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生物技術與生物科學

時間:2023-08-14 17:27:20

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物技術與生物科學,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞:專業;分類培養;模塊化教學;實踐教學

中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2017)12-0100-02

教育部陽光高考網站2013年列出了因就業難被亮紅牌的全國十大專業名單,生命科學學院現有的4個本科專業中名列有3,即生物工程、生物技術生物科學。因此,生物工程、生物技術和生物科學專業的教學改革和從根本上解決發展瓶頸已勢在必行。

一、專業現狀

生物工程和生物技術是近年來新興起來的學科專業,二者都包含著若干二級學科領域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白質工程、糖工程、基因工程、發酵工程、胚胎工程、組織工程、細胞工程等;生物技術包括植物生物技術、動物生物技術、微生物生物技術、環境生物技術、農業生物技術、組織培養、繁殖發育技術等。對應每個二級學科領域,都有一系列的專業課程設置。內蒙古農業大學生命科學學院現有兩個工科專業和兩個理科專業,分別是生物工程和制藥工程,生物科學和生物技術。其中,生物工程和生物科學專業是生命科學學院最早設立的專業,屬于一類本科專業。生物技術和生物制藥是二類本科專業。目前我校的生物學一級學科掛靠生物科學專業。從2013年開始,我們實現了按類招生,從第三學期開始再進行專業選擇。

二、生命科學類專業存在的主要問題

目前生命科學類專業,尤其是生物科學和生物技術專業從在以下幾個突出的問題:(1)培養出的畢業生就業競爭能力差。這是一個全國性的普遍問題,不是個案。究其原因首先是這兩個專業在高校的專業設置中發展過快,遠遠超過了生命科學行業發展的需求?,F在全國高校中沒有生物科學和生物技術本科專業的寥寥無幾。其次生物科學專業涉及的領域太過廣泛,涉及到了動物、植物和微生物,由于涉及領域寬導致專業不專,使畢業生的就業競爭力弱。(2)生命科學類專業在大學專業中實力不強。隨著生物技術的普及,生命科學面臨著與高校計算機專業外語專業等一樣的困境,它不再是一門只有專業人士才能掌握的技術,生物技術已經滲透到許許多多的領域當中了,例如農學、園藝、林學、獸醫、人醫、微生物等生命科學的范疇之中,而像內蒙古農業大學的專業設置中又有這些專業,這些專業又是非常接地氣的專業。從研究領域來看,在植物領域,生命科學學院是不到20人的團隊,而農學院光作物領域就是上百人的隊伍。所以生命科學學院在高校中,尤其是在我們這樣一個農業高校中的地位可見一斑。

三、解決方案

基于上述情況,要解決這些問題,需要我們對生命科學類專業中尤其是生物科學和生物技術二個本科專業進行專業定位,通過繼續加強師資隊伍建設和制定導向性專業課程教學模塊,推動同一專業學生根據興趣愛好、研究目標、工作意向在專業內向不同技術領域傾斜,從而使本科教育向目標化、專業化教育發展,在保證學生寬口徑教學的基礎上,推動學生的專業技能培養,從而提升專業競爭力和學術影響力。具體通過以下措施來實現。

1.專業定位。專業培養方案要跟上時代的發展和社會的進步,所以要解決生物科學和生物技術這兩個專業所面臨的困境,我們首先要進行這兩個專業的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全國相關高校生物工程和生物技術專業培養方案,結合各高校學術地位、專業優勢、地理位置、經濟環境等,比較分析其專業特點和專業定位情況;(2)比較分析生物工程和生物技術本科專業的特點、優勢、不足和國內所處的位置,結合自治區發展目標和經濟發展趨勢,圍繞自治區農牧林與生物產業需求,并結合自治區生產生活中的教育和科技需求,探討我校生物科學和生物技術專業定位目標,制定出符合時展和社會需求的生物科學和生物技術的專業培養方案。

2.強化師資隊伍建設。專業建設的基礎是師資隊伍建設,教師既是思想的啟蒙者,又是知識的傳播者,是教學第一線的主力軍,在教學、科研的工作中占有主導地位,擁有高水平的教師隊伍,才能培養出合格的人才。所以生物科學和生物技術專業加強建設的首要步驟是加強師資隊伍建設。在建設過程中要加強名師建設,加強學術帶頭人和學術骨干建設,加強青年教師的培養。在教師師資隊伍建設中不能是一個口號的問題,需要各級部門下大力氣,需要資金和配套設施的投入,需要師資培養部門務實事。強大的師資隊伍配合以科學的教學管理模式構成生物科學和生物技術的專業建設核心要素。

3.優化課程體系,推進模塊化教學。首先我們應該大力支持學校的關于優質教學資源的整合的倡議,把一些專業基礎課程例如動物學、植物學、生態學、動物生理學和植物生理學等課程整合到學校的優質教學資源中,由學校層面的平臺來開出。另外針對生物科學和生物技術專業涉及范圍過大,重點不突出,我們在強化專業課教學質量的前提之下,通過制定導向性專業課程教學模塊,推動同一專業學生根據興趣愛好、研究目標、工作意向在專業內向不同技術領域傾斜,從而使本科教育向目標化和專業化方向發展。配合生命科學類專業分類培養模式,建立模塊化教學。這個模塊化不能撼動教育部關于生物科學和生物技術專業定義的根基,所以可以在學生的選修課程中加入模塊化教學。例如加入馬鈴薯快速繁殖技術、食用菌栽培技術、轉基因技術、分子標記開發與應用、動物體細胞克隆技術等模塊,每一模塊由2—3門課程組成。要求學生按照模塊化課程進行課程選修。模塊化教學最大的特點就是將某一階段所要學習的知識點,以一定的載體為依托,將相關的知識點組合起來,形成一個知識模塊。它重視學生在學習過程中的實踐活動,注重學生學習能力的培養。雖然模塊化教學盛行已久,但是其在高職教育中應用比較多,也產生了積極的作用。但是在生物科學和生物技術專業中引入模塊化教學的高校還比較少。西北農林科技大學生命科學學院的生物科學和生物技術專業已經根據陜西地區與生命科學相關的經濟發展特點建立了模塊化教學特點,已經取得了顯著的成效,每年為太白酒業、天士力公司等相關的企業輸送了大量的人才。實踐證明生物科學和生物技術模塊化教學的引入將推動這兩個專業的建設,直接提高了生物科學和生物技術專業學生的就業競爭力。

4.繼續優化實踐教學。高等院校的實踐教學改革已取得很大成效。實踐證明,強化實踐教學是提高大學生實踐能力、創新能力的措施與保障,是培養大學生創新意識與拓展知識的有效途徑,是理論與實踐相結合的橋梁,是提高大學生綜合素質的重要平臺。實踐教學在人才培養中占據非常重要的地位。在我校生命科學學院專業分類培養體系改革中我們要繼續加強實踐教學的力度。首先結合2016年新一輪人才培養方案的修訂,繼續加強實踐教學在生物科學和生物技術兩個專業中所占的比例。另外我們在新培養方案的制定中在選修模塊中大量增加了與應用技術密切相關的一些課程,例如在生物技術專業培養方案的選修模塊中增加了環境生物技術、食品生物技術和生物制品學等課程,這些課程的增設把實踐教學有目的有方向地引導到生物技術的實際應用環節中。這樣在我們的生物科學和生物技術的人才培養中進一步完善了從理論教學和實踐教學到實際應用的科學的人才培養體系。其次我們需要繼續加強學校和學院兩級實驗教學平臺的建設。就學院而言我們需要做好以下幾方面的工作:一是加強對原有實驗教學平臺的建設,包括優化實驗室資源的配置、對必要的老舊儀器設備升級、對實驗教學人員進行培養。二是繼續完善實驗室的運行機制,保證實驗課順利地高質量地開出。三是加強對實驗教學環節的考核,完善實驗教學環節的監督機制。由于近些年高校擴招的原因,導致實驗教學的壓力遠遠大于其承載能力,所以在實驗教學中我們需要想出更多的辦法來保障教學質量。這里需要做的工作有很多,例如實驗經費投入,實驗室配套儀器設備的完善,提高實驗教學人員的能力和素質,進一步合理化實驗教學工作量的計算,完善實驗教學的監督機制。四是完善大學生創新實驗室的開放機制。五是建設我維護好校外實習基地,充分為我們的實踐教學服務。

第2篇

2.湖南工業大學 包裝與材料工程學院,湖南 株洲 412007)

摘要:本文以科研實踐模式為核心,樹立正確的專業認識和增強專業歸屬感;培養學生的自主學習和科研創新能力等方面,探討了生物技術高素質創新人才的培養,對高等院校培養高素質的創新型人才培養的改革提供參考。

關鍵詞:生物技術;本科生;創新能力

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0097-02

2010年《國務院關于加快培養和發展戰略性新興產業的決定》出臺,將生物產業作為戰略性新興產業大力發展,從國家發展戰略上把生物產業作為新的經濟增長點,必須依靠生物學領域的重大突破和大量的具有創新能力的生物類專業人才[1,2]。因此,在現代生物科學的發展下,如何培養大批具有創新思維和能力的生物專業應用型人才,具備適應生物產業作為經濟新增長點,是我們從事生物技術專業人才培養的教育工作者急需探討的問題。筆者以湖南工業大學生物技術系為依托,從學生對專業的認識、教學模式的改進、學生參與科學技術的研究開發積極性等方面為突破口,全面提高生物技術本科生創新能力,取得了較好的效果。

一、樹立正確的專業認識和增強專業歸屬感

生物技術不僅包括生命科學的所有次級學科,同時又結合了化學、數學、微電子技術、工程學、計算機科學等尖端基礎學科,具有典型的多學科交叉特性,因此,生物技術專業課程設置涉及面廣。但由于總學時的限制,專業課所占的比重相對較低,尤其是當前現代生物科學的日新月異發展下,生命科學的研究與發展關系到人類的生活和社會的發展,學生要解決諸如人類社會面臨的人口健康、糧食能源、資源環境等領域的問題進行深入研究缺乏相應的知識基礎和視野,難以在實際工作中運用專業知識解決專業問題,導致目前生物類本科畢業生從事本專業技術工作的比例較低[2]。同時,由于網絡上對生物技術專業的負面的宣傳和介紹,一些家長和學生認為生物技術類專業就業率較低,導致部分學生不愿意學生物技術專業;尤其是我校的生物技術專業學生覺大部分是調劑生,而且我校生物技術專業之前是掛靠在包裝與材料工程學院,對選擇生物技術專業存在一定的抵觸,他們在入學后,思想觀念如不能得到及時轉變,將會對專業前途感到迷茫,學習積極性不高。

