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实验动物的发展十篇

发布时间:2024-04-26 00:36:57

实验动物的发展篇1

[关键词]动物实验;医学发展;贡献

[中图分类号]R318[文献标识码]C[文章编号]1673-7210(2007)05(c)-130-01

生物医学研究的主要任务是预防与治疗人类的疾病,保障人民健康。它是通过临床研究和实验室研究两个基本途径来实现的,而不论临床研究还是实验室均离不开动物实验。特别是医学科学从“经验医学”发展到“实验医学”阶段,动物实验就显得尤其重要。动物实验方法的采用及发展,促进了医学科学的迅速发展,解决了许多以往不能解决的实际问题和重大理论问题。生理学家巴甫洛夫曾经指出:“整个医学,只有经过实验的火焰,才能成为它所应

当成为的东西。”

1人与动物的异同

目前,大多数人的看法是人与动物既有相同之处,又有不同所在,似乎这是一种很辩证的看法,但这不是一种彻底的辩证看法,实际上,人们必须回答人与动物在生物学上是大同小异或是小同大异?如果动物与人的相同仅仅是个别的、特殊的,那么今天我们进行的大量动物实验就是一种极大的浪费。

一个阿米巴、一只青蛙与一个人其外表上截然不同,但它们都具有生命最基本的特征,它们都必须通过与外界环境进行物质交换来维持其内环境的相对稳定性,一旦这种稳定受到破坏,就可能造成机能障碍甚至死亡。人与许多动物一样,是由细胞构成的,这些细胞基本上都由膜、浆、核三部分构成。脊椎动物构成机体的器官基本上是类似的,尽管人体机能的调节比许多动物复杂,但它们的基本调节方式都是神经体液调节。例如:前列腺素不但在人体内存在,而且在低等动物(如柳珊瑚)体内存在,甚至于香蕉里也有大量的前列腺素。正因为许多基本生理过程人与动物是一样的,所以动物实验才能对医学的发展做出贡献。

2动物实验的意义

动物实验科学发展的最终目的,就是要通过对动物本身生命现象的研究,进而推用到人类,探索人类的生命奥秘,控制人类的疾病和衰老,延长人类的寿命。随着医学生物科学突飞猛进的发展,随着人类基因组逐渐被破译,动物实验的重要性愈来愈被人们所认识,它已被认为是人类追求幸福生活的支柱。当前我们正处于世界范围新技术革命的非常时期,生物工程、微电子技术、新材料和新能源正在突飞猛进地发展,作为生命科学研究的基础条件――动物实验,已受到世界各国的普遍重视,这是因为在生物科学领域内,不能用人去实验,因此我们必须借助动物实验去探索生命的起源,揭开遗传的奥秘,攻克癌症的堡垒,研究各种疾病与衰老的机理。

3动物实验在医学领域的应用

在生命科学中,人类的健康和福利研究离不开动物实验,在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中,实验的动物是人的替难者,比如癌症是威胁人类健康的最大疾病,由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物和无菌动物的实验,对各种恶性肿瘤的致癌原因尤其是化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒免疫、治疗等方面的研究有了极大的进展,计划生育研究有相当大的工作是在动物身上工作的。巴甫洛夫条件反射试验和我国生物学家朱洗的无外祖父的蟾蜍,即由动物实验进行成功。各种疾病如高血压、动脉硬化、心脏病、甲状腺疾病、糖尿病、肺炎、神经系统疾病、畸形、传染病、外科疾病、免疫疾病等各方面的机理,都经动物实验加以阐明或证实,因此,有人统计生物医学的科研课题有60%以上需要动物实验,有许多课题的研究离开了动物实验就寸步难行。此外,制药和化学工业产品如不用动物进行安全试验,包括三致(致癌、致畸、致突变)试验,给人类应用将会造成十分严重的后果。由此可见,动物实验在医学的发展过程中起着极其重要和推动性的作用。

4动物实验是医学发展的客观需要

自从有了人类以来,就存在一个如何与疾病斗争的问题,最初在既无医又无药的情况下,除了一些迷信方法外,人们最早尝试的方法可能就是利用天然存在的各种动植物来治病,有些可能成功,有些可能失败,从神农到李时珍,他们研究的方法基本相似,或是根据以往的临床实践,或是亲身试验,他们积累了大量的宝贵的经验,为医药的发展做出了杰出的贡献,但这种试验方法既费事又危险。从我国秦汉的“神农本草”记载的369种药物到李时珍《本草纲目》的1892种药物耗费了1000多年的时间。现在世界上1年新合成的化学药物近20万种,即使可以找到这么多自愿受试者,它的代价也高得令人不能接受。这种局面就强迫我们不得不用动物来代替人进行试验。为了促进医学事业的发展,我们必须正视过去动物实验存在的缺点、动物实验客观上的困难。总之和临床观察一样,动物实验的出现是医学发展的客观需要。由于种种原因,可造成动物实验与临床观察脱节,但不能构成否定动物实验的理由。为促进医学发展,关键的问题在于正确处理这个问题,动物实验应由过去比较注重分析性实验逐步转向更多的注重综合性的实验,笔者主张在条件许可的情况下临床也应做一些分析性的实验。我们应当特别注意分子生物学和遗传工程学给我们提供的机会,注意在具有多种动物品质的模型进行实验,当然在进行这一番努力后临床医学与动物实验仍会有重大差别,也正因为如此,医学研究的这两种方法将长期存在,不能互相取代。

实验动物的发展篇2

1.1实验动物科学的概念

实验动物科学(LaboratoryanimalSciences)是以实验动物资源研究、质量控制和利用实验动物进行科学实验的一门综合性学科。在《学科分类与代码标准》(GB/t13745-1992)中,与实验动物科学有关的学科分别是“实验动物学”、“医学实验动物学”、“比较病理学”等,分别归属于动物学和基础医学等。实验动物科学诞生于20世纪50年代初期,现在已发展成为一门独立的、综合性的基础科学,它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等科学,并引用了其它自然科学的成就发展起来的。因此这门科学是综合性的,它所涉及到的知识面很广泛,不仅要以生物学、医学、药学、兽医学、畜牧学等为对象,以遗传学、育种学、病理学、生理学、营养学、微生物学等为基础,还要引用机械工程学、环境卫生学、建筑学等科学,对实验动物和动物实验方法进行开发和研究。简言之,实验动物科学是以生物特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治和开发应用的科学。

1.2实验动物科学的研究内容

实验动物学(laboratoryanimalscience)是以实验动物为主要研究对象,并将培育的实验动物应用于生命科学等研究领域的一门综合性基础学科。概括地讲,实验动物学包括了实验动物繁育和实验动物应用两部分内容。前者主要围绕实验动物种质培育和保存、生物学特性、生活环境、饲养繁殖与管理、质量控制、野生动物及家畜禽的实验动物化等开展有关研究,使实验动物品种、品系不断增加,质量不断提高,最终达到规范化和标准化的要求。后者主要以各学科的研究目的为目标,研究实验动物的选择、动物实验的设计、试验方法与技术、动物模型的制造、影响动物实验结果各因素的控制以及在试验中实验动物反应的观察和结果外延分析等,以保证科研教学活动中动物实验的质量。实验动物学研究范畴包括实验动物生物学、实验动物环境生态学、实验动物遗传学、实验动物营养学、实验动物微生物学和寄生虫学、实验动物医学、比较医学、动物实验技术、实验动物福利、动物实验伦理学、动物实验替代方法学等内容。随着实验动物科学的发展,实验动物科学与生命科学、医学、药学、制药工业、化学工业、航空航天、环境保护、生物安全、生态保护等许多学科和行业结合越来越密切,已经起到举足轻重的支撑作用。

1.3实验动物科学的地位与作用

实验动物是“活的精密仪器和试剂”,是生命科学、医学和药学等诸多领域的科技支撑条件,是四大科技支撑条件中最不可控的条件。随着我国改革开放和世界经济科技一体化进程的推进,设备、试剂、信息已不是科学研究的制约因素,而实验动物已成为生命科学、医学、药学等领域影响研究课题的确立和研究成果水平高低的最重要因素。实验动物科学的发展直接将许多领域的研究引入新的境地。近交系动物的培育为遗传学研究、育种学研究和免疫学等研究开辟了新的研究思路和研究手段。免疫缺陷动物的成功培育对于器官移植、组织细胞移植、肿瘤学研究、免疫学研究起到了巨大的推动作用。基因工程动物使功能基因组学研究迅速发展,生物反应器和人工改造动物成为可能,为比较医学提供了研究基础,也成为揭示生命科学本质和了解病理机制的重要途径。

1.3.1实验动物科学是生命科学进步的基石

实验动物科学是现代科学技术的重要组成部分,不仅是生命科学研究的支撑,也是生命科学研究的前沿,生命科学的进步离不开实验动物科学的发展。实验动物科学已经融入到许多前沿科学中,例如,利用基因工程动物进行功能基因组研究;研究新药的靶基因、靶器官、作用机理和毒性作用,通过转基因技术研制现代医药工业的生物反应器等,通过病原微生物的感染动物模型,研究传播途径、传播规律,研究发病机制,研究预防、治疗措施,药物疫苗的创制与开发等。

1.3.2实验动物科学对于人类健康和医药学的进步起着关键性作用

随着社会的进步和生活水平的提高,作为医药学研究不可替代的重要支撑,尤其是与医学的进一步融合,比较医学和转化医学的发展和崛起,实验动物科学对于生命基本规律和机理的阐明,对于人类疾病的发病机理、治疗、药物研发所起的作用越来越不可或缺。

1.3.3普及实验动物科学知识

实验动物科技已成为保障现代科学实验研究的重要支撑条件。所以,普及实验动物科学知识,宣传我国实验动物科技成就,管理法制化、质量标准化、技术规范化行业特色,以及实验动物伦理、福利和替代研究进展,引导公众科学认识实验动物和动物实验,感受先进科学技术带给人类的福祉。支持和促进实验动物学发展,营造和谐、创新、可持续发展的社会环境。

总之,实验动物科学作为现代科学技术的重要组成部分,是衡量一个国家、地区或单位科学研究水平的重要标志,也与人们的生活和健康息息相关、紧密相连。实验动物科学的发展不仅仅是科学家的责任与义务,也是政府和全社会的责任与义务。

2实验动物学科特点、发展动态、发展模式

2.1实验动物学科特点

实验动物是一种遗传限定动物,是根据科学研究需要在实验室条件下有目的、有计划地进行人工驯养、繁殖和科学培育获得的动物。实验动物来源于野生动物、经济动物、观赏动物,又不同于野生动物、经济动物、观赏动物等“实验用动物”,它既具有野生动物的共性,同时又有生物学特性明确、遗传背景清楚、表型均一、对刺激敏感性和反应性一致的特点。这些自身特点有利于仅用于少量动物就能获得精确、可靠的动物实验结果,并具有良好的可重复性,因而广泛用于生物学、医学及药学科研与教学。

