关键词:初中生物自主学习策略研究
多年来,不论是学生上课听课还是课下写作业,教师们都明显感到中学生的自主学习能力不强,需要教师进行培养。基于这样的问题,我主要从生物课堂教学方面对中学生自主学习能力的培养策略做了较深入的实践和研究。
一、课题导入阶段
学生在学习之初往往是不自觉的学习或学习自觉性不高,这就需要教师在课题导入阶段进行学习动机的激发。
1.创设情境
以《动物的运动和行为》一节课为例,关于“运动系统组成”、“骨骼肌在牵拉骨做运动时的协同作用”等知识点,仅凭课本上的文字描述和插图,学生会感觉知识离自己很遥远,学得很困难。为了解决这一问题,在备课时我想到了实验室尘封已久的人体骨骼模型、家兔骨骼模型、曲肘伸肘活动模具,给学生更直观的认识,让学习成为一个见识新鲜事物的过程。果然如我所料,将这些东西一摆到教桌上,学生的注意力立马被吸引了过来,在让学生摆弄这些教具时,好奇心驱使他们听得很认真,理解得很透彻,从作业上可以看得出来。
2.设计问题
在学习“人的性别遗传”时,教师抛给学生一个问题:“你们的性别是父亲决定的还是母亲决定的?吃中药可以改变一个未出生的胎儿的性别吗?”学生面临这个问题很难有所对答,尤其对于后一个问题很迷惑,生活中这样的事情听说过。“是真的吗?”平时学生想不到,这时候老师抛给学生这个问题后,他们的学习兴趣一下子就起来了。
二、自主学习阶段
在课堂上教师对于学生自主学习过程的指导要简洁、有的放矢,不能学生一遇到问题就一改指导学生自主学习的初衷而全盘讲解。另外还要给予学生自主学习方式上的指导和安排。通常课堂上主要有这样两种学习方式:
1.独立学习
在学习“循环系统”知识时,“两条血液循环路线”是学习的重难点。要突破它们,我是这样做的:给学生充足的时间阅读课本、画出心脏结构图、连接血管与心脏的四个腔,思考这些结构的功能和与功能相适应的结构特点。一系列的学习过程都让学生独立完成,让学生慢慢体会知识点之间的关系,理解并掌握这一重难点知识,为呼吸、消化、排泄等知识的综合打下坚实的基础。
2.合作学习
通过小组合作,共同协商解决问题,降低了学生独立面对问题时的心理紧张,学生在分工合作的过程中学会了与他人合作共同解决困难的策略。在合作学习情境中,同伴的帮助对学习者的学习是一种非常有效的支持,学习同伴更可能为那些需要帮助的同学提供学习方面的支持,在学习过程中与仅仅接受教师的讲解相比,同学之间的互教和讨论会加深、拓展学习者学习知识的深度和广度。
三、评价拓展阶段
1.学生的自主评价包括显性评价和隐性评价
显性的评价可以是教师的评价,可以是小组成员间的评价,也可以是作为团体的小组间评价。而隐性评价则是学生个体在他人评价的基础上在自己内心给自己的一个评价。如小组捆绑式评价就是一个很好的评价方式,小组内落后学生会在优秀学生的帮扶下张口回答问题,努力不给自己的小组拖后腿。相比教师的评价来说,来自同伴的鼓励和表扬等评价更能给予学习者支持;对那些学习“偷懒”的学生来说,来自同伴的监督和批评更为有效。在小组评价中将每一个成员的表现与小组成绩挂钩,很好地促进了每一个学生的学习积极性和责任感。实践证明:这种隐性评价才是决定学习者是否能坚持自主学习的重要部分。
2.自我拓展具有开放性
在学习过程中学生会因为自己不同的知识背景、不同的兴趣爱好,选择适合自己的知识进一步思考,甚至课下自己继续深入研究,这就是学生自我拓展的过程。
【关键词】骨盆环;生物力学;耻骨联合分离;力学试验机
中图分类号R35文献标识码B文章编号1674-6805(2014)3-0134-02
TheBiomechanicsResearchofPelvicRingInjury/CHENZi-qiang.//ChineseandForeignMedicalResearch,2014,12(3):134-135
【Abstract】Objective:Tostudythestressestrendofthepelvicring,andtoprovidemorereliableandreasonabletreatmentsforpelvicringinjuries.Method:Completepelvisesin6corpsespecimenwereselected,includingthefourthlumbarspineandproximalfemur,andresearchersusedverticalforceandrotationalforceonpelvises,andthestrainvaluesoftagswereobservedandrecorded.Result:Relatedviewpointstrainvalueschangedastheforceincreased.Conclusion:Sacralsharesbowisthemainwaytotransmitpelvicverticalload,andpubicsymphysisseparationandoutwardturningforcecanleadtodamageofsacroiliacjoints.
