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生物科学与生物技术

时间:2023-08-14 17:28:03

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物科学与生物技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

第1篇

关键词:专业;分类培养;模块化教学;实践教学

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)12-0100-02

教育部阳光高考网站2013年列出了因就业难被亮红牌的全国十大专业名单,生命科学学院现有的4个本科专业中名列有3,即生物工程、生物技术和生物科学。因此,生物工程、生物技术和生物科学专业的教学改革和从根本上解决发展瓶颈已势在必行。

一、专业现状

生物工程和生物技术是近年来新兴起来的学科专业,二者都包含着若干二级学科领域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白质工程、糖工程、基因工程、发酵工程、胚胎工程、组织工程、细胞工程等;生物技术包括植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术、环境生物技术、农业生物技术、组织培养、繁殖发育技术等。对应每个二级学科领域,都有一系列的专业课程设置。内蒙古农业大学生命科学学院现有两个工科专业和两个理科专业,分别是生物工程和制药工程,生物科学和生物技术。其中,生物工程和生物科学专业是生命科学学院最早设立的专业,属于一类本科专业。生物技术和生物制药是二类本科专业。目前我校的生物学一级学科挂靠生物科学专业。从2013年开始,我们实现了按类招生,从第三学期开始再进行专业选择。

二、生命科学类专业存在的主要问题

目前生命科学类专业,尤其是生物科学和生物技术专业从在以下几个突出的问题:(1)培养出的毕业生就业竞争能力差。这是一个全国性的普遍问题,不是个案。究其原因首先是这两个专业在高校的专业设置中发展过快,远远超过了生命科学行业发展的需求。现在全国高校中没有生物科学和生物技术本科专业的寥寥无几。其次生物科学专业涉及的领域太过广泛,涉及到了动物、植物和微生物,由于涉及领域宽导致专业不专,使毕业生的就业竞争力弱。(2)生命科学类专业在大学专业中实力不强。随着生物技术的普及,生命科学面临着与高校计算机专业外语专业等一样的困境,它不再是一门只有专业人士才能掌握的技术,生物技术已经渗透到许许多多的领域当中了,例如农学、园艺、林学、兽医、人医、微生物等生命科学的范畴之中,而像内蒙古农业大学的专业设置中又有这些专业,这些专业又是非常接地气的专业。从研究领域来看,在植物领域,生命科学学院是不到20人的团队,而农学院光作物领域就是上百人的队伍。所以生命科学学院在高校中,尤其是在我们这样一个农业高校中的地位可见一斑。

三、解决方案

基于上述情况,要解决这些问题,需要我们对生命科学类专业中尤其是生物科学和生物技术二个本科专业进行专业定位,通过继续加强师资队伍建设和制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化、专业化教育发展,在保证学生宽口径教学的基础上,推动学生的专业技能培养,从而提升专业竞争力和学术影响力。具体通过以下措施来实现。

1.专业定位。专业培养方案要跟上时代的发展和社会的进步,所以要解决生物科学和生物技术这两个专业所面临的困境,我们首先要进行这两个专业的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全国相关高校生物工程和生物技术专业培养方案,结合各高校学术地位、专业优势、地理位置、经济环境等,比较分析其专业特点和专业定位情况;(2)比较分析生物工程和生物技术本科专业的特点、优势、不足和国内所处的位置,结合自治区发展目标和经济发展趋势,围绕自治区农牧林与生物产业需求,并结合自治区生产生活中的教育和科技需求,探讨我校生物科学和生物技术专业定位目标,制定出符合时展和社会需求的生物科学和生物技术的专业培养方案。

2.强化师资队伍建设。专业建设的基础是师资队伍建设,教师既是思想的启蒙者,又是知识的传播者,是教学第一线的主力军,在教学、科研的工作中占有主导地位,拥有高水平的教师队伍,才能培养出合格的人才。所以生物科学和生物技术专业加强建设的首要步骤是加强师资队伍建设。在建设过程中要加强名师建设,加强学术带头人和学术骨干建设,加强青年教师的培养。在教师师资队伍建设中不能是一个口号的问题,需要各级部门下大力气,需要资金和配套设施的投入,需要师资培养部门务实事。强大的师资队伍配合以科学的教学管理模式构成生物科学和生物技术的专业建设核心要素。

3.优化课程体系,推进模块化教学。首先我们应该大力支持学校的关于优质教学资源的整合的倡议,把一些专业基础课程例如动物学、植物学、生态学、动物生理学和植物生理学等课程整合到学校的优质教学资源中,由学校层面的平台来开出。另外针对生物科学和生物技术专业涉及范围过大,重点不突出,我们在强化专业课教学质量的前提之下,通过制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化和专业化方向发展。配合生命科学类专业分类培养模式,建立模块化教学。这个模块化不能撼动教育部关于生物科学和生物技术专业定义的根基,所以可以在学生的选修课程中加入模块化教学。例如加入马铃薯快速繁殖技术、食用菌栽培技术、转基因技术、分子标记开发与应用、动物体细胞克隆技术等模块,每一模块由2—3门课程组成。要求学生按照模块化课程进行课程选修。模块化教学最大的特点就是将某一阶段所要学习的知识点,以一定的载体为依托,将相关的知识点组合起来,形成一个知识模块。它重视学生在学习过程中的实践活动,注重学生学习能力的培养。虽然模块化教学盛行已久,但是其在高职教育中应用比较多,也产生了积极的作用。但是在生物科学和生物技术专业中引入模块化教学的高校还比较少。西北农林科技大学生命科学学院的生物科学和生物技术专业已经根据陕西地区与生命科学相关的经济发展特点建立了模块化教学特点,已经取得了显著的成效,每年为太白酒业、天士力公司等相关的企业输送了大量的人才。实践证明生物科学和生物技术模块化教学的引入将推动这两个专业的建设,直接提高了生物科学和生物技术专业学生的就业竞争力。

4.继续优化实践教学。高等院校的实践教学改革已取得很大成效。实践证明,强化实践教学是提高大学生实践能力、创新能力的措施与保障,是培养大学生创新意识与拓展知识的有效途径,是理论与实践相结合的桥梁,是提高大学生综合素质的重要平台。实践教学在人才培养中占据非常重要的地位。在我校生命科学学院专业分类培养体系改革中我们要继续加强实践教学的力度。首先结合2016年新一轮人才培养方案的修订,继续加强实践教学在生物科学和生物技术两个专业中所占的比例。另外我们在新培养方案的制定中在选修模块中大量增加了与应用技术密切相关的一些课程,例如在生物技术专业培养方案的选修模块中增加了环境生物技术、食品生物技术和生物制品学等课程,这些课程的增设把实践教学有目的有方向地引导到生物技术的实际应用环节中。这样在我们的生物科学和生物技术的人才培养中进一步完善了从理论教学和实践教学到实际应用的科学的人才培养体系。其次我们需要继续加强学校和学院两级实验教学平台的建设。就学院而言我们需要做好以下几方面的工作:一是加强对原有实验教学平臺的建设,包括优化实验室资源的配置、对必要的老旧仪器设备升级、对实验教学人员进行培养。二是继续完善实验室的运行机制,保证实验课顺利地高质量地开出。三是加强对实验教学环节的考核,完善实验教学环节的监督机制。由于近些年高校扩招的原因,导致实验教学的压力远远大于其承载能力,所以在实验教学中我们需要想出更多的办法来保障教学质量。这里需要做的工作有很多,例如实验经费投入,实验室配套仪器设备的完善,提高实验教学人员的能力和素质,进一步合理化实验教学工作量的计算,完善实验教学的监督机制。四是完善大学生创新实验室的开放机制。五是建设我维护好校外实习基地,充分为我们的实践教学服务。