实验动物能复制多种疾病的模型。由于人类各种疾病的发生、发展十分复杂。要揭示疾病发生、发展的规律,不可能完全在人身上进行,以人为实验对象在道义上和法学上往往受到种种限制。人类的疾病均可利用现代医学实验技术通过实验动物复制和模拟出相应的人类疾病的动物模型,用实验动物模拟人类疾病过程,观察药物及其他各种因素对生物体机能、形态及遗传学的影响,既方便、有效、可比性高,又易于管理和操作。

实验动物作为生命科学研究的基础和重要支撑条件,它的重要性随着生命科学的飞速发展愈来愈得到充分的体现。可以说实验动物科技发展水平在某些领域的研究中,已经成为关键性的制约因素。实验动物科学的发展和水平的提高不断地将生命科学研究推向更高的层次,同时,生命科学的发展也给实验动物科学的发展提出了新的更高的要求,为实验动物科学的发展创造出更为广泛的发展空间。在一定意义上,实验动物科学的发展水平,代表着一个国家或地区生命科学的发展水平。

2.2国内外实验动物学科发展动态

2.2.1发达国家实验动物学科发展动态

世界上一些发达国家,如美、英、德、法、澳、日等国,对实物动物高度重视,均已实现实验动物生产的标准化、社会化和商品化。他们有完整的组织管理机构,其管理已纳入法制化管理轨道。目前,国际实验动物界共同关心的问题是围绕对动物福利的关注和满足科学研究对高质量的实验动物的需求两个方面。各国也相继制定了各种有关的法律法规。对实验动物的饲养管理与使用提出一系列规范化要求。

发达国家以美、欧、日本为代表,实验动物科学的发展经历了几十年的积累,已经形成了相对完善的学科体系,在科学研究、资源建设、技术平台建设、科学管理等方面都得到了全面发展。基本现状是:常用实验动物及相关产品的生产供应商品化、社会化,标准化质量管理行业化,实验动物保种和新资源开发政府资助的公益化,科学研究资助力度加大化,动物实验技术规范化。尤其在科学研究、保种育种和新资源开发方面,政府投入力度非常大,有利地促进了生命科学研究的发展,取得了丰硕成果。

2.2.2国内实验动物学科发展动态

为加快我国实验动物学科的发展,1988年,我国颁布《实验动物管理条例》,在此之后陆续颁布了10条配套法规,规范了实验动物管理、许可证制度、种质中心、质量检测网络和动物福利等方面。各省、市、自治区也结合各自实际情况制定了相应的管理法规和规章制度。已经形成了具有我国特色的实验动物法制化、规范化管理体制。

为保障实验动物质量,国家资助基本建成了包括啃齿类、实验犬、兔、禽类、小型猪和实验灵长类的国家动物种子中心和种植资源基地网络。成立了国家省市两级实验动物质量检测体系。已经形成低等级小动物使用量不断减少,SpF级、基因工程动物和疾病动物模型使用量不断增加的局面。调查发现,我国实验动物生产量已达到1900万只的规模,使用量也高达1600万只,高于欧盟25国的总和――1210万只,成为实验动物生产和使用大国。国内机构从原来单一的生产逐步向多元化发展,最直接地参与动物实验服务和拓展业务转向其他相关产品和业务。

2.2.3福建省实验动物学科发展动态

我省实验动物科技工作起步较早,在1993年就提出并实施省实验动物公共实验室建设计划。近年来,福建省科技厅先后资助建立了4个实验动物科技平台。动物实验服务体系基本建立。我省在实验动物工作在法制化管理、质量控制、资源建设和人才教育与培训等诸多方面开展了卓有成效的工作,实验动物科学学科体系基本建立。

(1)实验动物管理体系现状。1988年颁布的《实验动物管理条例》明确规定,国家科委主管全国实验动物工作,省、自治区、直辖市科技管理部门主管本地区的实验动物工作,国务院各有关部门负责管理本部门的实验动物工作。按照职能分工,福建省科技厅主管全省实验动物工作,负责制定实验动物科技发展规划,印制、发放和管理实验动物许可证,以科技项目经费支持实验动物科学研究。1991年成立的福建省实验动物管理委员会(以下简称“省动管会”)由省科技厅等有关政府职能部门领导及专家组成,省动管会主要是宏观上对实验动物科技领域依法实施科学管理的执行机构。近年来,我省强化了实验动物法制化管理,调整了省实验动物管理委员会成员,颁发了《福建省实验动物许可证验收细则(修订)》、印发《福建省实验动物许可证管理办法》等文件,已经建立了较为完善的组织机构管理体系、政策法规体系和质量保障体系。

(2)构建了实验动物技术服务平台。近5年来,省科技厅采取“科学规划、统筹协调、激励共享、分期实施、滚动支持”的方式,累计资助1500万元,先后建立了福建医科大学鼠类动物实验技术服务平台、福建中医药大学兔类动物实验技术服务平台、福建省人口与计划生育科研所非人灵长类实验动物技术服务平台和厦门大学转基因与基因敲除小鼠培育与研究共用技术服务平台。

(3)实行实验动物许可证制度及从业人员岗位资格认可证制度。实验动物许可证经审核合格由省科技厅发放认定,从业人员岗位资格认可证经培训考核合格由省实验动物管理委员会办公室发放认定,“十一五”期间,累计培训学员1000余人次,有效提升从业人员素质。实验动物设施内环境指标检测报告由省实验动物质量检测中心出具(该中心于1996年通过福建省技术监督局计量认证,2001年被国家科技部认证为省级实验动物环境检测机构)。

(4)实验动物设施建设和资源发展迅速。截至2012年6月,全省饲育、使用实验动物的单位近50家,其中有34家取得实验动物许可证,生产使用实验动物达10余个品种品系,2011年动物的使用量约12万只,生产量约4万只,其中实验大小鼠用量占85%。全省共有实验动物设施12000m2,通过许可证评审并能正常开展工作的屏障系统以上级别实验动物设施6000m2。其中,福建中医药大学清洁级及SpF级动物实验设施达2100m2;福建医科大学已建成并通过验收的实验动物设施3000多m2,特别是正在施工的1200m2的GLp实验大楼,将为我省新药临床前安全性评价创造了条件;福州总医院1800m2和厦门大学6000m2的实验动物中心大楼已经建成。近期拟提交验收。这些都将为我省实验动物的科研及实验工作打下坚实的基础。

(5)建立福建实验动物信息网。经过多年的努力,建立了福建实验动物信息网,实现全省实验动物信息资源的整合;并通过与中国实验动物信息网、福建科技信息网和实验动物许可证管理系统的链接,实现信息共享。目前,实验动物信息网调研收集整理了大量第一手宝贵的资料,可为用户提供信息浏览、产品搜索和信息等服务,信息量包括政策法规、国家标准、许可证专栏、学习园地、知识之窗等12个栏目,现有信息已达20000余条。

(6)充分发挥实验动物学会的作用。我省于1993年成立省级实验动物学会,业务主管部门为福建省科协。实验动物学会作为一个群众性的团体组织,充分发挥学会的专家团队作用,解决了我省专门从事实验动物科学高级专业技术人员不足的问题,极大地发挥学会在学术交流、科学普及、科技咨询等方面的作用。

(7)实验动物科学研究取得重要进展。据不完全统计,近5年我省实验动物科学获国家、省级科研项目(课题)12项,科研经费700万元,发表SCi论文10篇,核心期刊论文30余篇;其中,福建省科学技术厅和厦门大学联合创立的“福建省转基因与基因敲除小鼠培育与研究共用技术服务平台”继之前在省内率先成功完成了多个转基因小鼠品系的创建之后,最近又成功构建了福建省首例基因敲除小鼠,该项目得到了国内外同行的广泛关注与认可。

2.3国内外实验动物学科发展模式

2.3.1发达国家实验动物学科发展模式

发达国家的实验动物在市场经济制约下,已经成为专业化商品,并形成了实验动物产业,这一产业以实验动物的生产供应为主体,同时也包括相关产品如饲料、垫料、笼具、仪器设备及工程设施的商品化、社会化和产业化。这种在市场竞争下所形成的商品化生产供应和社会化服务的发展模式适应市场经济发展,也是我们发展实验动物科技可以借鉴的模式之一。

在美国,生物科学课题投资的40%涉及实验动物,而60%的生物学科研课题需要实验动物,国家卫生署每年用于实验动物的经费是4亿美元,全美有1300个有关实验动物科技工作的生产与研究单位。美国niH实验动物资源中心和杰克逊实验室,是世界上最大的遗传保种和遗传研究中心,仅niH实验动物资源中心就维持着250种近交系大小鼠。创立于40年代的美国查理士河公司的产品约占美国实验动物市场60%的份额,欧洲市场80%的份额。该公司在市场经济的竞争中,从一间车库开始,发展成为目前世界上最大规模的实验动物供应商,在18个国家和地区拥有独资和合资的分公司。

欧洲国家已建立全国性的、现代化的实验动物中心、研究中心及辅助用品的生产公司。而在上世纪50年代建立的英国实验动物中心和法国实验动物中心在70年代相继关闭,德国实验动物中心在经过严格审查后才得以保留。在欧洲产生这种局面的原因主要是由于这些机构的发展方向没能针对实验动物自身学科发展要求运转,偏离了对实验动物学科自身的研究,同时也偏离了市场经济的轨道,已经不再从事实验动物的研究。

日本于上世纪70年代起开始有计划地在各个国立研究机构和大学建立现代化的动物实验设施,并且很快实现实验动物的商品化、标准化。2000年5月建成的日本熊本大学动物资源开发研究中心保存有已育成的与人类疾病相近似的病理动物模型417种。在实验动物的生产、培育方面,日本在国际上占有明显优势。全国专门生产实验动物的公司有50多个,大小鼠每年使用数为1560万只,但40%的实验动物仍需要从美国进口。

2.3.2国内实验动物学科发展模式

经过20多年的努力,我国的实验动物科技工作取得长足的进步。目前我国大约有300多家有一定规模的实验动物生产单位,每年生产实验动物达1900万只,大小鼠品系50多个,其中SpF级动物产量占年产量的5%~8%,并逐年增加,在数量上基本满足科研需要。已经建立了国家啮齿类实验动物种子中心、国家实验动物质量检测中心和国家实验动物质量检测网络。各省市根据当地的具体情况,提出并建立适合实际的发展模式,已形成了地区性生产基地,开始向生产规模化、供应社会化方向发展。

