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篇1

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0268-02

生物工程是指諸如化學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)工程、微生物學(xué)以及計算機(jī)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科通過有機(jī)的交叉而逐漸發(fā)展起來的一門具有一定復(fù)雜性并且涉及醫(yī)藥、食品以及輕工等領(lǐng)域的學(xué)科。有人將21世紀(jì)譽(yù)為“生物的世紀(jì)”，隨著生物基礎(chǔ)理論的不斷突破，如何將其余生物工程實踐相結(jié)合，將很大程度上決定了我們未來的某些行為方式。生物工程技術(shù)如今也稱為了最為熱門的科技領(lǐng)域之一，但是現(xiàn)實中，生物工程相關(guān)的拔尖應(yīng)用型技術(shù)人才匱乏非常嚴(yán)重，一方面高?；蛘哐芯繖C(jī)構(gòu)的研究人員具備深厚的理論基礎(chǔ)，但是缺乏工程實踐；但是企業(yè)員工具有非常完善的生產(chǎn)經(jīng)驗，但是理論知識比較匱乏。生物工程產(chǎn)業(yè)的市場空間與現(xiàn)有生物工程專業(yè)先關(guān)人才匱乏之間的矛盾一定程度上也促使了生物工程專業(yè)教學(xué)的改革。在此背景下，2010年6月，教育部就啟動和實施了“卓越工程師教育計劃”，該計劃就是對《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020）》強(qiáng)有力的貫徹實施，也是兩綱要在工程教育上的重點項目，國家也將其作為促使我國又工程教育大國轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ探逃龔?qiáng)國的重要措施。該計劃的目的就是要培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力和工程能力強(qiáng)、能夠適應(yīng)目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變所需要的高質(zhì)量的各類型工程人才，為我國走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略做出積極的貢獻(xiàn)。其中，揚(yáng)州大學(xué)的生物工程專業(yè)入選了教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，在不斷的探索與思考中獲得了很多非常寶貴的經(jīng)驗，本文正是在此基礎(chǔ)上對于生物工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)方案的探索、實施等方面進(jìn)行探討，從而為培養(yǎng)創(chuàng)新型生物工程人才提供理論指導(dǎo)和實踐創(chuàng)新模式。

一、當(dāng)前我國生物工程教育存在的問題

1.課程設(shè)置比例不合理，與市場需求脫節(jié)比較嚴(yán)重。生物工程專業(yè)屬于工學(xué)領(lǐng)域，而生物科學(xué)屬于理學(xué)；前者主要關(guān)注與生物科學(xué)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，是生物科學(xué)的延伸；后者主要探索生物體內(nèi)的科學(xué)問題，是整個生物產(chǎn)業(yè)大廈的根基。從以上分析，可以看出二者關(guān)注的重點不同，因此在高等教育過程中，相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置應(yīng)該能夠充分考慮到二者的特點。但是現(xiàn)實情況是，生物工程專業(yè)的課程設(shè)置理論課的比例嚴(yán)重超過其實踐環(huán)節(jié)的份額。學(xué)生大一學(xué)期除了應(yīng)付諸如高等數(shù)學(xué)、馬克思哲學(xué)、大學(xué)物理、無機(jī)化學(xué)以及有機(jī)化學(xué)等非專業(yè)性課程之外，根本不能接觸到與生物工程相關(guān)的微生物學(xué)、酶學(xué)等課程。從學(xué)生的心理角度分析，我們可以看出這一階段的學(xué)生對于所選專業(yè)的興趣以及好奇被嚴(yán)重的壓制，有的學(xué)生甚至出現(xiàn)了迷茫，最終會導(dǎo)致很多孩子的心理發(fā)生不良的反應(yīng)。其次，及時進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，理論課的學(xué)習(xí)比例仍然過大，學(xué)生應(yīng)對這類考試的方式就是“死記硬背”的應(yīng)試心態(tài)，根本無法從最深處去理解生物科學(xué)知識在實際中的應(yīng)用。最后，生物科學(xué)發(fā)展迅猛，甚至一年內(nèi)就會產(chǎn)生很多具有實際意義的成果，但是很多時候教師的知識背景跟新不快，無法滿足當(dāng)今生物產(chǎn)業(yè)的需求，最終導(dǎo)致誤人子弟。

2.實驗內(nèi)容單一枯燥，學(xué)生實踐環(huán)節(jié)薄弱。生物工程專業(yè)肩負(fù)著為國家培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)，對工程環(huán)節(jié)的了解也非常深入的人才。這類人才的本質(zhì)仍然以實踐為主。但是通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)大部分開設(shè)生物工程專業(yè)的院校未能豐富實驗環(huán)節(jié)內(nèi)容，仍然以生物最基本的實驗為主。雖然基礎(chǔ)實驗是根本，但是現(xiàn)實實踐中，這類實驗不能夠為企業(yè)提供非常實用的技術(shù)建議。長期以往，企業(yè)會對所培養(yǎng)的學(xué)生失去信任。

3.生物工程專業(yè)教師匱乏。雖然我國已經(jīng)有很多院校都已經(jīng)開設(shè)了生物工程專業(yè)，從表面來看，學(xué)校也都配置了相應(yīng)的專業(yè)教師，但是這類教師的教育背景大多數(shù)是理科，工程背景很薄弱；即使某些老師工程背景比較雄厚，但是缺乏比較系統(tǒng)的生物科學(xué)的知識。造成這種局面的主要原因，還是與我國先關(guān)專業(yè)的培育體系有很直接的關(guān)系。

4.實習(xí)基地匱乏，企業(yè)無法提供長期的實地培訓(xùn)。生物工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行的好壞，其實與學(xué)校企業(yè)間的關(guān)系密切相關(guān)。如果企業(yè)能夠在一定程度上真正為生物工程專業(yè)的學(xué)生提供實踐的機(jī)會，那么勢必會造成雙贏的局面，企業(yè)的知名度進(jìn)一步的擴(kuò)大，學(xué)生的生產(chǎn)實踐能力得到顯著的增強(qiáng)；但是顯示情況下，企業(yè)一般會出于技術(shù)保密的考慮，只為學(xué)生提供見習(xí)參觀的機(jī)會，無法從根本上提高咱們學(xué)生的實際動手能力。

二、“生物工程卓越工程師培訓(xùn)計劃”實施的必要性和意義

為了努力培養(yǎng)一批具有國際視野、技術(shù)能力過硬以及具有很強(qiáng)實踐能力的工程技術(shù)人才，教育部于2010年正式啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。該計劃是立足與我國工程技術(shù)人才匱乏這一現(xiàn)實，契合國家走新型工業(yè)化道路，加快培養(yǎng)能適應(yīng)未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。作為《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020）》組織實施的一個重大研究項目，其主要目標(biāo)是面向教育系統(tǒng)培養(yǎng)理論雄厚、工程技術(shù)熟悉的教師隊伍；面向企業(yè)界輸送具有當(dāng)今最新的生物科技知識，具有解決實際生產(chǎn)難題的技術(shù)人才。“生物工程卓越工程師”計劃正式在此基礎(chǔ)上應(yīng)運而生。該計劃實施的主目的地主要是在保證學(xué)生有足夠多的理論背景下，努力創(chuàng)造條件，加強(qiáng)學(xué)生工程實踐、設(shè)計以及創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)。雖然，我國“生物工程卓越計劃”起步晚，經(jīng)驗欠缺，存在的問題還很多，但是我們也相信在我們不斷的摸索中肯定會開出立足本國國情的一條適合自己發(fā)展的道路?！吧锕こ套吭焦こ處煛庇媱澋膶嵤﹦荼貢槲覈~向科技強(qiáng)國注入很強(qiáng)的能量。

三、生物工程專業(yè)卓越工程師計劃實施方案的探討

該計劃實施的關(guān)鍵就是做好“學(xué)校”與“企業(yè)”的良好銜接。因為學(xué)校是提供理論教學(xué)的主要組成部分，企業(yè)擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重任，如何做好二者的銜接關(guān)系到該計劃是否得以有效的實施。

1.生物工程專業(yè)卓越工程師計劃的總體框架。該計劃主要由兩部分組成，分別為校內(nèi)教學(xué)與企業(yè)實踐，前者主要通過設(shè)置合理的專業(yè)，為學(xué)生提供較為全面的理論教育，使得學(xué)生對于生物工程相關(guān)的理論課程有一定深入的理解，比如生物化學(xué)涵蓋了幾乎生物工程先關(guān)問題的所有理論基礎(chǔ)，學(xué)生很有必要對其進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)；后者主要負(fù)責(zé)學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)，各相關(guān)企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的狀況以及所感興趣的領(lǐng)域為學(xué)生設(shè)計合理的企業(yè)實踐環(huán)節(jié)。

2.生物工程專業(yè)卓越工程師計劃的機(jī)構(gòu)設(shè)置。該計劃的實施除了對學(xué)校和企業(yè)的分工進(jìn)行明確之外，還應(yīng)該設(shè)置一個部門，專門對該計劃的實施進(jìn)行監(jiān)督、調(diào)研以及對調(diào)研中所產(chǎn)生的問題進(jìn)行匯總。但是機(jī)構(gòu)設(shè)置會出現(xiàn)一個問題，學(xué)校和企業(yè)本身只是合作關(guān)系，因此為了更好的加強(qiáng)交流，需要在企業(yè)和學(xué)校內(nèi)部均設(shè)置相應(yīng)的部門，由這兩個部門分別對學(xué)校和企業(yè)所承擔(dān)的事物進(jìn)行管理。

3.“生物工程專業(yè)卓越工程師計劃”校內(nèi)培訓(xùn)階段。①“生物工程專業(yè)卓越工程師計劃”學(xué)院的遴選，參與該計劃的學(xué)員均是本專業(yè)排名在年級前10%～20%內(nèi)的優(yōu)秀學(xué)生，經(jīng)過由學(xué)校以及企業(yè)組成的學(xué)員遴選委員會的面試最終入圍該計劃。此外，本計劃的選拔完全是在充分透明的情況下進(jìn)行，符合條件的學(xué)生可以自愿申請，并提交先關(guān)的證明，對通過專家初審的學(xué)生進(jìn)行上榜公布，確定面試名單；最后學(xué)院以及企業(yè)組成的學(xué)員遴選委員會對入圍學(xué)生進(jìn)行面試，然后通過綜合面試成績對學(xué)員進(jìn)行錄取。②“生物工程專業(yè)卓越工程師計劃”校內(nèi)培訓(xùn)方案，本計劃的基本模式就是“3+1”模式，即學(xué)員需要在校內(nèi)完成3學(xué)年的課程學(xué)習(xí)。區(qū)別于其他學(xué)生的課程，該計劃需要設(shè)置針對性比較強(qiáng)的專業(yè)課程。③“生物工程專業(yè)卓越工程師計劃”企業(yè)實踐階段，針對企業(yè)內(nèi)部各部門之間分工的不同，需要參與培訓(xùn)的學(xué)員“先輪崗后定崗”。企業(yè)大多數(shù)實行“先輪崗后定崗”，期待學(xué)員通過這一階段的了解，一方面對企業(yè)有更深入的認(rèn)識，另一方面學(xué)員自己也能找到比較稱心如意的崗位，只有學(xué)員本身對該崗位感到滿意，他才能釋放所有的能量，進(jìn)而做出自身的貢獻(xiàn)。

學(xué)員定崗后，將享受與“正式員工”相同的福利待遇，并且公司也會經(jīng)常舉行相應(yīng)的活動，豐富員工工作外的時光，還能夠增加部門間員工的交流，進(jìn)而提高部門間配合的效率。此外，企業(yè)在為實習(xí)員工給予豐富的福利待遇之外，企業(yè)還應(yīng)該發(fā)揮它的監(jiān)督作用，定期為實習(xí)員工進(jìn)行實踐指導(dǎo)，為其配置“一帶一”企業(yè)導(dǎo)師。該導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)該計劃內(nèi)學(xué)員畢業(yè)課題的選題、開題以及課題的開展等程序。

篇2

生物技術(shù)是應(yīng)用生命科學(xué)研究成果，以人們意志設(shè)計，對生物或生物的成分進(jìn)行改造和利用的技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)綜合基因工程、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、胚胎學(xué)、免疫學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)及計算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，可用于研究生命活動的規(guī)律和提品為社會服務(wù)等。當(dāng)今，越來越多的國家把教育的目標(biāo)放在改善和提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)上，以期適應(yīng)社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展。要提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，生物學(xué)教育意義重大。隨著生物學(xué)的發(fā)展，生物被越來越多的學(xué)生所認(rèn)識。近些年來，以基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅猛，并日益影響和改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。

二、生物教學(xué)與發(fā)展現(xiàn)狀

在1991年公布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》中，與生物有關(guān)的科目有生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)；到1998年，調(diào)整生物學(xué)科，設(shè)置生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)；再到2012年的重新調(diào)整為生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物信息學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物工程。1998年之前，全國生物類專業(yè)本科招生規(guī)模較為穩(wěn)定。自2001年之后，生物學(xué)科的發(fā)展帶動了生物類專業(yè)的招生人數(shù)，由于擴(kuò)招帶來了一系列問題，2005年招生趨于平穩(wěn)。生物技術(shù)專業(yè)近年來就業(yè)率持續(xù)走低，目前面臨的主要問題有：

