉韌帶重建研究中發現移植物在塑型改建過程中其強度有明顯下降的過程，所以必須按照“以強代弱”的原則來重建交叉韌帶，移植物強度在重建術中的作用已經得到明確[6]。Suggs等[5]通過計算機模擬研究ACL重建后發現：重建后關節早期退變與移植物剛度過大有關，剛度一致時，可以有效恢復膝關節的穩定性且不增加關節面的壓力。所以選擇結構力學一致的移植物重建ACL可以在恢復穩定性的基礎上對膝關節軟骨提供良好的保護作用。本研究發現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構力學，從而達到最好的重建效果需要基礎研究和臨床觀察的進一步探討。Bach[7]、孫磊[9]等均已經證實了應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現采用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，故不主張應用“γ”射線照射消毒的組織來重建ACL。“γ”射線照射的同種異體組織移植后超微結構的變化過程及臨床失敗率增加的具體機制還沒有深入的了解。

目前國內外普遍采用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驗后證實照射后各結構力學和材料力學參數降低明顯，這種強度的降低可能導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改變是否會導致臨床失敗率的增加和具體機制有待于進一步研究。

參考文獻

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篇2

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

【關鍵詞】生物力學；骨科；翻身；護理

骨科患者護理工作中，特別是脊柱及下肢骨折患者的護理，不但影響患者的壓瘡等并發癥的發生，同時翻身技巧不當易導致護理工作吃力、患者疼痛，引發醫患糾紛，并嚴重影響患者對護理工作的滿意度[1]。結合生物力學在護理工作中的應用針對骨科患者自主翻身困難患者的護理有著重要的臨床價值。本文總結分析了我院近年來在骨科患者翻身護理中應用生物力學的方法及效果，現報道如下。

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，關節損傷24人，嚴重軟組織損傷10人，多發骨折4人。保守治療24例，手術治療96例，住院時間14~59天，平均住院天數（21.2±5.4）天。隨機分為兩組，觀察組和對照組各60例，兩組在性別比、年齡、病因、住院時間差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2生物力學翻身方法：對照組采用傳統翻身護理，翻身中如遇困難可與另一名護理人員相協作翻身。觀察組給予利用生物力學方法的翻身護理，即翻身前先將病床升到護理人員髖關節的高度，便于操作省力，且避免病床過高導致的雙臂上提困難或者過低導致的腰部用力困難，協助病人平臥后，護理人員站立于病人轉向側，將病人遠側腿屈曲置放于近側的腿上，遠側手臂放于病人胸前，護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側肩部和髖部，前腿向后腿移，使自身的體重力作用于病人的翻轉。患者肩背部及骶尾部、膝下各放一小枕，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定狀態，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腿放平，然后患者近身邊手放平，擺正病人頭部，護理人員輕輕按動病人髖部和肩部，使頭、肩、臀在一直線上。根據患者的病情不同，墊枕的放置也不相同，要結合生物力學維持脊柱生理曲線及關節功能位來指導擺放患者，并在患者康復期給予生物力學的腰肌功能鍛煉。對于有壓瘡傾向患者可給予醫用噴氣氣墊，翻身后迅速給予身下環境清理，保持患者身下干爽。

1.3觀察指標：觀察兩組壓瘡發生幾率，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。護理滿意度評價：滿意：翻身技巧熟練度高，無痛或疼痛輕微，態度良好，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，態度良好，可保持維持狀態；翻身技巧熟練度差，有劇烈疼痛，態度尚可或稍差，無法長時間維持。翻身護理困難度：困難：兩人或兩人以上護理人員協助翻身，翻身中患者疼痛劇烈或明顯，需不斷休息；吃力：一名護理人員可完成翻身，但翻身中出現患者疼痛明顯，需休息后二次翻身；輕松：一名護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統計學方法：數據均用SPSS17.0統計分析軟件包進行處理。計量數據以±s表示， 采用t檢驗，計數數據采用χ2檢驗。且P

2結果

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

2.2滿意度情況：兩組患者疼痛情況及護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，傳統護理需要護理人員有較強的力量支持或兩人配合翻身，不但費時費力，一旦配合不好，則容易導致患者疼痛劇烈，甚至再發生發生骨折、脫位，導致醫患糾紛發生。而護理人員多為女性，其體力較難承擔傳統的硬性翻身護理方法，常須兩人配合完成，即便這樣依然感覺身心疲勞，這已成為考驗骨科護理人員體力與耐心的問題。近些年來對于生物力學應用于護理中的應用情況[3]可以看出，在患者翻身護理中擁有生物力能夠有效的減少護理人員的能量消耗，減少體力勞動付出，緩解了骨科護理人員的身心疲憊，提高護理工作的效率[4]。

