第一篇：劍橋大學生物醫學科研管理探討

劍橋大學生物醫學科研管理探討

陳琦

黎潤紅

基金項目：國家留學基金（CSC NO.201406015022）；國家社科基金項目“青蒿素研發中的管理模式與科研評價研究”（12BGL114）

作者單位：100191 北京，北京大學醫學人文研究院 通信作者：黎潤紅，Email:lirunhong@bjmu.edu.cn

【摘要】 中國科學家因在特殊年代研發的青蒿素而獲得諾貝爾獎，引發了對我國新時代生物醫學科研管理策略的探討。科學研究已進入大科學時代，對傳統的科研管理模式提出了挑戰。劍橋大學的生物醫學成果顯著，其科研管理體系較為完善，本文在介紹其科研管理經驗的基礎上，結合我國現狀提出了相關建議。

【關鍵詞】劍橋大學；生物醫學；科研管理

Management of Biomedical Research at the University of Cambridge: Implications for China CHEN Qi, LI Runhong.Peking University Institute for Medical Humanities, Beijing 100191, P.R.China Corresponding author: Li Runhong, Email: lirunhong@bjmu.edu.cn 【Abstract】In China, the winning of the Nobel Prize in Physiology or Medicine by the Chinese scientist TU Youyou for artemisinin that was discovered during the 1970s triggered a discussion about developing a biomedical research management strategy in the new era.Traditional management has faced many challenges in the era of Big Science.The University of Cambridge has attained remarkable achievements in biomedical research and has an effective management system.By referencing observations from Cambridge, and considering the research climate in China, this article proposes strategies for advancing research management in Chinese universities.【Key Words】University of Cambridge;Biomedicine;Research Management

良好的科研管理要根據新時期的科研特點進行調整，促進優秀科研成果的涌現。國務院辦公廳《關于優化學術環境的指導意見》指出，要“著力構建符合學術發展規律的科研管理”。[1]在科學史上，早期的自然科學研究主要是個人業余愛好，可憑借個人能力獨立進行。19世紀始，科學研究呈現出職業化和結構化的特征。20 世紀以來，學科既高度分化又相互滲透，科研活動日趨全球化，進入了大科學時代。大科學是相對小科學而言，指科研難度大，即高度分化又高度綜合的大規模科研活動[2]。雖然小科學研究仍將廣泛存在，但大科學研究的趨勢已很明顯。現代生物醫學研究也已突破學科界限，朝著整體化、綜合化、多元化方向[3]發展。人類基因組計劃的完成，標志著生物醫學研究由“小科學時代”邁入“大科學時代”。

大科學時代對傳統的科研管理模式提出了挑戰。2015年，屠呦呦因青蒿素研究榮獲諾貝爾生理學或醫學獎，青蒿素的研發是中國科學界集體大協作的結果，這其中離不開特殊年代科研管理體系的支持。在全球化時代，我們除了總結本土經驗外，也要放眼世界尋求先進的管理策略。英國劍橋大學（簡稱劍橋）在生物醫學科研領域取得了令人矚目的成就，其管理經驗值得學習。劍橋大學的科研概況

劍橋曾經產生過一批極具影響力的科學家、思想家或醫學家，如培根、牛頓、達爾文，以及提出了血液循環的哈維等等。20世紀以來，獲諾貝爾獎（簡稱諾獎）數量成為衡量大學學術聲譽的重要指標之一。截止到2016年，劍橋共產生過95位諾獎得主，其中生理學或醫學獎26位，是造就諾獎得主最多的大學。[4]首位獲得諾貝爾醫學獎提名的華裔學者伍連德亦畢業于該校。在人類基因組計劃中，中國承擔了其中1%的測序工作，劍橋的桑格研究所（Sanger Institute）則承擔了近1/3，為承擔任務最多的單個機構。在大科學時代，劍橋仍能取得如此多的科學成就，除了擁有優秀人才和悠久的學術傳統外，其科研管理策略也至關重要。劍橋大學的生物醫學科研管理

2.1 促進跨學科交流合作

一個相互合作的科學家群體可以揚長避短，造成智力的“疊加”或“重組”，產生相互促進成長的作用力，形成“科學家智力集團效應”。[5] 為了充分發揮協作優勢，劍橋采取了多種措施以促進交流合作，使跨學科合作常態化。比如科研策略辦公室創建了戰略研究創意網絡（Strategic Research Initiatives and Networks）。[6]其主要目的是整合劍橋現有研究力量，優化科技資源配置，應對大規模的多學科研究挑戰；提高對國內國際研究、政策及經費配置的影響力；加強內部跨學科研究合作；為大型經費申請、招聘及國際研究合作提供平臺。[7]與生物醫學相關的包括跨學科跨地域的大數據研究、癌癥合作研究、心血管疾病研究、傳染病研究、神經科學研究等。[7]劍橋網絡（Cambridge Network）有限公司，給學術及商業精英提供各種交流機會，既有輕松的早餐會，又有工作坊、講座等，在思想碰撞的同時建立合作伙伴關系。[8]

劍橋極力創造自由交流的環境和氛圍，在圖書館、學院系所、實驗室、醫院等工作學習場所都設有休息區。這些區域往往成為輕松的非正式會議場所，可以享用茶水點心，瀏覽各類信息，暢談交流，很多研究思想就是這樣激發出來的。

2.2 完善的科研服務支持系統

研究項目從申請到開展，是一個復雜的系統工程，很多環節會耗散科研人員有限的精力。劍橋設有專門部門和平臺提供專業支持。比如研究運籌辦公室（Research Operations Office）幫助了解項目及合同的程序和要求，從經費計算、項目申請流程、利益沖突到風險評估等方面提供咨詢指導。[9]科研信息網絡提供科研各階段工具和資源，幫助尋找潛在的合作者、資助等。[10]科研一旦開展，就會產生大量數據。劍橋科研數據管理網絡提供數據管理方面的支持，從數據創建到維護、分享，甚至細到文件夾命名，都有詳細指導，同時搭建了數據、軟件等信息分享平臺。[11]其他部門諸如社會科學研究方法中心、圖書館、人事部門、項目發展部等也會提供專業幫助，開展科研培訓、工作坊及面對面指導。全面細致的服務，節約了科研人員的時間和精力，提高了科研效率，還可幫助年輕學者快速入門，促進人才培養和梯隊建設。

2.3 多渠道的科研經費來源

良好的科研條件是取得科學成果的重要前提，無論是人才培養、學科建設、平臺搭建，還是實驗設備，都需要科研經費的支持。因而，爭取充足的科研經費已成為現代大學面臨的重要任務。

劍橋的生物醫學科研經費來自多渠道，既有政府部門資助，如醫學研究理事會(Medical Research Council，MRC)，也有各類慈善機構、基金會、企業伙伴等，如惠康基金會(Wellcome Trust)。劍橋專門設置了科研策略辦公室（Research Strategy Office），制定并執行戰略方針，以幫助學校獲得更多資助。[12]還建有科研基金數據庫，提供關于各學科的國內外基金資助[13]信息。在全球化背景下，重大資助越來越關注大科學研究。劍橋科研政策委員會（Research Policy Committee）建立專項執行基金為項目提供前期支持，以助其在全球競爭中脫穎而出。[14]

