發(fā)布時間：2023-08-17 17:50:22
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生命科學新技術樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
一、激發(fā)學習興趣
興趣是最好的老師。有人曾說：“沒有興趣的強制性學習，將會扼殺學生探求真理的欲望?！备鶕?jù)心理學規(guī)律和小學生學習特點，有意注意持續(xù)的時間很短，加之課堂思維活動比較緊張，時間一長，學生極易感到疲倦，就很容易出現(xiàn)注意力不集中，學習效率下降等，這時適當?shù)剡x用合適的多媒體方式來刺激學生，吸引學生，創(chuàng)設新的興奮點，激發(fā)學生思維動力，以使學生繼續(xù)保持最佳學習狀態(tài)。學生學習有了興趣，教學才能取得良好的效果。根據(jù)情境教育的原理，創(chuàng)設充滿美感和智慧的學習氛圍，可使學生對客觀情境獲得具體的感受，激起相應的情緒，全身心地投入到學習中去，使他們潛在的能力得到充分發(fā)展。多媒體教學可以很好的展示知識間的聯(lián)系，引起興趣，利于很好的理解知識。例如：在教學《加法的意義》時，用動畫的形式展示。原來有5只雞，又來了9只雞。學生在觀察后，用自己的話說說表示的意義，引出“合并”。多媒體展示了知識的發(fā)生過程。而且形象生動，學生能很好的理解。
二、豐富學習內(nèi)容
信息技術與小學數(shù)學教學整合具有常規(guī)電教媒體的特有功能，并且能綜合它們的優(yōu)點。計算機輔助教學帶來了教學手段的一次現(xiàn)代化的大變革。計算機能事先存儲大量的信息，它操作方便快捷，可以避免教師在課堂上某些環(huán)節(jié)上時間的浪費，能為學生練習、思考贏得更多的時間，從而增加了教學容量，豐富了課堂教學內(nèi)容，帶來了課堂效益的提高。利用多媒體技術創(chuàng)設的教學情境，編寫的一系列有針對性的練習，化學習被動為主動，化抽象為具體，通過帶娛樂性的練習，讓學生輕松鞏固已學知識，激發(fā)學生內(nèi)心深處的學習興趣，同時也為教師及時提供學生評價和反饋信息的方法與途徑。如口算練習是絕大多數(shù)的數(shù)學課必備的組成部分，利用電腦中的隨機函數(shù)編寫算式，可以根據(jù)要求無限量地供應題目，并判斷你輸入答案的正誤，還可以設定答題時間，超過答題時間，電腦自動告訴你答案，讓學生與電腦比速度。如在形式上再略加修飾，不失為一種學生喜歡的數(shù)學電腦游戲。
三、解決教學難點
以多媒體計算機和網(wǎng)絡為核心的信息技術，以其鮮明的圖像，生動的畫面，靈活多變的動畫及音樂效果來優(yōu)化教學過程，是一種新型教學輔助手段。運用多媒體課件來解決教學中的重、難點易如反掌。在教學過程中，教師自己很難示范清楚的教學環(huán)節(jié)，用課件中的動畫或影像表現(xiàn)出來給學生看，這樣就能幫助學生看清了每個細節(jié)，更快、更全的建立起表象，加深理解，對學生快速掌握學習內(nèi)容，提高教學效果非常明顯。如教學《角的初步認識》一課時，在講解角的大小與什么有關時，用傳統(tǒng)手段，包括直觀操作、投影演示等都很難把要害講清楚。而通過多媒體計算機可以方便地演示：將兩個角平移重疊，將角的兩邊長短隨意改變。學生通過觀察動態(tài)的過程，很容易地歸納出“角的大小與兩邊長短無關，而與角兩邊叉開的大小有關”。
四、啟發(fā)學生思維
多媒體信息技術具有多種感官同步進行的直觀效果，能夠?qū)⒔虒W內(nèi)容一一呈現(xiàn)出來，向?qū)W生展示教學情境、提供豐富感知、呈現(xiàn)思維過程，使學生聞其聲，見其形、入其境，讓學生更快、更準、更深地把握教學內(nèi)容，極大地支持了學生對邏輯推理、問題解答和數(shù)學觀念的尋求與研究。尤其是引導學生對一些抽象的數(shù)學知識進行概括的過程中，運用多媒體信息技術在課堂教學中進行動態(tài)演示，形象揭示知識的生成過程，化抽象為具體、變理性為感性。讓學生在主動參與中，借助于觀察和比較，啟發(fā)思維，逐步探究知識的形成過程，從而更深刻地把握知識的本質(zhì)。如教學“長方體的認識”一課時，利用多媒體課件的點、線的閃爍，依次閃動長方體的面、棱、頂點，來使學生認識長方體的各部分名稱，緊接著把長方體的實物模像去掉，抽象出平面圖，完成了由形象思維向抽象思維的過渡。再通過面、棱的移動，拼合等一系列的演示，同時配有聲音，利用色彩動態(tài)來比較，得出長方體“相對面的面積相等，相對棱的長度相等”這一結(jié)論，使學生輕松愉快地學會了這一知識。
從高等教育發(fā)展的需要，生命科學發(fā)展的需要，社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要以及知識經(jīng)濟時代對大學生綜合素質(zhì)的要求這四個方面，淺析了在高校非生物專業(yè)類學生中開設生命科學選修課的必要性。
關鍵詞：綜合素質(zhì)；復合型人才；培養(yǎng)模式
21世紀是生命科學(亦稱生物學)的世紀，這已成為人們的共識。據(jù)權威機構(gòu)預測，在新的世紀里，生命科學將成為新一輪自然科學革命的中心。為了普及生命科學教育，適應國家和社會對復合型人才的培養(yǎng)需要，在高校開設生命科學公共選修課，對于優(yōu)化非生物學類專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提高非生物學類大學生的科學素質(zhì)和綜合素質(zhì)都具有十分重要的意義。
一、高等教育改革發(fā)展的需要
在現(xiàn)代科學技術飛速發(fā)展的今天，現(xiàn)代教育技術的發(fā)展也十分迅猛，這必將引起高等教育全方位的深刻變革，尤其在教學內(nèi)容、教學方法和教學手段等方面更為突出。我國高等教育部門正在把握時展的機遇，關注世界教育技術的前沿動態(tài)，并結(jié)合中國的實際情況，改革舊的教育模式、教育內(nèi)容、教學方法和教學手段，為培養(yǎng)跨世紀的高素質(zhì)人才作出應有的貢獻。[1]
20世紀末，美國、日本等發(fā)達國家都已把生命科學的發(fā)展放在首位，在這樣一個科技競爭、人才競爭的大變革時代，我國的高等教育如果不能跟上時代的步伐，與時俱進，就會與發(fā)達國家的差距越來越大。知識經(jīng)濟時代需要的人才規(guī)格較之工業(yè)經(jīng)濟時代有了很大的變化，這就要求教育必須處理好“專才”與“通才”的關系[2]，尤其對高等教育提出了更高的要求，即跨學科專業(yè)的建設勢在必行，要允許學生在系際、校際選修課程，甚至在必要時可以中途轉(zhuǎn)系、轉(zhuǎn)校國家教育部頒發(fā)了《高等教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃》，在對于“非生物學類專業(yè)生物學基礎課教學內(nèi)容和課程體系改革研究”這一項目中，對于在高校非生物學類本科生中開設生命科學公共選修課提出了更新、更高的要求。高等教育專業(yè)和課程設置將出現(xiàn)多樣化，從未來社會對社會成員的要求出發(fā)，對傳統(tǒng)的學科課程體系進行改革，確立高等教育應為快速發(fā)展的未來社會培養(yǎng)綜合型高素質(zhì)人才。通過課程設置的改革，使學生在整個學習過程中，既有約束，又有自由學習的課程。[3]要求通過這樣的學習，使學生具有牢固的、經(jīng)久發(fā)揮作用的核心基礎知識，又具有個性的、寬而廣的知識面。新的教學模式不僅是傳授知識，關鍵是為了培訓大學生的技能，培養(yǎng)大學生以全新的方式，用新的思維模式來思考問題，解決問題。我們知道不同學科有不同的思維方式、方法，生命科學也不例外，為了便于學生今后的學習和工作需要，給非生物學類學生開設生命科學選修課，有利于培養(yǎng)學生生命科學的思維方式、方法。