(1)实验动物技术服务平台建设。近年来,国家和地方实验动物科技平台建设速度很快,已逐步形成一个有机整体。国家层面为加快实验动物标准化、规范化,全面提升我国实验动物整体水平,建立实验动物平台为全社会提供资源和技术服务支撑,初步建成的实验动物平台包括实验动物信息平台、实验动物遗传资源共享平台、实验动物种质资源的保存与共享平台、实验动物公共服务平台、灵长类GLp动物实验平台和比较医学技术共享平台。按照国家建立技术服务平台的要求,全国已有17个省(市、区)从本地实际需求出发立项建设实验动物平台,突出为本地产业和企业发展提供服务,突出为本地科技活动的中下游提供支撑,突出区域特色和优势。

(2)中外合资模式。上海西普尔一必凯实验动物有限公司成立于1989年10月,系上海市计划生育科学研究所与英国B&K环球有限公司合资的国内首家生产高质量实验动物的企业。主要从事大小鼠、犬、兔、猕猴等实验动物的繁育生产及全价颗粒饲料的生产,并向社会提供技术咨询服务。该公司每年向社会提供大小鼠达30万只和部分兔、犬、猴等标准化实验动物,并向国外出口,为探索中外合资模式发展我国实验动物产业积累了经验。

2.3.3福建省实验动物学科发展模式

《实验动物管理条例》颁布后,福建省科技厅于1990年提出并实施实验动物重点实验室建设计划,通过重点实验室建设承担全省实验动物生产供应、检测和培训的发展模式,以期实现到2000年四大实验动物重点实验室联手建成能承担风险,有一定社会和经济效益、自负盈亏、全方位开放,全省性实验动物生产、供应、科研一体化的企业集团。该发展模式预期目标未能实现,但仍为我省实验动物事业的发展起到一定的作用。

为落实福建省“十一五”科技发展规划纲要,规范科技创新平台建设与管理,促进科技资源的合理配置与共享,为科技创新活动提供良好条件,福建省科技厅采用“科学规划、统筹协调、激励共享、分期实施、滚动支持”的管理方式,先后扶持建立了鼠类、兔类、非人灵长类和转基因与基因敲除小鼠培育与研究共用四个技术服务平台。通过法律地位确立、政策法规确定和管理办法制定三个要素的有机组合,推动资源整合,促进实验动物生产、使用和研究、开发的有机结合。实践证明,实验动物科学的发展离不开法规制定、政策引导、监督管理和财政的资金扶持和培育。

3福建省实验动物学科发展趋势预测

3.1实验动物的管理走向法制化

实验动物管理的法制化是推进依法行政的需要。按照《许可法》的要求,完善实验动物的法制化才能为在我省范围内实施实验动物管理行政许可提供法律支撑,这是加强生物安全和社会安全的需要,也是现代科学技术发展的需要。通过实验动物的法制化可以有效促进实验动物产业化和生物技术产业发展。

3.2实验动物种质资源扩大和质量提高

我国自1997年开始,在实验动物种子资源的保存和利用方面投入大量的资金,设立了国家啮齿类实验动物种子中心和分中心,已经初步建立了种子网络体系。用于科研的实验动物种类,从啮齿类、兔、犬到实验非人灵长类动物不断扩大。实验动物使用总量下降,高质量实验动物使用量增加,实验动物品种、品系增加,用于科研方面的啮齿类普及清洁级,部分实验室将使用悉生动物和无菌动物。

3.3实验动物福利

动物实验替代方法的3R理论已被愈来愈多的科学家所接受,并在实际研究工作中得到了广泛的应用,对推动生命科学以及相关学科研究的发展起到了重要作用。探索能够达到相同目的或获得相同结果的动物实验替代方法是今后我省实验动物工作的发展趋势。

3.4实验动物标准化建设

实验动物标准化建设是实验动物科学发展的重点,质量管理是实验动物管理的核心。我国通过立法,实施实验动物的许可证制度和统一的国家技术标准,提高了实验动物的质量,保证了人员安全,也保护了动物福利,推动了实验动物学科的快速发展,但是,伴随着生命科学发展,实验动物标准化管理体系不健全等深层次的问题仍然存在,迫切需要加以系统研究和完善。

4福建省实验动物学科面临的挑战

21世纪,科学技术的持续发展和世界经济一体化,对生命科学、医药研究提出了新的要求,为实验动物学的发展提出了挑战,当前我省实验动物体系存在品种资源短缺、创新能力不足、政策法规和质量标准体系不健全、保障体系薄弱、共享机制不完善等诸多问题。

4.1实验动物资源不能完全满足科学研究的需要

我省常用实验动物品种品系单一,规模偏小,有时需要从外省引进,实验动物资源不能完全满足科学研究的需要。

4.2实验动物标准化管理存在漏洞

实验动物法律法规体系不健全,个别单位存在有法不依、有标准不遵守现象。实验动物福利伦理认识程度低,缺乏实验动物福利伦理审查规范和机制。

4.3实验动物及其相关产品产业化、商品化、市场化程度低

符合质量要求的常用实验动物及相关产品的生产供应不足,缺少政府的扶持和资助,难以保持,更不能形成产业化局面。

4.4从业人员素质有待提高,高水平创新型人才匮乏

具有一定实验动物专业知识的技术人员,是保证实验动物科技工作质量的先决条件和基本保证。虽我省实验动物从业人员逐年增加,由于从业人员素质参差不齐和缺乏专业系统教育,省内符合第一任职要求的实验动物科技工作者少,高层次创新型人才匮乏,有必要集中省内优势技术力量和资源,建立健全系统而科学的教学体系和教学内容,从而提高实验动物从业人员的整体素质。

5福建省实验动物科技面临的机遇

5.1时代机遇

随着比较医学和转化医学的发展和崛起,作为生命科学、医学研究不可替代的重要支撑的实验动物科学,对于人类疾病的发病机理、治疗、药物研发所起的作用越来越不可或缺。发达国家大型实验动物资源匮乏、动物实验成本高、动物保护主义运动影响以及动物福利和伦理学的要求,动物实验特别是大型实验动物临床前研究呈现出向中国、印度等发展中国家转移的显著趋势,为我国承接国际医药动物实验业务带来了机遇。

5.2政策机遇

目前,科技部正在努力打造科研基础平台,加强科研基础条件建设,以满足科技创新和社会经济发展的需要为宗旨,加强我国实验材料资源的收集、抢救、整理、整合、保存,根据实验材料的描述标准和规范,实现实验材料的数据化,建立e平台,实现实验材料资源的信息共享和实物共享。我国科技规划中提出:在“十一五”期间,建立以国家实验动物种质资源中心为核心、20~30个功能独特的实验动物种源单位共同形成的结构完整、功能齐全、技术先进并与国际接轨的中国实验动物种质资源网络平台。在保证实验动物质量和实验动物品种(系)与类型多样性的基础上,实现实验动物种质资源共享。这无疑是实验动物科学发展的强大推动力。

5.3产业机遇

医药生物技术产业的快速发展,为实验动物科学发展提供了机遇。在发达国家,人口、健康和医药卫生高新技术发展迅速,其产业规模和产值迅猛增长。我国生物技术的应用和发展取得显著成绩,国家“863”计划、科技“攻关”计划都将生物技术列入重点支持领域。而医药、生物技术日新月异,对实验动物科学发展提出了更高的要求。

6福建省实验动物科学发展思路和目标

6.1发展思路

以提高我省生命科学研究和生物医药技术产业发展为目标,以实验动物技术服务平台建设为重点,大力推进实验动物资源整合和优化配置,加大实验动物科研及质量监控力度,完善法制建设,努力培育我省实验动物产业,走出既符合国情,又有福建特色的实验动物科技发展道路,为我省生命科学发展提供保障。

6.2发展目标

(1)到2015年,建立能生产并满足全省大动物和常用清洁级以上实验大小鼠需求量的供应体系。合格实验动物生产量达10万只,其中清洁级以上实验大小鼠8万只,普通级实验兔1万只,实验用猴和实验比格犬3000只。建成能满足我省生物医药产业发展需求的动物实验技术服务和信息服务平台,基本实现实验动物保种、繁殖、生产、供应与使用的标准化和社会化,为我省生命科学和生物医药发展提供有力的基础条件保障。

(2)实验动物质量保障体系基本建立。实验动物质量检测体系进一步完善,实验动物质量检测的快速诊断技术及其应急系统基本建立;基本形成实验动物检测、自检和抽检相结合的质量检测体系。

(3)实验动物科研水平显著提高。闽台实验动物科技创新暨转基因培育与研究技术服务合作基地的建立,转基因培育与研究共用技术、保种与生产能力进一步提升。到2015年底,基因工程小鼠达300种,开展转基因大鼠或转基因猪等转基因大动物的创建与研发;福建黄兔人工种群的生物净化暨实验动物化研究及应用取得实质性进展。

7福建省实验动物科学发展的战略任务

7.1实验动物法制化管理体系的完善

法规制度体系建设。争取在2013年将《福建省实验动物管理办法》列入省政府立法计划项目,“十二五”期间完成省政府立法并实施;同时完善和修订相关管理制度并实施。

法制化管理体系的建设。充实和调整福建省实验动物专家组,真正发挥专家组在我省开展实验动物发展研究、为我省实验动物法制化管理和相关政策法规的制定等方面的指导和咨询作用。

建立管理信息系统。在现有的福建实验动物信息网页上增加实验动物学会活动窗口,加强实验动物信息网后台管理建立实验动物信息网的专业信息平台,加大实验动物科技宣传力度,使社会各方全面、准确地理解和执行国家实验动物管理条例。

实施应急反应体系。为控制实验动物疫病的发生和传播,保证实验动物质量及其动物实验结果的准确可靠,建立和完善与相关部门联动机制,制定和重大实验动物疫病控制应急预案,形成全省性的重大动物疫病控制应急体系,保证和促进实验动物持续健康发展。

7.2加强行政执法管理力度

在科技计划立项、成果管理活动中加强有关实验动物质量和动物实验条件的审核,强化监督管理,切实有效地发挥其职能。应用不合格实验动物或未取得实验动物使用许可证进行的科学实验、检定,其实验、检定结果无效,科研项目不予以立项。

加大实验动物质量管理力度,优化资源配置,完善省实验动物质量监督检测体系,建立实验动物质量抽查和报告制度。全面推行实验动物许可证制度,严禁未取得生产许可证或不合格的动物进入流通渠道。