2.4 獨特的精英管理模式

有了充足的科研經費，還需有效發揮科研人員的智力優勢。這方面，劍橋的分子生物學實驗室（Laboratory of Molecular Biology，LMB）成績卓越，堪稱精英管理模式的經典。[15]

LMB脫胎于著名的物理研究機構卡文迪許實驗室。1947年，該實驗室獲得醫學研究理事會（MRC）的支持，成立了“分子生物學研究小組”。MRC支持扎扎實實做有長期深遠或重大意義的研究，充分信任研究人員，把幫助他們完成研究作為首要職責。研究人員不受填寫申請表、工作進度等煩瑣文件的干擾，也不用擔心論文發表，可將全部精力集中于研究。在開拓階段，除了微弱的增進醫學發展的希望外，小組幾乎拿不出任何東西來證明工作的價值，但是MRC從不催促成果。1962年，MRC進一步資助建立了分子生物學實驗室（LMB），英國女王親往揭牌。同年，實驗室有4人獲諾獎，其中沃森（J.Watson）和克里克（F.Crick）因提出DNA雙螺旋結構模型同獲醫學獎，佩魯茨(M.Perutz)和肯德魯（J.Kendrew）因確定血紅蛋白和肌球蛋白的分子結構同獲化學獎。這也奠定了LMB在科學領域的國際聲望。

LMB創始人佩魯茨認為實驗室的成就要歸功于MRC的開明政策。佩魯茨、克里克、肯德魯及兩度獲得諾貝爾化學獎的桑格（F.Sanger）組成了實驗室管理委員會。委員會從不直接干預實驗室工作，而是確保研究人員去完成研究，并努力吸引有天分的年輕人加入。委員會很少召開會議，僅當有重大決定時才召開。這一管理機制運行平穩，從而使委員們也有時間專心從事自己的研究。

[16][16]

截止到2015年，LMB共有14位研究人員獲過諾獎，進修人員后來也有11位獲諾獎，LMB也因此被稱為“諾貝爾獎工廠”。[17]

2.5 良好的科研成果轉化服務——“劍橋現象”

劍橋允許教員業余兼職研究，將科研成果向應用開發轉移，實現產業化。依托大學的科研實力，劍橋及周邊地區形成了歐洲最有影響力的高新技術產業集群，產生了產學研高度結合、科研成果高效轉化的“劍橋現象”（the Cambridge Phenomenon）[18]。

為促進科研成果轉化，劍橋建立了一套行之有效的體系，包括利益分配機制、創業教育、創業服務及與產業界互動機制等，降低了成果轉化的“門檻”和風險。設立了推進科研成果轉化的機構，如劍橋企業有限公司（Cambridge Enterprise Limited）在技術授權和科技創業方面提供服務。[19]知識轉移促進網絡（Knowledge Transfer Facilitators）促進與潛在企業伙伴的交流及溝通。[20]這些服務培育了劍橋良好的創新創業氛圍，激勵了科研人員對應用性研究的熱情，從各院系衍生出了許多高技術公司。[21] 在教研領域，劍橋同產業界也保持著廣泛聯系，如聯合授課、培養學生、咨詢服務，學生實習兼職，設立產業資助的科研崗位等。[22]

在生物醫學園區還有幫助進行轉化醫學研究的專門機構。如劍橋大學醫學聯盟下設轉化研究辦公室，幫助將生物醫學研究成果轉化為可實際應用的健康技術，如新療法、儀器、診斷方法等。[23]劍橋大學醫院國家醫療服務基金信托（Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust）負責審查涉及人體的生物醫學研究，并給予全面的專業支持。[24]非營利組織東部醫療企業有限公司（Health Enterprise East Limited）提供知識產權服務，對于那些有益于改善健康或節省開支的創新，即使缺乏商業價值，也會被評估并推廣。[25]

2.6 臨床與科研

在英國，大部分臨床醫生無需進行科研工作。根據與科研的關系，醫生可分為三類。第一類是提供基礎醫療服務的全科醫生，是醫生的主體，無需做科研。第二類是國民保健服務（National Health Service，NHS）醫院的醫生，主要工作是臨床但保持科研興趣，也稱研究活躍型醫生（research-active doctors）。第三類是少數臨床科研型醫生（clinical research physicians），主要工作是科研。全英醫學總會（General Medical Council，GMC）規定所有醫生每5年都要接受醫學評估進行再認證，不通過會喪失行醫資格。[26][27]評估主要強調臨床水平和與同事、患者之間的關系。對科研醫生，GMC從法律法規、倫理等方面制定了規范，如有違背也將危及行醫資格。[28]由于沒有論文壓力，加之科研造假懲罰嚴重，一定程度上阻止了低水平論文或論文造假現象的發生。

盡管從事科研的醫生比例不大，但劍橋仍然在臨床醫學研究領域處于世界領先地位。在劍橋生物醫學園區，已形成生物醫學集群。劍橋醫學研究所、阿登布魯克臨床研究中心、英國癌癥研究所、劍橋大學醫學聯盟、生物制藥公司全球研發中心、英國精準醫療彈射中心（Precision Medicine Catapult）網絡項目總部等紛紛在園區建立。[29][30] [29]在物理空間拓展的同時，各機構間的合作也在延伸。英國定期會系統評估全國高校科研水平——科研卓越框架（Research Excellence Framework），從科研產出、影響力及學術環境等方面衡量大學的科研實力，并以此作為下撥經費的重要依據。評估結果分4個等級，最高等級（四星級）代表該研究達到了世界領先水平。在最近的2014年度評估中，劍橋的臨床醫學研究有58%達到四星級，高居首位。[31]這得益于臨床醫生、科學家、生物公司之間的廣泛合作。對我國生物醫學科研管理的建議

相較于青蒿素的研發年代，我國的生物醫學科研條件已大為改善，科研水平也在逐步提升，如能有更完善的科研管理體系，將有助于科研的更大發展。面對全球衛生和大科學時代的挑戰，結合劍橋大學的管理經驗和我國的實際情況，提出以下建議。

我國傳統的科研管理體系往往很重視管理職能，卻忽視了服務功能，而后者正是劍橋科研管理體系的核心特點。在大科學時代，生物醫學科研是一個系統工程，要想深入挖掘科研人員的潛力，使其專心研究，離不開完善的支持體系。因此，在科研管理中應樹立服務觀念，為科研人員在研究各階段提供全面專業的服務支持。在科研基金、學術工具、大數據管理方面，都需要搭建數據庫平臺，及時更新國內外信息，為研究提供方便。在成果轉化方面，由技術轉化辦公室、轉化醫學研究中心等機構提供技術評估、法律顧問、商業運作等多方面的專業支持，充分實現技術價值。

我國綜合性大學擁有教學院系、科研中心、醫學院和附屬醫院，與劍橋大學類似。如能很好地整合這些研究力量，將能極大地促進生物醫學研究。這一方面需要搭建科研合作平臺，促進多領域的跨學科合作研究。另一方面，需要創造促進自由交流的環境，營造鼓勵分享、創新的氛圍。劍橋分子生物學實驗室的精英管理模式比較特殊，研究人員得到充分信任，無需操心經費和論文，只管專心研究。這種模式不適用于短期考評，但是從長遠來看可能取得引領世界的重大成果，可供有實力的研究機構借鑒。