教育部、國家發(fā)展計劃委員會共同研究決定，首批批準在北京大學、清華大學等36所高校建立“國家生命科學與技術人才培養(yǎng)基地”。據(jù)介紹，國家生命科學與技術人才培養(yǎng)基地(下文簡稱“基地”)是生物高新技術產(chǎn)業(yè)中人才鏈、技術鏈和產(chǎn)業(yè)鏈三者的結(jié)合體，通過積極開展新產(chǎn)品、新技術、新工藝的研發(fā)和與管理水平高、綜合實力強、技術手段新、科技含量高的企業(yè)合作，促進高?？萍汲晒D(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化。[4]“基地”在完成國家建設目標，進行高層次生命科學領域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)工作的基礎上，針對現(xiàn)階段大學非生物學類學生和教師缺乏現(xiàn)代生命科學知識和意識、造成不利于學科間的交叉融合和結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)狀，從今年秋季學期開始，率先為全校非生物學類學生開設生命科學基礎普及課程，加快校內(nèi)外生命科學課程教師的培養(yǎng)。
高校給非生物學類學生開設生命科學選修課，要延續(xù)從選修到必修，從普及型課程到提高型課程，從學分少到學分多的發(fā)展過程，在課程設置上要有系列性，延續(xù)性。要有一批專門從事公共生命科學選修課教學和研究的教師，并能在教材編寫工作中作一些探討。
二、生命科學發(fā)展的需要
在20世紀里，生命科學有了重大的進展，以至在自然科學中越來越居于顯赫的地位。2000年4月6日諾貝爾獎得主楊振寧在南京的一個題為《中國文化與科學》的演講中指出，“假如說20世紀是物理學世紀的話，那么21世紀將是生物學世紀。生物學對人類的價值觀念的影響恐怕比物理學對世界的影響更深遠……”生命科學一直是農(nóng)學和醫(yī)學的基礎，對農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、制藥等方面的發(fā)展有著深刻的影響，進而擴展到食品、化工、環(huán)保、能源、信息等方面。因此，生命科學的發(fā)展與人類的未來息息相關。[5]人類社會所面臨的一系列重大問題，如人口、糧食、資源、環(huán)境、健康等，都對生命科學給予了重大的希望。如果我們?yōu)g覽一下生命科學的方方面面，就會發(fā)現(xiàn)，生命科學的分支已多得難以計數(shù)，更有大量的邊緣學科和交叉學科不斷出現(xiàn)。學科間相互交叉，互相滲透，生命科學將會得到更大的發(fā)展，對整個科學發(fā)展將起到巨大的推動作用，它將與19世紀末20世紀初的物理學所起的作用一樣，成為科學革命的中心。自然科學和社會科學的融合，以至在人類思維向高級階段發(fā)展的歷史使命中，生命科學將起著越來越重大的作用。認識和了解生命科學的基礎知識、基本概念對學習其他科學知識也有幫助。
人類進入21世紀，生物技術已不再是單純的生命科學的研究手段，它已經(jīng)從生命科學的實驗室里走出來，成為一種獨立的產(chǎn)業(yè)力量，近幾十年來，生物公司和相關的機構(gòu)如雨后春筍般地建立起來。生物技術緊接信息技術而崛起，并對人類社會的發(fā)展起著巨大的推動作用，它將在生態(tài)環(huán)境、倫理、道德、法律等方面引發(fā)一系列新的變化，也帶來一系列需要解決的問題。[6]例如克隆人類胚胎的研究將給21世紀的醫(yī)學發(fā)展帶來不可估量的影響，但是克隆人的出現(xiàn)將給未來社會、倫理道德和法律帶來嚴重的后果。轉(zhuǎn)基因技術可提高農(nóng)作物產(chǎn)量，節(jié)省未開發(fā)土地，從而為野生生物提供更大的生存空間。然而，轉(zhuǎn)基因食品的安全問題是我們不得不擔憂的，轉(zhuǎn)基因食品究竟會不會對人產(chǎn)生有害的作用，科學界目前對此尚無定論。類似的還有生物多樣性、生態(tài)與環(huán)境等。這些問題已不僅僅是生命科學領域所能單獨解決的問題，還需要相關學科領域共同解決。
三、社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要
20世紀科學技術突飛猛進的發(fā)展已充分證明，人類生存方式的技術含金量滲透到了社會關系的方方面面。信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、航天技術、海洋技術等世界高新技術及高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對社會經(jīng)濟和生活產(chǎn)生了日益深刻的影響。生物技術和生命科學的研究更為直接地面對著人的生命，影響人的生命意義和生存方式。在全球經(jīng)濟一體化、政治多級化、科學多元化的今天，我們培養(yǎng)的大學生要能在參與國際、國內(nèi)競爭中立于不敗之地，沒有高素質(zhì)是不行的。生命科學和生物技術的迅速發(fā)展，必然進入產(chǎn)業(yè)化，這僅僅依靠生命科學專業(yè)人才是不夠的，還需要其他方面的人才，而這些人必須懂一些生命科學方面的知識，因此，我們的高等教育必須在非生物學類學生中全面開設生命科學選修課。另外，由于學科交叉，知識相互滲透，從事其他行業(yè)的人也需要掌握一些有關生命科學方面的知識，如果知識面太窄，那將對個人的發(fā)展起到很大的制約作用。教育是為經(jīng)濟社會發(fā)展服務的，社會要求通才，全才，高校有義務培養(yǎng)社會需要的人才。這就要求今天的學生在校學習期間不斷培養(yǎng)自己適應知識變化，工作變化，環(huán)境變化及人類生存的能力。
另外在我國的社會經(jīng)濟發(fā)展過程中現(xiàn)已出現(xiàn)諸如人口、資源、能源、環(huán)保等方面的問題，并且已經(jīng)或?qū)橹冻龀林氐拇鷥r。國家已經(jīng)意識到問題的嚴重性，提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。要使經(jīng)濟的發(fā)展同人口增長、資源利用與環(huán)境保護相適應，實現(xiàn)資源、環(huán)境的承載能力與經(jīng)濟社會發(fā)展相協(xié)調(diào)，從人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會相互協(xié)調(diào)中推動經(jīng)濟建設發(fā)展，并在發(fā)展中帶動人口、資源、環(huán)境問題的解決而所有這些都與生命科學有著千絲萬縷的聯(lián)系。我們的大學生是一個特殊的群體，他們是未來社會發(fā)展與經(jīng)濟建設的生力軍，他們認識和了解這些問題對他們將來從事經(jīng)濟建設有著十分重要的意義。
作為知識經(jīng)濟的主體，強調(diào)的不僅僅是對勞動的某一方面知識的掌握和應用，而是對各類知識的整合。因此在高校非生物學類學生中開設生命科學選修課，是勢在必行的，但是由于課時的限制，不可能系統(tǒng)地、深層次地傳授給學生許多有關生命科學方面的知識，其目的主要是通過在講授某些生命科學知識的同時，以知識為“載體”，培養(yǎng)學生的現(xiàn)代生命科學意識和思維方式，更好地為經(jīng)濟社會服務。
四、知識經(jīng)濟時代對大學生綜合素質(zhì)的要求
大學生對生命科學的了解僅僅停留在中學的水平上，而那些知識畢竟是最簡單，最基礎的知識，根本不能滿足大學生閱讀比較專業(yè)的生物雜志和文章的需要，更不能滿足學生自學生命科學的需要。如果要進一步提高大學生生命科學方面的知識，那么在高校非生物學類學生中開設生命科學選修課就顯得非常必要。[7]
知識經(jīng)濟要求教育部門培養(yǎng)出具有多種知識及多元文化融合能力的新型人才，這是因為，在知識經(jīng)濟條件下，知識具有系統(tǒng)性、綜合性和整合性的特征，作為知識經(jīng)濟的主體，強調(diào)的不僅僅是對勞動的某一方面知識的掌握和應用，而是對各類知識的整合。因此在高校非生物學類學生中開設生命科學選修課，是勢在必行的，以知識為“載體”，培養(yǎng)學生的現(xiàn)代生命科學意識和思維方式，更好地為經(jīng)濟社會服務。
參考文獻
[1]劉久成.知識經(jīng)濟與大學生素質(zhì)論綱[M].北京:中國人民公安大學出版社，2000.
[2]向顯智，陳強.現(xiàn)代科學技術概論[M].武漢:湖北教育出版社，2000.
[3]北大生科院編寫組.生命科學導論[M].北京:高等教育出版社，2000.
[4]杜占文.世界不需要轉(zhuǎn)基因食品[J].科技文萃，2001，(11).
