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生物物理相关论文范文集,与生物物理交叉学科生培养模式与实践相关毕业设计论文
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[摘 要]物理学与生物学交叉融合日益成为现代科学技术发展的重要趋势,交叉学科复合型创新人才培养随之成为研究生教育中的关键问题.文章从生物物理交叉学科研究平台建设、研究生创新能力培养、跨学科研究课程设置、交叉学科研究生导师团队设立等几个方面,系统阐述了生物物理交叉学科研究生培养模式以及实践中的具体措施与方法,对提高交叉学科研究生培养质量具有重要指导意义.
[关 键 词]生物物理交叉学科研究生培养创新能力
当今,科学技术综合化、整体化的发展趋势日益明显,自然科学各学科间相互交叉、渗透,形成了一系列新兴的边缘学科、交叉学科和综合性学科.学科交叉融合成为了优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点,同时也是人才培养的制高点.进入21世纪后,随着生物科学的飞速发展,物理学与生物学的交叉成为一个重要趋势,物理学中的理论模型、实验技术和计算方法在生物系统中得到了广泛应用,一些具有创新性、对生命科学和医学发展有重大推动作用的物理新技术正是在跨学科研究中发展起来的[1].因此,国外许多研究型大学纷纷成立了生物、物理和工程学的跨学科研究组织,并积极开展交叉学科研究生教育[2].与发达国家相比,我国跨学科研究和研究生的培养处在一个起步阶段,相关的教育模式还没有形成较为完整的体系,存在很大的发展空间[3].如何借助跨学科研究,使研究生教育与现代科技的交叉渗透整体化发展相适应,是研究生培养工作中一个亟待解决和加强的课题.因此,本文以生物物理交叉学科研究生培养为典型研究范例,对交叉学科研究生教育模式进行深入研究分析,并阐述实践中探索的具体方法和措施.开展生物物理交叉学科研究生教育模式探索,有利于加强学科建设,促进传统优势学科物理学、光学和生物学的发展,培育和造就新的优势学科,催生新的研究方向；有利于培养和提高研究生的创造性,造就具有复合知识结构、能力与素质的创新人才；有利于师资队伍建设,促进具有多学科知识背景的跨学科带头人的迅速成长,为申请国家重大科技课题储备人才.
一、构建交叉学科研究组织和平台,发挥现有学科优势与特色
成立跨学科研究中心、交叉学科研究实验室等跨学科组织,以此学术组织汇集来自不同学科、具有不同知识背景的研究生一起开展科学研究和学术活动,促进不同学科间的实质性渗透、交叉和融合.美国许多著名的研究型大学,如麻省理工大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等拟定了“Bio-X”计划,组建了跨物理学和生物学的研究中心,把物理学家和生物学家集中到共同的生命科学问题研究中去,以便更好地发挥物理学的思想、理论、技术和方法在生命科学研究中的作用[4].北京大学成立了“前沿交叉学科研究院”,开展生物、医学、物理学、工程学跨学科研究,培养交叉学科的复合型优秀人才,在交叉学科研究生培养方面做了有益的尝试[5].
建立交叉学科研究组织和平台,是开展跨学科学术研究的重要保障.在此方面,以我校光学国家重点学科和生物工程教育部重点学科为依托,建设了生物单分子操纵和光量子生物探测交叉研究中心；依托我校物理电子学科,建立了生物物理测量交叉研究实验室；依托信号与信息处理学科,建立了神经生物信息学交叉研究室.吸引物理学、生物学、电子信息等不同学科的研究人员和技术力量,引进了日本理化研究所蛋白质结构研究方向的科研人员,并以此跨学科研究组织为基础,申请国家重大研究课题、国际合作项目以及重大专项课题.以教师的科学研究项目为导向,组建了三个交叉研究学术平台：（1）生物光,以生物光子学与激光医学为重点,开展生物单分子操纵和光量子生物探测交叉研究,利用光学测量手段探测各种生命信息,研究生命系统中的光效应,开发新型生物光学材料和光生物传感器；（2）生物电,主要在细胞生物电、神经生物电以及生理电信号检测方面进行理论和应用交叉研究,以电子学、生物学、计算机科学、控制科学为背景,以脑-机交互和脑控机器人研究为重点突破,进行前瞻性、交叉性的基础应用研究；（3）生物磁,进行了生物弱磁测量和生物电磁效应的交叉研究,以生物弱磁测量方法和磁场对细胞膜离子通道特性影响的实验为突破,在理论方法和实验技术上进行生物物理交叉学科研究.这些学术研究组织和平台的建立,为研究生进入交叉学科前沿技术奠定了良好的基础,有效提高了研究生培养质量和效率.
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二、凝练跨学科研究方向,培育新兴交叉学科生长点
由于生物物理跨学科研究内容十分广泛,包括：分子生物物理、膜和细胞生物物理、光生物物理、理论生物物理、神经生物物理、生物控制论和生物信息学、环境辐射生物物理、生物力学与流变学以及生物物理技术等九大方面[6].因此,实践中需要认真提炼科学问题,凝练研究方向.根据我们现有物理学和电子学的学科优势和人才队伍,将生物物理交叉研究工作主要集中于四个方面（1）细胞生物电测量与物理因子的生物效应研究；（2）神经信息处理与脑-机交互（BCI）技术研究；（3）生物信息学研究（4）生物医学传感与检测技术研究.围绕脑控机器人、运动过程与大脑认知相关的脑-机交互中信号的传输、处理、控制技术及系统实现问题,开展神经信息处理与脑-机交互技术研究,在运动想象BCI信号
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