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時(shí)間:2023-08-18 17:25:53
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇生命科學(xué)新技術(shù),它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
2網(wǎng)站主體功能
網(wǎng)站為瀏覽者提供了一個(gè)互動(dòng)的交流平臺(tái),為瀏覽者提供了了解西安交通大學(xué)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的渠道,在這里能夠了解到相關(guān)的學(xué)術(shù)及實(shí)驗(yàn)室的信息;本校師生也可以通過網(wǎng)站管理員把通告、新聞及教學(xué)資料到網(wǎng)站上,及時(shí)更新網(wǎng)站的信息。因此,本網(wǎng)站按照前臺(tái)針對(duì)具有用戶權(quán)限的訪問者,后臺(tái)針對(duì)各級(jí)管理員的功能設(shè)計(jì)。前臺(tái)功能:①瀏覽生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心概況;②了解專業(yè)相關(guān)發(fā)展資訊;③從校園網(wǎng)獲取各類教學(xué)資源;④登錄發(fā)文系統(tǒng),上傳/下載教學(xué)課件、作業(yè);⑤查詢教學(xué)計(jì)劃,獲取溝通方式;⑥瀏覽學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和相關(guān)成果;⑦留言板進(jìn)行留言。后臺(tái)功能:①管理員后臺(tái)添加、刪除實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍、管理體制、設(shè)備與環(huán)境、特色項(xiàng)目、中心介紹、學(xué)生創(chuàng)新、教學(xué)資源等相關(guān)內(nèi)容;②從后臺(tái)信息,更新實(shí)驗(yàn)室開放公告;③添加/刪除下級(jí)管理員,維護(hù)個(gè)人信息、密碼管理;④收取作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告,添加教學(xué)課件;⑤添加/修改/列表教學(xué)文件等教學(xué)資源;⑥管理校內(nèi)校外友情鏈接資源;⑦管理定制部分一級(jí)/二級(jí)導(dǎo)航菜單;⑧留言管理與回復(fù)。
3網(wǎng)站建設(shè)內(nèi)容
用戶訪問站點(diǎn)是為了讀取其中的內(nèi)容,因此,內(nèi)容是至關(guān)重要的,內(nèi)容是設(shè)計(jì)存在的基礎(chǔ)。它包括網(wǎng)站的前臺(tái)頁(yè)面設(shè)計(jì)制作,網(wǎng)站的后臺(tái)編程,網(wǎng)站測(cè)試和資料上傳等工作。網(wǎng)站設(shè)計(jì)主要是對(duì)網(wǎng)站前臺(tái)頁(yè)面進(jìn)行制作,為了更好地表達(dá)網(wǎng)站主題,需要對(duì)網(wǎng)站的“美”和“功能”同時(shí)兼顧。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的網(wǎng)站是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)提高,使其適應(yīng)陜西省示范中心的要求。因此,針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)站存在的如頁(yè)面簡(jiǎn)單,缺少特色,配色不盡人意,內(nèi)容單一,不利于瀏覽者形成記憶與多次光顧等問題,設(shè)計(jì)工作首先在視覺上著手加強(qiáng)網(wǎng)站特色,給人以友好獨(dú)特的視覺感受,網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面風(fēng)格追求簡(jiǎn)單明快、結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容飽滿,文化氣息強(qiáng)烈,在頁(yè)面色調(diào)上盡量選擇高純度,減少對(duì)比色,增加同類鄰近色,依此原則對(duì)頁(yè)面圖文搭配、顏色配比、導(dǎo)航樣式、網(wǎng)站標(biāo)志、文字排版等內(nèi)容進(jìn)行了再設(shè)計(jì)和改進(jìn)。對(duì)網(wǎng)站具體內(nèi)容的設(shè)計(jì)需要做出框架設(shè)計(jì),逐漸補(bǔ)充與完善,主要設(shè)計(jì)工作包括:(1)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。詳細(xì)列表實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)設(shè)備(圖文)和所在實(shí)驗(yàn)室地點(diǎn),以及使用手冊(cè)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。(2)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。提供學(xué)生申請(qǐng)自主實(shí)驗(yàn)平臺(tái),鼓勵(lì)預(yù)約實(shí)驗(yàn)儀器。(3)人才交流。提供往屆畢業(yè)生去向及發(fā)展信息(就職或研究項(xiàng)目概況),為往屆畢業(yè)生與在校學(xué)生交流提供橋梁,幫助在校學(xué)生規(guī)劃今后人生目標(biāo)。(4)網(wǎng)絡(luò)課程。供學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)自我學(xué)習(xí)的平臺(tái),包含課程課件,上課時(shí)間及地點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)化課程內(nèi)容等。(5)答疑解惑。提供師生答疑解惑的平臺(tái)和教師聯(lián)系方式。(6)學(xué)術(shù)發(fā)展。提供生命科學(xué)領(lǐng)域最新學(xué)術(shù)論文,期刊等信息,為學(xué)生提供相關(guān)學(xué)科最新研究成果和發(fā)展?fàn)顩r。(7)聯(lián)系我們。目的在于方便校外人士與中心取得聯(lián)系,設(shè)立實(shí)時(shí)地圖鏈接。(8)拓展鏈接。將鏈接國(guó)內(nèi)外相關(guān)專業(yè)知名網(wǎng)站。(9)在線幫助。對(duì)瀏覽網(wǎng)站提供文字幫助。(10)企業(yè)交流。提供實(shí)踐教學(xué)信息和專業(yè)相關(guān)企業(yè)信息,為學(xué)生企業(yè)實(shí)習(xí)以及應(yīng)聘崗位提供幫助。
一、關(guān)愛學(xué)生,讓學(xué)生敢于參與
生命科學(xué)研究表明:來到這個(gè)世界的每一個(gè)人,都是百里挑一的精品。但是,有些學(xué)生在經(jīng)歷了多次的挫折和失敗后,自信心漸漸喪失,他們的目光也漸漸黯淡了。愛的教育要求我們平等地對(duì)待每一個(gè)學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生敢于參與的生命意識(shí)。學(xué)生的提問有時(shí)看似沒有價(jià)值,但是當(dāng)教師換種角度肯定學(xué)生時(shí),能使學(xué)生感覺到誠(chéng)意。在誠(chéng)意與善意的氛圍下,學(xué)生獲得了最大的安全感,他們才敢于主動(dòng)參與到課堂。
例如在《遨游因特網(wǎng)》教學(xué)中,當(dāng)講到“后退”與“前進(jìn)”按鈕時(shí),一學(xué)生提問:“我單擊幾次后退按鈕后,為什么不能再單擊了?”我微微一笑,示意學(xué)生坐下,用平和的語(yǔ)氣對(duì)全班學(xué)生發(fā)問:“他的問題看似簡(jiǎn)單,但你們知道為什么嗎?”問題拋出后,全班學(xué)生立即展開了積極的討論。在討論與回答之后,學(xué)生知道了“后退”與“前進(jìn)”不是無休止的,“后退”只能退到最先訪問的頁(yè)面,“前進(jìn)”只能進(jìn)到最后訪問的頁(yè)面。最后,我再次面帶微笑看著剛才那位學(xué)生,提問眾學(xué)生:“知識(shí)是怎樣獲得的?”學(xué)生把目光投向了剛才那位提出問題的學(xué)生。一臉笑意讓我感到了他的自信。學(xué)校開展校本培訓(xùn),有一位講師這樣對(duì)我們說“課堂上沒有幼稚、錯(cuò)誤的問題與答案”。當(dāng)教師以平和肯定的語(yǔ)言實(shí)施這一理念后,讓我們確確實(shí)實(shí)地感受到愛的力量。
二、思維“留白”,使學(xué)生樂于參與
教師要充分激發(fā)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的激情,緊緊抓住學(xué)生的原認(rèn)知結(jié)構(gòu),恰當(dāng)?shù)亍傲舭住薄R粋€(gè)好的“留白”,能使學(xué)生主動(dòng)設(shè)疑,積極地投入自主探索、合作交流的氛圍中,也能化解教學(xué)中的一些重難點(diǎn)。