為改變生物技術專業面臨的這一現狀,首先從入學教育上抓起,要依托湖南工業大學生物技術系、綠色包裝與生物納米技術應用湖南省重點實驗室和生物醫學工程碩士點的學科和師資力量,以各位教授和博士研究方向,結合生物技術專業實際的特點,著重介紹生物技術專業的運用范圍和在實際中能解決的問題,讓學生了解生物技術專業,認識到生物技術的重要意義,激發學生的學習興趣;同時在低年級開設一些體現生物技術前沿講座,向學生傳達最新的生物技術專業研究成果和應用推廣情況,培養學生具有較強的專業歸屬感[2,3]。

二、改進教學模式,培養學生的自主學習和科研創新能力

作為教學的對象接受知識的主體,生物類課程的許多知識都以描述性的語言為主,大多數教師運用多媒體教學手段,采用灌輸式、填鴨式教學方法,老師講,學生做筆記,很難實現老師與學生的“雙向互動”[4]。而在現代生物科學的日新月異發展下,為了具體落實生物技術專業學生的創新能力培養,教學方式要有所改進。在課堂上可以采用啟發式、辯論式和討論式等多種教學手段,將教學內容多層次、多角度地展現相出來,帶動課堂的學習氣氛,使學生由“被動”轉化為“主動”、由“依賴”轉化為“自覺能動”學習[4,5]。

在教學內容上我們也做出了對應的改進,改變過去以分割知識點和單元模式為主要授課內容,采取了注重新和精的原則,通過適當地整合知識點使之成為一個案例,表達一定的技術原理和方法,使學生可以借鑒、移植,在以后的學習和工作中解決實際問題[5,6]。同時要及時將本領域的最新研究成果、新技術、前沿發展動態引入到課堂教學中,結合生物技術專業學科交叉的特點,將不同的學科之間知識聯系,培養學生科研意識。

三、建立科研實踐模式,提高W生科研創新能力

生物技術專業是一個實驗性和實踐性很強的學科,在整個學生培養體系中實驗教學占有很大的比重,注重實驗項目與實驗技術的綜合與創新[7,8]。在現代生物科學的高速發展下,生物技術專業其實驗教學改革目的和基本思想是培養學生的創新能力,主要采用實驗項目與理論教學及教師科研項目相結合的教學方式,以開放性實驗管理,增設綜合性實驗,有利于學生創新能力和創新意識的培養[8]。

目前,在一般的教學研究型地方院校,教師科研能力不強,部分學生對科研缺乏直觀的認識。為培養學生的創新能力、科研意識,湖南工業大學在向教學研究型大學轉型情況下,生物技術專業以湖南省生物醫學工程重點學科建設為龍頭,以綠色包裝與生物納米技術應用湖南省重點實驗室中心為平臺,以教師高水平科研課題為依托,給學生個性發展空間,全面推動大學生自主創新研究。

我們以《基因工程》實驗課程為例,通過驗證性實驗學習基本的實驗技能,結合曾曉希教授的國家自然科學基金《土壤重金屬生態毒性修復過程中的微生物群落結構和功能研究》,設計一個“重金屬污染土壤中抗鎘微生物基因的篩選鑒定”實驗,時間為兩周,整個實驗分為以下四個部分:抗鎘微生物的分離與鑒定、微生物抗鎘基因提取與鑒定、抗鎘基因DNA與載體的重組與篩選、抗鎘基因在質粒的表達,實驗將《基因工程》課程講述的內容與用到的各種分子生物學技術有機地聯系在一起,使學生有參與科研概念和過程。同時將學生分為四個小組,每個小組獨立完成本組實驗,鍛煉學生的團隊精神和科研協作能力。同時在實驗過程中,同學們非常活躍,提取許多疑問和想法,努力將實驗設計做的符合課題的要求,并且每一個實驗都是一脈相承的,前一個實驗沒有做好都會影響后續的實驗,這對學生動手能力,分析問題和解決問題能力都有很好的鍛煉。同時,有助于培養學生的創新意識、創造精神,有利于學生科研創新能力全面提高[1,8,9]。

在生物技術高速發展的時代背景下新進展、新技術、新成果層出不窮,新的研究熱點和學科不斷涌現[9]。在生物技術專業學生教學中應注重以學生為主體,調動學生科學研究的積極性,培養學生的專業興趣和社會適應能力,全面提高生物技術本科生創新能力。

參考文獻:

[1]謝旭輝,胡忠.21世紀生物技術創新人才培養模式的探討[J].高教論壇,2006,(1):46-49.

[2]嚴明理,劉麗莉.生物類本科生創新能力培養方式探索[J].當代教育理論與實踐,2014,6(7):147-148.

[3]劉超,洪法水.生物科學本科生科研創新能力的培養[J].實驗室研究與探索,2012,32(2):206-208.

[4]蔣永榮,方成,夏金虹.基于學科交叉培養本科生創新能力的探索[J].高教論壇,2015,(7):45-48.

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第3篇

作者:龍石銀 張彩平 喬新惠 田英 馬云 黃春林 單位:南華大學生物技術系

謝紅艷構建生物基礎與醫藥融合的課程體系

課程體系是實現培養目標、構建學生知識結構的中心環節。我校生物技術專業的課程體系分3個平臺,即公共基礎課、學科基礎課和專業課,每個平臺均設有必修與選修課。為使生物技術專業的學科基礎課和專業課能適應21世紀生命科學學科的發展和人才培養的需要,并在生物群體、個體、組織、細胞、分子不同水平上全面準確地反映生命科學內涵與進展,生物技術專業的教學計劃、課程設置及運行過程都充分利用學校已有的醫學教育資源優勢,體現了依托醫藥的特色。教學計劃體現了醫藥特色從2005年版、2007年版到2009年版的專業人才培養方案及教學計劃修訂中,均結合我校實際確定了以生物科學為基礎,以醫學、藥學為依托,以培養生物技術實踐能力為主要環節的生物技術專業教學計劃,培養方案與課程體系逐步優化[7,8]。在課程設置上,合理安排必修及選修課程,在專業課程設置中以生物科學為基礎,把六大工程課即基因工程、細胞工程、微生物工程、蛋白質工程、酶工程、組織工程列入生物技術的專業必修課,圍繞六個工程主干課開設專業平臺基礎課和限制性選修課。這種課程結構強化了學生扎實的生物科學的基礎理論和基本實驗技能的培養。目前總課程為44門,其中涉及醫學基礎和藥學專業基礎的課程有20余門,需較系統地學習人體解剖學、生理學、醫學微生物學、醫學遺傳學、醫學分子生物學、醫學免疫學、組織胚胎學、生物制藥工藝及設備、化學制藥技術、制劑學、生命科學進展、病理學、藥理學、生物安全等課程。該計劃符合國家教育部關于本科教學計劃的原則規定,能保證學生的知識、能力和素質培養的要求,也能充分利用學校已有的醫學教育資源優勢,辦出有醫藥特色的生物技術專業,體現出生命科學與醫學、藥學的緊密結合。教學計劃執行過程反映了醫藥特色在教學過程中,交叉學科實現內容整合。由于生物化學、細胞生物學、醫學遺傳學、醫學分子生物學四門課程是生物學科的前沿內容,也是生物學中發展最快的領域,要求這幾門課的任課教師在課堂上要及時向學生介紹學科的新發展和新內容。另外這幾門課的內容交叉重復較多,經過學科群的多次討論,強調了各門課應重點講授的部分和內容的取舍分工,較好地處理課程間相關內容重復和滲透的關系,著重培養學生扎實的生物科學的基礎理論、基本實驗技能和在醫學、藥學方面的應用。教學內容上也體現了生命科學與醫藥科學的緊密結合,如學習基因工程時,結合臨床常用的基因工程產品如胰島素、乙肝疫苗等實例介紹分切接轉篩基本原理。同時回顧這些疾病發病的生化機理,介紹治療進展,學生的學習效果非常好。