臨床與科研有相互促進作用，劍橋經驗顯示生物醫學研究成果的取得并不在于從事科研的醫生數量，關鍵是整合學科優勢促進臨床與科研的合作。我國醫生職稱評聘制度主要以課題、論文為導向，臨床醫生付出大量精力應付科研，雖然論文數量可觀，但也催生了學術造假、論文代寫等學術不端現象。衛計委、人社部在2015年11月出臺了《關于進一步改革完善基層衛生專業技術人員職稱評審工作的指導意見》，指出對基層醫療人員評審不再對論文、科研要求做硬性規定。[32]這打破了以往單一的以科研為導向的評價制度，是遵循醫療規律和基層醫療工作實際的舉措。接下來，可以借鑒他國較成熟的做法，進一步將醫生分為臨床型和科研型，根據不同醫療機構的實際情況決定臨床與科研的比重。除了基層醫生外，臨床型醫生考核也以臨床業務水平為主，對于科研型醫生則需保證其科研條件和時間。同時，加強臨床與科研人員之間的聯系合作，促進轉化醫學的發展。[33]

在我國重視科學發展的良好環境下，完善生物醫學科研管理策略，將有利于調動科研人員的積極性，促進生物醫學科研在大科學時代的發展。

致謝

感謝劍橋醫學院滕忠照及Elizabeth Fistein老師對本文的啟發，感謝中科院科技政策與管理科學研究所樊春良研究員、北大醫學人文研究院張大慶教授及口腔醫學院科研處單艷華的指導。

參考文獻

[1] 國務院辦公廳.國務院辦公廳關于優化學術環境的指導意見[EB/OL].[2016-01-13].http://.[2] 孫華.論大科學時代的大學科研圖景[J].高教探索, 2010(1):19-23.[3] 周來新.轉化醫學科研組織模式構建的研究[D].第三軍醫大學, 2012:45.[4] University of

Cambridge.Nobel

Prize

Winners[EB/OL].[2016-10-08].http://.[33] 夏青, 郭超, 沈如群.科研管理促進轉化醫學的發展[J].中華醫學科研管理雜志, 2011,24(1):2-4, 7.

第二篇：常用生物醫學材料

常用生物醫學材料

南華大學

電氣學院

20104320135

李闖

摘要： 醫用硅橡膠(silicone rubber)是美容外科中應用較廣的生物材料(組織代用品).它是高分子有機化合物聚硅酮的一種橡膠樣固體形態,又稱二甲基硅氧烷。隨著生物醫學和材料的發展,各種人工制備的生物材料植入骨內替代骨移植,臨床應用效果好.這些人工合成或提取的植入材料生物相容性好,對骨形成具有明顯的誘導作用,被泛稱為人工骨(artificial bone)。人工骨與醫用硅橡膠同為如今最常用的兩類生物醫學材料。

關鍵字：人工骨，植入，移植，相容性，人工制備，醫用硅橡膠，美容，整容

一：醫用硅橡膠

1·生物相容性：由于其結構對稱性,分子主鏈呈螺旋狀，使硅氧單鍵的極性相互抵消,且側鏈的R一般都是低極性或非極性基團,所以整個大分子極性很低,使硅橡膠表現出疏水性、耐氧化以及抗老化性。

此外,主鏈中Si2O鍵和側鏈中的C2Si鍵的極性都近似于離子鍵,在正常使用溫度(250°C以下)不發生裂解、氧化等反應,故又具有優異的耐熱性,可用作醫療器械、人造臟器和藥物緩釋體系,對人體有良好的生物相容性。2·生物功能性：是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所要求的物理和化學性質：（1）可檢查、診斷疾病;（2）可輔助治療疾病;（3）可滿足臟器對維持或延長生命功能的性能要求;（4）可改變藥物吸收途徑,控制藥物釋放速度，滿足疾病治療要求。

3、無毒性

4、耐生物老化

5、物理和力學穩定性

6、易加工成型,材料易得,價格適當,便于消毒滅菌

7、在生產、加工過程中防止引入對人體有害的物質

應用

1·作為人造器官

硅橡膠模擬制品可長期埋置于人體內，作為人體內某個部分不可缺少的元件。包括腦人工肺、視網膜植入物、人工腦膜、人工手指、手掌關節、人造鼓膜、人工心臟瓣膜附件、人工肌腱以及用于消化系統和腹外科制品的各種導管等。

2·在整容和修復方面的應用（1）人工顱骨的修復:（2）尼龍、聚酯纖維等增強后作人造皮膚;（3）提高視力的隱性眼鏡;（4）)修補前額、鼻、勃頸等;（5）治療外耳的缺損;

（6）現在爭議一直很大的人工乳房

3·在醫療器械上的應用

硅橡膠可作為導管短期置入人體的某個部位,作為搶救和治療的重要輔助材料和手段，如為肝功能不全、燒傷等病人進行補液用的靜插管, 還可用于胎兒吸引器的吸頭,醫用電極板基質,生物傳感器的包裝材料等 4·在藥物緩釋體系的應用

硅橡膠可作為藥物緩釋體系的載體，如包封藥物膠囊，包封的藥物包括抗生素,鎮靜劑,安眠藥,抗癌藥,麻醉劑等.硅橡膠還可作為消泡劑治療某些疾病，如用于搶救急性肺水腫,可迅速疏通呼吸道,改善缺氧狀況,減少或避免因泡沫阻塞氣流通過而窒息的死亡。

醫用硅橡膠的副作用：

(1)由于其分子結構的低極性造成的疏水性,使其仍對人體有一定的異物反應,今后的發展要求是對其表面進行改性,提高其親水性。

(2)抗張力強度不夠，易破裂和撕裂,要解決其機械強度低的性質，就要對其采用物理和化學方法改性。

(3)對皮下避孕埋植系統而言,以硅橡膠為載體的長效皮下埋植劑在放置有效期滿后必須取出,增加了使用者的痛苦和花費,這樣就引發了可生物降解埋植劑的研究。

二：人工骨

人工骨是指用人工材料制造的人骨替代品或者骨折固定材料。人工骨材料主要有高分子合成材料如聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯等、無機材料如磷酸三鈣、羥基磷灰石、氧化鋁生物陶瓷等。

1·由于人骨的各種生物學特性，故對人工骨的要求也很苛刻，具體對人工骨的性能要求如下：

由于對活骨化學、生物特性的不斷了解, 人們更有能力設計和開發出模仿這些特性的材料, 理想的骨移植替代材料應當具有成骨性、生物相容性、可吸收降解、可提供結構支撐、臨床使用方便、價格低廉。根據其具體用途, 一些特性要比其它的特點更重要。骨移植物和其替代物可依據其骨傳導、骨誘導和成骨特性分類(見表1)。同種異體骨移植物與自體骨移植物的特性比較(見表2)。復合材料移植物是具有骨傳導性的基質與骨誘導和成骨活性物質的組合, 有可能替代自體骨。

人工骨容易商品化獲得, 使用方便, 但目前單一的人工骨多為骨傳導材料或復合骨誘導因子材料, 其機械性能較差, 難以起到機械支撐作用, 尚不能用于修復重建大段骨缺損和關節缺損, 僅用于填充植骨或脊柱融合。一些人工骨制備成注射劑型, 能夠采用非手術或微創的方法提高骨修復效果, 方法操作簡單、創傷輕微, 對血運和關節肌肉功能干擾小。避免了局部血供的進一步破壞, 大大減少了感染和手術并發癥的發生可能, 而且恢復快, 符合現今微創外科的趨勢。在此僅介紹兩種最常用人工骨臨床應用及相關問題。