第2篇

2.湖南工业大学 包装与材料工程学院,湖南 株洲 412007)

摘要:本文以科研实践模式为核心,树立正确的专业认识和增强专业归属感;培养学生的自主学习和科研创新能力等方面,探讨了生物技术高素质创新人才的培养,对高等院校培养高素质的创新型人才培养的改革提供参考。

关键词:生物技术;本科生;创新能力

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)50-0097-02

2010年《国务院关于加快培养和发展战略性新兴产业的决定》出台,将生物产业作为战略性新兴产业大力发展,从国家发展战略上把生物产业作为新的经济增长点,必须依靠生物学领域的重大突破和大量的具有创新能力的生物类专业人才[1,2]。因此,在现代生物科学的发展下,如何培养大批具有创新思维和能力的生物专业应用型人才,具备适应生物产业作为经济新增长点,是我们从事生物技术专业人才培养的教育工作者急需探讨的问题。笔者以湖南工业大学生物技术系为依托,从学生对专业的认识、教学模式的改进、学生参与科学技术的研究开发积极性等方面为突破口,全面提高生物技术本科生创新能力,取得了较好的效果。

一、树立正确的专业认识和增强专业归属感

生物技术不仅包括生命科学的所有次级学科,同时又结合了化学、数学、微电子技术、工程学、计算机科学等尖端基础学科,具有典型的多学科交叉特性,因此,生物技术专业课程设置涉及面广。但由于总学时的限制,专业课所占的比重相对较低,尤其是当前现代生物科学的日新月异发展下,生命科学的研究与发展关系到人类的生活和社会的发展,学生要解决诸如人类社会面临的人口健康、粮食能源、资源环境等领域的问题进行深入研究缺乏相应的知识基础和视野,难以在实际工作中运用专业知识解决专业问题,导致目前生物类本科毕业生从事本专业技术工作的比例较低[2]。同时,由于网络上对生物技术专业的负面的宣传和介绍,一些家长和学生认为生物技术类专业就业率较低,导致部分学生不愿意学生物技术专业;尤其是我校的生物技术专业学生觉大部分是调剂生,而且我校生物技术专业之前是挂靠在包装与材料工程学院,对选择生物技术专业存在一定的抵触,他们在入学后,思想观念如不能得到及时转变,将会对专业前途感到迷茫,学习积极性不高。

为改变生物技术专业面临的这一现状,首先从入学教育上抓起,要依托湖南工业大学生物技术系、绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室和生物医学工程硕士点的学科和师资力量,以各位教授和博士研究方向,结合生物技术专业实际的特点,着重介绍生物技术专业的运用范围和在实际中能解决的问题,让学生了解生物技术专业,认识到生物技术的重要意义,激发学生的学习兴趣;同时在低年级开设一些体现生物技术前沿讲座,向学生传达最新的生物技术专业研究成果和应用推广情况,培养学生具有较强的专业归属感[2,3]。

二、改进教学模式,培养学生的自主学习和科研创新能力

作为教学的对象接受知识的主体,生物类课程的许多知识都以描述性的语言为主,大多数教师运用多媒体教学手段,采用灌输式、填鸭式教学方法,老师讲,学生做笔记,很难实现老师与学生的“双向互动”[4]。而在现代生物科学的日新月异发展下,为了具体落实生物技术专业学生的创新能力培养,教学方式要有所改进。在课堂上可以采用启发式、辩论式和讨论式等多种教学手段,将教学内容多层次、多角度地展现相出来,带动课堂的学习气氛,使学生由“被动”转化为“主动”、由“依赖”转化为“自觉能动”学习[4,5]。

在教学内容上我们也做出了对应的改进,改变过去以分割知识点和单元模式为主要授课内容,采取了注重新和精的原则,通过适当地整合知识点使之成为一个案例,表达一定的技术原理和方法,使学生可以借鉴、移植,在以后的学习和工作中解决实际问题[5,6]。同时要及时将本领域的最新研究成果、新技术、前沿发展动态引入到课堂教学中,结合生物技术专业学科交叉的特点,将不同的学科之间知识联系,培养学生科研意识。

三、建立科研实践模式,提高W生科研创新能力

生物技术专业是一个实验性和实践性很强的学科,在整个学生培养体系中实验教学占有很大的比重,注重实验项目与实验技术的综合与创新[7,8]。在现代生物科学的高速发展下,生物技术专业其实验教学改革目的和基本思想是培养学生的创新能力,主要采用实验项目与理论教学及教师科研项目相结合的教学方式,以开放性实验管理,增设综合性实验,有利于学生创新能力和创新意识的培养[8]。

目前,在一般的教学研究型地方院校,教师科研能力不强,部分学生对科研缺乏直观的认识。为培养学生的创新能力、科研意识,湖南工业大学在向教学研究型大学转型情况下,生物技术专业以湖南省生物医学工程重点学科建设为龙头,以绿色包装与生物纳米技术应用湖南省重点实验室中心为平台,以教师高水平科研课题为依托,给学生个性发展空间,全面推动大学生自主创新研究。

我们以《基因工程》实验课程为例,通过验证性实验学习基本的实验技能,结合曾晓希教授的国家自然科学基金《土壤重金属生态毒性修复过程中的微生物群落结构和功能研究》,设计一个“重金属污染土壤中抗镉微生物基因的筛选鉴定”实验,时间为两周,整个实验分为以下四个部分:抗镉微生物的分离与鉴定、微生物抗镉基因提取与鉴定、抗镉基因DNA与载体的重组与筛选、抗镉基因在质粒的表达,实验将《基因工程》课程讲述的内容与用到的各种分子生物学技术有机地联系在一起,使学生有参与科研概念和过程。同时将学生分为四个小组,每个小组独立完成本组实验,锻炼学生的团队精神和科研协作能力。同时在实验过程中,同学们非常活跃,提取许多疑问和想法,努力将实验设计做的符合课题的要求,并且每一个实验都是一脉相承的,前一个实验没有做好都会影响后续的实验,这对学生动手能力,分析问题和解决问题能力都有很好的锻炼。同时,有助于培养学生的创新意识、创造精神,有利于学生科研创新能力全面提高[1,8,9]。

在生物技术高速发展的时代背景下新进展、新技术、新成果层出不穷,新的研究热点和学科不断涌现[9]。在生物技术专业学生教学中应注重以学生为主体,调动学生科学研究的积极性,培养学生的专业兴趣和社会适应能力,全面提高生物技术本科生创新能力。

参考文献:

[1]谢旭辉,胡忠.21世纪生物技术创新人才培养模式的探讨[J].高教论坛,2006,(1):46-49.

