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導語:在生命科學和生物科學的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。
近年來生命科學的飛速發展過程中最顯著的特點就是其研究空間的擴大化,它不僅在宏觀方面研究各個生物體內的器官以及組織結構聯系;自然界個體與群體、群體之間及其與外在環境間的內在聯系;生態系統及其內部物質循環、能量交換。同時由于生物體存在物質層次性,各個生物大分子中又包含著碳、氫、氧等各種各樣的原子,甚至原子內又存在電子、質子和中子等物質。因此分子生物學研究應運而生,現代生物科學日趨向微觀世界進軍,并出現了一門新的電子生物學學科。由此可知,隨著生物科學理論與其相關實驗的多方面結合,諸多生命物質疑團將在微觀分子研究中得到合理解釋,人類對生命的認識將進一步深化,其控制和改造生物的能力也將顯著提高。
2多學科相互滲透
生物科學的另一個特點在于其與數學、力學、化學、物理學、天文學、地質學以及工程技術等多學科之間的聯系日益密切,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了現代生命科學的重大發展。舉例來說,力學、化學以及物理學對生物科學的滲透作用產生的結果便是在此基礎上形成了一系列有重大影響作用的邊緣學科,例如生物力學、生物化學以及生物物理學,由此開創了現代生命科學的研究新方向。同時生物科學對力學、化學以及物理學的反滲透作用產生的結果便是新形成類似化學仿生學以及物理仿生學等新興學科。隨著信息時代的到來,量子力學、信息論以及控制論等新興學科有了飛速的發展,再其強大的影響力下電子生物學、生物信息論以及生物控制論等邊緣學科也得到了更多學者的關注與研究。現代生命科學與多領域、多學科之間相互滲透的新特點促使人們學習更多的知識來充實自己,不斷汲取多方面知識擴大視野顯得尤為重要,那種只局限于研究自己專業領域的科技人才將逐漸被社會所淘汰,隔行如隔山的狀況將不再適應于社會發展。
3實驗手段更先進
隨著人們探索空間與認識領域的不斷深化,理論研究與實際應用也結合的越來越緊密,實驗手段日趨先進與現代化,這是生物科學現代化發展的又一個重要特點,更是其不斷進步的必要條件與重要標志。換句話說,生命科學只有依賴于實驗技術與手段的不斷更新才能有飛速的突破與長遠的進步,科學實驗的技術水平與方法手段決定著生命科學的發展高度。假如現代生命科學缺乏先進的現代化實驗儀器,那么其發展進程將受到停滯,甚至一事無成。由此看來,不斷汲取新方法,創新新技術,完成生物科學實驗手段的現代化任務顯得尤為重要。在生命科學領域,尤其是應用化學、應用物理學方面的新技術、新方法創新,不僅方便人們從細胞水平上進行生物規律的探究,更有利于推動人們從分子水平上對生命物質的微觀結構以及運動規律研究分析,這不僅是現代自然科學領域對生物的新認識,更是人類社會的歷史性進步。
4結束語
隨著《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》及《普通高中生物課程標準(實驗稿)》的頒布,新一輪的基礎教育課程改革正在越來越廣闊的范圍展開,給傳統的中國基礎教育帶來了前所未有的沖擊。新課程標準在基本理念、課程目標、課程內容、課程評價、教學建議等方面都有了較大變化,同時在教學的內容要求上也有了較大的突破,新課改的理念之一就是“注意學科滲透,關心科技發展”,新增內容的教學要求雖不高,卻有助于彌補生物教學長期存在的不足。
我國新一輪課改也適當加大了前沿生物知識的比重,在確保基礎性的前提下,對教學內容進行了一定的揚棄。如何讓生命科學前沿知識更好的服務高中生物教學,如何把握前沿知識和基礎知識的過渡和銜接,如何通過前沿知識向學生傳達生物科學的研究方法和思考方式,更好的服務基礎知識的教學,是每個生物教師都在思考的問題。
以下是本人在三年的新課改背景下在實際教學工作中摸索出的幾點心得和體會:
一、了解當代生物科學的發展方向,化繁為簡,幫助學生構建生物學科學習的脈絡
當代生物科學在朝著微觀和宏觀兩個方面向縱深發展。在微觀方面,主要是在分子水平上研究生命過程和現象;在宏觀方面,主要是生態學的研究,特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關注。正如鄒承魯院士《生物學走向21世紀》一文所言,“當前凡是研究生命現象的學科,不可避免地要深入到分子水平去進行本質規律的探討,這使分子生物學很快就滲入生物學的各個領域,改變了整個生物學的面貌;同時也對醫學和農業科學及其應用產生了巨大的影響。生物學的全新面貌最突出地表現在出現了一系列新的分支學科,如分子遺傳學,分子細胞學,分子分類學,分子神經解剖學,分子藥理學、分子病理學,分子流行病學等等,影響到生命科學的所有領域,即使生態學、古生物學和分類學也不例外。……作為生命體基本單位的細胞,和作為生命活動最高形式的神經活動是現代生物學研究的最活躍的領域,但是今天,這兩門學科由于采用了分子生物學的新的研究思想和新的研究手段而獲得新的生命力,研究步伐大大加快,與分子生物學一起發展成為當代生物學研究的三大熱點。”(《面向21世紀生命科學發展前沿》,廣東科技出版社,1996,p.20)。
