時間:2023-08-15 17:23:56
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篇生物科學和生命科學,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。
【關鍵詞】生物科學專業導論;教學目標;教學內容
Thinking on the Teaching Objectives and Teaching Method of Introduction to Biological Science
LI Wei YANG Yu-ling
(School of Life and Environmental Sciences, Huangshan University, Huangshan Anhui 245041,China)
【Abstract】Through setting up the Introduction to Biological Science course, the theoretical system, research hotspots, curriculum provision system, school-running characteristics, further education and employment will be introduced to freshman majored in Biological Science. The main objective of this course is to help the freshman establishing their interests and clearing the curriculums and future developing directions, which will lay a solid foundation for the future study.
【Key words】Introduction to biological science;Teaching contents;Teaching methods
0 引言
生物科學是一門以實驗為基礎,研究生命活動規律的科學。生物科學作為一門基礎科學,同時又是生命科學(醫學、農學等)以及其他交叉領域(仿生學、生物物理學等)的基石[1],已成為社會發展和科學進步的主要推動力,當前以及未來都將與人類的生存、發展息息相關[2]。
與高中階段的生物課不同,大學階段生物科學已作為單獨開設的專業。高中生物的某個章節在大學階段可能會成為單獨設立的一門課程。因此,在進行專業課程學習前如果能夠提前對入學新生進行引導,幫助他們熟悉本專業的具體情況(學習內容、繼續深造的潛力、就業方向等),對學生盡快融入專業學習會具有非常積極的作用。
因此,作為開設生物科學專業的院校,正視當前生物科學專業學前教育,結合實例介紹本專業特色、未來發展趨勢,通過各種形式開展生物科學新生入學學前教育,能夠幫助新生為未來的學習和目標制定奠定堅實基礎。生物科學專業導論課程是生物科學專業新生專業課程設置中的一個重要環節。本課程通過對生物科學專業人才培養方案待解讀和分析,使學生了解未來本專業的課程設置、理論體系、研究熱點、辦學特色以及考研就業等相關方面的信息,樹立學生對本專業課程的興趣,為后續的相關課程學習奠定基礎。
1 教學目標
使學生了解生命由來的學說,進化論發展歷程;掌握本專業的研究熱點與前沿問題;通過本門課程的學習,對本專業的整體(學習內容、就業、深造)情況全面把握;通過大量實例分析、經驗分享等,培養學生對本專業的興趣,為學生未來四年對本專業的學習樹立信心。
2 教學內容
生物科學專業導論課程應圍繞生物學的經典理論,以生命由來的學說為起點,生命科學的理論體系及研究熱點為主線,具體介紹生物科學專業設置、就業方向、考研情況等,并通過英語微課、優秀畢業生經驗分享等方式授課。課程共8個學時,課程內容可作安排如下:
2.1 生命的由來,進化論 (2學時)
生命的定義和生命的基本特征、人類認識和研究生命的歷程及現代生命科學的重大意義;生命的起源,生命的進化以及生命科學的理論體系。
2.2 生命科學的理論體系及研究的熱點問題介紹 (2學時)
介紹當前生命科學的研究熱點以及其與人類社會的主要關系。內容涉及生命的基礎、生命的結構、生命的本質、生命科學與農業、醫藥、健康、生活、環境等領域的關系。
2.3 生物科學專業設置、就業方向、考研情況介紹(2學時)
對生物科學專業未來四年培養方案、課程設置、課程簡介、就業方向、就業率及本專業歷年考研情況等進行詳細介紹。
2.4 邀請外語專業教師進行全英文生物科學專業示范課、討論、答疑(2學時)
生物科學的學習,在當前科技發展現狀下,離不開英語這門工具。選取具有代表性的某一知識點(以生態學為例),通過邀請從事多年生態學教育的教師進行全英文微課教學,激發本專業學生對本專業以及對英文學習的興趣;同時,邀請本專業已就業和已考取研究生的同學(在讀)與新生互動,通過課堂討論、提問等形式,對本專業就業方向及深造情況進行具體分析,對學生有困惑的問題進行答疑。
3 小結
《生物科學專業導論》課程是專為生物科學專業新生開設的專業導論課,通過本課程開設,使學生系統地了解和認識各種生命的起源、生命的現象及本質,把握當前生命科學的發展動態,了解生物科學在人類社會生存與發展過程中的重要性,激發學生對生物科學專業學習的興趣和熱情,并為以后的專業課程的學習做好鋪墊。同時,通過本課程的學習,使本專業學生能夠對未來就業與再深造能有較為深刻的認識,為同學們未來大學四年的學習以及目標制定提供背景知識以及思路。本課程的教學內容及教學方法沒有固定的教學模式,需要本專業老師結合自身教學、研究特點以及院系特色等進行[3],如何通過專業導論課程教育提高學生的學習興趣,培養學生良好的學習態度,促進專業發展,不僅是生物科學,也是其他學科需要面臨的問題。
【參考文獻】
[1]張志鴻.新世紀中推動生物科學發展的“Bio-X”[J].生物物理學報,2001,17(1):1-9.
關鍵詞 生物科學 生物課程
生命科學的發展不僅影響到社會發展和個人生活的方方面面,對中學生物課程的改革,從課程理念到課程內容,乃至課程實施的過程和方法,也將產生深刻的影響。研究和反映生命科學的發展對中學生物課程的影響,對面向21世紀的課程改革具有重要意義。
一、當代生物科學的發展及其在自然科學中的作用
當代生物科學在朝著微觀和宏觀兩個方面向縱深發展。在微觀方面,主要是在分子水平上研究生命過程和現象;在宏觀方面,主要是生態學的研究,特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關注。正如鄒承魯院士《生物學走向21世紀》一文所言:當前凡是研究生命現象的學科,不可避免地要深入到分子水平去進行本質規律的探討,這使分子生物學很快就滲入生物學的各個領域,改變了整個生物學的面貌;同時也對醫學和農業科學及其應用產生了巨大的影響。生物學的全新面貌最突出地表現在出現了一系列新的分支學科,影響到生命科學的所有領域,即使生態學、古生物學和分類學也不例外。
現代科學的發展已表明分析重建法的局限性,它不再完全適合于科學的繼續發展。新的啟蒙運動的方法論特征很可能是以整體生成和經驗原則支起的方法論構架。而這樣的新科學啟蒙思想核心正適合在生命科學領域內成長和發展。”
二、生物科學的發展對課程理論的影響
科學源于哲學。科學不僅具有認識論價值,而且不斷影響著人們的世界觀和方法論。
課程理論是人們在一定的觀念和思想方法指導下建立起來的,自然不可能擺脫科學的影響。
以牛頓力學為代表的近代科學的思想方法體系廣泛而深刻地影響了課程理論的構建。在牛頓和笛卡兒的世界觀中,宇宙是機械性的封閉的宇宙,地球被視為巨大的機械系統中的一個齒輪,眾多行星被視為巨大機器中的齒輪組,其運動可以鐘表的精確來測量。“這些機械喻不僅為現代科學——從外部力量推動的角度來考查——而且為我們稱之為‘可測量的’機械的與科學的課程奠定基礎。在這種機械性導向的課程中,目標是外在的,而且先于教學過程而確定;目標一旦設定,便要‘貫穿’整個課程。教師成為駕駛員(通常駕駛的是別人的車);學生最多是旅客,更糟的是成為被驅動的物體。這種機械喻阻礙學生與教師之間進行有關課程目標與規劃的有意義的交流。”這就使得課程學者難以理解杜威關于目標和目的來自于而非先于教學活動的觀念,使教學成為教導的、指導的。
隨著生物科學和其他自然科學的發展,近代科學的世界觀和方法論發生動搖。生物是多層次的充滿非線性相互作用的自組織系統,同時也是開放的動態系統。作為學習主體的人,當然也具有生命系統的這種特性。因此課程的設計應當基于經驗的流動,而不是將學科、年級、教學計劃以粒子的形式出現,應當發展一種更具有互動性和轉變性的課程框架,構建一種鼓勵學生以更多的洞察和更深的層次反思其學習行為的課程。
1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題