強化生物基礎與醫藥特色的實踐環節

教學體系生物技術是由多學科交叉形成的理論與實踐并重的一門學科,為提高學生動手能力,培養出創新性應用型生物技術類專業人才,突出實踐性教學也是本專業的主要特色。我校生物技術專業的實踐環節教學體系由實驗課程、實習課程、畢業論文組成,目前已形成了有特色的實驗、實習課程體系和穩定的實習基地。實驗課程體系不斷強化實驗室教學,按基礎實驗和專業實驗兩個層次組織實驗教學。把基礎類課程如生理學、動物學、微生物學、細胞生物學、生物化學、遺傳學、分子生物學等的實驗與專業類課程如基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、微生物工程等實驗內容進行整合,將開設的實驗內容分為幾個系列,避免了實驗內容的交叉重復,使其更加系統和符合客觀規律,知識結構更趨合理。教學過程中,要求學生從試劑配置開始,自己動手完成實驗操作全過程,大大提高了學生的動手動腦能力和獨立分析與解決問題的實際工作能力。通過學習和實驗,學生掌握了一系列基本生物實驗技術,如離心、電泳、層析及分光光度法等。結合這些技術,開展具有醫藥特色的實驗項目,如人血清醋酸纖維薄膜電泳、谷丙轉氨酶活性測定等,根據電泳分離出的條帶、酶活性等結合臨床分析該血清樣本的特點和臨床意義,又如在激素對家兔血糖濃度的影響實驗中。通過該綜合性實驗,學生對血糖濃度及其代謝調節有了更清晰的理解。在此基礎上,開展的專業課程實驗的如微量核酸和蛋白質的分離純化、PCR技術、基因重組技術、電泳圖譜的成像分析技術、雜交技術、菌株擴大培養技術,發酵產物的分析、提純技術等基本上都與其在醫學、藥學方面的應用密切相關。專業和專業基礎課程實驗共計652學時。實驗開出率達到教學大綱要求,專業基礎課、專業課中設計性、綜合性實驗項目超過40%,其中依托生物基礎技術并具有醫藥特色的實驗項目達到60%以上。實習課程體系實習課程分階段性的相關課程實習、生產實習。實習是學生學習深入與升華的重要過程。不斷加強校內外實踐教學基地與生產實習基地建設,尤其是以雙贏實習基地為平臺創新生產實習教學。階段性相關課程實習分別到學校附屬醫院的檢驗科、藥劑科了解相關技術在醫藥上的應用,同時以湖南南岳衡山、福建泉州市崇武鎮海濱作為我校生物技術專業植物學、動物學野外實習基地。這兩個實習基地的動物、植物物種豐富,數目繁多,具有生物多樣性的鮮明特點,能為生物科學的野外實習提供資源保障,拓寬學生對自然界中生物多樣性、生態學等的知識面,完善知識結構。生產實習更是突出生物技術和醫藥應用特色,實習基地有清華紫光古漢生物制藥股份有限公司衡陽南岳制藥廠、衡陽中藥廠、湖南金健藥業、湘潭一格藥業和瀏陽生物科技園等生物制藥和生物技術企業單位,廠方指派專人指導學生的實習。實習內容包括藥品生產的GMP知識、血液制品生產技術、生物制品生產技術等專題講座,并通過在人血白蛋白分離車間、免疫球蛋白分離車間、凍干粉針車間以及中心化驗室的實習,了解血漿白蛋白、免疫球蛋白分離純化的工藝流程和技術要求,生物制品的凍干干燥、成形、封裝、滅菌等工藝流程,藥品、生物制品的檢測與質量控制等技術。通過實踐,使學生觀察能力、動手能力、實踐能力以及思維能力、綜合分析能力和解決問題能力得到了全面培養,學生能運用所學的微生物學、生物化學、發酵工程、生物工業下游技術等原理解決生產中存在的問題,鞏固和加深對基礎理論的理解,并初步了解了生物技術和現代化生產的關系、生物技術企業的經濟地位和市場營銷狀況等信息,學研產用結合取得初步成效,其中湖南金健藥業有限公司因在指導我校生物技術專業生產實習時取得了很好的成績,被評為湖南省高校優秀實習基地。畢業論文體系由于推行本科生導師制,成立了科技活動小組,在一至三年級時就引導部分學生參加教師申報的科研項目,并分別在我校生物化學與分子生物學研究所、藥物藥理研究所、心血管疾病研究所等與生物技術、醫藥相關的開放實驗室進行,以科研促教學,增強了學生的研究能力,培養了創新人才。學生在第四學年時必須進入實驗室做畢業論文,畢業論文的選題主要結合導師的研究方向,所完成的畢業論文幾乎都涉及醫學、藥學研究和應用開發領域,如研究糖尿病、心血管疾病、遺傳性疾病、腫瘤等的相關發病分子機制、藥物防治及機理探討等,較好地反映了所學知識的應用,也充分顯示了我校生物技術專業的辦學特色。在導師指導下,其中“戒煙牙膏”榮獲第八屆“挑戰杯”全國大學生課外活動學術科技作品大賽二等獎;觀賞兼實驗紅鯽魚新品系的選育株、觀察新藥N0-1886對巨噬細胞內膽固醇流出的影響以及無明礬米粉的制作等獲湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目資助。從畢業生就業情況看,大部分是在醫藥公司、生物科技公司、生物工程公司、制藥公司、學?;蚩蒲性核葟氖箩t藥和生命科學相關的技術工作和科學研究。經過十余年的實踐,我系對生物技術專業創新人才培養的途徑和方法進行了積極探討,目前已形成了具有醫藥特色的培養創新人才和應用型人才的課程體系。通過對學生、用人單位問卷調查和校內外教學督導評價等分析表明:專業+醫藥的人才培養模式獨具特色,學生不僅掌握了系統的生物技術的基本理論和基本技能,而且得到了與醫藥相關的基礎研究和應用的實踐,生物技術專業建設也取得了突出的效果,體現了堅持社會導向、改革創新和示范帶動的原則,培養了適應社會需求的高素質人才,突出了生物技術理論和方法與醫學、藥學相互滲透的辦學特色。

第4篇

關鍵詞: 信息技術; 現代教育理論; 生物技術教學

To make innovation on life technology teaching by using information technology

Yanli

Physician Training School, Jinzhou District, Dalian, Liaoning, 116100

Abstract:Based on the information technology teaching means under the background of teachers to provide modern information technology of the different kinds of media (such as projection, video booth, web, etc) as a platform, using the modern educational theory to guide teaching practice, aiming to improve the students' ability to the future society for the teaching goal.

Key Words: Information Technology; Modern Educational Theory; Life Technology Teaching

傳統教學是指教師用傳統教學媒體(如語言、板書、教材、實物、掛圖等), 依據教學進度,把課本內容依次講解給全班的學生聽,強調書本知識的傳承。

基于信息技術背景下的教學是指教師以現代信息技術提供的多種媒體(如投影、視頻展臺、web等)為平臺,運用現代教育理論指導教學實踐,以全面提高學生適應未來社會能力為目標進行的教學。

《生物課程標準》別提出:生物技術的迅猛發展已經顯現出巨大的社會效益和經濟效益,并正在越來越多地影響人類的生活和社會發展。認識和理解有關生物技術在現代社會中的作用十分重要。并強調教師應從生活中的生物技術著手,通過各種實驗和實踐活動,豐富學生對生物技術的感性認識;以多種方式向學生提供豐富的信息,幫助學生理解生物技術的作用。

生物新課程對生物教學提出了新的要求。初中的生物課程都遵從了“提高生物科學素養”、“面向全體學生”、“倡導探究性學習”的相同理念,這樣的要求單純的利用傳統教學是無法實現的,只有與信息技術良好結合才能夠實現教學目標。尤其是“面向全體學生”、“倡導探究性學習”這兩項要求,對傳統教學提出了挑戰,教師必須改變自己的教學方式和教學理念,并應用多媒體才能達到這樣的要求。

多媒體教學的優點很多,如:

一.創設情境激發學習興趣

多媒體的特點是圖、文、聲、像并茂,向學生提供形式多樣、功能各異的感性材料,形象生動的畫面、標準逼真的情景朗讀、悅耳的音樂背景、妙趣橫生的益智游戲,使學生產生如見其人,如聞其聲,如臨其境的感覺。它能激發學生學習興趣,把他們帶入寬松愉悅的學習環境中,讓學生主動探索與進取。

例如,在年級第冊第課,利用動畫講解食品制造中的發酵現象,

用課件展示發酵原理反應式:

再如,在疾病防治中講解《青霉素的作用》,如果是利用掛圖的講解,學生理解比較困難,教師也講解的吃力,但利用FLASH動畫就可以展示這樣一個合成的動態過程,使學生易于理解和掌握。

用flash演示小實驗《青霉素的作用》

實驗證明了青霉素能抑制細菌的生長,所以它能幫助我們抵御細菌的感染。

二.刺激感官機能提高記憶效果

人類獲得知識的記憶保持比率中,視覺和聽覺所占比例遠遠超過其他感官,而視覺和聽覺結合并用能達到最佳學習效果。也就是音像結合能刺激多個感官,又能引起有效注意,有利于記憶力的培養和情感激。

例如,講解食品保存中,用PowerPoint課件展示通過收集資料總結的各種保存食物的方法。

⑴脫水法⑵曬制煙熏法⑶滲透法⑷腌制法⑸巴斯德消毒法

⑹真空包裝法

在講解利用生物技術進行環境保護時,用PowerPoint課件展示污水處理廠如何進行污水凈化。

三.增大教學容量提高教學效率

在信息化的時代,除了要求學生掌握書本知識外,還要求學生學到更多課外知識。運用多媒體教學有助于實現課堂教學的大容量、多信息、高效率。課堂上教師只需輕松點動鼠標,就能在短時間內直觀、形象地演示教學理論的發展過程,揭示概念,使教學內容主線明確,理論分析深刻到位,基礎知識的講解更為詳盡,課堂練習量和內容更為廣泛有趣,新知識的鞏固更為扎實。在演示過程中,教師還可控制演示速度或停頓,既可作為新知識的講解,又可根據班級情況抽出更多時間和精力來提供討論對象,啟發學生主動質疑,引導他們觀察思考。在這種和諧寬松的教學環境中,學生的求知欲望增強了,并且參與意識和探索精神得到了發展,使課堂教學過程出現生動活、輕松高效的局面,教學效率顯著提高。

例如,在講解

生物學課件的制作需要大量的素材,收集素材的途徑主要有三個方面。1、網絡下載,初中教材上的圖片就是好的素材;搜索科技教學圖片;2、收集舊教材相關課件素材,由于網絡上有關新教材的課件一般都需要;3、自己拍攝或學生提供。

舉例說出克隆技術的應用。舉例說出轉基因技術的應用。關注生物技術的發展對人類未來的影響。收集和交流有關轉基因生物的資料。有條件的地方進行實地調查。

1997年2月,克隆綿羊“多利”誕生的標志著人類可以利用動物身上的一個體細胞,產生出與這個動物完全相同的生命體,打破了千古不變的自然規律。

教師應充分重視信息化課程資源的利用,包括各種生物教學軟件、網絡上的生物科學教育資源等。計算機多媒體以其極強的交互性和模擬功能顯示出它在生物教學中的重要作用。生物教師應該在教學中充分利用各種教學軟件,包括教師自制的教學軟件,提高教學效率。伴隨網絡的發展,互聯網傳遞著越來越多地生物信息,如動植物的圖片、課件、動植物的趣聞、最新生物科學進展等。這些信息也應在生物教學中得到充分利用。

第5篇

一、運用直觀的教學法,喚起學生的學習興趣

生物課堂教學離不開教具,運用教具直觀教學來喚起學生的學習興趣。直觀教具主要有標本,實物,模型,掛圖,及輔助使用的錄象片、計算機軟件等。要上好一節生物課,一定要注意合理使用模型,掛圖和實物等直觀形象的教具。恰當地運用直觀教具營造良好的氛圍,使學生在歡快愉悅的課堂氣氛中完成學習任務,讓學生在觀察中逐步養成自己分析和解決問題的能力。

二、運用演示實驗法,調動學生的學習興趣

生物學是一門實驗科學,觀察、實驗是該學科基本的研究方法,也是激發學生學習興趣的主要手段。因此教師要充分發揮主動精神,積極創造條件,做好演示,讓學生親自動手實踐。

三、生物科學與生活有機結合,啟迪學生探索奧秘的興趣

“細胞的生活需要物質和能量”,對七年級的學生來說,細胞的物質組成,細胞膜控制的出入,細胞內物質和能量的變化等內容的學習是相當困難的,也是過去初一教材不涉及的內容。解決這個難點有多種多樣的方法。貼近學生的生活,充分利用學生的生活經驗和已有知識,從客觀出發,實現微觀方面的理解,是學生最容易接受的方法。在這節課中要連續不斷地啟發學生把生活經驗和抽象、深奧的學習內容巧妙地結合起來。

利用難點啟發思維。在學生積極思維的同時,能力得到了鍛煉,主要表現在三方面:本課始終一環扣一環地貫穿著知識的因果關系,運用邏輯思維抓住了學生的思路,同時也培養了學生分析、推理的能力。如無機物、有機物概念的給出,細胞控制物質的進出以及細胞生活需要能量等;本課運用了形象的比喻、舉例和談話的方式進行教學,使“物質”,“能量”,這些抽象、枯燥的概念具體化、形象化,并與生活聯系起來,縮短了抽象知識與學生之間的距離,同時啟發學生自己舉例,鍛煉和培養了學生形象思維、發散思維的能力;本課還通過看圖、閱讀、討論、答題等活動培養了學生觀察能力,處理事物的能力和表達交流與合作的能力。