加强本省行政区域内实验动物行政执法工作力度,建议设立实验动物质量监督员、实验动物信用管理、实验动物质量通报和信息公开制度,接受社会监督。

7.3健全实验动物质量保障体系

7.3.1规范实验动物质量检测管理。省实验动物质量检测中心必须进一步规范质检工作,加强实验动物监测与管理,严格执行许可证制度,开展实验动物质量检测新项目、新方法、新技术的研究。

7.3.2全面实施实验动物国家新标准。为保证对新版标准的贯彻实施,应开展实验动物国家新标准宣贯会,全新解读新版国家标准内容和标准编制中规范性技术要素的确定,推动实验动物质量的提高及动物实验技术的创新和发展,以满足实验与科研工作的需要。

7.3.3加强从业人员队伍建设。我省缺乏掌握实验动物科技管理技术的高端人才和复合型人才;从业人员的学历层次、专业化水平和整体素质有待提高。必须进一步加强从业人员队伍建设,努力提高从业人员的政治思想素质、职业道德水准和业务技能,建立技术力量雄厚、人才结构合理的创新团队,为我省实验动物科技发展提供强有力的人才支撑和智力支持。

7.4实验动物技术服务平台建设

7.4.1建立闽台实验动物科技创新暨转基因培育与研究技术服务合作基地。随着海峡两岸整体经济水平和科技能力的提升,生物技术领域和产业领域等也将逐步提出对转基因/基因剔除小鼠模型动物的需求。所以,开展转基因培育与研究共用技术、保种与生产,供应生命科学研究所需要的特种实验动物、以满足实验动物科技日新月异的发展需要。

7.4.2建立开放系统动物实验技术服务基地。随着经济发展和科技进步,省内对大动物实验的需求将逐年增加,所以,开展大动物(犬、猪、羊)动物实验技术服务、动物实验技术培训、实验动物共享数据库、实验动物设备设施共享、大动物调剂供应,以满足省内动物实验所需的大动物(犬、猪、羊)逐年上升的需求。

7.4.3建立福建实验动物科普、伦理和远程教育基地。通过该基地建设,提高实验动物管理工作质量和水平,维护动物福利,促进人与自然和谐发展,适应科学研究、经济建设和对外开放的需要。同时向公众开放陈列室和其他场地、设施,举办讲座和提供咨询。

7.4.4建立实验兔繁育及福建黄兔实验动物化研究技术服务基地。在省内使用量较大的单位建立生产常用实验兔基地,承担我省实验兔的生产、供应和满足福州市区实验兔调剂服务及周边实验兔的需求,以解决目前全省所使用的实验兔不达标的问题。同时,开展福建黄兔人工种群的生物净化暨实验动物化研究及应用,提升福建实验动物科技水平。

7.4.5加强常用动物和饲料的生产供应。充分利用鼠类技术服务平台现有条件和人才优势,在其生产清洁级实验大小鼠的基础上,通过加大扶持力度,形成年产超5万只清洁级以上实验大小鼠的生产能力。支持有条件的企业建立5万只以上规模的实验兔繁殖基地。依托有条件的单位建立标准化实验动物饲料的生产车间,年产各类实验动物饲料500吨,以满足科研、生产及部分教学工作的需要。

7.5实验动物信息服务平台建设

7.5.1数据信息服务平台建设。以国家科技基础数据平台为基础,开发福建实验动物专家数据库、相关联企事业单位数据库、实验动物品种品系资源数据库,整合信息资源;建立实验动物管理、科研、生产、使用或经营管理集成性网络服务平台,提供远程、互动、及时、高效的网络服务;根据服务对象的具体需求,开展查新、咨询、策划、信息、实验动物及其相关产品推介、交流合作等多方面的个性化信息服务。

7.5.2实验动物、饲料供需信息服务平台建设。建立市场调研系统,对实验动物进行分类市场调查,定期向相关服务群体提供行情报告;建立网络性的共性市场开发平台,接受供需双方的委托,对服务群体及服务需求进行市场调查分析,组织实验动物及其相关产品的供需信息。通过信息平台,协调解决实验动物来源和供应问题,合理引导和培育实验动物市场。

7.5.3实验动物从业人员远程培训和上岗考试平台。通过该平台的建设,将提供最优秀的实验动物科技培训资源,该平台只要有因特网的地方就可以接受培训和考试,不受时间、地点限制,同时结合从业人员水平层次的不同,提供个性化学习和课程答疑服务。该平台根据福建实验动物科学管理的工作要求,结合实验动物从业人员上岗管理实际,主要用于实验动物从业人员培训和上岗资格认证考试,到2015年底,使我省实验动物从业人员的持证上岗率达到95%以上。

8福建省实验动物学科发展的战略对策

8.1加强法制化管理

贯彻国家有关实验动物法律、法规,建立和完善福建省实验动物科技管理的法规性文件,加大执法力度。加强各部门之间的协调,在省科技、教育、农业、医药卫生等行业坚决按实验动物许可证制度的要求,在科研立项、成果评价、、新药研究、行业验收与认证工作及安全性评价等工作中逐步实行实验动物一票否决制。

8.2加强实验动物从业人员培训

要采取切实有效的措施,稳定现有的实验动物从业人员队伍。采取多种形式,加强和规范实验动物技术人员的培训和考核,提高实验动物技术队伍的整体水平。为从事实验动物的管理人员提供学习机会,尤其是对单位法人或主管领导进行必要的实验动物法规和基本知识培训,促进科学管理。

8.3加大投资力度,统筹规划,合理布局

我省每年用于实验动物生产、新品种的培育及动物模型的研究经费十分有限,制约了实验动物学科的发展。应开辟资金渠道,通过地方匹配投资、争取国家财政经费和吸收社会资金等多种方式,加大实验动物的投入强度,逐步形成实验动物多元化投入格局。建议设立实验动物专项发展基金,纳入省级科技计划,以不断加大财政投入,为实验动物科研和实验动物学科发展中出现的问题提供坚实的资金支持。

8.4在省科技计划项目中报指南中增加实验动物科学研究内容

为进一步提升实验动物研究水平,加强和完善实验动物技术服务平台的功能,推进我省生命科学研究和生物医药产业的进一步发展,建议将实验动物科学研究内容列入省社会发展科技项目支持重点、软科学研究项目和省基金项目资助范围。

8.5建立确保平台良性运行的管理制度和运行机制

平台必须制定科学的管理制度,明确平台建设单位的权利和义务,制定相应的绩效考核和评价制度,采取优胜劣汰的动态管理方法。日常运行经费应通过开展各类创新服务和承担企业、政府委托的科技项目,以及当地政府支持和企业资助等途获得,通过平台良好的服务和管理,来获得平台自我发展的资金保障。

8.6重视学会的工作,支持学会开展工作

省实验动物学会是实验动物与动物实验人才集中的地方,学会要积极努力,将省内从事生命科学研究的专家组织起来,开展多学科的学术交流与培训活动,取长补短,共同促进实验动物队伍整体素质的提高;同时,还应加强彼此之间联系与协作,使实验动物事业更好地为生命科学研究服务。

8.7加强闽台间的学术交流,追踪国际发展趋势

通过近年的努力,我省的实验动物工作已取得长足的进步,从而为我省开展闽台间实验动物科技的交流创造了条件。我省应加大宣传力度,利用现有资源的优势,吸引更多的项目,包括高科技项目到我省进行实施,以利于追踪国际生命科学的发展趋势。

实验动物的发展篇3

【关键词】

医学生;实验动物福利;教育

作者单位:510515南方医科大学实验动物中心

通讯作者:顾为望e-mail:

1实验动物福利的提出与发展

19世纪末,随着生物医学的发展和社会文明的进步,动物越来越多地用于生物医学研究的实验中,实验动物的福利成了人们关注的焦点。实验动物的福利就是在以科学研究为目的的实验动物的生产和使用中最大限度地保证动物健康、安乐、舒适,从而获得客观、科学、准确的科研数据[1]。

近几年实验动物福利问题受到了国际关注,2008年11月,欧洲实验动物科学协会联盟称,它希望更新法规以更好地保护整个欧洲的实验动物;2010年4月,新闻报道称,欧盟将实施动物实验新法规,新的欧盟条约中有条款提到,“联盟国应该给足动物应有的福利,因为动物是有感知的生物[2]。”

落实和贯彻实验动物福利已成为国际趋势,是社会文明和经济发展到一定阶段的必然产物,在未来建立一个国际通用的实验动物福利标准已成为共识。

2我国实验动物福利的现状

中国实验动物科学的起步很晚,基础很差,但自80年代以来发展迅速,前国际实验动物科学委员会主席罗塞尔曾感慨道:“我亲眼看到中国的实验动物科技事业在不到十年的时间里,走完了西方国家半个世纪的路程。”尽管我国的实验动物科学突飞猛进,有关政策及标准不断完善,实验动物福利问题引起越来越多的重视,但在维护实验动物福利方面,我国与国外相比有很大的差距。

我国的实验动物福利只有相关的管理办法和部分条款,可操作性不强,缺乏明确具体的处罚规定,导致人们普遍漠视实验动物福利;在教学中,由于施教者动物福利意识的淡漠,并不会在涉及到动物实验的实际操作和演示中向学生传达有关维护动物福利的信息,而给学生造成实验动物只是一种资源和工具的印象:动物在清醒的状态下或未麻醉彻底就进行操作、实验结束后不给予人道处死使动物在巨大的痛苦中逐渐死亡、在垃圾堆中也时常会看到奄奄一息的实验动物,这些场面令人极为难受;只有少数实验性专业和研究生教学中开设实验动物学课程,导致医学生对实验动物福利缺乏认识,甚至毫无概念,在实际操作中不能切实维护实验动物福利,其中有些人甚至无视实验动物的痛苦,戏弄甚至伤害它们。目前情况,因为没有受到正规的实验动物福利教育,大部分医学生在设计实验和实际操作时根本不会顾及到实验动物的感受。

3重视医学生实验动物福利教育的意义

3.1培养术德兼备的合格人才的需要

“大医精诚”,“精”指专业熟练,“诚”指品德高尚。所谓“大医”,除了高超精湛的医术,还要仁慈博爱,悲天悯人。仁慈博爱方能做到“以天地之心为己心,视人之子犹己之子,勿以势利之心易之”,悲天悯人方能做到深切同情,感同身受,以人为本,尊重生命。医学生在学习阶段,生理、病理、毒理、解剖、外科手术等多门课程都要涉及实验动物,毕业后无论从事科研还是临床,依然离不开实验动物,如果对动物的痛苦和福利漠视,纵使可以“精术”,却很难“立德”,更难以确保对病患“一视同仁,贵义贱利”、“一心赴救,视病犹亲”、“廉洁淳良,不唯名利”、“宽厚仁和,倾诚无忌”,有“术”无“德”是教育的失败,更是社会的损失。