例如在《插入超鏈接》教學(xué)中,要求學(xué)生認(rèn)識(shí)“超鏈接設(shè)置對(duì)話框”,并給目錄幻燈片中的文字“江陰大橋”、“華西村”、“徐霞客”與對(duì)應(yīng)的幻燈片設(shè)置超鏈接。我考慮學(xué)生在自學(xué)教材的時(shí)候,學(xué)生會(huì)忽略“原有文件或網(wǎng)頁(yè)”窗口的認(rèn)識(shí),根據(jù)教材提示直接跳到“本文檔中的位置”進(jìn)行設(shè)置,這樣學(xué)生只會(huì)以慣性思維來完成操作。為打破學(xué)生的慣性思維,我故意留白,不預(yù)先告訴學(xué)生文字“美食天地”需要鏈接到文件。很快,學(xué)生產(chǎn)生了疑惑:“老師,沒有美食天地這張幻燈片啊,我該鏈接到哪?”我微笑而答:“自己再找找”,問題再次回到了學(xué)生的一邊。在學(xué)生的再次“找找”中,學(xué)生不但重新認(rèn)識(shí)了“超鏈接設(shè)置對(duì)話框”,而且還知道“超鏈接”可以鏈接到“原有文件與網(wǎng)頁(yè)、電子郵件地址”等。超鏈接目標(biāo)設(shè)置的教學(xué)任務(wù)在學(xué)生的疑問中提出,在學(xué)生的探究中解決。教學(xué)“留白”,學(xué)生才會(huì)產(chǎn)生一系列“為什么”“怎么辦”。思維的閥門被打開后,他們就不會(huì)滿足于書本上提供的知識(shí),思維的“火藥”才會(huì)燃燒起來。
三、聯(lián)系生活,讓學(xué)生易于參與
俗話說:“清水煮菜,無滋無味?!苯處熞朴诮o課堂加點(diǎn)調(diào)料,改造、重組教材與他們的生活聯(lián)系。這樣不僅能活躍課堂氣氛,還能使學(xué)生在體驗(yàn)和親歷學(xué)習(xí)的過程中感受生命的精彩。
教育心理學(xué)告訴我們,在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)如果能站在學(xué)生的角度,根據(jù)學(xué)生認(rèn)知心理發(fā)展的水平,將學(xué)生帶入一種與所學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情境中,讓學(xué)生感到新奇、出乎意料,就能激起學(xué)生探索知識(shí)的興趣,不知不覺進(jìn)入新課學(xué)習(xí)中。比如《光的折射》教學(xué),我在引入環(huán)節(jié)播放了一段動(dòng)畫:爺爺和孫子駕著小船去捕魚。孫子看到一條大魚,拿起叉子朝著魚就叉,但沒叉到,魚跑了。爺爺說:“你朝著魚去叉肯定叉不到,因?yàn)楹K垓_了你的眼睛,你要朝魚的下方叉?!边@是為什么呢?真是這樣嗎?海水怎么會(huì)欺騙我們的眼睛?一連串的問號(hào)激發(fā)了學(xué)生求知的欲望。學(xué)生帶著疑問投入到新課的學(xué)習(xí)中。物理與日常生活息息相關(guān),既來源于生活又應(yīng)用于生活。多媒體創(chuàng)設(shè)的畫面形象生動(dòng),與文字相比更能給學(xué)生以現(xiàn)場(chǎng)感和真實(shí)感,不僅能激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的欲望,還能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。
二、創(chuàng)設(shè)情境,詮釋物理概念
物理概念是構(gòu)成物理學(xué)大廈的基石,物理概念的教學(xué)是基礎(chǔ)物理教學(xué)的核心。物理概念是通過對(duì)物理現(xiàn)象、物理過程的抽象而建立起來的,因此必須通過日常的感知活動(dòng)或觀察實(shí)驗(yàn),才能獲得研究物理問題的感性材料。這是物理概念形成的基礎(chǔ)。對(duì)于學(xué)生缺乏感性經(jīng)驗(yàn)而課堂又無法演示的物理現(xiàn)象,教師就需要借助多媒體來創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境,給予必要的補(bǔ)充。如果離開情境的創(chuàng)設(shè),只停留于對(duì)文本的詮釋,只會(huì)讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)因表象貧乏而甚感艱深。
以風(fēng)能和水能為例,風(fēng)能是地球表面空氣流動(dòng)形成的動(dòng)能,水能是因水的運(yùn)動(dòng)或水的位勢(shì)而具有的能的統(tǒng)稱。我校學(xué)生身居內(nèi)陸地區(qū),對(duì)風(fēng)能和水能的感性經(jīng)驗(yàn)很少,很難從字面意思上去理解。這時(shí)我引入多媒體,用視頻再現(xiàn)臺(tái)風(fēng)席卷城市時(shí)洶涌的潮水沖垮了海堤、颶風(fēng)使房屋倒塌、大樹被連根拔起等可怕場(chǎng)景。學(xué)生看到這樣的情景,無不震撼,深切體會(huì)到大風(fēng)和海水所具有的能量,對(duì)風(fēng)能、水能的概念有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,學(xué)習(xí)不是由教師將知識(shí)簡(jiǎn)單地傳遞給學(xué)生,而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過程。學(xué)生不是簡(jiǎn)單被動(dòng)地接收信息,而是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)的意義,這種建構(gòu)是無法由他人來完成的。通過教師創(chuàng)設(shè)的情境,讓學(xué)生自覺感悟概念,這比教師反反復(fù)復(fù)講述概念的教學(xué)效果要好得多。
三、輔助實(shí)驗(yàn),提高教學(xué)效率
物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),離開了觀察和實(shí)驗(yàn),物理教學(xué)就成了紙上談兵。然而,很多情況下物理實(shí)驗(yàn)很難盡如人意,因?yàn)橛械膶?shí)驗(yàn)在課堂上無法完成,有的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的現(xiàn)象難以讓全班學(xué)生都能觀察清楚,“做實(shí)驗(yàn)”常常變成了“聽實(shí)驗(yàn)”。有了多媒體后,對(duì)于這一類實(shí)驗(yàn)我們可以以視頻的形式將實(shí)驗(yàn)過程呈現(xiàn)在大屏幕上,其播放的隨意性和可控性是真實(shí)實(shí)驗(yàn)所無法比擬的,便于學(xué)生反復(fù)觀看、仔細(xì)觀察,像科學(xué)家一樣分析――當(dāng)然前提條件是我們并不否認(rèn)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的重要性。
在做“物體對(duì)外做功,內(nèi)能減小”的實(shí)驗(yàn)時(shí),我們向盛有少量水的廣口瓶里打氣,在瓶塞跳起的瞬間,瓶中原本透明無色的水蒸氣變成了白霧。水蒸氣被液化說明瓶?jī)?nèi)的溫度突然降低了,這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)氣體推動(dòng)瓶塞做功,溫度降低,內(nèi)能變小。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯,遠(yuǎn)距離根本觀察不到,而如果改用播放視頻的方法,學(xué)生就可以觀察得很清楚了。利用計(jì)算機(jī)還可以制作多媒體課件,模擬實(shí)驗(yàn)過程,對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理補(bǔ)充。比如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等儀器的使用,因?yàn)榭潭燃?xì)微,不易觀察,給教學(xué)帶來很大難度。有了多媒體后,我先讓學(xué)生觀察實(shí)物,又用Flas模擬儀器的使用過程,學(xué)生看得清楚,我也講授得輕松。再比如學(xué)習(xí)連通器時(shí),大型船閘是連通器最典型的應(yīng)用,但學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗(yàn),不易理解。這時(shí)我用課件動(dòng)態(tài)演示船通過船閘的全過程,讓學(xué)生更清楚地了解到船閘的工作原理,教學(xué)難點(diǎn)自然化解。
四、仿真模擬,構(gòu)建物理模型
探索物理問題時(shí)不僅要從具體實(shí)驗(yàn)出發(fā),同時(shí)也要忽略次要因素,用簡(jiǎn)化或理想化的方法抓住反映問題的主要因素和本質(zhì)來形成物理模型。這是研究和學(xué)習(xí)物理學(xué)的一種很重要方法。常規(guī)演示往往無法突出其主要矛盾,學(xué)生容易被眾多的表面因素所迷惑。
摘要:為了構(gòu)建自主、互動(dòng)、生命化課堂,運(yùn)用隨機(jī)通達(dá)教學(xué)在信息技術(shù)課堂中進(jìn)行了實(shí)踐研究,闡述了如何靈活運(yùn)用隨機(jī)通達(dá)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)的原則及策略,并根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)案例分析了運(yùn)用隨機(jī)通達(dá)教學(xué)方法如何有效構(gòu)建生命化課堂,實(shí)踐表明隨機(jī)通達(dá)教學(xué)方法使得信息技術(shù)課堂更具生命力。