生物力學中認為機體運動多為骨骼肌牽拉骨骼的杠桿原理，以關節為支點和樞軸[5,6]。骨科護理翻身中應用生物力學原理，既可以節省護理人員的力量輸出，又能簡單而又便捷的實現無痛翻身，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理人員雙臂的正常發力，翻身護理僅一人即可完成，大大減少了護理中的人力資源消耗[7]。翻身之后護理人員給予患者身下的污物及潮濕環境快速清除，長時間處于緊張狀態的肌肉也得到了休息，患者舒適度明顯增高，配合康復期生物力學的功能鍛煉，可以有效減少壓瘡等并發癥的發生[8]。

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

參考文獻

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篇3

網球是一項技術性很強的體育項目，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調配合，所以只有掌握科學的技術指導才能有效、高質的學好網球。正手擊球是最常用的網球基本技術，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備姿勢、后擺引拍、擊球以及隨揮四部分。本文將從生物力學的角度出發，通過運用生物力學的規律，根據人體協調鏈的原理對正手擊球過程中觸球環節的動作進行研究，希望能夠有效地幫助網球練習者分析錯誤動作產生的原因，從而提出科學的指導依據。

二、網球運動的生物力學原理

網球運動中所蘊含的生物力學原理主要包括平衡、慣性、作用力與反作用力、動量定理、彈性能和協調鏈等幾方面。

（一）平衡。平衡是指身體保持靜態（一種穩定狀態）或動態均衡的能力，可分為靜態平衡和動態平衡。網球的每一擊球都是在動態條件下完成的，所以它對動態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定，髖、軀干部分和肩部保持在一條直線對于保持動態平衡是至關重要的。

（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動狀態。網球場上的快速啟動、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。在網球運動中，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，從而獲得地面傳來的反作用力，這樣就能更好的完成技術動作。

（四）動量。動量是物體速度與質量的乘積，包括線動量和角動量兩種，網球絕大部分的技術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、肩部的轉動，從而獲得更大的動量，從而高質量的完成擊球。

（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生的，所以在擊球前的準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，所以擊球結束后的放松也很重要。

（六）協調鏈。網球的擊球過程中，高質量、優美的擊球動作是由大肌肉群和小肌肉群協調配合一起來完成的，不只是單單靠手臂的力量，還必須借助于全身的協調用力才能擊出理想的球。有效地利用身體的協調鏈，在克服慣性后達到的動態平衡中，充分利用反作用力、動量和彈性能，把握好擊球時機和節奏，從而打出一記高質量的回球。人體協調鏈是指“體節的作用就像由一個環或身體的一部分產生的力量轉換成一環套一環的鏈條系統”（格羅佩爾，1984）。通過屈膝蹬地、轉腰轉肩、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。人體協調鏈是擊出漂亮回球的基礎，它能使人體產生最大的爆發力、增強控球能力、延緩疲勞以及預防損傷。

三、觸球時錯誤動作的生物力學分析

網球正手擊球技術中，腿部、髖部、上體、頭肩和拍面五個主要環節的相互協調，構成了觸球時的關鍵因素，把握好這幾個技術環節就可以擊出漂亮的球。

（一）上體的動作技術分析

1.正確利用身體的各部分。根據生物力學、人體協調鏈原理，通過蹬地、轉腰轉肩、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，就是因為沒有使用全身的力量。另外一個是轉動慣量，其大小與轉動體所繞的轉軸有關。根據正手擊球動作的特點，在擊球的過程中髖部要與肩關節在一條直線上，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；最后是肘關節的角度，在擺動的啟動階段肢體不應過分伸展，肘關節角度保持在 120左右為宜，隨著肢體擺動的速度加快，肘關節角度逐漸減小到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，致使回球下網或出界，主要原因是握拍的手腕用力不當。擊球時手腕應鎖緊，便于發力的同時既可以保證爆發力全部傳到球體上，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。一種參考標準是在擊球前將一個網球夾與腋下，在擊球結束后網球落地。

（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定性，擊球漂亮的回球。同時也可以更為準確的測定球與身體的距離和位置，保證每次的擊球效果。

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

（三）髖部的動作技術

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

（四）腿部的動作技術

網球是一項全身的運動，在身體各個環節中，腿部又是最為重要的一個環節。很多網球愛好者在擊球過程中，不能打出較高質量的球，這都是因為他們在擊球的過程中，沒有將膝關節彎曲，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，所以告誡一些網球愛好者，在擊球的過程中要將自己的膝關節適度彎曲，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