1·醫用硫酸鈣

Osteoset是一種醫用硫酸鈣骨移植替代物,(于1996年6月通過美國食品與藥品委員會論證, 并在同年獲得歐洲CE商標, 此后已在成千例病人中使用, 并且證明是安全有效的。Osteoset顆粒有兩種型號, 小顆粒在小的骨缺損中使用較為理想, 直徑分別為4.8mm和3.0mm, 顆粒分別重100mg和30mg。為了方便使用, 各種尺寸顆粒均用小瓶包裝, ?射線滅菌。Osteoset2T內含4 %的妥布霉素, 妥布霉素亦稱妥布拉霉素(To2bramycin), 為氨基糖甙類抗生素, 抗菌譜與慶大霉素相似。主要用于各種革蘭氏陰性桿菌感染(綠膿桿菌、變形桿菌、克雷氏菌、沙門氏菌、葡萄球菌包括金黃色葡萄球菌), 對綠膿桿菌較慶大霉素約強2～3倍, 比多粘菌素B也較強, 對慶大霉素耐藥的綠膿桿菌也常敏感, 對其它革蘭氏陰性菌的作用則低于慶大霉素, 對金葡菌的作用約與慶大霉素相等。適用于感染性骨缺損, 引起腎毒反應者較慶大霉素為低。

2· 自固化磷酸鈣水泥

自固化磷酸鈣水泥(Calcium Phosphate Cement , CPC)是Brown和Chow于20世紀80年代早期研制出來的快速凝固型、非陶瓷型羥基磷灰石(HAP)類人工骨材料, 由數種磷酸鈣粉末和固化液兩部分在使用時按比例調和而成。調和物呈膏體狀, 能根據填充部位的要求隨意塑形, 在體內條件下發生固化反應, 約4h后自然轉變成含微孔的HA晶體。在固化過程中基本不放熱, 不會造成組織灼傷。一般ACPC固化的抗壓強度為30～50MPa , 它與反應物中的添加成分或制備方法等因素無關。上世紀90年代中期國內研制成功了自固化磷酸鈣水泥(CPC)人工骨材料, 并進行了商品化開發, 商品名瑞邦骨泰。其劑型分為普通型骨泰、載藥型骨泰和注射型骨泰。

參考文獻 1· 中國矯形外科雜志

2004年12月第12卷第23、24期

2·史文紅、趙成如.醫用硅橡膠及其制品[J ].中國醫療器械信息，2009,15（11）3·溫變英.生物醫用高分子材料及其應用[J ].化工新型材料,2001 ,29(9):41 4·醫用高分子材料—硅橡膠

5·貢長生、張克立.新型功能材料[M].北京:化學工業出版社,2001.

第三篇：生物醫學材料

鈦及鈦合金在生物醫學上的應用及研究進展

摘 要:簡單介紹了鈦及鈦合金和其作為生物醫學材料的優點,簡述了鈦及鈦合金的物理性能、化學性能，同時闡明了其生物相容性原理。綜述了國內外生物醫學鈦合金材料的應用和研究進展。

關鍵詞: 醫用鈦合金；生物醫學材料；生物相容性；應用和發展 引言

金屬材料是最早用于臨床的生物醫學材料,可用于傳統的人體硬組織缺損、創傷、骨科、牙科疾病等的各種修復,矯形及內、外固定治療等。從20世紀中葉以來,以鈦合金為主的生物醫學金屬材料開始在人體硬組織植入，特別是在人體軟組織的介入治療方面顯示出獨特而神奇的療效。極大地促進醫用了鈦合金材料在外科植入物和矯形器械產品中的應用和推廣。近年來鈦及其合金以其與骨相近似的彈性模量、良好的生物相容性及在生物環境下優良的抗腐蝕性在臨床上得到了越來越廣泛的應用。而具有典型代表性的醫療器械產品的問世,無疑是醫學領域的一個里程碑,具有劃時代的意義

[2，3]

[1]。

2鈦及鈦合金作為生物材料的優點

2.1鈦及其合金的物理性能

純鈦有4個牌號，還有20余種合金，為臨床選擇使用提供了余地，鈦熔點1668士4℃，沸點3553℃，具有α、β倆種同素異形體，882℃轉變時伴隨5 ％的相變體膨脹。導熱系數0.036cal/cm.s.k，接近牙釉質導熱系數0.002cal/cm.s.k，作為口腔修復體時可保護牙髓。鈦的強度比不銹鋼高，且有較高韌性和抗疲勞能力，即使在有裂紋和缺陷時也需要用極高的載荷才能使其斷裂。合金化雖然可以提高其強度，但降低其斷裂韌度(Klc)2.2鈦及其合金的化學性能

鈦在空氣中或氧化條件下其表面生成一層鈍化膜(主要由TiO2、Ti3O2=TiO組 成)，溫度升高，時間延長使鈍化速度增大，膜厚度增加，而且該鈍化膜有自修復功能。通過生化試驗，動物實驗和臨床觀察均證明鈦對于血液、體液等有極好 的耐腐蝕性能[4，8]

[4-7]

[4]。

。2.3生物相容性

普通金屬材料力學性能優良、易加工，但組成與人體組織成分相距甚遠，因而很難與生物組織親合，一般不具有生物活性。作為生物醫學材料的鈦及鈦合金滿足了2個基本條件：①無毒性；②耐生理體液腐蝕。

鈦及鈦合金的缺點是硬度較低，耐磨性差。如果將鈦制品表面進行高溫離子氮化處理，純鈦及鈦合金硬度分別提高 7倍和 2倍，氮化后鈦材的年腐蝕率僅 為非氮化的三分之一。動物實驗結果表明，生物組織對表面滲氮處理鈦材反應輕微且無毒性。[9]3鈦及其合金在生物醫學領域的應用

近年來，鈦及其合金以整形外科、牙科及各種醫療器械為中心，在醫學領域得到空前的快速發展。3.1人體矯形

鈦合金彈性模量比不銹鋼更接近于人體骨骼，因此鈦合金肘關節、踩關節等被廣泛用于人體矯形手術中。每年世界上大約有1億病人由于臂關節和膝關節 炎癥而進行替換治療。鈦制膝蓋板比用不銹鋼膝蓋板輕許多且腐蝕問題得到了 改善。德國在20世紀80年代開發了鈦合金精鑄假肢，推動了鈦功能假肢的發展，從此，鈦合金精鑄假肢在各國很快得到了推廣應用。目前，鈦制假肢正在逐漸取代鋼制假肢[10]。

3.2介入性治療

介入性治療是近幾年來得到快速發展的一種先進的非手術臨床診療技術。該技術通常是在X射線圖像監視下，幾利用穿刺插管技術將特制導管、支架等沿血管或體內其它管腔輸送到體內病變處，就地治療

[11]

。過去支架通常以316L不銹鋼制成，但這種支架的縱向柔韌性不太令人滿意，而鈦鎳形狀記憶合金支架具有偏置式力學效應和形狀記憶效應，目前正被廣泛研究并投人臨床湘瓜合金制成的血管支架，不僅與316L不銹鋼有相當的強度，而且具有良好的冷加土成形性、更適合人體要求的縱向柔順性3.3牙科