生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣,生物科學技術基礎知識扎實,對生物技術發展持積極的肯定態度,具備良好的科技強國的信念。但是,他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少,生物科學實驗實踐技能較差,對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明,當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解,但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上,有43%的學生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點,對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學功利主義”對學生的影響最大,使得學生視野狹窄、目光短淺;在實證精神上,有62%的學生缺乏實驗實證精神,偏重抽象思維,缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業課的常規教學,很少舉辦專門的科研活動,且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍,學生較難形成一定的科學技能,由此科學實踐能力也較差。
2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義
細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課,是現代生命科學的前沿分支學科之一,它是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中,和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系,是生命科學的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時,細胞生物學又是一門實踐性很強的學科,重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展,對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系,培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。
3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養
細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程,在培養學生的科學素養方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學素養的提高不是一朝一夕之功,教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養,以下是筆者的一些想法和體會。
3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合
? 細胞生物學的知識理論性強,內容抽象深奧、難于理解,教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內容具體化和動態化,使其容易理解,而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時,引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分,只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體,才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中,各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長。總之,運用發散性思維,盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來,并配合以多媒體輔助手段,使抽象的內容變得形象生動,易于理解掌握。
3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性
細胞生物學發展極為迅速,隨著科學家們研究成果的不斷涌現,其內容處在不斷更新的動態過程中。因此,教師在教學過程中,要注重聯系學科的前沿和熱點,講述較先進的科學結論,跟蹤國際上最新進展。此外,教師在注重教學的同時,宜以科研并舉,以科研引導和促進教學;教學與培養科學研究型人才緊密結合;教學內容與最新科研進展同步,使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合,結合教學內容介紹自己的科研成果,這樣既生動又貼切,學生又很熟悉,使學生獲得學習的興趣和動力,亦可以啟發學生的創新思維能力,培養學生的科研鉆研精神。
3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例
綜合性實驗注重知識的綜合運用,實驗原理和方法步驟較為復雜,可以使學生更好地理解實驗原理,正確使用儀器設備,鍛煉學生綜合分析問題的能力;設計性實驗是指學生根據實驗項
目,自主設計實驗方案,自主準備實驗材料,自主配制實驗所需試劑,根據自己的時間自主安排實驗進程,設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性,培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制,細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主,綜合性和設計性實驗較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此,教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗,膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗,這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體,同時,在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗,使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術,并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。 3.4 組織各種“科學小組”,布置學科發展前沿的討論,與全程科研訓練對接,以培養學生的科學態度和科學精神
距離21世紀的到來,已是屈指可數的時日了。當許多中學生物學教師沉緬于抱怨生物學科高考的不幸取消 ,希冀有朝一日得以恢復的思緒之中時,由于經濟的全球化、知識產業的興起、信息社會的來臨、全球生態危 機的加劇,已經對人的教育提出了一些全新的概念,科學教育和生物科學教育的改革駛入了高速道。讓我們看 一看美國的2016計劃(立足于21世紀來改革科學、數學和技術教育的計劃,始于1985年,準備用25年的時間來 完成)中的若干提法:
——計劃充分考慮到從幼兒園到大學前(k—12 )的這一教育系統中的所有學生、所有年級和所有方面。 計劃是將注意力集中在科學素質上而不是集中在比較狹義的“科學學科”上。
——改進教育,特別是改進科學與技術教育,把學生培養成能在一個高技術世界工作而勝任愉快的人才, 使美國成為一個在高技術世界中有競爭能力的國家,這是十分重要的。
——2016計劃的科學素質觀與美國典型的科學課程所體現的科學素質是大相徑庭的。并沒有局限于學校中 那些具體的科學學科里,而是對科學素質觀作了廣義的解釋,著眼點是集中地放在自然科學與社會科學、數學 和技術中相互聯系起來的理解上。它還進一步包括了有關科學事業自身的性質、科學發展過程中意義異常重大 的一些歷史事件以及貫穿于科學、數學和技術中的一些理論問題方面的知識。
——只有那些有科學素養的人才能分享到發現我們是誰、我們在哪兒、我們如何與所有生物和睦相處以及 如何與我們周圍的自然環境和睦而居時產生的愉悅之感。
以上都引自美國2016計劃主持人f·詹姆斯·盧瑟福的《2016 計劃實施10年回顧》,摘引這些話,不是要 說美國的科學教育多么好,事實是美國既是經濟上的強國,也是科學技術上的強國,卻率先要進行龐大的科學 技術教育改革計劃,而且目標是如此明確(在高技術世界中工作而勝任愉快的人才,在高技術世界中有競爭能 力的國家),重點是如此突出(科學素質的提高),途徑是如此明晰(科學素質的培養不能拘泥于學科教育, 要從廣義上重建培養科學素質的課程),而有科學素養的人,應該認識自己,認識環境,實現人、自然、社會 的和諧統一。也許我們還應該看到,在經濟全球化、一體化的今天,一個經濟和科技強大的國家輸出的不僅是 它的產品,通過它的產品還體現它的文化、價值觀念。我們當然不會全盤接受它,而作為一個偉大的社會主義 國家,如何通過自己的教育改革而強大起來,立于不敗之地,進入世界的先進行列,不是非常現實的問題嗎?
中學生物科學教育的改革,只是整個科學教育改革的一部分,但卻是至關重要的一部分。每一個中學生物 教育工作者,難道不應該站得更高一點、看得更遠一點,從沮喪情緒中解放出來,課程不由我們定,高考也不 由我們定,但在我們擁有的陣地上的改革是誰也攔不住的,也許我們能成為科學教育改革的帶頭人。