許多網球朋友在擊球過程中，擊出的球不是過高就是下網，這是因為拍面沒有打開合理的角度。球飛的過高是因為拍面打開的大多，不能很好地包裹球；而球下網，是因為拍面打開的太前傾，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

綜上所述，本文從生物力學的角度對網球正手擊球的每個技術環節進行了較為全面的分析，只有科學的運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調鏈，即屈膝蹬地轉腰轉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：杭州師范大學體育與健康學院）

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篇4

關鍵詞：生理學基礎；解剖學基礎；生物化學基礎；生物力學基礎

力量素質是肌肉力量的綜合反應，無論是絕對力量還是相對力量，都離不開人體神經肌肉系統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踐中又稱為最大力量，最大力量的激發，是生理、解剖學、生物化學和生物力學共同作用的結果。

1.肌肉力量訓練的生理學基礎

肌肉力量是機體依靠肌肉收縮克服和對抗阻力來完成運動的能力。從生理學角度來看，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、結構和機能特征，主要特征見表1。對處于自然生長發育中的青少年來說，肌纖維類型所占的百分比處于動態的發展，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，而肌肉的生理橫斷面積由肌纖維的數量和大小決定。肌纖維數量的增加是指肌纖維在運動訓練中表現出的肌纖維分裂或生成現象，增加的是肌肉中的蛋白質，主要表現為肌凝蛋白的增加，其含量的增加可以使肌肉收縮的力量和速度得到提高；肌纖維的大小表現為肌纖維的增粗，當運動時，通過肌肉不斷收縮與放松，促使毛細血管增加，結締組織變厚，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的長度有關，肌肉收縮產生的張力大小很大程度上取決于活化的橫橋數目。肌肉收縮前初長度的增加可以通過運動訓練來達到。在訓練中通過增加用力距離來改進技術動作并積極發展身體各部位關節的柔韌性來增加肌肉收縮前的初長度，使粗肌絲和細肌絲處于最佳疊加狀態，使得肌凝蛋白絲和肌纖蛋白絲發生橫橋數目最多，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系，當肌肉做向心收縮的速度線性增加的時，肌肉力量表現出非線性下降，而肌肉做離心收縮的速度線性增加時，肌肉力量表現出相應的增加。

2.肌肉神經系統的解剖學基礎

肌肉力量并不完全由肌肉的性質決定，神經控制能力也起著很大的關系，神經肌肉系統的抑制機能及自生抑制可以有效的阻止肌肉力量超出骨骼和關聯組織的承受范圍，力量訓練反過來又可以減低或抵消機體的自生抑制機制以保證肌肉能夠產生更大的力量。而神經肌肉系統對肌肉力量的影響主要表現在牽張反射、腱梭、中樞神經系統的機能狀態和肌肉工作的協調能力四個方面。

力量訓練可使運動中樞產生強而集中的興奮過程，發放高頻率興奮沖動，募集更多的運動單位參與工作。運動單位的招募形式分為兩類，一是由激發頻率作為歸類向度，通過增加激活頻率，把多次牽拉疊加以產生較大的力量；另一種是由運動單位被激活的數量作為歸類向度，募集的運動單位越多，則產生的力量越大。當動員的運動單位數量不變時，中樞神經系統發出的神經沖動越高，肌肉收縮力量越大。因此，肌肉收縮的最佳效果是由神經沖動的合理頻率的提高，即運動興奮性提高，而引起調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的釋放，使力量增大的。因此，中樞神經系統的功能狀態可以直接影響肌肉的力量，并對力量素質的發展和發揮起著極為重要的作用。

3.肌肉力量訓練的生物化學基礎

ATP是一種存在于細胞內（胞漿和核漿內）、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能形式，提供肌肉收縮的能量而產生人體動作。ATP在人體中的貯量極其有限，遠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； （2）糖酵解系統 （3）有氧系統。見圖1

5.小結

生理學是肌肉量訓練的微觀理論基礎，可以較深層次的認識肌肉的內部構造、類型和特點；肌肉神經系統的解剖學將應激反射性原理引入肌肉力量訓練，解釋了肌肉運動的神經機制原理；生物化學的能量學理論基礎結合能量低些的特點解釋了肌肉在不同強度下共作的機理；生物力學則將數學和物理學的知識引入肌肉力量訓練中，便于數學化、精確化、科學化的解析肌肉動作技術，探尋最合理、最有效的動作方法。

參考文獻

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[2] 徐振海，胡德平.兒童少年的解剖生理特點與體育運動[J].杭州教育學院學報，1996（2）：35-41.