1.師資隊伍不足、教學(xué)資源欠缺、教學(xué)質(zhì)量下滑。在2002年全國性大學(xué)擴(kuò)招后，生物專業(yè)也不例外，招生規(guī)模訊速擴(kuò)大，隨之出現(xiàn)一系列問題。教學(xué)經(jīng)驗豐富，學(xué)術(shù)水平較高的教師隊伍短缺，高校對教師的評價體系重科研、輕教學(xué)也使得師資隊伍不穩(wěn)定；教學(xué)資源欠缺，特別是直接用于本科教學(xué)的實驗設(shè)備與資金嚴(yán)重不足，影響了教學(xué)質(zhì)量。這些都對高校的教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生了不良影響。在這種情況下，保證教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)成為目前高校生物學(xué)教學(xué)面臨的一個重大問題。

2.高校對于生物專業(yè)的專業(yè)定位不明確。目前，許多高校都設(shè)置了生物專業(yè)，但對其專業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)卻不明確。創(chuàng)新型人才、研究型人才和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)有何區(qū)別、如何定位專業(yè)發(fā)、培養(yǎng)目標(biāo)和在新形勢下如何適應(yīng)，都是高校生物教學(xué)不可回避的問題。

3.本科生與研究生培養(yǎng)銜接問題。生物專業(yè)本科教學(xué)與研究生的培養(yǎng)之間的銜接有很大問題，不利于學(xué)生的繼續(xù)深造，使得學(xué)生的就業(yè)壓力增大，而且不利于生物專業(yè)高級人才的培養(yǎng)。

4.教學(xué)內(nèi)容急需更新。目前，生命科學(xué)的發(fā)展日新月異，知識急速膨脹，新技術(shù)、新理念不斷涌現(xiàn)，而目前的培養(yǎng)方案中專業(yè)課程的學(xué)分和學(xué)時都是十分有限的，并呈壓縮的趨勢；另外，在這種情況下，哪些內(nèi)容是專業(yè)教學(xué)的核心內(nèi)容？隨著科學(xué)的進(jìn)展，學(xué)科的知識體系在不斷變化，在這種情況下教學(xué)內(nèi)容應(yīng)如何更新，已經(jīng)成為高校生物學(xué)教育教學(xué)工作中的亟待研究和解決的課題。

三、改革措施

1.觀念的改變。教改成功的關(guān)鍵是改變教師的觀念。教改首先是改變?nèi)说挠^念和認(rèn)識，然后才能實現(xiàn)真正意義上的教學(xué)改革。對于參與高校教學(xué)改革的人來說，接受有關(guān)的教學(xué)理論，了解新的教學(xué)觀念是十分必要的。生物學(xué)的研究方法和思維方法，是構(gòu)成這門科學(xué)的重要組成部分，是生物學(xué)最精彩的內(nèi)容之一。如果我們在教學(xué)中只告訴學(xué)生生物學(xué)的結(jié)論（科學(xué)中靜態(tài)的部分），而不讓學(xué)生了解科學(xué)研究的思路和接受科學(xué)方法訓(xùn)練（科學(xué)中動態(tài)的部分），學(xué)生就很難真正地認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)和它的全貌。我們也很難實現(xiàn)培養(yǎng)具有良好科學(xué)素質(zhì)、具有創(chuàng)新能力的高水平人才的目標(biāo)。

2.應(yīng)用教學(xué)輔助設(shè)備，激發(fā)學(xué)生興趣。興趣是最好的老師，也是學(xué)習(xí)的動力。教學(xué)方法的靈活多樣，不斷整體優(yōu)化教學(xué)方法，用符合教育規(guī)律的科學(xué)方法及教學(xué)手段，秉承“授之以魚，不如授之以漁”的教學(xué)理念，完善教與學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一，達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)活動中，以多媒體技術(shù)作為現(xiàn)代教學(xué)手段，可以將文字、圖形、聲音、動畫等多種資源整合優(yōu)化。由于其豐富多彩的畫面的切換使學(xué)生置身于教學(xué)中，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，使教學(xué)表現(xiàn)的內(nèi)容更充實，更形象生動，更具吸引力。通過這些形象生動的圖畫和視頻內(nèi)容，學(xué)生對這門課程產(chǎn)生了濃厚的興趣，不但容易掌握和鞏固新內(nèi)容，也激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生感受到生物技術(shù)與日常生活、實際應(yīng)用是息息相關(guān)的一門學(xué)科。

3.教與學(xué)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生主動性。生物技術(shù)概論內(nèi)容涵蓋面廣泛，但教學(xué)時數(shù)有限；在有限的教學(xué)學(xué)時內(nèi)，將所有內(nèi)容都進(jìn)行精講是不現(xiàn)實的。因此，根據(jù)教學(xué)大綱要求，教師可安排一些內(nèi)容讓學(xué)生課后自學(xué)。同時，輔以某種形式進(jìn)行，多可以分成小組形式進(jìn)行討論，或者以正反兩方的形式組織辯論，或者以小組形式選派代表闡述自己的觀點等，通過這種教學(xué)方式，學(xué)生的獨立思考、創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)，并且充分發(fā)揮了其團(tuán)隊協(xié)作能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。

4.多樣化的考核方式?，F(xiàn)如今，許多高校生物專業(yè)只憑借期末考試進(jìn)行考核，忽略了生物專業(yè)的實驗性與操作性。為此，各高校應(yīng)該實施綜合考核方案，將平時成績和期末成績相結(jié)合。將課堂討論、辯論、回答問題等都作為平時成績，同時根據(jù)平時章節(jié)安排、布置了一些相關(guān)的論文開闊學(xué)生視野。這種考核方式的變革，在增加學(xué)習(xí)興趣的前提下，加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新等能力的培養(yǎng)。

5.確定人才培養(yǎng)目標(biāo)。目前，雖然許多高校提出了“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的本科生的培養(yǎng)目標(biāo)，但實際上對生物技術(shù)專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)還是不明確的，這就要求教育者要用更寬廣的眼界，切實把握好生物技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，落實人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展理念。在處理人才培養(yǎng)與社會需求的關(guān)系上，注重培養(yǎng)“有知識、有技術(shù)、懂業(yè)務(wù)、會管理、會開發(fā)，并有市場意識與競爭意識”的“復(fù)合型”人才；在理論與實踐關(guān)系上，加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)課試驗設(shè)計與操作能力、結(jié)果分析與整理能力、文獻(xiàn)查詢與消化能力、生物產(chǎn)品的研發(fā)能力，努力將實驗內(nèi)容、學(xué)位論文和生產(chǎn)實習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來。

參考文獻(xiàn)：

篇3

自20世紀(jì)80年代以來,STS的理念和教育模式作為科學(xué)教育領(lǐng)域內(nèi)的一種新的嘗試得到了世界眾多國家的認(rèn)同,成為世界科學(xué)教育改革的一個重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科學(xué)、技術(shù)和社會)的英文縮寫,是研究科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系,以及科學(xué)技術(shù)服務(wù)于社會生產(chǎn)、生活及發(fā)展的科學(xué)教育思想,它要求學(xué)生懂得科學(xué)知識的應(yīng)用,知道科學(xué)技術(shù)與社會之間的相互影響和作用,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會的意識,并能以正確的價值觀和方法解決科技發(fā)展所帶來的社會問題。

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》在課程性質(zhì)部分明確指出:“高中生物課程將在義務(wù)教育基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。尤其是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力,幫助學(xué)生理解生物科學(xué)、技術(shù)和社會的相互關(guān)系,增強(qiáng)學(xué)生對自然和社會的責(zé)任感,促進(jìn)學(xué)生形成正確的世界觀和價值觀。”

“遺傳與進(jìn)化”是高中生物必修模塊,它是生物學(xué)的一個基礎(chǔ)和核心內(nèi)容,也是生物科學(xué)與社會、個人生活關(guān)系最密切的領(lǐng)域,在本部分內(nèi)容里包含遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)、分子基礎(chǔ)、遺傳的基本規(guī)律、生物的變異、人類遺傳病、生物的進(jìn)化六部分,該模塊主要從細(xì)胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性及生物進(jìn)化的過程和原因。本文以該模塊為切入點,對STS教育在生物學(xué)中的滲透進(jìn)行探討。

一、系統(tǒng)化生物學(xué)知識,在教學(xué)中貫穿STS教育

生物具有嚴(yán)整的結(jié)構(gòu),通過代謝表現(xiàn)為生長、繁殖等生命現(xiàn)象,具有應(yīng)激性,能夠適應(yīng)并影響環(huán)境,因此生物學(xué)的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有著一定關(guān)聯(lián)。在教學(xué)中,教師應(yīng)心中有STS理念,在有意識地引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識、技能的同時,建立起生物科技與社會的教育觀念。

例如:學(xué)習(xí)細(xì)胞分裂知識后,分析細(xì)胞分裂中DNA、染色體變化規(guī)律,推導(dǎo)DNA與生物的遺傳相關(guān),通過“Avery實驗、噬菌體侵染細(xì)菌實驗”證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”,繼續(xù)追問思考:作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備什么條件?為什么DNA可以作為遺傳物質(zhì)?通過了解沃森和克里克成功的奧秘引出DNA結(jié)構(gòu)、功能、中心法則這些遺傳學(xué)的基本知識,由此引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注:人類基因組計劃、中國超級雜交水稻基因組計劃、親子鑒定、基因診斷與治療、生物技術(shù)制藥和研制疫苗、艾滋病病毒的遺傳機(jī)理、基因工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、轉(zhuǎn)基因食品、害蟲和病原體抗藥性形成、干細(xì)胞的應(yīng)用、克隆技術(shù)、人體器官移植、組織培養(yǎng)、朊病毒等,這些都是極好的STS教育素材,教師只要隨心巧用,必可達(dá)到良好的STS教育效果。

可遺傳的變異為生物的進(jìn)化提供選擇的材料,在生存斗爭過程中適者生存,不適者淘汰,有利變異不斷積累和加強(qiáng),推進(jìn)了生物的進(jìn)化,學(xué)生沿著達(dá)爾文的思路,能了解達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說模型,教師提示學(xué)生達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的局限,能激發(fā)學(xué)生深入探究了解現(xiàn)代生物進(jìn)化學(xué)說。不同的物種之間,生物和環(huán)境之間,在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展,即共同進(jìn)化。至此,又很自然地把生物與環(huán)境的相關(guān)知識水到渠成的聯(lián)系起來,在生物與環(huán)境里,生物性污染、生物凈化、生物資源合理利用、綠色消費等又是滲透STS教育的良好素材。

以上的知識梳理只是一個示例,在任何一個模塊的學(xué)習(xí)中,任何一個生物學(xué)的基本概念和規(guī)律的拓展,均可以作為主線將STS生物學(xué)知識框架建構(gòu)。教師心中應(yīng)有生物整體的概念,善于從不同角度把STS教育落實于生物教學(xué)實踐中。

二、穿插應(yīng)用生物科學(xué)史,滲透STS教育

生物科學(xué)史是一部科學(xué)發(fā)展的歷史,它揭示了人類生命科學(xué)的發(fā)展規(guī)律,蘊(yùn)含著豐富的STS教育材料。如孟德爾、摩爾根在經(jīng)典遺傳學(xué)上的貢獻(xiàn)、我國首次人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運核糖核酸、袁隆平兩系雜交水稻法、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提出、《寂靜的春天》帶來的環(huán)保革命等,生物科學(xué)史為我們展示了生物科學(xué)事實、概念、原理、方法,以及技術(shù)發(fā)明的歷史背景、發(fā)展歷程、現(xiàn)實應(yīng)用,對于學(xué)生深入了解生物學(xué)原理、生物學(xué)實驗設(shè)計的基本思路、掌握科學(xué)研究的一般方法,提供了極好的范例,同時,從生命科學(xué)的發(fā)展史來看,每一項成就的獲得無一不是生物學(xué)家們不斷思考、不斷探索,甚至是不斷失敗后反復(fù)實驗而獲得的成功,因此生物科學(xué)史在教學(xué)中的融合,既有助于學(xué)生理解知識和概念,培養(yǎng)科學(xué)思維,形成良好的知識結(jié)構(gòu),理解科學(xué)研究方法,掌握生物科學(xué)概念原理,又有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和形成正確的價值觀。

例如,“基因的分離定律”可以采用以下教學(xué)步驟:(1)問題引導(dǎo),設(shè)疑激趣:簡單解釋“融合遺傳”的觀點,預(yù)測孟德爾豌豆雜交實驗F1會是什么樣顏色?實際結(jié)果F1紫色,與“融合理論”不符合,怎么解釋?(2)設(shè)問:在孟德爾豌豆雜交實驗里為什么F1全是高莖?矮莖消失了嗎?F2為什么會出現(xiàn)3∶1這樣的結(jié)果?是偶然的嗎?怎么解釋孟德爾的發(fā)現(xiàn)?(3)帶著疑問,引導(dǎo)學(xué)生思考孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋;它與“融合理論”的本質(zhì)區(qū)別是什么?孟德爾的解釋是否合理呢?怎么檢驗它的正確性?(4)介紹“假說―演繹法”,指導(dǎo)學(xué)生繪制一對相對性狀的遺傳圖解,理解測交實驗過程,預(yù)測測交實驗結(jié)果,領(lǐng)悟“假說―演繹法”在科學(xué)實驗研究中的價值。(5)師生共同歸納總結(jié)孟德爾基因分離定律的實質(zhì),并組織模擬性狀分離比實驗,體會模型意義。(6)介紹孟德爾定律在生產(chǎn)實踐上的應(yīng)用。通過設(shè)疑探究模擬孟德爾關(guān)于基因分離定律的過程,再現(xiàn)生物學(xué)家的實驗設(shè)計和操作,讓學(xué)生親身體驗和感受科學(xué)探究過程,學(xué)生能夠較好理解基因的分離定律實質(zhì),理解“生物―技術(shù)―社會”之間的關(guān)系,并對“觀察、發(fā)現(xiàn)問題―分析問題、假設(shè)―實驗設(shè)計、驗證―歸納總結(jié)”的一般研究過程有了真實的體驗,實現(xiàn)知識(分離定律)、技能(科學(xué)研究方法)目標(biāo)的達(dá)成。

