现代生命科学范文10篇

现代生命科学范文篇1

关键词:多媒体技术;高校教学改革;生命科学;重点应用

生命科学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学，是自然科学的一个部分。其目的在于阐明、控制部分生命活动，辅助农业、工业和医学等领域。高校是现代科研工作开展的主要载体，也是生命科学教学的基本平台。随着现代社会发展和科学进步，对生命科学相关人才的要求也渐渐提高，这在客观上推动了多媒体技术的运用，促使其为高校教学改革提供更多支持。

一、传统高校生命科学教学的不足

(一)不够直观

生命科学相关知识带有一定的结构化特点，以达尔文作品《生命起源》的发表为基础，现代生命科学体系逐步得到建立。在高校生命科学教学中，知识的复杂性、多样性更加明显，大量结构化知识难以通过传统的口述、书本等渠道完整呈现，教学工作开展存在难度。学生对知识的吸收、理解效果无法保证，也可能进一步影响其学习兴趣。

(二)资源较少

生命科学教学牵涉到多个方面，增加了教学难度，如生命科学概论，牵涉到分子生物学、细胞生物学、形态学、解剖学、遗传学、进化论、生物多样性、生态学、神经生物学和认知科学等内容。尝试在短时间内将大量基础知识传递给学生难度较高。常规教学模式下，教师可用的资源总量不足，无法实现大量知识的集中、压缩，匮乏的资源限制了教学工作效果。

二、高校生命科学教学改革的要求

(一)提升教学交互性

高校教学强调理论传递、研究、实践并重，这要求优化实际教学工作，从提升交互性的角度激发学生的学习兴趣、交互效果，实现知识的有效吸收。例如，进化论相关内容，属生命科学基础知识，一般纳入生命科学概论范畴，该知识具有较高的研究价值和可探讨性，通过教学改革，借助多媒体技术和丰富的网络资源等现代手段，可提升学生对知识的学习兴趣，使课堂内外、师生之间的交互活动更加频繁，有助于学生深入理解知识内容，为生命科学教学改革提供更多支持［1］。

(二)提升教学长期性

生命科学牵涉到多个领域，包括医学、基因工程等实用科学，也牵涉到生物研究、考古等理论科学，学生对知识的吸收、运用，往往依赖于长期教学工作。在教学改革要求下，多媒体、网络技术等新式方法的引入，能够将生命科学教学工作自学校、课堂延伸至校外、课后，有助于提升学生阶段时间内的学习效率，也能从长期角度为教学延伸、多样化教学提供依托，契合长期教学的改革要求。

三、多媒体技术在高校生命科学教学改革中的应用

(一)应用优势

1．直观性强直观性强，是指多媒体技术借助计算机、投影仪等设备发挥作用。与此前教材、黑板、教师口述的方式不同，多样化资源能够更直观地呈现生命科学相关知识，也有助于提升教学交互性。如教师通过视频、文字和动态图等，系统展示哺乳动物的进化过程，可实现大量知识的压缩和结构化呈现，而学生能够通过多媒体资源直观了解哺乳动物的进化过程，对于存在疑惑的环节，可以直接提问，请教师暂停播放或反复播放视频内容，也可与同学进行交流，借助有效交互解析疑惑，实现知识的有效掌握。同时，生命科学教学内容的复杂性、多样性也可借助多媒体资源予以快速梳理、呈现，包括思维导图、鱼骨图等，便于学生形成对知识体系的直观认知，搭建学习思路和框架［2］。2．资源丰富多媒体技术下，高校生命科学教学可获取丰富的资源，实现资源匮乏问题的直接应对，同时多样资源的灵活运用，也为长期教学工作提供了支持。在生命科学概论相关教学中，因知识内容较为多样，仅依赖教师、教材，难以做到知识的全面展示，借助多媒体技术，教师可将生命科学概论牵涉到的主要知识进行梳理，集中呈现给学生。在此过程中，生命科学知识实现了一定程度的重构，可实现大量知识信息的集中展示，如同一个视频内可给出爬行动物、哺乳动物、鸟类、昆虫的形态特点和差异，提升了知识的横向展示效果［3］。相关知识信息可进一步整理为数字化教学资源，由教师以远程方式发送给学生，鼓励学生利用课后、放学后的时间进行主动学习，推动长期教学，实现教学改革。

(二)应用思路

1．延伸应用延伸应用是指发挥多媒体技术适用性较高的特点，将教学工作延伸至课堂之外，同时延伸教学渠道，以线上教学、线下教学并行的模式，取代单一的课堂教学。另外，延伸应用也强调交互延伸，即以师生互动为基础，实现人机互动、同学互动、小组互动，优化高校生命科学教学改革效果。2．重点应用重点应用是指结合高校生命科学教学的具体内容，对核心知识进行加工、提炼，以多媒体技术服务知识传递、明确教学工作的主要线索，为学生吸收、思索知识内容提供依据。如在生命科学基础知识的传递中，可选取“进化”作为主线，以多媒体资源呈现生物形态的持续变化，使学生获取明确的学习线索。3．普遍应用普遍应用是技术推广的基本要求，重视多媒体技术在高校生命科学教学中的全程运用，在突出重点知识的同时，以便捷的方式、直观的形式，为学生展示各类周边知识，提供其他学习渠道、信息库。学生完成了主要知识的吸收后，可通过多媒体技术对自身感兴趣的周边知识进行查找，实现主动学习。

(三)应用方法

1．内容筛选与加工以多媒体技术服务高校生命科学教学改革，应重视内容筛选和加工，原则上重视对知识的整理和重构，使多媒体资源具有丰富、详细、客观、重点突出的基本属性。就生命科学概论而言，内容筛选过程中需重视信息全面性，建议采用以点带面的方式，首先筛选核心知识点，罗列“分子生物学、细胞生物学、形态学、解剖学”等生命科学的主要大项目，每个大项目应具有知识独立性特点。在此基础上对所有大项目进行拆分，获取若干小项目，如“解剖学”可细分为“动物解剖学”和“植物解剖学”，以此类推，直到所有大项目下的核心小项目得到明确。为避免出现教学知识过多、混乱的问题，可筛除非核心知识，结合剩余知识内容选取多媒体资源，以图片、视频等能够凝练呈现知识信息的资源作为核心，以文字进行辅助，完成多媒体信息的有效加工。内容筛选和加工，是多媒体技术运用的基本原则，可提升高校生命科学教学中知识的重构效果，为学生提供清晰的学习脉络，也能保持资源的丰富性，确保教学交互价值和改革长期可行性［4］。2．课堂阶段的应用进入课堂阶段后，多媒体技术的应用强调计划性和灵活性的结合。其中，计划性是指结合资源筛选和加工成果，有计划地进行知识传递;灵活性是指结合课堂教学活动态势，实时借助互联网、计算机和在线资源作为教学补充。例如，本课时教学内容为“植物细胞学基础知识”，教师可根据教学需要，将具有代表性的植物以及解剖学相关知识进行整理，借助多媒体技术呈现植物细胞结构、解剖方法、观察方法、核心技术方法、注意事项等内容，并进行整合。进入课堂教学阶段后逐一展示，使学生结合资源呈现的信息进行学习。在此过程中，学生可能对部分内容出现疑问，如“植物细胞和动物细胞有所不同，主要在哪些方面”。教师应重视、尊重学生学习兴趣，在课堂时间充裕的情况下，建议学生进行发言或课堂讨论，如教学时间较为紧张，也可直接借助计算机等，调取动物细胞、植物细胞的对比图、文字描述，作为多媒体资源呈现给学生，引导学生进行学习，使其逐步掌握对应知识。完成核心知识传递后应重视对关联内容的引导、整理，使学生了解植物细胞和动物细胞区别在于有无细胞壁、有无中心体、细胞分裂时是否形成细胞板、有无叶绿体、有无胞间连丝、是否有液泡。3．多媒体与分组教学分组教学属常见教学方法之一，强调提升交互性，实现知识的共享。就高校生命科学教学改革而言，该模式可与多媒体技术相结合，以发挥更多作用。以上文所述“植物细胞和动物细胞区别”为例，该知识属于生命科学基础知识，无须进行复杂探究，学生可通过观察、小组分析的方式，掌握理论内容。当学生就该问题提问时，教师可对学生进行分组，每组5－6人，并借助多媒体资源展示植物细胞和动物细胞，由学生进行观察、记录观察所得，以小组形式进行知识共享和内部讨论。5分钟后结束讨论，每个小组选取1名代表，就讨论结果进行总结性发言，无论学生给出了何种结果，均给予客观记录，不做过多评定。学生发言结束后，教师进一步利用多媒体资源，对动物细胞、植物细胞的差异进行系统讲述和总结，学生在此过程中可深入了解知识内容，并认识到自身观察过程中的不足以及基础知识的缺失，提升学习针对性，使教学效果也得到改善。多媒体技术和分组教学的综合使用，可推动高校生命科学教学改革，也可作为长期性措施，持续运用于实际教学活动中。4．多媒体与项目教学项目教学是指将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施等工作均由学生负责。该模式也可与多媒体技术联用，从提升教学长期性和交互性的角度推动高校生命科学教学改革，优化教学成效。生命科学教学知识复杂，教师可对相关内容进行分类，每一类系统知识均作为一个学习项目，将其纳入教学计划内，以若干课时完成。假定所选项目为“生态学”，教师可将物种之间的生态关系、机制、平衡模式等各类资源进行整理，以文字、图像、视频等形式，确保所有知识均得到覆盖，之后发送给各学习小组，由学习小组进行知识的课后拆解、学习。教师每日了解一次小组学习进度，据此进行下一步引导。多媒体技术与项目教学的结合，有助于学生基于项目实现主动学习、长期学习，交互开展态势良好，能够多角度推动高校生命科学教学改革。5．多媒体与碎片教学碎片教学对多媒体技术的依赖性较高，属于一种现代化教学理念。该理念下，教师可将生命科学教学知识进行重构，选取1个知识碎片提供给学生或学习小组，由学生借助该碎片进行学习，获取知识全貌。以进化论内容为例，教师可在课堂阶段借助多媒体技术，展示鸟类、哺乳动物骨骼，鼓励学生进行课堂讨论和思考，分析鸟类、哺乳动物骨骼差异所在。无论学生给出何种讨论结果，教师均可引导其思索“中空的骨骼有利于鸟类飞行”、“粗壮的骨骼有利于陆生哺乳动物行走”等知识信息，同步引入鸟类飞行、哺乳动物行走的动态图或视频，使知识的展示更具直观性。该模式下，借助“骨骼组织差异”这一碎片化信息，可实现进化论“全貌知识”的系统呈现，既发挥了多媒体技术优势，又从交互性提升角度推动了高校生命科学教学改革，作用突出。碎片化教学还可延伸至课外，以远程渠道提供碎片化信息，引导学生进行课后学习，优化教学效果。

四、结语

综上，多媒体技术在高校生命科学教学改革中的应用价值突出，也具有理想推行空间。此前相关教学存在直观性不高、资源缺少的问题，应通过教学改革提升教学交互性和长期性。多媒体技术的应用可有效应对上述问题、满足改革工作要求，在思路上强调发挥技术优势，有重点、大范围予以运用，实现教学延伸;在方法上重视不同教学阶段具体操作，实现多理念联用，推动高校生命科学教学改革。

参考文献:

［1］金朝霞，俞志敏，陈晓艺．应对多学科交叉融合人才培养的生命科学通识教育教学方法探析［J］．科教导刊(上旬刊)，2019(10):136-137．

［2］陈光富，喻屏．“移动学习”在地方高师院校《生命科学概论》教学中的应用———以丽江师范高等专科学校为例［J］．安徽农学通报，2018，24(13):137-139．

［3］周树敏，王刚，张卫，等．高校生命科学类通识课程教学改革与学生成绩评价方法的探索———“人类健康与遗传”课程教学实践［J］．教育教学论坛，2017(46):103-104．

现代生命科学范文篇2

1、时展呼唤着新的教育理念与教学方式的变革。

21世纪是生命科学的世纪。时代的发展，使上海的教育改革走在全国的前列。在上海建设国际化大都市和数字化城市的大背景下，以培养学生的创新精神和实践能力为重点、以完善学习方式为特征、以应用现代信息技术为标志的新教育理念便应运而生。在传统教学方式上的变革与创新便愈发显得重要和迫切。我们生命科学教研组从20**年秋便开始了二期课改的试点，四年实践下来，便有了运用新的教学理念，结合新的课程标准，开发生命科学学科“生成式系统结构树”，以服务于教与学的完美结合的想法，并积极探索与实践着，期待为生命科学二期课改提供具可操作性的教学模式与优秀范本之一。

我校生命科学教研组自20**年开始试点新教材以来，坚持以信息技术与学科教学整合的研究为突破口，研究教与学方式的有效转变。四年中开设区级研究课8节，市级公开研究课2节，两篇于市级以上教育刊物上，其中一篇《基于信息技术的生命科学实验教学》同时收编于全国以校为本教研制度建设上海现场会交流文集中。四年中，我们在区、市专家的指导下，从“制作使用课件”研究开始，到“专题学习网页”的研究，到现在的“生成式系统结构树学习平台”的探索，我们向着易操作、有效整合的方向不断努力，期待为生命科学二期课改提供具可操作的高质量的教学形态。