關(guān)鍵詞:隨機(jī)通達(dá) 信息技術(shù) 課堂生命力
葉瀾教授說:“學(xué)校的每個(gè)人都在追求主動(dòng)發(fā)展,學(xué)校才能煥發(fā)生命活力”。我想說:“讓課堂的每個(gè)學(xué)生都在追求自主學(xué)習(xí),課堂才能煥發(fā)生命活力”。
隨機(jī)通達(dá)教學(xué)又稱為“隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)”,它以學(xué)生自主觀察為基礎(chǔ),對(duì)同一內(nèi)容的學(xué)習(xí)也可以在不同情境中反復(fù)進(jìn)行。以下通過具體教學(xué)設(shè)計(jì)案例闡述如何在隨機(jī)通達(dá)教學(xué)方法指導(dǎo)下構(gòu)建自主、互動(dòng)、生命化的信息技術(shù)課堂。
一、創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提問,促使學(xué)習(xí)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)生成
目前很多教師在課堂上直接展示教學(xué)目標(biāo),這種方式會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生“這是老師要教給我的知識(shí)”而非“這是我想學(xué)習(xí)的知識(shí)”。課前需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),創(chuàng)設(shè)與生活聯(lián)系緊密的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生一進(jìn)入課堂就有主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望。
如學(xué)習(xí)“因特網(wǎng)信息查找”內(nèi)容,第一個(gè)問題是:“老師昨天看奇聞異事節(jié)目,世界上有一種美麗的荷花,經(jīng)常吹出一陣陣清脆柔和的笛音。你知道這種花的產(chǎn)地是哪里嗎?”這個(gè)問題需要提煉準(zhǔn)確的關(guān)鍵詞才能查找到答案。第二問題是:“幼時(shí)兒歌《我的好媽媽》溫馨親切,你知道歌曲的詞作者是誰(shuí)嗎?”(該問題為后續(xù)婦女節(jié)為母親選禮物做鋪墊)。這個(gè)問題需要使用元搜索引擎才比較方便找到答案。動(dòng)手實(shí)踐后學(xué)生發(fā)現(xiàn)自認(rèn)為簡(jiǎn)單的問題卻難以找到答案,強(qiáng)烈的質(zhì)疑心理促使他們相互討論以尋求解決方法。
在教學(xué)設(shè)計(jì)中精心創(chuàng)設(shè)生活化問題情境,從不同角度引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出問題,學(xué)生思考、提問的過程就是學(xué)習(xí)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)生成的過程。在主動(dòng)探討的過程中,根據(jù)自己的求知需求生成的學(xué)習(xí)目標(biāo)更具吸引力和生命力。
二、聯(lián)系實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生自主感悟?qū)W習(xí)方法,促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)生成
高中信息技術(shù)課程有許多理論知識(shí)需要掌握,很多教師采取讓學(xué)生靜態(tài)記憶的方式來學(xué)習(xí),課堂的教和學(xué)都枯燥無味,學(xué)生“知其然,卻不知其所以然”。下面是學(xué)習(xí)“網(wǎng)絡(luò)三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)片段,本人在學(xué)生已有知識(shí)的基礎(chǔ)上聯(lián)系實(shí)際重組學(xué)習(xí)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生自主感悟?qū)W習(xí)方法:師:哪位同學(xué)能在白板上試著畫出我們機(jī)房的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖?生甲畫圖;師:不錯(cuò)。哪位同學(xué)進(jìn)行改進(jìn)或畫出另一拓?fù)鋱D?生乙畫圖;師:很好。大家覺得他們畫的圖中缺少什么網(wǎng)絡(luò)硬件?誰(shuí)來補(bǔ)全或畫出新拓?fù)鋱D?生丙畫圖。師:這些圖稍微變形(教師示范把線條延長(zhǎng)等)后可以分幾類?全體學(xué)生分析如何變形,進(jìn)而討論。此時(shí),根據(jù)各班級(jí)的反映不同,可以隨機(jī)應(yīng)變,抓住課堂上的動(dòng)態(tài)生成,引導(dǎo)學(xué)生歸納出網(wǎng)絡(luò)常見的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此過程是相對(duì)開放的,需要根據(jù)學(xué)生答案動(dòng)態(tài)生成相應(yīng)問題。
課堂教學(xué)中要善于聯(lián)系生活實(shí)際,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)鉆研、領(lǐng)悟,在感受和體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中對(duì)信息知識(shí)的意義建構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)生成。
三、類比教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主整理思路,促進(jìn)學(xué)習(xí)方法的動(dòng)態(tài)生成
高中選修《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》中有大量較難理解的知識(shí)點(diǎn),隨機(jī)通達(dá)教學(xué)法針對(duì)結(jié)構(gòu)不良知識(shí)的習(xí)得與遷移有良好效果。
如學(xué)習(xí)“OSI參考模型”內(nèi)容時(shí),針對(duì)OSI參考模型的七個(gè)層次,設(shè)計(jì)了“為日本海嘯受難群眾發(fā)送賑災(zāi)物資”為類比案例。從物理層至應(yīng)用層對(duì)應(yīng)于OSI模型的七層,將抽象的理論理想模型類比為生活中的實(shí)際貨物運(yùn)輸,更易于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解。針對(duì)OSI參考模型中數(shù)據(jù)傳輸過程,設(shè)計(jì)了“收寄淘寶快遞過程”作類比案例。寄快遞需要包上快遞袋、貼快遞單,相當(dāng)于發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)每經(jīng)過一層添加一層協(xié)議;收快遞時(shí)需要拆快遞袋,相當(dāng)于接收數(shù)據(jù)時(shí)每經(jīng)過一層去掉一層協(xié)議。利用簡(jiǎn)單的生活經(jīng)驗(yàn)類比教學(xué),便于迅速習(xí)得知識(shí)。在此基礎(chǔ)上利用“QQ聊天數(shù)據(jù)傳輸過程”進(jìn)行知識(shí)遷徙訓(xùn)練,用所獲得的知識(shí)去分析、思考問題并能在新的情境中靈活運(yùn)用這些知識(shí)。
課堂教學(xué)中,需要設(shè)計(jì)不同的學(xué)生活動(dòng)來分析知識(shí)點(diǎn)。類比教學(xué)易于學(xué)生把握學(xué)習(xí)方法,當(dāng)以不同的目的、從不同的角度、不同的情境下對(duì)同一教學(xué)內(nèi)容反復(fù)練習(xí)時(shí),學(xué)生會(huì)自主整理思路,以達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)不良知識(shí)的獲得與應(yīng)用,促進(jìn)了學(xué)習(xí)方法的動(dòng)態(tài)生成。
四、隱性設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)分析錯(cuò)誤,促進(jìn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)生成
課堂教學(xué)需要精心的預(yù)設(shè),更需要及時(shí)把握教學(xué)過程中的動(dòng)態(tài)生成。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)多進(jìn)行隱性設(shè)計(jì)有利于創(chuàng)設(shè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的各種生成。