3.2有助于医学生道德上的自我完善

残忍的对待实验动物会使人堕落。同情和怜悯是人性的组成部分,人类如果对动物残忍,就会钝化和减弱他们对动物的痛苦的恻隐之情,进而在与别人交往的过程中,弱化甚至泯灭自身可以助人的本性。对动物残忍实际上是“恃强凌弱”,长期如此,这种心理和行为会投射到人类内部,演变成强势个体虐待弱势个体,丧失良知、爱心和同情心。

3.3提高医学生的思辨能力

加强医学生的实验动物福利教育,还有助于他们学会辩证地、科学地思考问题。动物福利和动物利用是对立统一的两个方面。提倡动物福利,不等于人类不能利用动物,不能做任何的动物实验,重要的是应该怎么合理、人道地利用动物,怎样科学地设计实验使实现研究目的所使用的实验动物数量降低到最少,怎样改善条件使饲养和使用过程中实验动物受到的损伤和痛苦最小,著名的“3R”原则就是在平衡科研欲求与动物痛苦的基础上产生的。

3.4获得准确、真实、可靠的实验结果的需要

动物实验能够在医学科学研究中发挥重要作用,前提是必须选择符合标准的、健康的、遗传背景清楚的实验动物,同时还要排除各种干扰因素,消除不利影响。受污染、受虐待以及发育不良、营养欠佳的实验动物用于实验,其结果必然失去准确性、真实性和可靠性,甚至得出错误的结论。此外,实验实施之前,如果对动物进行温柔地抚慰,动物会显得比较平和、温顺,有的甚至能配合操作者进行实验;反之,如果操作者态度恶劣、动作野蛮粗暴,动物也会产生反抗情绪,有时动物会有意与人作对,拒不配合,实验很难继续进行,即使勉强进行下去,也得不到真实、准确的实验结果[3]。

3.5发表学术文章的角度

为了保证实验结果的准确性和可重复性,以及符合一定的社会伦理原则,严谨的科学刊物在接受和发表涉及实验动物的文章时,都要求动物的来源、饲养和操作等遵循相应的法律、法规或条例[3],比如《CeLL》的投稿规定,当实验动物是脊椎动物或更高级的动物时,在实验操作部分中要有明确的实验方案得到专门委员会认可的陈述;《natURe》杂志对作者的要求与《CeLL》的基本一致;《BiologyofReproduction》的投稿须知更详细,其中提及了美国三个部门对受试动物管理和爱护等方面的规章。因此,从发表学术文章的角度也应该加强医学院校学生的实验动物福利教育。

3.6打破贸易壁垒的制约

目前中国的医药产业蓬勃发展,中国成为新药研发中心的必备因素都已具备[4],需要大量的医学生从事生物技术研究和承接生物医药合同外包服务,而药品的检定中实验动物的质量以及福利状况都会影响对外贸易。因此,我国加入wto后,必须重视实验动物福利,加强医学生的实验动物福利教育,否则这将成为制约我国对外贸易的技术壁垒[5]。

3.7人类有善待实验动物的责任

实验动物作为特殊的动物群体是生物医学研究不可缺少的基础和支撑条件,实验动物以及较早的普通动物对生命科学特别是医学的发展做出了巨大的贡献,从1901年到2006年总共106年的诺贝尔生理学或医学奖中,70年的获奖直接涉及25种动物,其中常规实验动物如小鼠、大鼠、兔、犬、豚鼠、地鼠、猫、猪、猴、鸡、蛙的使用频率是91次,非常规实验动物如鸟类、马、鱼、蛇、果蝇、蜜蜂、线虫等是27次。过去半个世纪的医学与兽医学的进步大于人类历史上的任何时期,假如没有进行涉及动物的实验工作,这种进步是不可能的[3]。

3.8体现社会文明的进步

一个国家的国民对待动物的态度如何,是衡量一个社会文明程度的重要标志。人类是地球上最具智慧和潜能的生命,但人类也归属于动物大家庭,与其他动物共享这个星球,而没有“主宰”其他动物的权利。随着社会文明的进步,人类应当扩大关怀的范围,设身处地考虑动物的处境,善待动物,尤其应善待对人类有着巨大贡献的实验动物,尊重生命,尽量减少动物不必要的痛苦。爱因斯坦说:“我们的任务是一定要解放我们自己,这需要扩大我们同情的圈子,包容所有的生灵,拥抱美妙的大自然。”加强医学生的实验动物福利教育,是社会文明进步的需求。

4如何加强医学生的实验动物福利教育

4.1普遍开设实验动物学课程,加大实验动物福利教学比例

实验动物福利的内容作为实验动物学这门课程的重要组成部分,可以贯穿实验动物学的各个方面予以强调突出,生物学、医学、药学、护理学专业以及其他有关生命科学的在校生,包括专科生、本科生、研究生,都应把实验动物学和实验动物福利的内容作为必修的课程;各门学科的教学中凡涉及到动物实验部分,始终贯彻“3R”原则:即替代、减少、优化,将科学发展的需要与实验动物福利相结合,阐明如何科学合理地使用实验动物。

4.2发挥教师的主导作用,加强实验动物福利教学

切实保障实验动物福利,要做到知行合一。这要求培训教师本身具有较高的素质,师资队伍比较稳定,身教胜于言教,首先教师要加强自身对动物福利内涵的认识,定期接受以实验动物福利规章制度、相关技术为主的培训,在实际的教学工作中以身作则,通过言传身教对学生产生影响,潜移默化中使动物福利的观念和意识深入人心;涉及到动物实验时,在实验的设计和实验动物的使用上做到最大程度的科学、合理并兼顾仁爱,同时依据自身条件并参照相关法规建立符合实际情况的、切实可行的实验动物福利制度,遵照执行。

4.3定期开展讲座,广泛宣传教育

医学院校成立实验动物保护协会,定期宣讲实验动物福利理念,对本校教师和学生以及社会民众普及实验动物福利知识,举行祭奠实验动物的仪式等,以促进培养医学生、科研工作者和全体教职员工善待动物、尊重生命的观念,同时近一步敦促全社会推动实验动物福利事业的发展[6]。

综上,重视并保障实验动物福利是科学文明社会发展的必然结果,对医学生进行实验动物福利教育意义重大,无论是从高校培养高素质合格人才的角度,还是为了医学生自身的完善和发展,加强实验动物福利教育都势在必行,刻不容缓。

参考文献

[1]贺争鸣,李根平,李冠民,等.实验动物福利与动物实验科学.北京:科学出版社,2011:13.

[2]王宁,王萧,王金林.基于动物福利的实验动物管理.第九届中国实验动物科学年会论文集,2010:522.

[3]秦川.医学实验动物学.北京:人民卫生出版社,2008:152-153,13,8.

[4]卢胜明,赵德明.中国实验动物产业化发展现状及方向研究.实验动物科学,2008,25(4):33-44.

实验动物的发展篇4

关键词:高中物理;拓展性实验;课程建设

1高中物理拓展性实验教学的研究背景

杜威在《民主主义与教育》中所提出的“做中学”这一宝贵思想至今依然有着重要的现实意义.新课标指出,实验是物理教学的一种重要手段,是培养学生物理学科核心素养的重要途径,在教学中发挥着举足轻重的作用.探究性教学,强调学生运用所学知识和技能亲自探索“新”规律、发现“新”现象.在当前的物理实验教学过程中,教师们往往从实验原理、步骤、注意事项,甚至连实验结果都面面俱到地进行讲解,然后由学生按部就班地操作,实验教学流于形式,完全不能发挥培养学生物理学科核心素养的作用,从而失去了实验教学的意义.我们在教学实践中也深刻地感受到:给学生创设具体的实验情境,让学生亲身经历实验探究的全过程,是培养学生物理学科核心素养的最佳途径.

2高中物理拓展性实验教学的基本内涵

高中物理拓展性实验是对“做实验不如看实验,看实验不如讲实验”现象的反思的基础上,在近几年的教学实践中不断完善、发展、创新的一种教学范式.拓展性实验,是指以高中物理中的演示实验、学生实验以及自主实验等为基础和起点,教师根据学生的认知结构以及物理实验的特点,通过对实验目的、实验平台、实验领域、实验评价等进行拓展而形成的系列实验.拓展性实验探究教学,要求学生能够在新情境下逐步做到主动设计实验、亲身经历实验、深入反思实验等.这样的教学方式,实现了实验教学目的拓展,实验课程从封闭性的、验证性的实验向开放性的、探究性的实验课程转变;实现了实验平台的拓展,实验探究教学以我们“江苏省高中物理拓展性实验课程基地”为依托,为学生提供数字化实验室、虚拟实验室、大学先修实验室、创新物理实验室等丰富的平台;实现了实验领域的拓展,在课程标准规定的实验之外,通过开发新技术应用型探究课程、生活体验型物理实验课程、学术探究型物理实验课程、问题解决型物理实验课程等,拓展高中物理的实验领域;实现了学生评价方式的拓展,对学生的评价从传统的笔试评价转化为对实验过程中的操作能力、创新能力等进行的综合评价.

3高中物理拓展性实验教学的目标解读

(1)回归教育本质追寻科学真谛物理课程是建立在人类对世界本质认识基础上的,全面提高学生的物理学科素养是物理课程教学的核心.物理学的事实和理论是在人类不断探索的过程中逐步发展起来的,实验探究便是这一过程中最有效的方法之一.我们以国标课程的主干知识为载体,依托实验室设备,通过提供一系列的拓展性实验课程,以及物理教师和物理科学研究人士的专业引领,引领学生主动参与探究,养成动手实验、动脑思考的认知习惯,培养在实践体验中认识事物、独立分析和获取新知识的意识和能力.(2)关注生活实践增强社会责任物理科学与人类的日常生活、经济活动、环境保护等方面密切相关,我们创设的拓展性实验项目和提供实验研究的内容相当部分来自于学生身边的生活实际,通过亲历拓展性物理实验的研究过程,不仅引导了学生养成严谨、务实的科学精神,还提升了学生勇于面对困难、善于进行团队协作的人文精神,丰富了学生的情感体验,增强了学生对他人包容能力和社会的责任感.(3)拓展成长空间培养特色人才我们的拓展性实验活动开拓了教师的视野,为物理教师的专业成长开辟了新的空间.同时,拓展性实验项目的不断丰富,使得物理教学更加贴近了学生的生活,最大限度地满足了学生对科学类课程的不同学习需求.这类有个性特色的拓展性物理实验活动,帮助学生了解了未来可供选择的高校物理、工程、数学类专业以及未来职业的相关内容,为学生兴趣、爱好、特长、职业和事业融为一体的人生未来奠定了基础,培养了社会所需的特色人才.(4)彰显学校特色发挥辐射效能我们结合国家课程每年开发了5门以上适合的拓展性物理实验选修课,以及一定数量的学生自主实验项目.通过课内向课外的延伸、校内向校外的延伸、书内向书外的延伸;物理学科向工程、技术、数学、信息等的拓展,彰显了学校特色.同时,借助于领衔人的核心力和影响力,展示探究成果,展示研究过程,推广项目价值,扩大专业引领的影响,助推教师的专业成长,强化了骨干教师孵化器的作用.