【Keywords】Pelvicrin;Biomechanics;Symphysisseparation;Mechanicaltestingmachine
First-author’saddress:WuyiTraditionalChineseMedicineHospitalofJiangmenCity,Jiangmen529400,China
骨盆骨折病情严重,治疗不当的话往往出现较严重的并发症。据文献[1-2]报道,骨盆骨折致死率为5%~20%左右,而致残率却高达50%~60%。因此,本研究通过对标本骨盆进行生物力学研究,为治疗提供一种能有效减少骨折损伤并发症的生物力学依据,现报告如下。
1材料与方法
1.1一般材料
选取实验室用一年内尸体标准6具,其中男4具,女2具;死亡年龄35~54岁,平均(42.5±8.3)岁。所用标本经X线摄片均未有骨质疏松等骨骼相关疾病。取标本包括腰四及股骨近端三分之一之间的完整骨盆模型,除去皮肤、肌肉、结缔组织,只保留髋关节囊、骨间韧带、耻骨联合及骨盆后方诸韧带。
1.2方法
1.2.1单纯垂直作用力将制作好的模具放入夹具内,模拟人体正常站立。以应变花布置测试点,如图1所示,选取20个观察点(骶髂关节两侧)。将模具置于力学实验机上,以10N/S的垂直作用力作用于模具上,应用应变仪分别记录模具在耻骨联合正常、耻骨联合分离1cm、2cm、2.5cm时模具承受依次100N/S、200N/S、300N/S、400N/S、500N/S作用力时的应变值。每个模具实验过程重复三次取平均值。
1.2.2垂直作用力结合扭转作用力在对模具施以垂直作用力同时,向模具逆时针方向加以10~80N/S的力,同时采集相应的应变值。
1.3统计学处理
应用SPSS16.0统计软件进行数据分析,正态分布的各统计指标均以均数±标准差(x±s)表示,不同耻骨联合分离数据作用于同一位点产生的数值比较应用t检验,P
图1骨盆应变花分布图
2结果
2.1单纯垂直作用
(1)耻骨联合未分离:点1~3、6、7、9、10、13、14、17~19处随垂直作用力加大时应变值变化逐步增大(P0.05)。(2)耻骨联合分离从1cm逐步增大至2cm时,点1~5、8~10、12、15~19处应变值也随之增大(P
2.2垂直作用结合扭转作用
随着扭转力增大,点1~3、13、14压应变值差异无统计学意义(P>0.05),拉应变值逐步增大(P
2.3前后环损坏与固定
耻骨联合分离后,导致模具前环不稳;而破坏骶髂关节、关节囊、切断韧带,模具后环不稳。应用钢板固定耻骨联合可稳定前环(P0.05)。
3讨论
在所有骨盆环损伤患者中,高处坠落伤占绝大部分,患者在下肢着地骨盆环不仅仅承受来自垂直作用的作用力,往往带有旋力[3-4]。故本研究除了选择垂直作用的外力外,还加有逆时针扭转作用力。在垂直作用力较小时,由于骨盆的结构复杂性及牢固性,可以将垂直作用力均匀分散,故本研究在耻骨联合未分离时,除了个别观察点,几乎所有观察点应变值随着作用力的增加而增大,且主要体现在骨盆后环处(1~3、6、7、9、10、13、14)。前人研究骨盆后环承受大概60%的作用力[3],本实验结果与其吻合。耻骨联合分离即“开书型分离”,主要是由于强烈的外旋暴力,所造成的危害是破坏了骨盆的正常结构,故易行成各类并发症,本研究分离耻骨联合后发现,点1~5、8~10、12、15~19处应变值也随之增大,而点6、7处应变值则随之减小,说明分离后由于增大了骨盆环面积导致骶棘韧带紧张,进而骶髂关节缝隙增大[5-12]。而随着耻骨联合分离到2.5cm,骶髂关节缝隙进一步增大,当韧带断裂时,两侧受力开始减小。故盆腔前环损伤可以引起骶髂关节功能障碍。而垂直结合外旋作用时,骶髂关节髂骨侧(点4~7)受压力逐渐增大,骶骨侧收拉力减小,易发生挫裂。
本研究显示,随着扭转力增大,点1~3、13、14压应变值差异无统计学意义(P>0.05),拉应变值逐步增大(P
以往对骨盆骨折的治疗往往采取保守治疗或者仅仅内固定耻骨联合,本研究发现耻骨联合固定后仅仅对前环稳定性增强,并不影响后环,因此建议对于复杂骨盆骨折患者应采取前后环协同固定,以加强骨盆的稳定性,最大程度减少骨折后并发症。
综上所述,本研究通过对骨盆受力研究,加强了对骨盆损伤的认识,对未来应用微创治疗骨盆骨折提供了理论基础。