從鈦合金植入人體那一刻起 ,牙齒種植用金屬材料就發生了一系列的改變。

[12]

。鈦與人體骨骼上皮組織、結締組織都具有良好的親和性，力學性能也可與其它各種類型牙科用合金相媲美，且密度小，制成的義齒體感舒適義齒通過表面處理，還可滿足人們對義齒美觀的要求。3.4循環系統醫療器械

鈦通常被用在制作心率調節器和除顫器，它可以作為載體工具替代心臟本身某些功能，如心臟瓣膜。美國活性金屬公司提供了一種鈦材，用以制造主動脈瓣膜，外科醫生把這種心臟瓣膜放在適當位置而不必進行縫合。在心臟起搏器中，密封的鈦盒能有效防止潮氣滲入密封的電子元器件

[14]

[13]

。不僅如此，鈦

。人工肺關鍵部位使用的微孔鈦片作為氣體擴散元件將氧氣擴散到體外循環的病人血液中，將靜脈血變成動脈血。3.5 面部治療

當人體面部組織遭到嚴重破壞時，局部組織修復需要用外科植入件進行。鈦合金具有良好生物相容性和所需強度，因此，是人體面部組織修復的理想材料。純鈦網作為骨頭托架已用于顆骨再造手術3.6手術器械

鈦醫療器械具有良好的抗腐蝕能力，反復的清洗、消毒表面質量不受影響；無磁性，能夠排除對微小、敏感植入電子器械的破壞威脅；質輕、用來替代不銹鋼重量大為減輕，使醫生操作過程中更加靈活，降低醫生的疲勞程度。因此，目前已用來制作手術刀片、止血鉗、剪刀、電動骨鉆、鑷子等。

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第四篇：生物醫學材料

如何發展廣東省的生物醫學材料

[摘要]廣東省發展生物醫學材料從“確立重點開發產品；構建生物醫學材料產業的新技術體系；加強對外合作與交流；充分利用資本市場解決資金不足的問題”4方面進行培育。同時開展相關研究使我省生物材料的研究水平有較大提高。

[關鍵詞]廣東省；生物醫學材料 ；發展；納米生物材料領域；組織工程和再生醫學材料領域；材料的制備方法學和質量控制體系研究

(department of chemistry , foshanuniversity , student ID :2009234110)Abstract: Guangdong Province the development of biomedical materials from the established focus on developing products;build a new technical system of biomedical materials industry;strengthen international cooperation and exchanges;take full advantage of the capital market to solve the problem of insufficient funds “four aspects of nurturing.Related studies of biological materials in the province level has improved greatly.Key words:guang dong province;Biomedical Materials;developing;The field of nano-bio materials;Tissue engineering and regenerative medicine materials in the field;Preparation of methodological materials and quality control system

生物醫學材料是指一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產生不良影響的材料。隨著我國經濟的持續增長，中國生物醫學材料領域這片“熱土”引起國際上一些主要研究機構和越來越多的世界500強企業的關注，日本和韓國的生物醫學材料領域近年來也呈現出強勁增長態勢。有人預言，未來10年，生物材料將步入“亞洲世紀”。生物醫學材料的發展歷程世紀初, 第一次世界大戰以前所使用的材料為第一代生物醫學材料。代表材料有石膏金 屬、橡膠以及棉花等物品。這一代的材料大都已被現代醫學所淘汰。第二代生物醫學材料的發展是建立在醫學、材料科學(尤其是高分子材料學)、生物化學、物理學以及大型物理測試技術發展的基礎上的, 研究人員也多由材料學家和醫生來擔任。代表材料有經基磷灰石、磷酸三鈣、聚經基乙酸、聚甲基丙烯酸輕乙基醋、膠原、多膚、纖維蛋白等。這類材料與第一代生物醫學材料一樣, 其研究思路仍舊是從改善材料本身的力學性能和生化性能, 使其在生理環境下能夠長期地替代生物組織。第三代生物醫學材料川是一類具有促進人體自身修復和再生作用的生物醫學復合材料。它是在生物體內各種細胞組織、生長因子、生長抑素及生長機制的結構和性能的基礎上建立的叫, 由具有生理“ 活性” 的組元及控制載體的“ 非活性” 組元構成, 有較理想的修復再生效果。它通過材料之間的復合、材料與活細胞的融合、活體組織和人工材料的雜交等手段, 賦予材料特異的靶向修復、治療和促進作用, 從而使病變組織大部分甚至全部由健康的再生組織取代。骨形態發生蛋白材料是第三代生物醫學材料中的代表。

我國生物醫學材料的發展前景

我國自上個世紀70年代開始進行生物醫學材料的研究，國家“九五”、“十五”、“十一五”等各類科技計劃和產業發展規劃都對生物醫學材料研究給予了支持。我國《生物產業發展“十一五”規劃》明確提出：加快發展生物醫學材料、生物人工器官、臨床診斷治療設備，建設若干國家工程中心和工程實驗室，加強自主創新，在一批關鍵技術或部件上實現重點突破，實現產業化。《促進生物產業加快發展的若干政策》明確提出，加快發展生物醫學材料、組織工程和人工器官、臨床診斷治療康復設備。

但是，國內大約70%的生物醫學材料市場仍然被國外產品占據，在更高端的生物醫學材料產品領域，國外產品甚至占據95%以上的市場份額。如果要要發展廣東的生物醫學材料，要改變這種狀況在很大程度上取決于我省在生物醫學材料核心關鍵技術領域的突破，除產品創新外，應特別關注材料制造技術。

國內生物醫學材料與國外同類產品相比, 存在4 個突出的問題:1.仿制品多, 缺乏自主知識產權;2.銷售價格低, 但檔次和質量也低;3.企業生產規模普遍偏小, 難以形成規模效應;4 研發投入少, 產品技術含量較低。與此同時, 外商的大批涌人, 不僅帶來了大量具有競爭力的產品, 同時還展開專利權、商標權等知識產權方面的競爭。

2000 年底國內公司在我國注冊生產的生物醫學材料及制品只有53 種,而國際醫療器械生產公司在我國注冊生產、銷售的品種多達30 多種。因此, 建議從以下幾個4個方面培育，發展廣東省的生物醫學材料。

.確立重點開發產品

復合材料作為硬組織修復材料的主體, 有效地解決了材料的強度、韌性及生物相容性的問題, 是生物醫學材料新品種開發的重點, 在臨床上得到了廣泛的應用哪〕。目前研究較多的是合金、碳纖維、無機材料(生物陶瓷、生物活性玻璃)、高分子材料的復合以及血液凈化劑的開發。這些生物醫學材料應該作為廣東省今后重點開發的產品。構建生物醫學材料產業的新技術體系

生物醫學材料產業的新技術體系必須以生物醫學材料企業為技術創新的主體, 充分發揮科研院所、大專院校的帶頭作用, 實行產、學、研結合, 成立學科齊全、隊伍精干、人才結構合理的生物醫學材料科研隊伍, 開發有自主知識產權的生物醫學高新技術產品。加強對外合作與交流

加強對外合作與交流必須積極參加國際間的技術交流與合作, 學習國外先進的技術和管理經驗, 及時掌握生物醫學材料技術在國際上的發展狀況和趨勢, 積極引進、消化和吸收國外的先進技術,強化“ 產品國際化” 的意識, 在新產品開發上要緊緊跟隨甚至超越國際潮流, 增強我國生物醫學材料產品的競爭力, 縮小與發達國家之間的差距。充分利用資本市場解決資金不足的問題與我國大多數高新技術產業類似, 生物醫學材