4高中物理拓展性实验教学的建构策略

(1)凝练物理学科观念生成实验探究主题我们研读物理学科标准,明确了各个学期学生通过哪些知识的学习要实现哪些物理学科的核心素养,并思考如何通过实验探究来帮助学生实现物理学科素养的发展.我们研读物理教材,优化高中物理的课程体系,实现学生知识体系的模块化和能力体系的结构化.我们凝练物理学科的大观念,生成了系列实验探究的主题.(2)创设真实探究情境导入物理学科问题“情境”是新一轮高中课程改革最核心的概念,将物理学习内容与真实情境结合,在情境问题的解决过程中实现知识的获得与物理学科素养的发展一直是我们思考的重点.我们的实验探究主题都是根据学生在学习和生活中可能会碰到的问题来设置,例如“长度的测量”.设置的主题也是围绕教学目标中要解决的核心问题,整个探究过程在本质上就是一个问题解决过程,每一个问题,都能明确指向物理学科核心素养的发展要求.(3)采用师生协作方式亲身经历探究过程我们通过组建不同类型的物理探究实验小组来进行协作学习,各小组配备不同个性特色的指导教师,通过实验实践来培养师生合作探究的意识和能力,充分调动与发挥了学生的主体性和创造性,增强了学生的主体力量、彰显了生命价值,发挥了学科的人文素养作用.

5高中物理拓展性实验教学的课程建设

实验动物的发展篇5

生物实验是生物科学技术的重要组成部分,也是中学生物探究教育的一个重要组成部分。《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《课标》)倡导面向全体学生和提高生物科学素养的探究性学习,并在课程目标中对学生的科学探究能力提出了11条具体要求[1]。这些要求涵盖了科学观察和科学实验的各个环节,涉及观察现象、提出问题、甄别变量、设计实验、收集处理实验数据、得出结论、实验交流与报告等科学实验过程(方法)的诸多方面。《课标》还指出,生物学实验可以帮助学生更好地理解和掌握相关的生物学知识,促进学生观察、实验操作、科学思维、识图和绘图、语言表达等方面能力的发展,促进学生尊重事实、坚持真理的科学态度的形成[1]。但诸多调查却表明,中学生物实验的实施状况不容乐观,存在的问题主要有:在经济较发达地区,生物实验课的开课率虽达到80%以上,但是生物实验教学的质量却不高[2];在农村中学,生物学实验教学面临师资力量薄弱、经费缺乏、设备欠缺等困难[3];一些生物教师思想观念上不重视生物学实验教学,实验教学方法单一,实验素质有待提高[4]。

生物实验是实施课改、探究教育理念和培养学生科学素养的重要途径,如今却陷入“有名无实”的发展窘境。而关于如何破解中学生物实验开展难题,现有研究多集中于具体生物实验的改进,缺乏从课程层面对中学生物实验进行系统分析并提出建议。鉴于此,本文将在分析生物实验课程实施要素的基础上,对推进中学生物实验课程发展的策略进行探讨,以期能为中学生物实验教学的研究以及推进中学生物实验课程发展提供有益的借鉴。

二、中学生物实验课程实施要素

作为课程,中学生物实验的实施又具有其特殊性,这是由实验的特殊性所决定的。作为生产事实的实验,过程中要涉及大量的劳力、物力和财力,甚至还需要有社会组织、机制等的支持。生物实验课程的实施也不例外,与生物学系统知识(理论)教学不同的是,实验教学除了需要教材、教师和场所以外,还需要仪器设备与材料药品、经费等条件的支持。总体看来,作为一种实践活动,实验得以运行和实验课程得以开展所需要的条件可以分为基本条件、师资条件、运行条件和反馈条件这四大条件(见表1)。

基本条件:场所、仪器设备与材料药品、实验教材等构成了实验运行的基本条件,提供了实验课程实施的物质性基础。通常情况下,场所、仪器设备与材料药品等属于学校的不动资产,由各级教育部门统一配备和补充。实验教材才是基本条件中的核心因素,以往一直受到忽视,它包括教师的教学用书、学生的实验记录本和实验报告。学生的实验记录本与实验报告在实验课程实施中尤为重要,这既是实验过程必需的步骤,也是实验进程和实验结果的反映,更体现了实验产生事实的“书面技术”。研究显示,学生在实验后形成的成果有:实验报告(labreports)、小海报(mini-posters)、口头陈述、反思(reflections)和记叙性报告(narrativelabreports)等[5]。师(生)资条件(以下简称“师资条件”),由实验员、生物教师和学生组成,提供了实验课程实施的人力条件。一所学校,当拥有了物力、人力两个基本条件以后,就可以因地制宜开展一些无需经费的生物实验,比如观察花的结构、制作植物标本等。但生物实验课程要想得以长期发展,还需要经费、实验室安全管理制度以及现代信息技术的支持。由于许多生物学实验材料是一次性的,在教育部门配给的基本条件中并不包括生物学实验所需要的新鲜实验材料,这部分费用必须由学校支出。但很多学校却因经费紧张不得不停掉实验,可以说经费是目前制约实验课程开展的一个很现实的因素。实验室药品、设备以及安全等都需要健全的管理制度作为保障,管理的核心是服务生物实验课程的实施。现代信息技术可以提升生物实验室管理以及实验课程运行的现代化水平,实现生物实验课程发展的现代化、信息化。

如果说基本条件是生物实验课程发展的基础,运行条件则为生物实验课程发展提供了动力。生物实验课程发展的效果与质量如何,还需要课程评估的监督与评价。因此,课程评估充当了实验课程实施的反馈条件。实验课程评估包括课程评价、教学评价、学生实作能力评价等。实验课程发展的3个条件及彼此之间的关系如图1所示。

三、推进中学生物实验课程发展的策略探讨

1.满足基本条件

诸多调查表明,现阶段,中学,尤其是农村中学生物实验难以实施的主要原因在于基本条件的欠缺。对于中学生物实验室的装备问题,早在2003年教育部教学仪器研究所就出台了21世纪生物实验室规范[6]。2006年,教育部又颁布了《中小学校理科实验室装备规范》(教基[2006]16号文件),要求各地教育部门按照统一标准配备理科实验室以支持新课改的实施。5年过去了,很多中学,尤其是农村中学依然没有建立生物或其他理科实验室。这种状况必须引起各级教育部门的高度重视,切实落实中学实验室装备方面的相关政策、制度和措施,满足中学生物实验以及中小学理科实验课程发展的基本条件。

2.强化师资条件

实验动物的发展篇6

动植物检验检疫是技术性贸易措施中的重要组成部分,其与农产品国际贸易息息相关。我国作为一个发展中国家,正面临着技术性贸易壁垒,人才是突破贸易壁垒重围的关键。在江西省高等学校教学改革研究省级课题(JXJG-15-24-6)资助下,参阅《动植物检验检疫学》一书,于此课题进行了深入探讨。鞠兴荣主编,中国轻工业出版社2008年6月出版发行的《动植物检验检疫学》一书,目的在于满足国家对动植物检验检疫人才的培养需求。该书共分为三部分,分别从绪论、动物检验检疫和植物检验检疫三方面展开论述。第一部分详细介绍动植物检验检疫的定义、重要性极其特点,系统阐述我国的动植物检验检疫工作历史及其发展。第二部分全面概述动物检验检疫的依据、手段和措施,对入境动物进行风险性分析,并分别以进出境动物和国内动物为研究对象对动物的检疫问题进行深度探讨。在详细概述动物检验检疫的基本概况后,围绕动物检验检疫技术展开探析,着重阐释肉品、乳品、水产品等各类检验检疫技术。第三部分着眼于植物检验检疫,从有害生物入手进行风险分析,并全面解读植物检疫的相关法规及其主要措施。同时深入剖析植物的检验检疫技术,就检疫处理问题进行有效探讨,还总结归纳了检疫性植物有害生物。全书分条理性,结构层次清晰,内容系统全面,可作为动植物检验检疫专业、食品安全和食品质量专业学生的参考用书,也可供动植物检验检疫相关工作人员参阅。动植物检验检疫与生物学存在着密切的关联,因此学习生物学方面的相关知识确有必要。动物生理学是生物科学中不可或缺的一个分支,实验教学是动物生理学的重要教学内容。实验教学在激发学生学习兴趣,培养学生科学严谨的人生态度和良好的创新精神方面发挥着不可替代的作用。实验教学建设是实验教学的重要基石,因此对动物生理学实验教学建设进行研究十分必要。

1,实验教学建设现状

目前大多数农业科技院校普遍重视理论教学,而对实验教学的重视程度略显不足。许多学校将实验教学作为理论教学的附属,实验教学的课时安排不合理。这使得实验教学在动物生理学教学中始终处于从属地位,导致实验教学的作用并未能得到充分有效地发挥,且实验教学内容以验证性实验为主,不利于培养学生的创新精神。同时,教师在实验教学中往往会先将实验项目、原理、步骤等内容告知学生,使学生处于被动地位,处于被动地接受知识的状态。这种教学模式未能充分发挥学生的主动性,一定程度上制约了学生的学习积极性和教学质量的提升。此外,教师在对学生进行考核时,主要以实验报告为考查依据,忽视了对学生的课堂表现及其个人综合素质进行考察。这种单一的考核方式难以实现对学生进行多方位评价,不利于促进学生的全面发展。