如學(xué)習(xí)“IP地址”相關(guān)內(nèi)容時(shí),進(jìn)行了兩處隱性設(shè)計(jì)。一,課前將機(jī)房?jī)?nèi)兩臺(tái)電腦設(shè)置為同一個(gè)IP地址;二,將IP沖突的其中一臺(tái)電腦服務(wù)器設(shè)置參數(shù)(機(jī)房登外網(wǎng)不需要設(shè)置)。學(xué)生登錄后發(fā)現(xiàn)IP地址沖突,老師把這種“不正?!睜顟B(tài)展示給全班同學(xué)看,請(qǐng)大家分析原因。學(xué)生帶著想主動(dòng)解決問題的動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)效率就比較高。當(dāng)利用學(xué)到的知識(shí)把IP沖突解決之后,設(shè)置學(xué)生活動(dòng)——上網(wǎng)查詢IPV4與IPV6的區(qū)別。果然,有學(xué)生反映:不能上網(wǎng)。引出服務(wù)器的設(shè)置,同時(shí)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)了一個(gè)知識(shí)點(diǎn):IP設(shè)置正確僅僅是局域網(wǎng)暢通,若想因特網(wǎng)暢通有時(shí)還需要設(shè)置服務(wù)器。
本案例是特地設(shè)置了隱性設(shè)計(jì),制造教學(xué)機(jī)會(huì)。為了學(xué)生的發(fā)展,不僅要善于抓住各種生成,還要根據(jù)需要設(shè)置隱性設(shè)計(jì),創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)中的各種生成,而教師需要及時(shí)發(fā)掘生成背后潛藏的教育價(jià)值,具有動(dòng)態(tài)生成的課堂才能充滿生命活力。
經(jīng)過課堂教學(xué)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn),靈活運(yùn)用隨機(jī)通達(dá)教學(xué)法能夠營(yíng)造良好的信息環(huán)境,以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主,引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度學(xué)習(xí)知識(shí)、分析問題,進(jìn)而解決問題、評(píng)價(jià)問題。在師生互動(dòng)、生生互動(dòng)中,有效促進(jìn)學(xué)生生命多方面發(fā)展,使得課堂教學(xué)真正成為具有生成性的生命化課堂。
參考資料:
[1]李洪修.新課程學(xué)習(xí)方式的變革. 東北師范大學(xué)教育碩士課程學(xué)習(xí)PPT.
[2]高文.認(rèn)知彈性理論、超文本與隨機(jī)通達(dá)教學(xué). 外國(guó)教育資料,1998(6).
2多學(xué)科相互滲透
生物科學(xué)的另一個(gè)特點(diǎn)在于其與數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)以及工程技術(shù)等多學(xué)科之間的聯(lián)系日益密切,彼此之間相互滲透,互為一體,這種滲透與反滲透作用便推動(dòng)了現(xiàn)代生命科學(xué)的重大發(fā)展。舉例來說,力學(xué)、化學(xué)以及物理學(xué)對(duì)生物科學(xué)的滲透作用產(chǎn)生的結(jié)果便是在此基礎(chǔ)上形成了一系列有重大影響作用的邊緣學(xué)科,例如生物力學(xué)、生物化學(xué)以及生物物理學(xué),由此開創(chuàng)了現(xiàn)代生命科學(xué)的研究新方向。同時(shí)生物科學(xué)對(duì)力學(xué)、化學(xué)以及物理學(xué)的反滲透作用產(chǎn)生的結(jié)果便是新形成類似化學(xué)仿生學(xué)以及物理仿生學(xué)等新興學(xué)科。隨著信息時(shí)代的到來,量子力學(xué)、信息論以及控制論等新興學(xué)科有了飛速的發(fā)展,再其強(qiáng)大的影響力下電子生物學(xué)、生物信息論以及生物控制論等邊緣學(xué)科也得到了更多學(xué)者的關(guān)注與研究?,F(xiàn)代生命科學(xué)與多領(lǐng)域、多學(xué)科之間相互滲透的新特點(diǎn)促使人們學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來充實(shí)自己,不斷汲取多方面知識(shí)擴(kuò)大視野顯得尤為重要,那種只局限于研究自己專業(yè)領(lǐng)域的科技人才將逐漸被社會(huì)所淘汰,隔行如隔山的狀況將不再適應(yīng)于社會(huì)發(fā)展。
3實(shí)驗(yàn)手段更先進(jìn)
隨著人們探索空間與認(rèn)識(shí)領(lǐng)域的不斷深化,理論研究與實(shí)際應(yīng)用也結(jié)合的越來越緊密,實(shí)驗(yàn)手段日趨先進(jìn)與現(xiàn)代化,這是生物科學(xué)現(xiàn)代化發(fā)展的又一個(gè)重要特點(diǎn),更是其不斷進(jìn)步的必要條件與重要標(biāo)志。換句話說,生命科學(xué)只有依賴于實(shí)驗(yàn)技術(shù)與手段的不斷更新才能有飛速的突破與長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)水平與方法手段決定著生命科學(xué)的發(fā)展高度。假如現(xiàn)代生命科學(xué)缺乏先進(jìn)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器,那么其發(fā)展進(jìn)程將受到停滯,甚至一事無成。由此看來,不斷汲取新方法,創(chuàng)新新技術(shù),完成生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的現(xiàn)代化任務(wù)顯得尤為重要。在生命科學(xué)領(lǐng)域,尤其是應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)方面的新技術(shù)、新方法創(chuàng)新,不僅方便人們從細(xì)胞水平上進(jìn)行生物規(guī)律的探究,更有利于推動(dòng)人們從分子水平上對(duì)生命物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究分析,這不僅是現(xiàn)代自然科學(xué)領(lǐng)域?qū)ι锏男抡J(rèn)識(shí),更是人類社會(huì)的歷史性進(jìn)步。
(2)中美高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的互補(bǔ)性和競(jìng)爭(zhēng)性分析
由以上的圖表作分析,生物技術(shù)的貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)力一直不強(qiáng),但是能夠保持貿(mào)易盈余的狀態(tài),并且TCI指數(shù)在緩慢增長(zhǎng);生命科學(xué)產(chǎn)品的進(jìn)出口在我們考察的時(shí)間區(qū)域里,始終處于逆差的狀態(tài),TCI指數(shù)最大為2002年的-0.04,最小為2005年的-0.37;光電子的貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng),普遍在0.8以上;信息與通信和光電子一樣,普遍在0.9以上;電子、尖端材料和柔性制造的競(jìng)爭(zhēng)力從以上的表格中不能做有效的分析,因?yàn)樗鼈兪冀K處于變動(dòng)的狀態(tài),競(jìng)爭(zhēng)力指數(shù)有時(shí)增大有時(shí)減?。缓娇蘸教煸诳疾斓臅r(shí)間范圍內(nèi)基本沒有貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)力,除了2004年TCI指數(shù)達(dá)到正的0.87外,其他年份都在-0.9左右,表現(xiàn)出純粹的進(jìn)口貿(mào)易;武器前三年都變化不大,2004和2005年突然增長(zhǎng)為0.97以上,變動(dòng)有點(diǎn)偏大;在考察的時(shí)間范圍內(nèi)核技術(shù)也屬于相對(duì)比較有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品系列,但是兩國(guó)的貿(mào)易量非常小。