新課改分為必修本和選修本,構成知識涉及到生物學知識的方方面面,在學習開始之初就向學生介紹生命科學前沿的方向,除了可以培養學生的學習興趣,還可更好的幫助學生構建學習脈絡。而生物學科學習的方向可結合生命系統板塊的教學展開,即緊貼課本有拓展知識范圍。
二、關注生物科學的發展對課程理論的影響,使學生熟悉生物科學的研究方法
生物科學對課程理論的影響主要表現在思想方法上,并且正處于日益彰顯的過程中。課本的設置也體現這樣的亮點,模型構建、歸納演繹法、假說推理法、數理統計、原來大學甚至是研究生階段才能接觸到的研究方法、思維方式紛紛引入中學課本。
前沿知識紛紛引入中學課本,課堂上接觸的是讓學生眼前一亮的高科技、新發展,學生不僅能了解這些前沿知識,還能了解這些新知識的來龍去脈,發現歷程和研究方法,知道真理在被無限接近,不斷修正,自然學習起來興趣高漲。
三、讓生物課程反映生物科學的發展,讓學生了解生物科學的前沿
(一)讓學生了解生物科學的前沿發展,全面提高科學素質
關于什么是科學素質,國內外學者提出了不少大同小異的定義。《美國國家科學教育標準》認為,“所謂有科學素養是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和文化事務、從事經濟生產所需的科學概念和科學過程。有科學素養還包括一些特定門類的能力。”國內不少學者提出更為簡明的定義,即科學素質包括科學知識、科學的過程和方法、科學態度、科學精神、科學價值觀、科學的思維習慣和行為習慣。根據前面的論述可以看出,生物科學前沿知識不僅在自然科學中的地位和作用不斷提升,而且在認識論、方法論和世界觀等方面都具有獨特的價值,因此,生物科學前沿對于全面提高學生科學素質是非常重要、不可或缺的。
(二)了解課程內容中基礎知識的更新和生物科學前沿知識發展的關系,更好的把握教學
關鍵詞:生命科學;發展;人類生活;影響;分析
科學的發展與人類的生活需要息息相關,尤其是生命科學的發展,對人類的生產、生活和健康的影響是非常巨大的。生物科學技術直接關系到與人民生活、衛生、健康密切相關的農業、醫藥衛生、食品工業和化學工業的發展,同時對環保、能源等科學技術的發展也有很大的滲透、交叉作用,能夠產生難以估量的社會效益和經濟效益,現代生物技術的開發和應用將對二十一世紀的人類生活產生廣泛而深刻的影響。
一、生命科學概述
1、生命科學的概念。生命科學即生物學,是通過分子遺傳學為主的研究生命活動規律、生命的本質、生命的發育規律,以及各種生物之間和生物與環境之間相互關系的科學,最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。生命科學研究不但依賴物理、化學知識,也依靠后者提供的儀器,如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離心機、X-射線儀、核磁共振分光計、正電子發射斷層掃描儀等等,舉不勝舉,生命科學學家也是由各個學科匯聚而來,學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科[1]。
2、生命科學的產生和發展。自從有了人類,就有了生命科學,早期對生物的觀察既是生命科學的開始,也是對生命現象研究的開端,后來人們對生物學的興趣從簡單觀察轉向了實際應用,例如對動、植物的馴化和飼養,但這些觀察和應用的目的都是為了滿足人類自身食物和住所的實際需求,而并非有意識的探索[2]。由此可見,生命科學是在人類的生活實踐中自發產生的,早期最為引人矚目的生物學研究者是希臘哲學家亞里士多德,他對生物體進行了大量的觀察,深刻地解釋了許多自然現象。他研究了多種水生生物的生命史和自然史以及雞的胚胎發育,開始了生物科學的第一次飛躍和革命。盡管這些研究還只是代表著生物研究的最初階段,但這是人類開始有意識地將它作為一門學科來進行的研究,所以亞里士多德被稱為“動物學之父”。
二、生命科學的發展對人類生活的影響
1、對倫理道德中公平觀的影響。傳統倫理道德上的公平,是指普遍存在的一種人與人、人與自然、人與社會之間合理享有的基本價值,如自由、自尊、機會、榮譽等的倫理道德關系和倫理道德要求,強調對于所有的人來說都具有作為人的共同點,在此范圍內他們是公平的,同樣它也要求生命科學的研究和應用要有公平性,而生命科學的發展卻給這種倫理道德觀的破壞提供了可能。根據當代分子生物學研究的進展,遺傳學家們發現原以為與遺傳背景無關的諸多疾病,甚至性格特征、行為方式等性狀已被證明與遺傳背景有關[3]。譬如武斷的個性60%源于遺傳背景,具有XYY型染色體的男性容易犯罪。把人們原有的“人生而平等”的觀念轉換為“人生而有優劣不同”,從而帶來基因歧視的問題。當人類有能力選擇下一代的基因成分而制造“完美嬰兒”時,社會中現存的有缺陷的人會更容易受到歧視,他們的尊嚴也會受到打擊;再譬如,由于世界各國對基因圖譜的公開和共享達成了共識,個人的基因信息將不可避免的成為像身份證上的信息一樣公開化,這對于那些被檢測出有基因缺陷的人來說,就有可能遭受到來自社會各方的歧視。