2,实验教学完善措施

第一,重视实验教学,不断优化教学内容。一方面完善实验教学设施,为实验教学奠定良好基调。同时转变教学理念,给予实验教学以足够的重视,协调好实验教学与理论教学;另一方面以人才培养方案、社会人才需求和教学大纲为导向,设置、优化教学内容。将实验课作从教学中脱离出来,作为一个独立的教学内容,开设综合性、应用性、创新性、设计性实验项目,并就实验部分进行单独考核。这不仅有助于深化学生对基本知识、技能的理解与掌握,还有助于培养学生的独立思考能力、探索创新精神、团队合作精神。第二,转变教育观念,发挥学生的主动性。革新实验模式,开展验证性实验、综合性实验、设计性实验等多种实验形式相结合的探讨式教学。在实验教学前,教师可安排学生做好课前预习和实验准备工作。教师在教学中发挥着主导作用,因此教师在教学中应将课堂的主动权还给学生,充分发挥学生的学习积极性,体现学生的主体地位。在教学时着重强调实验注意事项、指导实验过程、讲解重难点知识、组织学生进行探讨活动。此外应科学利用现代教育辅助教学,依托网络技术开发教学资源,不断丰富教学手段和教学内容,激发学生的学习积极性。第三,完善考核方式,促进学生的全面发展。从能力评价出发,设置科学合理的评价方式。采用闭卷、开卷和实验操作相结合的考试形式,注重考查学生的知识运用能力、问题分析能力、问题解决能力和动手操作能力等多方面能力,结合学生的课堂表现对学生进行多方位评价,以此促进学生的全面发展。动物生理学具备较强的理论性和实践性,实验能通过一种直观的方式让学生认识生理过程,对学生理解和巩固所学知识具有重要作用。因此,实验教学是动物生理学教学中不可或缺的一部分。农业科技院校应加强对动物生理学实验教学的建设,重视实验教学,从完善实验设施、创新教学内容、转变教育观念、完善考核方式等方面着手建设实验教学,从而为社会培养出一批批高素质的应用型人才。

实验动物的发展篇7

关键词:物理实验;实践性;学习方式;解题思路

物理作为一门实践性很强的学科,其与不同学科之间的联系较为紧密。在对其进行学习的时候,不仅需要对数学知识进行运用,同时,还要结合相关的生活常识对物理现象进行理解。近年来,在中考试卷里,就物理学科的题目表现来看,其特点主要表现为创新型与复合型,这些特点的出现既是物理学科本身发展的需求,也是对学生自身物理知识运用能力的更高要求。因此,在本文中通过对物理实验活动中数学思维表现的思考,进而实现对物理学科教学活动的推进与开展。

一、通过实验活动实现对物理知识的深化

在进行物理实验的过程中,需要加强学生对物理实验的直观感受,进而加强学生对物理知识点的理解,在这个过程中,就物理教师而言需要对物理实验进行优化设计,进而使学生可以通过物理实验,实现对物理概念的有效理解。这样做,一方面,可以提高对物理知识的学习兴趣;另一方面,也能提高学生的实际学习效果,提高学生的学习成绩。将课堂活动的开展从简单的局限于对结果的一味追求,上升到对整个物理实验的关注。比如,在对“功率”这一物理概念进行明确的时候,可以通过对实验活动的生活化设计来进行相关的实验:让学生理解“功”的内含及表现特点,要求组织每组开展两类实验的评比活动。让所有学生在老师的要求下开展实验操作评比,实验比赛结束可以把最后的结果用多媒体的形式展示给所有学生观看,并作交流用。然后,教师在每组中找两位学生当代表,由他们分别把十五个可乐瓶子从教室的地面放在实验所用的课桌上,教师要仔细登记这两名学生所用的实验时间,a学生使用了()秒,B学生使用了()秒。然后教师组织小组内交流,比较两名学生刚才在这个过程做的“功”与“快慢”之间的联系。这一实验的整体时间是5分钟。这一实验的结论就是得出了做功快慢比较方法。这样,学生就容易在这个过程中理解物理的相关概念。

二、借助于实验活动提高学生对物理的认识

通过对学生学习方式的多样化培养,使得学生的学习活动能够更好地满足对物理学习的需求。在以往的物理教学活动中对于物理教材的依赖性较强,其对物理实验活动的开展存在明显的不足。随着新时期教育活动开展需求不断提高,针对这样的发展缺陷来说,想要实现学生学习兴趣与学习成绩的提高,需要对学生的学习方式进行创新,加强其趣味性与多样性,加强对物理实验活动的开展。比如,在明确“沸点”这一物理概念的时候,在实验活动的开展过程中,物理老师需要对晶体的融化条件进行充分讲解,使得学生对融化过程的理解得到充分提高。在这个过程中,既需要对物理教材进行运用,同时,还要对物理实验进行有效开展,进而提高学生的学习效果。

三、借助实验活动对解题思路进行明确

在物理实验活动中,对于学生的培养侧重于对其动手能力与思维能力的提高。因此,物理教师在对物理实验进行设计与开展的过程中,需要结合这样的培养需求,不仅要教给学生物理知识,同时,还要对学生的学习能力与学习态度进行培养,使得学生能够产生对物理实验活动的参与兴趣与探索精神。比如,在对电路进行连接的实验活动中,可以对原有的试验性的实验活动进行验证,促使学生进行探索性实验活动。在这个过程中,物理教师需要进行及时的指导与纠正,让学生可以在这个过程中得到有效培养。

四、通过实验培养学生的创新能力

我们要优化实验方案,培养创新精神。实验方案是实验活动的依据和指导,合理的实验方案既能促进实验目标的实现,又能增强实验效果。教材中有些实验方法不尽合理,会造成较大的误差。在各地中考试题中,经常出现对教材实验方法的改进、优化的考查。因此,合理地改进、优化实验方案,既能减小误差,又能培养学生的创新精神。

总而言之,初中物理教学离不开实验教学。在课堂上,给学生充分的间,让学生充分地动手、动脑,像科学家那样“真刀真枪”地去搞科学、去探索、去创新。这正如,不经历简单电路的安装过程,学生就不了解小电珠发光的原因;没有亲自做一做物体沉浮的实验,学生也就找不到物体沉浮的规律。

参考文献:

[1]林少平.高中物理实验有效教学的几点思考[J].科教导刊,2014.

实验动物的发展篇8

物理学科作为大学教育的重要组成成分,在社会的进步与发展中具有十分重要的作用。而作为物理学科中最为重要的物理实验课程,更要求其具备很强的实践性。因此,加强大学物理实验室的创新与建设对于大学生物理课程的发展尤为重要。

1.完善教学方法、教学手段

传统物理实验的教学方法都过于的呆板、陈旧,讲究满堂灌、填鸭式的教学方法,造成学生不能积极的思考问题,阻碍了学生创新思维的发展。因此,教师应该积极完善物理实验的教学方法,积极开展启发性实验课程的教学模式。在教学中,加强学生对物理实验器材使用细则的深入了解,教师组织学生积极主动的将所掌握的理论知识运用到物理实验中来,鼓励引导学生依据教师所指定的试验目的来自主的安排、设计、完成试验,在试验中发现并积极的解决问题,充分发挥学生的主观能动性,总结试验的经验,获取到更多的收获。

计算机技术的快速发展为我国教育事业的现代化发展具有十分重要的意义,所以,在物理实验的教学中结合现代化的教学手段,对于激发学生物理学习的兴趣与自主学习的意识十分重要。在试验教学中,教师可以通过多媒体技术的完善,通过生动形象的试验演示来加深学生对试验过程的理解,还可以通过计算机以及网络技术将物理实验的教案设计到网络上分享,学生可以随时获取所需要的知识理论以加强物理试验的学习。

2.加强实验器材的先进合理性

近年来伴随着社会的快速发展,电子产业也得到了显著的发展与进步,各高校为了进一步完善物理实验的教学手段以及达到有关部门的相应规定,对学校物理实验室的器材都进行了很大程度上的配置与完善,因此,制订详细的实验器材的配置工作与物理实验的高质开展密不可分。

(1)依照已有的教育资源进行仪器清单的制订,确保采购仪器的先进性。当今社会的快速发展以及电子产物的快速更新换代尤为频繁,所以确保采购仪器的先进性对于学生掌握先进的实验设备,确保物理实验的有序进行尤为重要。

(2)在采购先进新设备的同时,还应该注重旧设备的改进,做到新旧设备的合理安排与结合,以确保资源的合理利用。

(3)注重物理实验仪器的合理配置以及对教学的作用。物理实验作为一项动手能力较强的实验课程,要求学生具备较强的实践动手能力,在此基础上,高校应尽量减少自动化设备的配置采购,在注重器材先进性的同时还应该充分注意到实验器材对学生动手能力的培养,提高对试验教学帮助性。

3.改进物理实验的内容,提高学生的创新思维

伴随着社会的进步,以人为本的教学理念以深入人心,传统填鸭式的教学模式已不能满足学生的要求,教学内容的刻板老套严重阻碍了学生物理实验的学习。所以教师在教学过程中应改进物理实验的内容,结合当今的科技发展来制定相应的教学内容,充分做到以人为本的教学理念,在学生掌握了基本实验方法之后,教师提出设计性的实验要求,要求学生根据已有的知识经验以及实验目的,自己来制订相关的试验步骤、试验方案,通过自己的努力来获取试验的结果。学生自己通过进行试验、发现问题、解决问题从而获得解决问题的能力,以提高学生的创新能力,创新思维。

4.改善考核方法,增加学习效率

传统物理实验的考核方法多体现为笔试与实际操作两种,学生只要通过熟记书本内容以及实验内容就可以轻松的通过考试,因此就出现了许多学生考前临时抱佛脚的现象,使得学生没能真正的学会有关的物理知识,物理试验的技能。

全新的物理考核手段可以通过设定新型的试验要求,来安排学生在一定的时间段内通过自身的创造来完成实验的设计。这种考核的答案并没有唯一性,这就要求教师在考试过程中根据学生设计方案的优劣以及实验过程的准确性来进行分数的判定。这种全新的考核方法虽然增加了教师的工作压力,但从本质上真正的提高了学生对知识的掌握能力,同时加强了学生独自解决问题的能力以及创新能力的发展。

实验动物的发展篇9

关键词激发;创新;氛围

一、提高自身素质是上好实验课的前提

在教学中要真正运用好物理实验,提高教学质量,发挥其独特作用;提高教师自身素质是上好实验课的前提。①教师要有物理学理论和实验知识;有教育学、心理学和教学法的知识;亲手实践。②具备良好的实验能力和实验技能;通过不断学习,使实验教学能力和知识水平提高。③有钻研和创新精神;对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法;接受新的教育理论和思想,指导教学实践。④积极参加针对物理实验中对实验的设计,测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力,实验考核的命题能力等研讨会,提高自身素质。

二、利用实验史实激发氛围

在实验教学中:①对物理史上著名实验介绍。如《科学之旅》中介绍了“伽利略对单摆的探究”从而发现“摆的等时性原理”,并根据这个原理制作“机械摆钟”。展示科学发现过程目的是展示科学家创造思维和创新精神,对学生进行科学精神和创新意识培养。②介绍典型物理实验事例,培养创新意识和欲望。如教学凝固后,介绍“姆潘巴”现象及其发现过程,同时介绍中央电视台《走近科学》栏目的片段:上海某中学三位学生在物理教师指导下,经历几个月,做了上百次实验,获得上万个数据,最后论证“姆潘巴”现象不存在。介绍此事例目的是,要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几位中学生学习,学习他们敢于质疑,有实验探究的精神;用榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神,从而激发创新氛围。