2、生命科学学科“生成式系统结构树”是新课程标准下生命科学教与学的双赢选择。

二期课改要求我们教师在教学中要改变以往的教学模式，进行新的探索，变学生被动学习为积极探索，变填鸭式教学为启发式教学，真正让学生成为学习的主体。教师只是一位引导者，要引导学生在科学的海洋里尽情驰骋绝非易事。通过学习与交流，我们认识到：要根据新教材的特点，结合学生的实际，采用科学的方法，来完成二期课改的任务。采用生命科学学科“可生成式系统结构树”不失为一种最佳选择。

传统教学遵循的知识体系，是由局部—局部—整体，学生在学习的过程中，缺乏对生命科学系统的整体把握；而运用生命科学学科“生成式系统结构树”可达到由整体—局部—整体的把握，有利于学生掌握知识的来龙去脉。正如柯林•罗斯/麦尔孔•尼可在《学习地图》一书中所指出：中央所描绘的是主题，而次要或进一步的资讯则呈现在部分。这种视觉想象、幽默、而戏剧化的强调方式，可以把关键资讯“一目了然”地储存起来，不再像传统的笔记方法那样，一页一页地记载。

生命科学学科“生成式系统结构树”十分有利于教师的教学。它收展十分方便，同时可以不断在实践中加以补充与完善。

生命科学学科“生成式系统结构树”也十分有利于学生的自主性学习。它既是一个学习的平台，也为学生整理相关知识，实现在老师的交流与互动提供了自主发展的空间。可以说，生命科学学科“生成式系统结构树”是新课程标准下生命科学教与学的双赢选择。

3、本项研究的理论价值和实践意义：

本项研究是根据二期课改的理念及《上海市教育科学“十五”规划课题指南》的重点攻关项目并结合现代信息技术与学科整合的实际来选择课题的，特别注重应用性和实践性。

本项研究依据最新《上海市中学生命科学课程标准》中所提出的要求，在拓展基础内涵，加强课程整合方面进行了大胆尝试。在加强生命科学课程与信息技术的有机整合上，将信息技术作为资料的来源、交流的平台、认知的工具和管理的手段，提出了生命科学学科“生成式系统结构树”体系，积极探索其内在规律，尤其是其在教与学的优势互补，是教育实践上的创新。

20**年是二期课改在全市全面推广的一年。本项研究的成果，极具推广价值。它将以易学易操作而极大地提高《生命科学》教学质量。

4、该课题在国内外的研究现状分析：

根据最新课程标准，构建生命科学学科“生成式系统结构树”，既是一个重大的理论课题，也是一个实践课题。经检索，构建生命科学学科“生成式系统结构树”，且注重教与学的有机结合，并探索学生自主学习的规律，尚未见先例，值得一试。

二、“生成式系统结构树”“自主学习”概念的界定：

1、“生成式系统结构树”：生命科学学科“生成式系统结构树”是一种基于MindManager5.0开发的可生成式系统结构树之生命科学教学软件应用程序。它具有视图直观，知识之间内在联系清晰，它既能建构学科知识系统，也能让学生解构有关知识点。是一种具有“互动”能力的信息技术交流平台。它具有易学易操作的特点。

2、“自主学习”：秉承晋元高级中学“学会选择，自主学习，卓越发展”的办学理念，结合上海市中学生命科学新课程标准，在充分关注学生个性健康发展与可持续发展的基础上，完善学习方式，拓展学习时空而提出的以学生为学习主体的一种积极主动的学习方式。

三、课题研究目标：

通过信息技术与生命科学学科的有机整合，对“生成式系统结构树”的主要形式、内容、结构的分析，探索构成中学生命科学教育体系中的“生成式系统结构树”的功能及其运用，开发出适合学生的最佳解构知识的方法与手段，为教师的教学提供教学平台，为学生的自主学习提供学习平台，为师生的创新提供创新平台。具体构想如下图：

通过我们的研究，为发展和完善我国中学生命科学学科教学体系提供极具价值的参考。

四、研究内容：

1、生命科学学科“生成式系统结构树”的主要形式和内容研究：

在充分学习课程标准的前提下，根据生命科学学科的内在知识联系，构建生命科学学科“生成式系统结构树”，即提供给教师教学及学生自主学习的原始平台。初步构想如下：见图

在此基础上构建各节相关知识点的“可生成式结构树”（主要给教师的教学平台），如：周瑞山老师制作的《生命的化学元素》课件：

还有提供给学生自主学习的可生成式系统树的学生学习平台：学生可在学习的基础上，进行相关知识的整理与加工，形成与教师教学互动的平台，尤其对学生的个性发展及对生命科学需求较多的学生颇有帮助。如高三加一学生在陈萍老师指导下自主完成的《细胞结构与功能》（局部）：

此外，还将致力于开发教师与学生共用的创新平台。包括师生创新方法集与创新成果集。

2、生命科学学科“生成式系统结构树”在生命科学教学中的运用研究。

二期课改中的生命科学教学，应是在继承传统教学模式下的一种创新。运用生命科学学科“生成式系统结构树”，能有效地提高教学效果，提升教学质量。我们把生命科学学科知识内的教学分为两类知识：一是结构类，二是过程类。对每一类知识，我们通过生命科学学科“生成式系统结构树”，采用特定的方式与方法，进行教学。对结构类知识可从结构、来源、作用、作用部位等几个方面进行剖析。对过程类知识可从过程（画过程示意图、配解说词）、原因、结果、条件等几个方面进行剖析。把解构知识的方法教给学生，使学生提高综合分析问题、解决问题，进而探究创新的能力不断提高。为此，我们准备在以下几方面进行探究：

（1）知识解构与知识分类

（2）知识解构与学习能力

（3）知识解构与考试

（4）知识解构与问题项目

（5）知识解构与知识建构

（6）知识解构与探究创新

在二期课改的教学实践中，我校生命科学教研组总结出了具有可操作性的教学步骤：

步骤1、列出问题项目涉及的关键词、有关联的关键词。

步骤2、运用专家型思维，确定解决问题项目所需要的知识。

步骤3、咨询教师（或专家），列出与需要的知识相对应的教材中的章节知识（或材料）。

步骤4、做好要学知识的笔记。

对结构类知识可从结构、来源、作用、作用部位等几个方面进行剖析。

对过程类知识可从过程（画过程示意图、配解说词）、原因、结果、条件等几个方面进行剖析。

步骤5、用所学知识解决问题。

经反馈，教学效果较好。我们将在以后的教学实践中不断补充与完善。以上内容，我们已撰写成论文《“知识解构法”在中学生物学教学中的运用》发表在《中学生物学》20**年第1期上。同时该文还获了全国生物学年会论文一等奖及上海市一等奖。

3、生命科学学科“生成式系统结构树”在学生自主学习中的运用及实效研究。

“自主学习”：秉承晋元高级中学“学会选择，自主学习，卓越发展”的办学理念，结合上海市中学生命科学课程标准，在充分关注学生个性健康发展与可持续发展的基础上，完善学习方式，拓展学习时空而提出的以学生为学习主体的一种积极主动的学习方式。

我们在二期课改中曾经广泛推广应用的学案，在帮助学生自主学习方面起到了积极的作用。在与信息技术结合后，我们基于“可生成式系统结构树”，准备开发“电子学案”，给学生以更多的背景材料，更宽松的学习环境，更佳的知识解构的方法，让其沿着“结构——解构——建构”的科学轨迹前进。

在参加高三拓展型课程的学生中，我们提倡让其建构各章节知识网络，达到巩固提高的目的。

五、研究过程：

（一）研究对象：生命科学学科、生命科学教师、全体学生

（二）研究方法简介：研究范式上做到定性研究与定量研究相结合；研究样式上把个案研究、行动研究、经验总结研究有机地结合起来。可根据课题的进展采用一种或多种方法的综合。

本课题拟采用的方法有：

文献资料法、调查法、统计法、对比法行及行动研究法（即确定行动目标、行动纲要、行动原则，分期分步实施；阶段总结，及时反馈，调整完善；全程记录，全程监控。）也可使用专家咨询法、经验总结法方法。

（三）研究过程：

1、组建课题组，收集课题相关资料，完善课题方案；

2、调查分析学校师生现状，分析生命科学学科“生成式系统结构树”的主要形式与内容，确定“生成式系统结构树”的运用目标及实现目标的途径与方法，然后由课题组分头行动。分别在高一和高二进行该课题的行动研究。

3、课题组定期召开会议（每月1次），就课题实施过程中所碰到的问题进行切磋，并提出切实可行的解决方案。

4、课题组每完成一个子课题，做好子课题结题报告；课题全部完成后，按计划按时完成课题总报告。

五、本项目拟解决的关键问题和特色创新之处：

（一）本课题拟解决的关键问题：

生命科学学科“生成式系统结构树”的架构，解构生命科学知识的方法，电子学案的开发及生命科学学科教与学的有机结合及其完善。

（二）本课题的特色与创新之处：

1、紧紧围绕新课程标准来设计、构建生命科学学科“生成式系统结构树”，针对性强；

2、具有可扩展性，收展十分方便，能不断加以完善；

3、遵循从“整体——局部——整体”的最佳学习途径，优化了学习的过程，让学生了解了知识解构的方法，进而达到创新的境界。

4、具有“互动”性，是生命科学学科教学与学生自主学习的完美结合。

六、完成研究的条件分析：

1、课题组人员结构分析：

本课题组组长周瑞山老师具有丰富的教学经验与理论与实践研究能力。曾主持过二项上海市市级课题研究。创立了比较人才学及人才创造学两门学科。曾在《上海教育》、《中学生物学》、《人才研究》等全国30多家报刊杂志作品200多篇，计60余万字。近年来，他又致力于二期课改的生命科学教学研究，为该课题的完成奠定了坚实的基础。毛晓栋老师既是教学能手，也是创新能手。其计算机技术相关娴熟。也为课题的深化提供了保障。陈萍老师也积极地参与到课题的开发中来，已具备完成该课题的各项条件。

2、已有的研究工作基础：

（1）课题组对本课题进行了二年多的酝酿、筹划，设计了研究方案；多次邀请专家指导，明确了研究方向。

（2）我们在生命科学学科“生成式系统结构树”运用于教学方面已取得一定成效，主要表现在：上学年，毛晓栋的开课《细胞的结构》和周瑞山老师的开课《呼吸作用》受到专家及同行的一致好评。本学期以来周瑞山老师在高一，毛晓栋老师在高二，陈萍老师在高三都分别不同程度地应用生命科学学科“生成式系统结构树”进行教与学的尝试，颇受学生欢迎。

3、研究的外部条件：

（1）有各级领导的高度重视，尤其是学校领导的直接关心与帮助；

（2）有特聘专家的悉心指导；

（3）有学校提供的信息技术平台；

（4）有热衷于教育科研的全组人员的大力支持；

（5）有在学校办学理念下熏陶成长的具有自主学习能力的学生。

4、课题研究所需设备：

我校每位教师都配备了笔记本电脑，学校计算机网络较通畅。另所需软件MindManagerX5学校已在每台电脑上都安装好了。即使有些学生想在家里装上该软件，也可到网上下载。该软件为绿色免费软件，没有试用期。下载地址为：

5、研究经费、设备等：

研究经费、设备将由三部分构成：课题组向市区争取点，学校支持点，教研组自筹点。

七、成果形式：

1、主要研究阶段：

1）、准备阶段：20**.9—20**.11

(1)收集有关“生成式系统结构树”等有关方面的情报资料。

(2)初步制定研究计划。

(3)建立课题组，聘请专家指导，做好组内人员分工。

(4)组织课题组成员学习计划、方案，培训有关知识（1次/月）。

2）、实施阶段：20**.11—20**.6

(5)广泛进行调查，进行详细的学生与教师现状分析研究，完成子课题1

(6)开展行动研究，完成子课题2、3、4

(7)不断对方案进行修正，及时调整。

(8)每两个月进行一次阶段性评价，提出下一步行动纲要。

(9)每半年进行一次总结与评价。每个子课题结束后，完成子课题报告。

3）、结题阶段：20**.6—20**.9

(10)资料汇总、分析，整理个案（20**.6），写好结题报告（20**.8），召开汇报会、成果鉴定会和现场会。（20**.9）

2、最终完成时间：20**年9月30日

3、最终成果形式：

（1）成果结集出版：生命科学学科“生成式系统结构树”光盘及课题研究报告、子课题研究报告。

（2）开好“三会”：汇报会、鉴定会、现场会。

八、经费预算：

1、课题经费估算：

（1）课题研究所需要的收集资料、印刷、计算及照相机、采访用录音机等设备，小型会议等费用，估计在16000元左右。

（2）本课题在分步实施过程中，宣传、启动、鉴定、资源整合等研究实施及成果结集出版等经费约需10000元左右。

以上两项合计：RMB26000元。

2、申请经费项目资助的数额、开支项目：

申请经费项目资助的数额为：26000元。

开支项目：（1）图书资料、印刷等：2000元。

（4）小型会议费用：1000元。

（5）宣传、资源整合等费用：3000元；

（6）成果结集出版费用：10000元；

（7）成果鉴定会、现场会费用：10000元。

九、课题组成员及分工:

课题组长：周瑞山（课题酝酿、规划设计、实施操作及执笔等）

毛晓栋（负责规划设计、行动操作实施）

组员：陈萍（负责行动操作实施）

特聘专家指导：周韧刚（市教研室生命科学教研员）

钱正华（普陀区教育学院生命科学教研员）

十、主要参考文献：

1、上海市教育委员会《上海市中学生命科学课程标准（试行稿）》，上海教育出版社，2004.10第二版

现代生命科学范文篇3

16~19世纪，为近代生物学史15-16世纪欧洲兴起文艺复兴运动,是一次伟大的思想解放运动,它沉重地打击了教会和神学,为自然科学(包括生物学）的发展创造了良好的条件。资本主义及其生产力的发展为自然科学提出许多新的课题，同时也提供了大量可供观察的材料和新的研究手段。近代生物学的发展,在方法论上以培根实验理论和笛卡尔的数学方法为标志，在生物学内容上则以细胞学说和达尔文进化论的创立为中心,生物学的研究达到了整体水平和细胞水平。16~n世纪,生物学上一些分支学科开始独立和发展。植物学、解剖学和生理学先后成为一门独立的学科。18世纪,除生理学取得进一步发展外，分类学和胚胎学的成就最为显著。19世纪，细胞学、进化论和孟德尔遗传学方面的成就最为突出。近代生物学发展的特点是生物科学内部不同学派之间的对立和争鸣：这一时期,不同学派产生和不同的学说的争端，往往是特定学科走向更为成熟阶段的重要标志之一。例如,“物成论”与“神创论”，“进化论”与“不变论”，“人为分类法”和“自然分类法”,“预成论”与“渐成论”，“活力论”与“机械论"，“生生说”与“自生说”等等,不同学派的理论在经受实践、历史的检验以后，一方面，可以不断地修正错误,也可以相互取长补短,统一认识后达到更高层次的完善。例如,“活力论”和“机械论”的争论促进了生理学的发展。又如,“预成论”和“渐成论”的争论，有效地推动了胚胎学的发展；另一方面,真理战胜谬误,为学科发展奠定基础，例如“生生说”战胜“自生说”为微生物学的发展扫潸道路。不同学派之间的争端和对立，即有正价值，又有负价值。研究生命科学史，就要总结正反两方面的经验,帮助科学的研究自觉地运用这类正负价值,推动生物科学的发展。

2.现代生物学:

20世纪以来为现代生物学史由于物理、化学、数学向生物学渗透,给生物学带来了巨大的变革和发展,在全面发展的基础上，从描述性为主的傅物学领域，进人实验生物学蓬勃发展的时代。到了20世纪30年代,大多数生物学应用实验分析、物理或化学方法取得了许多新的进展。20世纪上半叶，基本上是以遗传学、胚胎学和生理学为带头学科，到了20世纪下半叶则以分子生物学为带头学科，加上细胞学、神经生物学和生态学构成了当代生物学的四大支柱。随着实验科学手段和方法的发展，生物学在微观上从细胞生物学水平走向分子生物学水平；宏观上,从各分支学科走向综合生物学的方向发展,这是一个微观研究和宏观研究不断相互促进的发展过程。21世纪被称为生物科学发展的世纪。

3.伟大科学家的重要成果是生物科学发展的里程碑,科学家的科学精神是生命科学发展史的炅魂。

现代生命科学范文篇4

关键词：肺炎疫情；生物实验；通识教育；网络教学；教学研究

21世纪是生命科学的世纪，生命科学正以前所未有的的速度发展，并慢慢渗透到现代社会与生活的各个领域[1]。生命科学已经逐渐发展成为每个人都应该了解和掌握的基础学科，并成为高等教育中“通识教育”不可或缺的重要组成部分和本科人才培养的必需环节[1]。生命科学作为一门以实验为基础的学科，生物实验课程是该学科不可分割的一部分，是沟通理论与实践的桥梁，并对培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力起着课堂理论教学无法企及的作用，同时有利于学生形成探究性的科研素养[2]。因此，四川大学生命科学学院在已经开设“现代生命科学基础”“生命科学与人类健康”和“微生物与人类文明”等多门通识教育理论课程的基础上，专门开设了面向全校非生物类专业学生的“生命奥秘探索实验”生物实验类通识课程，以理论与实践相结合的形式带领非生物类专业的学生进行生命科学奥秘的奇妙探索和生命科学知识的普及教育。随着高等教育教学的不断改革，生命科学通识教育更加注重体验式的实践性教学，教学重心从原来对生命科学知识的普及，转向引领学生对生命自然的“探索与思考”。因此，生物通识实验教学的开展显得十分重要。然而，在肺炎疫情的特殊时期，学生无法返校，不能在实验室开展体验式的实践性教学。按照国家教育部“停课不停教，停课不停学”的精神要求，各高校开展线上理论课程教学成为主流，而实践类课程相对滞后，会导致实践教学部分缺位，进而影响整体教学进度与效果。因此，如何在特殊时期开展实践类课程教学值得思考和探索。组织好本科学生开展线上实验课堂，并引导学生面对困难、解决实验教学等问题，对教师和学生双方都是一次生动的教学体验。本文针对肺炎疫情防控期间给生物通识实验教学带来的负面限制问题，利用多种网络方式开展生物通识实验教学，从科研思维的训练、实验方案的设计与改进、网络在线教学资源的利用、虚拟仿真实验的学习与运用、家庭版实验操作的教学探索以及多元化开放性的成绩评价等6个方面，对新变化和新挑战下的生物通识实验教学进行探索，以期引发更深层次地讨论与思考，为线上生物通识实验更好地开展提供帮助和参考。

1科研思维的训练

科研思维是指个体运用一定的科学方法进行思考的过程，其基本要点是事实与逻辑，即从事实出发，尊重事实、观察事实，以事实为依据并在此基础上进行科学严密的逻辑推理，从而提出科学问题并通过反复客观的实践论证，最后进行归纳、提炼和概括的一个过程[3]。科研思维能力主要分为4个层次：快速学习能力、实验设计能力、动手操作能力和发现问题能力[4]。科研思维能力是新时代对在校大学生的重要要求，而生物通识实验的教学不仅有助于学生将课堂上的理论知识应用于实际生活，提升学习兴趣以及个人成就感，还有助于学生科研思维能力的训练和培养。在疫情期间，生物实验教学大多只能开展线上实验理论教学。学生通过对实验理论的学习，从而理解整个实验设计，有助于科研思维能力中快速学习能力和实验设计能力的培养。另外，我们充分利用生物通识实验与实际生活密切联系的特点，通过教师网络在线指导和学生线下自主操作相结合的方式进行家庭版的生物实验操作，以锻炼学生的实践能力和科研思维能力。与学校实验室统一的实验环境相比，学生在各自家中进行实验操作时不仅更需要独立完成所有的实验操作，还需要根据实验原理和不同条件调整实验方案并自己准备实验材料和用具。这不仅能大大增强了学生的动手操作能力，还更有助于理解实验原理和实验设计，同时有利于引导学生发现问题、思考问题和解决问题，更有效培养学生的科研思维能力。同时，教师在授课过程中，有意识地将科研思维的训练与实际生活的方方面面联系起来，充分利用好学生对生命科学的学习兴趣和热情，以实验、实训为出发点，结合专业特色，引入生物实验相关的科学思维训练内容，同时答疑解惑。如在课程上，提出一系列贴近肺炎疫情防控的科学问题，将生物通识教育与疫情防控有机结合，科普相关知识。这不仅是对理论知识的情景再现，也是对科研思维的综合训练。

2实验方案的设计与改进

基于肺炎疫情的影响，学生无法返校，实验内容不能在实体实验室中进行实际操作，教师结合实验教学需求进行在线实验课程新模式探索势在必行。我们根据生物通识实验的特点，针对一些硬件设备、试剂药品和专业要求不是很高的实验项目进行从新设计和改进，形成家庭版实验方案，并在线上指导学生进行实验教学。而对一些实验要求较高，无法在家中开展的实验内容，我们采取线上实验理论教学方式，利用各种线上教学资源和平台进行实验原理和方法的学习，并引导学生进行实验方案的设计和讨论。如通过线上教学方式，以PCR检测ORF1ab基因的内容，引导学生了解生物信息学相关的数据库和软件资源，如国家生物信息中心2019病毒信息库、GISAID数据库、GenBank、Primer3软件、MFEprimer3.0软件等。学生通过学习如何在数据库中下载的全基因序列，并利用相关软件进行序列分析和设计qRT-PCR的扩增引物等，从而了解整个实验原理并完成整个实验方案的设计，从而也达到了对科普的目的。

3网络在线教学课程资源的利用

网络技术的快速发展及其在教育领域中的广泛应用，给教育事业带来了蓬勃生机，建设了大量丰富的网络在线教学的课程资源平台，保证了线上课程的教学进度和质量。教育部根据疫情防控期间高校在线教学需求，迅速组织专家遴选出爱课程（中国大学MOOC）、超星学习通、学堂在线、智慧树网等37个在线课程资源平台和技术平台来保障教学进度和教学质量。为了顺利开展线上生物通识实验教学，我们充分利用上线的慕课和在线课程教学资源。例如，四川大学课程中心整合了大量的优质实验课程资料，形成了较为完整的实验教学课程体系和灵活特色的开课计划，有利于学生课前预习、课堂学习和课后复习[5]。另外，除了通过常规的教学PPT课件来学习具体实验课程的基本知识、实验原理、实验步骤、仪器设备的操作和实验室安全等理论知识外，学生还可观看生命科学学院老师团队拍摄的实验教学视频，视频清晰具体，简略得当，有助于学生了解实验的具体过程，帮助理解相关的理论基础。课后，教师针对相关知识点以及疫情热点问题，发放补充资料到腾讯课堂课程群，并进行实时反馈讨论，同时鼓励学生充分利用多种在线资源进行课后巩固，如案例库、四川大学图书馆文献检索、专题讲座库、试题库和作业系统等，加强在线资源的挖掘、建设和应用，为线上实验教学提供必要的辅助素材。

4虚拟仿真实验的学习和应用

虚拟仿真实验课程建设，是推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措[6]。开展虚拟仿真实验教学能够强化学生实验基本技能、激发学生求知欲、培养学生创造性、提高学生专业技能，在生物实验教学中具有重要意义。四川大学生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心（以下简称虚拟实验中心，网址：），依托生命科学学院和生物科学部级实验教学示范中心，联合生物技术相关企业以及数字软件公司共同建设，为虚拟仿真实验教学资源的学习和应用提供了平台和基础，实现了实验课件、图像、动画、虚拟实验操作、在线测试等多种教学资源的优化整合[7]。经过十年的建设，虚拟实验中心拥有数字化数学标本资源共享平台、虚拟工厂实践训练平台、虚拟实验课程综合学习平台等3个课程平台，自建虚拟仿真实验项目26个，并实现了校内外资源广泛共享，虚拟实验教学资源丰富，如图1（a）所示。在病毒疫情防控期间，虚拟实验中心不仅支持了本学院专业实验课程的网络教学，还支撑了面向全校的生物科学通识类实验课程。在虚拟实训平台上，支持学生以生产员工角色进入虚拟生产车间了解生物用品的生产过程，如疫苗、有机酸工业化生产等，具备设置实验参数、互动回答问题、操作生产设备等功能，答题与“打怪升级”有机结合，模拟游戏体验，边娱乐边学习，最终掌握工业化设备操作，了解系统完整的工业化生产流程，为学生打下宽厚扎实的生物工程技能基础，如图1（b）所示。同时平台创编的游戏新颖有趣，契合了学生好动、爱玩的天性，大大激发了学生的学习兴趣与动力[8]。

5家庭版实验操作的教学探索

百闻不如一见，百见不如一干。实验教学是高校培养学生实践能力和创新精神的主要途径之一，能有效提高学生的实验基本技能、动手能力和创新思维能力[9]。生物实验课程是以实验为基础的学科教学，应突出培养学生的创新能力和实践能力[10]。基于“实践出真知”和“停课不停教，停课不停学”的精神要求，在肺炎疫情防控期间，我们生物实验通识课程针对某些实验内容进行实验方案的改进，并采取教师线上指导与学生线下自主开展家庭版生物实验操作相结合的方式进行生物实验网络在线教学探索，创新线上讲解、线下实操的实验教学和学习模式，让学生不仅掌握生物实验基本操作和生命科学相关知识，还有助于培养学生实验设计能力、动手操作能力和发现问题能力[9]。通过对生物实验内容的梳理和家庭实验条件的挖掘，确定开展了家庭版酸奶和醪糟的制作、认识身边的植物、彩色脉络−叶脉书签创意制作等实验项目的教学。首先，我们充分利用各种网络方式来实验课程预习材料，进行在线实验理论教学与讨论。例如，在开展家庭版酸奶和醪糟的制作实验教学时，教师上课前通过课程QQ群来并组织学生进行实验预习和准备，在上课期间通过腾讯会议等网络方式进行线上实验理论的讲解和讨论，如图2所示。然后，学生通过学习掌握了实验原理和基本操作步骤后，还需要根据各自家庭已有的条件选择实验材料和用品，并适当地改进实验方案。最后，根据各自的实验方案独自完成包括实验准备在内的所有实验操作步骤和实验报告。由于学生实验场所是家庭环境，教师无法近旁指导，但是学生如果有任何疑问可以通过课程QQ群进行线上交流、讨论，打破了实验学时的限制，如图2（d）所示。与实体实验相比，这不仅有利于更多学生之间的广泛交流，特别是习惯于键盘式交流方式的学生，教师也可以不受课程学时限制地进行线上指导，极大地加强了师生间的在线互动交流。在肺炎疫情防控的长期居家条件下，家庭版实验操作极大地激发了学生的学习兴趣，学生课下开动大脑，根据自行建立和完善的实验方案，自主挖掘家庭实验条件，进行实验操作训练的同时，还可享受自主学习、自由探索以及生命科学带来的生活乐趣。然而，在家做实验，难免会因为缺少精确的仪器设备给学生带来困扰，但也会带来对困难解决思路的思考以及感受到“自己创造条件”的自豪感，无论实验成功和失败，都是难忘的“生命奥秘探索”体验，有助于加深对生物实验更深层次的理解和思考。