[5]李柯.生物技術挑戰(zhàn)信息技術[J].科技文萃，2001，(9).
[6]高力.制約規(guī)范生命技術，符合人類整體利益[N].科技時報，1999.
[7]姜知然.我國三十六所高校獲準建立國家生命科學基地[N].中國新聞社，2002.
因為人類或人最關心的是未來
生命科學作為生物學的分支學科意在通過分子遺傳學研究生命的活動規(guī)律、本質(zhì)、發(fā)育規(guī)律以及生物與生物、生物與環(huán)境之間的相互關系，其最終目的為治療遺傳疾病、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、保護環(huán)境以及改善人類生活。在地球人正努力使信息走向盡量對稱的互聯(lián)網(wǎng)時代，生命科學這一學科從以往的邊緣逐漸走入人們的視野中心。
這種關注絕非偶然，事實上，它所研究的問題擊中了人類從古至今最為關心的一個問題――如何延緩人類的衰老，如何抵御毀滅性的疾病的侵襲。可以說，生命科學從未離我們遠去，只不過隨著互聯(lián)網(wǎng)信息的傳播，今日它再一次顯得已離我們前所未有的接近。
早在2013年，中科院關于年世界科技成果的評選中，十項就有四項都與生命科學有關，并且這一比例正在逐年增長。通過互聯(lián)網(wǎng)，如今的生命科學研究者正在努力試圖建立一種框架或系統(tǒng)，使更多領域的熱心人士參與到生命科學的領域中。
每一次重大成果的出現(xiàn)，無不是為了讓人類更好地在這個世界生活下去而出現(xiàn)的。上個世紀五十年代，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立，不僅使分子生物學成功建立成為生命科學領域的一個分支學科，而或是打開了“生命之謎”的大門。六十年代，人工合成牛胰島素成功，向人工合成生命邁出了重要一步，為后來解決骨質(zhì)增生、精神畸變、動脈粥樣硬化等奠定了基礎。七十年代，限制性內(nèi)切酶、DNA分子雜交技術以及基因重組技術相繼出現(xiàn)，為如今的現(xiàn)代生物技術的興起創(chuàng)造了重要條件。八十年代，PCR技術發(fā)明，這種技術為后來診斷感染性疾病、癌癥、遺傳病等提供了解決方案，使人們遠離疾病又多了一種可能。九十年代，克隆技術飛速發(fā)展，尤其是1997年克隆羊“多莉”的誕生，成為當年科技界的最熱門話題，克隆技術的突破給器官移植的普及，癌癥、糖尿病、惡性纖維化、修復脊髓神經(jīng)組織等帶來了新希望。
盡管目前生命科學的研究成果最重要也最廣泛的指向在于醫(yī)學，但也同樣正越來越地被用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化學、環(huán)境保護等各個領域，劍走偏鋒。生命科學每一項重要研究成果的出現(xiàn)都意味著某一種或多種疾病治愈的可能性多了一分，也同樣意味著其它，因為人類或人最關心的是未來。
因為人最關心的是治愈我們的地球，谷歌就是其中之一
幾乎所有的科學家都曾說，“未來十年生命科學行業(yè)會大熱”。
2005年跨越十五個年頭的“人類基因組計劃”宣告結(jié)束，這項計劃自1985年首次提出設想以來，作為生命科學領域可以說最為重要的一項工程之一，為該領域的突破做出了巨大貢獻。從其目的上來說，“認識自身，了解生命起源”，不管從哪一個出發(fā)點來說，都切中目前及未來人類最為關心的本質(zhì)問題。
在去年，著名的“小保方晴子學術造假”事件則引起人們除卻基因之外對生命科學領域又一分支的關注，干細胞。如若小保方晴子的“STAP干細胞”為真，那將大大減少制備多能干細胞的成本，使大規(guī)模的開展器官再生、修復以及疾病治療方面的臨床試驗成為可能。作用力等于反作用力，這也或是為何她在被證明為偽之后聲名一落千丈且遭受諸多業(yè)內(nèi)人士討伐的要因。
關注這一領域的不僅僅只是生命科學領域的研究者們。作為一項全人類的事業(yè)與使命，近年來隨著學術的不斷開放，同商業(yè)結(jié)合的加強，有著越來越多的圈外人士相繼投入到該領域的研究之中。谷歌就是其中之一。
今年1月底，谷歌旗下的Google X部門便放出消息，稱將同美國一家制藥公司結(jié)盟，共同研發(fā)對抗多樣硬化癥的藥物。這對無數(shù)患有此病癥的患者來說，無疑為他們的治愈又帶來了一絲希望。此次合作，Google X旨在研究多樣硬化癥在不同病人身上的表現(xiàn)差異，以開發(fā)應對藥物。而最近，谷歌顯然在生命科學領域涉足更深，有消息稱，Google X將開發(fā)一套早期癌癥探測系統(tǒng)，據(jù)實驗室科研人員介紹，他們希望通過獲取光在經(jīng)過不同皮膚是的反應數(shù)據(jù)，打造一款早期癌癥檢測器。雖然尚處于初級階段，但我們有理由相信在不遠的將來，我們將能夠體驗到不同于傳統(tǒng)僅在飲食、生活習慣上的癌癥預防。
其實早在去年年底，便有關于谷歌對疾病進行早期預防的消息流出。據(jù)有關報道稱，谷歌正在開發(fā)一種新技術，將能夠監(jiān)測疾病的納米顆粒與腕帶是傳感器結(jié)合，通過納米顆粒進入人體血液之后探測出人體生化指標的輕微變化，作為對疾病的早期預警系統(tǒng)。這將為癌癥的預防提供重要數(shù)據(jù)及指標。
作為一家將人類關懷作為己任的公司來說，谷歌做的顯然已超出了他的職責范圍。我們可以看到，自去年以來，谷歌在生命科學領域做出了許多新嘗試，包括研究為糖尿病患者提供血糖監(jiān)測的隱形眼鏡，收購制造帕金森癥防抖勺的Lift Labs以及對研發(fā)抗衰老產(chǎn)品的calico公司和提供個人基因監(jiān)測試劑盒的23andMe公司入股，這些都可以看做是谷歌對生命科學領域投入的關注與支持。
這也是如今生命科學研究的一大方向，即越來越多的相關研究與開發(fā)傳統(tǒng)實驗室走向同大公司的合作，這在一方面能夠提高世人對這一領域的關注與熱情，另一方面，也為研究提供了更好的環(huán)境以及更多的資金投入，同時使艷絕產(chǎn)生的新成果能夠更有效率的轉(zhuǎn)為商用，為生命科學更好的落地找到了基礎。
縱觀近幾年的合作趨勢我們可以發(fā)現(xiàn)，越是在其他領域有著技術優(yōu)勢的大公司，對生命科學領域的合作便表現(xiàn)得越是熱情，這固然是其公司本身的實力與眼光所決定的，更反映出生命科學這一并不新鮮的領域在未來的市場無限廣闊。不僅是考慮到市場，因為人最關心的是治愈我們的地球。
因為人們不僅關心未來，更關心的是如何改變世界，如何創(chuàng)造未來，微軟就是其中之一
施一公在一次演講中說，“生命科學將從科學與藝術、制藥、干細胞三個方面改造世界”，從如今的趨勢上來看或確為如此。
目前，處于生命科學領域前沿的科技有，基于基因療法的各類病癥預警，通過干細胞進行器官再生移植的研究，各類生物、免疫、抗體、蛋白疫苗的開發(fā)，總體上在醫(yī)療與健康方面的成果是突出的。但是在未來，它也將在其他方面改變我們的世界。
生命科學的逐漸崛起也引發(fā)了一個全新的經(jīng)濟領域誕生，即生物經(jīng)濟，在這種經(jīng)濟模式下， 高效、快速而又環(huán)保、綠色的經(jīng)濟增長模式得到了徹底的實施，面對“21世紀是生命科學的世紀”這樣的樂觀前景，生物經(jīng)濟必將在未來成為一種主導經(jīng)濟，從對實驗室中的理念進行投資，到開展行業(yè)內(nèi)并購，僅生物制藥行業(yè)便累積了巨額財富，這些財富，在未來將成為撬動世界進程的一股不可忽視的力量。
再如農(nóng)業(yè)方面，早年袁隆平的“雜交水稻”可謂是中國近幾年來生命科學領域的一大進步，成功地解決了中國眾多人口的吃飯問題。關于去年有關“轉(zhuǎn)基因”即“非轉(zhuǎn)基因”的爭論，也將隨著相關領域的研究深入，最終找到合理的解釋。也許在未來，借助生命科學技術的進步，我們的生活將不再擔憂奶粉中是否添加過三聚氰胺，購買的肉類是否經(jīng)過非正常處理，鴨蛋中是否添加過蘇丹紅等染色劑，不再懷疑自己的餐桌、飯店、超市，因為有了生命科學的力量，我們對食品安全的恐懼將煙消云散。