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[4] 秦素榮.試論兒童少年的生長發育規律與體育運動[J].山西師范大學體育學院學報，1995（2）：91-94.

篇5

【關鍵詞】 跟骨骨折；跟骨解剖；骨板加壓栓；傳統AO接骨板；骨板固定；生物力學

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%， 大多數的骨折屬于關節內骨折， 就目前的統計來看， 致殘率達到18%以上[1]。但是， 隨著醫學技術的發展， 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的AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學進行對比研究后發現， 跟骨解剖接骨板加壓螺栓固定跟骨骨折的方式比傳統AO接骨板的生物力學性能好， 顯示出了傳統AO接骨板對于固定跟骨骨折的穩定性以及牢固性， 對于骨折來說， 不僅要使跟骨關節面解剖復位以及恢復跟骨的形狀， 還要對跟骨做好固定， 保證其恢復的有效性[2]。為了更好的對跟骨解剖接骨板加壓螺栓與傳統AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學進行對比研究， 現選取20例患者作為分析對象， 詳細報告如下。

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例車禍受傷患者以及8例血管損傷患者， 年齡在20～50歲之間， 平均年齡為35歲， 這些患者經過檢查無其他并發癥存在。

1. 2 方法 選用跟骨解剖接骨板以及加壓螺栓內固定系統和生物力學試驗機對患者進行跟骨的解剖， 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節囊的完整性， 接著可以將跟骨解剖接骨板放置于跟骨的外側面， 然后將接骨板調整至合適的位置， 然后用專業的電鉆從跟骨外側壁跟骨的丘部經后關節面下方斜向內上方向載距突方向進行鉆孔， 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的位置， 固定好后， 對跟骨骨折的詳細情況做分析。同時， 對選取的患者要進行生物力學測試， 并記錄傳統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荷數據和最終位移等進行對比分析， 可以采用SPPS13.0統計學軟件對實驗的數據進行t檢驗。

2 結果

通過對跟骨解剖接骨板加壓螺栓與傳統AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學對比研究發現， 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荷方面存在較大差異， 具有統計學意義， 兩組間的最終位移無明顯差異。

隨著醫學水平的發展， 人們對跟骨關節內骨折的關注度也越來越高， 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務之急。雖然現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AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學對比研究發現， 現在對于跟骨骨折的固定中， 應用最為廣泛的手術就是在跟骨外側置入一塊AO接骨板及相應的松質骨螺釘。

近年來， 隨著科學技術的發展， 人們對于跟骨關節內骨折采用微創小切口、間接復位以及跟骨解剖接骨板加壓螺栓內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AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學對比研究發現， 傳統的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壁的摩擦力、螺釘與接骨板的力學交鎖、松質骨螺釘的螺紋和骨質的力學交鎖， 相比較傳統的AO接骨板固定跟骨骨折的生物力學辦法具有以下幾個特點：跟骨解剖加壓螺栓增加了鋼板和骨質之間的壓力， 從而增大了摩擦力， 使得內側加壓螺帽基底部周徑加大了， 緊跟在跟骨內側壁， 使得跟骨寬度的恢復得到了較好的保證， 同時， 它還增大了固定系統的接觸面積， 提高了摩擦力度， 增加了跟骨骨折固定的穩定性[3]。

參考文獻

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

篇6

當前，很多地區已經開始實施新課程，但在初中物理教學中還存在著“重講解、輕實驗”，“重結論、輕過程”，“重知識、輕方法”的錯誤傾向。有些教師甚至經常在黑板上畫實驗，讓學生在本子上練實驗。而如今實施的新課程，目的是要提高全體學生的科學素質，注重科學探究的過程和方法，故對學生實驗能力的要求提高了。如果再不重視實驗教學，將無法適應現在的教學。因此，要想培養學生的能力，提高物理教學質量，我們物理教師必須重視每一個實驗。