滲透了情感態度和價值的培養。本課通過微觀知識的教學和一些隱藏的懸念,如“物質是由分子組成的”,“細胞膜如何控制物質的進出”等,培養了學生探索奧秘的興趣。本課的抽象知識都是從事實中得來的,如細胞有物質的進出和細胞膜控制物質的進出,都是通過宏觀的生命現象推導出的。

四、介紹生物科學研究的新成就,激發學生的學習興趣

第6篇

1.從改革課堂教學方法入手,培養學生的參與意識與決策能力

傳統的課堂教學方法是老師系統地講述科學知識,學生靜態地、被動地接收,實驗課也主要是去證明已學的知識。STS教育要求教師不但要教給學生科學知識,更重要的是教會學生如何學習,把學習方法傳授給他們,使他們不但在學校通過老師能獲得新知識,而且畢業以后,尤其是那些無機會再深造的學生,也能通過自學不斷地、快速地獲得新知識,以適應社會的發展和變化。因此,我在教學過程中對教學方法進行了如下改革。

(1)在傳授科學知識的同時,更注重科學研究的過程和方法??茖W的產生和發展與科學研究的過程和方法息息相關。生物學是一門實驗性很強的學科?,F在的學生是未來社會的建設者,如果在學校里只掌握一定的生物學基礎知識,不懂得科學研究的過程與方法,知識就得不到更新與發展,就不能很好地為社會服務。我在講高中《生物》中“生命活動的調節”時,首先讓學生看書,然后再與學生一起總結出生長素發現過程的幾個步驟:觀察到的事實(植物具有向光性)提出問題和設想(為什么?是具有芽尖的緣故)設計實驗驗證(排除影響因素,將芽尖切去)實驗結果(不發生彎曲)結論(胚芽鞘的生長和彎曲,是由于它具有尖端的緣故),并告訴他們很多生物學知識就是通過這種探索的過程獲得的。通過學習,使學生對如何進行科學研究的過程有了大致了解,同時,也明白了進行科學研究需要有鍥而不舍的精神和頑強的毅力。

(2)注意調動學生學習的積極性,鼓勵他們做課堂上的主人。在課堂教學過程中,盡量設置一些與要講的知識有關的問題情景,讓學生在解決問題的同時復習舊知識,學習新知識。如在講膜的結構和功能時,我舉了一個大家都熟悉的現象:洗完莧菜的水仍是無色的,而將莧菜妙熟后,菜湯卻是紫紅色的,為什么?在了解細胞膜功能的基礎上,將全班分成若干個小組進行討論,確定正確答案,然后每個小組派代表講解。有疑問,可以隨時提出。當雙方都無充分理由說服對方時,我再適當加以點撥,使學生對細胞膜的功能有了深刻認識。另外,每一節課后,我都要布置一些與生活密切相關的問題讓他們思考,有些同學課后還主動翻閱一些書籍,收集資料,這往往使課堂討論充實而熱烈。

2.提高教學內容的社會針對性,使學生明確生物學知識對社會生產和生活的作用

現代生物學與當今世界面臨的重大問題,如糧食、能源、人口、環境保護、國土整治、資源的利用與保護等都有直接聯系,并可能為之提供理論、方法與技術,這說明生物科學對人類的未來及社會的發展有重大作用。在課堂教學過程中,我注意理論聯系實際,適當拓寬教學內容,提高其社會針對性。如在講線粒體結構和功能時,讓他們回憶物理學中所學的能量轉換知識,計算出線粒體中能量的利用率,并與機械效率相比;講完基因控制蛋白質的合成后,我介紹了基因工程,說明基因工程已經使工業、農業、醫學等產業發生了巨大變化,并且必將影響世界的整個面貌;講完生物與環境這一章時,我介紹了黃石市的生態狀況以及存在的問題,并讓學生根據已學的生態學知識,提出搞好黃石市環境保護的具體方法和途徑。

3.適當增加生物技術的講授,使學生能自覺地將科學與社會聯系起來

學習科學知識的主要目的是要為社會服務,使人們生活得更美好,而知識應用于社會的橋梁是技術。在課堂教學中,我適當增加了生物技術的講授。如講細胞膜的知識時,介紹了生物膜技術;在講DNA的結構和功能時,介紹了DNA的提取與分離技術;在講單倍體育種時,介紹了植物組織培養技術。這樣,不僅拓寬了學生的知識面,同時也增強了他們的學習信心。

4.及時介紹現代生物學發展的新動向和新成就,激發學生學習生物學的積極性

第7篇

1、生物技術在農業生產中具體應用

現代生物技術是一門集多項頂尖技術與工程原理、信息科學等為一體的綜合性學科。一般來說現代生物技術主要包括以下七項技術:基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術、生物芯片技術。上述七項技術彼此之間是相互聯系,相互滲透的。其中基因工程是核心技術,它能帶動其他技術的發展。因此本研究以基因工程在農業中具體應用為例進行系統研究。

(1)基因工程在植物遺傳改良中的應用

我國基因工程在植物遺傳改良中的應用現狀主要包括抗逆作物育種、品質改良育種和固氮育種等。例如在轉基因水稻新品種培育、轉基因玉米新品種培育和轉基因棉花的研究與產業化等方面都取得了較好的成績。在我國每年植物因病毒、細菌及真菌、害蟲、雜草、旱寒鹽、高溫等因素給糧食作物、園藝作物及經濟作物造成了巨大的損失。隨著我國現代農業生物技術的發展,以上問題也正在一步步解決之中。目前我國已相續培育并成功推廣種植了一些轉基因抗病毒作物、轉基因抗細菌及真菌作物、轉基因抗蟲作物、抗除草劑作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高溫作物等。例如在抗鹽堿作物方面,劉巖、玉慧中等將抗逆基因mtlD和gutD基因轉入植物,獲得了煙草、玉米、水稻等植物的耐鹽堿轉基因株系;在抗旱作物方面,我國科學家把美洲擬碟抗凍蛋白基因轉入番茄,得到轉基因抗寒番茄。此外我國還成功培育了煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等抗病毒作物和將Bt殺蟲劑晶體蛋白基因與豇豆胰蛋白酶抑制劑基因復合在一起的雙價抗蟲棉。在抗逆作物的培育和推廣方面,可以說我國處于世界領先地位。

(2)基因工程在利用農作物生產食品中的應用

利用基因工程技術作用于農作物生產食品和食品添加劑主要包括三方面:改進食品原料的品質、改善果蔬采收后的貯藏保鮮性能和開發新型功能性食品。利用基因工程技術可對植物的蛋白質、油脂、淀粉、糖類、維生素等品質性狀進行改良,也可延長果實儲存期和改良食品風味。

2、生物技術在農業生產應用中存在的問題

(1)生物技術研究方面存在的問題

首先,基礎研究比較薄弱。其主要原因:一是由于基礎研究的直接性和可見性成果不是很顯著,所以很多科研人員不愿意扎深根認真從事基礎理論的研究;二是由于絕大多數人都沒有認識到基礎研究的重要性、基礎性和長遠性,所以我國在基礎研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我國在基礎研究方面無論是其重視程度還是資金投入和相關政策體制都存在很多問題。其次,應用研究還很欠缺。一方面是由于基礎理論研究的薄弱決定了基礎應用研究的緩慢發展。同時基礎應用研究自身也存在很多問題。比如在植物基因工程育種方面存在如下問題:分離植物目的基因困難,導入外源基因的過程及其控制較為復雜。還有基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術各分支領域的結合度不高。第三,某些前沿領域的研究相對滯后。雖然我國在轉基因抗蟲棉、轉基因水稻及家蠶基因方面處于國際領先地位,也參與了一些國際重大的基因組破譯計劃。但是我國所真正擁有自主知識產權保護的專項領域還是比較少的。這主要是由于我國的生物技術前沿領域研究較美歐等發達國家相對滯后。比如說在生物固氮領域研究得不夠深入,影響轉基因效率的各種因素、植物光合作用機理等重大問題的研究尚未突破,特別是生物技術與信息技術、神經科學等學科的交叉綜合研究還沒有引起足夠的重視。

(2)生物技術應用所導致的一些問題

首先,對生態的負面影響?,F代生物技術的發展和廣泛應用,為我們解決了許多重大的環保問題,同時也研發出了不少的新型高效環保產品。但是不可否認,由于其技術本身的發展歷程和科學技術在大自然面前的卑微,生物技術的應用也可能引發一些新的環境問題。此外隨著全球未來人口數量的繼續增加,利用抗逆作物轉基因品種擴大農業耕地面積的同時,氮素等農業資源的使用量也隨之加大,造成氮素等礦質營養物質生物化學循環的改變,對水體的富營養化可能具有潛在的促進效應,產生不利于人類和動植物生存和可持續發展的不利后果。可見,生物技術在農業生產中的應用也可能引起降低生物多樣性程度、改變土壤結構、污染環境等導致生態失衡的一系列問題。其次,對食物安全的影響。轉基因食品的安全性問題是潛在性的。主要表現在三方面:一是轉基因食品的毒性問題。在這方面,目前只有一些相關的試驗報道,尚無人體的研究報告。研究者用轉基因食物喂養大鼠,結果有的試驗顯示大鼠的免疫系統受到破壞,有的試驗顯示對大鼠沒有影響。二是轉基因食品的過敏反應問題。假如供體基因的作物具有使某一部分人產生過敏的過敏源,那么將此作物的基因轉移到其他作物,這種轉基因作物便具有引發過敏的能力。三是轉基因食品中的標記基因對抗生素的抵抗作用問題。在這方面,相關研究顯示可能性是比較小的,但是我們也不容忽視。

(3)人才緊缺

根據孟弘等人在《對我國生物技術人才問題的幾點思考》一文中介紹據2012年統計,我國設生物科學、生物技術和生物工程三大專業的高校已從2011年的978所上升至1058所,招生人數在2011年就超過8萬人。目前估計我國生物專業在校生總人數不低于45萬,每年畢業的人數5—7萬。估計到2020年,我國培養的生物專業大學畢業生總數不少于40萬,我國生物技術發展已經具有了很好的技術人才儲備。可知我國生物技術方面人才的儲備還是很充足??墒侨匀淮嬖谝韵聠栴}:一方面人才培養的速度遠遠跟不上人才的需求量;另一方面從國外引進的農業生物技術高端人才更是稀缺。還有我們國家派出到國外學習借鑒的人才也顯得不足。同時在我國,培養既懂科研技術,也知道生產和市場動向的復合型人才體系尚未建立。此外食品安全評估體系人才的培養方案和模式的構建尚未提上議事日程。再者雖然我國生物技術人才的儲備已經很充足了,但是這些從高校培養出來的生物技術人才其畢業后從事農業生物技術方面工作的人占整個生物技術領域的比重比較小。

