细胞生物学方面论文范本,与计算机仿真在医学细胞生物学教学中的应用相关论文答辩

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医学细胞生物学是基础医学和临床医学之间的桥梁学科,是医学各专业的一门重要的基础医学课程,它是以细胞生物学和分子生物学为基础,研究人体细胞的形态与结构、发生与发展、增殖与分化、遗传与变异、兴奋与运动、信息传递、衰老与死亡等生命活动规律以及疾病的发生机制和防治的科学.其内容抽象、微观结构多,这就决定了医学细胞生物学教学内容以描述为主,直观、形象、生动是其显著特点.在过去的教学中主要靠讲授的同时配合多媒体等教学手段,能达到一定的教学效果,但有些内容就难以处理,学生不好掌握,计算机仿真技术可谓是雪中送炭.

一计算机仿真技术概述

1定义

“仿真”一词译自英文Simulation,另一个曾用的译名是“模拟”.1961年G·W·Menthler[1]首次对仿真一词作了技术性的解释,认为“仿真”是指在实际系统尚不存在的情况下,对系统或活动本质的复现.而计算机仿真(ComputerSimulation)[2]又称计算机模拟(ComputerAnalogy)[3]或计算机实验.所谓计算机仿真是指在实体尚不存在或者不易在实体上进行实验的情况下,先通过对考察对象进行建模,用数学方程式表达出其物理特性,然后编制计算机程序,并通过计算机运算出考察对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况下,其主要参数如何变化,从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的.

细胞生物学本科毕业论文这么写
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计算机仿真技术是一种分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法.近年来,随着系统科学研究的深入,控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,计算机仿真技术已发展成一门新的学科.信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到迅速发展.

2特点

计算机仿真是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型,并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术.它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点,已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具.

（1）模型参数任意调整

模型参数可根据要求通过计算机程序随时进行调整、修改或补充,使人们能够掌握各种可能的仿真结果,为进一步完善研究方案提供了极大的方便.

（2）系统模型快速求解

借助于先进的计算机系统,人们在较短时间内就能知道仿真运算的结果(数据或图像),从而为人们的实践活动提供强有力的指导.这是通常的数学模型方法所无法实现的.

（3）运算结果准确可靠

只要系统模型、仿真模型和仿真程序是科学合理的,那么计算机的运算结果一定准确无误(除非机器有故障).因此,人们可毫无顾虑地应用计算机仿真的结果.

（4）实物仿真形象直观

把仿真模型、计算机系统和物理模型及实物联结在一起的实物仿真(有些还同时是实时仿真),形象十分直观,状态也很逼真.

3应用

计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术.它集成了计算机技术、网络技术、图形图象技术、面向对象技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识.

计算机仿真的用途非常广泛,已经渗透到社会的各个领域.如在核领域,未来的核试验不用核弹而是用计算机仿真模拟来进行.1996年9月10日联合国通过了《全面禁止核试验条约》,但是条约只是说明核试验在实爆方面的结束,俄罗斯军事专家说：“许多西方发达国家,即使不进行核试验,也能运用高速大规模计算机,在三维空间对核爆炸全过程进行全方位模拟.”这是目前的现实.据外界估计,到目前为止,能进行计算机模拟仿真核试验的国家和地区有：美国、俄国、英国、法国、中国、日本及台湾地区.

在我国已经实现了计算机仿真技术在生命科学领域中的应用,主要是通过建立人体模型或动物模型来进行一些参数的研究.例如：一些医学研究室通过建立神经网络系统模型来研究药物的行进或者通过建立人体膝关节模型并设定参数来研究它的力的承受范围.

二医学细胞生物学教学

医学细胞生物学教学所采用的方法一般是理论教学法,主要依据课本来进行讲授；更进一步可将课本上的知识与多媒体等技术结合起来,或者采用PBL教学法提高学生学习的主动性[4].

1PBL教学法的应用

PBL是指在临床前期或临床课中,以病人问题为基础,以学生为中心的小组讨论式教学.讨论中,学生围绕问题进行思维、推理和分析,教师不直接回答学生的问题,只起导向作用,维持小组学习向既定的教学目标行进.其特点是打破学科界限,围绕问题编制综合课程；教师为引导,学生为中心；以获得基本知识培养有效运用已有的知识,去理解获取新知识,解决新问题的能力作为教学目标.其教学过程大致分为：提出问题—自学解疑—重点讲授和总结归纳.它是近年来国内外医学教育改革的热点.传统的教学法具有传授信息量大、进展速度容易掌握、系统性强的特点,但不能很好地激发学生的学习主动性,而PBL教学法能提高学生学习的主动性,培养其创造性思维的能力.

2多媒体教学的应用

医学细胞生物学的教学普遍存在教材内容多、课时安排少的矛盾,多媒体技术通过感官综合刺激获取的信息量比仅听教师的讲解要多得多；再者,它还具有灵活多变的形式,把图片、动画等

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三计算机仿真与医学细胞生物学的结合

计算机仿真技术是作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法.近年来,随着系统科学研究的深入,控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展,计算机仿真技术已发展成一门新的学科.信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到迅速发展.

计算机仿真技术所具备的模型参数可任意调整、快速准确、动画显示实物形象直观等这些不受环境、时间和空间限制的优点若与医学细胞生物学结合起来将产生巨大的影响.尤其是基于视景仿真和视景三维建模技术等从众多方面对人体细胞的各系统进行模拟并以动画的方式显现出来,通过参数的设定而将暂时看不到结果或影响的例证通过高科技手段显现出来,这些对于细胞各组分与疾病关系的探讨将非常有帮助.比如对“蛋白质合成的信号假说”和“G蛋白介导的第二信使信号通路”相关内容讲述时,单纯的动画展示和讲述的结合很生硬,如果用上仿真技术则会让学生身临其中,整个接受过程会变得流畅而简单,这部分对于学生来说曾晦涩难懂、抽象的内容就会变得生动形象起来,在过程中改变一些参数,效果将更加直观.当然,个人来实现比较困难,但在整个学科中推广开来则会变得简单,大家可资源共享.

科研的进步可以激发教学的进步,通过对一些病理和病例及复杂的组织和结构的仿真,如内质网和高尔基体的复杂结构,知识会更加容易理解和接受.有了新的研究成果就会进一步促进医学细胞生物学的教学,将相应的教学方法再加上配套的教学手段、哪章内容更适合如何呈现给学生[6-7],把这些都融会贯通到一起,相信我们对医学本科生的培养会更上一个台阶.

参考文献

[1]李书臣,赵礼峰.仿真

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