一、重視演示實驗，培養學生規范的實驗操作技能

初中學生學習物理時首先接觸到的實驗就是演示實驗。整個中學物理教材中貫穿著各種各樣的演示實驗。這些實驗大多數準備方便，操作簡單，而現象非常明顯，具有很強的示范性，學生也很感興趣。因此，教師要上好物理課，提高物理教學質量，一定要重視演示實驗的開展，爭取做好每一個演示實驗。而且學生的實驗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生獨立操作時的依據，對學生有耳濡目染的作用。因此我們必須從實驗方法的設計、器材的選擇、操作的順序、觀察的方法、結論的歸納等方面精心備課，并在課前反復演練，力求操作演示規范、熟練。例如，在演示用溫度計測量溫水的溫度時應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（視線與溫度計內液面齊平）。這些操作要準確無誤，這對培養學生的實驗操作技能，具有十分重要的意義。如果教師在演示實驗時馬馬虎虎，錯誤百出，不注意規范操作，那么，一來要求學生注意規范操作就沒有說服力，二來學生看在眼里記在心里，即使他記住了規范操作的要求，到具體操作時也不一定會做到。所以，我認為，教師在重視演示實驗的同時，還應該注意提高自身的實驗素養，做學生的好榜樣。

二、重視探究實驗，培養學生的探究能力

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

三、重視課外小實驗，培養學生的創新能力

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思想是意識和行為的先導，想要培養大學生的創新能力，教育者需要具備工匠精神，要將教育事業視為能精心雕琢的工藝品，以打磨工藝品的態度去更新教學理念，進而打破傳統教育教學的束縛，營造良好的教學環境。1.多措并舉開展教學。為了最大限度地提升大學物理的教學水平和教學效率，大學教師必須轉變傳統的教學觀念，在教學過程中以學生為教學主體，完成相關基礎理論知識教學和實驗教學，加強與學生之間的溝通交流。這樣能在塑造良好師生關系的同時，更好地了解學生的實際學習情況，從而有目的地對教學方案、教學模式進行優化和調整。此外，大學教師還要改進傳統的死記硬背、機械訓練的教學模式，摒棄填鴨式的教學模式，充分利用多媒體教學設備和各種豐富的教學資源進行教學。在教學過程中，還要積極鼓勵學生參與到物理問題討論和物理實驗中，巧妙地引導每一個學生進行獨立思考，潛移默化地培養學生的創新意識和創新能力。2.營造良好教學環境。在良好的環境中進行教學，能取得事半功倍的教學效果。因此，大學物理教師必須根據實際教學內容，有目的地為大學生營造良好的教學環境，最大限度地提升大學物理教學的效率和質量。例如，在進行牛頓定律教學時，大學教師可以利用多媒體設備和課件，向學生展示牛頓在物理方面的卓越貢獻和牛頓的生平軼事，通過具有較強動感的錄像和色彩鮮明的圖片，搭配相應的解說獨白和悅耳的音樂背景，為學生營造輕松活躍的學習氛圍。通過該方法，不僅能有效拓展大學生的視野和知識領域，同時還能使大學生更快地進入物理學習狀態，從而提升教學效果。

二、通過精心設計問題全面培養大學生的創新意識

學起于思，思源于疑。思考問題有益于激發學生的創新思維，對全面培養大學生的創新意識亦能發揮出積極的作用。1.設置創新性的問題。在大學物理教學過程中，大學教師可以結合教材內容設計一系列具有創新性的問題。通過對這些問題進行分析和探討，能有效提升學生的創新意識和創新能力。在物理教學過程中全面培養大學生的創新能力和創新精神并非一蹴而就的，因此，大學教師必須對學生的學習情況進行一定的分析和研究。然后，根據現階段的學習情況設置一系列的開放性問題，并在學生學習不斷深入的同時，調整問題的難度。在設置開放性問題時，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生的思維，需要引導學生從多方面、不同角度思考問題。這樣，學生能通過討論分析和資料查詢得出不同的策略，進而學習到不同的知識。此外，教師還要保證問題的結論開放，即針對同一個問題，可以有各種不同的知識結構組合答案。教師在設置問題時，還需要從學生感興趣的方面入手，盡量選擇學生熟悉的問題，還需要注意問題的難度，提出學生現階段的知識水平能夠解決的問題。2.鼓勵學生提問。教師應在課堂上鼓勵學生積極提問，對學生提出的問題給予客觀公正的評價，并引導學生采用正確的方法解決問題。教師在培養學生提出問題的能力的同時，還需要在教學過程中巧妙地運用教學方法和教學手段，培養學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物理教學中的每一個環節，進而有效滲透大學物理問題教學，從而達到全面培養大學生創新意識的目的。另外，在學生掌握了一定的提出問題的方法和技巧之后，教師還應巧妙地設置疑問，引導學生主動對問題進行思考和分析。在學生解決問題的過程中，教師可以給予一定的協助和正確的引導，使學生能利用開放性思維和創新型思維解決各種問題。