三、情境創(chuàng)設(shè)、課堂引導(dǎo),落實STS教育

建構(gòu)主義觀點認(rèn)為:知識是從情境和活動中來的,學(xué)習(xí)是在真實的活動和社會性的互動里發(fā)生的,情境教學(xué)是教學(xué)研究中的一個重要問題,所謂“情境教學(xué)”,就是“從情與境、情與辭、情與理,情與全面發(fā)展的辯證關(guān)系出發(fā),創(chuàng)設(shè)典型的場景,激起兒童熱烈的情緒,把情感活動和認(rèn)識活動結(jié)合起來,所創(chuàng)建的一種教學(xué)模式”,即“情境教學(xué)”指的是教師人為“創(chuàng)設(shè)”的情境中所進(jìn)行的教學(xué)。[1]創(chuàng)設(shè)情境的目的或激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,或啟迪思維,總的來說是為實現(xiàn)有效的教學(xué)服務(wù),因此創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境,開展STS教育活動,是生物教師的基本素質(zhì)和能力體現(xiàn)。如學(xué)習(xí)“性別決定和伴性遺傳”的內(nèi)容時,我先給學(xué)生展示一位男明星和一位女明星的照片,設(shè)問:人都是由受精卵發(fā)育而來,為什么有的發(fā)育成雄性,有點發(fā)育成雌性?再講述“色盲的發(fā)現(xiàn)”“月亮的女兒”的故事,提問:色盲和白化病的患病人群有什么不同?為什么會出現(xiàn)這樣的情形呢?面對可能出現(xiàn)的不同的遺傳病,如果你是一個遺傳咨詢師,你怎么給一個懷孕的母親進(jìn)行遺傳咨詢?在這樣創(chuàng)設(shè)的提問情境,學(xué)生產(chǎn)生了價值取向,注意力集中,認(rèn)真思考,為相關(guān)知識的學(xué)習(xí)做好了準(zhǔn)備。隨著一個個問題的解決,學(xué)生較好掌握了知識,同時在假設(shè)的情景里應(yīng)用所學(xué)習(xí)知識分析問題,解決問題,“科學(xué)、技術(shù)、社會”的意識也自然地融入在教學(xué)活動中。

四、活動延伸,課外拓展STS教育

課堂教學(xué)的時間是有限的,因此教師在做好課堂教學(xué)的活動的同時,應(yīng)充分組織學(xué)生圍繞與生物學(xué)有關(guān)的科學(xué)、技術(shù)及社會問題開展以學(xué)生為主體,以實踐性、趣味性為主要特征的活動課,對生物學(xué)課堂教予以必要延伸和拓展補(bǔ)充。如舉辦“基因工程和轉(zhuǎn)基因技術(shù)”“克隆技術(shù)與人類未來”“人類基因組計劃”等專題講座,進(jìn)行“生物與人類未來”“環(huán)境污染”“健康與生命”“健康與營養(yǎng)”等專題調(diào)查,推薦適合中學(xué)生的科普讀物,收集報刊雜志上最新科技發(fā)展動態(tài),開展閱讀競賽活動,進(jìn)行小制作、小發(fā)明、小實驗等豐富多彩的活動。學(xué)生通過活動的參與,能鞏固已學(xué)的生物學(xué)知識,學(xué)和合作與分享,認(rèn)識體會生物學(xué)科學(xué)的重要性,養(yǎng)成關(guān)注與生物學(xué)有關(guān)的社會問題的習(xí)慣,自覺運用生物學(xué)的相關(guān)知識解決人類面臨的社會問題。

當(dāng)今世界,生命科學(xué)日新月異,生物工程、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、人類基因組計劃的研究在環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥生產(chǎn)和疾病預(yù)治等方面發(fā)揮巨大作用的背景下,在新課程理念的指導(dǎo)下,生物教學(xué)與STS教育相結(jié)合,把知識與應(yīng)用、科技進(jìn)步與社會發(fā)展,價值觀與關(guān)注社會的理念融于教學(xué)過程中,能使生物教學(xué)的內(nèi)容更趨于完整。教師應(yīng)立足于社會生活中的實際情況和問題,利用好教材,使學(xué)生能夠積極思考,理解生物科學(xué)與技術(shù)在社會中的作用及反作用,作出判斷和決策,主動學(xué)習(xí),尋求當(dāng)今社會發(fā)展中的生物科學(xué)、技術(shù)運用的最佳方案,培養(yǎng)科學(xué)的價值觀,具有對社會問題進(jìn)行預(yù)測、判斷、決策和解決的能力,使生物學(xué)科教學(xué)真正著眼于每個學(xué)生的全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要,真正全面提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

篇4

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0123-03

環(huán)境微生物學(xué)作為我國高等院校環(huán)境類專業(yè)的必修科目，是一門多學(xué)科交叉的綜合性、實踐性及技術(shù)性很強(qiáng)的重要課程。隨著生物科學(xué)技術(shù)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展日益革新和壯大，這門前沿科學(xué)無疑成為研究和解決當(dāng)今環(huán)境問題的新途徑、新武器[1]。微生物學(xué)實驗技術(shù)作為理論知識與工程應(yīng)用的聯(lián)結(jié)紐帶，鼓舞著專業(yè)人才的科學(xué)創(chuàng)新思維，極大地推動環(huán)境化學(xué)、污染控制工程等領(lǐng)域的發(fā)展[2]。通過微生物學(xué)實驗技能的系統(tǒng)講解和演練，指導(dǎo)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生掌握一門實用的生物實驗操作技能，培養(yǎng)其實驗設(shè)計和動手能力，有效促進(jìn)知識的遷移和轉(zhuǎn)化，較好地服務(wù)于該專業(yè)本科生未來的科研活動和工程實踐。

面對國家全面開展素質(zhì)教育、大力培養(yǎng)創(chuàng)新型就業(yè)型人才的發(fā)展方向，各大高等院校堅持以提高本科教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)教學(xué)、科研、實踐相結(jié)合，根據(jù)學(xué)校條件和專業(yè)背景，建立與社會服務(wù)相融合的特色教育，為培育更具專業(yè)素養(yǎng)和社會競爭力的應(yīng)用型人才而努力[3]。微生物學(xué)實驗作為訓(xùn)練專業(yè)人才基礎(chǔ)操作技能的實用型課程，同環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域有著重要的關(guān)聯(lián)性和輔，因而成為各高等院校環(huán)境類專業(yè)的重要發(fā)展學(xué)科[4]。同時，由于微生物學(xué)特有的微觀性、精密性和抽象性，環(huán)境專業(yè)學(xué)生微生物學(xué)相關(guān)知識和興趣的薄弱，使得教師對該課程整個教學(xué)過程的設(shè)計和把握顯得尤為重要。而傳統(tǒng)的微生物學(xué)實驗教學(xué)活動普遍存在諸多缺陷和需要改進(jìn)的問題，比如：教材教學(xué)資源的陳舊滯后；教學(xué)理論與實際問題聯(lián)系不緊密；學(xué)生積極性、重視程度不高；缺乏課程考核制度；等等。因此，筆者根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)歷及同行反饋意見，對環(huán)境工程專業(yè)微生物學(xué)實驗課程進(jìn)行一系列設(shè)計和改進(jìn)，在此進(jìn)行簡單總結(jié)論述。

1 開放式多元化實驗教學(xué)

傳統(tǒng)的微生物學(xué)實驗教學(xué)中，如細(xì)菌染色、培養(yǎng)基配制和滅菌、菌種分離培養(yǎng)、物理化學(xué)因素對微生物生長影響的觀察等，大都屬于驗證性實驗，著重于強(qiáng)化理論理解和掌握操作流程，未能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性，對未來畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)中面對實際問題造成不利影響[5-6]。開放式實驗教學(xué)講究內(nèi)容、形式、地點的開放，除了增加設(shè)計性實驗的比重，比如各類環(huán)境中（不同空氣、土壤或水中）微生物的接種、培養(yǎng)和測定，完全可以由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，準(zhǔn)備實驗藥品和所需設(shè)備，教師幫助其審核實驗方案的合理性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，認(rèn)真分析實驗結(jié)果，從實驗操作過程中尋找和總結(jié)不同結(jié)果的原因[7]。為此，實驗教師需要注意配備多余培養(yǎng)基或菌液等，對于實驗過程中的失誤或其他影響造成的異常情況，提供修正和彌補(bǔ)的機(jī)會，給予學(xué)生相對自由的實驗空間和條件。同時，可以適當(dāng)拓展設(shè)計性實驗，加入觀摩性實驗環(huán)節(jié)，比如安排實驗與環(huán)境工程專業(yè)實習(xí)體系相結(jié)合，讓學(xué)生自主選擇污水處理廠或者環(huán)境監(jiān)測站等相關(guān)單位，提前接觸認(rèn)知實習(xí)的對象，通過觀察污水廠水質(zhì)變化情況、取樣環(huán)節(jié)及污水處理流程的切身體驗，了解活性污泥中微生物的作用和反應(yīng)原理[8]。

在課程學(xué)時的安排上，教師及時安排學(xué)生對被培養(yǎng)菌種的觀察和記錄時間，提前布置下次實驗內(nèi)容，保證各實驗小組方案的設(shè)計和討論時間。另外，在條件允許的情況下，鼓勵學(xué)生加入教師主持的相關(guān)課題，拓寬專業(yè)思路，從而對想繼續(xù)專業(yè)深造和進(jìn)行科研工作的學(xué)生起到積極的促進(jìn)和引導(dǎo)作用。

2 武裝課程背景，緊跟前沿?zé)狳c

依托環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)體系，本科環(huán)境微生物學(xué)課程的要求尚屬理論學(xué)習(xí)水平，重在掌握操作過程的原理和流程，與實際工程項目的要求相差甚遠(yuǎn)；又鑒于大多數(shù)生物工程技術(shù)仍處在實驗室探索研發(fā)階段，或者依附其他行業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)，純生物工程行業(yè)的人才需求并未擴(kuò)大，而純微生物學(xué)專業(yè)就業(yè)面相對較窄，屬于輔專業(yè)課程，所以學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性不夠高[9]。

首先，從環(huán)境微生物課程相關(guān)理論及實驗教材上講，避免沿用陳舊的教學(xué)材料，借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)拓展課堂內(nèi)容，選擇和側(cè)重與實際問題接軌的內(nèi)容，將國內(nèi)外微生物科學(xué)技術(shù)的前沿進(jìn)展呈現(xiàn)給學(xué)生。教師還可以在原有的課程里增設(shè)環(huán)境生物技術(shù)課程、環(huán)境污染生物修復(fù)技術(shù)等，掌握生物工程在相同的技術(shù)原理下在不同環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，將理論知識和基本技能得到延伸和拓展。同時，鼓勵和督促教師自身不斷學(xué)習(xí)，掌握最新的專業(yè)動態(tài)，保持開闊的眼界和與時俱進(jìn)的科研精神，通過分享國內(nèi)外生物技術(shù)熱點和相關(guān)科技文獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的求學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)對所學(xué)專業(yè)的就業(yè)信心。

3 理論教學(xué)與實際案例相結(jié)合

將實際生產(chǎn)生活的相關(guān)知識點融入課堂教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生在課外有選擇地參與趣味性微生物小實驗，諸如自制酸奶、酒釀、泡菜等利用微生物發(fā)酵原理的日常食物，對常見菌種如真菌、大腸桿菌等作觀察和分析等，通過將微生物原理生活化、生動化，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，使其在體驗微生物與日常生產(chǎn)生活奇妙關(guān)系的同時，將所學(xué)技能融會貫通。在微生物學(xué)實驗教學(xué)的整個過程中，堅持“學(xué)生主導(dǎo)，教師為輔”的原則，放手讓學(xué)生從參與準(zhǔn)備實驗（培養(yǎng)基的制備、滅菌、接種等）到全程設(shè)計和操作，通過自行準(zhǔn)備實驗器具，自主安排實驗時間，熟練微生物實驗基本物品的配備、操作及其應(yīng)用。當(dāng)實驗遇到困難受阻，鼓勵學(xué)生通過調(diào)研和查閱相關(guān)案例文獻(xiàn)來分析和解決問題，啟發(fā)其創(chuàng)新性和設(shè)計性思維，幫助其產(chǎn)生一定的責(zé)任感和成就感，為今后獨立參與相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。

4 充分利用多媒體教學(xué)手段

依托學(xué)?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)系統(tǒng)，把目前互聯(lián)網(wǎng)上優(yōu)秀的微生物實驗教學(xué)資源或者教師自制的視頻、音頻、圖片等收集和整理起來，以多角度、動態(tài)清晰的方式將實驗的全過程提前展現(xiàn)給學(xué)生，豐富了原本枯燥的實驗內(nèi)容，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)及演示的不足，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量[10]。筆者特別推薦將多媒體網(wǎng)絡(luò)資源實施在實驗預(yù)習(xí)階段，尤其對于菌種的分離、接種、平板涂布劃線法等環(huán)節(jié)，配合影像資料，更能寓教于樂，讓他們在實驗預(yù)習(xí)過程中即能得到充分的引導(dǎo)，更加直觀、形象地領(lǐng)會到實驗操作的要領(lǐng)。如果在條件允許的情況下，在后期的實驗考核中，教師可以有選擇地進(jìn)行攝像記錄、動態(tài)試卷等，這樣更加客觀而真實地反映學(xué)生的實際操作能力，進(jìn)而提高課程考核效率。