在我們擁有的這塊陣地——從必修課到選修課,從課外活動到一切與生命科學有關的教育活動上,當務之 急是應該舉起自我挑戰之劍,勇敢地自我解剖,針對弊端,毫不猶豫地積改革之跬步而至千里。
我們應該追求生物科學教育的全方位的效益。我們曾經太重視知識的教育了,其實科學教育應該使學生理 解和掌握的不僅是科學知識本身,還有科學研究的方法、科學的思維習慣(含思維的態度、思維的技巧和思維 的方法)、科學精神和態度、科學蘊含的價值規范等極為重要的內容。要進行生物科學知識的教育,但知識在 許多時候,對形成人的科學素養中它是一種載體,而不是全部。多年來的生物科學教育過分強調了作為一個學 科的生物學知識的完整性和系統性,實際教學的出發點和歸宿已經演變成掌握哪些知識點、理解哪些知識點、 了解哪些知識點,一幅何等清晰的知識點教育的畫圖,但這幅畫圖必定排斥了、削弱了生命科學學習能給予學 生的全面的科學素質的營養。
我們總應在現在的學習內容的框架內,融入生命科學的現代進展。當整個世界都在歡呼進入信息時代的時 候,現代生命科學早就揭示了生命是幾十億年來就運用著數碼化的信息的復制和傳遞及表達了。而且自然選擇 竟然保存了一套統一的信息編碼,從大腸桿菌到萬物之靈的人類用的是一套遺傳編碼。而神經調節、激素調控 、胚胎發育到生物行為都是憑借著特定的信息來調控的。這就是說,現在認為客觀世界是由物質、能量、信息 三者的運動組成的,那么生物世界正是這樣。就具體知識而論,如中學總要講無性繁殖和營養繁殖,而從組織 水平的克隆、細胞水平的克隆到基因的克隆,就是人為干預下形成的無性繁殖系。那頭成為1997年科技革命的 重大新聞的克隆綿羊——多莉,不也可以步入你的課堂嗎?當著幼兒啟蒙讀物,都在融入現代科技時,難道我 們的中學生物科學教育還做不到使一堂課去聯系和反映那生命科學進展的強烈的脈動嗎?可以的,這就需要我 們學習,并相應地轉變觀念。
我們還應深切理解科學技術發展的原動力在于社會的需求和在社會生產、生活、發展中的應用,生命科學 、生物技術也如此。于是,我們的中學生物科學教育一定要關注“生物—社會”問題。小至關系個人的生長發 育、衛生保健、生兒育女,提高生存質量,大至發展經濟、資源開發、環境保護、可持續發展,都有一系列“ 生物—社會”問題,這些問題的調查了解、科學研討、積極參與,既是普及生命科學知識的新領域,又能更切 實全面地提高學生多方面的科學素養,更是滲透人、自然、社會和諧統一的德育要求,在許多問題中包含著哲 學的思考和價值規范的思考,而且本身就是一種參與精神的培養。
我們還應回顧科學發展的歷史,分析歷史,學習歷史。生命科學的發展中,有許多的重大歷史事件。19世 紀的細胞學說和進化論的建立,對自然科學和社會的貢獻,自不待言;而本世紀基因理論的確立直到50年代dn a分子模型的建立,這是生命科學的一場偉大革命; 而現代的基因工程技術到克隆動物,無疑將在新世紀顯示 其威力。這些都可以說是科學史上的偉大事件,影響了整個人類社會的發展。而生命科學每一領域,都有許多 發現、發明、革新的歷史,而這些領域在中學生物學教學中幾乎都會涉及,但是我們常常只是重視結論的介紹 ,而沒有曲折、艱難、充滿了創造火花的過程,這樣就使學生失去了對科學方法、科學精神、科學的社會歷史 意義、科學家的意志品格等多方面的了解,科學本身變成了一堆枯燥乏味的知識的堆積。應該帶領學生徜徉在 科學歷史的長河中去領悟,點燃他們年輕的心靈之火,為熱愛科學、獻身科學而燃燒。
我們的教學過程,本質上應該組織學生去參與,而不是單方面聆聽教師的傳授。沒有學生主體的參與,就 不能真正掌握知識,學會學習,更不能成為未來社會富有責任感,積極參與決策的公民。我們主張情境教學法 、過程式教學法、發現式教學法、合作教學法,還有學生要親自調查,提出問題,設計實驗,學會推理判斷等 等,本質上是要把學習過程變成學生主動參與的過程。課堂教學評價的重要標準之一應是評價學生學習過程中 的參與意識、參與程度、參與數量(占教學班人數的百分比)、參與成果如何。必須指出“傳道、授業、解惑 ”,歸根結底是以教師傳授為中心,反映的是農業社會、手工作坊時代對人的要求。而工業社會,特別是發達 的市場經濟伴隨而來的城市化、人口流動,人是要去闖天下的,要去尋找機遇,發展自己,人也成了商品(勞 務),不斷地受著社會的選擇,職業的選擇,更不必說社會民主化的進程,對人的主體參與精神的要求了。因 此必須大膽地改變我們舊有的教學模式,創建各種有利于學生主體參與精神培養的新模式。
在即將結束本文時,我想引用2016計劃中提出的有效的學習和教學所應遵循的一些原則,它們是:
1.科學教學應該培養亦應很好地利用學生們的好奇心和創造性。教學應從學生們感到有趣也比較熟悉的問 題和現象入手。抽象的理解常常得建立在具體的例子上。
2.教學應該強調理解的質而不是強調信息的量。技術詞匯只有在有助于理解的情況下才應加以強調,技術 詞匯不應用來代替理解。
3.概念在不同情況下碰到和以不同的方式敘述出來時學習的效果極佳。有些概念只有當學生依據有強烈吸 引力的證據改變其思考方式時才能記住。
4.如果你指望學生們最終能在新的情況下運用所學知識嚴密審慎地思考問題,分析情況,把某些科學上的 想法公諸于人,能進行邏輯論證,能與他人共同工作,他們就必須有機會在多種多樣的情況下親自進行諸如此 類的實踐。
5.學生們還需要有很多不同的機會參與諸如搜集證據、觀察現象、寫概述、會見記者、使用儀器等與科學 有關的活動。因為科學技術工作具有協作性,課堂上因而要求有許多集體性活動。
6.學習的經歷不僅應該有助于積累有關世界的科學知識,亦應有助于培養學生科學的思維習慣。學生們應 該養成對證據、邏輯和科學見解提出疑問的習慣。學生們應該接觸些需要他們找出有關證據并對這些證據意味 著什么提出自己的解釋的問題。
一個良好的本地網絡和公司駐地往往會引致很多商機、投資和雇員。公司所在的環境將幫助確定周圍的具體情況、關系網絡和當地的商務環境,并直接影響未來的商業行為。因此,公司的選地很可能是最重要的成功因素。
正是基于以上的邏輯思考,下面有8個要素供生命科學管理者在啟動新公司時考慮:
1、濃烈的研究氣氛
生命科學工業在美國的經濟生活中,是知識最密集、最富于研究性質的部門之一。它結合了生物工藝學、醫藥學、醫療設備學等的綜合研究和開發活動。生命科學支撐著整個構架。把生命科技公司設立在一個富于研究傳統和文化的區域,將會給其進入藥學和生物科學研究機構提供環境上的便利,同時提升公司研究、開發能力和專業性。
2、可深入的集群
考慮把公司開辦在一個“工業集群”――其他生命科技公司大量聚居的地方――將會使得公司業務在未來的市場中,能適應各種特殊的需求。完善的生命科學集群一定是世界文明的醫藥學研究機構集中,高素質、高技能的生命科學專業人才聚集,藥品研發專家匯集的地方。同時,這里還會擁有高科技的配套設施:如完善的服務供給、相關的專利產權制度、發達的金融體系和其他高度專業的市場支持機構。
高度發達的產業集群能夠給予單個公司獨立的空間,讓他們根據自己的優勢和興趣,有側重、但是絕對充分利用市場整體資源,進而強化自身優勢并獲得最大限度的發展。其實,美國的很多地區都有這樣的成熟生物技術集群,如舊金山、波士頓、圣地亞哥和費城。這些區域都擁有非常厚實的生物科學公司底蘊,就是在這些城市,不斷產生著新的工業活動,創造著新的產業協同效應;并吸引著大量的投資,開創了無限發展空間。
3、地理上對桉心市場的介入優勢
當公司運送產品的時候,它總是希望最快、最高效地抵達客戶。所以,聰明的生命科技公司的執行人員必須考慮市場和公司之間地理位置的契合性(要方便、高效地接近最主要和最廣泛的市場)。典型的是:當從公司很容易到達國際機場的時候,參與全球市場的活動就顯得十分便利。
小公司應該把駐地選擇在接近主要制藥廠的地方,這樣能夠方便形成互利的產出聯盟,為未來的最優化商業前景開辟道路。此外,好的公司選址應該是接近核心資本市場的,它可以幫助公司創造更多的融資機會。
4、豐富人才的匯集地
公司要發展,最終還是要依靠人才。所以,尋找合適的專業精英尤為重要。在地址的選擇過程中,一定要注重該地方可供勞動力的數量和質量。那些大學和專業學院匯集的區域通常能提供大量符合要求的人才;而且,它們通常也會提供給勞動力一個發展的空間,保持各自學校在某些前沿研究領域中能夠一直處于領先地位。
5、深厚的企業家文化
尋找一個被證明是創新文化普及的地方,該區域的特征是:有大量的創新成果出現,并逐漸形成了一個所謂的“地區性智慧”,企業家在此被孕育。這種態度的核心標尺是,繁榮的生物學相關貿易和工業群組,這些典型指標暗示著企業家和科學家的強大智力網絡。在進行公司地址選取的時候,應該關注那些冒險精神和冒險家被高度重視的地區。
6、良好的法律和政策環境
生物科技公司必須設立在司法和政策體系完善的地方。在美國,雖然很多地方公開高調宣稱它們保護生物技術公司,但實際上,被證明對生物科技產業具體進行政策支持,或者做出其他貢獻的地區政府是很少的。一定要尋找這樣的政府所在地:它們已經具有了某些關注生物科技產業的先進政策,并擁有友好、開放的商業心態。
該典型區域特征是:有一系列的相關機構和組織,能夠進行各個角度和類型的調查;提供便利的科技成果轉化機制;供給充分的資金流支持,全方位為生物技術公司貢獻力量,幫助生物科技產業的整體發展。
7、多樣化的融資渠道
對于備選區域的投資基金和私募資金團體,必須有如下考量:該地區每年的投資基金有多少投向了生物科學方面?人均花費在生命科技產業上的研發費用是多少?相比政府資助的研究情況如何?