6多元化开放性的成绩评定方式

传统的实验成绩评定方法，大多基于考勤、实验过程表现、实验报告的质量等方面来实施，而在肺炎疫情期间开展的生物实验类通识课程由于实验场所在学生家中，实验条件和环境各不相同，学生完成的实验任务在内容、过程等方面都无法简单地进行比较，采取传统的实验成绩评定方法不能准确、合理地量化评定学生的成绩[11]。另外，生物实验类通识课程作为面向非生物类学生的生命科学通识课程，不再以全面的知识传授为主要教学目的，而应注重提高学生在思想层次认识分析事物的能力，强调引导学生对生命奥秘的感悟和思考[12]。因此，在对学生的成绩评定上我们也应采取多元化开放性的评定方式，多在实验操作后给出一些让学生引发思考与感悟的开放性题目，如“有没有必要进行全民针对的抗体筛查？请列出支持或否定全民筛查的理由”等。由于课程是通过网络在线教学与线下操作相结合的方式实施，学生的实验成绩分为平时成绩（20%）、实验操作成绩（20%）、实验结果分析成绩（30%）、测试题或思考题成绩（20%）和实验心得体会（10%）等部分。在形式上，学生既可以提交传统电子版实验报告形式，也提交自己录制的实验视频报告形式。教师通过虚拟实验中心平台，组织班级管理、设置实验预习资料和在线测试等，学生可以在平台提前预习并参与测试，平台会记录每个学生的学习时长和考试结果，可记录学生的预习情况和教学效果，形成评价报告，丰富成绩评定与分析的方式，培养学生自学意识，激发学习动力。

7结束语

现代生命科学范文篇5

党的十六大指出，对于我国来说，二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期，我们要集中力量，建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说，生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。

一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景

无论是科技界还是产业界，都基本认同这样一个重要判断：在新的世纪里，生命科学的新发现，生物技术的新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术，正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一，深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同，但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来，生命科学与生物技术获得了飞速发展，为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。

作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”，生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后，生物技术产业显示出强劲发展势头，成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%，2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略，强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”，并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍，达到8800亿日元，力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会，继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后，又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”，进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度，早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划，明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明，世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。

目前，生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后，水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成，这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定，将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(FunctionalGenomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域，这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。

生物技术方面的进展则更为迅速，基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等，将大大加快基因工程药物和疫苗的研制，以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看，生物技术目前仍主要应用于医药和农业，但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计，全球生物药品市场规模1997年为150亿美元，2000年为300亿美元，预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面，尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在，但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷，达5867万公顷。据有关资料分析，转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译，将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年，利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。

值得强调的是，当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域，产生了生物技术群。比如，生物芯片技术的开发和运用，将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路，改变生命科学的研究方式，革新医学诊断和治疗。据GoldmanSachs最新技术报告显示，美国的IBM、Sun、康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向，内容涉及到DNA敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计，到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革，已经引起许多国家的高度关注。

当然，生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面，存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论，并已引起了世界各国的普遍重视。然而，各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时，并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐，而且在国家层面上，从争夺未来科技及产业制高点出发，都进一步加大研发投入，加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们，新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革，寻求支持。通过加强科学研究，积极制定相应的法律法规和政策，可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展。

二、我国生命科学和生物技术发展的战略机遇

在近代历史上，中国曾经几次与世界科技革命的发展机遇失之交臂，留下诸多遗憾和教训。今天，生命科学和生物技术作为新兴的尖端科技领域，无论对发达国家还是对发展中国家来说都是一次全新的选择，这对我国来说更是十分难得的战略机遇。可以认为，生命科学和生物技术将成为我国最有希望后来居上并实现跨越发展的高科技创新及产业领域。

实现上述的目标，我们已具备独特的优势和条件。首先，我国是一个生物资源大国，拥有全球10%的生物遗传资源。据不完全统计，我国拥有动植物、微生物约26万种，其中植物3万种、动物20万种、微生物3万种。我国还是一个有着13亿人口的多民族国家，有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源。目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份，位居世界第一。所有这些资源都为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。相对于世界上许多国家来说，这种优势是不可替代的，也是具有独占性的。

其次，广阔的市场需求也为我国发展生物技术及其产业提供了强大动力。在农业领域，我国作为世界上少有的农业大国和农产品需求大国，必须努力实现农业高产、优质、高效、生态、安全，必须科学、合理地利用农业资源、保护生态环境、提高农产品的科技含量和国际竞争力，如杂交优势利用、转基因技术、植物组织培养、生物肥料、生物农药等技术，都将在我国未来农业发展中发挥重要和显著的作用。在医药与健康领域，如何利用生物技术进一步提高我国13亿人口的医疗与健康，始终都将是一个重大而紧迫的科技命题。目前，对恶性肿瘤、心脑血管疾病等威胁我国人民健康的主要疾病还缺乏有效的治疗手段，因此发展基因治疗、组织工程、干细胞治疗、生物芯片等新兴诊断和治疗技术已显得日益重要和紧迫。在能源领域，利用生物技术开发可再生清洁能源，包括利用微生物发酵生产沼气技术、利用玉米等生产燃料酒精技术、利用废弃油转酯化生产生物柴油技术、生物制氢技术等，将为解决我国的后续能源，展现出极其广阔的发展前景。在环保领域，生物技术将成为环境污染治理和修复最具潜力的手段。目前，利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛，生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益。此外，生物技术在轻工、化工业领域也都具有广泛和重要的应用价值。因此，无论是用生物技术改造传统产业还是生物技术产业本身的发展都极具潜力和前景。

第三，中国蕴含丰富的传统文化理念将对我国生命科学和生物技术的发展产业重要的影响。中国传统的哲学思想和科学方法具有得天独厚的优势。从先秦诸子的天人同流、齐一之辨，到汉代董仲舒的“天人之际、合而为一”之说，再到宋明理学家的“万物一体”之论，强调整体、和谐、统一的辩证思维方式始终贯穿于中国古代思想史的全过程。早在新中国成立之初，同志就曾说过：“在自然科学方面，我们也要做独创的努力，并且要用近代外国的科学知识和方法整理中国的科学遗产，直到形成中国自己的学派。”在生命科学和生物技术发展上，中国只有发挥自身的优势，形成自身的特色，才能在国际舞台上占领一席之地。

第四，经过多年来的不断努力，我国在生命科学和生物技术领域形成一支水平较高的研发队伍和相当的工作基础，创新和开发能力不断增强，具备了加快发展的基础和条件。早在20世纪60年代，我国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素；70年代，我国首创三系法杂交水稻技术，对解决中国粮食需求做出了重大贡献；80年代，我国又在人工合成酵母丙氨酸tRNA及其酶学、生物膜和蛋白质立体结构研究的部分领域取得了一批高水平成果，为生命科学的发展做出了历史性贡献。近年来，我国科学家又取得了一批令世人瞩目的研究成果。在生物技术基础研究方面，中国作为唯一的发展中国家参与了国际人类基因组计划，高效、准确地完成了1%的测序工作。中国科学家还独立完成了杂交水稻父本9311（籼稻）的基因组序列草图；在国际上首次定位和克隆了神经性高频耳聋基因、乳光牙本质Ⅱ型、汗孔角化症等遗传病的致病基因。在医药生物技术领域，一批基因工程药物和疫苗已经从实验室研究走向产业化，基因工程制药产业已初具规模，人工血液代用品即将进入临床研究，体细胞克隆和遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平，B型血友病等6个基因治疗方案已进入临床疗效研究，肿瘤免疫治疗等技术也取得了重大进展。在农业生物技术领域，我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家，累计增产粮食3500多亿公斤；超级杂交稻研究又取得新的突破，每公顷产量突破1.2吨，率先实现了国际上提出的超级稻指标；转基因抗虫棉花种植面积已近70万公顷，占棉花种植面积的40%，五年来累计为农民增收50多亿元；植物组织培养和快繁脱毒技术、动物胚胎技术、生物肥料、生物农药等正在农业生产中发挥越来越重要的作用。总之，我国目前已经在国际生命科学和生物技术部分领域中占据了一定的有利位置，具备了冲击国际前沿，争夺“制高点”的基础和实力。

三、我国生命科学和生物技术发展的对策思考

虽然我国在发展生物技术及其产业方面取得了可喜的成就，但与发达国家相比，我们在整体创新能力、科技投入、人才队伍、科技成果转化等方面都还有较大差距。如何有效地应对这一严峻挑战，将直接关系到我国生命科学和生物技术的发展，关系到我国能否在未来的全球竞争中赢得主动。

为此，我们应采取更加积极有效的措施，大力支持生命科学和生物技术研究，促进生物产业快速、健康地发展。首先，我们必须树立把握重大发展机遇的战略意识。在当今瞬息万变的国际环境下，抓住机遇对于一个国家加快发展至关重要。积极推进生命科学和生物技术及其产业的发展，决不只是一般意义上的市场份额问题，而是关系到我国国计民生和国家根本利益，关系到我国能否拥有未来国际竞争的主动权。其次，我们必须树立勇于争先的创新意识。在生命科学和生物技术的前沿领域，如果一味地步人后尘，就只能永远受制于人。充分发挥自身的特点和优势，充分利用已经形成的基础和能力，寻求新的突破和跨越，这是我们发展生命科学和生物技术的追求所在。第三，我们必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程，也是涉及到许多部门和地方的宏大事业。国家中长期科技发展规划应当把这一领域作为重点，进一步加强宏观调控，促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用，形成持续稳定的良好政策环境。

今后一个时期，促进我国生命科学、生物技术及其产业的快速健康发展，必须遵循三点基本方针：一是大力加强研究开发；二是积极推进产业化；三是高度重视并切实保障生物安全。今后5～10年，通过不懈努力，我们将实现如下目标：建立具有国际先进水平的生物技术创新体系；造就一支高水平、结构合理的科学技术队伍；培育和扶持一批新兴产业，使生物技术产品的年销售额达到3000亿元以上；使我国生物技术总体研究和开发水平达到或接近国际先进水平，在若干重要领域达到国际领先水平。我国生命科学和生物技术发展的重点主要包括以下几个方面：

(1)切实加强基础研究，提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究，重点支持生长发育的基因调控，外源基因高效表达调控、定点整合技术，生物多样性，人类重大疾病和重要动植物病（虫）害防治分子机理等方面的研究。

(2)大力发展关键技术和平台技术，积极改造传统产业，促进新兴产业的发展。优先支持优质、高产、抗逆动植物分子育种及关键技术，生物技术药物等重要生物制剂研制，干细胞及组织（器官）工程、生物芯片和生物信息、动植物生物反应器、高通量药物筛选、生物治疗和基因治疗等平台技术及关键技术，农业、环保等微生物制剂、生化工程及大规模发酵产物分离纯化等生产工艺及平台技术等方面的研究。

(3)积极推进科技成果的应用和转化。开发重大生物技术产品，培育一批企业或企业集团，提高国际竞争能力。我们必须立足于国家战略需求和市场需求，优先支持符合国家重大战略需求并具有我国优势和特色的技术成果转化，支持具有国际竞争力、经济效益显著的重大产品及设备、装置的开发。

(4)加强生物资源的保护和开发利用。从维护国家利益的高度出发，采取有效措施，加大我国生物资源的保护力度，建立和健全国家生物资源保护的法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。

具体行动措施包括：一是实施专利战略，在产业发展和国际竞争中掌握主动权。通过国家重点科技计划的实施，努力产生更多的创新性研究成果：强化知识产权意识，获得一批具有重要应用前景的专利；遵循国际惯例和中国加入WTO后应承担的义务，尊重和保护国外的专利和知识产权，同时利用我国自身优势，通过平等互利的国际合作取得一批专利。二是实施人才战略，培养和造就一支高水平的生物技术研究开发和产业化队伍。制定激励措施，加速国内人才队伍培养；进一步加大对海外优秀留学人员的吸引力度；扩大国际合作，引进海外智力资源。通过以上方式，凝聚一批生物技术的拔尖人才。运用国际通行的管理办法和机制，构建具有国际一流水平的科学研究机构，吸引海外留学人员回国和以多种方式为国服务。三是实施标准战略，建立具有中国特色并符合国际惯例的生物技术产业标准体系。针对生物技术产业发展的需求，以新兴产业和产品为重点，研究制定相应的产品标准与生产工艺规范。同时运用GLP、GCP和GMP等国际标准，对现有生物技术研究开发和产业化体系进行更新改造，提高中国生物技术产业的国际竞争力。四是实施竞争力战略，培育在未来生物技术前沿领域能够有所作为的龙头企业。发展生物产业，开拓新的产品和市场，形成新的经济增长点，是国家发展生物技术的重要目的。通过机制创新，培育一批具有现代企业机制的，既有较强的市场开发能力和盈利能力，又有较强技术和产品创新能力的龙头企业。五是实施国际化战略，开拓中国生物技术的国际合作渠道和国际发展空间。本着“平等互利，成果共享，保护知识产权，遵从国际惯例”的原则，进一步拓宽生物技术领域的国际合作范围，引进和借鉴国际先进的理论、技术和管理经验。同时面向国际市场开发新产品，努力培育具有国际竞争能力的新兴生物技术产业。