5 嚴(yán)格保證教學(xué)實驗安全

隨著高校實驗室建設(shè)的大力投入，實驗教學(xué)質(zhì)量的要求提升，實驗室的各項安全管理事宜也顯得尤為重要。為保證教學(xué)科研順利有序地進(jìn)行，保證校內(nèi)師生人身財產(chǎn)安全，加強(qiáng)實驗室設(shè)備及藥品的安全教育和管理，以防各類事故的發(fā)生[11]。高校微生物學(xué)實驗課程主要涉及生物安全、化學(xué)品安全、電氣安全、紫外線輻射及消防安全等。例如：實驗室酒精分類較多，用于清潔雙手的酒精棉球、浸泡鑷子（需沾取氯化汞溶液、75%乙醇等化學(xué)試劑）的酒精溶液等，要求實驗教師嚴(yán)格配制和區(qū)別標(biāo)注，防止混用造成不必要的污染，用后及時洗手消毒，未用完的菌種和培養(yǎng)基等合理保存并記錄使用情況；無菌操作過程中，關(guān)閉門窗，嚴(yán)控課堂紀(jì)律，不得進(jìn)行與實驗無關(guān)的講話、走動、吃東西等行為，防止雜菌污染；紫外照射滅菌過程中，清理超凈工作臺附近人員及物品，避免輻射傷害，以及臭氧對呼吸道的刺激；對于實驗室經(jīng)常使用的高壓滅菌鍋、酒精燈等，要規(guī)范安裝及操作，定期檢查儀器表盤、維修記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時修理，以免發(fā)生爆炸、火災(zāi)等事故。

6 完善考核制度，培養(yǎng)獨立創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)的“課程預(yù)習(xí)—實驗講解及演示—分組操作—記錄實驗結(jié)果—評定實驗報告”教學(xué)模式，不能夠全面、清晰地考察學(xué)生的基礎(chǔ)操作和應(yīng)用能力。就石河子大學(xué)目前的實驗教學(xué)條件看（2個超凈工作臺、8臺顯微鏡、4個分光光度計等使用情況），儀器設(shè)備明顯不足，造成學(xué)生在分組實驗（4人/組）的情況下，得不到充分鍛煉的機(jī)會，導(dǎo)致部分學(xué)生積極性不夠，缺乏獨立思考能力。另外，部分高校實驗課程的成績是依附于理論課程中的，沒有單獨的學(xué)分考評，學(xué)生的重視程度不夠，往往造成眼高手低，動手能力差，實驗收效難以保證[12]。因此，本文堅持“強(qiáng)化操作能力，弱化抽象理論”的考核方案，實行“預(yù)習(xí)設(shè)計（10%）+實驗完成情況（30%）+單獨實驗操作（30%）+實驗設(shè)計方案答辯（10%）+實驗報告（20%）”的評分標(biāo)準(zhǔn)，在促進(jìn)學(xué)生提高實驗?zāi)芰椭匾暢潭鹊耐瑫r，優(yōu)化教學(xué)反饋，便于教師更全面更具體地了解授課效果，調(diào)整教學(xué)計劃、側(cè)重點、難易程度等。

7 結(jié)束語

對于環(huán)境工程專業(yè)本科生，其微生物學(xué)實驗操作技能的提高，以及對日后實際問題的分析和解決能力的提高都不是短期內(nèi)能達(dá)到的，這需要相關(guān)專家和教師根據(jù)自身經(jīng)歷，提出寶貴的整改方案，供同行們不斷實踐、總結(jié)和切磋，更科學(xué)更有效地實施教學(xué)活動[13]。本文對該門課程教學(xué)內(nèi)容、方式、安全措施及課程考核的探索改進(jìn)，打破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的局限性，堅持將提高學(xué)生的實踐操作能力貫穿于整個教學(xué)過程，旨在搭建環(huán)境專業(yè)類背景下微生物學(xué)理論和實踐的橋梁，強(qiáng)化和拓展學(xué)生的專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)學(xué)生完成相關(guān)畢業(yè)論文起到輔導(dǎo)作用，對其在未來工作崗位上應(yīng)對相關(guān)生物學(xué)實驗、分析和研究探索提供一個很好的認(rèn)識和鍛煉機(jī)會。

參考文獻(xiàn)

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篇5

1考試內(nèi)容和課標(biāo)要求一致

普通高中生物學(xué)科新課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，必修的3個模塊《分子與細(xì)胞》《遺傳與進(jìn)化》《生態(tài)與環(huán)境》是現(xiàn)代生物學(xué)的核心內(nèi)容，對于提高全體學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)具有不可或缺的作用?？季V劃定的考試內(nèi)容涵蓋了必修1、必修2、必修3和選修1《生物技術(shù)實踐》、選修3《現(xiàn)代科技專題》共5本教材的內(nèi)容，體現(xiàn)了新課標(biāo)教學(xué)理念，特別突出能力考核，能力立意明顯，在兼顧學(xué)科基礎(chǔ)主干知識和核心概念的考核的同時，更注重對考生創(chuàng)新能力的考核。

2側(cè)重科學(xué)素養(yǎng)考查，聯(lián)系實際，關(guān)注STS

考綱中明確規(guī)定，命題要重視對考生科學(xué)素養(yǎng)的考查，在生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識、科學(xué)探究的方法、獲取新知識和處理信息的能力、思維能力、分析和解決實際問題的能力等方面對考生的表現(xiàn)進(jìn)行測量。重視理論聯(lián)系實際，關(guān)注科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境（簡稱STS）的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3考查四種能力，涉及82個考點和26個實驗

考綱中明確指出，考試的能力要求有四個方面：一是理解能力，二是實驗與探究能力，三是獲取信息的能力，四是綜合運用能力。考試內(nèi)容包含3個必考模塊（67個考點）和2個選考模塊（15個考點）共計82個考點，對考點的要求掌握程度分為Ⅰ級和Ⅱ級兩個層次。Ⅰ級要求對知識點要知道其含義，能夠在試題所給出的相對簡單的情景中識別和使用它們，與課標(biāo)中的“了解”和“認(rèn)識”層次相當(dāng);Ⅱ級要求理解所列知識點和其他相關(guān)知識點之間的聯(lián)系和區(qū)別，并且能夠在復(fù)雜的情景中綜合運用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評價，與課標(biāo)中的“理解”和“應(yīng)用”層次相當(dāng)。各冊教材考查能力要求和內(nèi)容重點如下：

（1）必修1的21個考查內(nèi)容中，有4個Ⅰ級，17個Ⅱ級。Ⅱ級要求主要落在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、代謝和細(xì)胞的分化、衰老和凋亡，其中細(xì)胞的代謝最為重要，而光合作用的過程、影響光合作用和細(xì)胞呼吸的因素為重中之重。

（2）必修2的22個考查內(nèi)容中，有5個Ⅰ級，17個Ⅱ級。除染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異、轉(zhuǎn)基因食品的安全、人類遺傳病3個知識點外，其他全為Ⅱ級，其中細(xì)胞減數(shù)分裂與配子的形成過程、孟德爾遺傳實驗的科學(xué)方法、基因的分離定律和自由組合定律、伴性遺傳、變異在育種中的應(yīng)用等知識點最為重要，是歷年高考考查的重點。命題的區(qū)分度在此部分內(nèi)容中體現(xiàn)得更加突出。

（3）必修3的24個考查內(nèi)容中，有8個Ⅰ級，16個Ⅱ級。Ⅱ級要求的重點在生長素的發(fā)現(xiàn)和作用，神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)與免疫調(diào)節(jié)，種群的數(shù)量變化、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)循環(huán)和能量流動規(guī)律上。

（4）選修1只考查“微生物的利用”和“生物技術(shù)在食品加工及其他方面的應(yīng)用”兩個專題。

（5）選修3有5個專題，但基本上只考查“基因工程”“細(xì)胞工程”和“胚胎工程”，其中“基因工程”和“細(xì)胞工程”是重點。

（6）對26個實驗考查要求參考考試說明中的考試能力要求“2實驗與探究能力”，即要求考生能獨立完成表中所列的生物實驗，理解原理、方法，學(xué)會分析、判斷，還能進(jìn)行簡單的探究。

總體而言，試題考查的知識點與新課標(biāo)要求吻合，體現(xiàn)了高中生物教材和課程對當(dāng)今中學(xué)生物教學(xué)的要求。從“識記、理解、應(yīng)用”三個層次看，重點放在“理解”和“應(yīng)用”兩個層次。試題的素材多為來自生活、實踐和與社會發(fā)展、生產(chǎn)較為密切的新情景、新材料，對考生的理解能力和運用能力的要求提高了。大量的試題以實驗情景設(shè)計，今年考綱中必考的實驗也比大綱版多了，大綱版考查14個，重點考查4個，而課標(biāo)版考查26個，反復(fù)考的有6個。從近年的高考試題來看，考試的內(nèi)容和要求均以考試說明為依據(jù)，認(rèn)真研讀考試說明，并結(jié)合當(dāng)年試題進(jìn)行分析，可以更有效地備考。

此外，考綱對“生物考試內(nèi)容”表中3-1（2）其他植物激素的要求掌握程度也由“Ⅰ級”改為了“Ⅱ級”。類似這樣的新修改內(nèi)容和要求部分，很有可能在今年試題中出現(xiàn)，教師要在復(fù)習(xí)中多關(guān)注。

4試題類型、數(shù)量、賦分與大綱卷相比略有增加

理科綜合全卷總分還是300分不變，但是生物試題的題型、題量和總分與大綱卷明顯不同。課標(biāo)卷的生物試題由6個單項選擇題、4道非選必做題和1道非選選做題組成。單項選擇題分布在I卷的1―6題，每題6分，共36分;非選擇題中的必做題分布在II卷29―32題，共4題39分;非選擇題中的選做題分布在II卷的第39、40題，要求選做其中1道題，賦分15分。課標(biāo)卷生物試題總量比大綱卷增加了2道題（1個單項選擇題和1個選做題），總分由原來的72分提高到了90分。

二、近年來課標(biāo)卷試題特點和高頻考點

1正誤判斷型選擇題的分布明顯增多，重在I級能力考查

下表統(tǒng)計了近4年全國課標(biāo)卷兩套試卷中以正誤判斷形式出現(xiàn)的選擇題題號：

生物Ⅰ卷（選擇題）考查能力要求在Ⅰ級水平，重點是對必修的3個模塊的核心概念和主干知識進(jìn)行識別、區(qū)分和解釋。

2非選擇題中部分探究和實驗分析類試題增多，多為II級能力測試

從上表可見，近兩年課標(biāo)卷的非選擇題中，實驗分析和探究的試題明顯增多。

3非選擇題中的兩個選做題難度有差異

兩個選做題題號為39、40。第39題出自選修1，多為微生物實驗原理、操作及觀察方法和分析，偏向于感性認(rèn)識，容易得分。第40題出自選修3，題目情景多來自于現(xiàn)代高科技題材，偏向于理性思維的考查，難度略大。建議學(xué)習(xí)基礎(chǔ)弱一些的非示范性高中，爭取創(chuàng)造條件開設(shè)選修1課程，做過微生物培養(yǎng)和分離實驗的考生，選做第39題得分率會更高。

4高頻考點集中在5本教材的5個板塊

根據(jù)近三年課標(biāo)卷高考試題考點（詳見表1）統(tǒng)計分析：生物試題題量不多，相對集中在細(xì)胞、代謝、調(diào)節(jié)、生態(tài)和遺傳5個板塊的核心概念和主干知識中。高頻考點集中在必修1的“細(xì)胞的代謝”、必修2的“遺傳基本規(guī)律”、必修3的“生命活動的調(diào)節(jié)、生態(tài)”、選修1的“微生物的培養(yǎng)和利用”、選修3的“基因工程和細(xì)胞工程”。

三、2015年高考備考建議

經(jīng)過第一輪系統(tǒng)復(fù)習(xí)后，考生對教材和知識點有了進(jìn)一步理解，但是對考點及其測試要求不是很明確，進(jìn)入第二輪復(fù)習(xí)后，教師要根據(jù)考試說明要求，幫助學(xué)生抓重點，提高解題能力。從以上分析來看，選擇題以考查理解能力為主，常附有圖表信息，重點考查考生對生物學(xué)基本概念原理的深層次理解和對圖表信息的識別與判斷能力;非選擇題多為實驗設(shè)計和分析說明題，主要考查考生的邏輯推理、綜合運用和語言表達(dá)能力。

建議第二輪復(fù)習(xí)分7個專題進(jìn)行：選擇題專題、實驗題專題、細(xì)胞專題、代謝專題、調(diào)節(jié)專題、生態(tài)專題和遺傳專題。前2個專題是題型訓(xùn)練，后5個專題是重點板塊知識的重構(gòu)與整合。

1先做兩類題型訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握解題的基本方法和技巧

（1）選擇題。生物選擇題全都是單項選擇題，很多學(xué)生不愿多花時間審題，錯選、誤選的情況不少。近年高考的選擇題?？純?nèi)容有：細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能的辨析，質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗的分析和判斷，生態(tài)、免疫、內(nèi)環(huán)境等重要概念區(qū)分以及遺傳變異類型的推測算等。試題特點是題干短、文字少，有的還附圖表，圖表中隱藏著解題信息。如是實驗題，通常附有數(shù)據(jù)表格、曲線或裝置圖、結(jié)果圖，要找準(zhǔn)“題眼”，學(xué)會“破題”，明確題目考查的目標(biāo)知識點。生態(tài)題多是幾個相關(guān)概念或現(xiàn)象的描述，要求考生養(yǎng)成慢讀、細(xì)審、深思后作答的習(xí)慣。