為了吸引高水準的公司,那些耗用年投資資金一半左右在該產業的,或者其當地預算中有大部分是用于核心生命科學集群的研究和發展的地方要重點考慮。此外,與早期投資方式相伴隨的公私合伙經營模式的存在,地區性大學的研發活動繁榮的地方,都將會創造一種充滿活力的投資基金的整體運作氛圍。
8、強大的支持性基礎構架體系
獲得高質量的,諸如法律咨詢。營銷支持等其他非核心服務,對于新設公司來說,絕對是不可忽視的。用心尋找這樣的場所:大眾公認對生命科技公司的支持是熟練、高效的。不僅如此,還需具備一個從概念構思――實際啟動操作――逐步發展――最終完善的商業生態圈。例如,豐富的律師資源是支持基礎構架的一個重要組成部分,他們對于生命科學產業是無價之寶。對該區域的諸多企業來說,特別是新興企業,智力才是商業競爭的本質。另外,營銷系統對于高度競爭化的生命科學產業也是同等重要的。
總而言之,生物科學工業是21世紀經濟發展的引擎之一。全球各地都試圖吸引該產業的公司能夠在它們那里安家落戶,各地都希望獲得高素質勞動力、豐厚的稅收收入以支持當地經濟的繁榮。公司總部所在地和新工作中心的地址選擇將會遭遇紛繁的市場誘惑。以上這些要點為你的決策過程提供了一個明智的方法,而正確的選擇最終將會準確無誤地幫助你實現商業輝煌。
作者:Thomas G.Morr
《美國化學文摘數據庫》簡稱CA,是世界最大的化學文摘庫。也是目前世界上應用最廣泛,最為重要的化學、化工及相關學科的檢索工具。《美國化學文摘數據庫》收錄世界上150多個國家、56種文字出版的16000種科技期刊、科技報告、會議論文、學位論文、資料匯編、技術報告、新書及視聽資料,還報道30個國家和2個國際組織的專利文獻。收錄的文獻占世界化學化工文獻總量的98%,該數據庫是世界化學化工領域最權威的數據庫。《美國化學文摘數據庫》創刊于1907年,由美國化學協會化學文摘社編輯出版,CA報道的內容幾乎涉及了化學家感興趣的所有領域,其中除包括無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、高分子化學外,還包括冶金學、地球化學、藥物學、毒物學、環境化學、生物學以及物理學等諸多學科領域。CA特點:收藏信息量大、收錄范圍廣。
二.荷蘭《醫學文摘庫/醫學文摘》
《醫學文摘》收集內容廣泛,不僅包括基礎醫學和臨床醫學,還包括與醫學相關的許多領域(生物醫學工程、衛生經濟學、醫學管理、法醫學等)。創刊第一年只有8個分冊,目前有42個分冊,各分冊的文摘統一用英語刊出,每一個分冊代表一個學科。EM各分冊根據其學科的大小和收錄文獻量來確定年卷期的多少,各分冊根據文獻量的多少,每年出1-4卷不等,每卷出8、10、12期不等。收錄期刊達5400余種,其中屬于純醫學類的有3000種左右,這類期刊中的大部分論文都以文摘形式報道;屬于與醫學相關學科類的有2400余種,對這類期刊的論文只選有關文章做摘錄。EM與IM所收集期刊的交叉量為1700余種。是當今世界上唯一用英文出版的大型醫學文摘,是世界上最有影響的二次文獻之一。
三.俄羅斯《文摘雜志》(簡稱PЖ/AJ)
于1953年創刊。收錄了全世界130多個國家的66種文字的科技文獻,包括22000多種期刊、10000多種圖書、6000多種連續出版物、15件發明證書和專利以及會議錄、科技報告、標準等。是目前世界上引用出版物最多、報道量最大的一套文摘刊物。其所收錄幾乎包括了所有自然科學、技術科學和工業經濟等方面的內容。
四.美國生物科學數據庫(BIOSISPreview簡稱BP)
《美國生物科學數據庫》是由美國生物科學信息服務社(BIOSIS)生產的世界上最大的有關生命科學的文摘和索引數據庫。BP收錄世界上100多個國家和地區的5500多種期刊和1650多個會議的會議錄和報告,每年大約增加28萬條記錄。報導的學科范圍廣泛,涵蓋所有生命科學內容,其中包括(不局限這些學科):空間生物學、農業、解剖學、細菌學、行為科學(BehavioralSciences)、生物化學、生物工程、生物物理、生物技術、植物學、細胞生物學、臨床醫學、環境生物學、實驗醫學、遺傳學、免疫學、微生物學等。
五.《科學文摘》(ScienceAbstracts,簡稱SA)
《科學文摘》(ScienceAbstracts)是英國電氣工程師學會(IEE)出版的檢索性情報期刊。1898年創刊。供查閱有關物理、電工、電子學、計算機和控制方面的學科文獻,簡稱SA。該刊主要報道由英國電氣工程師學會的情報服務處搜集的文獻,其來源包括世界各國出版的各種文字的期刊、科技報告、會議資料、專利和圖書等,取材較為廣泛。
1 生物學哲學的再定位
費爾巴哈在談到哲學的改造時說過:“哲學必須重新與自然科學結合,自然科學必須重新與哲學結合”。這是一種“建立在相互需要和內在必然性上面的結合”。〔1〕自然科學構成了哲學的基礎, 生物科學是這個基礎中不可或缺的組成部分。如同所有其他科學一樣,生物科學也深深受到哲學的理論思維和方法的影響。生物學哲學作為連結哲學與生物學的橋梁和中介,對二者的重新結合起著十分重要的作用。從學科建設的角度看,這門學科的存在和發展,既須以實證科學知識特別是生物科學的知識材料為基礎,跟上現代科學技術發展的步伐;又要汲取哲學研究的積極成果,適應當代哲學變革的需要。
就學科性質而言,一般認為生物學哲學屬于科學哲學體系中的一個分支學科。《大英百科全書》第15版所列《自然哲學》條目將關于自然的實際特征問題作為實在來進行考察,并分為物理學哲學和生物學哲學兩個部門。不過這里對“自然哲學”一詞的使用,有別于以往的傳統自然哲學,而是“作為對科學哲學的補充”。如所周知,西方科學哲學是以科學為研究對象,主要論述科學的認識論和方法論問題。維也納學派的創立者M.石里克的自然哲學也是作為一種科學哲學,一種探討哲理的科學方法。他申明自然哲學的任務在于解釋自然科學命題的意義,自然哲學是一種旨在考察自然定律的意義的活動。在其自然哲學講稿中關于生物哲學的分析,便是從有機自然現象也一定要由定律來描述這一點出發,來討論生物學中的機械論與活力論問題。
在科學哲學的發展進程中,除了一般科學哲學,還興起了特定學科的科學哲學,自本世紀初以來主要是物理科學哲學。傳統的科學哲學帶有片面的物理主義傾向,認為運用物理方法能夠對這個世界作出絕對完全的描述,世界上發生的每一事件均可用物理語言來描述。物理主義最熱烈的倡導者、分析哲學的主要代表人物之一的R.卡爾納普聲言:“如果根據物理語言的普遍性,把物理語言用作科學的系統語言,那么,所有的科學都會成為物理學。……實際上只有一種客體,那就是物理事件。在這物理事件范圍內,規律是無所不包的”。〔2 〕石里克也同意物理主義的觀點,他僅僅基于量的方面的考慮而得出結論:“對于自然哲學而言,有機體不過就是一些特殊的具有復雜結構的系統,它們被包含在物理世界圖像的完美和諧的秩序之中”。〔3〕
傳統的科學哲學把研究重點放在物理學的定律和理論上,把它們看作科學的結構和邏輯的范例。之所以這樣是有其深遠的科學背景的。自牛頓實現了力學中第一次偉大綜合,此后,經典物理學的各個分支日趨完善,牛頓的機械綱領左右了近代科學和哲學的發展。本世紀初以相對論和量子力學的建立為標志的物理學革命,是物理學發展中的重大突破,也是對科學哲學的有力推動。邏輯經驗主義的主要代表H.萊辛巴赫所著《量子力學的哲學基礎》一書,就是通過對量子力學的科學成果的分析,闡釋了他關于知識的性質、客觀實在以及因果性等問題的見解。多年來,科學哲學的研究植根于邏輯學、數學及物理學定律,重視對物理理論的分析而忽略了生物學。正如在科學哲學家的視野內,有機生命及其進化只不過是世界科學圖景中的一個次要因素;在科學哲學的殿堂中,生物學哲學也是處于比較次要的從屬的地位。這種狀況只是到本世紀中葉以后才開始改觀。隨著分子生物學所取得一系列新進展,導致了生物學的革命,生命科學作為最激動人心的科學領域躍居到自然科學的前沿,對現代整個自然科學和哲學的影響也日益顯著。由于引入數學、物理、化學等學科的理論、方法和新的技術手段,現代生物學的研究領域得以向微觀和宏觀層次不斷延伸擴大,并愈來愈趨向系統的復雜性,向揭開物質世界最復雜最高級的系統——大腦的奧秘進軍。生物學研究的課題愈來愈帶有根本性,當今自然科學的研究重點正在轉向研究生命本身。對生命現象的深入探索,增強了人們對生物學的哲學興趣,并促使科學哲學向新的研究方向轉變。在這方面,現代綜合進化論的主要建筑師之一E.邁爾作出了開創性的工作,他致力于建立生物學的新哲學,強調這樣一種新的科學哲學必須放棄對僵化的本質論和決定論的依附,必須將科學概念加以擴展、不僅包括物理科學的而且還包括生物科學的原理和概念。
傳統科學哲學還帶有專注于純科學領域的局限。國外學術界在討論醫學哲學與科學哲學的關系這一論題時,已有學者指出,從歷史上看,科學哲學家往往不到自然科學領域外面去尋找對科學的定律、解釋和理論的洞察力以確定理論演變的進程,而是將自己限制于純科學形式中,一直忽視和輕視象工程學、農學和醫學這樣的應用科學領域。同時由于傳統科學哲學僅僅局限于從“內部”考察科學,忽視了科學技術與社會之間的互動關系,這種狹窄的科學觀不可能得出真正有洞察力的答案。傳統科學哲學在研究視野上的這些缺陷,對后來興起的生物學哲學也產生了某種程度的影響。