现代生命科学范文篇6

关键词：生命科学；线上线下混合式教学；线上教学平台；通识教育

通识教育是一种大学教育理念和教育模式，是高等教育的重要组成部分。在海外高校的通识教育发展历史中，生命科学类课程始终占有重要的地位，如哈佛大学通识教育的八大课程模块之一即为生命科学类。在我国，普通高校开设通识教育课程始于20世纪末[1]。20世纪90年代中期，我国高校如浙江大学、上海交通大学、武汉大学、厦门大学等开始对非生物专业本科生开设生命科学的通识教育基础课程，这意味着生命科学类通识教育在我国高校开始萌生。2000—2005年是生命科学通识教育主干课程与分支课程的形成阶段，2005年之后则进入生命科学通识教育多元化发展的快速阶段[2]。生命科学类通识教育课程在我国开展较早并产生带动效应的高校还包括复旦大学、北京大学、南京大学、山东大学、南开大学等[3]。生命科学类通识教育课程在我国高校的建设与实践对促进学生全面发展起到了很大的推动作用，特别是对非生物专业的学生来说，除了通过教学活动掌握一定的科学技能外，还能在科学实践中得到人文情怀和科学素养的培育。这有助于其形成正确的价值观。通识教育在为社会培养具有健全人格和创造力的新型人才的高等教育过程中起到了重要的作用，但同时生命科学类通识教育课程在我国高校开设的时间较短，存在课程建设不够科学合理、管理和实践经验不够丰富等不足之处[4]。因此，积极探索生命科学类通识教育课程的管理方式，不断丰富其教学模式，优化教学效果是值得被高校教育工作者关注的研究课题。本文结合扬州大学面向全校本科生开设的生命科学类通识教育课程生命科学奥秘探索的教学改革和实践，来谈一谈线上线下混合式教学模式在生命科学类通识教育课程中的应用，包括线上线下混合式教学模式与传统教学模式的区别、线上线下教学内容的编排和拆分、混合式模式教学的实施效果及注意的问题等内容。线上线下混合式教学模式的实施，一方面通过整合教学资源拓展了生命科学类通识教育课程的教学时空；另一方面通过提升学生的自主学习能力激发其学习潜能，有效提升了该课程的教学效果。特别是在全球病毒肺炎疫情的形势下，线上教学具有更加突出的实践意义。

1生命科学奥秘探索课程在扬州大学的建设

生命科学奥秘探索是扬州大学生命科学基础实验教学中心面向全校本科生开设的一门通识教育公共选修课。课程筹备组在先后借鉴和参观学习浙江大学、上海交通大学、山东大学等同行办学经验的基础上，结合扬州大学争创“双一流”“高水平研究型大学”的办学目标，遵循“以人为本”的教育理念，本着普及基本的科学知识，在科学实践中激发学生的学习兴趣、培养学生的人文情怀和科学素养，以期达到全面育人的目的开设了生命科学奥秘探索课程。生命科学奥秘探索课程共48个学时，分理论课和实验课两部分，由微观下的生物世界、生命个体与环境、生命科学与艺术等多方面内容组成。因课程内容饱含知识性和趣味性。叶脉书签的制作、蔬菜中农药残留的检测等每一个教学内容都是教学组精心挑选设计的。生命科学奥秘探索自2018年开课以来受到很多学生的喜欢和关注。每学年都有数百学生选择此课程。另外，教学组针对生命科学类通识教育课程的特点和选课学生的背景特点在组织教学上采用了灵活多样的教学方式，其中线上线下混合式教学模式的实践和应用拓展了生命科学类通识教育课程课堂的时间和空间跨度，让学生体会到不同的学习方式，激发其自主学习热情，课程教学效果得到有效提升。

2线上线下混合式教学模式及其与传统教学模式的区别

线上线下混合式教学是信息技术与高等教育相融合的一种全新教学模式。指教师利用互联网、移动终端等现代信息化技术构建线上网络教学平台，学生利用线上网络平台中的视频、微课、教学课件等课程网络资源完成自主学习；而在线下课堂，教师根据学生的线上学习与讨论情况，组织学生集中学习或分组操作并有针对性地进行详细讲解，以帮助学生更好地掌握教学重点和难点，完成相应的教学目标[5]。线上线下混合式教学模式最先出现在企业培训领域，即采用传统课堂教学与远程教学相结合的方法来进行培训。由于该模式具有拓展教学时空的突出优势，该混合学习的思想和方法很快就受到国内外学者的关注，并逐渐影响到教育技术的发展[6-7]。目前，我国已有不少的教育学者从不同的角度出发对线上线下混合式教学的教育模式进行了多个方面的阐述。线上线下混合式教学模式在教学内容的编排、授课方式、教学过程中师生的角色关系都与传统教学模式有很大差别。在教学内容的编排上，传统教学模式侧重于以教材章节内容为主，辅以教学相关内容，课堂所授知识相对完整。线上线下混合式教学模式则以知识体系模块化为主，通过信息平台共享教学资源，为防止学生线上观看时易产生疲劳感，造成注意力分散，影响学生的学习效果，教学视频内容不宜过长，课程内容应合理拆分成小而精的知识点。在授课方式上，传统教学模式以课堂讲授为主，师生面对面交流，可以间或加入讨论和问答，活跃课堂气氛。线上线下混合式教学模式要科学安排线上、线下教学内容占比，线上教学方式以网络信息化平台资源共享、线上交流反馈为主，学生的学习时间相对自由、学习效率高。能够回看教学视频是线上教学的突出优点。在教学过程中，传统教学模式通常是教师占主导地位，教学活动以教师为中心，学生主动参与程度不高。线上线下混合式教学模式则以学生自主学习为主，在教学活动中应体现学生的学习主动性和创造性，教师在学习过程中起到组织、引导和监督的作用。

3线上线下混合式教学模式在生命科学奥秘探索课程教学过程中的应用

扬州大学开设的生命科学奥秘探索课程是一门以实验为主的通识教育公共选修课，面向全校本科生开放，学生多为跨专业选修，有很多文科和工科的学生报名。由于选课的学生人数多且分别来自不同学院导致自由选课时间不一致，同时实验室单次承载能力也有限，传统的单一课堂教学模式已经不能适应新形势下生命科学类通识教育课程的教学要求。特别是受到病毒肺炎疫情影响，在全国高校积极响应教育部“停课不停教”“停课不停学”号召的大背景下，高校通识教育课程的教学改革势在必行。计算机技术和网络技术的发展及“互联网+”时代的到来，为通识教育实验教学的改革提供了新的契机。生命科学奥秘探索课程建设之初，扬州大学的校园网络已经覆盖到所有的教室和实验室并且延伸到每一个学生宿舍，这为学生随时开展在线学习提供了保障。另外，扬州大学生命科学基础实验教学中心依托部级虚拟仿真实验教学示范中心和江苏省虚拟仿真实验教学共享平台。这为生命科学奥秘探索课程线上教学的开展提供了有力的支持。因此，为了适应新形势下的教学要求，生命科学奥秘探索课程教学组在组织教学上采用了灵活的线上线下混合式教学模式，并取得了满意的教学成果。

3.1线上线下混合式教学模式下教学内容的编排和拆分

通识教育背景下，对学生获取知识的要求在于众览而不是深究，生命科学类通识教育课程的教学内容应侧重于基本科学知识的普及和传播。一些简单的实验操作让学生了解生命科学研究的方法和思路，对多学科知识的领悟要融会贯通，懂得知识与技能的综合利用[8]。因此，生命科学奥秘探索课程教学组在准备课程内容时，精选了鱼和花的解剖、叶脉书签的制作、微生物绘图、ABO血型的测定、蔬菜中农药残留的检测、DNA指纹图谱等11个实验内容，从宏观和微观2个不同的层面来揭示生命科学的奥秘。为了切合线上教学的需要，线上教学所有的视频内容不宜过长，课程内容尽量拆分成小而精的知识模块，以利于学生对知识进行“碎片化”学习。需要指出的是，线上线下混合式教学模式的应用要根据所授内容和学生特点合理科学地分配线上与线下教学内容，如实验室安全规范操作要求、实验原理、实验过程演示和虚拟实验等内容可以让学生线上自主学习，体现学生学习的主导性；而实体实验操作部分和课堂讨论与问答环节，则以线下形式进行，师生面对面交流互动，课堂气氛高，有助于提高实验教学的质量。如果课堂时间受限，实验结果的讨论和问答环节也可放到线上进行。教学组除了将精选的教学内容制作成独立的网络教学视频外，全部11个实验都可在实体实验室开展。同时，为了激发学生的学习兴趣，更进一步贴近生活和大自然，部分实验内容可在室外开展，如植物花卉的解剖结合了校园内参观和实验室解剖同时进行，蔬菜中农药残留的实验可以直接到大田取样等。将课堂理论知识的学习与课外观察实践相结合，能进一步丰富教学资源，提升学生的自主学习能力，有效提高学习效率。

3.2线上线下混合式教学模式下线上教学平台的建设

线上教学资源的有效整合利用以及教学平台的完善程度是保障混合式教学模式能够顺利开展的基本要素。随着信息技术与教育的融合，我国已有不少高校和信息科技公司推出了一些相对成熟的在线教学平台和工具，如智慧树、蓝墨云班课、中国大学MOOC、清华在线、雨课堂、优慕课等。这些平台在教学应用上各有千秋，特点不同，需要根据教学内容需求进行选择。但是此类公共平台/工具由于不定时间段，众人同时使用时会导致平台崩溃或网络卡顿现象，会影响学习效果。因此，我国高校教育工作者多是根据自己学校或部门的教学需求建设更适合自己所授课程的线上教学平台。扬州大学生命科学奥秘探索课程教学组通过文献查阅，整理相关资料，优化课题方案，制备课程各相关独立实验的视频教学、试题库等资源模块，根据实践教学探索和几个学期的教学经验积累，已经初步建设并逐渐完善了通识教育实验课程专门的教学网站。学生凭个人信息登记注册后即可在网上完成选课、视频学习、参与问答和讨论、实验报告提交等学习内容。教师对报告的批改也在网上完成。学生也可以及时查阅自己的成绩。在完善相关教学视频、动画及虚拟仿真资源等在线学习资源后，该课程网站平台已基本具备观摩学习、自主学习、在线考核等功能。与成熟的教学平台相比，自建平台可能存在一些功能上的不完善或教学资源存储不足等缺点，但自建平台是根据所授课程和本校学生特点筹建，更具有针对性，师生使用起来更方便，这也是课程建设的一个重要方面。

3.3线上线下混合式教学模式线上、线下的有机结合及教学效果

线上线下混合式教学法将传统线下教学模式与线上教学法有机融合，通过合理配置线上、线下教学内容，充分发挥教师的引导作用，并满足学生自主化、个性化学习需求。生命科学奥秘探索课程选修学生的匿名问卷调查显示，超过3/4的学生认为线上线下混合式教学效果要强于单一的线下教学模式(78.5%)；相较于线下教学，多数学生认为学习时间相对自由、学习效率高(89.2%)，能够回看教学视频是线上教学的突出优点(92.6%)。同时，结合线上教学，教学组组织的线下实体实验教学让部分非生命科学类专业的学生能够步入生命科学的实验殿堂，亲身去体验和感知生命现象的神奇和奥秘。经过亲手实验操作后，学生们学会了对鲫鱼和不同植物花卉的解剖，理解了生物个体结构与功能的联系；掌握了细菌的培养、DNA电泳等实验技术；对自己培养的细菌菌落、动手制备的叶脉书签等课堂成果倍感欢欣。通过蔬菜中农药残留检测的实验操作，学生意识到环境保护的重要性。这增强了学生的社会责任感，达到了通识教育培育全面人才的要求。

4结语

受病毒肺炎疫情在全球的蔓延与防疫工作要求等因素影响，线上线下混合式教学模式逐步成为高等教育教学的新常态。扬州大学生命科学奥秘探索课程教学组在基于校园网络系统和学分制条件下的教学管理与教学实践情况调研下，将网络教学资源和实体实验教学资源进行有机结合，开展了线上线下混合式模式的实验教学工作。在授课过程及课后，进行不同授课方式的比较并及时归纳和反馈教学效果，发现达到了预期的教学目的，因此，我们总结出了科学有效的通识教育实验课教学模式。不过，在线上线下混合式教学模式的实践过程中，有些许问题需要引起同行教育工作者的关注。(1)网络设施和环境的要求，网络覆盖面、网速、应用平台和软件、电脑、手机等终端硬件要求是能够开展线上学习的基本要素。另外，安静舒适的学习环境对提高学习效率和学习效果至关重要。(2)线下教学可以在课堂和实体实验室通过师生互动展开，但容易受到时间和空间的限制。线上教学拓展了教和学的时间和空间跨度；可教师无法看到学生的学习状态，学生没有理解的内容不能实时反映出来，影响“教”和“学”的效果。为了能实时了解学生到底有没有听懂、有没有掌握？教师可以针对每个实验内容的教学目标设计不同的考核方式，教学目标中知识的掌握程度可以通过每次课后线上教学平台的在线测试完成情况快速检测，教师通过学生的完成情况就可以明晰教学目标的达成度。(3)为适应病毒肺炎疫情防控要求，加大线上教学的部分、加强教学动画建设和虚拟仿真技术的应用是今后实验教学的改进方向。线上线下混合式教学是将线上教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”加“线下”的教学实践，其模式不是一成不变的，期望同行的教育工作者互相借鉴和学习彼此的先进教学经验，锐意进取，共同推进我国的高等教育事业向前发展。