二、改進生物技術在農業生產應用中采取的措施

1、加強農業生物技術的研究

(1)加強生物技術的基礎研究

由于現代生物技術涉及的領域廣、范圍寬。所以,針對我國在農業生物技術基礎理論研究方面的薄弱,我們應該繼續加強分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等生物科學基礎理論的研究,同時也要加強與生物技術緊密相關的化學、化學工程學、數學、微電子技術、計算機科學等基礎理論的研究。

(2)注重生物技術的應用研究

在生物技術領域,基礎理論研究的目的是為了更好的服務于基礎應用的研究。所以我們必須將基礎理論的研究與基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、分子標記技術和生物芯片等現代生物技術的基礎應用研究相結合,進行緊密而系統的研究。進而將這些基礎理論與基礎應用的研究同計算機科學、信息科學和微電子技術等相結合而后應用于生物技術育種、生物飼料、基因工程疫苗和功能性食品的開發等農業生物技術重大領域的研發。從基因組測序的研究轉向基因功能探測和蛋白質功能探測的研究。例如,在生物固氮方面,在我國農區的布局上,氮含量高的區域實行豆、禾、經濟作物間套輪作,可緩解和排除氨阻遏的障礙,發揮根瘤菌的固氮作用,實現兩種作物互惠和高產;在有條件的草地發展一定面積的豆、禾、牧草混播種植制度。

2、采取措施避免應用生物技術所導致的負面影響

(1)現代性與傳統性相結合

除了加強生物技術本身的研究、完善相關體制與法規、加大人才培養和資金投入以解決生物技術在農業生產應用中所帶來的一些不良后果、環境問題等,我們還應該把農業生物技術的應用與生態學相結合,把生物技術育種與傳統育種相結合,把生物技術作物種植、養殖與傳統作物種植、養殖相結合。做到充分利用現代高科技術的同時,又順應大自然本身的發展規律。

(2)建立健全轉基因食品安全評估體系

針對轉基因食品對我們人體健康的影響是潛在的和隱性的,我國應建立健全轉基因食品安全評估體系。為此,我們要確立科學客觀的評價原則,既不能以偏概全,夸大威脅,也不能漠然視之,回避轉基因產品可能存在的潛在危險。應投??睢⒍▽H?,將安全性問題設立為一項重要課題。從食品安全、生態安全著手,實事求是地個案評估,作出科學的評價,盡快制訂和完善國家生物安全管理的法律、法規體系。使轉基因食品的安全評估落到實處,使老百姓對轉基因食品買得放心、用得安心。一方面我們要科學合理地應用生物技術,建立健全相應的法律、法規體系和管理機構,加強轉基因生物的進出口管理。另一方面我們要加強、擴大科普宣傳,提高全民對轉基因食品的安全意識。

3、加大人才的培養

第8篇

一、使學生了解STS教育的含義。

有效地進行STS教育滲透,首先必須使學生了解STS教育思想,以及科學、技術、社會三者之間的關系。在緒論的學習中可以做講解:生命科學既屬于自然科學,更是一門實驗科學。生物學的發展經歷了一個由描述階段到實驗生物學和分子生物學階段,通過此歷程的一些實例講解,既讓學生認識到生物學的發展不僅反映了人類認識史的一個認識過程和一般科學的發展趨勢,還反映了實驗手段的不斷改革史,以及生物科學的發展與社會和科技進步之間的關系。在當代生物學的新進展中,要使學生認識到現代生物學的新進展是在采用許多先進的技術和手段的條件下,有的是在多學科滲透的基礎上取得的,而這些技術手段又是以生物學理論知識為基礎的,如DNA重組合成技術、核酸分子雜交技術、單克隆抗體技術、脈沖電泳技術、同步輻射技術,等等。最終引導學生認識到科學學科的根本職能在于利用自然知識研究自然界的未知世界,探索通往未知世界的道路。因此,激勵學生掌握更多的知識來解釋自然界中的“是什么”、“為什么”的問題,技術的根本職能在于改造世界。如果說科學是用來解決自然界中“是什么”、“為什么”的話,技術則是以科學為基礎,回答“做什么”“怎么做”的問題,使學生理解到掌握技術重要的是對自然進行控制和利用,變天然自然為人工自然,發展新工藝,創造新品種。如我國研制的生物工程乙肝疫苗、抑制病毒在細胞內增殖的干擾素,等等,都是利用生物學原理和一定的工程技術手段而產生的生物制品,從而使學生認識到科學與技術的相互支持、相互影響。這樣通過緒論課的講述,使學生對STS教育有了初步的認識。

二、從改革課堂教學方法入手,培養學生的參與意識與決策能力。

傳統的課堂教學方法是老師系統地講述科學知識,學生靜態地、被動地接收,實驗課也主要是證明已學的知識。STS教育要求教師不但要教給學生科學知識,更重要的是要把學習方法傳授給他們,使他們不但在學校能獲得知識,而且畢業以后能通過自學不斷地、快速地獲得新知識,以適應社會的發展和變化。因此,我在教學過程中對教學方法進行了如下改革。

1.在傳授科學知識的同時,更注重科學研究的過程和方法。生物學是一門實驗性很強的學科?,F在的學生是未來社會的建設者,如果在學校里只掌握一定的生物學基礎知識,不懂得科學研究的過程與方法,知識就得不到更新與發展,就不能很好地為社會服務。我在講高中《生物》中“生命活動的調節”時,首先讓學生看書,再與學生一起總結出生長素發現過程的幾個步驟:觀察到的事實(植物具有向光性)提出問題和設想(為什么?是具有芽尖的緣故)設計實驗驗證(排除影響因素,將芽尖切去)實驗結果(不發生彎曲)結論(胚芽鞘的生長和彎曲,是由于它具有尖端的緣故),并告訴他們很多生物學知識就是通過這種探索的過程獲得的。通過學習,學生對如何進行科學研究的過程有了大致了解,同時也明白了進行科學研究需要有鍥而不舍的精神和頑強的毅力。

2.注意調動學生學習的積極性,鼓勵他們做課堂上的主人。在課堂教學過程中,盡量設置一些與要講的知識有關的問題情境,讓學生在解決問題的同時復習舊知識,學習新知識。如在講膜的結構和功能時,我舉了一個大家都熟悉的例子:洗完莧菜的水仍是無色的,而將莧菜妙熟后,菜湯卻是紫紅色的,為什么?在了解細胞膜功能的基礎上,將全班分成若干個小組進行討論,確定正確答案,然后每個小組派代表講解。有疑問,可以隨時提出。當雙方都無充分理由說服對方時,我再適當加以點撥,使學生對細胞膜的功能有了深刻認識。另外,每一節課后,我都布置一些與生活密切相關的問題讓他們思考,有些同學課后還主動翻閱書籍,搜集資料,這往往使課堂討論充實而熱烈。

三、提高教學內容的社會針對性,使學生明確生物學知識對社會生產和生活的作用。

現代生物學與當今世界面臨的重大問題,如糧食、能源、人口、環境保護、國土整治、資源的利用與保護等都有直接聯系,并可能為之提供理論、方法與技術,這說明生物科學對人類的未來及社會的發展有重大作用。在課堂教學過程中,我注意理論聯系實際,適當增加教學內容,提高社會針對性。如在講線粒體結構和功能時,讓他們回憶物理學中所學的能量轉換知識,計算出線粒體中能量的利用率,并與機械效率相比;講完基因控制蛋白質的合成后,我介紹了基因工程,說明基因工程已經使工業、農業、醫學等產業發生了巨大變化,并且必將影響世界的整個面貌;講完生物與環境這一章時,我介紹了我市的生態狀況和存在的問題,讓學生根據已學的生態學知識,提出搞好我市環境保護的具體方法和途徑。

1.適當增加生物技術的講授,使學生能自覺地將科學與社會聯系起來。學習科學知識的主要目的是要為社會服務,使人們生活得更美好,而知識應用于社會的橋梁是技術。在課堂教學中,我適當增加了生物技術的講授。如講細胞膜的知識時,介紹了生物膜技術;講DNA的結構和功能時,介紹了DNA的粗提取與分離技術;講單倍體育種時,介紹了植物組織培養技術。這樣不僅拓寬了學生的知識面,而且增強了他們的學習信心。

第9篇

幾年來,我在生物課堂教學中進行了滲透STS教育的初步嘗試,并取得了一定的效果。

傳統的課堂教學方法是老師系統地講述科學知識,學生靜態地、被動地接收,實驗課也主要是去證明已學的知識。STS教育要求教師不但要教給學生科學知識,更重要的是教會學生如何學習,把學習方法傳授給他們,使他們不但在學校通過老師能獲得新知識,而且畢業以后,尤其是那些無機會再深造的學生,也能通過自學不斷地、快速地獲得新知識,以適應社會的發展和變化。因此,我在教學過程中對教學方法進行了如下改革。

(1)在傳授科學知識的同時,更注重科學研究的過程和方法??茖W的產生和發展與科學研究的過程和方法息息相關。生物學是一門實驗性很強的學科。現在的學生是未來社會的建設者,如果在學校里只掌握一定的生物學基礎知識,不懂得科學研究的過程與方法,知識就得不到更新與發展,就不能很好地為社會服務。我在講高中《生物》中“生命活動的調節”時,首先讓學生看書,然后再與學生一起總結出生長素發現過程的幾個步驟:觀察到的事實(植物具有向光性)提出問題和設想(為什么?是具有芽尖的緣故)設計實驗驗證(排除影響因素,將芽尖切去)實驗結果(不發生彎曲)結論(胚芽鞘的生長和彎曲,是由于它具有尖端的緣故),并告訴他們很多生物學知識就是通過這種探索的過程獲得的。通過學習,使學生對如何進行科學研究的過程有了大致了解,同時,也明白了進行科學研究需要有鍥而不舍的精神和頑強的毅力。