如上表所示,我國(guó)和美國(guó)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)貿(mào)易指數(shù)從2002年到2006年總體呈現(xiàn)微弱的下降趨勢(shì),主要以產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易為主,但是貿(mào)易量非常的小,最高也只要達(dá)到2006年的0.8億美元;生命科學(xué)技術(shù)的GL指數(shù)與生物技術(shù)類似,比較特別的是在2005年降到了0.624,但是總體來說,仍然在0.8以上,所以中美的生命科學(xué)貿(mào)易以產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易為主;而光電子則是典型的產(chǎn)業(yè)間貿(mào)易,GL指數(shù)最高時(shí)也只有2004年的0.20,同時(shí)中美的光電子貿(mào)易額處于適中的水平,2002年和2003年貿(mào)易額有比較大的降幅,但是總體仍處于上升的水平;信息與通訊是我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要出口產(chǎn)品,也是貿(mào)易順差的主要來源,從表中可以看出,中美間的信息與通訊屬于典型的產(chǎn)業(yè)間貿(mào)易,GL指數(shù)最高值也只有0.14,同時(shí)該貿(mào)易額呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì);電子類的貿(mào)易也是在上升階段,每年以將近50%的速度在增長(zhǎng),同時(shí)產(chǎn)業(yè)內(nèi)貿(mào)易也很活躍;柔性制造則處于波動(dòng)的階段,貿(mào)易額五年的時(shí)間雖然增長(zhǎng)了一倍,但是總量仍然很小;尖端材料的GL指數(shù)很高,貿(mào)易額雖然比較小,均值只有1.4億美元/年,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,是一個(gè)新興大有可為的產(chǎn)品種類;航空航天和光電子比較類似;武器和核技術(shù)屬于政治敏感的產(chǎn)品,所以無論是GL指數(shù)還是貿(mào)易量變化幅度比較大. (3)中美高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)貿(mào)易的分析與總結(jié)
昌平園大健康產(chǎn)業(yè)“星光熠熠”
作為中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)核心區(qū)的重要組成,中關(guān)村昌平園的政策區(qū)范圍為51.4平方公里,入園高新技術(shù)企業(yè)2400余家。園區(qū)內(nèi)集聚了生命科學(xué)醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)龍頭企業(yè)及中小創(chuàng)新型高新技術(shù)企業(yè)400余家,并擁有世界知名的國(guó)家級(jí)生命科學(xué)園區(qū)“中關(guān)村生命科學(xué)園”。
昌平園目前已成為中國(guó)生命科學(xué)與醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素和產(chǎn)業(yè)資源最集聚的區(qū)域之一,既有中糧集團(tuán)、新時(shí)代健康產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、北大醫(yī)療產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、瑞士諾華制藥、修正藥業(yè)集團(tuán)、揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)等多家大型領(lǐng)軍企業(yè),也有樂普醫(yī)療、萬泰生物、北陸藥業(yè)、亞東制藥等一大批業(yè)內(nèi)知名的科技型中小企業(yè),覆蓋了創(chuàng)新藥物、醫(yī)療器械、保健用品、新型生物醫(yī)藥材料等各個(gè)領(lǐng)域。
此外,園區(qū)內(nèi)還聚集了北京生命科學(xué)研究所、蛋白質(zhì)藥物國(guó)家工程研究中心、生物芯片國(guó)家工程研究中心、瑞士先正達(dá)研發(fā)中心、丹麥諾和諾德研發(fā)中心、國(guó)家蛋白質(zhì)重大基礎(chǔ)設(shè)施北京基地等多家頂級(jí)科研機(jī)構(gòu),初步形成了涵蓋研發(fā)創(chuàng)新、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)銷售和服務(wù)外包等各個(gè)環(huán)節(jié)、較為完善的大健康產(chǎn)業(yè)鏈條。
為推動(dòng)昌平區(qū)以生命科學(xué)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)為核心的大健康產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,在中關(guān)村科技園區(qū)管委會(huì)與昌平區(qū)人民政府的支持下,中關(guān)村昌平園發(fā)起成立了“中關(guān)村昌平園大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”,聯(lián)盟由中關(guān)村昌平園內(nèi)50多家大健康領(lǐng)域的核心企業(yè)及機(jī)構(gòu)組成,包括5家國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)、3家跨國(guó)公司、5家上市公司、2家大型綜合性三甲醫(yī)院、5名院士、5家海外合作機(jī)構(gòu)以及多家金融服務(wù)機(jī)構(gòu)。
六家海外聯(lián)絡(luò)辦公室將整合全球資源
昌平區(qū)區(qū)長(zhǎng)張燕友說,大健康產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)今世界的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),不僅有利于提高人民群眾的生活質(zhì)量和健康水平,而且對(duì)于轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有重要意義。中關(guān)村昌平園大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成立既是一個(gè)里程碑,也是一個(gè)新起點(diǎn),必將為全區(qū)乃至全國(guó)大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力和新的活力。作為屬地政府,將充分依托產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟這個(gè)有效載體,切實(shí)加大協(xié)調(diào)服務(wù)力度,著力創(chuàng)新體制機(jī)制,從審批服務(wù)、金融支持、產(chǎn)學(xué)研合作、科技成果產(chǎn)業(yè)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手,進(jìn)一步完善相關(guān)配套政策體系,積極搭建產(chǎn)業(yè)支撐服務(wù)平臺(tái),為大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一流的環(huán)境。
在“中關(guān)村昌平園大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”成立會(huì)上,昌平區(qū)副區(qū)長(zhǎng)、中關(guān)村科技園區(qū)昌平園管委會(huì)主任蘇貴光代表中關(guān)村昌平園管委會(huì)與“美中醫(yī)藥協(xié)會(huì)”、“美中硅谷協(xié)會(huì)”、加中創(chuàng)新園等5家海外機(jī)構(gòu)授權(quán)代表簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,將在美國(guó)硅谷、美國(guó)新澤西、美國(guó)波士頓,加拿大多倫多,瑞典斯德哥爾摩,韓國(guó)江原道等國(guó)家和地區(qū)建立第一批6家中關(guān)村昌平園駐海外聯(lián)絡(luò)辦公室。聯(lián)絡(luò)辦公室將成為國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和項(xiàng)目進(jìn)入中國(guó)的重要通道,為中關(guān)村昌平園整合全球資源、推動(dòng)園區(qū)高新技術(shù)企業(yè)國(guó)際化發(fā)展提供資源支持,為海外人才、項(xiàng)目來京發(fā)展提供良好的創(chuàng)業(yè)服務(wù)環(huán)境。
為支持昌平區(qū)大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在會(huì)上,中關(guān)村昌平園管委會(huì)與北京銀行簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,將共同搭建政府引導(dǎo)、市場(chǎng)主導(dǎo)、銀企聯(lián)動(dòng)、多方參與的科技金融服務(wù)平臺(tái)。在未來三年內(nèi),北京銀行將為中關(guān)村昌平園的企業(yè)成長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和園區(qū)建設(shè)提供200億元人民幣的授信額度,將把中關(guān)村昌平園推薦的高新技術(shù)企業(yè)選定為重點(diǎn)企業(yè)群體服務(wù),建立企業(yè)貸款的“綠色通道”。