（2）實驗題。實驗題是高考的重點題型?？季V要求考生能獨立完成17個實驗，考試說明指出要理解實驗?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運用，即簡單驗證、觀察、分析和處理，初步探究和簡單評價、修改等。解答實驗設(shè)計題要注意“6依托”，即細(xì)心審題、原理分析、材料分析、變量分析、結(jié)果分析和正確表達(dá)。

近年高考常見的實驗題有4類：實驗分析題――根據(jù)題目提供的實驗方案，分析其中的步驟、現(xiàn)象、結(jié)果，作出解答;實驗方案糾錯或完善題――對實驗方案中的錯誤或不完善處進(jìn)行改正、補(bǔ)充，使實驗方案趨于完善;實驗設(shè)計題（驗證性實驗、探究性實驗）――根據(jù)題目提供的條件，自行設(shè)計實驗方案;實驗有關(guān)的綜合類題――以實驗為背景，主要涉及代謝、遺傳和生態(tài)相關(guān)知識。

考試說明中要求考查的實驗有5類：觀察實驗6個，包括用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞、DNA和RNA在細(xì)胞中的分布、線粒體和葉綠體、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原、細(xì)胞的有絲分裂、細(xì)胞的減數(shù)分裂;模擬實驗3個，包括通過模擬實驗探究膜的透性、模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系、模擬尿糖的檢測;探究性實驗7個，包括探究影響酶活性的因素、探究酵母菌的呼吸方式、低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化、探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用、探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化、土壤中動物類群豐富度的研究、探究水族箱（或魚缸）中群落的演替;調(diào)查類實驗1個，即調(diào)查常見的人類遺傳病;驗證類實驗2個，包括檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)，以及葉綠體中色素的提取和分離。

觀察類實驗中，質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗?？迹ㄈ?014年課標(biāo)Ⅱ卷題4，課標(biāo)Ⅰ卷題4，江蘇卷題15，上海卷題21等）;DNA和RNA在細(xì)胞中的分布和觀察細(xì)胞的有絲分裂（如2014年課標(biāo)Ⅰ卷題29）也有考?？梢?，這3個實驗是考查熱點。觀察類實驗的共同特點是需要使用顯微鏡，有關(guān)顯微鏡操作和裝片制作、觀察方法是復(fù)習(xí)的重點。

探究性實驗在近年高考試題中明顯增多，盡管多數(shù)探究試題并非全程探究，而是部分探究。實驗分析類試題也多是選擇實驗的某個環(huán)節(jié)，要求考生對實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)、實驗操作等作出相應(yīng)解釋。學(xué)生解答這類實驗試題常見的錯誤是實驗設(shè)計科學(xué)性不夠、無法區(qū)分變量（自變量、因變量和無關(guān)變量）、對照實驗設(shè)計不嚴(yán)謹(jǐn)，對實驗觀察方法和分析不到位。教師要應(yīng)用“假設(shè)―演繹”的思路方法，從研究性實驗設(shè)計的基本環(huán)節(jié)入手，引導(dǎo)學(xué)生自行思考、分析、描述實驗。

驗證性實驗的復(fù)習(xí)相對簡單，重點是牢記生物細(xì)胞中三大有機(jī)物的驗證和綠葉中四種色素的提取和分離方法，尤其是理解鑒定試劑的使用方法和特定的顏色反應(yīng)機(jī)理。

模擬實驗和遺傳病的調(diào)查在課標(biāo)卷中很少出現(xiàn)，復(fù)習(xí)時可以淡化。

2再做5個重點內(nèi)容的專題復(fù)習(xí)，重構(gòu)板塊知識，幫助學(xué)生夯實基礎(chǔ)

重點板塊知識的復(fù)習(xí)，主要是幫助學(xué)生重構(gòu)知識框架，加強(qiáng)對核心概念和主干知識的記憶和理解，明晰容易混淆的考點，避免死記硬背書本中的概念。教師要指導(dǎo)學(xué)生參照考綱和考試說明看書，特別是薄弱學(xué)校及學(xué)困生，復(fù)習(xí)階段必須把主要精力花在教材閱讀和分析上，重視回歸教材、夯實基礎(chǔ)。只有在理解知識的基礎(chǔ)上牢固記憶主干知識，才能做到應(yīng)用自如。

如選做題內(nèi)容主要出自“細(xì)胞工程”“基因工程”和“微生物工程”3個專題，可以將這3個專題的知識整合為圖1。

3巧用高考真題、仿真題進(jìn)行模擬訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的題感和節(jié)奏感

篇6

比如我在講授《動物的防御行為》這一課時,先播放一段影視片段“動物的偽裝”給學(xué)生觀看。通過影片的播放,將森林中與環(huán)境融為一體的各種小動物如剛果地衣螳螂、葉尾壁虎、舟蛾、尺蠖、蜥蜴等呈現(xiàn)給學(xué)生。通過這個影視片段,讓學(xué)生猶如置身于自然環(huán)境中,感受到動物對環(huán)境適應(yīng)的普遍性。而學(xué)生在觀看的過程中,對這些小動物絕妙的偽裝嘆為觀止,興趣大增。這樣創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,同時作用于學(xué)生的視覺器官和聽覺器官,能快速吸吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)起他們學(xué)習(xí)的興趣和強(qiáng)烈的求知欲,發(fā)揮出學(xué)生在教學(xué)過程中的主體作用,從而達(dá)到寓教于樂、寓學(xué)于樂的目的。在此基礎(chǔ)上,我就順勢引導(dǎo)學(xué)生探究保護(hù)色、警戒色和擬態(tài)的內(nèi)涵和區(qū)別,學(xué)生參與的積極性空前高漲,爭先恐后地發(fā)言,對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度大大提高,自然也就印象深刻了。

二、利用多媒體的可控性教會學(xué)生有目的地觀察

學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)是初中生物教學(xué)的一項重要內(nèi)容。利用多媒體制作的課件可在教師的控制下,有選擇地再現(xiàn)所學(xué)內(nèi)容。學(xué)生進(jìn)行觀察是一項有目的的活動,但是受初中學(xué)生年齡限制,他們注意力集中的時間往往不長,難以抓住事物的特征,教師可以利用有較強(qiáng)控制性的多媒體中的聲、光、影、色、動畫等來吸引學(xué)生的注意力,延長學(xué)生注意力集中的時間,從而幫助學(xué)生抓住事物的特征,進(jìn)行有層次有目的地觀察。例如在講桃花的結(jié)構(gòu)時,學(xué)生往往想當(dāng)然地認(rèn)為花瓣是花的主要部分,而忽略了對雌蕊和雄蕊的觀察,教師就利用多媒體課件將雌蕊和雄蕊從一朵花中剝離出來,引導(dǎo)學(xué)生觀察,并在屏幕上展示小麥和玉米的花,使學(xué)生認(rèn)識到花的最重要部分是雌蕊和雄蕊。

三、利用多媒體改善教學(xué)手段,突破教學(xué)難點

多媒體課件可以突破時間空間的限制,把生動、鮮明、形象的教學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前,吸引學(xué)生的注意力,培養(yǎng)良好的觀察品質(zhì)。

例如講動物分類特征時,運用攝像鏡頭突破空間的限制,把生活在亞洲的老虎、非洲的雄獅、美洲的獵豹剪接組合到一起來比較,那么貓科動物的特征則不言自明。

再如要介紹家蠶的完全變態(tài)發(fā)育過程,“雌蠶蛾產(chǎn)卵;卵孵化成幼蟲(蠶寶寶);幼蟲化為蛹;蛹再羽化變成成蟲(蠶蛾)”。這一系列過程都是連續(xù)的動態(tài)變化,如果只借助于圖片或投影,同樣是不易真實地表示出動感的,學(xué)生不好想象,難于理解,但是這段內(nèi)容卻是本節(jié)課的重點和難點。為此,我精心剪接了錄像帶中的幾組鏡頭,在稍加講述的基礎(chǔ)上將產(chǎn)卵、孵化、化蛹和羽化這四個過程連續(xù)地展示了出來,使學(xué)生親眼目睹了自然界中這一漫長的變化過程,特別是由蛹到成蟲的羽化過程,錄像中利用了特寫的慢鏡頭使學(xué)生詳細(xì)觀察到了:成蟲的頭首先從蛹?xì)ぶ谐鰜怼詈?那漂亮的雙翅逐漸伸展開來。真是美不勝收,以至于許多學(xué)生都不由自主地發(fā)出了“太妙了”的感嘆聲,從而掀起了教學(xué)活動中的。趁熱打鐵,我進(jìn)一步擴(kuò)展,很自然地就引出了;像“一齡幼蟲”“齡期”“蛻皮”等較抽象的名詞,學(xué)生也很容易就理解了。

四、利用多媒體教學(xué)增加課堂容量,提高教學(xué)效率

電教媒體形聲兼?zhèn)?、動靜結(jié)合、形象鮮明、再現(xiàn)迅速、感染力強(qiáng)、進(jìn)一步提高學(xué)生的多種感官效能,發(fā)揮個體的最大潛能,從而加快知識的理解、接收和記憶過程,從而提高學(xué)習(xí)效率。

例如:七年級生物的入門課“致同學(xué)們”,八年級生物的結(jié)束語“學(xué)習(xí)并沒有結(jié)束”,涉及醫(yī)學(xué)、農(nóng)、林、木、漁等的行業(yè)及生物工程,生態(tài)環(huán)境等課題,內(nèi)容較多,按常規(guī)教學(xué)時間緊效果也不理想,而使用多媒體輔助教學(xué),學(xué)生能在一課時內(nèi)就輕輕松松地獲得了“什么是生物學(xué)?為什么要學(xué)習(xí)生物?生物科學(xué)的發(fā)展和當(dāng)代生物科學(xué)的新進(jìn)展”的有關(guān)知識,了解了克隆羊多利、試管嬰兒的誕生過程,既激發(fā)了興趣又提高了學(xué)習(xí)效率。運用電教多媒體,還可使生物內(nèi)容直觀、生動、形象,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能同時進(jìn)行眼看耳聽,因而能起到鞏固概念,加深記憶的效果。

五、利用多媒體輔助生物教學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識

在生物教學(xué)過程中,要挖掘生物教材中蘊(yùn)含的思想內(nèi)容,把培養(yǎng)學(xué)生良好的思想品德和道德情操作為重要任務(wù)。但是,在課堂教學(xué)中使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,單靠語言來描述,缺乏情景渲染,往往不能使學(xué)生產(chǎn)生共鳴,難以發(fā)揮生物學(xué)科的思想教育功能。而利用多媒體輔助生物教學(xué)可以起到事半功倍的效果。

例如,在學(xué)習(xí)《環(huán)境保護(hù)》時,我搜集近年來環(huán)境惡化的一些資料作成幻燈片向?qū)W生展示:①人類對自然的破壞和環(huán)境污染:某地山林被大量砍伐后殘留的粗大的樹樁實景;黃土高原實景;九江涌污水橫流的實景。②破壞和污染帶給人類的災(zāi)難:沙塵暴、1998長江水災(zāi)、赤潮、酸雨。③珍稀或瀕于滅絕的動植物圖片。這些貼近生活的畫面加上優(yōu)美的語言描述,極強(qiáng)地渲染了課堂氣氛,學(xué)生不僅掌握了生態(tài)平衡被破壞的原因,也身臨其境地理解了環(huán)境保護(hù)和創(chuàng)造良好生態(tài)對人類的重要性,從而激發(fā)起學(xué)生的愛心和環(huán)保意識。

篇7

1　生物技術(shù)的發(fā)展和我國的不足

生物技術(shù)的飛速發(fā)展已使人類進(jìn)入了一個前人難以想象的新時代。隨著人類基因組計劃（HumanGenomeProject，HGP）的實施，人類開始有希望能真正解構(gòu)生命的奧秘。盡管這種探索也許永遠(yuǎn)沒有盡頭。

人類基因組計劃旨在分析測序人類基因組所有的基因，即由A、T、C、G四種堿基構(gòu)成的DNA序列。這項耗資巨大的國際合作工程（由美、英、日、法、德、中國等國家合作）被某些學(xué)者譽(yù)為是“人類為了認(rèn)識自己而進(jìn)行的一項最偉大和最具影響的研究計劃”。當(dāng)然，這并不是說人類基因組計劃的研究就是生命探索的盡頭了。恰恰相反，隨著功能基因組學(xué)（FunctionalGenomics）和醫(yī)藥基因組學(xué)（Pharmacogenomics）等后基因組學(xué)（Postge nomics）和蛋白組學(xué)（Proteomics）的興起，人類對自身的理解又邁向一個新的征程。

伴隨著如此動人的生命科學(xué)探索的又是無限的產(chǎn)業(yè)利潤和商機(jī)。事實上，也正是由于生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)對此計劃的積極參與，才推動了人類基因組計劃的順利與加速進(jìn)行。雖然早在70年代生物技術(shù)公司就已在美國開始建立并運行，但生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)真正的蓬勃發(fā)展還只是在90年代初人類基因組計劃開始實施之后。到今天，在美國共有約1300家生物工程公司，其投資約占世界年總投資130億美元的75%，已累積投入650億美元，所有公司的市值已達(dá)1100億美元。并且，這還并不包括近幾年由傳統(tǒng)的制藥業(yè)跨國公司轉(zhuǎn)變而來的生物技術(shù)公司。