當然，從目前的現(xiàn)狀上來看，生命科學領域研究有兩大趨勢：一是研究領域不斷升入，體系越來越龐大，研究周期變長，這使得分工更加細致，研究者之間配合增加，這也就很好的說明了為何如今的生命科學研究有越來越的多跨界與融合出現(xiàn)，周期的變長，必將伴隨著投入資金的增多與商業(yè)轉(zhuǎn)化的迫切，同大公司合作，則必將大大縮短這其中耗費的精力;二是其研究對象及問題同經(jīng)濟社會之間的關聯(lián)越來越緊密，更多的從原先關注的醫(yī)療健康領域延伸到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居住環(huán)境等方面。譬如在環(huán)境保護方面，解決環(huán)境污染問題主要有三種渠道，物理法、化學法、生物法，其中生物法醉著近幾年生物技術的進步，正成為污水處理、大氣凈化、環(huán)境檢測等方面的首選方法，對有可降解能力的特殊細菌的培養(yǎng)及利用基因技術對他們的改造，使處理污染的成本及不良影響降到了最低，在未來，生物治污法必將得到普及，通過生命科學使世界變得更為美好正逐漸成為現(xiàn)實。
[關鍵詞]生物產(chǎn)業(yè) 生物經(jīng)濟 三次產(chǎn)業(yè) 融合
一、生物經(jīng)濟與三次產(chǎn)業(yè)融合
1. 生物經(jīng)濟的涵義
生物經(jīng)濟是指建立在生命科學和生物技術研發(fā)與應用基礎之上,對生物資源進行合理配置及利用,以生產(chǎn)生物技術產(chǎn)品或提供服務,從而滿足人類對健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品加工、可再生資源或環(huán)保等方面需求,并形成具有相應規(guī)模的生物產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟,它是一個與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟、信息經(jīng)濟相對應的新的經(jīng)濟形態(tài)。這里需要特別強調(diào),只有當生物產(chǎn)業(yè)達到相應規(guī)模,成為推動社會經(jīng)濟增長的主導或支柱產(chǎn)業(yè)時,世界將真正步入生物經(jīng)濟成熟階段。
2. 三次產(chǎn)業(yè)的劃分
在世界經(jīng)濟發(fā)展史上,人類經(jīng)濟活動的發(fā)展有三個階段:第一階段即初級階段,人類的主要活動是農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè);第二階段開始于英國工業(yè)革命,以機器大工業(yè)的迅速發(fā)展為標志,紡織、鋼鐵及機器等制造業(yè)迅速崛起和發(fā)展;第三階段開始于20世紀初,大量的資本和勞動力流入非物質(zhì)生產(chǎn)部門。新西蘭經(jīng)濟學家費歇爾將處于第一階段的產(chǎn)業(yè)稱為第一產(chǎn)業(yè),處于第二階段的產(chǎn)業(yè)稱為第二產(chǎn)業(yè),處于第三階段的產(chǎn)業(yè)稱為第三產(chǎn)業(yè)。
我國的三次產(chǎn)業(yè)劃分是:第一產(chǎn)業(yè):農(nóng)業(yè)(包括種植業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、副業(yè)和漁業(yè));第二產(chǎn)業(yè):工業(yè)(包括采掘工業(yè)、制造業(yè)、自來水、電力、蒸汽、熱水、煤氣)和建筑業(yè)。第三產(chǎn)業(yè):除第一、第二產(chǎn)業(yè)以外的其他各業(yè)。
3. 產(chǎn)業(yè)融合
產(chǎn)業(yè)融合是指不同產(chǎn)業(yè)或同一產(chǎn)業(yè)內(nèi)的不同行業(yè)在技術創(chuàng)新與放松管制的基礎上相互交叉、相互滲透,逐漸融合為一體,形成新產(chǎn)業(yè)形態(tài)的動態(tài)發(fā)展過程。主要包括高新技術產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的滲透融合、產(chǎn)業(yè)間的延伸融合與產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的重組融合三種方式,通過這三種方式,各產(chǎn)業(yè)間的邊界特征開始逐漸模糊或消失,新產(chǎn)品、新服務乃至新產(chǎn)業(yè)不斷產(chǎn)生。
二、發(fā)達國家生物經(jīng)濟發(fā)展的三次產(chǎn)業(yè)融合模式考察
經(jīng)過我們初步的研究考察,發(fā)現(xiàn)發(fā)達國家有強大生命力和競爭力的大型生物技術公司都有一個共同規(guī)律,即在發(fā)展初期就高度重視生物產(chǎn)業(yè)中的農(nóng)業(yè)、工業(yè)與現(xiàn)代服務業(yè)的兼容性。
諾華公司(Novartis)是世界上最著名的生命科學公司之一,最初由瑞士巴塞爾負責化學和制藥業(yè)務的兩家公司于1996年合并而成,業(yè)務領域涉及工業(yè)與農(nóng)業(yè)。1998年12月開始,總裁兼CEO丹尼爾•瓦塞拉領導諾華公司在制藥和作物防病及種子業(yè)務上,采取以產(chǎn)易股、重組、合并和收購等方式,匯集競爭需要的混合資產(chǎn),和世界上其它幾家大的生命科學公司展開全面競爭,取得了領先地位。
諾華作為生物產(chǎn)業(yè)的領導者,1982年率先展示了首個“轉(zhuǎn)基因”植物,引發(fā)了世界抗蟲和耐受殺蟲劑轉(zhuǎn)基因植物及制種的研究熱潮。1995年,孟山都公司(Monsanto)推出了第一個商品化的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,諾華緊隨其后,1996年推出了自己的轉(zhuǎn)基因植物和種子,證實了自己在生物產(chǎn)業(yè)的頂尖地位。諾華公司認為,生命科學創(chuàng)造的大部分價值來自不同產(chǎn)業(yè)領域的聯(lián)合,例如制藥、營養(yǎng)品和種子等。要獲取更大收益,就要在不同的產(chǎn)業(yè)領域之間進行廣泛融合交叉。諾華的生物學家提出,隨著生命科學的進展和基因組計劃的實現(xiàn),會出現(xiàn)3種類型的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,第一種類型為提高相關抗性的轉(zhuǎn)基因植物及種子,如抗寒、抗旱、抗鹽堿及抗病等;第二種類型為增加特定商品性的轉(zhuǎn)基因植物及種子,如高蛋白、高油脂含量;第三種類型為植物生物反應器,即將植物作為制造化合物的工廠,使用由陽光提供能源并且不會釋放污染物的基因工程植物來取代消耗能源并產(chǎn)生污染的工廠。瓦塞拉認為,生命科學不僅具有改變種子生物學屬性和植物保護產(chǎn)業(yè)的潛力,而且還具有改變制藥和營養(yǎng)產(chǎn)業(yè),模糊食物和藥物之間界限的潛力,使人們能夠制造出對健康有明顯益處的‘功能性’食品。
“在眾多的高新技術中,現(xiàn)代生物技術產(chǎn)業(yè)是典型的創(chuàng)新驅(qū)動型產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代生物科技發(fā)展日新月異,創(chuàng)新速度加快,產(chǎn)業(yè)化周期縮短;生物技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展互動,推動產(chǎn)業(yè)升級和新興產(chǎn)業(yè)崛起”。生物產(chǎn)業(yè)具有典型的高技術產(chǎn)業(yè)特征,科研開發(fā)實力直接決定了企業(yè)的生存和發(fā)展,因此,生物產(chǎn)業(yè)的一、二產(chǎn)業(yè)紛紛成立自己的研發(fā)中心,加大技術研發(fā)的投入,使生物技術產(chǎn)業(yè)的一、二產(chǎn)業(yè)和三產(chǎn)業(yè)融為一體的發(fā)展趨勢日益成為普遍的現(xiàn)實。