中關(guān)村科技園區(qū)管委會(huì)主任郭洪認(rèn)為,大健康產(chǎn)業(yè)是首都構(gòu)建“高精尖”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要支撐,中關(guān)村科技園區(qū)昌平園產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)明顯,具備了發(fā)展大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的良好基礎(chǔ),他希望大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟充分發(fā)揮好協(xié)同創(chuàng)新的橋梁紐帶作用,促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用各類資源密切合作,進(jìn)一步完善中關(guān)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。
中關(guān)村大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟匯聚100億元投資
中圖分類號(hào):O-31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)10(c)-0164-02
眾所周知,化學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ),它貫穿于人類活動(dòng)與環(huán)境的相互作用之中,與能源、材料、環(huán)境和人類生活緊密相連。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,化學(xué)又滲透到與人類健康密切聯(lián)系的生命科學(xué)領(lǐng)域,而成為21世紀(jì)最富有拓展力和生命力的科學(xué)領(lǐng)域之一[1]。因此,化學(xué)又被稱為是生命科學(xué)的語(yǔ)言。
1 化學(xué)在傳統(tǒng)學(xué)科中的地位
化學(xué)被稱為“中心科學(xué)”,在“數(shù)理化天地生”六門傳統(tǒng)科學(xué)中的占據(jù)重要地位。什么是“化學(xué)”呢?化學(xué)是自然科學(xué)的一種,是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律,創(chuàng)造新物質(zhì)的科學(xué)。
化學(xué)不僅是重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一,也是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)?;瘜W(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科在自身快速的發(fā)展的同時(shí),也推動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。例如,核酸化學(xué)的研究成果使今天的生物學(xué)從細(xì)胞水平提高到分子水平,建立了分子生物學(xué);對(duì)地球、月球和其他星體的化學(xué)成分的分析,得出了元素存在的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了星際空間有簡(jiǎn)單化合物的存在,為天體演化和現(xiàn)代宇宙學(xué)提供了實(shí)驗(yàn)資源,還豐富了自然辯證法的內(nèi)容。在新物質(zhì)的創(chuàng)新性研究中,要想得到精確的物質(zhì)結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行精準(zhǔn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在我國(guó)古代,道家為尋求長(zhǎng)生不老藥煉制“不老仙丹”,甚至希望能“點(diǎn)石成金”,這些聽起來似乎有些不可思議,但從理論上來講,他們卻成了研究物質(zhì)化學(xué)變化的先驅(qū)。前人所用的研究方法即是“實(shí)驗(yàn)”法,只是限于當(dāng)時(shí)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展水平,對(duì)物質(zhì)組成的了解和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握尚不足,導(dǎo)致這些開創(chuàng)性的研究工作成為后人的“笑談”。隨著科技和人類認(rèn)知的發(fā)展,作為我國(guó)四大發(fā)明的“火藥”被發(fā)明。據(jù)記載,“火藥”是煉丹的副產(chǎn)品。此外,陶器和玻璃的發(fā)明與制作都是古人在長(zhǎng)期的生產(chǎn)活動(dòng)中,利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的實(shí)踐活動(dòng)。著名化學(xué)家拉瓦錫,早在200多年前就用定量試驗(yàn)的方法測(cè)定了空氣成分。這些在客觀上為化學(xué)學(xué)科的建立積累了研究基礎(chǔ)。
2 生命科學(xué)的研究范疇及發(fā)展前景
2l世紀(jì)是信息與生命科學(xué)的時(shí)代。那么,何為生命科學(xué)呢?生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。雖然至今學(xué)界對(duì)于生命的概念仍未有清楚的認(rèn)識(shí),但基本上,生命具有與化學(xué)成分同一性的特征,具備嚴(yán)整有序的結(jié)構(gòu),能夠自我新陳代謝并產(chǎn)生應(yīng)激性和運(yùn)動(dòng)等特征[2]。
就生命科學(xué)的起源而言,它并不是近代才產(chǎn)生的。在人類出現(xiàn)文明的初期,生命與非生命的差異就被人類認(rèn)識(shí)到,并開始對(duì)生物進(jìn)行觀察、描述,留下了大量的材料。17世紀(jì)以前,由于科學(xué)技術(shù)水平的限制以及神學(xué)對(duì)人們思想的禁錮,古老的生物學(xué)始終停留在觀察和描述階段。到18世紀(jì),伴隨自然科學(xué)的發(fā)展,生物學(xué)的積累已經(jīng)達(dá)到了一定程度,對(duì)生物進(jìn)行分門別類的研究成為主要課題。19世紀(jì),隨著物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展,新技術(shù)被不斷應(yīng)用于生物研究,使生物學(xué)由描述性的學(xué)科發(fā)展成為實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科。1838―1839年,德國(guó)植物學(xué)家施萊登和動(dòng)物學(xué)家施旺分別通過對(duì)植物和動(dòng)物細(xì)胞的研究,提出了細(xì)胞學(xué)說。這一學(xué)說的提出,使生命科學(xué)的研究由宏觀水平深入到微觀水平,對(duì)于揭示生命運(yùn)動(dòng)規(guī)律起到了不可估量的積極作用。1865年,遺傳學(xué)的奠基人孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀遺傳的兩個(gè)基本定律,標(biāo)志著遺傳學(xué)的誕生。20世紀(jì)初,美國(guó)遺傳學(xué)家摩爾根在基因概念的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出了基因定位于染色的基因?qū)W說,生物學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
到20世紀(jì)后半葉,生命科學(xué)在分子生物學(xué)領(lǐng)域取得了前所未有的突破。具體表現(xiàn)在學(xué)科分支細(xì)化和深化,各近代學(xué)科間的交叉加強(qiáng),從而產(chǎn)生了一系列的邊緣學(xué)科。如研究基因及其表達(dá)的分子遺傳學(xué),研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、生物體內(nèi)化學(xué)變化的生物化學(xué)等等。20世紀(jì)70年代以后,生物工程、克隆技術(shù)、PCR技術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代生物技術(shù)的核心。
3 化學(xué)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)
3.1 化學(xué)學(xué)科分類及研究?jī)?nèi)容
按照學(xué)科分類,現(xiàn)代化學(xué)包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)與高分子化學(xué)等五門學(xué)科。
無機(jī)化學(xué)研究的是除碳?xì)浠衔镏獾囊磺形镔|(zhì);有機(jī)化學(xué)研究的是所有的碳化合物;物理化學(xué)是應(yīng)用物理的原理、方法研究化學(xué)的現(xiàn)象以便用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言定量地描述化學(xué)的有關(guān)信息;分析化學(xué)是定性確定各種物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)以及定量表示物質(zhì)組分的含量;高分子化學(xué)是研究高分子化合物合成和反應(yīng)的學(xué)科,包括各種聚合反應(yīng)理論,新的聚合和改性方法、高分子基團(tuán)反應(yīng)等。