参考文献
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【关键词】人工种植体生物力学研究进展;种植材料;种植体形态结构;植体上连接装置种植体长度和直径;种对应力分布的影响
种植义齿是口腔科领域中发展最快,最令人兴奋的一个分支,已成为与高速涡轮牙机、全景X线机、高分子粘固材料并列的20世纪牙科发展的四项重大突破之一。一个成功的人工种植体应该和骨组织直接结合,形成良好的生物力学相容性,将咀嚼压力均匀分布到周围骨组织,应力过大或过小,都无益于种植牙周骨组织的重建,都将导致种植牙的失败。
1应力分布研究方法的发展
在20世纪70年代以前,生物力学研究和应力分布的检测多采用电测法和光弹法,电测法是实验应力分析方法中最基本的方法之一,它的灵敏度与精确度较高,可用于现场测定,用于各种复杂环境下测量多种力学参数,但电测法只能逐点测量物件表面的应变,且仅能获得应变片所在位置的应变平均值,不能直观得出构件应力分布的全貌,在环境条件恶劣时误差较大。光弹应力分析法具有直观性和全场性的优点,可用以分析各种形状的复杂构件和表面应力,也是口腔生物力学常采用的研究方法,但光弹法不能把材料力学和弹性理论联系起来,如不能计算出模型内任意处的应力值和位移植。自从1973年Theresher和Farah几乎同时将有限元法(finiteelementmethod,FEM)应用于口腔医学领域,FEM已成为一种有效的数学工具,在口腔生物力学研究中得到广泛应用。FEM具有以下优点:可以准确地表达复杂的几何形状;可以在同一模型上对不同性质的材料进行力学分析;可以进行复杂载荷条件下的应力分析;模型的转换较为简便;对应力的内部状态及其它力学性能定量测定的代表性好,同时FEM在应用中自身也不断得到完善,其中从二维到三维是FEM发展的一个飞跃。1976年Weinstein等应用二维FEM分析了多孔圆柱种植体界面的应力分布,将FEM引入了口腔种植领域,从此,有关种植义齿生物力学的研究进入了一个新的阶段。
2种植体材料对应力分布的影响
人工牙种植体的研究和应用已有30多年的历史,但迄今为止,只有少数几种材料的种植体为人们所接受,其中应用历史最长、也最广泛的是钛质种植体,金属钛具有良好的生物相容性,与骨组织形成紧密、牢固的结合,而且其弹性模量与骨很接近,与骨结合所形成的界面是动态的,在适当负荷的刺激下,种植体与骨的接触程度在一年后会从53%增加到74%,所以说钛是一种理想的种植材料。用三维有限元法研究了Screw-vent骨内种植体及支持组织应力分布情况,这种商业纯钛种植体最大应力区是在种植体的颈部,这些应力比商业纯钛的疲劳极限(259,90MPa)低18倍,骨内最大压力值(19.57MPa)是在颈部的舌侧区,而且Screw-vent种植体近远中应力(最大为0.38MPa)比种植体颊、舌侧低得多。这一点和以前放射照片研究的骨吸收发生在种植体的近远中不同。为了更快的形成骨整合,人们还从种植体的表面涂层入手。尤其是羟基磷灰石喷涂(hydroxyapatite,HA)研究最多,但还是有很大争议,生物活性材料的涂层,可以改善与骨的结合方式,从生化角度上看,对种植牙长期成功是有益的,但从生物力学角度是否有明显的改善并不清楚。最近Meijer(1997)等,使用柔韧高分子生物材料(polyactiv,PL)即聚丁烯对二苯酸盐(酯)聚合物[polyethylene-oxidepolybutylene-terephthalate(PEO:PBT)copolymer]和硬性HA穿龈种植体进行动物(狗)实验研究,从组织学上和临床方面作一比较,PL设有三种(一种密集型,两种多孔型)6个月加载,PL和HA种植体周围骨组织在第6周有骨吸收(高度失去1mm),第12周可见重建,18周后恢复到原来的水平,结果PL比HA引起密度上较少的降低。这个结果显示:柔韧种植材料更有利于应力向周围骨组织传导。临床方面PEO:PBT和陶瓷、生物玻璃、钛、和其他材料相比较,结果:PEO:PBT是一种柔韧材料,能降低穿龈种植体颈部应力峰值,致密型PL功能合适,运动性能与天然牙相近似,表现出最好的临床功能,也能减少种植体周围应力峰值。从组织学观察得出结论:柔韧的骨结合,种植体更能较好地把应力传导到周围骨组织,因此它可能是硬性种植体有前途的替代物。