(2)注意調動學生學習的積極性,鼓勵他們做課堂上的主人。在課堂教學過程中,盡量設置一些與要講的知識有關的問題情景,讓學生在解決問題的同時復習舊知識,學習新知識。如在講膜的結構和功能時,我舉了一個大家都熟悉的現象:洗完莧菜的水仍是無色的,而將莧菜妙熟后,菜湯卻是紫紅色的,為什么?在了解細胞膜功能的基礎上,將全班分成若干個小組進行討論,確定正確答案,然后每個小組派代表講解。有疑問,可以隨時提出。當雙方都無充分理由說服對方時,我再適當加以點撥,使學生對細胞膜的功能有了深刻認識。另外,每一節課后,我都要布置一些與生活密切相關的問題讓他們思考,有些同學課后還主動翻閱一些書籍,收集資料,這往往使課堂討論充實而熱烈。

現代生物學與當今世界面臨的重大問題,如糧食、能源、人口、環境保護、國土整治、資源的利用與保護等都有直接聯系,并可能為之提供理論、方法與技術,這說明生物科學對人類的未來及社會的發展有重大作用。在課堂教學過程中,我注意理論聯系實際,適當拓寬教學內容,提高其社會針對性。如在講線粒體結構和功能時,讓他們回憶物理學中所學的能量轉換知識,計算出線粒體中能量的利用率,并與機械效率相比;講完基因控制蛋白質的合成后,我介紹了基因工程,說明基因工程已經使工業、農業、醫學等產業發生了巨大變化,并且必將影響世界的整個面貌;講完生物與環境這一章時,我介紹了黃石市的生態狀況以及存在的問題,并讓學生根據已學的生態學知識,提出搞好黃石市環境保護的具體方法和途徑。

學習科學知識的主要目的是要為社會服務,使人們生活得更美好,而知識應用于社會的橋梁是技術。在課堂教學中,我適當增加了生物技術的講授。如講細胞膜的知識時,介紹了生物膜技術;在講DNA的結構和功能時,介紹了DNA的提取與分離技術;在講單倍體育種時,介紹了植物組織培養技術。這樣,不僅拓寬了學生的知識面,同時也增強了他們的學習信心。

當今世界的生物科學正處在蓬勃發展的大好時期,及時向學生介紹生物學發展的新動向和新成就,能激起學生學習生物學的興趣。如在講生物進化學說時,我及時介紹了我國澄江生物化石群的發現對達爾文進化論的沖擊,讓學生懂得,現有的許多理論和學說并不是唯一正確的,有待我們進一步探索并加以補充和完善;同時,介紹生物學發展的新動態,也讓學生了解到在當今世界上,尤其是發達國家,生物科學已成為一門帶頭學科,生物技術也是帶頭技術,從而進一步激發他們學好生物學的積極性。

實踐證明,在高中生物課堂教學中滲透STS教育,是在中學生中開展STS教育的良好方法之一,它對提高生物學教學質量,培養學生各方面的能力均有積極作用。

第10篇

摘 要:隨著科學技術的迅速發展,生物技術被廣泛應用在植物保護中。生物技術是利用生物體或有機體滲入到產品中,有機結合,改良產品品質或培育微生物以滿足特殊需求的新技術。它包括細胞工程、基因工程、發酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技術在植物中的應用,并對其應用進行了展望。

關鍵詞:生物技術;植物保護;應用

中圖分類號:S316 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230028

1 生物技術在植物保護中的應用

1.1 細胞工程

每個植物細胞的遺傳信息是完全相同的,并且包含該植物體全部遺傳信息。在適當條件下,植物細胞具有全能性,一個單獨的植物細胞可以培育成一個完整的植株,生物學家通過組織培養來培育名貴花卉,消除植物上的病毒,以及通過對細胞核的遺傳物質進行整合,以此來獲得所需要的品種。研究不利于植物生長的外來生物就是保護植物,如病蟲害、雜草等,可以利用細胞工程來改善植物,獲取所需要的基因,我國病原微生物的細胞工程已經取得初步進展,在科學家努力下將會不斷地完善,培育出優良品種。

1.2 基因工程

基因工程是利用生物技術或物理化學方法將目的基因導入植物細胞中,獲得人們所需要的轉基因生物,有目的的生產植物或農產品。通常基因工程包括直接轉移法和間接轉移法:間接轉移法原理是把目的基因轉移到病毒或霉菌上,通過病毒或霉菌感染植物來間接把目的基因轉移到植物基因中,以此來高效表達;直接轉移法是把目的基因直接整合到植物的基因中??梢岳没蚬こ踢M行育種,以此來獲得抗蟲、抗病、抗除草劑、抗倒伏的優良品種,不僅可以節約成本,還可以減少環境污染,具有很廣的市場前景。

1.3 發酵工程

發酵工程在植物保護中的應用主要是通過生產抗生素來制造農藥,殺死害蟲以防對農作物產生危害。目前我國已經廣泛使用抗生素來制作農藥,其優點是生產成本低,安全性高,高效、無污染。在19世紀60年代我國就開始把蘇云芽孢桿菌用于農藥生產,隨后又提練出了Bt菌株并應于實際生產,其主要優點就是安全性高,為新世紀綠色產品的生產提供了契機,尤其在無公害農產品項目上應用廣泛。目前我國抗生素生產已經在國際上占有一席之地,特別是岡霉素和阿維菌素成為世界上最大的生產國,其中岡霉素主要用于水稻,大大提高了水稻的產量,為我國的糧食產業做出了巨大貢獻,增加了農民的收入;阿維菌株主要用于生產殺蟲劑,安全高效。

1.4 酶工程

生物技術在植物保護的應用中,生物學家利用酶工程來獲得所需要的物質,其原理就是將酶或微生物細胞、植物細胞、細胞器等在一定的條件下,借助酶的催化功能,將相應的原料轉化成有用的物質。目前最先進的是利用酶工程來制作生物農藥,主要優點是無公害,并且不易產生抗藥性,生產簡單、成本低,主要應用于病蟲害防治。例如把昆蟲病毒基因插入到外源基因中,使其在昆蟲體內得到表達,通過擾亂昆蟲正常代謝,影響其活動,以此達到滅蟲目的。由于無污染,具有很廣的市場前景。

2 生物技術在植物保護中的應用展望

植物保護中生物技術的使用,突破了傳統育種的界限,在原有育種的基礎上整合新的基因,使傳統技術與生物技術有機結合,降低了生產成本,提高了生產效益,不僅增加了植物的產量,同時也保證了植物的質量,在植物發展軌道上具有很大的發展前景。

生物技術在植物保護中的優點是不容置疑的,也創造了許多效益,一直處在快速的發展軌道上,安全性高、對自然生態平衡影響小,害蟲不易產生抗性,但是它也有不足的一點,專一性太強,目前的生物農藥只能針對一種害蟲,對于具有多種害蟲的農田具有不足之處。因此生物科學家應不斷完善生物技術在植物保護中的應用,克服目前生物技術存在的缺點,可以利用基因工程把抗蟲基因導入植物中,這樣植物就具有了抗蟲特性,也可以使植物散發一種氣味,以此來驅散害蟲,此種方法克服了生物農藥針對的缺陷,減少了環境污染,更好地保護了植物。利用生物技術可以培育新品種,避免自然環境的污染。生物技術在植物保護中的應用還存在一些不足,需要我們去研究,使植物產業更好的發展,造福于人類。

3 結束語

總之,生物技術在植物保護中的使用,提高了我國農業發展的水平,加速了我國植物產業的發展,為人類增加了許多效益。將生物技術用于作物育種,保證了種子基因的純度,基因工程培育了許多優良品種;發酵工程通過制作菌株來生產農藥,減少了成本,同時還具有高效的作用;細胞工程利用植物細胞具有全能性的特點,可以有效除去植物基因中含有的病毒,培育花卉的優良品種;酶工程制作了生物農藥,減少了農藥的使用,緩解了環境污染,降低了生產成本;保護了大自然的環境,使人與自然和諧、可持續發展。

參考文獻

第11篇

關鍵詞:高中生物;生活化;教學策略

生物技術一直對人類生活有著重要的影響,從古代人類應用發酵技術進行釀酒、造醋以及發酵食品,到現在農業生產、醫療制藥、營養保健、能源開發和環境保護等領域的生物知識技術的廣泛應用,人們的生活已經離不開生物技術了。

陶行知先生說:“沒有生活做中心的教育是死教育,沒有生活做中心的學校是死學校,沒有生活做中心的書本是死書本?!痹谛抡n改中,《普通高中生物課程標準》中提出要“注重與現實生活的聯系”,也正是體現了這一教育理念,就是要將教學生活化。現在新版的各個出版社的生物教材都也努力地將教材編撰的更貼近學生的現實生活,這樣才能真正做到“理論聯系實際”,做到“學以致用”,讓課堂教學與現實生活密切聯系,貼近生活實際,激發學生的學習熱情,提高學生的綜合素質。

一、生物教學生活化的意義

生物課程是高中階段重要的科學課程,是自然科學中的一門基礎學科,以研究生命現象和生命活動規律為主要內容。它是農業科學、醫藥科學、環境科學及其他有關科學和技術的基礎,在當代科學技術領域中,生物科學和技術的發展尤為迅速,成果顯著,影響廣泛而深遠。高中的生物課程是在初中生物課程的基礎上的進一步深入學習,其目的有兩方面:一是讓學生具備生物的基本知識;二是為學生日后進行自然科學的深造打基礎。

《普通高中生物課程標準》中提到:提高每個高中學生的生物科學素養是本課程標準實施中的核心任務。生物科學素養是公民科學素養構成中重要的組成部分。生物科學素養是指公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀。從中我們不難發現新課程標準著眼于學生全面發展和終身發展的需要,更加關注培養學生理論聯系實際的能力。

二、生物教學生活化的教學策略

1.教學內容的生活化

(1)將現實問題引入生物教學

高中生物課程的教學目標是提高學生的生物科學素養,也就是要學生能夠運用掌握生物科學知識來解決現實生活和工作中遇到的各種各樣的問題。這些問題并不是書本上的例題,也不像書本上所說的那么深奧,這些問題需要我們去發現、去思考、去分析、去聯系生物知識來解決。而這些現實問題使生物學習變得更有趣、更實用,讓整個學習過程都真實而鮮活,利用現實生活中的現實問題開展教學是一條非常有效的教學途徑。

例如,在進行“物質跨膜運輸的實例”的教學時,我們可以問學生這樣的問題:吃比較咸的食物的時候,你嘴里為什么會感覺干澀?在做涼拌黃瓜的時候,并沒有加入水,可是過了一會為什么碗里會出現很多水?為什么青菜放在干燥的環境中會變變蔫,把蔫了的青菜放入水中后為什么又會變硬?通過這些生活中常見的問題來激發學生的興趣,讓學生能聯系生活現象進行思考,再通過理論知識的講解,圖1以及驗證實驗,這樣學生學習和記憶起來就更輕松了。