隨著研發(fā)費用的巨額投入和研發(fā)成本的飛速增長,全球生物技術外包研發(fā)服務公司(CRO)蓬勃發(fā)展,世界很多大的生物企業(yè)紛紛將自己的研發(fā)業(yè)務轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)向企業(yè)外部更加專業(yè)化的公司提供的資源生產(chǎn)和專門服務。企業(yè)由專業(yè)化的角度出發(fā),將一些原來屬于企業(yè)內(nèi)部的部門轉(zhuǎn)移出去變?yōu)楠毩⒔?jīng)營單位,或者直接取消由原來企業(yè)內(nèi)部提供的資源或生產(chǎn)服務。特別是這次世界金融危機的暴發(fā),為了降低成本,發(fā)達國家加快了生物產(chǎn)業(yè)合同研發(fā)、合同生產(chǎn)等外包服務的步伐。當今世界,制造業(yè)和服務業(yè)的融合已從原來的只互為包含某些制造和服務環(huán)節(jié)的最初形態(tài),發(fā)展成為制造和服務業(yè)渾然一體階段,一批融合了二、三產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)業(yè)開始成為發(fā)達國家的支柱產(chǎn)業(yè)。
“目前,全球從事生物技術特別是生物制藥的特殊專業(yè)外包生產(chǎn)機構(gòu)(CMO)大約有70―80家,排名前20名的廠家約占市場份額的60%,其中大部分是從事微生物發(fā)酵、哺乳類動物細胞陪養(yǎng)、基因轉(zhuǎn)化及制劑外包的特殊專業(yè)外包公司,像Lonza.DSM .Catalytics .Laportate等都是承接有關生物技術生產(chǎn)外包的大型跨國公司”。
跨國公司在競爭的壓力下,紛紛將很多研發(fā)業(yè)務委托給專業(yè)的外包研發(fā)服務公司,達到縮短研發(fā)周期,增強產(chǎn)品競爭力的目的,全球生物技術外包研發(fā)服務公司(CRO)發(fā)展迅速,研發(fā)外包業(yè)務逐年增加,CRO的市場增速高于CMO。據(jù)Frost & Sullivan的研究資料,“全球制藥產(chǎn)業(yè)技術外包服務市場規(guī)模,2001年達到98億美元,2005年達到163億美元,2001―2005年復合增長率約13.7%。據(jù)Frost & Sullivan的最新數(shù)據(jù),2005年全球研發(fā)外包市場約為187億美元。
三、我國發(fā)展生物經(jīng)濟三次產(chǎn)業(yè)融合模式的現(xiàn)狀與啟示
2007年4月,國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了“生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展‘十一五’規(guī)劃”,首次將生物產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)進行重點部署,提出了重點發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造、生物環(huán)保、生物服務等新興生物領域,把生物產(chǎn)業(yè)培育成為高技術領域的支柱產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。
目前,我們國家的生物技術公司大都是單一經(jīng)營,很少有同時經(jīng)營生物醫(yī)藥和生物農(nóng)業(yè)業(yè)務的公司,企業(yè)規(guī)模相對較小。隨著生物技術的發(fā)展,醫(yī)藥、保健品、食品特別是功能性食品的界限趨于模糊,在以人類健康為基礎的產(chǎn)業(yè)中,生物農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)藥甚至以植物為原料的生物能源、生物質(zhì)材料形成密不可分的大的產(chǎn)業(yè)鏈。諾華等國際航母級公司在生物醫(yī)藥和生物農(nóng)業(yè)業(yè)務上交叉融合,共同發(fā)展,以獲取更大效益的發(fā)展模式值得我國學習借鑒。如果我國的大學、科研機構(gòu),特別是目前大量存在的單一生物醫(yī)藥、生物種子、生物飼料、生物農(nóng)藥、生物肥料等公司認識到國際大的生命科學公司的產(chǎn)業(yè)綜合交叉發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗,一定會使我國的生物產(chǎn)業(yè)走上良性發(fā)展道路。
隨著生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,全球的生物制藥研發(fā)外包有加快發(fā)展之勢,跨國公司這方面的業(yè)務也加快向我國轉(zhuǎn)移,特別是向我國有良好外部發(fā)展環(huán)境和有技術創(chuàng)新能力的國家生物產(chǎn)業(yè)基地轉(zhuǎn)移,成為風險投資的熱點地區(qū)和熱點行業(yè)。如我國北京、上海的生物產(chǎn)業(yè)基地生物醫(yī)藥外包業(yè)務快速增長,據(jù)統(tǒng)計,2004年上海浦東新區(qū)生物醫(yī)藥外包服務業(yè)務實現(xiàn)產(chǎn)值2.2億,到2007年,生物醫(yī)藥研發(fā)外包企業(yè)從29家增加到53家,前三個季度實現(xiàn)產(chǎn)值就達7.5億。在北京國家生物產(chǎn)業(yè)基地,中國生物技術外包服務聯(lián)盟(AIIiance of Biotech Outsourcing China, ABO)整合了包況北京諾賽基因組研究中心有限公司、北京華大基因研究中心以及國家藥物安全評測中心在內(nèi)的16家生物科技外包服務商,提供從新藥研發(fā)、臨床研究、臨床試驗到登記和簽約生產(chǎn)的“一站式合作研究服務”,2007年生物醫(yī)藥研究外包服務的收入達到4000萬美元,與2006年比幾乎翻了一番。上海藥明康德公司在紐約證交易所成功上市,并被評為“紐約交易所首次公開募股最佳表現(xiàn)五強”之一;上海國家生物產(chǎn)業(yè)基地的研發(fā)外包公司睿智化學和開拓者化學,受到美國資本運營公司得克薩斯太平洋集團(Texas Pacific Group, 簡稱TPG)青睞。這些發(fā)展成果,反映了我國的醫(yī)藥研發(fā)外包服務業(yè)在國際生物醫(yī)藥分工中的地位正在逐步提高。
另外,生物經(jīng)濟的第三產(chǎn)業(yè)還體現(xiàn)在遺傳服務業(yè)上,它不是以追求高新技術為目的,而是把基因組學研究所提供的數(shù)據(jù)和技術轉(zhuǎn)變?yōu)樵谏鐣母鱾€層面中的應用。生物產(chǎn)業(yè)中的遺傳服務業(yè),是一個新興產(chǎn)業(yè),“經(jīng)典的‘遺傳服務’是指人類疾病的遺傳檢測和遺傳篩選,而生物經(jīng)濟的‘第三產(chǎn)業(yè)’,遺傳服務已從醫(yī)學領域走向社會的各個方面,如國家安全、社會安全、知識產(chǎn)權保護以至社會關愛,為社會發(fā)展與生活質(zhì)量提高而提出的各種需要提供的各種各樣的專業(yè)”。
遺傳服務產(chǎn)業(yè)是以海量的基因組數(shù)據(jù)為主要支撐,所以這個產(chǎn)業(yè)具有牢固的發(fā)展基礎。因此它將帶動其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進生物經(jīng)濟的第一、二、三產(chǎn)業(yè)的融合。可以通過帶動與遺傳服務相關的制造業(yè)發(fā)展,我國的遺傳服務起步不晚,所以常用的國產(chǎn)化儀器及其它很多輔助用品、常用試劑等都可滿足需要,對于自動化和科技創(chuàng)新有很好的基礎。同時,市場的擴大和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又進一步促進了科學研究。