我國的情況卻令人擔(dān)憂。目前，無論是生物技術(shù)研究還是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在世界范圍內(nèi)，我國還處于“跟隨”或“參與”的狀態(tài)，雖然也不乏有突出的例子。比如我國在人類基因組計劃的測序工作中只占大約1%的比例，而美英則占約85%，其中英國占近三分之一。又如我國雖然也有200多家生物技術(shù)公司，但年銷售額上億元的也只有兩家，并且全國生物工程產(chǎn)品的年銷售額總和還不如美國一家中等規(guī)模的生物技術(shù)公司。據(jù)我國專家比較，我國的生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都比美國要晚10～15年。

造成這些不足與落后的原因是多方面的：有歷史的，也有現(xiàn)實的；有體制上的，也有經(jīng)濟(jì)上的。為此，我國也已開始實施一系列改進(jìn)措施，包括中國科學(xué)院的“創(chuàng)新工程”、國家“八六三計劃”、“火炬計劃”、“攀登計劃”等，都收到了一定效果。在產(chǎn)業(yè)界，也已開始借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗，如與研究機(jī)構(gòu)的緊密聯(lián)合、借助于風(fēng)險投資資金、有限公司轉(zhuǎn)為股份公司并上市運行等，也呈現(xiàn)渴望快速發(fā)展的勢頭，前景是堪為樂觀的。

在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展過程中，有一個長期被忽視的問題，嚴(yán)重地影響著我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？梢哉f，如果此問題再不被重視的話，我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)界不僅將要面臨越來越被動、道路越走越窄的局面，甚至還會反過來影響到我國生物科學(xué)研究的發(fā)展。這就是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題。

2　生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)涉及的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)范圍很廣，包括專利、商標(biāo)、版權(quán)（著作權(quán)）、工業(yè)品外觀設(shè)計、商業(yè)秘密和反不正當(dāng)競爭等。其中最具生物技術(shù)特色也最為重要的保護(hù)就是專利權(quán)的保護(hù)。因此本文主要介紹生物技術(shù)的專利保護(hù)問題，并對其他形式的保護(hù)略加介紹。

2.1　生物技術(shù)的專利保護(hù)

依據(jù)當(dāng)今生物技術(shù)的發(fā)展所揭示的生命物質(zhì)的層次，將專利法可能涉及的生命物質(zhì)大致分為五類，分別為：

（1）分子　核酸類分子（如通常討論的基因即DNA分子）、蛋白質(zhì)類分子（如各種細(xì)胞因子、抗體等）、糖類分子、脂類分子或其修飾物（如聚乙二醇修飾的蛋白質(zhì)分子或糖蛋白分子、脂蛋白分子等）。此類物質(zhì)是極為廣泛的一類物質(zhì)，在實際的專利申請中占的比例也最大。

（2）細(xì)胞　以單細(xì)胞為其基本存在單位的生物或細(xì)胞，包括所有細(xì)胞微生物（如細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌等）、動物細(xì)胞和植物細(xì)胞或其轉(zhuǎn)化細(xì)胞、轉(zhuǎn)染細(xì)胞等。疫苗、病毒/噬菌體（亦屬微生物）、其他類基因載體如質(zhì)粒等也可歸入本類。

（3）器官　離體培養(yǎng)的器官如血管、視網(wǎng)膜等。

（4）胚胎　主要指高等動物包括人的胚胎或其嵌合體（chimera）。

（5）個體　包括植物體、動物體，其中主要是轉(zhuǎn)基因的植物體或動物體。

上述物質(zhì)基本構(gòu)成了生命物質(zhì)的全部內(nèi)容。但僅有這些還是不夠的，還需要加上一些針對上述五個層次的生命物質(zhì)的操作方法，如合成、復(fù)制、序列分析、培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染、融合、移植、克隆等。

至此，我們就得到了專利法可能涉及的有關(guān)生物技術(shù)發(fā)明的所有主題（subjectmatter）。

專利主題必須具有可專利性（patentability）。照國際上基本一致的要求，這主要指發(fā)明要具有創(chuàng)造性、新穎性與工業(yè)實用性。如《歐洲專利公約》（EuropeanPatentConvention，EPC）在其第二部分（實體專利法）第一章（可專利性）中就明確規(guī)定了可專利的發(fā)明應(yīng)具有創(chuàng)造性（inventivestep）、新穎性（novelty）和工業(yè)實用性（industrialapplication）。我國專利法也有同樣的要求。國際公約也是如此。如《TRIPs協(xié)議》第27條1款就做了與EPC幾乎一致的規(guī)定，既強(qiáng)調(diào)了專利主題物質(zhì)應(yīng)具有的“三性”，還強(qiáng)調(diào)了發(fā)明不得因發(fā)明地點和技術(shù)領(lǐng)域等而受歧視。

可見，生命物質(zhì)（包括涉及生命物質(zhì)的方法，下同）要受到專利法的保護(hù)，要成為專利法保護(hù)的客體，也一定要具有可專利性的“三性”要求，即具有創(chuàng)造性、新穎性和工業(yè)實用性。

盡管已有既定的標(biāo)準(zhǔn)，但生命物質(zhì)的可專利性判定卻又不像對以前任何其他領(lǐng)域-如機(jī)械、化工與甚至計算機(jī)軟件等領(lǐng)域-的判定那么簡單，只要適用既定標(biāo)準(zhǔn)來判定就可以了。如果是那樣的話，當(dāng)今世界也就不會為是否授予哈佛轉(zhuǎn)基因鼠和“多莉”克隆羊?qū)＠鵂幷摰梅蟹袚P(yáng)揚(yáng)了。經(jīng)過生物科學(xué)界、生物產(chǎn)業(yè)界（包括醫(yī)藥、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域）、宗教界、倫理組織、環(huán)保組織、知識產(chǎn)權(quán)組織和法學(xué)界的積極參與和對各方利益的極力平衡，到20世紀(jì)末，隨著《TRIPs協(xié)議》的廣泛簽署和歐盟于1998年通過《關(guān)于生物技術(shù)發(fā)明的法律保護(hù)的歐洲指令》（以下簡稱《指令》），世界對生命物質(zhì)的專利保護(hù)問題也基本達(dá)成了以下幾點共識。

（1）生命物質(zhì)具有可專利性，當(dāng)且僅當(dāng)它們滿足可專利性的要求（《TRIPs協(xié)議》第27條1款，《指令》第1條1款、3條、4條3款、5條2款）。

（2）動物品種、植物品種和繁殖植物或動物的主要是生物學(xué)的方法不具有可專利性（《TRIPs協(xié)議》第27條3款（b）項，《指令》第4條1款）。但如果有關(guān)的植物或動物發(fā)明不限于特定的植物或動物品種，則不可排除其可專利性（《指令》第4條2款）。

（3）有關(guān)微生物的發(fā)明或其相關(guān)方法具有可專利性，當(dāng)且僅當(dāng)它們滿足可專利性的要求。

（4）對生命物質(zhì)的簡單發(fā)現(xiàn)，如一個基因的DNA序列，不具有可專利性；但若該生命物質(zhì)是從人體中分離而得或由技術(shù)方法生產(chǎn)的，即它們對于公眾來說是不易得的或是非顯而易見的，則不應(yīng)該排除其可專利性，即使其結(jié)構(gòu)與自然狀態(tài)中此生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相同（《指令》第5條1、2款）。

（5）生命物質(zhì)的專利保護(hù)應(yīng)受到道德倫理與公共秩序的制約。此即所謂的“道德條款”。

為適應(yīng)和促進(jìn)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，專利法已在有關(guān)生物技術(shù)發(fā)明的可專利性上做出了相當(dāng)?shù)淖尣?。主要體現(xiàn)在對“三性”標(biāo)準(zhǔn)要求的寬泛解釋上，與以前相比已有很大的變通性。如對于“創(chuàng)造性”的判斷，不再僅以自然界已存在該生命物質(zhì)為排除理由（上述第（4）項），即即使某種物質(zhì)存在于自然界（如人體中），但在其自然狀態(tài)下卻不可能為人們所利用，那么關(guān)于該生命物質(zhì)的發(fā)明則不應(yīng)因其已在自然界中存在而被排除其可專利性（如通過基因工程方法生產(chǎn)胰島素）。同樣“工業(yè)實用性”也已獲得較為寬泛的解釋。由此可見，專利法的調(diào)整已基本使生命物質(zhì)的可專利性問題得到解決。但不可避免地還保留著許多限制。這些限制基本上是出自于道德倫理方面的考慮。如《TRIPs協(xié)議》第27條2款規(guī)定成員國在認(rèn)為有必要保護(hù)其“公共秩序或道德”時排除發(fā)明的可專利性，并進(jìn)一步把保護(hù)“公共秩序或道德”解釋為“保護(hù)人類、動物或植物的生命或健康，或避免對環(huán)境的嚴(yán)重危害”。這在《指令》中有更具體的反映。如《指令》第6條1款與《TRIPs協(xié)議》一樣排除了違反“公共秩序和道德”的發(fā)明的可專利性，并在其第2款以列舉的方式明確排除了以下各項的可專利性：

（a）克隆人的方法；

（b）改變?nèi)说姆N系（germline）的遺傳特征的方法；

（c）為工業(yè)或商業(yè)目的使用人的胚胎；

（d）可能導(dǎo)致動物痛苦而對人類或動物沒有任何實質(zhì)性醫(yī)療利益的改變動物遺傳特征的方法和由這些方法產(chǎn)生的動物。

簡言之，專利法和相關(guān)法律中的這些“道德條款”，就排除了某些有可能危及人類的道德倫理和尊嚴(yán)的生命物質(zhì)或方法的可專利性，從而筑起一道保護(hù)屏障。

總結(jié)當(dāng)今世界對生命物質(zhì)的專利保護(hù)的發(fā)展?fàn)顩r，可以看出，隨著生物技術(shù)的發(fā)展而不斷調(diào)整的專利法，已逐漸敞開了對生命物質(zhì)進(jìn)行專利保護(hù)的大門。雖然出于道德倫理與公共秩序的考慮排除了一些特殊生命物質(zhì)和方法的可專利性，但就總體而言，對生命物質(zhì)的專利保護(hù)已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的世界潮流了，這對生命科學(xué)界、生物產(chǎn)業(yè)界及整個知識產(chǎn)權(quán)界的意義是不言而喻的。

就我國對生物技術(shù)的專利保護(hù)而言，由于我國專利法的立法、司法和執(zhí)法實踐時間都相對較短，經(jīng)驗相對不足，因此在某些方面的欠缺是明顯的。這不僅體現(xiàn)在理論研究上的欠缺，也同樣體現(xiàn)在具體專利管理實踐上的落后。單就立法狀況來看，我國專利法基本與EPC一致。但在具體的實踐中，卻又呈現(xiàn)出相當(dāng)?shù)撵`活性。可以認(rèn)為這種靈活性是必要的，它既是現(xiàn)實實踐的需要，也為我國盡快與國際社會標(biāo)準(zhǔn)接軌積累經(jīng)驗，同時也能保護(hù)我國生物科學(xué)和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

對于植物新品種的保護(hù)，各國情況也不統(tǒng)一，但基本上都由《保護(hù)植物新品種國際公約》（UPOV）加以約束。我國已于1999年4月23日正式成為UP OV公約的成員國。

2.2　其他形式的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)

生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)界與其他產(chǎn)業(yè)界一樣，要想有一個良好的運營秩序并能健康發(fā)展，就一定要有其他多種形式的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。下面略加介紹。

商標(biāo)　根據(jù)《TRIPs協(xié)議》的定義，商標(biāo)是“任何能夠?qū)⒁粋€企業(yè)的商品或服務(wù)區(qū)別于另一個企業(yè)的商品或服務(wù)的符號或符號組合”。正如眾所周知的例子，如CocaCola（可口可樂）、Kodak（柯達(dá)）等，其商標(biāo)本身的價值已達(dá)數(shù)百億美元之巨。這當(dāng)然是多年苦心經(jīng)營的結(jié)果，但也應(yīng)該承認(rèn)它們本身開始即具有的獨創(chuàng)性。在生物技術(shù)公司中也有較好的例子，如Genetech、Amgen等。

商標(biāo)的取得分為注冊取得和使用取得兩種，在不同的國家里有不同的規(guī)定。關(guān)于商標(biāo)管理方面的國際公約有《商標(biāo)國際注冊馬德里協(xié)定》、《商標(biāo)注冊用商品和服務(wù)國際分類尼斯協(xié)定》等，我國分別于1989年和1994年加入。

版權(quán)（著作權(quán)）　主要是對數(shù)據(jù)庫（database）的保護(hù)。DNA序列與蛋白質(zhì)序列的大量測定、對各種遺傳性疾病的分析都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，如何有效地管理與使用這些數(shù)據(jù)（庫），以便既能有效地進(jìn)行科學(xué)與信息的交流，又能保護(hù)自己的經(jīng)濟(jì)利益，就是研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)關(guān)心或者應(yīng)該關(guān)心的問題。著作權(quán)能為此提供一定的保護(hù)。但有關(guān)方面的問題還在爭論中。

工業(yè)品外觀設(shè)計　在我國這亦屬專利的一種。對于生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)而言，這主要可能涉及到產(chǎn)品的包裝問題。不可否認(rèn)，一種新穎與方便使用的包裝會有助于一項產(chǎn)品的推廣。