[2]严明理,刘丽莉.生物类本科生创新能力培养方式探索[J].当代教育理论与实践,2014,6(7):147-148.

[3]刘超,洪法水.生物科学本科生科研创新能力的培养[J].实验室研究与探索,2012,32(2):206-208.

[4]蒋永荣,方成,夏金虹.基于学科交叉培养本科生创新能力的探索[J].高教论坛,2015,(7):45-48.

[5]姜勇.科研实践模式提升生物技术专业人才综合素质的研究[J].中国教育技术装备,2015,(21):168-169.

[6]王雪琴,谭晓蓉,张璐,等.生物技术专业本科生科研创新能力培养模式探讨[J].教育教学论坛,2013,(42):213-214.

[7]朱杰,张艺馨,蒋尔鹏,等.生物技术专业本科生创新能力培养探讨[J].基础医学教育,2015,17(7):604-606.

第3篇

作者:龙石银 张彩平 乔新惠 田英 马云 黄春林 单位:南华大学生物技术系

谢红艳构建生物基础与医药融合的课程体系

课程体系是实现培养目标、构建学生知识结构的中心环节。我校生物技术专业的课程体系分3个平台,即公共基础课、学科基础课和专业课,每个平台均设有必修与选修课。为使生物技术专业的学科基础课和专业课能适应21世纪生命科学学科的发展和人才培养的需要,并在生物群体、个体、组织、细胞、分子不同水平上全面准确地反映生命科学内涵与进展,生物技术专业的教学计划、课程设置及运行过程都充分利用学校已有的医学教育资源优势,体现了依托医药的特色。教学计划体现了医药特色从2005年版、2007年版到2009年版的专业人才培养方案及教学计划修订中,均结合我校实际确定了以生物科学为基础,以医学、药学为依托,以培养生物技术实践能力为主要环节的生物技术专业教学计划,培养方案与课程体系逐步优化[7,8]。在课程设置上,合理安排必修及选修课程,在专业课程设置中以生物科学为基础,把六大工程课即基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质工程、酶工程、组织工程列入生物技术的专业必修课,围绕六个工程主干课开设专业平台基础课和限制性选修课。这种课程结构强化了学生扎实的生物科学的基础理论和基本实验技能的培养。目前总课程为44门,其中涉及医学基础和药学专业基础的课程有20余门,需较系统地学习人体解剖学、生理学、医学微生物学、医学遗传学、医学分子生物学、医学免疫学、组织胚胎学、生物制药工艺及设备、化学制药技术、制剂学、生命科学进展、病理学、药理学、生物安全等课程。该计划符合国家教育部关于本科教学计划的原则规定,能保证学生的知识、能力和素质培养的要求,也能充分利用学校已有的医学教育资源优势,办出有医药特色的生物技术专业,体现出生命科学与医学、药学的紧密结合。教学计划执行过程反映了医药特色在教学过程中,交叉学科实现内容整合。由于生物化学、细胞生物学、医学遗传学、医学分子生物学四门课程是生物学科的前沿内容,也是生物学中发展最快的领域,要求这几门课的任课教师在课堂上要及时向学生介绍学科的新发展和新内容。另外这几门课的内容交叉重复较多,经过学科群的多次讨论,强调了各门课应重点讲授的部分和内容的取舍分工,较好地处理课程间相关内容重复和渗透的关系,着重培养学生扎实的生物科学的基础理论、基本实验技能和在医学、药学方面的应用。教学内容上也体现了生命科学与医药科学的紧密结合,如学习基因工程时,结合临床常用的基因工程产品如胰岛素、乙肝疫苗等实例介绍分切接转筛基本原理。同时回顾这些疾病发病的生化机理,介绍治疗进展,学生的学习效果非常好。