参考文献

[1]王洪才,解德渤.中国通识教育20年:进展、困境与出路.厦门大学学报(哲学社会科学版),2015(6):21-28

[2]曹阳,张霞,高捷,等.通识教育中生命科学素养教育初探.高校生物学教学研究(电子版),2011,1(1):16-20

[3]别敦荣,齐恬雨.论我国一流大学通识教育改革.江苏高教,2018(1):4-12

[4]魏久尧.大学通识教育改革的理论与实践问题探索.延安大学学报(社会科学版),2019,41(1):120-124

[5]程旺开,李囡囡.基于云班课的线上线下混合式教学模式在高职微生物学教学中的探索与实践.微生物学通报,2018,45(4):927-933

[6]王晓静,武秀杰.线上线下混合式教学模式下高校教师角色新定位.河南工学院学报,2020,28(3):57-61

[7]田富鹏,焦道利.信息化环境下高校混合教学模式的实践探索.电化教育研究,2015(4):63-65

现代生命科学范文篇7

关键词：小学科学；生命科学；实物展示

实物展示教法的激发效果是显而易见的，因为具有直观性，便于学生展开多视角观察，可以为学生带来丰富的学习信息，将其运用在小学科学课堂教学之中，不仅符合学生学习基本诉求，也是教师教法改进的必然要求。随着现代信息技术的快速发展，多媒体信息技术已经对课堂实现了全覆盖，教师运用多媒体展示图片、视频、动画、文字等信息的确有其优势，但其真实感、直观感还不能和实物相比。特别是在生命科学教学过程中，让学生看到实物，才能给学生带来“眼见为实”的感觉，其助学效果也会更为突出。

一、挖掘教材实物线索，锁定学生学习思维

实物展示可以给学生带来更多的直观观察学习机会，教师要注意对教材展开深入研读，挖掘实物搜集线索。小学六年级科学关于生命科学的内容有很多，如《生物的多样性》，与学生生活有密切联系，也为我们搜集相关实物提供一定的思路和方向。如“校园生物大搜集”“校园生物分布图”“多种多样的植物”等等，每一个部分都要涉及众多的实物信息。教师要对这些实物信息进行整合筛选，圈定实物搜集途径和范围，为课堂教学提供丰富的资源支持。教学教科版小学六年级科学上册《校园生物大搜索》，教师对教材展开深入分析，并为学生准备了一些生物实物：蝴蝶、蚯蚓、月季花等。为了让学生对校园生物有更多了解，教师还组织学生到校园中展开大搜集活动。学生以小组为单位，在一定范围搜集生物实体。经过一番操作，学生又找到一些生物：蜜蜂、蚂蚁、昆虫、野花、桃子等。在引导学生对这些生命实物进行观察时，教师给出一定提示：这些生命实物都是从校园中搜集到的，但它们都属于不同的类别，需要根据其基本属性进行分类，不仅要按照动植物标准分类，还要分得更细致一些，如蝴蝶可以按照花色分，花朵也可以按照颜色分，在分类的同时，注意观察这些生物有什么样的特征。学生按照教师布设展开相关操作，很快掌握了学习要领。

二、合理利用实物教具，创设适宜学习环境

科学课堂教学过程中，教师需要使用一些现成的实物教具。这些实物教具大多是一些标本模型，虽然和实物有一定差别，但一般不会影响使用效果。教师在具体教学设计时，需要有创新意识，要根据教学实际需要给出适当的引导。如果有必要，教师还可以让实物教具和多媒体结合，以丰富学生观察视角，提升观察效率[1]。除了实物教具之外，教师还可以利用身边现实条件，为学生准备一些鲜活的实物，将这些实物带入教室内，也可以弥补教具缺乏的不足，为学生创造更多的学习机会。学习《多种多样的植物》时，教师拿出一些植物标本,如小麦、玉米、虞美人、杨树叶、青草等。很显然，这些实物都是教师随手采集的。教师设计观察任务：认真观察这些植物，并根据自己的分类标准，为这些植物进行分类，还要注意观察，看看这些植物由哪些部分组成，找出其独特属性。学生开始观察，并结合教材相关内容展开集体讨论学习。成果展示时，学生大多能够顺利完成观察学习任务。教师给学生准备了比较熟悉的植物实物，找出这些植物的突出特点，让学生找到了观察视点和思维取点，确保观察学习顺利展开。

三、发动学生搜集实物，培养良好学习意识

生命科学教育涉及的实物非常丰富，学生生活中有不少接触机会，如果有可能，教师不妨发动学生展开广泛搜集活动，将一些适合的生物实体带入课堂。这样可以极大丰富学生观察视野，也能够培养学生良好的学习观察习惯。学生对生命活体实物有特殊敏感性，让学生参与到实物搜集活动之中，这本身就是一种生命科学教育。学生在具体操作中，需要先期展开观察，并结合教材学习内容进行学习探究，凸显了学习主体意识。《种类繁多的动物》包括鸟类、鱼类、昆虫、哺乳动物等，教师在教学中，为学生带来了昆虫、鱼、鸟、兔子的骨骼标本，并引导学生对这些标本展开细致观察。为丰富学生观察视野，教师让学生列举更多熟悉的动物。学生对这方面的认知非常丰富，很快就给出一大堆动物名称。教师利用多媒体给学生展示动物图片信息，并让学生展开观察活动：这些动物都是大家比较熟知的，虽然有些动物我们很少见到，但通过看动物纪录片，看动画片，也可以接受不少相关知识。在观察时，根据动物身体构造和生命活动特征进行分类……教师给学生带来众多动物骨骼标本，并引导学生展开相关观察学习。这是为后面学习做铺垫。当让学生搜集动物信息时，学生学习思维快速启动，根据教师多媒体展示展开观察分类。因为很多动物实物难以进行课堂展示，教师利用多媒体进行辅助，其效果也是很突出的。

四、广泛运用替代实物，拓宽科学学习思路

生命科学中涉及大量实物信息，但由于客观制约因素众多，一些生命实物难以带入课堂，教师不妨找一些替代品，或者让学生搜集替代品，这样也可以给学生带来一些观察学习机会[2]。我们生活环境与教材学习内容有更多关联性，教师要在替代品寻找方面给出更多可行性建议，让学生展开具体搜集工作。《原来是相互关联的》学习时，为证明生物关联性，教师要为学生展示鱼和水的关联性。农村学生找教材中的金鱼比较麻烦，教师让学生能带来小金鱼就带小金鱼，家里没有小金鱼的就可以用鲫鱼代替。小金鱼进入水盆时，便欢快地游动起来。教师发动学生分析鱼适应在水里游的原理。有学生说：“这鱼身体呈现流线型，扁平状，而且身体表面有一层光滑的鳞片，非常适合在水中运动。这说明鱼和周围环境是有关联的。”再让观察鲫鱼的同学汇报，也有金鱼的这些特点。当讨论鸽子适应生活在空中的身体构造时，学生能马上展开热议，很快就给出答案：“鸟所以能够在天空中飞行，取决于特殊身体构造。体重很轻、而且外表长满羽毛，还比较光滑，能够减少空气阻力，两只翅膀扇动起来，有上升气流产生，可以轻易将鸟身体托举起来……”教师给出深入解读：这些鱼类和鸟类不仅有特殊的身体结构，适合在特定环境中自由运动，还为我们人类提供了重要启迪。船和飞机的发明，其灵感自然是来自鱼类和鸟类，从这个视角看，生物的关联性是多么重要。教师让学生用鲫鱼代替金鱼，其展示效果丝毫不受影响，可见这替代品也可以带来丰富的学习契机。让学生列举生活中的关联案例，给学生创造难得思考机会，教师引导是非常关键的。

生命科学是小学科学教材的重要内容，从学生生活经历入手，对我们身边的生命现象、生命构成、生活活动、生命成长等内容展开学习探究，可以为学生带来丰富生命认知。而实物展示，结合科学实验展开，让学生参与到实物的搜集、观察、分析、归结等操作实践中，给学生带来更多接触生命本质的机会，自然能够有效提升学生的生命意识，丰富其生命科学认知。

[参考文献]

[1]夏业云.小展台大舞台——实物展台在小学科学教学中的应用[J].教育实践与研究(A),2017,(02):58-61.

现代生命科学范文篇8

关键词:生物科技视频;初中生物教学;应用

1生物科技视频应用的意义

经过20世纪的大发展，生命科学进入一个空前繁荣的新时期，生命科学在科学技术中的地位越来越重要。在初中阶段如何激发学生学习生物的兴趣，培养学生的生物学核心素养，是每位生物教师必须思考和实践的事情。建构主义学习理论认为，学习是使学习者在与环境交互作用的过程中主动构建内部心理表征的过程，在学习的过程中强化“情境”非常重要，有利于提高学习者的学习水平。在现实教学中，由于各种条件的限制，我们不大可能提供大量的面向全体学生实践观察、动手操作的活动。而视频资源是集文字、图像、声音、动画于一体的动态影像资料，具有强烈的感染力和吸引力，能全面地调动学生的视觉和听觉的处理功能，多方位感受知识信息，最大程度帮助学生在理解的基础上记忆。

2生物科技视频运用的作用

生物科技视频在初中生物教学中的作用，我认为最主要的有以下三点：1)使抽象的知识内容形象化、具体化。教材上的知识内容主要以文字和图片为载体，学生能在多大程度上理解文字所承载的信息，不仅取决于文字本身的准确性和严密性，还受到学生的理解能力、想像力、联想力和生活经历的影响。仅仅依靠文字和图片，相当一部分初中学生总是比较难以理解教材上的知识内容，生物科技视频能使抽象的知识内容形象化、具体化，从而帮助学生理解知识。2）激发学生的学习兴趣，提高学习自觉性。学习是一个主动探索的过程，学生如果对生物学感兴趣，就会积极地、专心致志地持续钻研，学习效果自然容易提高。反过来，理解能力的加强，学习效果的提高，进一步提高了学习兴趣和学习自觉性，从而形成良性循环。因此，提升教学效果需要做的第一件事情，就是激发学生的学习兴趣，提高学习自觉性。生物科技视频资源能够提供学生从未体验过、无法亲身经历的场景，对学生产生视听的冲击，让学生体会到生物学的奥秘，从而产生想进一步学习和究的兴趣，大大激发学生的学习兴趣。学习八年级上册生物圈中的其他生物，《BBC：生命系列》会让学生感受生物的多姿多彩和大自然的和谐美好。这些引人入胜的视频资源都会引起学生强烈的兴趣，让他们思考“为什么是这样”，进而给学生提供进一步学习探索的动力，保持学习的自觉性。生物科技视频在初中生物教学中的应用张完成（北京师范大学厦门海沧附属学校）3）有利于学生记忆理解能力和独立学习能力的培养。“学生是学习的主体，教师是学习的主导”。学生是学习的内因，老师和一切教育环境都是外因，外因是通过内因起作用的，内因起决定作用。目前在普通初中，部分学生对初中小学科老师的教学产生相当程度的“免疫”，在课堂教学中，单凭自己的能量，这些老师对这部分学生的影响作用比较小。因此，培养这部分学生的记忆能力、理解能力，进而培养他们独立学习、独立思考与独立解决问题的能力占据了老师相当多的时间和精力。

3生物科技视频运用的策略

生物科技视频运用的形式、方法和策略非常多，在初中生物教学中，以下三个方式的运用，我认为效果更为显著：1）创设生动情境，提升学生兴趣，快速导入新课。良好的开端是成功的一半，对于新授课来说，新颖、有趣的课堂导入形式能快速吸引学生的眼球，迅速调动起学生的兴趣。笔者通过问卷调查发现，有64.84%的同学更喜欢看听音视频替代阅读文本，认为在课堂教学中适当多播放音频视频资料会使学习效果更好。56.04%的同学认为，在刚开始上课时，精细的图片和视频资料能最快地吸引他的注意力。2）视频精确展示，突破重点难点。生命科学不仅研究生物的特征，也研究生命现象和生命活动过程，生物之间以及生物与环境之间的关系。这里有很多非常小的微观状态，很多是动态过程，这些内容单纯依靠文字和图片是很难理解的，但又往往是教学的重点和难点，这个时候教师根据教学目的和教学内容，选择有针对性的视频资源来直观展示生物体的行为、运动、生理结构或功能等的教学方法，往往能很好地突破重点。3）运用视频拓展法，进行STS教育。“STS”教育是初中生物教育的重要部分，生物学核心素养中部分要点比如生命观念、社会责任等的实现就非常依赖“STS”教育的开展。然而由于场所条件、教学时间以及学生生活经验等限制，“STS”教育往往无法身临其境进行，比如参观养殖场。但是课本上文字和少量的图片地阐述，内容明显过于贫乏，此时教师利用视频拓展法，合理利用课堂时间或者在课后推荐，就能扩大学生的知识面，开阔学生视野，拓展学生思维，让学生认识到生物学在实际生活中的重要性，在教学实践允许的条件下播放一些课外的相关视频。这样的视频内容往往和社会热点问题相联系，更有趣味性，包涵生命科学的原理，反映了生物科技的运用，学生更加喜欢。