2、解決環境污染問題的有效武器。隨著工業的迅速發展,環境污染問題已成為世界范圍內的難題。解決環境污染的方法有物理法、化學法和生物法三類,其中生物法應用最為普遍。在污水處理、大氣凈化和環境監測等方面正在廣泛使用生物技術。特別在二十世紀七十年代以后,人們發現了許多具有特殊降解能力的細菌,它們分別含有具有不同降解特點的降解質粒或代謝質粒,在生物工程技術的幫助下,已培育出分解性能高并在混合系統中能夠占優勢的菌種,如利用重組DNA技術把甲苯質粒中的甲苯降解基因和萘質粒中的萘降解基因在大腸桿菌中克隆,獲得的多質粒細菌降解石油的效率會大大提高;又如通過生物工程技術培養的新細菌,可以把污染物中的有機汞轉變成金屬汞,以用于處理含有機汞的廢水,同時回收金屬汞,從而化害為利,變廢為寶;再如細菌浸礦在采銅和采鈾工業中得到應用,經生物技術改造的細菌,不但對金屬的親合力強,耐酸、耐熱和抗金屬毒性能力都得到提高,既可以降低生產成本,又可以降低對環境的污染[4]。
3、有效解決了能源危機。再生能源是能夠成為二十一世紀能源的一個必要條件,所謂再生能源,是指不隨本身的變化或被利用而日益減少的能源,如風能、海洋能、地熱能、太陽能等,它們可以從自然界源源不斷地得到補充。與其相反,非再生資源的化石燃料、核燃料是隨著被人類利用而逐漸減少的能源,特別是化石燃料將面臨著枯竭的危機,而可再生能源家族中現實可行的能源是生物能源。我們的生活離不開能源,但我們的生活同樣離不開美麗的環境,新世紀我們需要的是潔凈、可再生和無污染的新一代能源。中國科學家從一種灌木的果實中,成功提取并加工出與柴油相近但更加環保的燃油,這種新型燃油可適用于各種柴油發動機,并在閃點、凝固點、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關鍵技術上均優于國內零號柴油[5]。生物柴油的燃油無論是用在農用發電機、拖拉機還是汽車,都沒有出現傳統柴油容易導致的黑煙彌漫的現象。
三、結語
綜上所述,現代生物技術和生命科學的新進展,將進一步影響到社會進步和人們的社會生活。按照人類的意愿和需要改造現有的生物類型和生物機能,或創造全新的生物類型和生物機能,來造福人類正在逐漸變為現實。
作者:陸沐寧
參考文獻
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[3] 蔡太生.淺談生命科學的發展對人類生活的影響[J].生物學通報,2007(02):28-30.
關鍵詞:生物學 教學 科學素養
生物學隸屬于自然科學。生物學課程是一門科學課程,這是生物學課程的基本性質之一。科學是一個內容豐富的知識體系,其中就包括人類認識自然界的一些特殊途徑和方法。正由于有了這些對生命世界準確地提出問題及獲取較為可靠答案的方法,如觀察、量化、求證和思考等,人類對自身和環境的認知才能日益深入、全面和可靠。這些方法反映出自然科學與其他領域認知模式的不同,也體現了科學最基本的特征和本質。
當前社會科學技術迅猛發展,科學技術在現代生產生活中的應用越來越廣泛,這對公民的科學素養要求越來越高。新的《生物課程標準》將提高學生的生物科學素養作為課程的主要目的和基本理念,并指出,“生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括理解科學、技術與社會的相互關系,理解科學的本質以及形成科學的態度與價值觀。”在生物教學中有意識地培養學生的生物科學素養是每一個生物教育工作者亟待探索和解決的問題,也是我們長期的工作目標和核心任務。
一、滲透生物科學技術新信息,培養學生的生命科學意識
在生物學教學中,平時注意搜集一些科學技術的新信息,適時地與課堂教學知識點有機結合起來,使教材基礎知識與生命科學發展動態相銜接,有利于培養學生熱愛生命科學、從事生命科學研究的志向。例如,對細胞一章內容的學習,通過細胞全能性的介紹,引入植物組織培養技術應用的實例:如利用組織培養技術快速繁殖花卉樹苗。在“遺傳的物質基礎”一節中,引入遺傳工程和基因工程的成果,人類基因組計劃等生命科學的前沿知識。滲透這些知識不僅能拓展學生的生物科技視野,增進學生對生物科技與社會關系的理解,而且能喚起學生的時代感,使其樹立生命科學意識。
二、通過科學史教育,培養學生的科學精神
科學精神是指人們在工作和學習中表現出來的那種自覺、頑強、勤奮、實事求是的情感、態度與價值觀。新課標中強調“要注重生物科學史的學習”。生物科學史是十分寶貴的教育資源,其中很多事例是對學生進行思想教育特別是科學精神教育的良好素材。如達爾文冒著生命危險做環球考察,雖歷盡艱辛,但最終還是完成了巨著《物種起源》;李時珍為編寫《本草綱目》,花費了整整27年的時光。羅蒙諾索夫曾經說過“攻克科學堡壘,就像打仗一樣,總會有人犧牲,有人受傷,我要為科學而獻身。”這些科學家的頑強意志和感人事跡有助于培養學生堅韌不拔的毅力和不畏艱險的精神。1953年沃森和克里克提出DNA分子的雙螺旋結構模型,是科學界合作的典范。這有助于啟發學生發揚合作精神。在生物學教材中,介紹了許多我國在農業、醫藥、生物學上的偉大成就,如“雜交水稻之父”袁隆平的事例等,這可以激發學生的民族自尊心、自信心和自豪感,培養學生的愛國主義思想感情。