料產業也面臨著發展資金不足的問題。通常可采取下列措施解決: 充分利用股票市場幫助我國生物醫學材料企業籌集資金;o 鼓勵生物醫學材料企業發行企業債券;? 創造良好的市場氛圍, 吸引國外資本和民間資本進入生物技術領域;通過其他風險資本籌集資金。

期待突破

廣東省發展生物醫學材料首先應有所突破的是生物醫學材料先進制造技術領域。據相關專家表示，生物醫學材料制造技術的高低既制約著生物醫學材料的產品精度和質量，也控制著產品生產成本，決定了產品的競爭力。其次是生物醫學材料表面/界面科學與工程領域。生物醫學材料的表面性質直接關系到材料與體內組織的反應及其相互作用，決定著植入或替代產品在體內修復的成敗。對于復合生物醫學材料而言，界面既是核心問題，又是熱點前沿，界面特征決定著材料最終的整體力學性能。令人興奮的是，經過兩代生物材料工作者的努力，我國上海硅酸鹽研究所、四川大學、西安交通大學等在醫用金屬材料表面改性領域，尤其是在發展生物活性涂層技術方面已取得長足進步。其他課題組和團隊通過對各類復合生物材料的界面設計和構建，顯著提高了生物材料（尤其是無機—有機復合生物材料）的整體力學和生物學性能。此外，一些課題組在構建智能或仿生生物材料表界面方面也形成了自己的特色。

第三是納米生物材料領域。納米生物材料一直是生物醫學材料的前沿和重要領域，作為醫用植入和修復材料，其在力學及細胞生物學性能上具有優勢。預計在完成安全性評價后，納米生物材料將首先在硬組織修復材料領域獲得應用。這主要是因為人的骨組織本身就是納米結構的材料（由納米級羥基磷灰石和有機高分子物質構成）。而作為納米生物材料的另一個應用途徑，診斷檢測試劑正顯示出重要前景。第四是組織工程和再生醫學材料領域。組織工程和再生醫學的臨床應用離不開生物材料科學和技術的突破。目前組織工程領域面臨暫時的困境，這與科學問題有關，如種子細胞、生長因子及體外構建問題等；更與研究發展生物相容性好的細胞特異性材料及支架的先進制造技術密切相關。只有在上述領域取得整體突破，組織工程才有望在未來5～10年內造福大眾。

再者是組織誘導材料領域。組織誘導材料是我國科學家首先提出并擁有我國自主知識產權的生物材料，其廣泛應用和被國際接受有賴于相關機理的進一步闡明。

最后是醫學材料生物相容性評價和產品標準領域。隨著基于新原理的產品的不斷涌現、大眾對產品質量的深度關切，人們對材料生物相容性、安全性、有效性及時效性等的評價方法和產品標準提出了更高要求，并期待突破。

在產業化方面，生物醫學材料及其制品占世界市場的份額不足2%，主要依靠進口，產品技術結構和水平基本上處于初級階段。結合我國國情和學科發展趨勢，按照”有所為，有所不為，重點突破"的原則，我們建議，應在五個方面開展重點研究。

一是生物結構和生物功能的設計和構建原理研究。著重研究具有誘導組織再生的骨、軟骨及肌腱等基底材料和框架結構的設計及其仿生裝配；

二是表面/界面過程-材料與機體之間的相互作用機制研究。從細胞和分子水平深入研究材料與特定細胞、組織之間的表面/界面作用，揭示影響生物相容性的因素及本質。

三是生物導向性及生物活性物質的控釋機理研究。研究可自控或靶向釋放蛋白、基因等特異性生物活性物質的材料的設計以及生物導向性原理；用于組織細胞和基因治療的半滲透聚合物膜的設計、自裝配及特異性細胞密封技術。

四是生物降解/吸收的調控機制研究。研究生物降解/吸收材料的分子結構和生物環境對其降解的影響、降解/吸收速度的調控、降解/吸收及代謝機制，以及降解產物對機體的影響。其目標是為組織工程化人工器官生物材料及藥物控釋材料的自成、改性方法提供理論基礎，實現材料參與生命過程和構建生命組織的目的。

五是材料的制備方法學和質量控制體系研究。主要研究生物醫用材料及修復體的計算機輔助設計；

通過上述研究的開展，將使我省生物材料的研究水平有較大提高，為我國生物醫用材料科學及其產業的發展奠定堅實的基礎。

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第五篇：加強科研管理

加強科研管理 實施創造教育(課題總結)

加強科研管理 實施創造教育(課題總結)

丁克英

我校是95年才加入崇文區《全腦開發與學生創造能力的培養》實驗課題組的，雖然只有短短的一年時間，但由于領導重視，加強了對這一科研課題的管理力度，以課題研究為龍頭，以課堂教學為突破口，帶動了教師教學水平和學生學習能力，創造能力的全面提高，取得了明顯的效果。

一、加強對課題研究的管理和指導：

（一）領導帶頭，成立課題試驗組：

二十一世紀將是科學技術，世界經濟高速度發展的時代，國際，國內的各種況爭將會更加激烈。為了使我們的國力適應國際形勢的發展，處于不敗之地，就要轉變觀念，探索教育改革，培養出高素質的創造形人才。創造教育是較高層次的素質教育，是達到素質教育目標的有效途徑和方法。開展創造教育是實現“應試教育”向素質教育轉軌的重要舉措。創造教育是一項具有戰略意義的、高難度的課題，在學校實施素質教育中是一個創舉。

為了深化我校的教育改革，校長具有遠見地提出參加我區的“全腦開發與學生創造能力的培養”課題組，于是我們成立了以校長為首的科研領導小組，并召開了專門會議，研究和確定了一、四年級3個班為實驗班級，語文、數學、美術、音樂、體育、自然、地理、思想品德、社會等實驗科目，在這些實驗年級及科目中配備了得力的教師。95年7月由三位領導和十三位教師組成的專題實驗小組正式成立，并在假期中召開了第一次會議。

為使科研課題能夠順利地開展實驗，我校把這項研究納入學校的三年發展規劃，每學期工作計劃中。對于實驗小組的活動給予時間的保證，提供書藉和資料，每學期都要開展課題組的專題研究課活動。為了保存研究課和學生活動的音像資料，在資金十分緊張的情況下，我們購置了較高級的攝像機。每學期期末還要召開專門的經驗交流會，在專題研究和活動中有一定成績的老師，給以物質上的獎勵。領導的重視，時間和物質上的保證也大大地激勵了老師們搞好專題實驗的積極性。

（二）加強理論學習與培訓：

全腦開發與學生創造能力的培養是一項科研課題，對于我們來說也是一個嶄新的課題，校長和老師在過去的傳統教育中從未接觸過創造教育及腦科學的研究。創造學是一門新學科，而且是一門綜合性很強的學科，創造教育的思維方式和教學重點與傳統教學又有很大的差別。因此我們要想把這一課題的實驗搞好，首先要學習。