强化生物基础与医药特色的实践环节

教学体系生物技术是由多学科交叉形成的理论与实践并重的一门学科,为提高学生动手能力,培养出创新性应用型生物技术类专业人才,突出实践性教学也是本专业的主要特色。我校生物技术专业的实践环节教学体系由实验课程、实习课程、毕业论文组成,目前已形成了有特色的实验、实习课程体系和稳定的实习基地。实验课程体系不断强化实验室教学,按基础实验和专业实验两个层次组织实验教学。把基础类课程如生理学、动物学、微生物学、细胞生物学、生物化学、遗传学、分子生物学等的实验与专业类课程如基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、微生物工程等实验内容进行整合,将开设的实验内容分为几个系列,避免了实验内容的交叉重复,使其更加系统和符合客观规律,知识结构更趋合理。教学过程中,要求学生从试剂配置开始,自己动手完成实验操作全过程,大大提高了学生的动手动脑能力和独立分析与解决问题的实际工作能力。通过学习和实验,学生掌握了一系列基本生物实验技术,如离心、电泳、层析及分光光度法等。结合这些技术,开展具有医药特色的实验项目,如人血清醋酸纤维薄膜电泳、谷丙转氨酶活性测定等,根据电泳分离出的条带、酶活性等结合临床分析该血清样本的特点和临床意义,又如在激素对家兔血糖浓度的影响实验中。通过该综合性实验,学生对血糖浓度及其代谢调节有了更清晰的理解。在此基础上,开展的专业课程实验的如微量核酸和蛋白质的分离纯化、PCR技术、基因重组技术、电泳图谱的成像分析技术、杂交技术、菌株扩大培养技术,发酵产物的分析、提纯技术等基本上都与其在医学、药学方面的应用密切相关。专业和专业基础课程实验共计652学时。实验开出率达到教学大纲要求,专业基础课、专业课中设计性、综合性实验项目超过40%,其中依托生物基础技术并具有医药特色的实验项目达到60%以上。实习课程体系实习课程分阶段性的相关课程实习、生产实习。实习是学生学习深入与升华的重要过程。不断加强校内外实践教学基地与生产实习基地建设,尤其是以双赢实习基地为平台创新生产实习教学。阶段性相关课程实习分别到学校附属医院的检验科、药剂科了解相关技术在医药上的应用,同时以湖南南岳衡山、福建泉州市崇武镇海滨作为我校生物技术专业植物学、动物学野外实习基地。这两个实习基地的动物、植物物种丰富,数目繁多,具有生物多样性的鲜明特点,能为生物科学的野外实习提供资源保障,拓宽学生对自然界中生物多样性、生态学等的知识面,完善知识结构。生产实习更是突出生物技术和医药应用特色,实习基地有清华紫光古汉生物制药股份有限公司衡阳南岳制药厂、衡阳中药厂、湖南金健药业、湘潭一格药业和浏阳生物科技园等生物制药和生物技术企业单位,厂方指派专人指导学生的实习。实习内容包括药品生产的GMP知识、血液制品生产技术、生物制品生产技术等专题讲座,并通过在人血白蛋白分离车间、免疫球蛋白分离车间、冻干粉针车间以及中心化验室的实习,了解血浆白蛋白、免疫球蛋白分离纯化的工艺流程和技术要求,生物制品的冻干干燥、成形、封装、灭菌等工艺流程,药品、生物制品的检测与质量控制等技术。通过实践,使学生观察能力、动手能力、实践能力以及思维能力、综合分析能力和解决问题能力得到了全面培养,学生能运用所学的微生物学、生物化学、发酵工程、生物工业下游技术等原理解决生产中存在的问题,巩固和加深对基础理论的理解,并初步了解了生物技术和现代化生产的关系、生物技术企业的经济地位和市场营销状况等信息,学研产用结合取得初步成效,其中湖南金健药业有限公司因在指导我校生物技术专业生产实习时取得了很好的成绩,被评为湖南省高校优秀实习基地。毕业论文体系由于推行本科生导师制,成立了科技活动小组,在一至三年级时就引导部分学生参加教师申报的科研项目,并分别在我校生物化学与分子生物学研究所、药物药理研究所、心血管疾病研究所等与生物技术、医药相关的开放实验室进行,以科研促教学,增强了学生的研究能力,培养了创新人才。学生在第四学年时必须进入实验室做毕业论文,毕业论文的选题主要结合导师的研究方向,所完成的毕业论文几乎都涉及医学、药学研究和应用开发领域,如研究糖尿病、心血管疾病、遗传性疾病、肿瘤等的相关发病分子机制、药物防治及机理探讨等,较好地反映了所学知识的应用,也充分显示了我校生物技术专业的办学特色。在导师指导下,其中“戒烟牙膏”荣获第八届“挑战杯”全国大学生课外活动学术科技作品大赛二等奖;观赏兼实验红鲫鱼新品系的选育株、观察新药N0-1886对巨噬细胞内胆固醇流出的影响以及无明矾米粉的制作等获湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目资助。从毕业生就业情况看,大部分是在医药公司、生物科技公司、生物工程公司、制药公司、学校或科研院所等从事医药和生命科学相关的技术工作和科学研究。经过十余年的实践,我系对生物技术专业创新人才培养的途径和方法进行了积极探讨,目前已形成了具有医药特色的培养创新人才和应用型人才的课程体系。通过对学生、用人单位问卷调查和校内外教学督导评价等分析表明:专业+医药的人才培养模式独具特色,学生不仅掌握了系统的生物技术的基本理论和基本技能,而且得到了与医药相关的基础研究和应用的实践,生物技术专业建设也取得了突出的效果,体现了坚持社会导向、改革创新和示范带动的原则,培养了适应社会需求的高素质人才,突出了生物技术理论和方法与医学、药学相互渗透的办学特色。

第4篇

关键词: 信息技术; 现代教育理论; 生物技术教学

To make innovation on life technology teaching by using information technology

Yanli

Physician Training School, Jinzhou District, Dalian, Liaoning, 116100

Abstract:Based on the information technology teaching means under the background of teachers to provide modern information technology of the different kinds of media (such as projection, video booth, web, etc) as a platform, using the modern educational theory to guide teaching practice, aiming to improve the students' ability to the future society for the teaching goal.

Key Words: Information Technology; Modern Educational Theory; Life Technology Teaching

传统教学是指教师用传统教学媒体(如语言、板书、教材、实物、挂图等), 依据教学进度,把课本内容依次讲解给全班的学生听,强调书本知识的传承。

基于信息技术背景下的教学是指教师以现代信息技术提供的多种媒体(如投影、视频展台、web等)为平台,运用现代教育理论指导教学实践,以全面提高学生适应未来社会能力为目标进行的教学。

《生物课程标准》别提出:生物技术的迅猛发展已经显现出巨大的社会效益和经济效益,并正在越来越多地影响人类的生活和社会发展。认识和理解有关生物技术在现代社会中的作用十分重要。并强调教师应从生活中的生物技术着手,通过各种实验和实践活动,丰富学生对生物技术的感性认识;以多种方式向学生提供丰富的信息,帮助学生理解生物技术的作用。

生物新课程对生物教学提出了新的要求。初中的生物课程都遵从了“提高生物科学素养”、“面向全体学生”、“倡导探究性学习”的相同理念,这样的要求单纯的利用传统教学是无法实现的,只有与信息技术良好结合才能够实现教学目标。尤其是“面向全体学生”、“倡导探究性学习”这两项要求,对传统教学提出了挑战,教师必须改变自己的教学方式和教学理念,并应用多媒体才能达到这样的要求。

多媒体教学的优点很多,如:

一.创设情境激发学习兴趣

多媒体的特点是图、文、声、像并茂,向学生提供形式多样、功能各异的感性材料,形象生动的画面、标准逼真的情景朗读、悦耳的音乐背景、妙趣横生的益智游戏,使学生产生如见其人,如闻其声,如临其境的感觉。它能激发学生学习兴趣,把他们带入宽松愉悦的学习环境中,让学生主动探索与进取。

例如,在年级第册第课,利用动画讲解食品制造中的发酵现象,

用课件展示发酵原理反应式:

再如,在疾病防治中讲解《青霉素的作用》,如果是利用挂图的讲解,学生理解比较困难,教师也讲解的吃力,但利用FLASH动画就可以展示这样一个合成的动态过程,使学生易于理解和掌握。

用flash演示小实验《青霉素的作用》

实验证明了青霉素能抑制细菌的生长,所以它能帮助我们抵御细菌的感染。

二.刺激感官机能提高记忆效果

人类获得知识的记忆保持比率中,视觉和听觉所占比例远远超过其他感官,而视觉和听觉结合并用能达到最佳学习效果。也就是音像结合能刺激多个感官,又能引起有效注意,有利于记忆力的培养和情感激。

例如,讲解食品保存中,用PowerPoint课件展示通过收集资料总结的各种保存食物的方法。

⑴脱水法⑵晒制烟熏法⑶渗透法⑷腌制法⑸巴斯德消毒法

⑹真空包装法

在讲解利用生物技术进行环境保护时,用PowerPoint课件展示污水处理厂如何进行污水净化。

三.增大教学容量提高教学效率

在信息化的时代,除了要求学生掌握书本知识外,还要求学生学到更多课外知识。运用多媒体教学有助于实现课堂教学的大容量、多信息、高效率。课堂上教师只需轻松点动鼠标,就能在短时间内直观、形象地演示教学理论的发展过程,揭示概念,使教学内容主线明确,理论分析深刻到位,基础知识的讲解更为详尽,课堂练习量和内容更为广泛有趣,新知识的巩固更为扎实。在演示过程中,教师还可控制演示速度或停顿,既可作为新知识的讲解,又可根据班级情况抽出更多时间和精力来提供讨论对象,启发学生主动质疑,引导他们观察思考。在这种和谐宽松的教学环境中,学生的求知欲望增强了,并且参与意识和探索精神得到了发展,使课堂教学过程出现生动活、轻松高效的局面,教学效率显著提高。