(2)將時代性知識引入生物教學

在21世紀,電子信息技術與生物科學技術是當展最快的兩個學科,生物科學技術的發展也是日新月異的,各種生物科學成果層出不窮。雖然高中生物所學內容是生物科學的最基礎的內容,但是這跟生物科學的高端問題密不可分的。高中學生還處在對周圍世界,尤其是自然界中那些有生命的事物充滿好奇心的時期,他們對自然界中形形的生命現象充滿了熱情,并在探索生命規律的過程中能產生充實感和興奮感。因此,生物教師在教學過程中除了要傳授學生基本的生物科學知識,還要盡可能地給學生展示現代生物科學發展最迅速、成果應用最廣泛、與社會和個人生活關系最密切的領域的新學說、新觀點、新技術,此外還可以在教學過程中引入時下的熱點問題,用生物的角度給學生進行分析。例如,在講到基因工程及其應用時,我們可以引入轉基因奶牛、超基因綿羊以及一些基因工程藥物的案例,引導學生進行分析,讓學生對生物高科技知識有更全面的認識、更深刻的理解。

2.教學情境生活化

由于我國長期以來進行應試教育,課堂教學往往都是照本宣科、枯燥乏味,再加上教師講課的方式單一,多采用“灌輸式”和“填鴨式”的教學模式,因此,學生課堂上很難全神貫注地聽講,甚至還會出現不少抵觸情緒,這嚴重影響了學生的學習效率,也違敗了新課改的教學要求,更達不到新課改的教學目標。因此,在生物課堂上,教師應該盡量創新教學方式,將教學情境生活化,將書本上的理論知識融入現實生活當中,模擬真實的生活情景,讓學生將生物知識聯系到實際生活中,引起學生的好奇心,激發學生的學習熱情,讓學生真正成為整個教學活動的主體。例如,在講授生命的起源時,講到達爾文的生物進化論,讓學生在現實生活中觀察我們周圍的生物世界,了解與探索生物與環境的關系,通過在生活中提出問題,進行分析假設,然后以實驗的方式進行驗證,最后再給學生進行理論上的梳理,用簡單、生動形象的方式來講解,如圖2,用圖表的方式進行講解。

在這一探索過程中不僅能夠激發學生的學習熱情,而且還能讓學生主動的思考,鍛煉他們的表達和交流能力,這樣原本枯燥乏味的課堂教學也會立刻變得生動、輕松。

3.實驗生活化

實驗活動是自然科學學科不可缺少的重要部分,對于生物科學來說,也是如此。實驗是將理論知識融于生活的關鍵環節。實驗活動不僅能夠提高學生的創新能力、動手能力,還能夠加深學生對理論知識的理解和記憶。因此,教師應該適當地安排實驗課,并且鼓勵學生在課余時間在家中多進行生活小實驗。例如,在講授生物的遺傳現象時,可以讓學生在家養一條小魚,或者是種一株小植物,利用幾周的時間進行連續、細致地觀察,如圖3。

這樣的實驗既簡單又有趣,對于提高學生的學習積極性和主動有非常好的促進作用。

總之,生物課程是高中階段重要的科學課程,是自然科學中的一門基礎學科,以培養學生的生物科學素養為目的,以求提高學生的科學探究能力,幫助學生了解和運用生物科學、技術知識來解釋和解決在社會生活、經濟活動、生產實踐中遇到的問題。將生物教學生活化,提高學生的探究能力和創新能力,提高學生的綜合素質是現階段我國教育改革的題中之意。在生物教學生活化的過程中,要讓學生將所學到的知識完全用于現實,使他們真正認識到生物知識對自己日后發展的重要作用,培養學生的實踐能力和探索精神,充分調動學生學習生物的興趣,使學生樹立正確的人生觀、價值觀、環境觀以及可持續發展的觀念,這才是時代賦予生物教育的使命。

參考文獻:

[1]謝蕾盈.生物新課程教學中關于數學建模理論的思考[J].中學生物教學,2010(7).

[2]朱惠珍.構建生活化的生物課堂[J].寧夏教育,2010(10).

第12篇

記者:生物技術領域是最具活力的高科技領域。 從20世紀70年代,以DNA重組技術成功為標志的生物技術誕生后,生物技術不斷被應用到健康、植物及環境等領域。我國作為人口眾多的發展中大國,是一個對生物技術產品有著多種潛在需求的巨大市場,市場前景非常廣闊,我國目前生物技術發展現狀及前景如何?

王宏廣:經過近20多年的快速發展,我國生物技術正在實現從跟蹤仿制到自主創新,從實驗室探索到產業化,從單項技術突破到整體協調發展的根本性轉變??傮w水平在發展中國家中居于領先地位,少數領域已經進入國際先進行列。

生物技術現在已經廣泛應用于農業、醫藥、輕化工、環保、能源等重要領域,對提高人民健康水平,提高農牧業和工業產量與質量,改善環境正發揮著越來越重要的作用,孕育著巨大的經濟潛力。中國被公認為是全球最大的生物產品潛在市場,具有集中力量辦大事的制度優勢,也有資源、人才和潛在市場的等優勢。據不完全統計,我國擁有動植物、微生物約26萬種,是生物資源最豐富的國家之一。在20世紀的最后20年里,我國生物產業迅速崛起,涉及現代生物技術的企業約500家,從業人員近5萬人,其中涉及醫藥生物技術的企業300多家,涉及農業生物技術的200多家。北京、上海、廣州、深圳等地已建立及正在籌建中的生物技術園區20多個。改革開放以來,我國相繼開展了分子遺傳學、基因工程、細胞融合、酶工程等新學科新技術的研究。據不完全統計,去年我國用于這一領域的研發投入較之1999年增加了3倍。目前分布在全國各地的299家科技園區中,有100多個均有生物技術研發的項目。我國未來5-10年,生物技術發展的重點領域是基礎生物學、醫藥生物技術、農業生物技術、環境生物技術、生物多樣性、生物安全等。

隨著科學技術的發展,生物技術緊隨信息技術之后,掀起了科技發展的新,成為社會發展的發動機。有預測認為,到2020年我國生物產業的市場總額將達2萬億人民幣,有望成為支柱產業。

記者:我國生物技術研發水平在發展中國家中居于領先地位,少數領域已經進入國際先進行列,那么,其產業化程度如何,是否同樣處于領先水平?

王宏廣:需要澄清一個概念,人們通常認為的生物技術產業,多數是指現代生物技術產業,也就是生物醫藥產業,這一產業正在迅速崛起,總體規模還不大,而傳統生物技術產業已經為經濟發展、人民健康、社會進步做出了巨大貢獻。從這個意義上說,生物技術產業并不是一個完全新興的產業,它是一個既傳統又年輕的產業。

說他傳統,是因為生物技術已經過一個漫長的發展過程,在這一過程中,許多生物技術已發展成熟,融入到我們的日常生活中,使得我們容易“視而不見”,如疫苗、抗生素、維生素、啤酒、味精、醬油、醋等都是生物技術產品。如今,傳統生物技術產業在我國早已成為一個具有4000多億元產值的產業。說他年輕,是因為近一、二十年來,現代生物技術與信息技術的結合,使人類在基因工程、細胞工程、發酵工程等方面取得了新的突破,從而展現了醫療、農業等領域發生革命性變化的前景。

總體來說,我國生物技術產業初具規模,而且發展迅速。2005年我國生物產業實現工業增加什已達2000億元人民幣(包括傳統生物產業及現代生物產業),其中現代生物產業的產值達600多億元,已擁有生物技術企業270家,共批準了30多種基因工程藥物和疫苗;農業生物技術的發展也帶來了巨額的經濟效益,僅轉基因抗蟲棉每年為農民至少增收50多億元;工業生物技術產品中僅氨基酸的年銷售額已逾100億元,發酵有機酸以檸檬酸產業為主,其產量占世界總產量的1/3,出口量一直居世界第一;天然藥物的市場容量近400億元;保健品等生物產品市場前景非常廣闊;其他如生物能源、生物材料、組織器官工程等都將給人類的生活帶來巨大的變化,產生巨大的經濟效益。特別是組織器官工程、基因組研究和后基因組研究等新興領域,目前大多還處于研究階段,產業化的程度還不是很高,沒有表現出巨大的經濟效益,但是由這些技術所帶來的變化,將徹底改變人類社會的生活和生存方式,蘊含著巨大的經濟效益,具有廣闊的發展前景。

應該說,我國生物產業總體上與發達國家有很大差距,技術產業化程度、產業規模等與發達國家間存在較大差距,但在基因組學、蛋白質組學及干細胞等生物科學前沿領域,我國有著較強研究能力,為生物技術及產業化發展奠定一定的基礎。我們預計到2010年,我國生物技術研究開發水平達到或接近國際先進水平,在若干重要領域達到國際領先水平,生物產業工業增加值將達到4000億元以上;到2020年,力爭進入生物技術強國行列,生物產業增加值達到2萬億元。

加速發展,我國生物技術與產業有望用15-20年的時間內躋身世界前列。

記者:我國農業生物技術成就十分顯著,特別是我國首創的雜交水稻技術已經推廣到20多個國家,累計增產糧食3500多億公斤,在此基礎上,我國的超級雜交稻研究又取得了新的突破,每公頃產量突破了12噸,國際上提出的超級稻指標首先在我國實現。是不是可以說,農業生物技術推動第二次“綠色革命”提供了技術可能?