固然,科學哲學主要是把科學作為知識體系,對之進行認識論和方法論的研究,但是認識的最終目的不是知識本身,而是改造世界的實踐活動。對科學的哲學反思也不能脫離它所固有的實踐本性。在科學、技術和社會走向一體化的現時代,尤有必要拓寬科學哲學的領域,開展實用性的或應用性的研究,并將科學哲學研究同科技發展的社會研究結合起來。作為實用科學的農學和醫學與作為基礎科學的生物學之間的聯系極其密切,它們都屬于生命科學的范疇。在生命科學哲學領域內,理應包括對這些應用學科的理論和實踐的哲學研究。以分子生物學為依托的生物技術,將成為醫學和農業科學的主導技術,并將引起醫學革命和第三次農業革命。生物技術的“每一個創新,每一個技術妙舉,每一個概念上的困難的解決,都使得需要一種確定的生物學哲學變得更加顯著,并且目前正在朝向這個目標發展”。〔4〕
21世紀將是生物學世紀。可以預期,未來世紀生命科學的巨大進展及其革命性變化,必然要求生物學哲學在已有研究基礎上,無論從理論框架到研究內容到論題范圍都要有所突破。要盡力吸收、消化生命科學的最新成就,以正確的世界觀和方法論為指導作出新的哲學概括,提出新的理論觀點及發展生物科學技術的戰略選擇,這些可謂生物學哲學學科建設的題中應有之義。
2 拓展和深化生物學發展新形勢下的生物學哲學研究
以下試從生物科學發展的規律性、生物學規律與物理規律的關系以及生物學規律與社會規律的關系三方面談點淺見。
(1)“自然科學現在已發展到如此程度, 以致它再也不能逃避辯證的綜合了”。〔5〕恩格斯在上個世紀80年代作出的這一論斷, 揭示了辯證思維對于了解科學事實的辯證性質的必要性,這也為后來自然科學本身的發展所證實。
近現代自然科學發展的趨勢是由經驗分析進到辯證綜合,這在生物學的發展中表現得十分明顯。自本世紀二、三十年代起,在生物學范圍內開始出現一些學科的綜合趨勢。早期的兩大綜合,一個是以胚胎學為中心,將之與細胞學、遺傳學和生物化學綜合起來,形成統一的發育觀點;另一個是以進化論為中心,將達爾文的自然選擇學說與群體遺傳學相結合,發展為一個有巨大闡明力的學說,即現代綜合進化論。進化的綜合范式取得了富有建設性的成果,如邁爾所說,是在有關的學科之間找到了一種共同語言并澄清了許多進化問題和作為其基礎的各種概念。但是這一范式仍是不完善的,還有不少尚未解決的問題。它不僅受到一些批評家的非難和質疑,就是在達爾文主義者之間也依然存在某些意見分歧。更完全的綜合始于本世紀50年代中后期誕生的分子生物學,它是生物化學、微生物學和遺傳學等學科相互融合的產物,其主要目標之一是試圖將大量的生物功能與分子水平上發生的事件聯系起來。分子生物學的核心——分子遺傳學,在信息大分子的結構、功能及相互關系的基礎上來研究生物的遺傳與變異。按照生物學史家G.E.艾倫的說法,J.沃森和F.克里克的工作,把信息學派、結構學派和生化學派對遺傳(甚至擴展到整個生物學)的問題的研究統一起來了。作為一個新的遺傳學范式,分子遺傳學的范式補充和修正了(不是取代)進化綜合范式,推動了關于進化過程中基因的變化和調節機制等問題的研究。著眼于分子水平上的進化的中性學說同著眼于表型進化的自然選擇學說,也應看作是一種互補關系而非互相否定。現代分子生物學在進化研究方面的認識成果向人們昭示,一種完整的進化理論的建立,期待著傳統的進化生物學與分子生物學實現新的綜合。更進一步看,生物進化是種系發生和個體發育的辯證統一過程,對進化的深層認識,必須解開發育之謎這個世紀難題,以闡明個體發育中基因在多層次水平上的程序控制機理。由于分子生物學、細胞生物學與遺傳學的結合,把發育生物學推向前臺,將成為21世紀生命科學的新主角。據中科院未來生物學預測研究組預測,在分子水平上使遺傳、發育和進化的統一成為可能,這將是未來生物學的主要理論任務之一。由這三者統一所導致的理論大綜合,蘊含著豐富的哲學思想。從哲學認識論和方法論上對之進行理論概括,也應成為未來生物學哲學的主要理論任務之一。
“分久必合”。生物學中的這種綜合趨勢還在繼續。一些生物學家預言,面向21世紀的生命科學,必然是各學科相互滲透與相互交融的“大生物學”時代。“大生物學”要求辯證地綜合與不同組織水平相關的各門學科所積累的科學事實,建立起一般的生命理論,發展統一的生物學原理。多種學科的綜合,反映了生物現象的相互聯系和科學概念、方法論準則的統一。結合生物學認識發展的內在邏輯的考察,對生物學理論的相互關系(特別是理論的概念結構之間的轉換、理論范式的確立和更替)進行哲學分析,能為我們提供有關生物科學發展規律性的新的認識。
(2)在生物學哲學的討論中, 爭議較多而且也是懸而未決的一個理論問題是關于生物學的自主性問題。具體言之,生物學的概念與規律能否在某種意義上“還原”為物理學和化學的概念與規律?生物學家運用的解釋型式(例如歷史的解釋或目的論的解釋)在物理科學中是否相宜?在生物系統中顯示的某些現象是否也在無機系統中顯現或有重大差異?等等這樣一些有關生物學和物理學的聯系究竟是什么的問題, 被A. 羅森伯格稱之為“生物學哲學的中心問題”(《生物科學的結構》)。根據對這個問題的不同回答而形成了“自主論”與“分支論”兩派涇渭分明的理論觀點。這種分野在歷史上的表現形式是活力論與機械論的對立,在現代則主要是所謂反還原論與還原論的爭論。
從本體論方面說,討論物理化學的實體和過程是否構成所有生命現象的基礎,這實質上就是高級運動形式與低級運動形式的相互關系問題。如果把生命運動形式同物理化學的運動形式混同起來,甚至完全否定生命運動在質上的特殊性,這種本體論上的極端還原論傾向在哲學上和生物學上都是不可取的。相反,如果把生命運動的獨特性絕對化,忽視其與其他運動形式之間的包容關系和發生學聯系,這種傾向同樣是不可取的。以辯證唯物主義的物質運動形式觀為指南,依據科學認識的新成果,將能通過闡明生命運動和低級運動形式存在的聯系和連續性而更深入地揭示其本質。
從方法論方面說,在生物學中通過把復雜現象分解為更為簡單的組成部分進行研究,最終在物理化學層次上——分子層次上——作出說明,這也即還原論作為方法論的功能。分子生物學正是運用物理化學的還原方法來分析生命活動的基本過程,才獲得了劃時代的成就。這被譽為還原論的勝利。但是也要看到,生物學中還原方法的應用是有其局限性的。研究表明,生物體是一個多層次的、有組織的、結構復雜的系統,其中各個組成部分和整體具有多方面的相互作用。生物體的整體性不能建筑在來自于各個部分的分子碎片之上,分子參與組織的整體,它們的轉移和復制是整體的全部功能的結果。本世紀下半葉以來系統科學和非線性科學的發展,為探索生命系統的復雜性提供了新的科學思想和科學方法。還原論方式的自下而上的決定原則即較低層次決定較高層次的原則,同系統整體思維方式的自上而下的決定原則即較高層次決定較低層次的原則,二者既相互對立又相互依賴,它反映了部分與整體的辯證法。合理地結合這兩種決定原則,應是生物學進一步闡明生命機制及其規律性的研究戰略。
(3)在當代, 從自然科學奔向社會科學的強大潮流已成為不可遏止之勢。由于生物學革命對自然和人類社會生活產生的廣泛影響,凸顯了人的自然基礎和社會基礎的統一問題。與此相應,生物科學和社會科學的綜合性研究也成為人們關注的熱點。加拿大哲學家M.魯斯在其《生物學哲學》一書中宣稱,未來的社會科學將和生物學結合起來,社會學將把生物學的成果包括在自己的理論中,研究這種結合會提供許多有意義的東西。從現代生物學的發展可以看到,生物科學領域的一些學科(如遺傳學、動物行為學、生態學等)與社會學、人類學、倫理學、經濟學及政治學等學科的滲透、融合,不僅加深了人們對自然界和人類自身的認識,同時也啟迪了對生物學規律和社會規律二者相互關系的哲學思考。如生態經濟學作為生態學與經濟學交叉發展起來的一門邊緣學科,主要是闡明生態系統與經濟系統相互作用所形成的生態經濟系統運動和發展的客觀規律。而生物政治學則旨在用生物學的概念、原理和方法來研究政治行為,借以探索社會政治生活的本質及其規律。在橫跨生物科學與社會科學的眾多交叉學科中,1975年由美國動物學家E.威爾遜在其巨著《社會生物學:新的綜合》中所倡導并加以重新解釋的社會生物學引起了很大反響。這是一門系統研究一切動物(包括人類在內)的社會行為的生物學基礎的學科,其核心在于承認基因是遺傳和自然選擇的基本單位,一切社會行為均有其特殊的遺傳結構。威爾遜和C.拉姆斯登還進行了更為廣泛的概括,在他們所著《基因、理性和變化》(1981)中提出基因—文化互作進化論,認為整個人類文化領域在一定程度上依賴于遺傳控制。學術界對社會生物學褒貶不一,圍繞它所提出的人類行為的遺傳決定問題展開了激烈的爭論。這場爭論遠未完結,它所涉及的生物進化與文化進化的關系、社會生物學的哲學意義以及如何正確評價這一學說等問題也是生物學哲學研究的課題。
生物學與社會相互作用的一個引人注目的方面,表現為生物技術研究對倫理觀的沖擊和基因工程的社會控制及其倫理調節。生命科學技術的進步,在造福人類的同時也引發出許多社會倫理問題,向傳統的倫理道德觀念提出了新的挑戰。舉醫學領域來說,由于醫學技術以人作為直接作用對象,它所引發的倫理問題更為突出。自本世紀六、七十年代以來,國外醫學界關于死亡標準、器官移植、安樂死、重組DNA 技術以及人工生育技術種種問題的倫理學爭論,無不反映了傳統倫理觀的困惑和人類面臨的倫理學上的選擇。在當代新科技革命條件下,隨著生物高技術的發展,不斷涌現出新的倫理道德難題。被稱為生物學領域的第一“大科學”的人類基因組工程,無疑會深化人類對自身結構的認識,但這項研究也將面臨與倫理觀念相悖的嚴峻形勢。例如,由檢測基因產生的侵犯個人健康隱私權問題。當今在世界范圍內受到廣泛關注的克隆綿羊“多利”的出世,更是激起了一場有關其應用前景和倫理意義的大爭論。人能否克隆?在人身上重現這一成就或者創造新的生命形式(如人獸混合體)是否合乎倫理?未來的生命科學技術怎樣與社會協調?是否應該著手進行人種改造的選擇?站在生物學哲學的高度,我們將如何回答這些問題?