3种植体形态结构对应力分布的影响
成功的种植体不仅取决于种植体材料的生物学性质及手术技术,种植体的表面形态也十分重要。近年来,国外学者围绕着种植体以什么样的形态结构才具有最佳的生物力学相容性,作了大量的研究。关于口腔种植体宏观形态基本上认为以单个旋转对称为最佳,所以新近出现的或改良的种植体系列极少看到过去传统的锚状或翼状形态。即粗糙的种植体表面更利于新骨生长,形成更广泛骨-种植体结合区,Mailath(1989)使用有限元法研究了骨内种植体形状与应力分布的关系得出结论,圆柱形种植体比圆锥形种植体更可取,因为它降低了应力在骨皮质上的峰值。Arpinar(1996)等,用有限元法对两种硬性种植体设计进行研究,结果为:中空螺旋种植体(ITI1)在顶点区域产生高和应力集中,而实心螺旋种植体(ITI2)应力的分散转移要比中空好得多。1996年黄辉等,对螺纹顶角角度对柱状螺旋根管内种植体应力分布进行了研究,结果表明:螺纹顶角角度的改变,可以导致种植体在支持组织的应力分布水平的变化,螺纹顶角为60度的种植体应力分布较合理,为种植体设计、应用提供理论依据。
4种植体的长度和直径对应力分布的影响
对于种植体长度和直径与种植体周围骨面应力反应的关系,目前国外研究报告的观点不一致。Mailath(1989)等,用有限元法对不同直径的种植体进行生物力学研究,结果发现大直径种植体产生有利的应力分布效果。Block(1990)通过动物试验证明,种植体从骨中拉出力与其长度关系极大,而与其直径关系不大。Lum(1991)发现骨界面应力主要集中于种植体颈部的牙槽嵴顶而非整个种植体周围,并据此推论使用短种植体可能对骨界面应力集中值影响不大。Lum(1992)用工程统计学方法,分析了轴向力和水平力作用下种植体力的传导,结果发现,在轴向力作用下,仅仅长度为10mm,直径为4mm的种植体,能传导平均最大咬合力,支持骨受到张力在正常生理限度内。在水平力作用下长度大于12mm时,再增加长度对力的传导无显著差异。Meijer(1992)等,使用短种植体以其周围的应力无太大影响。邹敬才(1996)等,应用二维有限方法,对3mm,4mm,5mm三种不同直径的螺旋形种植体进行对比分析,结果表明:螺旋形种植体直径增加,对骨界面的总体应力分布规律影响不大,但随着直径的增加,对骨界面应力降低,种植体与骨界面的相对位移运动也相应减小,有利于骨界面的应力分布。提示临床尽可能选择直径稍粗的一些种植体。Tuncelli(1997),等应用有限元法,比较了ITI中空圆柱两段式种植体不同直径(3.5mm,4.5mm,6mm)应力分布。结果发现:相对较大的直径种植体更有利于下颌后部区域(应力分布好)。张少锋(1997)等,用有限元法研究了种植体长度和直径对种植全口义齿应力的影响,得出结论:种植体周围骨界面应力的大小与种植体长度密切相关,呈负相关关系。种植体直径在临床常用范围内变化时,仅引起自身应力及种植的改变,而对种植全口义齿的其他结构和组织应力状况影响不大。
5种植体上部结构的连接装置对应力分布的影响
人们为了去模仿天然牙牙周膜的缓冲作用,一些学者用一些具有粘弹性的材料如聚甲醛制成内动部件,连接种植体和附着体。McClumphy(1989)在种植牙上用聚甲醛材料设计了一个具有弹性的内连接体,并用钛制作一相同的内连接体作对照,用光弹应力分析法对两者进行了应力分布的对比研究,结果:在骨界面上应力分布两者差异没有显著性。Vanrossen(1990)等,通过二维有限元法,对不同弹性连接体弹性模量和不同外形的内连接体在单个种植体上进行分析,结果:内弹性连接体弹性模量的改变对周围骨应力分布没有影响。Chapman(1990)等,设计一种内部减震器(shockabsor-ber),把种植体与义齿相连接,用钛制作对比,结果:两者差异有显著性,可减少咬合力。elChkawihG(1990)在种植体上部结构下面使用一层弹性材料,种植体不动,而上部结构可动,结果发现这种改进使应力和位移分布和天然牙相类似。Kraut(1993)等,设计了一种弹性内动连接系统,结果表明这套系统能吸收应力,减少达到种植体和周围骨的应力值。