三、運用探究式教學,培養學生科學研究方法
生物科學是一門以實驗為基礎的科學,其中許多知識非常適合于學生通過自主探究的學習方式來獲得,同時探究還有利于培養學生科學的思維方法和研究方法,從而提高學生的生物科學素養。如我在教學中嘗試運用了“提出問題―做出假設―設計實驗―驗證假設―得出結論―合作交流”的探究式教學模式。在實施過程中,首先引導學生形成問題意識。教師創造性地構建學習環境,給學生大膽猜測和“異想天開”的機會,充分滿足學生的好奇心和探究欲望。如《蚯蚓的剛毛在運動中的作用》探究實驗中,循著“提出問題――解決問題”的思路,引導學生自行探究,培養學生的動手實驗操作能力和科學探究能力。其次指導學生大膽而科學地做出假設。提出假設是解決問題的關鍵。因此教師應積極引導學生自主地收集資料,引發學生多角度多渠道地思考問題。同時,教師要重視學生的交流與合作,鼓勵標新立異觀點的充分闡述,確保多種假設的積極碰撞,最終形成科學的假設。再次,積極設計實驗和實施實驗。設計實驗和實施實驗的關鍵是創新,包括實驗方法設計、對照實驗的確定、實驗器材選擇、實驗數據收集等方面的創新。教師對此應逐步引導,讓學生在探究中體驗、嘗試、總結。最后,分析數據和得出結論。教師應引導學生學會分析、歸納和概括相關信息。需要重復實驗的就重復實驗,以便核實現象和數據,確保探究結論的科學和完善。
四、利用生物學實驗,培養學生嚴謹求實的科學態度
隨著科學技術的發展,實驗教學的地位和作用日益為人們所認識,新奇有趣的科學實驗,能激發學生強烈的好奇心和求知欲,更能培養學生嚴謹求實的科學態度。例如:在研究酶的活性與PH值的關系時,我設計以下探索性實驗。取3支試管,編號為1、2、3,分別在3支試管中加入新鮮的淀粉酶溶液各1ml,然后在1號試管中加入蒸餾水1ml,在2號試管中加入10%的NaOH溶液1ml,在3號試管中加入10%HCI溶液lml,再在三支試管中各加入可溶性淀粉溶液2ml,再放入60℃左右的水浴中5min,再各加入斐林試劑2ml,并用酒精燈煮沸1min,觀察實驗現象。正確的操作步驟下的現象應是:1號試管有磚紅色沉淀,2號、3號無現象產生。從而得出結論:酶需要適宜的PH值。但學生在做實驗時,由于操作步驟不嚴密,會出現許多不同的實驗現象:如有的沒有磚紅色沉淀現象發生,有的三支試管中都出現了磚紅色沉淀等等。對此,要求學生不要性急,要有耐心,認真分析實驗失敗的原因,重新操作,直至成功。通過實驗的探索,一方面使學生更好地理解掌握科學知識,鍛煉動手操作能力,培養觀察能力和思維能力,另一方面,對實驗成敗的比較分析,使學生認識到進行科學的探索和研究需要嚴謹求實的科學態度,否則將是差之毫厘,繆之千里。
五、加強學科間知識的滲透,形成科學的世界觀
1、問題的現狀調查
今年是陜西省進入新課程改革的第一年,若果要在高一開設生物課,而高二至高三又在實施舊課程教學,對于學校而言,原本盡有的生物教師要用于高二與高三教學,因此,高一生物教學就無法得到保障,加之新課改后生物學科的總課時量增加,勢必需要更多的生物教師。許多學校由于生物教師嚴重缺乏而沒有在高一開設生物課,不得不處于等待和觀望之中。以陜西省咸陽市為例,在城區所有高中中,只有謂城中學在高一開設了生物課,且每周只開設一節,14個教學班由一位老師任教。在縣區學校中,許多縣城高中都沒有在高一開設生物課。有些雖然勉強開放,但人員確實是捉襟見肘,以永壽縣中學為例,高一20個教學班每周2課時的生物課全部由高三教教師兼任。每人周工作量都達到30節在右,教師累不可言。
2.問題形成原因分析:
2.1八年高考的中斷,為生物教師數量缺缺埋下了隱患。
從93年以后,全國高考制度改革全面展開,包括陜西省在內的許多省份都實行了3+2的高考模式,在這種模式中,生物學課沒有被列為高考科目,在這種高考指揮棒的影響下,生物學科在高中的教學地位大大下降,從學校管理到學生,從思想上對這門學科不重視了,生物教師的待遇和地位也在學校中大大折扣,這就導致了許多學校的生物教師隊伍狀況一下了進入了寒冷的冬天。
1.2師范院校生物教育學專業原來設置較少,從而使生物教師的培養受限。
由于受到高考指揮棒的影響,生物學科作為傳統意義上的小學科,培養的學生曾經一度就業困難、待遇、地位不高,許多師范院校沒有設置生物教育專業,以陜西省的高校為例,過去只有陜西師大,延安大學,漢中師范才有生物科學專業,而咸陽師院、寶雞文理學院、渭南師院等師范院校沒有生物專業,從而影響了生物教師的培養,特別是導致了農村初中生物教師數量嚴重缺缺,以咸陽市的縣區初中為例,具有生物專業文憑的教師寥寥無幾。特別是永壽縣鄉鎮17所初中為例,只有一名生物專業的教師。這從客觀上嚴重制約了生物科教學的發展,也不利于學生的全面發展。
1.3生命科學意識的薄弱,使生物教師緊缺的根本原因。