3.2 化學(xué)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)
3.2.1 無機(jī)化學(xué)與對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)
早期化學(xué)領(lǐng)域的研究無不是以無機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)的。如法國(guó)的拉瓦錫、英國(guó)的玻意爾和道爾頓、俄國(guó)的門捷列夫等,他們的研究都是以無機(jī)物質(zhì)的變化、反應(yīng)和性質(zhì)為研究對(duì)象的。20世紀(jì)發(fā)展起來的各化學(xué)理論也是從研究無機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和價(jià)鍵開始的。無機(jī)化學(xué)在自身發(fā)展的同時(shí),與其他學(xué)科的交叉與融合進(jìn)一步加強(qiáng)。無機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)交叉使人們不僅僅關(guān)注技術(shù)配合物與生物大分子相互作用及其模擬,而且從活性分子、活體細(xì)胞和組織等多個(gè)層次研究無機(jī)物質(zhì)與生命體相互作用的分子機(jī)理,熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)平衡、代謝過程,同時(shí),更加關(guān)注生物啟發(fā)的無機(jī)智能材料在生物體自修復(fù)、生物信息響應(yīng)和傳導(dǎo)及生物免疫體系構(gòu)筑中應(yīng)用的研究[3]。
3.2.2有機(jī)化學(xué)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)
有機(jī)化學(xué)學(xué)科是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)學(xué)科,并已滲透到生命科學(xué)領(lǐng)域。有機(jī)化學(xué)在揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)的同時(shí),促進(jìn)了生命科學(xué)等相關(guān)學(xué)科和邊緣學(xué)科的發(fā)展,同時(shí),生命科學(xué)又為有機(jī)化學(xué)的發(fā)展提供了豐富的研究?jī)?nèi)容。生物的多樣性使有機(jī)化學(xué)的研究充滿了活力,有機(jī)分子的生物功能也充分反映了兩學(xué)科之間的同源和緊密聯(lián)系。20世紀(jì)60年代,我國(guó)科學(xué)家在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白質(zhì)―― 牛胰島素,隨后80年代又合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸,這是在揭示生物體生命過程的化學(xué)本質(zhì)上取得的重大成就。
20世紀(jì)后半期,復(fù)雜生命現(xiàn)象的研究進(jìn)入分子水平。從DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)到人類基因組計(jì)劃,有機(jī)化學(xué)的理論和方法在生命科學(xué)的發(fā)展中起了重要作用。美國(guó)著名生物化學(xué)家、諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者阿瑟?科恩伯格指出:“現(xiàn)今分子生物學(xué)的成就其實(shí)屬于化學(xué)”,“生命實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)過程”,“人類的形態(tài)和行為就如同它的起源,它與環(huán)境的相互作用和它的命運(yùn)一樣,都是由一系列各負(fù)其責(zé)的化學(xué)反應(yīng)來決定的”??梢?,有機(jī)化學(xué)在生命科學(xué)的發(fā)展過程中起著非常積極的作用。
3.2.3 生物化學(xué)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)
19世紀(jì)以來,化學(xué)理論和技術(shù)介入到生物學(xué)領(lǐng)域,建立起“生物化學(xué)”這一新學(xué)科。生物化學(xué)是的主要任務(wù)是了解生物的化學(xué)組成和它們的化學(xué)活動(dòng)。生物化學(xué)從早期對(duì)生物總體組成的研究,進(jìn)展到對(duì)生物的各種組織和細(xì)胞成分的精確分析,使得生物學(xué)研究逐漸從宏觀的描述水平深入到微觀的分子水平,極大地促進(jìn)了生物科學(xué)的發(fā)展。
生命科學(xué)基礎(chǔ)研究中最活躍的前沿包括:生物化學(xué)和分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、免疫學(xué)、生態(tài)學(xué)。由這些前沿引伸出的核心問題的探索包括:生命的起源,物種和生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化,遺傳發(fā)育及其在基因組和表觀基因組層面的調(diào)控、蛋白質(zhì)的分類、結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)行為與腦的認(rèn)知等[4],這些核心問題都包含著急待解決的化學(xué)問題。生命科學(xué)和生物技術(shù)的研究與開發(fā)也成為了當(dāng)今世界最為活躍的科技領(lǐng)域。
4 結(jié)語(yǔ)
生命活動(dòng)的基礎(chǔ)是生物體內(nèi)物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng),有學(xué)者認(rèn)為可以“把生命理解成化學(xué)”。雖然,生命過程不能簡(jiǎn)單地還原為簡(jiǎn)單的化學(xué)過程,但研究生命過程的化學(xué)機(jī)理,從分子層次上來了解生命問題的本質(zhì),揭示生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,將會(huì)對(duì)人類認(rèn)識(shí)生命提供基礎(chǔ)。作為本科學(xué)生,不僅要學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)與技能,更重要的是通過學(xué)習(xí)過程訓(xùn)練科學(xué)方法和思維,培養(yǎng)科學(xué)精神和品德。
參考文獻(xiàn)
[1] 杜琳瓏,馮定坤,韋建前.生命科學(xué)與諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)[J]. 黔南民族師范學(xué)院學(xué)報(bào),2006(3):72-74.
我國(guó)生物工程專業(yè)專門培養(yǎng)掌握生物化學(xué)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理,掌握現(xiàn)代生物學(xué)、生化反應(yīng)工程、酶工程、基因工程、發(fā)酵工程等生物工程技術(shù),具有研究和開發(fā)生物化工產(chǎn)品、生物保健品、生物藥品的能力,能夠在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)、新產(chǎn)品研制開發(fā)等工作的高級(jí)科技人才;
生物工程屬于工科,是由微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)等相互交叉發(fā)展而成的一門復(fù)合性學(xué)科,被視為21世紀(jì)三大前沿學(xué)科之一,是生命科學(xué)通向應(yīng)用領(lǐng)域的橋梁學(xué)科。即生物工程是對(duì)生物進(jìn)行創(chuàng)造和設(shè)計(jì),對(duì)生命有機(jī)體按照預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖,在分子、細(xì)胞、組織和個(gè)體等不同層次上進(jìn)行新的構(gòu)思,然后結(jié)合工程學(xué)科的知識(shí)用它們大規(guī)模的生產(chǎn)出各種對(duì)人類有益的生物產(chǎn)品,在醫(yī)藥,農(nóng)業(yè),環(huán)境,能源,采礦等方面,特別是在人體生命科學(xué)方面,有非常突出的作用。
(來源:文章屋網(wǎng) )