三、通過改革教學方法全面培養大學生的創新能力

1.有效運用模擬法。大學物理教師可以充分利用模擬法來進行物理教學，在教學過程中，引導學生積極地發現和探索重點知識、難點知識的形成過程。教師還要引導學生在探索和尋求答案的過程中，有效掌握問題的關鍵所在和各方面的解決要素。通過對一些抽象化、復雜化的概念進行模擬之后，學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，進而取得好的教學效果。教師還要有目的地對重要規律和重要概念進行模擬，然后引導學生分析相關物理資料，在其掌握了相關的規律和重要概念后，再引導學生以科學發現的思路來思考問題，并結合規律和概念提出的時代背景，進一步分析和思考科學家是在什么情況下、什么環節、用了什么方法進行思考的。2.有效運用假說法。在學生掌握了一定的物理基礎知識理論和實驗操作技能之后，教師需要組織學生進行創新強化訓練，這樣才能不斷提升學生的創新能力和創新實力。在這個過程中，教師可以充分地利用假說法來進行創新訓練。第一，對一定的客觀事實和科學理論進行分析，在此基礎上推測某些規律和未知世界的某些現象，并假定地提出相關命題和說明。第二，教師引導學生運用大量知識理論和實踐來驗證這些命題和說明，從而得出這些命題和說明是否準確、科學。例如，在對光的本性進行講解的過程中，教師就可以引導學生分析牛頓所提出的光的本性理論，引導學生分析高速微粒流和光的類比，使學生得出光具有反射、直線傳播、空間運動等特點，高速微粒流也具有反射、直線傳播、空間運動等特點。由此，學生就可以得出光有可能就是高速微粒流的假設。通過相關研究和分析，學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，從而根據實驗中的某些現象和理論來進行一系列創新。通過利用假說法來進行大學物理教學，不僅能有效激發學生的物理學習興趣和創造性思維，同時還能賦予學生想象的翅膀，使學生真正地放開思維進行思考。這種方法具有假定性和科學性，通過展開一系列相關訓練，能夠有效地達到全面培養大學生創新思維和創新能力的目的。

四、結語

在未來的發展過程中，創新能力是決定國家或者企業在市場競爭中占據有利地位的重要競爭因素，這就意味著，社會和市場對創新型人才的需求將不斷增加。在該背景下，大學物理教學就必須要采取一系列有效的方法，全面培養大學生的創新能力。在結合社會發展和市場對人才需求的基礎上，有目的地對大學物理教學進行一系列的優化創新，充分利用各方面的教學資料，有效激發大學生對物理學習和物理實驗的興趣。從大學生感興趣的方面入手，對傳統教學模式和教學方法進行一系列改進，使之能更好地培養大學生的綜合能力和創新思維。

作者:潘琳 單位:銅仁職業技術學院

參考文獻：

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[4]李震.探究物理教學中培養學生創新能力的有效途徑[J].學周刊,2016(16):162-163.

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一、觀察

在學習物理之前，學生在生活和學習中已經有了觀察的經驗和訓練，物理課應該使他們掌握得更好一些，應該重視培養學生觀察物理現象的興趣。很多孩子是懷著深切的期望開始學物理的，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。能及時給學生滿意的解答，會有利于保持和發展學生的觀察興趣。學生的觀察興趣，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定的，只滿足于表面了解。物理課應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，更重要的是引導學生懂得觀察是人類研究客觀世界規律的一種基本方法，再在觀察中注意分析、比較，尋找各有關因素之間的聯系。總之，應該培養學生成為樂于觀察、善于觀察的有心人，防止形成漫不經心、視而不見的粗率作風。

二、實驗

“實驗”是人們根據研究的目的，利用儀器、設備，人為地控制或模擬自然現象，排除干擾，突出主要因素，在有利的條件下研究自然規律。“實驗”在物理學的發展和物理教學中的基礎作用，無需贅述。在科學研究中，實驗的每一步都離不開理論的指導（雖然從總體來看，實驗是理論的基礎），在中學的學生實驗中也應該注意引導學生手腦并用，把實驗跟理論緊密結合起來。這不只要求學生明確實驗目的和結果跟所學理論的關系，懂得實驗設計所論據的物理原理，而且實驗過程中的每一項操作都應該聯系已有知識考慮應該怎樣做，而不是不動腦子機械地照書上寫的去做，或者盲目地去試。

三、抽象和理想化

中學物理要學習力、質量、功、能……等概念。一切科學概念都是抽象的成果。所以物理課有條件讓學生在學習這些物理概念的過程中，領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，是科學抽象的一種形式。在中學物理中可以使學生認識的理想化方法，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；另一種是理想實驗。由于這些理想化方法在物理教學中經常用到，所以有必要使學生認識它們的本質、必要性和局限性。