在整個中國的教育體制中,給國民進行生命科學教育始終處于不被重視的地位。從中考中就已經顯露無疑,許多省份的中考科目沒有生物科,這就使得生物科在初中的教育形同虛設,許多初中的生物課處于半停滯狀態,學校沒有專職的生物教師,所以就隨便讓其他專業的老師兼代就可以了。這樣的教學使許多初中學生的生物知識幾乎為零,這種現狀直到高中才有所改觀,但還不是很理想,雖然從2001年全國各大省份基本上恢復了生物高考,但其在理綜試卷中所占的分值只有70分左右,使其在學校和學生心目中地位不能與其他高考科目相提并論,生物教師的地位在學校中提升并不明顯。上述情況導致的結果是生命科學教育未得到保障,國民的整體生命科學意識較差,愛護、保護野生動植物的觀念培養不起來,環保意識極差,極不利于學生的全面發展,也不利于構建人與自然的和諧社會。而在歐美等西方發達國家,生物學科與理化等自然科學的課時和比重不但相同而且占幅度較大。所以,國民從小學到高中,他們的生物教育貫徹得非常有效,從而使整個國家的國民生命意識、環保意識大大加強,從客觀地推動了社會的發展。這就出現了外國游客來中國旅游,中國游客在前亂仍垃圾,外國游客后面撿拾的怪現象。
3、問題解決策略。
3.1全面更新思想認識,切實認識到生命科學在學生成長中的重要性及對提高整個國民的環保意識、愛護、保護野生動植物的公德意識,具有不可替代的作用。
當今世界,國際競爭日趨激烈,國力的競爭歸根結底是人才的競爭,是國民整體素質的競爭。生命科學教育有助于幫助我們的學生提高自身素質,增強環保觀念,為祖國的未來培養一大批有責任心的青年。
3.2教育行政部門要制定切實可行的措施,加大師范院校培養高素質的生物教師,制定出有利于生物科學教育教學的教學評價體系。
在新課程改革中,我們新喜的看到,甘肅高考的新課程卷中,理綜卷中生物學科的分值已經達到了91分。(總分300分),而寧夏新課程卷理綜總分240分,生物學科達到了80分,達到三分天下的局面,這些改革,都將在一定程度上從導向上給生物科教學帶來希望的春天。此外,我們還應在師范院校中加強合格的高素質的生物教師培養,這樣做,不僅要解決高中生物教師的緊缺局面,也要解決農村初中生物教師嚴重缺乏的境況。
3.3各個學校要建立切實可行的校本培養機制,靈活多樣地開展生物科教師的培養。
出席本屆論壇的有:教育部原副部長、中國高等教育學會會長周遠清教授,北京大學校長許智宏院士,中國工程院副院長旭日干院士,中國科技大學教授施蘊渝院士,南京工業大學校長歐陽平凱院士,北京師范大學教授鄭光美院士,上海交通大學教授賀林院士,鄧子新院士,高等教育出版社張增順總編輯,全國高等學校教學研究中心常務副主任楊祥,上海交通大學馬德秀書記、印杰副校長等有關領導和來自全國200余所高校的近400名代表。兩院院士、國家級教學名師獎獲得者、國家精品課程主持人、高校生命科學學院院長、知名教授和一線教師齊聚一堂,是近年來高校生命科學教學研討和交流的一次盛況空前的高規格大會。
大會開幕式上本屆論壇執行委員會主任、教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會主任委員施蘊渝院士、上海交通大學馬德秀書記、高等教育出版社張增順總編輯分別致辭。周遠清會長、許智宏院士、施蘊渝院士、鄭光美院士等作了大會專題報告。
高校生命科學基礎課程報告論壇作為大學基礎課程系列報告論壇的重要組成部分,旨在為全國高校生命科學教師提供一個長期、穩定的教學研討和交流平臺,推動優質教學資源的建設與共享,提高教學質量和水平。本次論壇以“生命科學基礎課程教學改革與人才培養”為主題,共設10個大會報告、1場專家訪談、并分5個組進行分組報告與交流,另有百余篇書面交流論文張貼展示。報告從不同角度,結合各校的課程教學實際,圍繞高校生命科學教育與人才培養面臨的挑戰與機遇,生命科學基礎課程的課程體系和教學內容改革,實驗中心建設、實驗教學改革與實踐能力培養,教學方法改革與教學資源建設,人才培養模式與基地建設等方面進行了廣泛交流與深入研討。論文集中就當前生命科學人才培養與專業建設,課程建設和改革的熱點、核心問題進行論述,探討了目前生命科學教學中存在的主要問題及應采取的相應對策。與會代表彼此分享在改革探索和實踐中積累的寶貴經驗,大家在課程體系、教學內容、教材與教學資源建設、實驗中心建設與實驗、實踐教學以及教學方法和教學手段改革等方面有了更多新的認識和共識。相信本論壇將對推動高校生命科學基礎課程的改革,促進生命科學高素質人才的培養起到積極的作用。
關鍵詞: 地方院校 生物類專業教學 科研成果轉化 生命科學
1.當前高校在我國事業單位分類中的定位及科研成果轉化所面臨的困境