例如,在讲解

生物学课件的制作需要大量的素材,收集素材的途径主要有三个方面。1、网络下载,初中教材上的图片就是好的素材;搜索科技教学图片;2、收集旧教材相关课件素材,由于网络上有关新教材的课件一般都需要;3、自己拍摄或学生提供。

举例说出克隆技术的应用。举例说出转基因技术的应用。关注生物技术的发展对人类未来的影响。收集和交流有关转基因生物的资料。有条件的地方进行实地调查。

1997年2月,克隆绵羊“多利”诞生的标志着人类可以利用动物身上的一个体细胞,产生出与这个动物完全相同的生命体,打破了千古不变的自然规律。

教师应充分重视信息化课程资源的利用,包括各种生物教学软件、网络上的生物科学教育资源等。计算机多媒体以其极强的交互性和模拟功能显示出它在生物教学中的重要作用。生物教师应该在教学中充分利用各种教学软件,包括教师自制的教学软件,提高教学效率。伴随网络的发展,互联网传递着越来越多地生物信息,如动植物的图片、课件、动植物的趣闻、最新生物科学进展等。这些信息也应在生物教学中得到充分利用。

第5篇

一、运用直观的教学法,唤起学生的学习兴趣

生物课堂教学离不开教具,运用教具直观教学来唤起学生的学习兴趣。直观教具主要有标本,实物,模型,挂图,及辅助使用的录象片、计算机软件等。要上好一节生物课,一定要注意合理使用模型,挂图和实物等直观形象的教具。恰当地运用直观教具营造良好的氛围,使学生在欢快愉悦的课堂气氛中完成学习任务,让学生在观察中逐步养成自己分析和解决问题的能力。

二、运用演示实验法,调动学生的学习兴趣

生物学是一门实验科学,观察、实验是该学科基本的研究方法,也是激发学生学习兴趣的主要手段。因此教师要充分发挥主动精神,积极创造条件,做好演示,让学生亲自动手实践。

三、生物科学与生活有机结合,启迪学生探索奥秘的兴趣

“细胞的生活需要物质和能量”,对七年级的学生来说,细胞的物质组成,细胞膜控制的出入,细胞内物质和能量的变化等内容的学习是相当困难的,也是过去初一教材不涉及的内容。解决这个难点有多种多样的方法。贴近学生的生活,充分利用学生的生活经验和已有知识,从客观出发,实现微观方面的理解,是学生最容易接受的方法。在这节课中要连续不断地启发学生把生活经验和抽象、深奥的学习内容巧妙地结合起来。

利用难点启发思维。在学生积极思维的同时,能力得到了锻炼,主要表现在三方面:本课始终一环扣一环地贯穿着知识的因果关系,运用逻辑思维抓住了学生的思路,同时也培养了学生分析、推理的能力。如无机物、有机物概念的给出,细胞控制物质的进出以及细胞生活需要能量等;本课运用了形象的比喻、举例和谈话的方式进行教学,使“物质”,“能量”,这些抽象、枯燥的概念具体化、形象化,并与生活联系起来,缩短了抽象知识与学生之间的距离,同时启发学生自己举例,锻炼和培养了学生形象思维、发散思维的能力;本课还通过看图、阅读、讨论、答题等活动培养了学生观察能力,处理事物的能力和表达交流与合作的能力。

渗透了情感态度和价值的培养。本课通过微观知识的教学和一些隐藏的悬念,如“物质是由分子组成的”,“细胞膜如何控制物质的进出”等,培养了学生探索奥秘的兴趣。本课的抽象知识都是从事实中得来的,如细胞有物质的进出和细胞膜控制物质的进出,都是通过宏观的生命现象推导出的。

四、介绍生物科学研究的新成就,激发学生的学习兴趣

第6篇

1.从改革课堂教学方法入手,培养学生的参与意识与决策能力

传统的课堂教学方法是老师系统地讲述科学知识,学生静态地、被动地接收,实验课也主要是去证明已学的知识。STS教育要求教师不但要教给学生科学知识,更重要的是教会学生如何学习,把学习方法传授给他们,使他们不但在学校通过老师能获得新知识,而且毕业以后,尤其是那些无机会再深造的学生,也能通过自学不断地、快速地获得新知识,以适应社会的发展和变化。因此,我在教学过程中对教学方法进行了如下改革。

(1)在传授科学知识的同时,更注重科学研究的过程和方法。科学的产生和发展与科学研究的过程和方法息息相关。生物学是一门实验性很强的学科。现在的学生是未来社会的建设者,如果在学校里只掌握一定的生物学基础知识,不懂得科学研究的过程与方法,知识就得不到更新与发展,就不能很好地为社会服务。我在讲高中《生物》中“生命活动的调节”时,首先让学生看书,然后再与学生一起总结出生长素发现过程的几个步骤:观察到的事实(植物具有向光性)提出问题和设想(为什么?是具有芽尖的缘故)设计实验验证(排除影响因素,将芽尖切去)实验结果(不发生弯曲)结论(胚芽鞘的生长和弯曲,是由于它具有尖端的缘故),并告诉他们很多生物学知识就是通过这种探索的过程获得的。通过学习,使学生对如何进行科学研究的过程有了大致了解,同时,也明白了进行科学研究需要有锲而不舍的精神和顽强的毅力。

(2)注意调动学生学习的积极性,鼓励他们做课堂上的主人。在课堂教学过程中,尽量设置一些与要讲的知识有关的问题情景,让学生在解决问题的同时复习旧知识,学习新知识。如在讲膜的结构和功能时,我举了一个大家都熟悉的现象:洗完苋菜的水仍是无色的,而将苋菜妙熟后,菜汤却是紫红色的,为什么?在了解细胞膜功能的基础上,将全班分成若干个小组进行讨论,确定正确答案,然后每个小组派代表讲解。有疑问,可以随时提出。当双方都无充分理由说服对方时,我再适当加以点拨,使学生对细胞膜的功能有了深刻认识。另外,每一节课后,我都要布置一些与生活密切相关的问题让他们思考,有些同学课后还主动翻阅一些书籍,收集资料,这往往使课堂讨论充实而热烈。