三、实验中需要强调注意事项

动手实验是学生参与实践的具体过程,教师在实验前强调实验室规则和要求:①实验前必须完成预习内容;②按小组坐好,不得乱动器材;③实验时不能大声喧哗;④实验完成后将器材摆放整齐,经检查后方可离开;⑤不能将器材带出实验室,如有损坏及时说明。另外,带有危险性或损坏性实验,要先检查,避免损坏或者出现意外。如在用电流表测量电路时,开关应先断开,电流表应与被测部分串联,注意电流必须从电流表正极流入,从负极流出,被测电流不超过电流表量程,不能将电流表不经过用电器而直接接在电源两端等。

四、提倡动手实验,掌握基本方法

学生动手实验的作用:①学生动手实验有利于调动学习兴趣和积极性。据统计,喜欢物理的占78%,不喜欢的占6%。②学生对学习内容的巩固程度与学习方式关系很大。据统计,通过听讲能记住24%;看到实物或现象能记住45%;既动手做又描述能记住96%。所以在物理实验教学中让学生动手实验,在实验基础上讨论、分析,归纳概念和规律,有利于学生理解和掌握知识。③教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式,教学中提倡动手实验,正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的,培养学生的实验能力。④动手实验是学习研究过程,在直接参与动手实验过程中,逐渐认识到实验是获得物理事实的根据;是检验假设真理性的标准;逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实,得出概念和规律的。转贴于中国论文五、借助多媒体将实验分解化

造成学习物理知识困难的原因是:学生缺乏物理实验和分析、概括规律的能力。例如,在讲授“惯性”内容时,借助多媒体运用抽拉活动片段演示小车遇到障碍物阻力而停止运动,而小车上的木块没有受到障碍物阻力,由于惯性保持原来的运动状态仍向前运动;但因木块底部与小车面的摩擦,使木块底部受到摩擦力作用不能继续向前运动,只好倒向前方。利用多媒体图像将“慢镜头”展示在学生面前,同时对小车、木块及两者之间的关系进行分析,由于图像清晰,模拟逼真,讲解和观察、理解,都能收到良好效果。

五、开展动手实验,发展创造力

实验动物的发展篇10

1 物理教学中的探究思想

美国教育家施瓦布是探究教学的发起和传播者,施瓦布认为,学生的学习过程类似于科学家的研究过程,学生的学习需要经历探究问题的过程,感悟知识的产生、形成为发展,得到知识的同时训练思想,接受科学价值观和科学方法的熏陶,开发创新能力,教师将知识作为预先确定的东西呈现给学生,要求学生无条件接受,不利于学生对知识的认识和理解,无助于学生处理问题思想的形成和发展,教师要关注学生如何在原有知识、经验基础上,构建起新的更完善的知识和经验体系,从而把握解决问题的过程,探究性思想强调学习过程中,学生自主获取知识,体验科学的过程和科学思维方向。

物理学作为一门以实验为基础的自然科学,动脑思考、动手操作是学科研究的基本特征,探究思想渗透到实验教学,强调引领学生感受实验情境、经历实验过程,通过提出问题、假设与猜想、设计实验、动手操作、分析得出结论、交流讨论等环节,明晰实验原理和过程,把握实验思想和方法,培养创新意识和能力,沪科物理新教材8年级共安排探究性实验26个,苏科物理新教材8年级共安排探究性实验67个,体现初中物理课程“提高全体学生的科学素质”培养目标,课程标准的内容标准由科学探究和科学内容组成,随着新课程的全面展开,科学探究的思想越来越显示其强大的生命力,科学探究既是物理课程的目标,又是物理教学的重要内容,更是学生掌握物理知识的方法。

2 探究思想对传统物理实验教学的影响

传统物理实验教学的终结性目标很强,均属于验证性实验,实验教学由理论讲授、动手操作、问题训练三个阶段完成。

理论讲授阶段,教师讲解实验原理、实验要求、实验步骤、实验操作注意事项,给出所用的实验器材,对专用器材的使用方法进行规范,要求学生从理论层面熟悉实验操作的全过程,明确所要观察的现象,设计好记录数据的表格,实验数据可能出现差错的原因及避免方法,动手操作阶段,学生按照老师预设的实验步骤进行操作,获得的实验数据基本与给定的结论相符,略有出入便会被舍去,问题训练阶段,学生解答教师针对实验过程所编制的习题,强化实验步骤、注意事项的机械识记,掌握实验数据的处理技巧和实验结论,能正确分析实验误差产生的原因等等。

验证性实验教学,与实验相关的思想与行为均被转化为知识,要求学生强性识记,实验过程中真正由学生自己探索问题、解决问题、总结实验观点、实验结论的太少,学生经历实验过程虽然也可以获得知识,但掌握的知识难以巩固,不是学生的直接经验,更缺乏问题生成,实验过程不存在知识的探究过程,学生主动学习很难体现,更谈不上学会学习,结果导致实验在教学中的地位被逐渐淡化,无助于培养学生的科学素养,调整学生的知识和能力结构,学生的综合素质得不到发展。

探究性思想以其思维的递进激发学生的好奇心,以其探究的自主性呵护学生的创新意识,用探究的思想处理实验教学,探究性实验注重学生自主动手能力的开发,生动形象、形式多样,蕴藏着非常活跃的积极因素,能开放思路,训练思维空间,活化知识结构,增强理解力,为学生的个性发展拓展空间、夯实基础。

验证性实验教学忽视新知识本身所蕴藏的潜在价值,对新知识的组织形式和呈现方式探讨不够,不能够从情感上充分调动学生学习的兴趣,大大削弱了学生学习的主动性、积极性和创造性,以实验作为探究思想的载体,充分体现学生学习中的“自主、合作、探究”的主体地位,引导学生运用已有的知识技能,通过实验亲自体验发现问题、探究问题和解决问题的过程,获得成功的经验和失败的教训,逐步累积成就感,达到激发学生研究问题的兴趣和积极的学习动机,给学生构建一片可以自由飞翔的学习空间,使教学不在仅仅局限于科学知识本身,还可以揭示其中的科学思想和科学方法。

探究性实验教学要求教师改变传统的“以讲代做,以教代学”的教学策略,学习是学生自己的事,教师不能包办代替,实验教学要打破“实验目的一实验原理一实验器材一实验步骤一验证结论”的机械模式,采用科学家探究问题的“提出问题一猜想假设一制订计划和设计实验一进行实验和收集证据一分析和论证一评估一交流与合作”新思路,强调学生经历探究新知的思维过程和获得新知的体验,为学生真正把握知识提供足够的直接经验,实现结果和过程要求并重,更好培养学生的科学素养。

3 初中物理探究性实验指导研究

3.1验证性实验的探究

验证性实验是既有给定的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤和可能的结论的动手操作过程,验证性实验教学要求学生理解实验原理,按照教师预设的实验过程完成经历实验过程,如光的折射实验教学,验证性实验教学首先给出光的折射所遵循的规律一光的折射定律,然后展示准备好的器材,要求学生利用准备好的器材动手操作,证明光的折射定律是正确的。

探究性实验思想,要求光的折射实验教学经过的探究过程是:(1)观察光射到两种透明介质(如空气和玻璃)的分界面时发生的折射现象,改变入射光线的方向,观察到折射光线的方向同时发生变化,由此提出问题一光的折射有什么样的规律?(2)借助研究光的反射规律的经验,对与光的折射有关的概念进行界定,同时明确探究的方向——研究折射光线与入射光线、法线间的关系,折射角与入射角间的关系;(3)选择实验器材(测量工具),设计实验方案——制定实验步骤;(4)动手实验,收集实验数据;(5)分析实验数据,得到光折射遵循的规律;(6)合作交流,评价实验过程、实验数据的科学性,实验过程注重彰显学生的自主性,关注实验思想一“多次实验总结规律”的渗透,实验过程的每个环节,教师提出有针对性的问题进行引导,以激发学生的创新思维,发展学生的好奇心,而不是告诉学生的具体做法或结论,为学生创设思考的平台,学生边实验边思考,而不是单纯硬套、照搬现存的结论。

3.2探究性实验的指导

苏联心理学家维果斯基的“最近发展区理论”认为,学生的发展水平有两种,一种是现有水平,指独立活动所能达到的解决问题的水平;另一种是可能的发展水平,也就是通过学习所获得的潜力,两者之间的差异就是最近发展区,教师的指导作用应着眼于学生的最近发展区,为学生提供带有难度的学习内容,调动学生的学习积极性,发挥其潜能,超越其最近发展区而达到其发展的水平,然后在此基础上进行下一个发展区的发展。

教师对探究性实验的指导,就是建立符合学情的最近发

展区,学生探究性实验课题与所学习的知识紧密联系在一起,教材中对探究性实验从问题的提出到交流讨论分析实验数据,均会给出指导性的意见,但是由于课堂教学所面对的学生,思维层次、学习习惯等均有较大的差异,所以教学在指导学生进行实验探究时,一定要密切联系学生的学习实际,针对探究的每一个环节,给出符合学情的引导性问题如物质的密度一节,探究物体的质量与体积之间的关系时,教材明确给出探究课题,并且借助“测量一个金属回形针质量”的实验,提出质量与体积成正比的猜想,但由于思维水平的差异,学生在设计实验方案时存在两方面需要指导的问题,其一是由“同种物质组成的不同物体,体积越大,质量越大”,想到“物体各自的质量与体积的比值”,进而提出该比值可能相同,其二是将“质量与体积的比值”与单位体积的质量等同起来,教师在指导这类问题时,既不能轻易地将结论告诉学生,更不能强调探究的自主性,放弃对学生进行指导,教师要通过设置符合学生“最近发展区”的问题进行铺垫和引导,让学生体验到挑战性和创造性,获得成就感。

学生动手实验时,教师要关注学生规范使用托盘天平和量筒,讨论“向量筒里加入适量的水”中“适量”的含义;处理实验数据时要渗透多次测量、通过比较发现物理规律的思想;引导学生学会准确读数、正确记数、科学分析实验数据,这样学生经历实验过程,才能感悟探究实验的内涵和其中蕴藏的科学方法,提高实验素养。

探究性实验构建的是学生自主学习、合作学习的平台,追求的教学目标是让学生获得理解知识的实践经验,达到科学素养的培养,既不能为探究而探究,也不能将实验探究全部交给学生,忽视教师的指导作用。

3.3探究性实验的开放性