1、領導帶頭學習：

領導在一切工作中是起決策性的指揮系統。搞專題研究，領導首先要明確地認識到此項科研的重大意義，用創造教育的理論武裝自己的頭腦，解放思想，更新觀念。要想領導大家搞好專題研究，領導，特別是主抓此項專題實驗的領導，要帶領大家學習，要引導老師們學習。我們重點學習了《創造教育概論》，通讀了劉文明教授的《中小學生創造智慧超常增長訓練》。仔細地研究了我區的創造教育實驗方案，和老師們一起參加培訓，閱讀報紙、刊物了解國內外的有關創造教育的研究成果和經驗，并剪接下來，提供給老師們共同學習和參考。

2、組織教師學習：

首先我們組織教師參加我區分院的培訓，實驗方案人手一份，腦分工圖每人一張，書兩本，即《中小學生創造智慧超常增長訓練》，《中小學生怎樣開發創造智慧》。組織老師們集體學習《創造教育概論》。安排好時間，讓每個課題組的老師參加分院各學科的輔導，并鼓勵青年教師主動向分院課題組的老師們請教，每學期定期召開專題研究，使大家互相學習，共同促進和提高。在實踐中加強學習，參加兄弟學校的研討會、現場經驗交流會。把名人請進來學習，把劉文明老師請進來，聽劉老師的報告。組織全體老師觀看天津市創造教育的錄相。通過學習使我們對課題的研究有了初步的理解，明確了創造教育的原則，及實驗方法。

人腦分為左腦和右腦，左右腦兩半球有明確的分工。左腦是抽象思維中心，主管抽象思維、求同思維、線型思維，把握時間、記憶、語言、數字、計算、排列、分類、邏輯、分析、閱讀、書寫，體現為有序性。連續性、分析性。右腦是形象思維中心，主管形象思維、求異思維、面型思維，把握空間、直覺情感、態度、身體協調、視知覺、藝術、節奏、音樂、圖形、想象，體現為無序性。跳躍進，直覺性。在人類漫長發展的過程中，越來越重視左腦的開發和利用，忽視了右腦的潛能。現代科學研究使腦科學、生命科學、人類智慧學的研究進入了新的歷史時期，呼喚開發大腦潛能的右腦革命，使左右腦協調發展。全腦開發，培養創造型人才。人的創造才能除了有先天因素外，主要是在后天通過學習獲得的。影響創造才能的環境因素有家庭，學校和社會。學校教育比家庭教育有著更為重要的意義，學校作為專門的教育機構，對學生創造才能的影響，主要通過教師和教育思想和方法來實現的。因此，學校的教育思想方法、管理措施、校風、教師的教育態度和素質，都對學生的創造力的發展有重要影響。因此，擔負實驗課題的老師首先要使自己具有創造者的心理素質和修養，才能體味如何培養創造型學生，才能正確地評價和認識學生。

（三）制定課題實驗工作計劃：

“全腦開發與學生創造能力的培養”的科研課題，是我校教學改革的重要組成部分，要搞好科研專題的研究，就要以課堂教學為載體，有計劃，有目的實施。一年來我校按不同學期的不同教學內容，確定實驗目標。例如第一學期，一年級學生剛剛踏進學校大門，要進行常規的培養，所以把訓練的重點放在活動左肢，活化右腦。第二學期突出形象化教學，借助教具、學具，使學生動手、動腦、動口，在培養學生學習能力的同時培養創造思維能力，使兩種能力在學習的過程中同步增長。

詳細安排專題研究課活動。備課要求雙目標備課，即教學目標和專題實驗目標。課題組的老師都要參加聽課，評課，撰寫論文，每學期交流一次論文。每位老師要根據學校專題研究計劃，制定出個人實驗計劃，計劃要求具體詳細，切實可行。學校除去總的計劃外還有月安排，月檢查、月總結、周安排，因為計劃詳細，具體，所以一年來的專題研究能夠按計劃一一得到落實。

二、寓創造教育于課堂教學之中：

課堂教學是學校教學活動的主要形式，實施創造教育有多種途徑，但最基本途徑還是要立于課堂教學這一主渠道，只有教師真正掌握了創造教育的思想、方法，并融于各學科的課堂教學之中，創造教育的目的才能最終得以實現，因此我們把主陣地放在課堂教學上。同時因為專題的引入，老師們會從把握教學目標，確定教學內容，設計教學過程和安排教學方法上精心考慮，從而更有效地提高課堂教學效果，進一步促進了我校課堂教學特色的形成。

（一）轉變教育思想，更新教育觀念：

傳統的教育方法有許多不利于學生創造思維的發展，老師們要樹立正確的教育思想、教育觀念。教育要面向現代化，面向世界、面向未來。培養學生的創造意識和創造志向，發展學生的創造思維，教給學生從小學會創造的基礎知識和基本方法，開發學生的創造潛能，提高學生的素質，促進應試教育向素質教育轉軌。

（二）抓備課環節：

既然以課堂教學為主，就要充分挖掘教材中的創造教育因素，依據教材內容，確定明確的教學目標。適當的教學目標是上好每一節課的靈魂。實驗課題組的老師備課要認真思考，確立好教學雙目標，即：實驗目標和思想教育目標。實驗目標要開發學生的全腦，加強形象思維，直覺思維，創造思維及想象力的培養，激發和啟動學生創造意識和創造動機。結合教材，結合學生的年會特征，創設一些動手操作的機會，提高他們的操作能力。教師要創造性地備課，選擇恰當的教學方法，有利于激發學生的學習興趣，調動他們的積極性。通過學生動腦動口、動手，主動去獲取知識，多種方法的綜合運用，以順利完成教學目標。

（三）改進教法：

活動左肢，活化右腦。通過學習，老師們對左右腦的分工有了一些了解，大家開始注意有意地讓學生在課堂學習活動中多活動左手，以促進右腦活化。左手舉手，雙手打數，雙手學畫圖形，雙手敲打樂器，左右兩邊做游戲。特別是手指操，引起學生的極大興趣，孩子們的小手做起手操比老師可靈活多了。雙手的活動既活躍了課堂氣氛，也調動了學生學習的積極性。當馬芯蘭實驗教材課題組的老師們到我校聽課時，學生們靈活的雙手打數，運動式的手跑操，思維的流暢，洪亮流利的語言表達能力，吸引了聽課的老師，課題組的老師們都有耳目一新的感覺，對我校的課堂教學給予了很好的評價。

采用形象化的教學，促進學生創造性思維的形成。我們要求老師們在實驗年級上課，必須通過教學活動，有意地開發右腦的智力，注重發展形象思維，并使抽象思維和形象思維有機地結合，才能過到全面提高學生的智力的整體素質的目的。創造性思給離不開形象思維，只有發展形象思維的基礎上，使兩種思維以多種多樣，獨特而靈活的方式緊密結合，才能激發出巨大的創造力。所以我們把形象思維有意地滲透到各個學科，貫穿于教學的全過程，使課堂教學變得形象、生動、具體、活潑，使所學內容好懂、好記，從而有效地提高學生的思維品質和學習質量。

同時形象思維非常適合小學生的認知規律，教師就要把握形象思維和抽象思維的兩種結合和過渡。

例如一年級數學課上，每個學生一套小數位筒，通過學生對數位筒里的小棒擺一擺，捆一捆，數一數來理解數量之間的關系。在講兩位數減速一位數，32-8=？學生自己先用數位筒擺一擺，并且邊擺邊思考邊說，學生腦在動，手在動，嘴在動。然后請一個同學到前面來再擺給大家看，說給大家聽。算完以后老師接著提出3個問題：“個位2不夠減時，為什么就變成10-8了呢？”“個位筒里結果為什么是4而不是2呢？”“十位筒里原來3捆小棒怎么成了2捆小棒了呢？”當學生準確流利地回答出以上3個問題時，老師又提出不用數位筒你們能說一說