4总结

随着摄影和动画制作等技术的发展，生物学视频资料在数量上和质量上都有很大的提高，可以使学习者真切地体会到微观的和宏观的生物世界，思考人类在生物世界中的角色和生命的意义。利用这些生物科技视频资源辅助生物学的课堂教学将会显著地提高学生对生物学的兴趣和学习的自觉性。视频不能代替教学，不能成为学生自学活动的真正指导者在课堂上答疑解惑，它不能替代教师选择教学策略、调控教学过程等，因此直观教学法需要与讲授法、讨论法、探究法等教学方法配合使用，这样生物课堂教学才会精彩，教学效果才会更加坚实牢固。

参考文献

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现代生命科学范文篇9

1生物类专业中培养大学生创新能力的重要性

在深化教育改革和全面推进素质教育的过程中，培养大学生的创新意识和创新能力具有十分重要的意义，也是全面贯彻国家教育方针和社会发展的需要，创新能力的培养应贯穿于高等教育的全过程[3-4]。生命科学与人类生存和社会发展有着密切关系，是当今最受关注的基础性自然学科之一。生物类专业大学生创新能力是指高等学校在人才培养的过程中，以培养学生的生物专业基础知识、基本技能和科学实践能力为基础，进行创新教育，培养创新意识，形成生物科技创新的综合能力。随着社会和教育的不断发展，原有的教育观念、教育体制和人才培养模式已不能适应提高大学生综合素质，本着培养创新型人才的需要，以生命科学研究为专业基础，对生物类专业实践教学的现状和存在的问题进行研究，分析影响生物类本科生科研和创新能力的主要因素，以期对高校有效开展大学生创新能力的培养有所裨益。

2生物类专业实践教学的现状与存在的问题

2.1专业基础实验内容滞后，难以适应学科的发展。基础实验内容滞后，一方面是由于实践课时减少及设备陈旧、匮乏。自从国家实施《普通高等学校本科教学工作审核评估方案》后，全国高校进行了新一轮的课程改革，各高校通过减少实践课时来压缩总课时，导致理论教学和实践教学的课时比例失衡，使实践育人的目的难以达到。例如在分子生物学实验中，PCR是很经典的技术，但是由于经费的限制，使得本科教学用的PCR数量极少，同时在课时压缩的情况下，使得很多学生没有实践操作的机会。由于生物技术发展迅速，行业中兴起了多种PCR，如RT-PCR、梯度PCR、反向PCR、实时定量PCR、巢式PCR等，学生很多情况下只是在课堂上听教师讲过这些PCR，但是没有机会进行实践，陈旧的设备和实验内容已经难以适应学科的发展。另一方面，综合性和设计性实验内容偏少，不利于学生创新能力的培养。生物类专业包括生物技术、生物科学、园林园艺等专业，教学计划规定的实验课时为24或32课时，设置8~10个实验，每个实验3课时。开设的实验内容多属于验证性内容，综合性实验占比例比较小，缺少设计性实验或设计性实验非常少，这样的实验教学限制了学生的自主思考和动手能力的培养。多年来，针对生物类专业基础课和专业方向课的实验内容改革力度不大，当今生命科学前沿研究领域所用的现代实验技术，如免疫荧光、流式细胞术和体外细胞培养等实验在教学中都没有涉猎，导致实践教学内容滞后，实验技术相对落后，难以适应现代生命科学的发展。2.2学生参与意识不浓，难以实现创新能力的培养。实践教学一般包括教学实验、教学实习、生产实习、毕业论文（或设计）和社会实践，它是深化理论认识和培养具有创新意识的高素质人才的有效途径，是培养学生掌握科学方法、提高实践能力和实现理论联系实际的重要平台。高校中有一部分学生学习态度不端正，他们只求修够学分、考试及格拿到毕业证，将实践能力的锻炼置之脑后。导致这种现象出现的原因，一方面是课程考核评价方式过于简单，偏重于理论期末考试，实践考核比重偏低；另一方面，是存在大量的验证性实验，致使学生对实践失去兴趣。2.3专业实践环节管理不灵活，不利于综合能力培养。培养学生创新能力的重要手段之一是实践训练，通过专业实习可实现最大限度地利用学生的实践训练时间，提高学生理论联系实际的水平，锻炼学生的实践能力和科研开发能力。由于省内外相关的生物技术研究所和公司接收本科生实习的单位能力有限，不能满足各地区大专院校相关专业接收学生实习的需求，因此，学校应根据每年各地实习单位的具体情况，适当调整实习的时间或采取学生部分分流实习，拓宽实习平台，以实现学生真正意义上的实践能力培养。

3改革实践教学体系，提高学生创新能力

3.1开展实践教学体系改革，培养应用型创新人才。3.1.1完善人才培养计划，增加实践教学课时。生命科学是一门以实验为基础的科学，在保证理论教学的前提下，更应注重实践教学，学校对人才培养方案进行修改，调整专业基础理论课和专业实践教学课时比例，两者的课时比例约为1.25∶1，以坚实的理论指导与实践学习并举的原则，提升学生实践能力。针对生命科学的特点和相关内容，整合课程内容，设置了4层次实践教学模块（见图1），体现不同阶段学生在生命科学实践教学能力方面的培养。3.1.2开展实践课程改革，注重培养学生的综合能力。（1）通过验证性实验培养学生实验的基本技能。在传统的教学模式中，重理论、轻实践，方法过于僵化，使得抽象理论教学难以形象化，不利于学生对理论内容的理解[2-5]。验证性实验是学生通过实验验证理论知识的正确性，学会验证理论知识的方法，加深对理论知识的理解和记忆。目前的生命科学各专业的课程实验多以验证性实验为主，课前学生应通过预习实验指导了解相关仪器设备、实验原理和基本操作过程，课上教师提出问题，引导学生回答问题，实验过程中检查学生是否规范操作。在这一过程中，教师起主导作用，创造条件让学生多动手，对出现的问题及时纠正，提高学生基本实验能力[6]。（2）通过综合性和设计性实验培养学生分析和解决问题能力。在验证性实验基础上，开展综合性与设计性实验。在综合性实验过程中，注重学生的综合分析与解决问题能力的培养[7-8]。如在细胞生物学实验教学中，将原本的孚尔根核反应染色法和显微摄影技术2个独立实验合并后更改为综合实验，让学生对洋葱根尖进行培养，秋水仙素预处理、HCl水解、希夫试剂染色，以获得理想中期染色体，进行显微摄影，并对洋葱根尖细胞染色体进行核型分析，这样的实验加深学生对相关细胞生物学理论课内容的理解。在设计性实验过程中，培养学生的创新能力、实验设计能力和团队合作精神，如植物的愈伤组织诱导和分化实验，可以让学生设计不同的外植体、不同生长素和细胞分裂素及其激素水平，从而找出最佳实验条件，交流实验成功和失败的经验或教训。这样给学生足够的空间和时间，调动学生的主观能动性，鼓励学生自行设计或改进实验[7]。学校要求生命科学与农林学院各专业每门实验课至少有1~2个设计性实验或综合性实验，以创新能力人才培养为出发点，构建知识、能力和素质协调发展生命科学的特色课程体系，为高素质应用型人才培养提供有力的支撑。（3）拓展实践教学平台，提高培养学生的综合能力。生命学院以“黑龙江省高校实验教学示范中心”为依托，在校内设立实践基地。在教师的指导下，学生从二年级就陆续进入实验室，结合教师的科研项目，安排学生参与科研项目，形成本科生—研究生—导师链锁式管理模式[9]。在校外与科研院所和企事业单位共同建立实践教学基地，拓宽实践教学平台。目前已经建立了中国疾病预防控制中心中科院北京动物研究所、黑龙江省农业科学院大豆研究所、中国农业科学院哈尔滨兽医研究所等较为完善的实践基地，加强与校外的交流合作，促进实践教学体系的不断扩展，部分学生将在实习结束后由用人单位招聘或继续在前实习单位工作，为本科生展现专业素质和创新能力开辟了舞台，实现校企共赢、优势互补的效果。3.2建立科学的实验教学评价体系，激发学生内在动力。为了引导学生在平时的学习和实验过程中注重自身实践能力和创新能力的培养，同时培养学生的科研能力，现行的教学计划中将实验课单独设置为一门课程[10]，对每门实验课程的考核方式进行了改革，对学生的实验能力进行综合测评。例如每门实验课总成绩为100分，其中每个实验占10~12.5分。每个实验的考核成绩又分为3个部分，第一部分为课堂考勤和课堂提问占10%，第二部分为实验操作占50%，第三部分为实验报告完成情况占40%。在实验课程考核中，制定实验预习、实验操作和实验报告详细的评分标准，教师可根据学生完成实验的态度和完成的效果给予评价，最后给出一个相对科学合理的成绩，这样可以调动学生学习积极性，培养学生正确的科学态度和科学精神。3.3开展各种科技活动，提高学生的科研能力。3.3.1开放实验室为学生提供创新实践平台。高校实验室的功能主要是进行实践教学和科学研究，学校增加了在生命科学实验室建设的投入，重点改进实验室的功能，增加了一些先进的实验设备投入，如扫描电子显微镜、透射电子显微镜、流式细胞仪、凝胶共聚显微镜成像系统等。重视实验室开放系统的建设，并通过开放实验的建立，为学生提供创新实验操作平台。此外，学校为各实验室定期提供学术讲座平台，为提高大学生科研素质营造学术氛围，鼓励和促进学生创新能力的提升。通过这些措施的实施，学生能够正确站在学习者和创造者的角度，在实践过程中发挥主观能动性和提高科学探究能力。3.3.2通过大学生创新创业训练提高学生的科研能力。本科教育阶段是培养创新人才的重要阶段，学校已建立了4个与生命科学相关的专业，这些专业的实践教学均依托于生命科学实验室为平台，以大学生创新创业训练项目及教师科研项目为驱动，师生共同开展科学研究。学生在本科阶段参与科研活动，可以激发学生的科研兴趣，充分发挥学生的想象力和创造力，增强分析问题、解决实际问题的能力。目前，生命科学与农林学院学生加入大学生创新创业训练项目及教师科研团队学生逐年增加，近3年获得不同层次的创新创业训练计划项目，包括部级、省级和校级，多项研究成果已发表在部级中文核心期刊。3.4以科研促教学，提高学生创新能力。以往实验教学包括验证性实验和综合性实验2种，经过本轮实践教学改革，增加自主性设计实验，由学生根据实践教学计划自主设计技术路线、研究内容和实验方法等，由学生独立完成实验操作过程，对获得的实验结果进行科学分析和论证。在实验过程中，教师可以采用启发式教学法，引导学生发现问题、提出问题和解决实际问题，激发学生的求知欲和创造力，为学生创新能力的培养奠定科研基础。学校在生命科学实践教学领域，除进一步改革实践教学计划外，拓展到大学生的创新项目领域，与大学生的创新项目相结合，为学生创新意识的培养和能力培养提供了条件。科研与实践教学改革相结合，在培养科研创新能力、提高教学水平和质量、促进实践教学改革的深化等方面发挥了重要作用。将教学与科研相结合，继续深化和教师的科研课题相结合，以科研成果充实和更新实验教学内容[11-12]，如学生通过系统地掌握载体构建和质粒转化、荧光和共聚焦显微镜使用、生物信息学对基因功能分析等技术，使学生在学习知识的同时深刻认识到科学实验的系统性和严谨性，很好地促进了实践教学质量的提高。

4结语

现代生命科学范文篇10

一、生物技术对于人类的生存和发展有着极为重要的意义

1.可持续发展的要求

20世纪的一百年，人类凭借着科学和技术的巨大发展与进步，发明和创造了机械化和自动化的生产和交通设备与工具、电子与系统集成化的通讯设施与器具、家用电器、电脑以及化学合成物质，极大改变了自身的生活、生产和经济方式，迈进现代化的阶段。欢欣之余，人类也不能忘记在发展中付出的惨重代价：在准备大踏步向现代化迈进的20世纪中叶，人类社会却面临着全球性生态环境日益恶化、人口与健康受到严重威胁、粮食生产滞后、能源耗竭和资源短缺的五大危机。这些问题显然是发展中带来的，它们直接向人类的生存与发展提出了严峻的挑战。

毋庸置疑，一项技术的进步对社会和经济发展起着巨大的促进作用。然而，工业革命发展进程表明，人类一味强调技术的先进性和对经济的推动作用，而忽视技术对人类自身和生态环境的安全性时，人类最终要饱尝在技术发明初期未曾预料的苦果。曾几何时，滴滴涕一问世便被誉为人类技术史的里程碑，声称它可以杀死害虫却对人畜无“害”，可以拯救成千上万人的生命。1946年，该产品在美国上市引起巨大轰动，以至引来化学公司投巨资开拓杀虫剂市场。仅在1947～1949年间，滴滴涕的投入就达38亿美元，旦利润逐年直线上升，到1951年利润额猛增1.1亿元。它的发明人保罗·米勒被人们称为救世主，获1948年度诺贝尔奖。然而时隔6年后，滴滴涕就被发现具有激素效应，严重影响动物（包括人类）的性分化和生殖，并且通过母体传递后代，导致许多的野生动物数量急剧下降。到1970年，美国率先下令禁止使用滴滴涕。

20世纪70年代末期，人类开始意识到，技术的安全性对于人类自身生存与繁衍及生态环境的重要意义，丝毫不亚于技术的先进性对社会和经济发展的价值。因此，由联合国提出、各国政府共同倡导的可持续发展战略，意味着今后的科学和技术发展具有双重使命：既促进生产力进步和为人类谋福利，又保护人类及其生存和繁衍的环境。