四、類比、假說、模型

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但是，隨著課程改革的深入，由于硬件條件的限制、教師水平的良莠不齊，在探究教學中如何組織學生進行有意義的探究成了如今的瓶頸問題，有些教師生怕學生活躍起來，“節外生枝”而完不成教學進度，生怕知識與基本技能水平的下降，于是隨著時間的推移，為了“保險”起見，就走到了習慣的老路上來。這樣一來，課程改革就有可能無法繼續深入或有名無實。為真正意義地引導學生進行科學探究，“體驗生成式”物理教學模式是一種大膽的嘗試。

一、“體驗生成式”物理教學模式研究的背景與意義

新課程理念倡導“課程要通過參與者的行為和相互作用而形成”“教學應該考慮知識的不確定性，鼓勵個性化的、富有創造性的學習，而不是把知識及共同學習作為預定目標”“課堂教學不只是一種特殊的認識過程，而且是人生中的一種很重要的經歷，它必須是真實的，體現學生主體地位的”“探究教學應該讓學生像科學家研究問題一樣進行”的觀點。綜合這些教學新思維、新理念，我們提出的“體驗生成式”物理教學模式是指教師在課堂中預設、再現物理情境，讓學生充分體驗，循著學生思維的起伏、情感的波瀾及時引導、調整教學，讓學生動態自主生成知識的一種教學方法。在這種教學方法中，一方面，通過課堂的預設與再現，突出教學是有目的、有計劃的育人活動；另一方面，通過學生體驗與動態的生成，促使教師在教學過程中關注變化著的人的整個生命，使探究教學真正體現以人為本、以學生為主體。

二、“體驗生成式”物理教學模式研究的理論依據

1.多元智能理論。多元智能理論認為，每個人至少有語言、數理邏輯、音樂、身體運動、空間、人際關系和自我認識七種智能，這些智能之間既是相互滲透的，又是相對獨立的。教育的任務在于開發學生的潛能，使他們得到滿意的發展。突出多元化、強調差異性、重視實踐性、注重開發性是該理論的主要特征，可以說多元智能理論為課堂教學模式的建立提供了一種全新的理論視角。

2.建構主義學習理論。建構主義學習理論提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習。也就是說，既強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的指導作用，教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學生是信息加工的主體、是意義的主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸的對象。體驗生成式課堂教學模式的建立正是強調學生在學習過程中要主動去學習、探索，通過主動的學習培養各種能力，教師僅起指導作用，而不是主體地位作用。通過教師的引導，培養創新意識。

3.認知主義學習理論。認知主義學習理論認為學習過程就是一個對信息的接受和使用的信息加工過程，即學習者對來自環境刺激的信息進行內在的認知加工的過程，學習是主體與環境相互作用的結果；強調學習過程中是一個主動地接受信息和創造性的思維過程，強調學生知識表征的方式的重要性，一種良好的認知結構比獲得零散知識更重要。這種理論關注的是學生如何以認知模式選擇和處理信息并做出適當的反應，偏重信息的選擇、記憶和操作以解決問題，重視個人的知識過程，因此在學習方法上，主張指導學習，主張給學生以最充分的指導，使學習沿著仔細規定的學習程序進行。這些思想影響著課堂教學模式的構建。

4.人本主義學習理論。人本主義學習理論認為學習是個人潛能的充分發展，是人格的發展，是自我的發展，學習的實質在于意義學習。這種意義學習，不僅是指理解記憶的學習，而是指學習者所做出的一種自主、自覺的學習，要求學習者能夠在相當大的范圍內自行選擇學習材料，自己安排適合于自己的學習情境。這種意義學習包含了價值、情緒的色彩，涉及到的是整個的人而不是單純認知成份的參與，而且這種學習以個體的積極參與和投入為特征，是一種自發、自覺的學習，是從自我實現的傾向中產生的一種學習，學習者可以自由地去實現自己的潛能，求得更充分的發展。這對于“體驗生成式”課堂教學模式中，學生人格的充分發揮、意義學習環境的創設、良好師生關系的建立等都具有極好的啟示。

三、“體驗生成式”物理教學模式研究的構思與假設

后現代思想是主導當代各國課程改革的基本教育思想之一，它崇尚混沌與確定、崇尚過程、崇尚非階段性的情感和體驗的價值，試圖使教育、教學、課程的內涵變得更加豐富，使學生感受、體驗豐富而復雜的過程和經歷。“體驗生成式”物理教學模式運用這種后現代的課程與教學觀，確立“教學是動態自主生成的”“課程是學生體驗生成”的構思，提出用真實的、變化的、動態的觀點看待課堂教學。