發(fā)展遺傳服務產(chǎn)業(yè)應該注意的問題:(1)產(chǎn)業(yè)政策,遺傳服務與其它產(chǎn)業(yè)比有很多獨有的新特點,并涉及社會、經(jīng)濟眾多部門。確定對該產(chǎn)業(yè)的支持政策特別重要。遺傳服務一般是以民間的獨立的企業(yè)為主,特別是它關系到國家和社會的安全,因此,需要國家層面的管理,如對實驗室及從業(yè)人員和對所有服務項目與產(chǎn)品要進行嚴格的資格審查,嚴格審批制度。對于關鍵的試劑應該有標準和“批檢”制度。同時,還要大力扶持國產(chǎn)設備、試劑的開發(fā)使用。對價格問題,要從市場角度,平衡公益事業(yè)和企業(yè)行為。對重要的保密問題要通過立法保護。(2)生命倫理問題,對中國簽署的國際文件與規(guī)范必須遵守。建立參與人員的知情同意和知情選擇制度,對遺傳數(shù)據(jù)保密和保護。有關部門要建立倫理委員會(IBC),討論審批有關項目,并向律師咨詢,既要開展民眾的討論,又要在決策時果斷。(3)加強生命科學的教育和知識普及工作,民眾對科學家和專業(yè)人士的了解和信任是遺傳服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎。通過民眾通俗易懂的語言,普及生命科學知識,既要開拓服務空間,又不能誘導不必要的檢測需求。要加大公益性消費引導力度,規(guī)范商業(yè)性消費引導行為。
參考文獻:
[1] R.H.海伊斯等,生物制藥業(yè),中國人民大學出版社,2003年6月版:120
任務不同——科學解決“是什么”、“為什么”；技術解決“做什么”、“怎么做”。
目的不同——科學是現(xiàn)象中探求未知的本質(zhì)，以“認識課題”為己任；技術是已有認識的升華，用于“改造課題”的活動。
管理方法不同——科學強調(diào)“工作得如何”；技術注重“如何工作”。
科學革命與技術革命不是一回事——科學革命如：哥白尼、牛頓解決了宏觀低速運動規(guī)律；其后，普朗克、愛因斯坦等提出了量子論和狹義相對論；目前正在進行的生命科學研究等。技術革命往往帶來產(chǎn)業(yè)革命，第一次是蒸汽機，第二次是電機，第三次是電腦，目前已進入信息網(wǎng)絡時代。
評價標準不同——科學要求“深”，技術要求“新”。
密級不同——科學無須保密，保密的都是技術。先進的科學發(fā)現(xiàn)都搶先發(fā)表，而新技術卻絕對保密。
（一）調(diào)整實驗課與理論課的設置
根據(jù)課程的需要，申請加大了試驗課的課時數(shù)，加開了基因組DNA提取和RNA提取及RT-PCR試驗和體外重組轉(zhuǎn)化試驗，使學生完全接觸到了分子生物學中的基本操作技術。在畢業(yè)設計時就可以獨立的進行相關的研究。為了使理論緊密聯(lián)系實踐，加深對基因工程技術的深刻理解，我們根據(jù)基因工程課程內(nèi)容，每一單元授課完畢后安排相應的實驗課。調(diào)整后的課程安排對同學們加深技術理解起到了重要輔助作用。比如質(zhì)粒載體講完后安排了質(zhì)粒提取和酶切實驗。核酸提取技術講完后安排了大分子DNA提取和RNA提取實驗等。每講授完一門基因工程常用技術即設置一個獨立的實驗。這樣理論緊密聯(lián)系實踐的課程設置，極大加深了學生對課堂授課內(nèi)容的印象，學習興趣日漸濃厚，實驗課動手操作的主動性較初始明顯增強。此外，前期基因工程教學中由于時間限制，往往分大組實驗，不能保證每個學生都能參與試驗，課時調(diào)整后，加了實驗考核環(huán)節(jié)，要求每個實驗學生必須親自操作，從而保證每個人都能掌握基本的操作技能，同時加深理解理論課內(nèi)容，這在后期的課程結(jié)課考試時學生對理論知識尤其與試驗相關的部分內(nèi)容的掌握方面效果非常明顯。
（二）設立綜合大實驗
為了使學生能夠更清晰的了解和掌握基因工程的基本路線，依據(jù)基因工程的基本操作步驟，在學生畢業(yè)前的第六學期，開設了以重組體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、篩選和檢測以及誘導表達為主線的基因工程綜合大實驗，鍛煉學生整體實驗能力。實驗中包括目的基因的分離、質(zhì)粒提取，酶切、目的基因片段的回收等實驗操作。通過這一連續(xù)實驗，學生不僅能夠掌握基因工程的實驗方法和技術，且對基因工程基本操作路線有了整體的認識和把握。這一整套試驗可以鍛煉學生對出現(xiàn)的問題進行分析和解決的能力，且能加深理論知識的掌握。根據(jù)理論知識調(diào)整試驗的體系，可以加深理論知識的理解同時，提高了實驗的成功率。根據(jù)學生的反饋，綜合大實驗的系統(tǒng)的實驗過程培養(yǎng)了學生的動手能力和分析問題解決問題的能力，提高了學生對基因工程課程的熱情和興趣;很多學生因為在該課程教學中對基因工程相關領域內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚興趣，在課外參加了相關的創(chuàng)新實驗研究項目取得了預期的教學效果。
二、理論內(nèi)容及講課方法的改革
（一）教學內(nèi)容的改革
由于生命科學領域功能基因組時代的研究成果日新月異,基因工程技術處速發(fā)展的前沿，因此在講授基因工程主要理論內(nèi)容的基礎上，關注生命科學領域的最新研究成果及國內(nèi)外研究動態(tài)，貫穿于相關的教學內(nèi)容中。比如基因芯片、基因表達等內(nèi)容；當前醫(yī)學領域里應用基因敲除進行一些疑難雜癥的疾病治療；RNAi技術進行功能鑒定等，從而使學生能學習課程的同時了解基因工程當前的研究成果和應用狀況，提高學生學習的積極性。此外，通過與實際案例相結(jié)合將基因工程的整個過程融于教學中。如觀賞園藝因為其功用主要用于觀賞而不涉及大家所關注的對人體健康及倫理學的影響，其中花期調(diào)控是一些觀賞植物的主要育種方向。而利用基因工程實現(xiàn)花期調(diào)控的第一步是克隆控制花期的目的基因。在得到目的基因后進行載體的選擇和構(gòu)建，連接轉(zhuǎn)化、表達分析等。
（二）教學方法和手段的改革
基因工程的一些概念抽象，難懂，全英文教學并不利于學生對課程的學習。而全中文形式的教學不利用學生的學術交流，因此教學模式采用中文為主的授課形式，同時對一些專業(yè)術語附加英語對照，從而使學生理解專業(yè)內(nèi)容的同時，掌握大量基因工程中的專業(yè)術語，如，基因工程（Geneticengineering）、載體(vector)、限制與修飾體系(restrictionandmodification)重組(recombinant)、反轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)等。對學生閱讀相關專業(yè)學術文獻，有效地把握科研動態(tài)，開展科學研究與技術創(chuàng)新具有很大的幫助。在課程學習中鼓勵學生關注相關領域的研究并提交課程報告，參與課程教學。這種教學方式使學生在有限的課時中接受基因工程相關的新觀念，而且推動學生利用課后時間檢索和自學一些基因工程的新技術、新成果，增強學習興趣與能動性。
【文章編號】1007-4309（2011）02-0014-1.5
21世紀是生命科學的世紀，微生物學涉及面廣、應用性強、受益面寬、發(fā)展迅速，是生命科學領域中一門綜合性和應用性很強的學科，也是生物工程、食品科學與工程、環(huán)境工程、給排水工程等工科專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，并與后續(xù)專業(yè)課程的學習有著密切的聯(lián)系。微生物實驗是微生物學教學的重要環(huán)節(jié)，與課堂理論教學相比，實驗教學更有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手能力，其教學質(zhì)量的高低也直接影響到學生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。隨著生命科學的飛速發(fā)展，對學生在知識、素質(zhì)和能力方面都有了更高、更新的要求，這就迫使我們必須注重對學生能力的培養(yǎng)和技能的提高，使學生能夠適應未來高科技社會的需求。微生物學實驗方法和技術是生命科學專業(yè)人才必須掌握的基本技能，是轉(zhuǎn)基因技術、克隆技術和發(fā)酵技術等現(xiàn)代生物技術的基礎內(nèi)容。微生物學實驗以其獨特的實驗方法和技術在生命科學的發(fā)展中占據(jù)著突出的位置。近年來，隨著創(chuàng)新人才教育的開展和高等教育改革的深入實施，逐漸使實驗教學由過去單純驗證理論知識的舊模式，向培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神的新模式轉(zhuǎn)型。在這種情況下，微生物學實驗教學必須轉(zhuǎn)變教學觀念，改革教學方法，豐富教學內(nèi)容，努力提高學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力，進一步提高教學質(zhì)量，以適應高素質(zhì)應用型技術人才培養(yǎng)的需要。