商業(yè)秘密　包括技術(shù)秘密與經(jīng)營信息。如果一項開發(fā)中的生物技術(shù)不適合申請專利（或者說用技術(shù)秘密的形式可以得到更好的保護(hù)）或者尚不到申請專利的時機(jī)，那么就應(yīng)該采取商業(yè)秘密的保護(hù)方式。我國《反不正當(dāng)競爭法》（第10條）和《TRIPs協(xié)議》（第39條）對此都有規(guī)定。

反不正當(dāng)競爭　對于企業(yè)間的不正當(dāng)競爭行為，受害者可依據(jù)相關(guān)的《反不正當(dāng)競爭法》或相關(guān)的國際公約提起訴訟以求得補(bǔ)償。

篇8

A.理學(xué)類：數(shù)學(xué)類、物理學(xué)類、化學(xué)類、生物科學(xué)類、地質(zhì)學(xué)類、地理科學(xué)類、大氣科學(xué)類、海洋科學(xué)類、力學(xué)類、電子信息類、心理學(xué)類等。

B.工學(xué)類：礦業(yè)類、地質(zhì)類、機(jī)械類、儀器類、材料類、能源動力類、電氣類、電子信息類、自動化類、計算機(jī)類、土木類、水利類、測繪類、化工與制藥類、紡織類、輕工類、交通運輸類、海洋工程類、航空航天類、兵器類、核工程類、農(nóng)業(yè)工程類、林業(yè)工程類、環(huán)境科學(xué)與工程類、生物醫(yī)學(xué)工程類、食品科學(xué)與工程類、建筑類、安全科學(xué)與工程類、生物工程類、公安技術(shù)類等。

C.農(nóng)林類：農(nóng)學(xué)、園藝、植物保護(hù)、植物科學(xué)與技術(shù)、種子科學(xué)與工程、設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、野生動物與自然保護(hù)區(qū)管理、水土保持與荒漠化防治、動物科學(xué)、動物醫(yī)學(xué)、動物藥學(xué)、林學(xué)、園林、森林保護(hù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)、海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)、草業(yè)科學(xué)。

D.醫(yī)學(xué)類：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)類、臨床醫(yī)學(xué)類、口腔醫(yī)學(xué)類、公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)類、中醫(yī)學(xué)類、中西醫(yī)結(jié)合類、藥學(xué)類、中藥學(xué)類、法醫(yī)學(xué)類、醫(yī)學(xué)技術(shù)類、護(hù)理學(xué)類。

E.管理學(xué)類：管理學(xué)、信息管理與信息系統(tǒng)、工商管理、市場營銷、會計學(xué)、財務(wù)管理、人力資源管理、旅游管理、行政管理、公共事業(yè)管理、勞動與社會保障、農(nóng)林經(jīng)濟(jì)管理、農(nóng)村區(qū)域發(fā)展、圖書館學(xué)、檔案學(xué)等。

F.經(jīng)濟(jì)學(xué)類：經(jīng)濟(jì)學(xué)、國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易、財政學(xué)、稅務(wù)、保險學(xué)、貿(mào)易經(jīng)濟(jì)、金融工程、國民經(jīng)濟(jì)管理、信用管理、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)學(xué)、體育經(jīng)濟(jì)、投資學(xué)、環(huán)境資源與發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)、海洋經(jīng)濟(jì)學(xué)。

G.法學(xué)類：法學(xué)、理論類、社會學(xué)、社會工作學(xué)、國際政治、政治學(xué)與行政學(xué)、思想教育學(xué)、外交學(xué)、治安學(xué)、偵察學(xué)、邊防管理學(xué)。

H. 教育學(xué)類：教育學(xué)、學(xué)前教育、特殊教育。

I.軍事類測量工程、車輛運用工程、船艇指揮、彈藥工程、導(dǎo)彈工程、導(dǎo)航工程、地雷爆破與破障工程、地圖學(xué)與地理信息工程、電力工程及其自動化等。

很多同學(xué)容易把理工科混為一談，不清楚二者的關(guān)系和區(qū)別。理科是基礎(chǔ)科學(xué)，基礎(chǔ)科學(xué)原創(chuàng)成果的數(shù)量和質(zhì)量決定著國家的科學(xué)水平；工科是應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的原理，結(jié)合生產(chǎn)實踐所積累的技術(shù)經(jīng)驗而發(fā)展起來的學(xué)科，各類工學(xué)人才直接推動著我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工程技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。理科和工科在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位都是非常重要的。由于學(xué)科的特點，理科專業(yè)的數(shù)量和培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)量要比工科的少，但更要求精益求精。理科專業(yè)的同學(xué)可以在研究生階段轉(zhuǎn)入工科學(xué)習(xí)，由于有堅實的理科做基礎(chǔ)，無論是學(xué)習(xí)還是工作都更得心應(yīng)手。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域，理和工的聯(lián)系越來越密切。同學(xué)們在選擇專業(yè)時應(yīng)注意兼顧理科專業(yè)的基礎(chǔ)、工科專業(yè)的發(fā)展趨勢，確定長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)。此外，要注意管理學(xué)類、法學(xué)類、教育學(xué)類部分專業(yè)在招生時更側(cè)重文科生。

理科生的就業(yè)現(xiàn)狀

（Status of employment）

理科生的就業(yè)現(xiàn)狀相對文科生來說要好很多，但由于近年來高校招生人數(shù)的不斷增長，導(dǎo)致高校畢業(yè)生也在持續(xù)增加，那么相應(yīng)的理工科畢業(yè)生人數(shù)也越來越多，這使得很多理工科專業(yè)崗位的需求正在向“日趨飽和”的方向發(fā)展，因此，就業(yè)前景也不容樂觀。再加上近年來海歸人數(shù)的不斷增多，更加劇了就業(yè)壓力。

面對這樣的狀況，理科生們要想在本科畢業(yè)時輕松順利地就業(yè)，就一定要弄清楚什么才是自己的核心競爭力。

理科生的核心競爭力

（The core competence

對于理科生來說，專業(yè)是其核心競爭力，甚至比學(xué)校的名氣更重要。為什么這么說呢？原因有三。

1.專業(yè)技術(shù)性更強(qiáng)

對于理工科專業(yè)來說，培養(yǎng)的內(nèi)容技術(shù)性強(qiáng)，行業(yè)的社會分工非常明確，對于大多數(shù)理科學(xué)生來說，將來主要也是從事技術(shù)工作。而對于用人單位來說，不論是行業(yè)內(nèi)的龍頭國企還是民營企業(yè)，招人考慮的最重要因素也是大學(xué)生的技術(shù)能力。綜上所述，理工科學(xué)生的技術(shù)能力是個人發(fā)展的最重要的衡量指標(biāo)。

2.院校行業(yè)性更強(qiáng)

任何一個理工科院校都有自己的行業(yè)背景，不論是綜合型理工科院校（重慶大學(xué)，電力、建筑、制造工業(yè)）還是典型的理工科院校（西北工業(yè)大學(xué)，航天、航空、航海）.二本層次中的西安理工大學(xué)（水利水文行業(yè)）、昆明理工大學(xué)（資源行業(yè)），這些院校都有非常明確的行業(yè)背景。因此，這些院校的相關(guān)工科專業(yè)不但具有非常好的行業(yè)需求，同時也具備極強(qiáng)的專業(yè)培養(yǎng)能力。必須指出的是，理工科專業(yè)的學(xué)生將來轉(zhuǎn)型的機(jī)會更多，不論是考研換專業(yè)，還是從技術(shù)型工作到管理型工作的轉(zhuǎn)型。由于理工科專業(yè)的學(xué)習(xí)難度本身就很大，所以理工科學(xué)生的學(xué)習(xí)能力更強(qiáng)，以至于在將來的學(xué)習(xí)和工作中，理工科學(xué)生更容易適應(yīng)變化的環(huán)境。

篇9

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，通過生物實驗教學(xué)等方式，能促進(jìn)學(xué)生掌握生物學(xué)的基礎(chǔ)原理和提高實驗技能，特別是在積極推進(jìn)新課改的條件下，對于初中生物教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力和思維能力，促進(jìn)手腦并用等方面提出更高的要求。

一、在實驗中訓(xùn)練學(xué)生的思維操作技能

思維操作技能包括分析、綜合、比較、抽象和概括等幾個步驟。在生物實驗中要實現(xiàn)對某生命現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)識，就要對實驗中的感性材料進(jìn)行一系列的思維操作才能實現(xiàn)。首先，是對要研究的事物進(jìn)行分析。根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，任何一個生命體或一種生命現(xiàn)象都是由部分、層次、要素組成的開放的有序整體。對于這樣一個整體如果囫圇吞棗地研究是無法進(jìn)行的，只有將其分解，才能一部分一部分地研究，深入其內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)。在頭腦中把整體分解為部分而進(jìn)行逐個研究的過程就是分析。在頭腦中把生命體的各部分，把生命現(xiàn)象的各個方面和屬性聯(lián)合起來，形成對生命體和生命現(xiàn)象整體的認(rèn)識，這就是綜合。比較，是把生物各部分構(gòu)造、功能和某些屬性加以對比，并確定它們之間的異同點。這就為進(jìn)一步認(rèn)識生命的本質(zhì)和規(guī)律、進(jìn)行抽象和概括打下基礎(chǔ)。

二、在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

觀察是人對客觀事物的一種生動的感性認(rèn)識形式，它往往通過多種感覺器官的聯(lián)合活動，并在思維的參與下進(jìn)行的。在觀察時，必須對觀察者預(yù)先提出一定的目的或任務(wù)，擬定一定的計劃，按計劃仔細(xì)地觀察，提出問題，尋求某種答案，這樣才能保證注意力集中在所要觀察的事物中。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的觀察方法和求實態(tài)度觀察能力的提高，有賴于正確的觀察程序和方法，教會學(xué)生用正確的方法進(jìn)行觀察，對培養(yǎng)學(xué)生觀察力是很有必要的。先整體觀察后局部觀察教師要指導(dǎo)學(xué)生全面進(jìn)行觀察，抓住事物的各個方面及其發(fā)展變化的全過程，這樣才能達(dá)到認(rèn)識事物的目的。對比觀察是運用縱橫比較進(jìn)行觀察，同中求異或異中求同。對比觀察能使學(xué)生從平常的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)不平常的東西，從相似的事物中找出差異以及從差異中找出共同點或因果關(guān)系。重復(fù)觀察為了保證觀察結(jié)果的可靠性，觀察的次數(shù)要多，否則就難以區(qū)分偶然發(fā)生和一貫現(xiàn)象，也就是巴甫洛夫所說的“觀察、觀察、再觀察”，他深刻地揭示了觀察的嚴(yán)肅性和科學(xué)性。

三、師生互動，提高

實施“師生互動”，作為教師，一定要了解學(xué)生的發(fā)展水平，從學(xué)生的實際出發(fā)，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的興趣和求知欲望，讓他們通過自己的實踐和心理、情感、體驗，提高分析問題和解決問題的能力。這樣，才能使學(xué)生進(jìn)入積極思維的狀態(tài)之中去。例如，在學(xué)習(xí)“伸肘和屈肘”時，可事先激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科技制作“肘關(guān)節(jié)模型”。課堂上，教師不急于講解，而是先展示掛圖和模型，同時演示自己的上肢，讓學(xué)生一邊實驗一邊分析，爾后產(chǎn)生共鳴。因此，教師可以綜合運用情景激發(fā)，師生互動，直觀演示，將模型、掛圖及自己的上肢對照起來，逐一指出肘關(guān)節(jié)、肱二頭肌、肱三頭肌、尺骨、橈骨等各結(jié)構(gòu)的位置及名稱，再演示部分結(jié)構(gòu)的作用，讓學(xué)生仔細(xì)觀察和探討，從而得知伸肘和屈肘動作就是這樣完成的結(jié)論。這種開放性的課堂，學(xué)生興趣高漲，這樣的課堂，真正的師生互動，促使學(xué)生自主構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，完成認(rèn)識上的飛躍。在這樣高昂的激情下，順便讓學(xué)生再分析健康體育課上的引體向上、俯臥撐等動作的完成就是如此的輕而易舉了。如初中生物學(xué)中的《血液循環(huán)》一課，這是生物知識的重點、難點?！堆貉h(huán)》的教學(xué)目標(biāo)是體循環(huán)和肺循環(huán)的途徑，以及血液在循環(huán)途徑中發(fā)生的變化。根據(jù)這個目標(biāo)和媒體的功能，我選擇的做法是：首先，讓學(xué)生用手摸到自己的心臟，感受心臟的跳動，然后對照心臟模型，講述其結(jié)構(gòu)。其次，觀看flas，依次展示：①心臟的結(jié)構(gòu)（四個腔及瓣膜）；②與心臟四個腔相連通的血管；③體循環(huán)、肺循環(huán)路線；④在循環(huán)過程中血液成分發(fā)生的變化，用紅色表示動脈血、藍(lán)色表示靜脈血。這樣將復(fù)雜的血液循環(huán)整體分解成一個個知識點，循序漸進(jìn)，依次顯示，學(xué)生思路清晰，教學(xué)效果很好。最后，觀看血液循環(huán)錄像，全面認(rèn)識，加深理解。從以上教學(xué)步驟可以看出，課堂教學(xué)在目標(biāo)指導(dǎo)下將各種媒體協(xié)調(diào)配合、各展所長、互為補(bǔ)充，運用多種手段向?qū)W生傳遞知識信息，從而使學(xué)生感知全面，理解深刻，既掌握了知識，又培養(yǎng)了能力。