根據以上的這些假設，我們把“體驗生成式”物理教學模式初步構思如下：

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1實驗目的

本研究旨在通過運用案例教學方法(實驗班)與非案例教學方法(對照班)所產生的學習效果的比較，來探討在生物學教學中實施案例教學法的價值，為生物學教材的編寫和教學方法的改革提供依據。

2實驗對象

樣本來自浙江省奉化中學高二年級水平接近的兩個理科實驗班(一個實驗班和一個對照班)和水平接近的高二普通側理班二個班(一個實驗班和一個對照班)的學生。

3實驗內容

人民教育出版社出版(經全國中小學教材審定委員會2004年初審通過)的普通高中課程實驗教科書教材第一冊(必修1)中的第五章，即“能量的供應和利用”。

4具體方法

本實驗采用準實驗法，即采用對照實驗的方法，水平接近的兩個理科實驗班(一個實驗班和一個對照班)和水平接近的高二普通側理班二個班(一個實驗班和一個對照班)，分別由同一教師執教，實驗班采用已編制的教學案例進行教學，運用案例教學方法(即案例引入分析案例案例討論案例拓展概括總結)，對照班以常規的生物學教學方法(談話法、講授法、驗證實驗法等)進行教學。學習效果檢驗根據美國耶格在衣阿華大學設置的STS課程模式研究中，提出的五個評價指標(即科學概念、過程技能、科學知識應用、創造性和情感態度)，并編制成測試題和評分標準，采用一套測試題(前四個領域各20分)來檢驗實驗班與對照班的學習效果，并對結果進行差異性檢驗，情感態度領域采用一套調查問卷并進行統計分析。

4.1生物學概念領域

此部分包括傳統生物學課程中的大部分內容，如事實、概念、信息、原理、定理、理論等。該領域主要包括兩個層次，即識記和理解，主要考查學生對生物學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生物學過程領域

教師應該強調用探究過程式教學方法尋求答案而不是直接把答案告訴學生，這些探究過程式的教學方法主要有：觀察，分類，歸類，量化，測量，交流，推理，預測，控制和識別變量，解釋數據，形成假設，界定，實驗等。這就要求教師從學生的興趣、生活環境和社會環境出發，在一種更寬闊的背景中引導學生去體驗、探究科學的興趣。此領域主要考查學生對生物學知識的理解和分析綜合能力。

【例2】為了認識酶作用的特性，以20％過氧化氫溶液為反應底物的一組實驗結果如表1所示。通過分析實驗結果，能夠得出相應的結論。在下列有關結論的描述中，從表1中得不到實驗依據的一項是(

)

A.從催化反應條件看，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.從催化反應效率看，酶有高效性

4.3生物學知識的應用領域

此部分包括將所學的生物學知識及各種抽象概念應用于新的具體情景中；能解釋新問題新現象或解釋日常生活中和生產上的生物現象；運用科學的方法解決周圍的問題；對自己的身體狀況、營養攝入及生活方式作出科學的決策；融生物科學于其他學科中去解決問題；對當地、地區、國家甚至對國際事務提出建議等。

【例3】某生物學興趣小組進行了“加酶洗衣粉最適溫度的測定”實驗。表2中記錄的是不同溫度條件下除去各種污漬所需時間，請依據表中數據作答。

(1)使用加酶洗衣粉洗滌衣物時最好將水溫調到__________左右，因為在此溫度左右__________，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，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。對此現象的合理解釋是：__________

4.4　創造性領域

創造性領域包括想象、設計模型；預測可能的結果；用新的觀點考察生物體及其生命現象；改進實驗方法和步驟；創新思維；鑒別；發散等。其中創造性思維和創造性想象是人們創造活動的兩個重要因素。這個領域主要考查學生生物學知識學習中的創造性思維和創造性想象能力。

4.5態度領域

態度領域包括積極地看待生物科學及其發展；學生學習興趣和自信心的培養；關心他人，關心社會，關心國家利益，關心地球的生存條件，關心生態平衡，并作出一定的科學決策等。

通過科學量表測定和學科考試研究學生的素質提高情況，即生物學案例教學對學生科學概念、過程技能、科學知識應用、創造性和態度領域等領域的影響。

5　實驗結果和分析

(1)通過案例教學，實驗班學生在生物學概念領域與對照班無明顯差異(表3)。