一、轉(zhuǎn)變教學觀念，加強實驗室建設
生物學是當今發(fā)展最為迅速的學科之一，知識更新很快，新技術層出不窮。因此高校生物學教師在教學觀念上也必須與時俱進，不斷更新。要逐步改變過去在教學過程中形成的重理論輕實踐的現(xiàn)象，提高對人才培養(yǎng)工作的認識，把技能培養(yǎng)看成人才培養(yǎng)的關鍵。
實驗中心設有一個數(shù)碼顯微互動實驗室，實驗室配有1臺教師機和20臺學生機，觀察細菌形態(tài)時，教師可以利用教師顯微鏡和計算機輸出系統(tǒng)通過投影大屏幕直接動態(tài)講解每一張細菌涂片，通過語音系統(tǒng)進行雙向語音交流，可以針對全體學生，也可以針對某一學生；學生遇到問題可以隨時通過呼叫系統(tǒng)呼叫，教師可以選擇通話模式與學生進行交流；學生之間也可以進行分組交流。數(shù)碼互動系統(tǒng)可針對細菌涂片進行數(shù)碼拍照，可以把細菌典型形態(tài)、染色效果好的涂片保存在電腦里。教師在主控臺微機顯示屏上可以觀察到學生的鏡下圖像，每個學生的動態(tài)觀察過程均在教師的監(jiān)控之下。
二、注重產(chǎn)學研一體化
產(chǎn)學研一體化教學模式就是把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經(jīng)驗、實踐能力為主的生產(chǎn)、科研實踐有機結(jié)合的教育形式。這從根本上為了解決學校教育與社會需求脫節(jié)的問題，縮小學校和社會對人才培養(yǎng)與需求之間的差距，增強了學生的社會競爭力。將實驗教學與產(chǎn)學研密切聯(lián)系在一起，融入科技創(chuàng)新和實驗教學改革成果，更新實驗項目。在保留原有實驗教學內(nèi)容的基礎上，及時補充專業(yè)相關領域的新技術、新方法。大力倡導和激勵教師和實驗技術人員積極開發(fā)一些新的實驗項目。
三、改革教學方式
（一）重視實驗預習、發(fā)揮學生的主動性
要做好一個實驗，預習是非常重要的。預習能力的培養(yǎng)是進行科學研究的一個重要方面，如果事先沒有充分的準備與思考，當然就不會收到理想的實驗效果，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高了。但預習并不是簡單了解實驗目的、原理、器材、方法和注意問題，并寫出實驗預習報告，而是由老師預先提出一些啟發(fā)性的問題，要求學生在掌握實驗內(nèi)容的前提下，通過查閱相關資料得出結(jié)論。應鼓勵學生對實驗方法、步驟提出自己的設想，重新編排、設計實驗，充分發(fā)揮學生思路活、求創(chuàng)新的特點，使之變被動學習為主動學習。
（二）加強實驗操作指導
實驗操作是提高學生動手能力和實驗技能的重要環(huán)節(jié)，實驗操作的規(guī)范與否成為影響實驗成敗的關鍵。而學生由于缺乏這方面的專門訓練，在操作時難免會出現(xiàn)思路不清，操作忙亂等問題。為此，在每一次實驗課上，老師都要將實驗內(nèi)容進行總體講授，理清實驗的思路，并對主要實驗操作進行示教，強調(diào)實驗當中應當注意的事項，并要求學生在正式實驗前對有關操作進行練習和熟悉，以此保證實驗過程的準確性。同時在實驗進行過程中加強師生交流，觀察學生的實驗操作情況，隨時發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正。培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的操作習慣和嚴謹認真的科研態(tài)度。
（三）規(guī)范實驗報告書寫，重視結(jié)果的分析
實驗報告是對整個實驗情況的匯總和記錄。通過實驗報告的書寫，可以幫助學生更好地理解掌握實驗原理、實驗現(xiàn)象，提高分析問題、解決問題的能力，是實驗教學不可或缺的重要環(huán)節(jié)。以前，學生對實驗報告的書寫不夠重視，隨便找張紙，照實驗書一抄就應付了事，還有的學生當實驗結(jié)果不理想時，調(diào)整改動數(shù)據(jù)，使實驗報告失去了其應達到的效果。為改變這種狀況，我們將實驗報告成績納入到課程的總評成績中，提高學生的重視程度。同時實驗指導老師統(tǒng)一規(guī)范了實驗報告的格式和紙張，對報告中各項內(nèi)容的填寫提出了具體要求，并要求學生如實記錄實驗情況，如發(fā)現(xiàn)有編造抄襲現(xiàn)象，實驗報告發(fā)回重寫。另外在實驗過程中。老師提出一些針對性的思考題，要求學生在報告中進行分析討論，對不理想的實驗結(jié)果，引導他們?nèi)シ治隹赡軐е碌脑颍⑻岢龈倪M措施。通過這樣的規(guī)定和要求，使學生逐漸端正了實驗態(tài)度，發(fā)揮了主觀能動性，培養(yǎng)起了實事求是、善于探索的科研精神，真正從實驗中得到了收獲和提高。
四、改革實驗考核方式
為了更加真實、客觀地反映學生的實驗能力和實驗素養(yǎng)，我們改變了過去單一通過期末考試來評價學生成績的做法，采用分項記分方式來考核學生的實驗成績。分項如下：
1．實驗預習成績10％。通過檢查預習報告，考核學生對實驗原理和實驗操作的理解。
2．實驗操作成績30％。通過整個實驗過程，考核學生對實驗內(nèi)容的熟悉程度與操作的規(guī)范情況。
3．實驗報告成績20％。通過實驗報告，考核學生實驗數(shù)據(jù)的記錄、結(jié)果處理及回答思考題、分析實驗現(xiàn)象和解決實驗問題的綜合能力。
4．期末筆試成績30％。實驗課單獨考試，考試學生對實驗原理、操作、數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容的掌握，綜合考量學生理論聯(lián)系實際的能力和專業(yè)知識的運用能力。
5．實驗習慣成績10％?？己藢W生對常用儀器的熟悉程度，操作的科學性及認真觀察實驗現(xiàn)象，多角度主動地去進行探索。
以上是我們在微生物實驗教學改革上做出的一些積極探索與實踐，從教學效果和學生反饋的信息情況看，這些改革在提高教學質(zhì)量，增強實驗技能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神等方面取得了一定的成效。今后我們將不斷總結(jié)經(jīng)驗，積極開拓創(chuàng)新，為培養(yǎng)應用型人才，全面推進素質(zhì)教育作出更大貢獻。
一、新教材新在哪里
新教材從名稱上將《生物》改為《生命科學》，從兩個方面體現(xiàn)出差別：一方面是學科本身涉及的范圍發(fā)生了擴展，添加了對生命本質(zhì)現(xiàn)象的認識這一層面；另一方面是學科教學的定位發(fā)生了改變，由原先的單純的生物學學科知識教育，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生進行生命現(xiàn)象和生命科學的普及教育。因此，新教材實施中的教學理念和教學內(nèi)容也有相應的變更。教學內(nèi)容應更貼近學生生活，與人密切相關。同時，要適當?shù)剞D(zhuǎn)變教學理念與教師行為，以幫助學生認識自然、認識自我為目地，把生命科學的知識性與學生生活的實踐性相結(jié)合。
二、新教材的優(yōu)點
1．教材的設計方面。相對于老教材，新教材增加了五個新的欄目，除課文與實驗之外，添加了活動、廣角鏡、想一想做一做、閱讀思考、發(fā)現(xiàn)之路?！盎顒印睓谀考仁墙虒W內(nèi)容的主體，也是實驗室活動的延伸，內(nèi)容包括調(diào)查、交流和討論，以提高學生的社會實踐和表達能力。“廣角鏡”作為拓展，結(jié)合教學內(nèi)容，為學生提供一些相關資料和小故事，擴充學生的知識面。“想一想、做一做”在完成每節(jié)基本內(nèi)容的前提下，提出進一步的思考要求和活動題目，供學有余力的學生進一步拓展?！伴喿x思考”是在課文的基礎上，延伸出的知識拓展、社會問題等等，幫助學生將基礎知識與社會、生活實踐相結(jié)合?！鞍l(fā)現(xiàn)之路”提供中、英文與科學發(fā)現(xiàn)相關的文章供學生課外閱讀。新增設的欄目大大拓展了學生的學習面，為學生提供了鍛煉全方面能力的平臺。