參考文獻
[1]費爾巴哈:《費爾巴哈哲學著作選集》,上卷,商務印書館, 1984,第118頁。
[2]洪謙主編:《邏輯經驗主義》,下卷,商務印書館,1984, 第476頁。
[3]莫里茨·石里克:《自然哲學》, 商務印書館, 陳維杭譯, 1984,第68頁。
[4]金吾侖選編:《自然觀與科學觀》,知識出版社,1985, 第30頁。
隨著我國生物技術的不斷發展,生物技術的應用變得越來越廣泛,下面我們來具體分析生物技術領域中的應用。生物技術類藥品開發已是各國政府發展戰略中的重要組成部分,改革開放以來,國家對生物技術制藥的高度重視,特別是生物高新技術領域,以大量的資金和人力日前我國生物技術。藥用部分領域已達到國際水平,各種生物醫藥市場或進入臨床試驗。
1.1生物科學領域的農業方面的應用
生物技術應用領域不同的是,農業領域。農業生物技術領域中應用十分廣泛的腳步已經滲透到每一個角落。取得的成績也是最大的。人們運用相關生物技術有效的增加糧食作物產量,還有些病蟲害防止。下面,我們具體分析了21世紀以來,基因組學的研究又推進一系列突破生物技術進人更加迅猛發展的新階段,包括動物、植物、微生物生物技術、農業生物技術已經在新的農業科技革命的強大動力小才這么部門間因作物也已經大規模推廣應用抗蟲方向相同,抗疾病,抗除草劑的部門間因棉花玉米、大豆、油菜等。進人大規模商業化階段是應用現代分子生物學和傳統植物育種科學結合的男人。新興的分子育種學。檢查生物科學技術部門間因克隆領域的應用,幾年前,一個技術受到人們的重視,許多人很有興趣,許多人持反對意見,這項技術是部門間因復制技術。該技術是最近幾年,由于生物科學技術的迅速發展,還開始了。下面,我們馬上就來具體分析一下。我國的動物生物反應器的基礎研究和開發水平總體上同國外相比,差距仍在三年,利用部門間的因有線生物反應器表達多種疫苗、藥物技術在小斷體人類細胞的多種優良種牛成功率的研究現在正迅速增加。
1.2生物科學技術在轉基因克隆方面的應用
前幾年,有一項技術受到了人們的重視,有很多人很感興趣,也有很多人持相反的意見,這項技術就是轉基因克隆技術。該項技術近些年啦,因為生物科學技術的融入,也迅速的發展起來了。下面,我們就來具體分析一下。我國動物生物反應器基礎研究與開發水平在總體上同國外相比仍有三年的差距,但利用轉基因羊乳腺生物反應器表達多種疫苗和藥物的技術正在小斷完善體細胞克隆多種優良種牛的研究成功率正在迅速提高。
2生物科學與技術研究進展分析
下面,我們來分析一下生物科學與技術的研究成果。
2.1淺析基因工程技術的建立與應用
基因工程技術是一種基于基因的技術,該項技術正式因為基于基因,因此可以有效的,根本的改善一些生物的本質。因此,具有很高的研究價值。基因工程主要基因克隆是指定任何基因組基因克隆化。基因工程在農業、畜牧業、釀造業、制藥業、水產業等力量已經因為應用效果進行了深入的研究,而對基因工程人遇難船上的更復雜的、和人際關系???。生物的基因組的各種生物的認識的人和改造,有差異時,從基因組上找到真正的原因,生物學因為我地分子生物學和生命科學時代。
2.2淺析,細胞綜合技術及應用實例
人的身體是由許多細胞構成,每種細胞都發揮著不同的作用。所以生物技術領域的應用,細胞大的研究價值。同其他生物技術領域的應用。細胞綜合技術快速純合新品種的方法和技術。特別是和雜交,遠緣雜交、輻射等新技術結合,說明我們自21世紀以來,生物科學已經發生的原始細胞生命的起源、生命進化的新物種的形成與改造等重大理論問題上有很大的發展,人類的生物本質的認識,對遇難船沒有大的提高,改造理論和實踐上對生物的影響作物新品種的選育有良好的指導作用。
2.3規模淺析人類基因組計劃的實施
人類基因組計劃,但許多年前,當時的生物科學技術的不斷完善,因此還計劃及時得到了。最近幾年,隨著生物科學技術的發展,終于得到了這個計劃。中國科學院遺傳的人類基因組研究中心,國家人類基因組中心和北南電力動力中心一起承擔國際人類基因組的連續測量工作目前已基本完成遺傳圖、物理圖像、復印地圖制作比人體基因組研究小只具有理論意義。其次,許多研究文獻的能力的生物技術實現工業化、商業化過程。中都需要整合經濟學、倫理學、法律、管理學等多個學科的社會科學知識和環境對他的評價、社會管理等方面的經驗,通過對應的生物科技應用中形成的技術。挑戰當然同時也需要中國科學管理部門及高等教育機構相互配合。
3生物技術的發展,對社會的影響
生物技術的發展已經影響社會的許多方面。下面,我們的生物技術促進多學科的融合,促進生物技術方面的技術多起床。先說生物技術實現了多學科的集成。人類生命科學實驗探究的孟德爾著名的豌豆實驗后的細胞雜交技術開發小細胞核及細胞質結合形成理想的供體細胞特征雜種全同胞這一切都說明生物科學技術學多學科知識的發展。是的,集成在一起,生物科學技術的基礎。
4結語
關鍵詞:貴州大學;細胞生物學;雙語教學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0104-02
一、在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學的必要性
美國細胞生物學家威爾遜(E.B.Wilson)曾經說過:“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找”,“細胞生物學”是現代生命科學中最重要、最基礎的學科。“細胞生物學”的新知識新內容層出不窮,其發展日新月異,幾乎涵蓋了當今生命科學研究的所有前沿熱點領域,包括細胞信號轉導、細胞周期調控以及細胞基因表達調控等前沿領域。它作為現代生命科學的四大支柱及前沿學科,已滲透到生命科學的各個層次,成為人們揭示生命奧秘及攻克醫學難關等的重要基礎,并且成為了現代生命科學中最具有代表性和國際性的課程。據統計,90%的“細胞生物學”有關的研究成果以英語方式傳播,高質量的學術論文都是用英文撰寫然后通過SCI期刊發表。我國由于細胞生物學科起步較晚,高等院校目前所用的好的《細胞生物學》教材也主要來自國外英文原版教材的翻譯及不斷的修訂再版,這不可避免地存在知識滯后及新專業術語直譯所造成的模糊等問題。為了將“細胞生物學”的新知識、新技術及新學說引入我國高等院校《細胞生物學》的課堂教學中,讓學生直接感受和接觸細胞生物學的前沿知識,使學生了解細胞生物學的最新研究進展,在高校教育中實施《細胞生物學》雙語教學模式是該學科國際化不可避免的趨勢,也是我國高等教育課程改革的一個發展方向。近幾年,國家教育部在2001―2007年先后出臺的有關雙語教學文件中,高度強調在高校本科課程中開展雙語教學的重要性,要求高校20%的本科課程要進行雙語教學,并且明確提出了生物技術等專業需要在雙語教學上先行一步。目前在全國范圍內,一些比較好的高校都已經在其生命科學學科建設中開展了《細胞生物學》理論課程的雙語教學,并取得了良好的教學效果。
《細胞生物學》雙語教學課程能以全新的視角展現生命科學領域,拓寬學生知識面,幫助學生接觸學科前沿發展,為學生選擇進入各個實驗室進行實習或畢業論文設計或者將來考研從事科研工作奠定良好基礎。同時,雙語教學還能鍛煉學生以英語為工具獲取專業知識,增強學生英文水平,提高他們閱讀文獻的能力,一舉數得。貴州大學地處西部,由于師資力量、生源質量等各方面因素的限制,一直未開展《細胞生物學》雙語本科教學工作,但是作為教育部在西部地區重點建設的“211”高校,貴州大學一直堅持把提高教育教學質量作為學校生存發展的生命線。因此,為了提高本科生生物科學的整體素養,培養出適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才,在我校開展細胞生物學的雙語教學是十分必要的。
二、在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學的師資條件已經基本具備
一般認為,雙語教學(Bilingual Teaching)是指采用國外具有代表性和先進性的原版教材,用兩種語言作為教學媒介語言,通過學習達到掌握科目知識和語言的目的。我國目前開展的雙語教學主要是指在學校中全部或部分地采用外語作為教學媒介,傳授非語言學科的教學。研究發現,制約雙語課教學效果的因素主要包括:雙語教學師資問題,學生英語水平問題,雙語教材選擇以及學校雙語氛圍等。雙語教學對老師的要求很高,既需要掌握綜合運用外語的能力,又要求精通本專業知識。因此,在高校推進雙語教學工作過程中,首先會遇到的難題就是該專業的雙語師資不足。雙語師資最好是有過海外留學經歷的專業人才,現在,貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學已經具備了這個基本的雙語師資條件。近幾年來,學校為了提高大學的整體實力,大量引進高水平專業人才。我們學院也采取了派出去、請進來的辦法,一是采取選派青年教師出國進修的方式,加快培養本院現有師資,特別是青年教師;二是通過引進人才政策,外引海外歸來的博士。通過這些手段,極大地加強了我院的師資力量,如今我們院的海歸博士比例與2010年相比,增加了50%。這些留學回來的教師在承擔科研工作的同時,還擔負了本科生的教學工作。在我們院,有實力講授本科生《細胞生物學》課程的專業老師一共有八位,全部是博士,其中有三位教授,五位副教授,并且有六位老師有海外留學兩年以上經歷。這些優秀的師資人才,為我校推進《細胞生物學》雙語教學奠定了堅實的基礎。