进入20世纪80年代以来，生物技术和产业日益显示出强大、高效、经济与生态和谐的特点，体现和代表着可持续发展方向。生物技术及其产业化发展正在悄然地影响并改变着传统的工业、农业和经济的性质、结构、模式和价值取向，其范围和程度令人耳目一新。难怪，美国生物技术工业组织把生物技术产业定义为：利用细胞和生物分子进行药品、农产品生产开发和环境治理的产业。该产业技术由医药生物技术、农业生物技术和环境生物技术共同组成。医药生物技术重点攻克癌症、艾滋病、老年痴呆症、帕金森病、心脏病、糖尿病等危害人类的顽疾；农业生物技术着眼于提高农产品的产量和质量；环境生物技术重点用于清除工农业生产和生活带来的废弃物和有毒物质。生物垃圾是工农业生产过程中所生产的废弃物，是制造许多有重要经济价值的产品的原材料。通过生物降解、净化和再生技术的三"R"模式，即对垃圾和废物采用消除、再循环和再生(remove、recycle、regeneration)，清除石油副产品污染物及其他有毒物质，进行资源利再利用意义重大。

2.认识、开发和利用生命系统的要求

在20世纪人类文明发展中，几项划时代科学与技术成果扮演着重要角色。汽车、飞机和航天器因为改变了人类活动的时间和空间尺度，扩展了人们的视野和活动范围，因而主宰20世纪经济的半壁江山。电子计算机、通讯和互联网技术发展成就改变人们的交流方式，缩短人们与世界交流的时空距离，而引领20世纪经济的新潮流。然而，这些技术只是提供人类认识外部世界的手段和条件，还不足以导致认识生命内部包括人类自身奥秘。

从19世纪达尔文进化论诞生起，一直到1953年DNA双螺旋结构理论问世，生命科学进入分子生物学时代整整积累了一百年，它给整个生物学界带来了一场科学和技术革命。随之，在1973年，DNA重组技术和“基因克隆”策略建立，以及一系列行之有效的分离、鉴定、克隆基因的方法诞生。运用DNA重组技术，人们可以用生物反应器（包括植物、动物）来生产人类所需要的基因产物——药用蛋白。从此，生物技术和产业发展一发不可收拾。

以DNA重组技术为特征的基因工程学的发展，很大程度上得益于分子生物学、遗传学和生物化学等领域的发展，同时也离不开其他现代科学技术的成就和影响，比如信息学、计算机科学等。基因工程学逐步成熟和发展对生命科学的所有领域都产生了革命性的深远影响，包括动物行为学、细胞生物学、遗传学、生理学、神经生物学、发育生物学、生态学和生物进化论等，从而使得生命科学日新月异，进展迅猛，成为20世纪以来发展最快的学科之一。可以预见，在21世纪，生物技术产业必将对人类的生活产生更为深远的影响。

二、生物技术具备技术革命的能力条件

1.生命科学和生物技术领衔世界科技界最高研究水平

生物技术发展至今，充分体现出生命科学领导21世纪科学前进方向的特点和趋势。(1)20世纪90年代科学史，几乎就是生命科学和生物技术编年史，几项重大的具有全球性的科学计划和成果均是在该领域诞生的，如“人类基因组计划”、“脑科学的十年”、“干细胞研究”，克隆羊和人类基因组草图绘制等。(2)政府投入生命科学和生物技术研究与开发经费巨大。以美国为例，从1992年至2000年8年间，政府机构的科技研究与开发的经费，主要用于生命科学和生物技术，仅国立卫生研究院(NIH)就达200亿美元，累计增长了111%，远远超过美国自然基金委员会(NSF)的68%、美国航空航天局(NASA)的21%、美国国防部(DOD)的11%和美国能源部(DOE)的-1%。(3)当今世界科学研究与开发的投入与产出比率最高并成正比的学科领域当属生命科学和生物技术。以反映当今世界科技水平的SCI刊物论文数量为例，美国排在第一位，日本排在第二位，英国、法国、德国、意大利、加拿大、荷兰依次占据三到八位名次。(4)生物技术研究与开发充分体现经济实力和科技研究水平同步的特点。从国家经济实力、科技水平，科学计划启动的时序、经费的投入、论文产出来看，美国的生物技术研究与开发当仁不让处在第一位，欧盟国家紧随其后，日本居第三。(5)生物技术研究与开发吸引和汇聚了全世界最多的生命科学家群体。仍以美国为例，持续8年的经济景气使其每年能够吸引全世界的科学家精英及大批的博士生、博士后人员来到政府和私人研究机构的实验室中从事生物技术的研究与开发工作。因此，美国生物技术研究与开发的成果当然是世界性的科学智慧大脑汇聚的结晶。

2.生物技术的特点和作用

现代生物技术的核心是建立在“基因克隆”策略和DNA重组技术为基础上的、一系列行之有效的分离、鉴定、克隆基因的方法体系。它包括基因工程、蛋白质工程、转基因技术、组织工程、动物克隆技术以及生物信息工程等内容。这些技术能够广泛地应用于医药开发与利用、动植物品种改良和培育、粮食和食品生产与加工、农药生产和环境保护等领域，体现较高的经济效益和生态效益。

(1)产品的目的性、有效性和功能更强大。基因工程可将原核生物细胞和真核细胞都作为生物工厂或反应器来生产人类所需要的胰岛素、干扰素、生长激素、病毒抗原、抗体等大量的外源蛋白，成为最具开发潜力和应用前景的产业——生物制药业。转基因技术可以有效地研究高等动物的基因表达和发育、建立人类疾病的动物模型；开发出动物乳腺生物反应器生产保健和医疗蛋白，称为畜牧动物生物反应器技术，相对于细胞培养技术，其产量可提高100～200倍，成本降低到1万分之一还少。高等动物克隆技术对保护地球上的生物多样性具有重大意义。克隆动物技术与转基因技术相结合可以生产移植器官（治疗克隆）、培育优良畜禽品种、生产人类所急需的蛋白质药物和提供临床实验替代动物。

(2)产品的生产过程简化。基因工程可简化许多有用化合物和大分子的生产过程，并广泛和充分利用植物及动物作为天然生物反应器以生产人类所需的基因产物。蛋白质工程技术可以自如地改造基因和大规模生产所需的蛋白。

(3)产品的开发和检测过程简化。基因工程可简化新药的开发和检测系统，提高效率和准确度。

(4)产品的生产过程和废弃物无污染。生物技术产品的生产过程接近天然，废弃物是次生代谢产物，可以自动降解，不会在自然界残留。

3.生物技术的发展趋势

(1)基因操作技术创新化、专利化和商业化。技术和方法的创新层出不穷，日臻完善，一经问世通过专利形式和商业渠道出售技术，在市场上便可以加以应用。

(2)基因工程蛋白药物和疫苗研究与开发突飞猛进，将导致21世纪医药工业全面更新和改造。

(3)转基因技术以及动物克隆技术将取得重大突破、产业化前景广阔。转基因技术应用将带动农业结构的全面更新，推动大农业发展的新飞跃；同时极大地提高生物医药的生产水平，并对其他行业的发展产生积极的影响。

(4)人类基因组计划的提前完成，并进入“后基因组”时代。人类基因组测序在2000年提前完成，接下来将研究多个基因之间的相互作用关系及如何协调、调控和表达。

(5)基因治疗将取得重大进展。克隆器官和组织工程将使攻克恶性肿瘤、艾滋病等人类重大疾病取得突破性进展。

(6)蛋白质工程是基因工程的发展，通过分子生物学、结构生物学和计算机技术相互渗透、相互融合，形成一门高度综合、应用广泛的边缘性技术学科。

(7)生物信息学是在生命科学尤其是基因组学与信息技术相结合的基础上产生的新兴分支学科。它将最终导致庞大而松散的生命科学走向统一，而产生全新、概括、前瞻、严密的普通生物学。

(8)脑科学研究将取得重大发现和突破。它使了解动物与人类认识、思维和决策的奥秘产生飞跃，很可能导致把继承人类文明遗产的活动浓缩在出生前的胚胎发育过程，而将传统上须用出生后20多年时间的学习与记忆活动变成一件自由、愉快和前所未有的创造性活动，从而变革社会人才的生产方式。

(9)生物技术走向社会化、安全化、智能化。社会化发展将解决新的生物技术所带来的社会伦理问题、双刃剑效应，是否和平与安全利用、是否共享等问题以及人种与智商的差异问题。

简而言之，生物技术的未来发展成就，将全方位和深层次地提升人类生存（衣食住行）、成长（发育和成熟）、健康（疾病防治和延年益寿）和发展（生育与繁衍、学习与创造、精神需求和消费）的水平，进而带动整个科学技术界的腾飞。

三、市场需求提供的发展机遇

近年来，在生物工程和生物制药快速发展的推动下，医药行业已成为全世界范围内增长最快的产业之一。根据美国《财富》杂志对全球最大的500强企业1998年销售收入和利润增长情况的比较分析，医药和电信行业不仅增长最快，利润和收益水平也大大好于其他行业。从发展趋势看，伴随人们收入水平和生活质量的提高，医药行业需求的快速增长还将持续较长时期。据预测，2002年全球医药市场销售额将达到4000～4060亿美元，2010年将达到6800～7200亿美元。目前，全球药品消费85%以上集中在美国、日本、欧洲等几个发达国家和地区，人口众多的发展中国家随着经济发展和药品消费观念的转变，购买力正在快速增长。

1.按地区分的市场销售现状

北美仍是药品销售业绩最好的地区。1997年美国销售处方药品665亿美元，年增长率为10%；加拿大则为41亿美元，年增长12%。欧洲地区销售居首位的是西班牙，销售额为49亿美元，年增长率10%。英国和荷兰的销售额分别为77亿和19亿美元，增长幅度均7%。

2.按药品种类划分的市场销售现状

(1)神经系统用药。1997年以神经系统用药销售额增长最大，增幅达12%，销售额达到235亿美元。美国和英国这类药品的销售额均增长16%，西班牙的增幅达到20%，但日本市场不仅不升反而下降，降幅为2%，销售额为26亿美元。

(2)降胆固醇药。1997年降胆固醇药在心脏病发病率高的地区销售颇佳。其中美国为124亿美元，年增长13%；英国为149亿美元，上升11%；日本和德国分别为76亿美元和37亿美元，与1996年基本持平。

(3)免疫病和皮肤病治疗药。世界用于免疫系统疾病的治疗药物以年增长8%的速度增长，1996年为286亿美元，2000年将为420亿美元。自身免疫疾病的治疗药物年平均增长率为10%，从1991年的2.31亿美元增加到1996年的17亿美元。艾滋病的治疗药物在该类市场中占有重要的地位。1997年皮肤病治疗药物的世界市场销售额为110亿美元。其中粉刺治疗药物的市场销售额增长最为显著，占世界该类市场销售额17%，而类固醇类的皮肤病治疗药物的市场将呈下降趋势，从1990年市场占有率的14%下降到1997年9%。

(4)抗癫痫病药。世界抗癫痫病药销售增长迅速。据有关资料，目前全世界有5000多万癫痫病患者，发病率年龄差异较大，儿童最高，15～65岁居中，老年再次升高。近百年来，人们已经开发了数十个用于治疗不同类型癫痫病的药物。20世纪末有20多个抗癫痫药物先后上市。1999年该类药物的销售额达到28.5亿美元，而新药的销售份额增加了20%之多。

3.按销售份额分的市场销售现状

1999年和2000年，全世界十大畅销药均为专利处方药。排名前5位的药物就占总销售额的一半以上，其中奥美拉唑41.9亿美元、氯雷他定33.1亿美元、氟西汀30亿美元、辛伐他汀28.1亿美元、克拉红霉素25.3亿美元。

表12000年十大畅销专利处方药（亿美元）

排名通用名专利持有人功能销售额

1奥美拉唑阿斯特拉抗溃疡41.9

2氯雷他定先灵－保雅抗过敏33.1

3氟西汀礼来治抑郁30

4辛伐他汀默克降血脂28.1

5克拉红霉素雅塔治呼吸道感染25.3

6马来酸默克降血压23.0

7普伐他汀施贵宝降血脂18.4

8法莫替丁默克抗溃疡15.1

9环丙沙星拜耳抗感染14.2

10洛伐他汀默克降血脂10.1

4.中国医药市场的需求

中国医药消费的增长十分迅速，据预测，到2005年，中国药品的需求量将达到2180亿元，比2000年净增长940亿元。促使药品消费持续增长的因素主要有人口增长、人口老龄化和居民人均收入提高等因素。预计2005年中国人口将增长到13.88亿，届时药品消费将提高80亿元。老龄人口将以每年3%的速度递增，2005年，中国老龄人口将达到4亿多，占全国人口总数的27%。按照目前老龄人口人均用药每年385元水平计算，2005年我国药品消费将提高616亿元。随着城乡生活水平提高，保健与长寿的消费要求，将使2005年的药品消费提高200亿之多。

由于技术本身的内在冲动和生命科学本身所能承担的重任以及人类健康对医药产业的巨大需求，生命科学和以生物工程技术为核心的生物制药获得了前所未有的大发展，而且，我们完全可以断言，人类在21世纪必将迎来一个前所未有的以生命科学的大发展为主要标志的新技术革命时代。

【参考文献】

[1]瞿礼嘉，顾红亚等.1998年现代生物技术导论[M].北京：高等教育出版社，1998.492.