王宏廣:農業生物技術將推動第二次“綠色革命”我提出已經五年了,并且專門請教了第一次“綠色革命”之父諾曼布勒格等五位諾貝爾獎獲得者。農業生物技術將創造動植物新品種,創造新肥料(生物肥料)、新農藥(生物農藥)、新地膜(可降解地膜)、新食品與飼料添加劑,全面提升農業綜合生產力,推動第二次綠色革命。第二次綠色革命將比第一次綠色革命對農業的推動力更大,影響面更廣,作用時間更長,效果更持久。

全球轉基因植物的應用面積在生物安全的激烈爭論中迅速發展,而各國對轉基因植物研究的支持力度從來就沒有減少過。據國際農業生物技術應用服務機構(ISAAA)的統計,2005年全球近20個國家種植轉基因作物,種植面積已經超過1.2億公頃,近9年增長了50倍。我國轉基因棉花已經占棉花種植面積的64%,每年可為農民增收70多億元。轉基因水稻、玉米的研究工作已經完成,具備了產業化的條件。轉基因大豆、油菜、草、林木的研究也取得了重要進展。400多個農作物品種進入了安全性評價階段。我國有15億畝不能很好利用的鹽堿地,大力發展抗鹽堿的植物,至少可增加1億畝耕地,種植纖維、能源等植物,能夠有效地減輕能源、木材短缺的壓力。

另外,胚胎移植技術、克隆技術的應用將加速動物品種的更新換代,培育出超級豬、轉基因魚、高產奶牛等新品種。我國生物肥料、生物農藥不斷取得突破,已經進入邊研究邊產業化階段,能夠部分替代化學肥料和化學農藥,不僅能減少環境與食物污染,而且能降低生產成本,增加農民收入。

可降解生物地膜的生產技術已經成熟,在石油價格高位運行的情況下,完全可以替代化學塑料,不但能從根本上解決農田“白色”污染問題,而且能夠大量節約進口地膜原料的費用。

記者:在醫學領域,我國生物醫藥正在成為新的經濟增長點,生物醫藥技術將推動第四次醫學革命,人均壽命將進一步提高,可能使人人都變成壽星,生活質量也進一步提高,它為醫藥生物技術為提高人民健康水平發揮了重要作用。

王宏廣:是的,醫藥生物技術將從疾病預防、疾病診斷、藥物研制、生物治療、器官移植等方面,推進第四次醫學科技革命,全面提高人民健康水平,延長人類壽命。

我國是世界上疫苗生產與使用量最多的國家,人均壽命已經從1949年的37歲提高到2003年的72.8歲,疫苗在預防重大傳染病,增加平均壽命中發揮了不可替代的重要作用。目前,我國預防瘧疾、霍亂等疾病的疫苗已經進入應用階段,SARS疫苗、預防性艾滋病疫苗、治療性乙肝疫苗等已進入臨床研究階段,疫苗的研制與應用將大幅度提高對重大傳染性疾病的預防能力。

我國生物藥研發與制造能力大幅度提高,正在形成化學藥、中藥、生物藥三足鼎立的藥物新格局。全球已能生產針對200多種疾病的500多種生物藥物,使3.25億人受益,近700個生物藥正在臨床試驗階段。截至2005年底,我國已經生產使用30多種生物藥,還有150余種生物藥已經進入臨床試驗階段,其中一類新藥占1/3左右。生物制藥正在成為新興產業。

目前,世界上已經有骨、軟骨、皮膚、肌腱等近20種組織(器官)工程產品進入臨床試驗或應用階段,基因治療、細胞治療將使一些疑難病、遺傳病得到根除,生物芯片、基因診斷、免疫診斷等高新技術將帶來病原檢測與疾病診斷技術的革命性變化。以再生醫學、基因治療為代表的第四次醫學革命逐步形成。

記者:有人說,生物能源的興起,會使生物柴油逐步取代石油,生物技術在緩解能源短缺形勢方面有著不可估量的作用。

王宏廣:的確,全球生物質能的儲量為18000億噸,相當于640億噸石油。我國生物質能至少有相當于3個大慶的能源產出量。發展生物質能,有效利用部分生物質能,至少能夠形成1個"綠色大慶",有效地緩解能源短缺的壓力。利用荒地、南方草地、鹽堿地等發展生物質能,不會與人爭糧、與糧爭地。目前,我國利用以陳化糧、高粱、甘蔗、甘薯生產燃料酒精的技術已基本成熟,在石油價格45美元以上時,已經能夠做到不需要國家補貼,只要在稅收政策上給予支持,就能進行規?;a。我國生物柴油生產工藝也已取得重大突破,生產成本明顯下降,有望在近期實現產業化,而國外燃料酒精、生物柴油已經進入產業化階段。在當前石油價格高位運行的情況,我國石油資源短缺的形勢下,發展生物質能已經是一個戰略的選擇。

記者:世紀之交網絡經濟全面崛起,其中一個重要的原因就是網絡技術帶來了傳統產業的革命性變化,生物技術也會帶來傳統產業的變化嗎?或者說,把基因、細胞、蛋白質等與農業聯系起來很自然,把這些名詞與工業聯系起來卻比較難,您能談談生物技術對工業的影響嗎?

王宏廣:我國已經進入高速工業化的階段,已經成為世界重要的制造業基地,但是資源過度消耗,大量廢物、廢水、廢氣的排放,導致越來越嚴重的資源與環境問題,必須轉變經濟增長方式,利用現代工業生物技術,能夠有效地改造傳統產業,提高經濟效益,減少環境污染。

工業生物技術將推動化學工業的第三次技術革命。一是利用生物催化替代化學催化,將使紡織、造紙、皮革、化工等領域大幅度減少化學廢物產出量、提高產品純度,走出一條低資源消耗、低污染物排放、高效益的新型工業化道路。化學工業中將廣泛使用生物催化劑,可以進一步提高效益,大幅度減少廢物產出量、提高產品純度;紡織工業中采用生物技術,可減少紡織品在染色和修整過程中毒性副產物的產生;造紙工業中采用生物工藝,可顯著降低制備紙漿過程中毒性副產物的排出量。二是用生物質為原料替代部分化石原料,可改變化學工業對石油產品的依賴。我國化工材料的市場需求額高達5000多億元以上,發展生物化工能夠形成千億元的生物化工產業。還可以利用玉米和大豆等生產"綠色塑料",減少石油用量。三是利用生物技術可以研發新型食品添加劑、保鮮劑,進一步提高食品的質量。而發展功能食品,加速第四代食品產業的形成,創造新的就業機會;飼料生物技術產品將逐步替代傳統的添加劑,加速飼料工業與發達國家飼料標準的接軌。

生物資源的深度開發還將培育一批新的生物產業。一是培育具有特殊用途的植物,如纖維植物、油脂植物等新品種,為工業、精細化工提供重要的原料和制劑等;二是大規模篩選和提取微生物活性物質。研制100種以上抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、酶抑制劑,新型人用、畜用和農用抗菌素等微生物藥物,開發和生產治療及診斷類生物制品,并實現產業化。

海洋生物產業逐步興起,促進海洋經濟的發展。一是發展海洋藥物,形成一批海洋藥物及保健品;二是從海洋生物中克隆一批重要的功能基因;三是海洋生物材料、海洋生物酶的研究與應用。

記者:美國著名未來學家保羅先生預言:“推動社會發展的代表科學將由信息科學轉為生物科學?!?顯然,21世紀是生物技術、生物經濟的世紀,如果誰擁有生物經濟的優勢,誰就擁有綜合國力的優勢,生物經濟已經成為新的經濟增長點。是否可以說, 以生物經濟為主體的第四次浪潮,將像以往三次浪潮一樣,對經濟發展和人類進步產生巨大的推動作用?

王宏廣: 進入21世紀以來,科學技術日新月異,信息技術方興未艾,新材料、新能源、航空航天技術等高新技術不斷取得重大突破,而生命科學、生物技術則以更加迅猛的速度發展,以生物技術為主導的新科技革命正在加速形成,生物經濟已經成為網絡經濟之后的一個新的經濟增長點,生物經濟正在推動第四次產業革命浪潮的加速形成,對經濟發展和人類進步產生巨大的推動作用 ,主要表現在以下幾個方面:

一是形成新的經濟生長點,使經濟發展上一個新臺階。人類在食物、住宅、汽車等基本需求滿足之后,進一步的追求必然是健康、環境,以及精神享受。生物技術產業正是順應了這一歷史潮流,將促進健康產業、環境保護產業、綠色經濟、循環經濟的發展,大幅度促進經濟增長。

二是推動醫學史上的第四次革命,提高人類健康水平?,F代生物技術使疾病診斷、治療和預防手段產生革命性的變化,使醫療技術發生質的飛躍,使人類更健康、更長壽。生物技術將推進自公共衛生制度建立、與麻醉術、疫苗和抗生素應用之后的醫學史上的第四次技術革命。

三是推動第二次綠色革命,改善人類膳食水平。轉基因技術、組織培養技術、動物胚胎移植與克隆技術,以及生物肥料、生物農藥、新型飼料添加劑的應用,將大幅度地減少化學農藥、化學肥料對農田、環境污染,推動種植業和養殖業變革。

四是創造新的生物品種,改善生態環境。植物抗旱、抗鹽基因的發現與應用,將有可能有效改變10億畝干旱地區的生態環境,使5億畝不毛之地、鹽堿地變為良田。用于廢氣、廢水、廢渣處理的基因工程極端微生物的應用,可降解生物塑料產品的產業化推廣,將會解決工業排放、白色垃圾等環保難題,有效改善生態環境。

五是發展綠色能源,緩解能源短缺壓力。全球生物質能量的儲量為18000億噸,相當于640億噸石油。生物能源將會使作物秸稈等廢棄的有機物成為能源,緩解化石能源不足的危機,為石油短缺國家解決能源危機問題找到一個較為經濟的途徑。利用“綠金”代替“黑金”,開發生物乙醇、生物柴油、生物發電、生物氫等生物質能將部分替代日漸枯竭的化石燃料,已經成為許多國家的能源戰略。

六是沖擊傳統倫理觀念?;蛏矸葑C將個人的病癥、性格等方面的信息貯存在身份證上,必然會影響人的隱私權。干細胞、組織工程、器官移植技術的應用,將對人傳統倫理觀念產生強烈沖擊。

七是生物安全將成為保障國家安全的關鍵。必須認識到生物技術是一柄雙刃劍。SARS之后,越來越多的人認識到,生物戰將徹底改變傳統戰爭的方式與后果,沒有對生物戰劑、生物恐怖的防御與應對能力,就不能從根本上保障國家安全。

生物技術:

生物技術是對經濟、社會可持續發展和人與自然協調發展具有重大帶動作用的高新技術。生物技術的本質是獲得、理解和使用包含在生活性生物體遺傳材料里的信息,使其具有生產價值。從這一意義上說,生物技術包括遺傳控制特性信息的發現和使用,并結合當前的技術能力來改變這些特性的表現形式,或培育出某些特性被增強的生物體,以減少自然環境對人類的限制。根據目前生物技術的發展現狀,通??煞譃閭鹘y生物技術和現代生物技術?,F代生物技術是在分子生物學基礎上發展起來的,包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程,其中基因工程技術是核心。

生物產業:

生物技術產業包括傳統生物技術產業和現代生物技術產業。現代生物技術產業包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程。現代生物技術產業主要是醫藥生物技術、農業生物技術、工業生物技術,如天然藥物、保健品、環保產業、生物能源、生物材料和組織器官工程等。生物技術產業的發展將最終解決世界人口、糧食、環境、健康、能源和海洋等影響二十一世紀人類生存的重大問題。

生物經濟:

生物經濟是以生命科學與生物技術研究開發與應用為基礎的、建立在生物技術產品和產業之上的經濟,是一個與農業經濟、工業經濟、信息經濟相對應的新的經濟形態。

中國生物技術發展中心簡介:

中國生物技術發展中心是1983年11月3日經國務院批準成立的機構,直屬國家科學技術部。