三、在貴州大學推進《細胞生物學》雙語教學面臨的主要問題以及解決方案
2010年,我們曾在本院對另一門和生命科學相關的學科――《基因工程》進行了雙語教學嘗試,當時因為缺乏相關師資力量,并且沒有從貴州大學學生生源的實際情況考慮,制訂的教學目標太大,整體教學效果不是很理想。盡管如此,關于雙語教學的首次嘗試還是為后來的雙語教學改革和建設奠定了相關的理論和實踐基礎。針對雙語教學初始階段存在的問題,結合目前我院的師資力量和學生整體水平,我們認為在貴州大學開展《細胞生物學》雙語教學主要受限于學生的英語水平。
貴州大學地處西南地區,招收的學生主要也是來自西南地區,該地區基礎教育水平相對滯后,大部分學生英語水平不高,這一點從歷年的高考英語成績以及以往的英語聽力和口語訓練情況就可以反映出來。同時,《細胞生物學》作為生命科學的代表學科,涉及的都是科學發展前沿的最新內容,對于剛入校的大學生來說,該專業課本身就有一定難度。雙語教學過程中,學生的英語水平和對專業知識的理解能力是能否搞好雙語教學的重要因素。根據以往中文授課的經驗,在大學二年級的時候開設該課程,學生會理解的好一點但是結合貴州大學本科生源英語水平較差的情況,我們認為開展《細胞生物學》雙語課程的授課對象應為三年級上學期的學生。因為這個時期,在英語水平上,大多數學生已經達到了大學英語四級,積累了足夠的詞匯量,口語和聽力也得到了一定的訓練;在專業知識上,學生已經熟悉了本專業的相關基礎知識,這個時候開設雙語教學,能讓學生更好地理解雙語講授的學科理論知識,并較快地融入適應雙語教學。
在學生英語能力較差的情況下,如果要順利開展雙語課程,對雙語教師的教學方法要求就會更高。一方面,在課前,雙語老師要積極引導和鼓勵學生進行預習,熟悉課程中的相關英文詞匯;在課后,要和學生進行溝通和交流,了解他們的真實接受程度。另一方面,每一位雙語教師都需要花大量的時間與精力做課前準備,學習借鑒一些其他高校精品雙語課程中的教學方法,課前進行試講,盡量做到用簡單、通俗、流利的英語講解該雙語課程。在雙語課的最初階段,筆者認為,雙語教師應該把握好教學目標,不要把雙語課的精力放在“外語”上,使教學走入“學外語”的誤區。《細胞生物學》中文版教材的課程內容大部分是從外文研究結果中翻譯編著而來,由于翻譯者具有不同的文化背景、語言習慣、理解方式與處理方法,加之譯文時間相對滯后,導致學生在獲取信息方面不夠準確、及時或加大了學生的理解難度。我們采用雙語教學的目標是要通過學習英文的研究成果和內容使授課對象能更好地理解本領域的專業知識,并在理解掌握專業知識的基礎上,提高學習外語的能力。也就是說,我們雙語教學的目標是專業知識,而不是外語。
剛開始上課時,為了使學生能順利適應雙語,我們可以采用過渡性雙語教學,強調的原則是在教學過程中逐漸增加主流語言(英語)的使用比例。在這里具體表現為:用英文展示課件,用中、英文講解教材的教學模式。在講解過程中對簡單的內容,比如專業詞匯的名詞解釋,可以用英文講解;而對于復雜難理解的內容,比如細胞信號轉導的原理和過程等,給予中文解釋,但考試為全英文。另外,在教材的選擇上,我們認為如果一開始就以原版英文教材為主,學生還沒有這個能力去理解,并且原版英文教材紙質版本也比較貴,不符合大多數學生的經濟情況。因此,我們選擇以中文教材《細胞生物學》(瞿中和,高教第四版)為主,國外原版英文教材《Molecular biology of the cell》為輔,結合教師精心制作的全英文PPT教程進行教學。
總之,《細胞生物學》雙語教學是我國高等教育適應國際發展形勢的需要,是培養社會高素質復合型人才的有效途徑,也是把我國高校素質教育向前推進的一個新舉措。雖然現階段在貴州大學推進雙語課程還存在一定的問題和困難,但是對該課程雙語教學條件和教法研究進行積極的探討,有助于我們開展和深化該課程的教學工作,也為貴州大學《細胞生物學》雙語教學從最初的探索性嘗試到逐步建立雙語教學的模式提供了良好的理論和實踐基礎。另外,隨著國家對西部教育事業的不斷關注、貴州大學師資人才隊伍的不斷建設、本科生英語水平的不斷提高以及教師對該課程的不斷探索和研究,我們相信,貴州大學的雙語教學必將實現由量變到質變的跨躍。
參考文獻:
[1]葉軍.教育部雙語示范課程《細胞生物學》的建設與發展回顧[J].教育教學論壇,2014,(14).
(一)強化課堂管理,量化考核制度
強化課堂管理,其關鍵在教師。教師首先根據課程的特點制定詳細的平時成績量化考核制度,且必須嚴格考勤,學生不無故缺勤是課堂管理的第一步。而且考勤要每課必做,這樣學生才不會有僥幸心理,缺課率會大大的降低。另外,有些教師認為每節課都考勤會占用太多上課時間,其實不然,考勤不僅僅只有點名一種形式,可以通過清點人數判斷是否缺人,然后再核實未到學生的情況,會節約很多的時間。
(二)提高教師水平,改進教學方法
生物科學專業學生的專業教學技能和教學方法主要是通過生物教學論課堂來學習,但同時每一位任課教師平時的教學方式方法也會在無形中影響著學生,所以要培養出優秀的中學教師,首先要有優秀的大學教師。可以通過各種教學活動提高教師的教學技能,如組織教師互聽互評課,組織教師講課說課比賽,組織教師走進中學調研等。我校生物科學專業學生的試講環節和教育實習都是在大四第一學期進行,實踐學習一個多月就要準備畢業進入工作崗位,時間較短,學生不能充分的鍛煉,造成多數畢業生進入工作崗位后不能很快適應。所以,應該增加學生的鍛煉機會,充分利用平時的課堂教學來鍛煉,這就要求每一位任課教師不僅要負責傳授專業知識,同時也要注重培養學生的教學技能,如挑選一些章節讓學生分小組自學,制作教學課件,學生自己講課等,教師在講課時不能填鴨式教學,應多設計思考環節,給學生回答問題和交流討論的機會,讓學生有更多的課堂回答問題和表達的機會,尤其是膽量小的學生更應該多多鍛煉。
(三)優化教學內容,增強實驗技能
加強專業課程內容與中學新課程的鏈接。在保持傳統內容的基礎上,加入反映學科發展前沿的知識及現代生物學的新進展、新趨勢和新成果,并突出現代生命科學研究的思想、原理和方法以及生物科學技術的應用;教學中應突出和社會生活緊密聯系的內容,這樣一方面可以使學生感受到生物學在實際生活中的應用,增加師范生學習專業課程的興趣,同時也會使師范生在以后的教學中能夠借鑒參考相關的內容,更好地組織教學。減少傳統的驗證性實驗內容,增加研究性、設計性實驗的比例,使學生學會主動在實驗中發現問題、解決問題,鍛煉他們的探究能力和實驗能力;同時可以讓學生幫助教師準備實驗,使學生有更多的實驗操作機會;申請開放實驗室,讓學生走進實驗室,提高學生的科研能力。
(四)舉辦創新活動,激發學習興趣
2012年5月,生物科學專業舉辦了生物師范生教學技能大賽,通過班級初賽,專業復賽和決賽,雖然多數學生沒有取得最終的成績,但是此次比賽讓更多的學生參與進來,學生通過積極的準備和比賽,不僅增長了知識,而且積累了經驗。今后還要不斷增加創新活動,鼓勵更多的學生參與,使學生在教學、實驗、標本制作、科學研究等方面都能取得更大的進步。
(五)重視教育實習,提高實習質量
教育實習時,教師培養過程中的重要組成部分,是師范專業培養學生向教師轉化的重要過程,是從事教學實踐的基本途徑,也是綜合反映學校辦學水平的重要依據。成功的教育實習不僅能夠鍛煉學生各方面的能力,而且能夠使學生在畢業后快速進入教師角色,迅速勝任教育教學工作。重視教育實習可以從以下幾方面著手:(1)可適當延長教育實習時間;(2)由于現有實習基地相對不能滿足所有實習,故采取集中實習和分散實習相結合的形式,所以應加強對分散實習的檢查;(3)在進校實習前兩周的集中試講環節,指導教師需認真聽取學生講課并點評,學校應加強管理,不能流于形式;(4)對集中試講成績差和態度不端正的學生,應有針對性地進行輔導。
關鍵詞 生物;教育價值
一、生物學科的教育價值
就生物學科來說,社會需要體現在中學生物學科設置和生物學科教學總體要求上。目前的生物學科教學大綱中,生物學科教育的社會需要尚未充分體現,主要原因是其能力目標、技能目標、德育目標等太過原則、籠統,而知識目標過分強調系統、嚴密。從中學生物教學具體情況而言,生物學科的教育目標應放在人與自然的開放系統中,從生物科學自身發展、生物科學對社會發展的巨大貢獻,以及社會與自然和諧發展等角度,提出體現當代社會需要的生物學科教育的知識、能力、技能、德育等目標。而生物學科教育的個體需要來自于個體生存與發展的內在需求。這種內在需求對生物學科教材和教學方法,提出了挑戰。只有當中學生物學科的教育誘發了學生對自然的好奇心,激發了探究的興趣和欲望,習得了分析解決有關問題的能力,這種內在需求才是持久的,才能激發出無盡的學習力量。
二、生物學科教育價值的實現
作為中學教育第一線的教師,我們不能左右生物學科在中學課程體系中的設置及教學總體要求,但我們可以通過生物學科教育價值的整合,在基礎知識、基本能力教育培養的基礎上,通過生物學科教育的改革實踐,在充分實現生物學科教育價值上有所作為。
1.小課堂、大自然、大社會
讓生物課的課堂成為“小課堂、大自然、大社會”是生物學科實現其教育價值的基礎。一本生物教材的信息量是有限的,且很多信息是滯后的,其知識相對也是基礎的。教材不經教師精心處理,教法、教學模式不經教師精心設計,不把教與學的知識、內容融入自然、融入社會,不把運動的、變化的、活生生的生命及生命現象,盡可能多地直接或間接地呈現給學生,讓學生“觸摸”,生物課將不是真正意義的生物課,其本身亦將缺乏生命力。