從1992年黨的十四大提出事業單位分類改革的目標算起,中國特有的“事業單位”改革已經走過了19年歷程。中央編辦會同有關部門于2008年8月11日制定的《關于事業單位分類試點的意見》(以下簡稱《意見》)規定,根據現有事業單位的社會功能,將其劃分為承擔行政職能的、從事公益服務的和從事生產經營活動的三個大類,即承擔行政職能的事業單位、從事公益服務的事業單位和從事生產經營活動的事業單位。其中,從事公益服務的事業單位是指為社會提供公益服務或者為政府行使職能提供支持保障的事業單位,根據其職責任務、服務對象和資源配置等方面的不同情況,可具體劃分為三個類別,即公益一類、公益二類和公益三類。公益一類即從事關系國家安全、公共安全、公共教育等公益服務,不能或不宜由市場配置資源的事業單位,如義務教育機構、公共衛生機構等。公益二類即面向全社會提供涉及人民群眾普遍需求和經濟社會發展需要的公益服務,可部分實現由市場配置資源的事業單位,如普通高等教育機構、非營利醫療機構等。公益三類即提供的服務具有一定公益屬性,可基本實現由市場配置資源的事業單位。2010年召開的十七屆五中全會再次要求,積極穩妥推進科技、教育、文化、衛生、體育等事業單位分類改革。
高校作為我國科技發展的一個重要方面軍,在科技成果轉化為生產力的過程中起著重要作用。目前,我國高校科技成果的商品化、產業化程度相對較低,大量的科技成果難以轉化為現實生產力,高校每年授權的數萬項專利技術應用率不足25%,我國科技成果轉化率為10%―15%,遠遠低于發達國家60%―80%的水平。比之重點院校,地方高校科研成果轉化率偏低,科研成果轉化率更不理想,我國高校科研成果轉化還未能充分發揮其促進生產力提高和經濟實力增長的作用。
我國科技成果轉化和產業化受到了諸多因素的制約,比如科研人員學術意識強,市場意識淡薄;企業創新意識薄弱,應用高科技成果缺乏主動性;科技成果轉化的支撐體系不健全,包括人才流動不順暢、信息流動不暢通、技術市場體制不健全,等等。高校的科研工作在傳統的科研管理體制下,存在多數專利技術的針對性差、自身轉化力弱、對外轉化難等實際問題,這是制約高校專利技術和研究成果轉化的瓶頸。
高校作為公益二類的事業單位,國家允許其部分市場配置資源,但其整體的“非營利性”定位也是確定的,不允許進行以盈利為目的的生產經營活動。因此高校在科技成果轉化問題上,因其管理上存在先天的缺陷,以及高校的角色定位不清等問題還未能找到合適的解決方案。
2.地方高校生物類專業教學及科研成果轉化實踐與探討
地方院校因其歷史問題及歸屬問題與中央部屬院校的差距越來越大,中央部屬院校有中央政府做后盾,具有極高的實力和人氣,不論是投資贊助,還是項目研究,它們都擁有多方面的社會資源。然而處于地方政府引導下的地方院校,自身占有的資源無論是在范圍上還是在質量上與中央部屬院校都有很大差距。21世紀是生命科學的世紀,生命科學正在成為新的科技革命的重要推動力,如何面向區域經濟發展需求建設地方院校的生物專業,特別是專業特色的確立、課程體系的優化、科研成果的推廣等內容。
地方院校生物科學類專業應緊緊圍繞推進教育事業科學發展這一中心任務,圍繞貫徹落實《國家中長期人才發展規劃綱要(2010―2020年)》和《國家中長期教育改革與發展規劃綱要(2010―2020年)》,進一步推進教育改革,搞好教書育人和科研工作的動力,促進育人上水平、科研出成果。根據社會發展需要,立足生物類專業資深優勢和特點,積極為廣大教師的科研成果尋找出路。在此目標與背景下,通過與社會科技中介機構聯合依托生命科學自身師資科研力量,合作成立相關生物科學及應用研究機構。以科技資源集成為目標,科研院所、高等院校,以及科技中介機構聯合,通過關鍵共性技術研發和整合、集成、優化科技資源,提高公共技術服務能力,建設具有應用性、開放性、公益性特點的公共服務平臺,從而積極地服務地方經濟。
近年來的實踐證明,“產、學、研”合作是高校科技成果轉化的最新、最好的一條途徑。一方面地方政府在下達一些縱向科研課題時,就得考慮其推廣應用前景及與當地企業合作加速成果轉化等因素,另一方面地方高校科研人員接受了科研課題,也應從轉化應用入手,以提高企業的技術創新能力和產品開發能力,使當地企業的科技水平得到相應提高。
服務社會有助于推動地方高校的發展。在為地方服務的過程中,可能整合產生新的學科發展方向,創造良性的學科生長環境,也有利于傳統學科高新化,優勢學科強勢化,新興學科集聚化。
生物科學及應用研究機構是地方院校生物科學類科研成果轉化的一種新的嘗試,高校與政府、企業全方位合作,本著密切聯系、高層會商、互惠合作等原則,開展更高水平、更高層次的技術合作,積極推動“產、學、研”結合。高校生命科學科研工作者結合當地生命科學經濟發展需要及產業結構特點,有針對性地開展科技攻關,進一步加強與政府、企業的聯系,為當地經濟建設獻策獻力,做好科技服務工作。
以“推動學科建設,彰顯辦學特色,服務基層社會,促進科學發展”為主題,以“科研成果轉化為實際生產力”為目標,為使科研成果轉化得到落實,切實達到服務學生、教師、社會的目標,就要準確了解企業和高校的新需求、新期盼和新困難,及時跟進,注重解決實際問題,為推進地方院校生物類專業教學及科研成果轉化工作開創新的局面。
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北海道大學有兩個校園,位于札幌市的主校區占地289公頃,位于函館市的函館校區占地10.5公頃,此外,還在日本各地擁有總面積達65713.6公頃的實驗林等實驗基地。