32-8=？是怎么想的嗎？老師在學生動手操作之后提出的3個問題，正好把學生形象思維和抽象思維中間架起了一座橋梁。

語文課上老師根據教材內容自己設計插圖，配合學習生字，插圖幫助理解課文。當學生看到會飛的三只白鶴時新奇極了，再配上樂曲有感情地朗讀課文，通過討論互相交流，很快就能很準確地總結出第三只白鶴為什么能夠很快找到魚。

思想品德課是說教課，如果不認真鉆研教材，精心設計教法，會上得很乏味。但我校的老師不怕辛苦，不斷地深入鉆研教材，反復設計教案，并多次請教分院老師，采取多種教學方法，使實驗班的思想品德課上得很有特色。特別是這學期的專題匯報課，采用電教手段投影、錄音，掛圖，運用啟發式，理論與實際相結合，行為矯正，明理導行，“自己的事情自己做，不會的事情學著做”。特別是青年教師生動活潑的表情，和藹的語氣，課堂上師生關系和諧，課堂氣氛活躍，充分發揮學生的主體作用，最后學生都爭著上前面來表演一下系鞋帶，怎樣穿衣服，怎樣收拾書包，競賽的形式把課堂氣氛推向了高潮。這節課被評為我區專題實驗課的一等獎。

（四）創設民主和諧的教學環境：

創造性的活動是一個復雜的心理過程，人人都具有創造的潛能，而且創造力是可以通過培養和訓練而獲得開發和發展的，所以要求教師要樹立正確的教育觀，兒童觀。教師要與學生平等相待，不擺權威，正確地評價學生，注意和發現他們的優點。教師要善于運用激勵的方法和手段，調動學生的學習興趣和積極性，激勵他們的成就感和創造精神，使他們能夠經常體驗到成功的喜悅和自身的價值。對于不同水平的學生采用不同的方法，使每個學生都有所提高。

一年來，我校課題組的老師能夠遵循這些原則和方法，開展教學活動，使師生關系和諧融洽，學生的智力和思維品質有明顯提高。一年級馬芯蘭實驗教材有一定的難度，老師注意學生思維品質的培養，師生關系和諧，特別是學生的主體作用發揮的好，學生進步快，學習能力和思維水平比過去的一年級都強。一年級語文看圖說話，按教材要求每幅畫用一兩句話把意思表達出來就行了。我們今年就從教學的難點入手，兩位一年語文老師深入鉆研教材，精心設計教法，課堂上注意發揮學生的想象能力，使每個學生在課堂上都有發言的機會，那怕是智商最差的學生只要能說上一兩句就受到老師的充分肯定和表揚，一學期看圖說話能力的培養，每幅圖學生都可以用一段話來表達，大部分學生都可以用一個完整的故事說出四幅圖的意思。老師們為了調動學生的積極性，誰能按圖說出完整的故事就給錄下音來，這一激勵手段大大地激發了學生的興趣，使本來難度較大的看圖說話課，上得生動，活潑。

（五）以點帶面推動全局：

要開發學生的創造力，首先教師要有創造性，有創造意識的教師才能培養出具有創造精神的學生。實驗班的各科教師要有意識地進行專題研究，在課堂教學中充分發揮自己的創造才能，創造性地備課，創造性地設計教法，有目的地進行發散思維訓練，求異思維訓練，求佳的聚合思維訓練，根據不同的教學內容設計不同的教法。

為了使實驗盡快融于學科教學中，我們請語文、數學、思品三位老師做典型引路，在分院老師的具體幫助和輔導下，每節課都體現了全腦開發的意圖，收到了較好的效果，我們摸索到了實驗課的基本模式。也使我們認識到，決策指揮系統的創造意識，直接影響著老師們的創造意識。指揮系統要創造性地開展工作，教師要創造性地備課設計教案，才有可能激發出學生創造性的思維。

一年來我們緊緊抓住課堂主渠道，大膽實踐，專題研究課共上了20多節，班隊會開了4節，音樂課、體育課、美術課、寫字課、社會課都上得很有特色。自然課上你說我說活動，也調動了學生學習的積極性，豐富了教學內容，活躍了課堂氣氛。各科的學習，及各學習環節都是鍛練學生思維的陣地。

三、實驗取得了初步成績：

（一）促進了我校科研工作的深入開展：

一年來的全腦開發課題的研究，促進了我校科研工作的深入開展，特別是我校得到了分院老師們的幫助，他們和老師們一起備課鉆研教材，聽老師們試講。同時創造教育的專題研究，使馬芯蘭教材的實驗研究更加深化了，為數學課優化課堂結構，語文課的學法指導提供了理論依據，選題方向正確，深化了教育改革，對全面提高教育質量起到了促進作用。

（二）教師的教學水平有了長足的進步：

課題的引入豐富了教研內容，開闊了老師的思維，也促進了我校整體教學水平的提高，特別是我校青年教師教學能力明顯提高，剛剛參加工作一年多的兩位青年教師進步突出，他們的專題研究課在全校進行匯報，一年級語文專題匯報課獲區二等獎，兩位青年教師一位成了業余教研員，一位成了區里的苗子。課題組的老師們的論文，在各教研組都受到了好評。全腦開發專題研究也調動了老師們教學的積極性，10前參加課題組研究的各科課堂教學質量均有了明顯提高，課堂氣氛活躍，學生學習興趣濃，學習效果好。不是課題組的老師，也要求進行全腦開發試驗。

（三）學生的創造意識和創造性思維水平明顯提高：

一年來對實驗班創造思維能力的培養，學生各方面的素質明顯高于往年，期末考試四年級數學班平均分96.4，語文平均為89.5，一年級數學口算部分，基礎知識，能力測查，正確率都達到了80%以上，年級平均分為96.2，語文平均分98.8，學生的語言表達能力，可與二年級相比。一年級主題班會，一班說兒歌，講故事，開的生動活潑，就連弱智邊緣的學生也在大家的面前朗讀了一首古詩。二班“我有一個理想”的主題班會，學生的思維插上了想象的翅膀，把自己的理想都畫在了圖畫上，每個人都能用簡炬的語言表達出來。他們說：我長大要當制造飛機的工程師，造出的飛機一定要超過美國；我想當天文學家，我要新眼看一看月亮為什么有圓有缺，星星為什么會眨眼；我想當醫生，讓人們能幸福健康地生活；我想當歌唱家，贊美教師的奉獻精神；我想當畫家，把美麗的大自然都畫下來。多么豐富的想象呀，多么純潔的心靈！這樣豐富多彩的班會是由一群六歲多的孩子組織召開的。四.1班3名同學參加區數學競賽也獲得了較好的成績。李根同學在全國七巧板競賽中獲一等獎，并赴杭州參加全國決賽。

全腦開發創造思維能力的培養專題的實驗，雖然只有一年的時間，我們卻嘗到了甜頭，不但鍛煉了教師隊伍，對提高我校的教學質量起到了促進作用，深化了教育改革。