2.提高教学内容的社会针对性,使学生明确生物学知识对社会生产和生活的作用

现代生物学与当今世界面临的重大问题,如粮食、能源、人口、环境保护、国土整治、资源的利用与保护等都有直接联系,并可能为之提供理论、方法与技术,这说明生物科学对人类的未来及社会的发展有重大作用。在课堂教学过程中,我注意理论联系实际,适当拓宽教学内容,提高其社会针对性。如在讲线粒体结构和功能时,让他们回忆物理学中所学的能量转换知识,计算出线粒体中能量的利用率,并与机械效率相比;讲完基因控制蛋白质的合成后,我介绍了基因工程,说明基因工程已经使工业、农业、医学等产业发生了巨大变化,并且必将影响世界的整个面貌;讲完生物与环境这一章时,我介绍了黄石市的生态状况以及存在的问题,并让学生根据已学的生态学知识,提出搞好黄石市环境保护的具体方法和途径。

3.适当增加生物技术的讲授,使学生能自觉地将科学与社会联系起来

学习科学知识的主要目的是要为社会服务,使人们生活得更美好,而知识应用于社会的桥梁是技术。在课堂教学中,我适当增加了生物技术的讲授。如讲细胞膜的知识时,介绍了生物膜技术;在讲DNA的结构和功能时,介绍了DNA的提取与分离技术;在讲单倍体育种时,介绍了植物组织培养技术。这样,不仅拓宽了学生的知识面,同时也增强了他们的学习信心。

4.及时介绍现代生物学发展的新动向和新成就,激发学生学习生物学的积极性

第7篇

1、生物技术在农业生产中具体应用

现代生物技术是一门集多项顶尖技术与工程原理、信息科学等为一体的综合性学科。一般来说现代生物技术主要包括以下七项技术:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术、生物芯片技术。上述七项技术彼此之间是相互联系,相互渗透的。其中基因工程是核心技术,它能带动其他技术的发展。因此本研究以基因工程在农业中具体应用为例进行系统研究。

(1)基因工程在植物遗传改良中的应用

我国基因工程在植物遗传改良中的应用现状主要包括抗逆作物育种、品质改良育种和固氮育种等。例如在转基因水稻新品种培育、转基因玉米新品种培育和转基因棉花的研究与产业化等方面都取得了较好的成绩。在我国每年植物因病毒、细菌及真菌、害虫、杂草、旱寒盐、高温等因素给粮食作物、园艺作物及经济作物造成了巨大的损失。随着我国现代农业生物技术的发展,以上问题也正在一步步解决之中。目前我国已相续培育并成功推广种植了一些转基因抗病毒作物、转基因抗细菌及真菌作物、转基因抗虫作物、抗除草剂作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高温作物等。例如在抗盐碱作物方面,刘岩、玉慧中等将抗逆基因mtlD和gutD基因转入植物,获得了烟草、玉米、水稻等植物的耐盐碱转基因株系;在抗旱作物方面,我国科学家把美洲拟碟抗冻蛋白基因转入番茄,得到转基因抗寒番茄。此外我国还成功培育了烟草、马铃薯、黄瓜、番茄等抗病毒作物和将Bt杀虫剂晶体蛋白基因与豇豆胰蛋白酶抑制剂基因复合在一起的双价抗虫棉。在抗逆作物的培育和推广方面,可以说我国处于世界领先地位。

(2)基因工程在利用农作物生产食品中的应用

利用基因工程技术作用于农作物生产食品和食品添加剂主要包括三方面:改进食品原料的品质、改善果蔬采收后的贮藏保鲜性能和开发新型功能性食品。利用基因工程技术可对植物的蛋白质、油脂、淀粉、糖类、维生素等品质性状进行改良,也可延长果实储存期和改良食品风味。

2、生物技术在农业生产应用中存在的问题

(1)生物技术研究方面存在的问题

首先,基础研究比较薄弱。其主要原因:一是由于基础研究的直接性和可见性成果不是很显著,所以很多科研人员不愿意扎深根认真从事基础理论的研究;二是由于绝大多数人都没有认识到基础研究的重要性、基础性和长远性,所以我国在基础研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我国在基础研究方面无论是其重视程度还是资金投入和相关政策体制都存在很多问题。其次,应用研究还很欠缺。一方面是由于基础理论研究的薄弱决定了基础应用研究的缓慢发展。同时基础应用研究自身也存在很多问题。比如在植物基因工程育种方面存在如下问题:分离植物目的基因困难,导入外源基因的过程及其控制较为复杂。还有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术各分支领域的结合度不高。第三,某些前沿领域的研究相对滞后。虽然我国在转基因抗虫棉、转基因水稻及家蚕基因方面处于国际领先地位,也参与了一些国际重大的基因组破译计划。但是我国所真正拥有自主知识产权保护的专项领域还是比较少的。这主要是由于我国的生物技术前沿领域研究较美欧等发达国家相对滞后。比如说在生物固氮领域研究得不够深入,影响转基因效率的各种因素、植物光合作用机理等重大问题的研究尚未突破,特别是生物技术与信息技术、神经科学等学科的交叉综合研究还没有引起足够的重视。

(2)生物技术应用所导致的一些问题

首先,对生态的负面影响。现代生物技术的发展和广泛应用,为我们解决了许多重大的环保问题,同时也研发出了不少的新型高效环保产品。但是不可否认,由于其技术本身的发展历程和科学技术在大自然面前的卑微,生物技术的应用也可能引发一些新的环境问题。此外随着全球未来人口数量的继续增加,利用抗逆作物转基因品种扩大农业耕地面积的同时,氮素等农业资源的使用量也随之加大,造成氮素等矿质营养物质生物化学循环的改变,对水体的富营养化可能具有潜在的促进效应,产生不利于人类和动植物生存和可持续发展的不利后果。可见,生物技术在农业生产中的应用也可能引起降低生物多样性程度、改变土壤结构、污染环境等导致生态失衡的一系列问题。其次,对食物安全的影响。转基因食品的安全性问题是潜在性的。主要表现在三方面:一是转基因食品的毒性问题。在这方面,目前只有一些相关的试验报道,尚无人体的研究报告。研究者用转基因食物喂养大鼠,结果有的试验显示大鼠的免疫系统受到破坏,有的试验显示对大鼠没有影响。二是转基因食品的过敏反应问题。假如供体基因的作物具有使某一部分人产生过敏的过敏源,那么将此作物的基因转移到其他作物,这种转基因作物便具有引发过敏的能力。三是转基因食品中的标记基因对抗生素的抵抗作用问题。在这方面,相关研究显示可能性是比较小的,但是我们也不容忽视。

(3)人才紧缺

根据孟弘等人在《对我国生物技术人才问题的几点思考》一文中介绍据2012年统计,我国设生物科学、生物技术和生物工程三大专业的高校已从2011年的978所上升至1058所,招生人数在2011年就超过8万人。目前估计我国生物专业在校生总人数不低于45万,每年毕业的人数5—7万。估计到2020年,我国培养的生物专业大学毕业生总数不少于40万,我国生物技术发展已经具有了很好的技术人才储备。可知我国生物技术方面人才的储备还是很充足。可是仍然存在以下问题:一方面人才培养的速度远远跟不上人才的需求量;另一方面从国外引进的农业生物技术高端人才更是稀缺。还有我们国家派出到国外学习借鉴的人才也显得不足。同时在我国,培养既懂科研技术,也知道生产和市场动向的复合型人才体系尚未建立。此外食品安全评估体系人才的培养方案和模式的构建尚未提上议事日程。再者虽然我国生物技术人才的储备已经很充足了,但是这些从高校培养出来的生物技术人才其毕业后从事农业生物技术方面工作的人占整个生物技术领域的比重比较小。