2．教材內(nèi)容編排方面。教材的編排重視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，教材以生命的基礎、生命的物質(zhì)和能量、生命的信息、生命的延續(xù)、生物多樣性與可持續(xù)發(fā)展、現(xiàn)代生物技術應用為六大主體。內(nèi)容更接近學生的生活實際，注重從學生的生活經(jīng)驗出發(fā)，創(chuàng)設情境，引導學生自主學習、主動探究。
3．教材的知識更新方面。對比舊教材，新教材的知識容量大大增加，不僅呈現(xiàn)了生命科學的學科前沿問題，例如：基因工程，克隆技術，遺傳病與基因治療等；還增添了很多知識點，提供大量的已更新知識，如細胞識別與免疫等。
4．新教材對課改理念的體現(xiàn)方面。二期課改的基本理念是以學生發(fā)展為本，確定學生在學習中的主體地位，關注學生的已有經(jīng)驗和興趣愛好、個性特長等發(fā)展特點，倡導自主探究、實踐體驗、合作交流的研究性學習方式與接受型學習方式的有機結(jié)合。因此，新教材對學生的思維發(fā)展及能力培養(yǎng)提出了更高的要求。在新教材中，安排大量的學生實驗及探究實驗，對培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維，學會提出問題、分析問題、解決問題起到了重要作用。實驗中許多內(nèi)容都需要學生口頭表達、動手操作，培養(yǎng)了學生的觀察能力與動手能力，發(fā)展了學生的多元智能。
三、課程實施中的經(jīng)驗總結(jié)
1．致力“問題性教學模式”的設計，實現(xiàn)“以學生為主體，教師為主導”的教學方式。問題意識是指人們在認識活動中經(jīng)常意識到一些難以解決的問題，并產(chǎn)生一種困惑、探究的心理狀態(tài)，是一種思維的問題性心理。因而在一節(jié)課的開始利用多種途徑創(chuàng)設問題情景，激發(fā)學生提出問題、發(fā)現(xiàn)問題；隨后進行討論探究。生命科學教學中知識是多元化的，雖然每一個知識點都可以形成一定的問題，但不是所有的問題都能激發(fā)學習興趣。因此，在設置問題情境時，盡可能挖掘與生活實際相聯(lián)系的內(nèi)容，例如“細胞識別與免疫”這節(jié)課，可以通過學生自身的感知體驗人手設計問題；另外，也可根據(jù)教學內(nèi)容，設計一些具有開放性的探究問題，例如“基因工程”這節(jié)課可以從日常生活中的轉(zhuǎn)基因食品入手。當問題提出后，再通過生問生答、生問師答、師問生答等多種方式多方位交流、解惑，在解決問題的過程中，教師要引導學生去思考，引導學生去討論、分析、探索。在問題解決過程中，必將產(chǎn)生很多新問題。這時教師可以鼓勵學生利用課外時間，查閱資料，去探索、去研究、去論證，讓學生帶著更多的問題走出教室，走進研究性學習。通過這樣一種創(chuàng)設情景，激發(fā)學生提出問題，引導學生解決問題，誘發(fā)學生產(chǎn)生新的問題的教學方式，可以培養(yǎng)學生的問題意識、質(zhì)疑精神和創(chuàng)新精神。
2．利用優(yōu)勢教學資源，將信息技術與教學有效整合。二期課改的教育理念要求“充分利用各種教育資源，形成多渠道的學習環(huán)境，豐富學生學習的經(jīng)歷和經(jīng)驗，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力創(chuàng)造有利條件?！北拘５慕虒W硬件配備為生命科學的教學提供了良好的條件，每個教室都可以使用多媒體進行教學。因此，生命科學的每一節(jié)新課都以使用多媒體課件的方式進行授課。使用多媒體課件有很多好處，如，多媒體輔助教學使聲、文、圖、像等具體刺激出現(xiàn)在課堂上，可將課本上靜止的圖片變成動畫演示，也可將報刊雜志上的新聞圖片在投影上呈現(xiàn)，學生的多種感官參與了教學活動，更有利于學生理解復雜過程，加深印象。例如，“細胞的分裂”使用動畫演示就能把動態(tài)過程清晰地呈現(xiàn)給學生。另外，多媒體教學有利于擴充教學內(nèi)容，擴大學生的知識面。生命科學是一門發(fā)展迅速的科學，很多知識點的學習因其信息量很大而不能局限于書本。對于這類知識的學習，可以引導學生自主選擇其感興趣的一點，利用網(wǎng)絡信息資源收集有關資料，制作一些課件，作為平時作業(yè)。例如，高―下學期，某學生上交的作業(yè)“細菌與病毒”圖文并茂，條理清晰，得到老師的表揚后，該生對生命科學的興趣越發(fā)濃厚了。通過這樣的方式，學生可以根據(jù)自己的興趣，選擇不同的知識點，在一種獨立自主的情況下，張顯自己的個性，體驗創(chuàng)造與成功的喜悅，增強適應信息社會的自信心。
3．充分利用教材編排特點，將課本知識與生活實際結(jié)合。新教材充分體現(xiàn)了與時俱進的思想，把當今社會最先進、人們最關注的科技成果及時地展現(xiàn)在學生面前，讓學生了解科技發(fā)展的最新動態(tài)，引導學生關心科技的進步，社會的發(fā)展，增強社會責任感，同時使學生在潛移默化中理解科學、技術和社會之間密不可分的關系。新教材更善于拋磚引玉，在介紹新成果新技術的同時，鼓勵學生自己去搜索、討論、決斷一些現(xiàn)實社會問題。例如，在“神經(jīng)調(diào)節(jié)”這節(jié)中設計“珍愛生命，遠離”的主題調(diào)研活動等。由于新教材注重從實際生活出發(fā)解決問題，且課本中涉及到的知識點多、信息量大，因此，可以在備課組內(nèi)采取集體備課的形式，發(fā)揮團體的力量，為每一個知識點尋找可以與實際生活相結(jié)合的部分，盡量創(chuàng)設真實情境或直觀模擬情境。這樣做是為了讓學生了解學習的目的，學習最終目的是學有所用，如果學到的都是死知識而無法運用，就違背了教學的
初衷。因此，備課組盡可能多搜集資料，擯棄牽強附會的東拼西湊，堅持使用最適合的實例，提供給學生。使學生在了解學習生命科學的作用后，愛上學習。
4．充分利用教材中的各種實驗，盡可能多地給學生提供動手操作的機會，讓學生在體會學習過程的同時，提高各種能力。生物學本身是基于實驗基礎之上的一門自然科學。實驗體現(xiàn)了生物學科的特點，沒有或缺乏實驗和實習的生物課是極不完整和無意義的?，F(xiàn)行的《生命科學》教材增加了實驗數(shù)量，實驗形式也從過去側(cè)重模仿性實驗和驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴骄啃詫嶒灋橹?。這使得學生的動手能力、觀察能力、知識的運用及自主探究能力有了更大的提高，充分體現(xiàn)了“以學生發(fā)展為本”的教育理念。因此，我們在教學過程中，盡量多給學生機會動手實驗。由于實驗條件的限制，課本上的某些學生實驗不能操做，那么我們就選取一些條件允許的教師演示實驗來做學生實驗。例如，將酶活性實驗改為學生實驗。長期堅持給學生提供動手的機會，學生不僅能養(yǎng)成分析解決問題的習慣，而且能在這個過程中得到了各方面的鍛煉。
四、新教材對教師的要求
1．做“終身學習”型教師。這是時代對教師的要求，更應該是教師對自己的要求。教師必須不斷地吸納新知識；不斷提高和完善自身的教學設計能力和對教材或?qū)W習內(nèi)容的還原和再加工能力；要不斷發(fā)展和提高自身的創(chuàng)造性和探究能力，以提高自身的綜合素質(zhì)；要建立新型的師生關系，樹立“學生主體意識”，通過創(chuàng)設問題情境，鼓勵自主質(zhì)疑，引導合作解疑，成為學生學習的組織者和建議者。另外，課堂教學的形式也不能一成不變，教師要不斷尋找適合的教學方法。在多變的課堂上，較強的組織協(xié)調(diào)能力是新教材對生物教師提出的要求。全新的教學方式也要求教師之間相互交流、相互學習和討論，盡快適應新的教學要求。
2．專業(yè)知識的拓展。新的生物信息新教材中增加了許多具有時代意義的生物信息短文，符合信息時代的要求，但篇幅較短，對感興趣的學生來講，信息量太少，這就要求教師對這些信息有較全面的了解，知其然，還要知其所以然。在當今這個信息時代，信息的更新是日新月異的，新的科技成果不斷出現(xiàn)，教材的內(nèi)容不可能時刻走在時代前列，不可避免地存在滯后性，在教學中，教師不應拘泥于課本內(nèi)容，應及時將最新的生物科技信息傳遞給學生，這需要我們教師平時注意加強學習，關注生物科技的最新發(fā)展動態(tài)。