因此,在生物課堂教學過程中,我們要重視以下幾個問題: (1)精心設計好教學媒體的應用,盡可能多地給學生呈現實物、標本、模型,充分運用現代教育媒體,尤其是電視、錄像、影碟、多媒體電腦等。
(2)讓書面教材無法承載的或是變化、發展了的有關生物科學知識,以及與生命科學有關的自然、社會知識、材料經過精心篩選后再進入課堂。如細胞學說的創立史、哈維和血液循環理論、 克里克和沃森與DNA雙螺旋結構、達爾文和進化論、卡爾文和光合作用、關注海洋、克隆羊、DNA重組技術、保護臭氧層、無磷洗衣粉推廣、控制“白色污染”、赤潮成因及防治等等。
(3)以各種生物興趣活動、社會實踐等形式,讓學生到大自然、到大社會中去觀察、調查、實驗,從愛護一草一木,飼養小動物到參與生物科技活動,使其體驗到生物科學知識、技能之于人、自然、社會的價值。
2.培養生物學科基本觀點
生物科學中,有許多樸實而又博大的基本觀點。這些基本觀點不僅對學好生物學有非常關鍵的作用,而且能對學習者的求知、生活、做人等都有指導價值。教師必須充分地利用每項生物教學活動,讓學生在學習過程中,逐步明確、認同、確立這些基本觀點。
(1)唯物的觀點。一切生命和生命現象都有其物質基礎:生命起源的物質性――最初的生命是由非生命物質在極其漫長的時間內,經過極其復雜的化學進化過程演變而成的。生命的物質性――C、H、O、N、S、P等元素組成了核酸、蛋白質等化合物,這些化合物構成了生物體結構和功能的基本單位――細胞。生命現象的物質性――生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的解釋。
(2)辯證統一的觀點。自然界、生命、生命現象是相互聯系、相互制約、辯證統一的:生物界和非生物界的統一性――生物有明顯區別于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素組成,且與非生物界進行著物質和能量的交換。細胞和生物體自身結構的統一性――這些自身結構各有其結構和功能的特點,但同時又相互聯系組成一個統一的整體。生物體結構和功能的統一性――這是生命科學最基本的觀點之一。
(3)動態、變化、發展的觀點。組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。生物的組成物質是動態變化的――生物體的新陳代謝使生物體每時每刻進行著新舊更換。細胞和生物個體是動態、變化的――他們都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程。細胞和生物個體的結構與生理、生物和環境的關系等也是動態、變化、發展的。
3.培養創造性思維
創造性思維是創造力的核心,它是指改組已有知識、經驗,從而產生新穎的、具有社會價值的成果的思維。其特征是具有高度的主動性與積極性、獨特性與求異性、流暢性與變通性、抽象性與形象性的統一,邏輯性與非邏輯性的統一。結合這些特征及生物學科教學的特點,我們可以建立培養學生創造性思維的有效途徑和方法。
(1)充分重視教師主導、學生主體的思想,努力實現課堂教學民主。課堂教學民主是師生共創的,符合“主導主體”思想,存在于課堂教學中的師生間的平等、互助、參與、進步的“精神民主”。讓學生有足夠的時間、空間去主動思考、質疑:這個生物學概念是否準確、完整,有無例外?這個生物學實驗的設計是否科學、有什么干擾因素?該觀察結果、生命活動或生理現象如何從本質上作出規律性的解釋?等等。
1實驗教學困難
雖然許多高校購買了一些先進的儀器設備,但大部分儀器都較昂貴,且套數有限,基本只能滿足基本的科研需要,尚無法針對學生單獨開展實驗。此外生物技術儀器分析的課時,也限制了單獨進行實驗教學的可能。盡管實驗教學困難,但通過有效的新型實驗教學手段消弭學生難以將理論和實踐相結合的實際問題,是非常有必要的。
2生物儀器分析教學改革對策
針對生物技術儀器課程本身的特點,欲解決教學過程中實際遇到的問題,首先得明確生物儀器分析課程的教學目標:通過對常見的分析儀器的原理、結構和應用的講解,使學生在掌握分析原理的基礎上理解相應儀器的用途,了解儀器的基本結構,能在具體的儀器操作教學過程領會儀器的使用方法。針對這一教學目標,可從如下幾個方面進行教學改革。
2.1理清主線,點、線、面有效整合針對生物技術儀器分析教學內容繁雜的問題,應該首先明確本課程主線,將課堂教學的有限的具體點有效串聯,并啟發學生將所學內容向更廣闊的面進行擴展。譬如我們從一個細胞的解析為例。其中描述細胞的形態和結構可作為主線之一,則包含的內容包括普通光學顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡、掃描共聚焦顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡等諸多儀器,在課堂教學中不可能面面俱到,但可重點介紹普通顯微鏡這一點,在點上將原理、儀器結構、使用方法、應用實例等詳細介紹,通過啟發思維引導學生思考如何在更小的尺度上描述細胞的精細結構,在學生自己有興趣的情況下,即可通過同樣的方法自學其它顯微鏡的內容,將描述細胞的形態和結構的內容可擴展到更豐富的面。再比如測定有機物分子的結構作為主線,則包括紫外、熒光、紅外、核磁共振和質譜等。兼具分離和分析特點的儀器,如電泳和色譜。總之一定要有一條線將相應的儀器串聯起來,選擇具體的儀器作點上的介紹,通過問題啟發學生作面上的擴展。
2.2引入多媒體,加強教學資源建設高校的儀器分析教材多為分析化學方向的指導教材,專門用于生命科學領域的生物儀器分析理論和實驗教材并不多。化學類的儀器分析教材更偏重于化合物結構的解析,并不能完全適用于生物科學研究的特點,其直接作為生物儀器分析教材實用性受到限制,因此有必要編寫通用的生物儀器分析教材。生物儀器分析教材應介紹生物分析儀器的構造、工作原理、分析方法等相關的理論知識。這些分析方法的原理抽象,難以理解,使用傳統的教學方法很難講述清楚,應該運用現代多媒體教學手段,將大型生物儀器的結構、工作原理以及操作技術以動畫形式模擬出來,學生可以運用電腦、手機等多媒體終端直接觀看,甚至可以采取游戲的方式提高學生的參與度,增進學生的學習興趣,提高教學質量。這樣既節約了課時,又使教師有充足的時間用于重點和難點的講授。作為課堂理論教學的延伸,生物儀器分析的實驗教學更應加強多媒體教學,在學生提前觀看多媒體的情況下再進行試驗操作的現場演示,必會有更好的效果。多媒體的制作應是實驗室儀器分管人員針對自己分管儀器的基本工作,應避免多媒體上所演示的儀器與實際操作儀器的脫節問題。
2.3大班理論教學,實驗教學循環開課生物儀器分析課與其他課程不同,內容包含理論教學和實驗教學,因此要求教師不但要有專業理論知識,更要有豐富的儀器分析經驗,只有這樣才能保證理論與實踐的有機結合,收到良好的教學效果。生物儀器分析課程理論教學可采用大班開課的方式,緊密結合生物科學生產研究的實際,介紹具體儀器的相關理論知識。實驗教學應采取小班或小組教學的方式,以實際操作為核心,選取在生產和科研中具有先進性和實用性的生物分析儀器作為該課程的主要內容,應使每個學生都能參與具體實驗操作。對于不具備操作條件的實驗,演示過程可通過多媒體讓學生自行學習。理論課老師與實驗室負責儀器管理的實驗技術人員共同商討每臺儀器需要講授的內容,按時進行備課,編寫教案,由實驗室統一檢查備課效果,以充分確保備課教案的質量和實用性。根據每臺儀器的實際使用情況,具體安排講課人員名單,讓精通每種儀器的教師、研究生和儀器技術管理人員擔任實驗室儀器的實驗教學任務。每臺儀器可根據實際需要,每周或每月開課1-2次,循環教授,讓學生通過預約的方式,根據自己的安排選擇上課時間。
2.4引導學生關注熱點,知用合一生命科學儀器的種類及儀器分析方法繁多、學科跨度大,往往會讓學生感覺難以抓住重點,提不起興趣。因此在講解各種儀器的分析使用方法之前,必須做一個引導性的介紹,通過社會熱點事件(如新的研究發現、食品安全等)或日常現實生活、生產中的應用,激發學生的學習興趣。此外,通過各種渠道介紹學院教師使用該儀器及分析方法取得的最新科研成果,并展示教師科研成果的圖片或結果給學生,使學生感受到科學研究就在身邊,儀器分析無處不在,從而激發他們的親近感。最后,也可以聘請相關專家、儀器廠家的工程師、學術專家、本院教師等以專題或學術講座的形式介紹實驗室擁有的儀器及生命科學領域相關儀器發展的前沿知識,激發學生對科學研究的熱情。
3結束語
綜上所述,生物儀器分析是生物產業和生物科學研究中的重要的現代化分析手段,是一門飛速發展的學科。生物儀器分析課程應秉承理論教學和實驗教學同等重要的理念,以分析形態、結構、特性等主線為引領,有選擇性地重點介紹最常用的分析儀器,啟發學生向面上拓展。教材應加強動畫、多媒體和教育游戲建設,使集中課堂教學和分散自主學習有效結合。實驗教學應通過小班化教學,增加學生的參與程度,通過多種渠道激發學生對生物儀器分析課程的興趣。緊密聯系生命科學生產和研究的實際需要,不斷更新理論教學資源和實驗教學平臺,不斷提升教師的知識水平和操作技能,才能更好地培養生命科學領域的創新型人才。
作者:陳國單位:華僑大學化工學院生物工程與技術系