四、推進(jìn)開放式教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)思路

開放式教學(xué)就是廢止傳統(tǒng)的“封閉式”的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，代之以差異的、動態(tài)的、開放的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。教學(xué)目標(biāo)是動態(tài)的、開放的，教學(xué)內(nèi)容是動態(tài)的、開放的，教學(xué)組織形式也是動態(tài)的、開放的。這相對傳統(tǒng)教學(xué)中滿堂灌、注入式的方法，嚴(yán)重束縛學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)展的教學(xué)模式有著巨大的進(jìn)步。初中生物課程的開放式課堂教學(xué)是由課程本身決定的，因為生物課程本身就是一個更新速度快、不斷發(fā)展完善的學(xué)科，需要以開放的理念對待。初中生物課程的開放式課堂教學(xué)環(huán)節(jié)包括：教學(xué)目標(biāo)的開放、教學(xué)資源的開放、教學(xué)時間和空間的開放、作業(yè)的開放、評價的開放等五個方面。比如學(xué)習(xí)綠色植物相關(guān)部分內(nèi)容時，教師就可以利用開放式教學(xué)進(jìn)行，把學(xué)生帶進(jìn)大自然中，讓學(xué)生親自觀察不同類型綠色植物的異同，比如一年生和多年生植物的異同；草本和木本植物之間的異同；單子葉與雙子葉植物之間各器官的區(qū)別等等，通過親自觀察，加強(qiáng)印象；在環(huán)境的污染與保護(hù)的教學(xué)中，把學(xué)生帶到校外，讓學(xué)生自己調(diào)查研究環(huán)境污染的原因以及給人類的影響，在學(xué)生能真正理解環(huán)保的重要性后制定環(huán)保措施等等，加深理解；考核方式也可以采取開放式，把考場挪到大自然之中，通過對學(xué)生實驗操作技能、科研的素養(yǎng)、科研的態(tài)度等方面的考核來衡量學(xué)生成績。

總之，教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，采用多種不同的教學(xué)策略和方法實現(xiàn)課程目標(biāo)。一切有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，讓學(xué)生能生動活潑的進(jìn)行學(xué)習(xí)的教學(xué)策略和方法都應(yīng)該提倡。真正實現(xiàn)知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價值觀三位一體的全面發(fā)展的目標(biāo)。

篇10

摘要：目的探討現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究中的應(yīng)用。方法分析現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)成分產(chǎn)生途徑、化學(xué)反應(yīng)、合成和生產(chǎn)三個方面的應(yīng)用。結(jié)果現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究過程中比傳統(tǒng)研究方法更具有優(yōu)勢，為中藥化學(xué)研究開辟一條嶄新的途徑。結(jié)論中藥化學(xué)研究應(yīng)當(dāng)充分吸收和利用現(xiàn)代生物技術(shù)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù) ； 中藥化學(xué)

中藥是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)用以防治疾病的重要武器，其產(chǎn)生功效的物質(zhì)基礎(chǔ)是中藥所含的化學(xué)成分。中藥化學(xué)的研究在中醫(yī)藥學(xué)的現(xiàn)代化、國際化及中藥產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中具有極為重要的作用［1］。其研究過程中通常要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)理論和成果，應(yīng)用當(dāng)代最新技術(shù)和方法來進(jìn)行?，F(xiàn)代生物技術(shù)是以生物體系(個體、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器、基因)和生物工程原理來生產(chǎn)生物產(chǎn)品，培育新的生物品種或提供社會服務(wù)的綜合性生物科學(xué)技術(shù)，在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域。現(xiàn)代生物技術(shù)將是推動中藥現(xiàn)代化的強(qiáng)有力的重要技術(shù)之一［2］，并且在中藥現(xiàn)代化研究中得到應(yīng)用?，F(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究中也有應(yīng)用，但這方面研究大多分散在其他研究當(dāng)中，尚未見到報道對這方面有系統(tǒng)的分析，而且研究中藥化學(xué)的人通常從化學(xué)角度入手，很少涉及到生物技術(shù)。本文就現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究中的應(yīng)用進(jìn)行一個比較全面系統(tǒng)的分析。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)成分產(chǎn)生途徑研究中的應(yīng)用

中藥化學(xué)成分大多是藥用植物在生長時期進(jìn)行的一系列新陳代謝過程中形成和積累的，絕大部分是代謝次生產(chǎn)物，它們的產(chǎn)生往往有幾種到幾十種酶的參與，合成途徑非常復(fù)雜。中藥化學(xué)成分產(chǎn)生途徑的研究要借助于酶工程、基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)來研究中藥化學(xué)成分生物合成途徑。研究中藥化學(xué)成分的生物合成途徑不僅可以有助于這些化學(xué)成分的仿生合成，而且還可以人為地對這些化學(xué)成分的合成進(jìn)行生物調(diào)控，有利于定向合成所需要的化學(xué)成分，是整個中藥化學(xué)研究的基礎(chǔ)。國際上這方面的研究已經(jīng)逐步深入。Heide等在遼寧紫草的細(xì)胞培養(yǎng)中，研究了與紫草寧生物合成相關(guān)的酶類，初步確定了紫草寧生物合成的關(guān)鍵酶是對羥基苯甲酸牦牛兒基轉(zhuǎn)移酶(Phydroxybenzoate geranytransferase) ［3］。Okada等［4］分離出了某種黃連細(xì)胞中的編碼(S)四氫小檗堿氧化酶的基因，并進(jìn)行序列分析。國內(nèi)這方面的研究起步較晚，但也取得一些成果。中國科學(xué)院植物研究所葉和春研究員課題組已克隆出青蒿素生物合成途徑中四個關(guān)鍵酶基因，構(gòu)建了不同啟動子下的Cad和PP基因植物表達(dá)載體，通過液氮凍融法等技術(shù)建立了二元載體系統(tǒng)［5］。利用基因技術(shù)研究紅豆杉屬植物中抗癌化合物紫杉醇產(chǎn)生途徑中關(guān)鍵酶環(huán)化酶已經(jīng)取得應(yīng)用。吲哚生物堿合成過程的關(guān)鍵酶異胡豆苷合成酶(SSS)，它催化次番木鱉苷和色胺縮合反應(yīng)生成異胡豆苷。在萜類化合物(如倍半萜合成酶和二萜合成酶)和苯丙基類化合物(如查耳酮合成酶)的基因工程研究也取得了一定的進(jìn)展。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用

中藥化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜，廣泛存在于藥用動植物的生長采收階段、炮制加工、中藥制劑、臨床調(diào)劑煎煮等中藥產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)。中藥化學(xué)研究的很重要方面就是研究其化學(xué)反應(yīng)。現(xiàn)代生物技術(shù)在此方面的應(yīng)用，給中藥化學(xué)反應(yīng)的研究開辟一條捷徑。

2.1 羥基化反應(yīng)羥基化發(fā)應(yīng)是中藥化學(xué)反應(yīng)的一個重要類型，在中藥化學(xué)成分生物合成途徑中的乙酸丙二酸途徑（acetatemalonate pathway ，AAMA途徑 ）和甲戊二羥酸途徑（mevalonic acid pathway， MVA途徑）中都存在羥基化反應(yīng)。傳統(tǒng)羥基化反應(yīng)需要大量的反應(yīng)步驟和催化劑，過程復(fù)雜，大規(guī)模生產(chǎn)成本高。現(xiàn)在利用現(xiàn)代生物技術(shù)，就可以避免上述問題。通過培養(yǎng)具有部位特異和立體特異性羥基化烯丙位C=C雙鍵的能力以及區(qū)別底物的不同對映體并選擇性地對其中之一進(jìn)行羥基化的能力的植物細(xì)胞培養(yǎng)物，在分子中的不同部位進(jìn)行立體選擇性氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化外源底物，從而實現(xiàn)羥基化。例如長春花(Catharanthus roseus)的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物可將香葉醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通過其戊基側(cè)鏈羥基化為一系列的單羥基化異構(gòu)體，再轉(zhuǎn)化為抗真菌代謝物5，3羥基新二羥基香芹醇［6］。

2.2 還原反應(yīng)中藥化學(xué)成分的變化通常都存在還原反應(yīng)。常見的包括羰基還原反應(yīng)、C-C雙鍵的還原反應(yīng)、硝基還原反應(yīng)等方面。現(xiàn)代生物技術(shù)在這些方面有著廣泛的應(yīng)用。利用細(xì)胞培養(yǎng)可以將醛和酮轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醇，羰基發(fā)生還原反應(yīng)；C=C雙鍵加成其他成分，發(fā)生C=C雙鍵還原反應(yīng)；硝基被還原，發(fā)生硝基還原反應(yīng)。例如長春花細(xì)胞懸浮培養(yǎng)得到的全細(xì)胞，通過其過氧化物酶胞外分泌到培養(yǎng)基中，可以使進(jìn)攻羰基表面發(fā)生還原反應(yīng)，使羥基化合物在具羥基基團(tuán)的部位具有活性［6］；眼蟲Astasia longa細(xì)胞培養(yǎng)物能夠產(chǎn)生2種烯酮(enone)還原酶，可以還原香芹酮的C=C 雙鍵，該反應(yīng)具有部位特異［6］；北洋金花（Datura innoxiu）、長春花以及Myrophyllum屬植物細(xì)胞培養(yǎng)物都能夠?qū)NT(2，4，6trinitrotoluene)經(jīng)過硝基還原反應(yīng)生成ADNT(2，4，6aminodinitrotoluene) ［7，8］。

2.3 糖基化反應(yīng) 糖基是中草藥的重要生物活性物質(zhì)之一，由其衍生的苷類化合物，常為中草藥的有效成分。糖基化反應(yīng)可以使不溶于水的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄曰衔?，許多中藥成分的理化性質(zhì)與生物活性發(fā)生較大的變化，因此具有很重要的意義。糖基化反應(yīng)利用傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)或化學(xué)合成很難做到，不過利用現(xiàn)代生物技術(shù)就可以比較容易完成。例如：丁酸具有體外抑制腫瘤生長和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化的作用，但是其在哺乳動物系統(tǒng)中半衰期很短，人們通過懸浮培養(yǎng)的灰葉煙草Nicotianaplumbaginiofia細(xì)胞糖基化得到其糖苷，半衰期大大增加，可以開發(fā)為抗癌新藥。

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2.4 氧化和環(huán)氧化反應(yīng) 中藥化學(xué)成分在自然條件或人為條件下，經(jīng)常會發(fā)生氧化或環(huán)氧化反應(yīng)，這些反應(yīng)有一些具有利用價值，通常被利用的如醇類成分被氧化成醛或酮，繼而被氧化成酸；含有酚羥基成分的物質(zhì)，被氧化縮合；環(huán)氧化反應(yīng)可以用于具有細(xì)胞毒性的倍半萜烯的結(jié)構(gòu)修飾?，F(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用，可以人為地調(diào)節(jié)和控制以上的反應(yīng)。例如：利用細(xì)胞培養(yǎng)，可以將醇轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的醛和酮；莪術(shù)Curcuma zedoaria細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物可以完成大根香葉酮(germacrone)的環(huán)氧化反應(yīng)；Pras等［9］研究發(fā)現(xiàn)，在Mucuna prllFICIIS的細(xì)胞培養(yǎng)物中由酚氧化酶催化可以生成一個非常重要的藥用化合物7，8二羥基一 N二n丙基2氨基四氫化萘(7，8dihydroxyNdinpropyl2aminotetralin) 。

3 現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)成分合成和生產(chǎn)中的應(yīng)用

中藥所含有的化學(xué)成分，通常含量都不高，而且含有大量的非藥用部分和雜質(zhì)成分，給中藥化學(xué)成分的提取和分離帶來很大的難度，有的中藥生長時期很長，產(chǎn)量很低。隨著人類需求的急劇增加，單靠傳統(tǒng)的從野生或種植的中藥材中提取，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，因此需要對中藥化學(xué)成分進(jìn)行人工合成，或者通過人工技術(shù)提高其純度和產(chǎn)量。中藥活性成分一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常有多個不對稱碳原子，利用化學(xué)合成來進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾存在著得出率低、反應(yīng)專一性差、副產(chǎn)物多等缺點，既費事費力又效果不佳。近年來，以微生物為反應(yīng)器進(jìn)行中藥活性成分的生物轉(zhuǎn)化和生物合成，有望為這類中藥活性成分的獲得提供新的途徑。中國藥科大學(xué)研究人員利用微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)成功地在嗎啡類似物蒂巴因的14位碳原子上定向引人了羥基，使其鎮(zhèn)痛活性提高了100倍以上［10］。有些中藥化學(xué)成分在植物體內(nèi)的含量非常少，化學(xué)合成和半合成也不太理想，可以通過現(xiàn)代生物技術(shù)的控制，生產(chǎn)這類有效物質(zhì)?，F(xiàn)在已經(jīng)研究成功的有利用細(xì)胞懸浮技術(shù)培養(yǎng)具有抗癌活性但生長期漫長且含量極低的紅豆杉的活性成分紫杉醇、紫草的有效成分紫草寧色素、三白草的活性成分金絲桃苷、具有抗腫瘤作用的長春花的活性成分長春堿和長春新堿等，利用固定化細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)一些有效成分如黃酮、葸醌、各種色素和生物堿等［11］，利用毛狀根培養(yǎng)長春花、煙草、紫草、人參、曼陀羅、顛茄、丹參、黃芪、甘草和青蒿等40多種植物的有效成分［12］。 綜上所述，現(xiàn)代生物技術(shù)在中藥化學(xué)研究過程中比傳統(tǒng)研究方法更具有優(yōu)勢，為中藥化學(xué)研究開辟了一條嶄新的途徑。在中藥化學(xué)研究中應(yīng)當(dāng)充分吸收和利用現(xiàn)代生物技術(shù)。

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