二、改进生物技术在农业生产应用中采取的措施

1、加强农业生物技术的研究

(1)加强生物技术的基础研究

由于现代生物技术涉及的领域广、范围宽。所以,针对我国在农业生物技术基础理论研究方面的薄弱,我们应该继续加强分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等生物科学基础理论的研究,同时也要加强与生物技术紧密相关的化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等基础理论的研究。

(2)注重生物技术的应用研究

在生物技术领域,基础理论研究的目的是为了更好的服务于基础应用的研究。所以我们必须将基础理论的研究与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术的基础应用研究相结合,进行紧密而系统的研究。进而将这些基础理论与基础应用的研究同计算机科学、信息科学和微电子技术等相结合而后应用于生物技术育种、生物饲料、基因工程疫苗和功能性食品的开发等农业生物技术重大领域的研发。从基因组测序的研究转向基因功能探测和蛋白质功能探测的研究。例如,在生物固氮方面,在我国农区的布局上,氮含量高的区域实行豆、禾、经济作物间套轮作,可缓解和排除氨阻遏的障碍,发挥根瘤菌的固氮作用,实现两种作物互惠和高产;在有条件的草地发展一定面积的豆、禾、牧草混播种植制度。

2、采取措施避免应用生物技术所导致的负面影响

(1)现代性与传统性相结合

除了加强生物技术本身的研究、完善相关体制与法规、加大人才培养和资金投入以解决生物技术在农业生产应用中所带来的一些不良后果、环境问题等,我们还应该把农业生物技术的应用与生态学相结合,把生物技术育种与传统育种相结合,把生物技术作物种植、养殖与传统作物种植、养殖相结合。做到充分利用现代高科技术的同时,又顺应大自然本身的发展规律。

(2)建立健全转基因食品安全评估体系

针对转基因食品对我们人体健康的影响是潜在的和隐性的,我国应建立健全转基因食品安全评估体系。为此,我们要确立科学客观的评价原则,既不能以偏概全,夸大威胁,也不能漠然视之,回避转基因产品可能存在的潜在危险。应投专款、定专人,将安全性问题设立为一项重要课题。从食品安全、生态安全着手,实事求是地个案评估,作出科学的评价,尽快制订和完善国家生物安全管理的法律、法规体系。使转基因食品的安全评估落到实处,使老百姓对转基因食品买得放心、用得安心。一方面我们要科学合理地应用生物技术,建立健全相应的法律、法规体系和管理机构,加强转基因生物的进出口管理。另一方面我们要加强、扩大科普宣传,提高全民对转基因食品的安全意识。

3、加大人才的培养

第8篇

一、使学生了解STS教育的含义。

有效地进行STS教育渗透,首先必须使学生了解STS教育思想,以及科学、技术、社会三者之间的关系。在绪论的学习中可以做讲解:生命科学既属于自然科学,更是一门实验科学。生物学的发展经历了一个由描述阶段到实验生物学和分子生物学阶段,通过此历程的一些实例讲解,既让学生认识到生物学的发展不仅反映了人类认识史的一个认识过程和一般科学的发展趋势,还反映了实验手段的不断改革史,以及生物科学的发展与社会和科技进步之间的关系。在当代生物学的新进展中,要使学生认识到现代生物学的新进展是在采用许多先进的技术和手段的条件下,有的是在多学科渗透的基础上取得的,而这些技术手段又是以生物学理论知识为基础的,如DNA重组合成技术、核酸分子杂交技术、单克隆抗体技术、脉冲电泳技术、同步辐射技术,等等。最终引导学生认识到科学学科的根本职能在于利用自然知识研究自然界的未知世界,探索通往未知世界的道路。因此,激励学生掌握更多的知识来解释自然界中的“是什么”、“为什么”的问题,技术的根本职能在于改造世界。如果说科学是用来解决自然界中“是什么”、“为什么”的话,技术则是以科学为基础,回答“做什么”“怎么做”的问题,使学生理解到掌握技术重要的是对自然进行控制和利用,变天然自然为人工自然,发展新工艺,创造新品种。如我国研制的生物工程乙肝疫苗、抑制病毒在细胞内增殖的干扰素,等等,都是利用生物学原理和一定的工程技术手段而产生的生物制品,从而使学生认识到科学与技术的相互支持、相互影响。这样通过绪论课的讲述,使学生对STS教育有了初步的认识。

二、从改革课堂教学方法入手,培养学生的参与意识与决策能力。

传统的课堂教学方法是老师系统地讲述科学知识,学生静态地、被动地接收,实验课也主要是证明已学的知识。STS教育要求教师不但要教给学生科学知识,更重要的是要把学习方法传授给他们,使他们不但在学校能获得知识,而且毕业以后能通过自学不断地、快速地获得新知识,以适应社会的发展和变化。因此,我在教学过程中对教学方法进行了如下改革。

1.在传授科学知识的同时,更注重科学研究的过程和方法。生物学是一门实验性很强的学科。现在的学生是未来社会的建设者,如果在学校里只掌握一定的生物学基础知识,不懂得科学研究的过程与方法,知识就得不到更新与发展,就不能很好地为社会服务。我在讲高中《生物》中“生命活动的调节”时,首先让学生看书,再与学生一起总结出生长素发现过程的几个步骤:观察到的事实(植物具有向光性)提出问题和设想(为什么?是具有芽尖的缘故)设计实验验证(排除影响因素,将芽尖切去)实验结果(不发生弯曲)结论(胚芽鞘的生长和弯曲,是由于它具有尖端的缘故),并告诉他们很多生物学知识就是通过这种探索的过程获得的。通过学习,学生对如何进行科学研究的过程有了大致了解,同时也明白了进行科学研究需要有锲而不舍的精神和顽强的毅力。

2.注意调动学生学习的积极性,鼓励他们做课堂上的主人。在课堂教学过程中,尽量设置一些与要讲的知识有关的问题情境,让学生在解决问题的同时复习旧知识,学习新知识。如在讲膜的结构和功能时,我举了一个大家都熟悉的例子:洗完苋菜的水仍是无色的,而将苋菜妙熟后,菜汤却是紫红色的,为什么?在了解细胞膜功能的基础上,将全班分成若干个小组进行讨论,确定正确答案,然后每个小组派代表讲解。有疑问,可以随时提出。当双方都无充分理由说服对方时,我再适当加以点拨,使学生对细胞膜的功能有了深刻认识。另外,每一节课后,我都布置一些与生活密切相关的问题让他们思考,有些同学课后还主动翻阅书籍,搜集资料,这往往使课堂讨论充实而热烈。