作為一位謹(jǐn)慎的科學(xué)樂觀主義者,米歇爾教授首先強(qiáng)調(diào),從古至今,人們一直對(duì)食品生產(chǎn)有各種烏托邦式的期盼??茖W(xué)和技術(shù)總是與食品生產(chǎn)領(lǐng)域中的動(dòng)人承諾和美好期盼相關(guān)聯(lián),并推動(dòng)著食品生產(chǎn)的進(jìn)步??茖W(xué)食品、科學(xué)烹飪、科學(xué)飲食,這些詞匯代表了20世紀(jì)興起的一種理想觀點(diǎn),即科學(xué)和技術(shù)將使人類擺脫自然的不確定性,獲得對(duì)食品的徹底控制?,F(xiàn)代食品科學(xué)向我們承諾,將生產(chǎn)出便宜、健康而美味的食品?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要特征,是大規(guī)模生產(chǎn)、大規(guī)模消費(fèi)的集約化的單一農(nóng)作物種植生產(chǎn)體系迅速發(fā)展。不僅如此,生命科學(xué),特別是基因組學(xué)和營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的最新進(jìn)展,還可能引發(fā)農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)的根本性變革,從基因組層面更好地進(jìn)行糧食生產(chǎn)、食物選擇和搭配。
然而,威脅、風(fēng)險(xiǎn)和不確定性與之俱生。單一種植的商業(yè)化農(nóng)業(yè)可能導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生物多樣性的銳減,無法滿足消費(fèi)者和多元化的需要,還可能破壞自然景觀,危害農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性。新農(nóng)業(yè)和食品技術(shù)的進(jìn)展,可能使人類的一些基本價(jià)值或飲食習(xí)慣受到影響,例如面向特定目標(biāo)群體開發(fā)的食品不能用于非目標(biāo)群體,否則會(huì)出現(xiàn)傷害。特別地,轉(zhuǎn)基因食品的反對(duì)者將這類食品稱之為“弗蘭肯食物(Frankenfood)”,聲稱“科學(xué)技術(shù)對(duì)神奇植物的研究將會(huì)從冒險(xiǎn)性的救贖追求蛻變成地獄之旅,最終將產(chǎn)生自然影響微乎其微的人造食品”。
如何化解生命科學(xué)和技術(shù)在農(nóng)業(yè)和食品產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性呢?米歇爾教授認(rèn)為,實(shí)踐的觀點(diǎn)和商談倫理學(xué)的方法是關(guān)鍵。他指出,生命科學(xué)的近期發(fā)展,使得農(nóng)業(yè)和食品領(lǐng)域的實(shí)踐發(fā)生了一系列變革。生命科學(xué)改變著這些實(shí)踐,并要求修改傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系。例如,健康診斷、健康檢查和健康咨詢,這些過去在醫(yī)學(xué)部門開展的項(xiàng)目也在食品行業(yè)變得普遍起來?;蚪M學(xué)和營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的發(fā)展正在塑造全新的食品概念和食品實(shí)踐,并將模糊食品和藥品的界限。這些新食品實(shí)踐將個(gè)體對(duì)食品的選擇權(quán)賦予健康咨詢顧問、營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和超市經(jīng)理等,并使其與科學(xué)的最新進(jìn)展相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)米歇爾教授的分析,基于營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的食物鏈,技術(shù)和規(guī)范的相互作用具體體現(xiàn)在如下六種實(shí)踐活動(dòng)中:分子生物學(xué)分析與對(duì)基因和功能關(guān)聯(lián)性測(cè)試的科學(xué)實(shí)踐;識(shí)別通常擁有共同基因圖譜群體的科學(xué)實(shí)踐或流行病學(xué)實(shí)踐;基于“從田間到餐桌”、營(yíng)養(yǎng)科學(xué)或設(shè)計(jì)科學(xué)的生產(chǎn)食品和藥品的技術(shù)與科學(xué)實(shí)踐;為消費(fèi)者和患者提供這些食品的服務(wù)中介,包括家庭醫(yī)生、藥劑師、營(yíng)養(yǎng)學(xué)家等的實(shí)踐;超市的實(shí)踐;有關(guān)市場(chǎng)化后的監(jiān)控實(shí)踐,如安全標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施和控制。基于這些全新的實(shí)踐,基因組學(xué)和營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)正預(yù)示著食品個(gè)性化時(shí)代的到來,將以全新的方式密切專家和普通大眾之間的聯(lián)系,凸顯專業(yè)人士和消費(fèi)者/患者之間的新關(guān)系和新的互動(dòng)方式[1]166。借助于基因圖譜,專家可以根據(jù)每個(gè)人的遺傳特性來確定其冠心病的幾率,判別哪些飲食習(xí)慣或哪種類型的食品對(duì)其健康有益,并開發(fā)針對(duì)特定人群的功能性食品。這種定制的方式意味著必須篩選、取樣和儲(chǔ)存消費(fèi)者的個(gè)人信息以便為其準(zhǔn)備個(gè)性化的食譜。總之,將生命科學(xué)和相應(yīng)技術(shù)嵌入社會(huì)實(shí)踐,意味著將科學(xué)的社會(huì)實(shí)踐向其被應(yīng)用的社會(huì)實(shí)踐開放,并尋找這些實(shí)踐和沖突之間的聯(lián)系。
米歇爾教授還以功能性食品為例,對(duì)這種個(gè)性化趨勢(shì)做了多層面的思考。功能性食品可能以某種方式有益于健康或改善一些身體機(jī)能,如減少罹患疾病的風(fēng)險(xiǎn),降低膽固醇水平和血壓等?;蛟S是因?yàn)槟挲g的原因,米歇爾教授對(duì)這類功能性食品大唱贊歌,認(rèn)為基因組學(xué)和相關(guān)的功能性食品引發(fā)了一種從適合每個(gè)人的均衡飲食到專為個(gè)體定制的最佳營(yíng)養(yǎng)飲食的轉(zhuǎn)變。但是,功能性食品并不總是有益無害的。即使像維生素A和D那樣分解脂肪的維生素,在大量服用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生健康問題。所以,功能性食品的開發(fā)和商業(yè)化自然也是公眾辯論的熱點(diǎn)話題。米歇爾對(duì)此總結(jié)道,有關(guān)功能性食品的社會(huì)辯論,除了涉及對(duì)相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)等問題進(jìn)行規(guī)制和監(jiān)管外,還有許多文化層面的考慮。如一些人擔(dān)心食品科學(xué)和技術(shù)所帶來的諸多功能性食品會(huì)毀滅整個(gè)飲食文化,引導(dǎo)消費(fèi)者不為樂趣而只為健康進(jìn)餐,結(jié)果是科學(xué)的食品話語(yǔ)主導(dǎo)了我們的日常飲食生活。還有人擔(dān)心食品和藥品界限的模糊甚至消失可能導(dǎo)致社會(huì)生活或飲食文化的醫(yī)學(xué)化,使社會(huì)個(gè)體越來越依賴于食品專家的設(shè)計(jì),最終使食品生產(chǎn)商變得越來越像藥劑師和醫(yī)生。我們吃東西不再出于樂趣,而是因?yàn)槠浒m量的抗氧化劑或Ω-3脂肪酸,這意味著像味道、口味等的消失和人類飲食文化的豐富多樣性的喪失。米歇爾教授對(duì)此也憂心忡忡,他特別指出:“如果功能食品變得很普遍,這將會(huì)導(dǎo)致徹底的個(gè)性化,其徹底程度遠(yuǎn)超過人們所夢(mèng)想的。這將意味著膳食最終完全消失,每個(gè)人根據(jù)健康和食品科學(xué)的流行觀點(diǎn)只吃有益于他或她健康的東西,這些東西將因人而異。我們的基因圖譜將決定我們吃什么,而不再是我們所屬的文化或個(gè)體的哲學(xué)體系?!?/p>
“技術(shù)時(shí)代我們?nèi)绾勿B(yǎng)活自己”的問題涉及文化價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)和食品的多層意義。米歇爾教授對(duì)這一問題的回答,基于個(gè)體性的自由主義立場(chǎng),側(cè)重于對(duì)生命科學(xué)和基因組學(xué)等科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步對(duì)個(gè)體人飲食方式的影響,這不同于東方文化中集體主義的視角。在東方文化語(yǔ)境中,我們更多采用的功利主義立場(chǎng),將問題的求解域鎖定在如何通過技術(shù)或其他手段來增加食品的總量供給,而不考慮個(gè)體的權(quán)利和對(duì)食品多樣性的選擇權(quán)。不同的文化視角,可能引出不同的倫理主張。東方文化可能將糧食安全(food secu-rity)作為首要的政府責(zé)任或義務(wù)來討論,而米歇爾教授所表達(dá)的西方文化觀點(diǎn)則強(qiáng)調(diào)消費(fèi)者和相應(yīng)的知情權(quán)及選擇權(quán),明確地將食品安全(food safety)和食品多樣性作為政府規(guī)制的第一要?jiǎng)?wù)。