北海道大學創立于1876年,其前身札幌農學校是日本首座高等教育機構。札幌農學校曾聘請美國馬薩諸塞農業大學的校長克拉克博士擔任第一任副校長。1877年4月,克拉克博士離開札幌時,給學生留下了“Boys,Be ambitious(青年們,要胸懷大志)”的學訓,這句話現已成為北海道大學的校訓,同時也是日本年輕人非常熟悉的名言。
辦學理念
北海道大學歷經130多年的歷史,以“開拓精神”、“培養國際性”、“全才教育”和“重視實學”作為教育研究的理念。
開拓精神是指學生和教職員應隨著時代的需要,毅然地開拓新步伐的理想主義。在今天,不斷改變學術方向和響應最新提出的關于人類課題的研究,就是現代的開拓精神。
札幌農學校曾引進歐美文化及科學技術,并由外國教師進行英語教育,從創辦開始就向各方面推展“培養國際性”的精神。北海道大學為培養學生和教職員的國際性,促進國際社會的發展,在擴大海外留學和進修機會的同時,積極接收外國研究者和留學生,以促進與以亞洲和北方圈為首的世界各國的文化和社會交流。
札幌農學校不僅培養農業專家,還謀求培養出具有豐富品格、高才智和知識面廣的人才,在人文社會領域優秀人才層出不窮,培養出了許多思想、文學方面的名人。為培養具有靈活應用專業知識的綜合性判斷能力及高見解能力的人才,北海道大學的全才教育理念貫穿于重視教養的教育實踐中,其傳統流傳至今。
重視實學的理念自從北海道大學建校以來經過許多曲折,在發展到綜合大學的過程中,逐漸演變固定為兩個涵義:一、重視與現實世界融為一體的普遍性學術的創新性研究;二、不但重視基礎研究,而且重視應用和實用化,使其研究成果還原子社會。北海道大學在追求重視實學理念的普遍性和現代意義的同時,希望不斷推進與現實世界融為一體的普遍性真理,并創造具有北海道特色的學術。通過與產業界、學校和政府間的進一步合作,將研究成果還原干北海道、日本乃至世界。
學科專業
北海道大學重視研究生教育,學校現有12個系(招收本科生):文學、法學、經濟學、醫學、牙科學,工學、獸醫學,水產學,理學、藥學、農學、教育學,17個研究生院(招收碩士生和博士生):文學、法學、經濟學、醫學、牙科學、工學、獸醫學、信息科學、水產科學、環境科學、理學,藥學、農學、生命科學、教育學、國際大眾傳媒與觀光學、保健科學、公共政策學。其中,農學、獸醫學和水產學是北海道大學非常有特色的專業院系。
農學系由生物資源科學、應用生命科學,生物機能化學、森林科學、畜產科學,農業工學和農業經濟學等7個專業組成;農學研究生院由共生基礎學、生物資源科學、應用生物科學和環境資源學等4個專業的15個學科組成;農學系和農學研究生院共有教員132名。此外,還有由生物資源生產學、環境資源學和應用生命科學等3個研究室組成的農學研究院。
獸醫學系由生物醫科學、病因病理學、應用獸醫學和臨床獸醫學等4個獸醫學專業學科組成;獸醫學研究生院有比較形態機能學、動物疾病控制學、診斷治療學、環境獸醫科學、朊病毒病學、共患病學等6個獸醫學專業學科。獸醫學系和獸醫學研究生院共有教員45名。
單獨設在函館校區的水產學系和水產學研究生院,有教員86名,并擁有“忍路丸”和“潮丸”兩艘實習船。水產學系有海洋生物科學、海洋資源科學、增殖生命科學和資源機能化學4個專業;水產學研究生院由海洋生物資源科學和海洋應用生命科學2個專業的12個學科組成。此外還有水產科學研究院,下設海洋生物資源科學部門和海洋應用生命科學部門。
工學系是北海道大學規模最大的系,由應用理工系、信息電子學、機械智能工學及環境社會工學等4個專業的16個學科組成,學生3000多名;工學研究生院由15個專業組成,共有碩士課程學生800多名,博士課程學生250多名。工學系和工學研究生院共有教員275名。
除傳統優勢學科,學校還著力于發展生命科學、IT產業科學等新興學科,提高整體科研教育實力。生命科學研究生院現有生命分子科學、細胞機能科學和生態控制科學等3個生命科學專業學科;先端生命科學研究院有先端生命分子科學、先端細胞機能科學、先端生態控制科學、計算分子生命科學和生命分子機能學5個先端生命科學研究室。信息科學研究生院由復合信息學、電腦科學、信息電子學、生命人類信息科學、媒體網絡和系統信息科學等6個專業的20個學科組成,擁有教員99名。
國際交流
北海道大學作為具有國際特色的大學,一直堅持戰略性地開展教育、研究和社會貢獻活動。
學校與包括中國的北京大學、浙江大學在內的18個國家和地區的55所大學,以及24個國家和地區的大學及科研院所的院系部門簽訂了共162個協定,開展教育、學生的交流活動。為了加強合作關系,還和協定中的一些大學共同舉辦大學之間的聯合專題討論會。此外,學校還與國際協力機構(JICA)簽訂聯合合作協定,建立合作體制,并與國際協力銀行(JBIC)合作,積極致力于中國內陸地區廢棄物處理領域的人才培養。2006年接收中國重慶市的10名大學教師,進行為期4周的廢棄物處理研修,2007年以中國河南省的10位大學教師為對象,開展了近1個月的廢棄物資源化和處理技術研修。
目前,北海道大學共有海外留學生900多人,其中有40%來自中國。為了增加留學生數量,推動和東北亞特別是和中國、韓國之間的交流,學校還制定了“國際活動戰略”,計劃接收更多的留學生來校學習,同時也致力于把自己的學生送出去留學。
關鍵詞:生命科學 畢業設計 環節 實踐 探索
本科畢業設計是大學四年教學中重要的一項的教學實踐內容,是培養和檢驗學生所學基礎知識和科學理論,實現理論與實踐相結合,訓練和養成科學研究能力的綜合過程。不僅是學生理論聯系實踐的主要途徑,更是培養和提高學生分析問題和解決問題能力的重要環節。同時,對學生的綜合素質、創新力、實踐力和團隊精神力的培養有著不可替代的作用。然而,畢業設計實際難以達到教學培養目的的要求,部分學生往往“走過場”,畢業設計最后成為空洞的形式主義。一方面,由于學生急于在大學最后一年實習找工作,主觀不重視畢業設計;另一方面,由于選題陳舊,缺乏吸引力或指導教老師疏于管理,未能調動學生積極性等原因造成。本文就多年參與指導生命科學類本科畢業設計環節的教學工作,從青年指導角度出發,針對以下4個環節,提出和總結一些實踐與探索經驗。
一、畢業設計選題環節
畢業設計選題時間不應從大四開始,而應該從大一入學開始。由于生命科學類本科是以人才培養和科學研究為核心教育任務,培養生物類專才,具有生命科學領域的相應基礎知識,能獨立開展教學、研究、技術開發的骨干力量。相對于其他學科,生命科學類的畢業設計動手性和實驗應用性更強。已有研究表明,生物科學類畢業生中50%以上選擇繼續讀研深造,而其他畢業生則主要就業于生命科學相關領域企事業。因此,大一新生一入學,專業負責人安排學生參觀各個實驗室,激發學生科研興趣,使其提前融入實驗室環境氛圍。 部分學生跟隨研究生學長,在自己感興趣實驗室,學習相關實驗手段和方法。在此過程中,學生通過實際的實驗操作和理論學習,逐步確認畢業設計選題方向。同時,給予部分學生二次選題的機會,當學生實際操作后,最終發現缺乏實驗興趣或無力繼續該項目研究,可重新畢業設計選題。同時,一個大的實驗主題,分2~3個小選題,以便2~3名同學組隊參與,即保證指導教師有足夠精力逐一跟進每位同學的畢業設計進程;同時注重團隊合作精神的培養。力保學生積極、主動、有目的性的參與準備和投入到畢業設計中,為畢業設計最終完成創立良好的開端。
二、文獻檢索和實驗設計環節
文獻檢索是畢業設計的起始環節。根據指導教師下達的課題任務,團隊中的同學通力分工合作,檢索、查閱文獻、歸納匯總資料、消化資料。然后,由學生和老師共同討論課題的可行性實施方案,完成實驗技術先進行論證,最終初步確認合理的、較為完善的研究技術路線和實驗步驟。實驗設計環節應兼顧學生的不同意向,對打算繼續深造的同學,實驗設計應更多涉及科學性,鍛煉學生的科研思維,為其后續的研究生科研生涯提供做最初的理論和科學技術支持;而對打算直接就業的同學,實驗設計應更多涉及應用性和操作性,鍛煉學生的動手能力,在本科設計過程中,使學生掌握“一技之長”,在就業競爭中更具專業優勢。
三、實驗完成過程環節
實驗完成過程環節是畢業設計中最關鍵的環節。在此環節中,指導教師應該緊密與學生聯系,繪制實驗時間進度節點表格,每周組織開展小組討論會,掌握學生實驗進度,積極鼓勵學生發言,聽取學生實驗過程面臨的問題和難點,不斷改進、完善、修正實驗技術路線。同時,發掘每個學生閃光點,鼓勵科研積極性,樹立科研信心。參與本科畢業設計的學生,均為20歲左右的青年,畢業設計不僅是培養學生的理論和科學知識,同時也是學生的人生觀、價值觀和世界觀形成的關鍵時刻。現在的大學生基本上都是獨生子女,缺乏吃苦耐勞品行和堅韌不拔的毅力。生命科學類實驗設計過程,培養學生能力,不僅是指生命科學專業技術能力的培育和提高,還包括毅力、創新力、實踐力、團隊合作力等培養。無論他們選擇就業還是繼續深造,這些能力的獲得將會有益于他們今后的人生。因此,指導老師直面指導,肩負著教書育人的雙重責任,必須堅持以身作則,言教身傳。
四、論文撰寫與答辯環節
畢業論文撰寫環節是培養學生實驗數據處理、統計能力和對實驗研究結果綜合分析,要求學生具有一定的計算機應用能力,會繪制圖表,撰寫符合規范的科學論文。在指導中,要求教師有目的引導,從而培養學生歸納分析、綜合思維、邏輯寫作能力。既要杜絕教師的對學生撰寫論文采取“包辦代替”,亦不可對學生放任不管,應該采取“分階段”,“分重點”,“分章節”有目的引導學生寫作,使學生最終撰寫出代表其科研結果,語言又不乏具有其個人特色,同時符合培養大綱要求的學術論文。
答辯是最終檢驗學生畢業設計成果的環節,亦是部分學生感到緊張和恐慌的一關。甚至有些學生,雖然論文完成的很好,準備的也非常充分,但是實際答辯中,常常會語無倫次,發揮大失水準。追溯其原因,是由于這類學生心理素質差,缺乏在很多人面前講話機會,因此造成緊張、害怕的應激心理。針對這一原因,在答辯環節之前,指導教師應組織多次預答辯,模擬提問,幫助學生克服緊張心理,在實際答辯中發揮正常水平。經過此鍛煉,對學生今后在科研報告或工作崗位中暢所欲言,展示自我均有積極的幫助。
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