三、提高教学内容的社会针对性,使学生明确生物学知识对社会生产和生活的作用。

现代生物学与当今世界面临的重大问题,如粮食、能源、人口、环境保护、国土整治、资源的利用与保护等都有直接联系,并可能为之提供理论、方法与技术,这说明生物科学对人类的未来及社会的发展有重大作用。在课堂教学过程中,我注意理论联系实际,适当增加教学内容,提高社会针对性。如在讲线粒体结构和功能时,让他们回忆物理学中所学的能量转换知识,计算出线粒体中能量的利用率,并与机械效率相比;讲完基因控制蛋白质的合成后,我介绍了基因工程,说明基因工程已经使工业、农业、医学等产业发生了巨大变化,并且必将影响世界的整个面貌;讲完生物与环境这一章时,我介绍了我市的生态状况和存在的问题,让学生根据已学的生态学知识,提出搞好我市环境保护的具体方法和途径。

1.适当增加生物技术的讲授,使学生能自觉地将科学与社会联系起来。学习科学知识的主要目的是要为社会服务,使人们生活得更美好,而知识应用于社会的桥梁是技术。在课堂教学中,我适当增加了生物技术的讲授。如讲细胞膜的知识时,介绍了生物膜技术;讲DNA的结构和功能时,介绍了DNA的粗提取与分离技术;讲单倍体育种时,介绍了植物组织培养技术。这样不仅拓宽了学生的知识面,而且增强了他们的学习信心。

第9篇

几年来,我在生物课堂教学中进行了渗透STS教育的初步尝试,并取得了一定的效果。

传统的课堂教学方法是老师系统地讲述科学知识,学生静态地、被动地接收,实验课也主要是去证明已学的知识。STS教育要求教师不但要教给学生科学知识,更重要的是教会学生如何学习,把学习方法传授给他们,使他们不但在学校通过老师能获得新知识,而且毕业以后,尤其是那些无机会再深造的学生,也能通过自学不断地、快速地获得新知识,以适应社会的发展和变化。因此,我在教学过程中对教学方法进行了如下改革。

(1)在传授科学知识的同时,更注重科学研究的过程和方法。科学的产生和发展与科学研究的过程和方法息息相关。生物学是一门实验性很强的学科。现在的学生是未来社会的建设者,如果在学校里只掌握一定的生物学基础知识,不懂得科学研究的过程与方法,知识就得不到更新与发展,就不能很好地为社会服务。我在讲高中《生物》中“生命活动的调节”时,首先让学生看书,然后再与学生一起总结出生长素发现过程的几个步骤:观察到的事实(植物具有向光性)提出问题和设想(为什么?是具有芽尖的缘故)设计实验验证(排除影响因素,将芽尖切去)实验结果(不发生弯曲)结论(胚芽鞘的生长和弯曲,是由于它具有尖端的缘故),并告诉他们很多生物学知识就是通过这种探索的过程获得的。通过学习,使学生对如何进行科学研究的过程有了大致了解,同时,也明白了进行科学研究需要有锲而不舍的精神和顽强的毅力。

(2)注意调动学生学习的积极性,鼓励他们做课堂上的主人。在课堂教学过程中,尽量设置一些与要讲的知识有关的问题情景,让学生在解决问题的同时复习旧知识,学习新知识。如在讲膜的结构和功能时,我举了一个大家都熟悉的现象:洗完苋菜的水仍是无色的,而将苋菜妙熟后,菜汤却是紫红色的,为什么?在了解细胞膜功能的基础上,将全班分成若干个小组进行讨论,确定正确答案,然后每个小组派代表讲解。有疑问,可以随时提出。当双方都无充分理由说服对方时,我再适当加以点拨,使学生对细胞膜的功能有了深刻认识。另外,每一节课后,我都要布置一些与生活密切相关的问题让他们思考,有些同学课后还主动翻阅一些书籍,收集资料,这往往使课堂讨论充实而热烈。

现代生物学与当今世界面临的重大问题,如粮食、能源、人口、环境保护、国土整治、资源的利用与保护等都有直接联系,并可能为之提供理论、方法与技术,这说明生物科学对人类的未来及社会的发展有重大作用。在课堂教学过程中,我注意理论联系实际,适当拓宽教学内容,提高其社会针对性。如在讲线粒体结构和功能时,让他们回忆物理学中所学的能量转换知识,计算出线粒体中能量的利用率,并与机械效率相比;讲完基因控制蛋白质的合成后,我介绍了基因工程,说明基因工程已经使工业、农业、医学等产业发生了巨大变化,并且必将影响世界的整个面貌;讲完生物与环境这一章时,我介绍了黄石市的生态状况以及存在的问题,并让学生根据已学的生态学知识,提出搞好黄石市环境保护的具体方法和途径。

学习科学知识的主要目的是要为社会服务,使人们生活得更美好,而知识应用于社会的桥梁是技术。在课堂教学中,我适当增加了生物技术的讲授。如讲细胞膜的知识时,介绍了生物膜技术;在讲DNA的结构和功能时,介绍了DNA的提取与分离技术;在讲单倍体育种时,介绍了植物组织培养技术。这样,不仅拓宽了学生的知识面,同时也增强了他们的学习信心。

当今世界的生物科学正处在蓬勃发展的大好时期,及时向学生介绍生物学发展的新动向和新成就,能激起学生学习生物学的兴趣。如在讲生物进化学说时,我及时介绍了我国澄江生物化石群的发现对达尔文进化论的冲击,让学生懂得,现有的许多理论和学说并不是唯一正确的,有待我们进一步探索并加以补充和完善;同时,介绍生物学发展的新动态,也让学生了解到在当今世界上,尤其是发达国家,生物科学已成为一门带头学科,生物技术也是带头技术,从而进一步激发他们学好生物学的积极性。

实践证明,在高中生物课堂教学中渗透STS教育,是在中学生中开展STS教育的良好方法之一,它对提高生物学教学质量,培养学生各方面的能力均有积极作用。

第10篇

摘 要:随着科学技术的迅速发展,生物技术被广泛应用在植物保护中。生物技术是利用生物体或有机体渗入到产品中,有机结合,改良产品品质或培育微生物以满足特殊需求的新技术。它包括细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技术在植物中的应用,并对其应用进行了展望。

关键词:生物技术;植物保护;应用

中图分类号:S316 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230028

1 生物技术在植物保护中的应用

1.1 细胞工程

每个植物细胞的遗传信息是完全相同的,并且包含该植物体全部遗传信息。在适当条件下,植物细胞具有全能性,一个单独的植物细胞可以培育成一个完整的植株,生物学家通过组织培养来培育名贵花卉,消除植物上的病毒,以及通过对细胞核的遗传物质进行整合,以此来获得所需要的品种。研究不利于植物生长的外来生物就是保护植物,如病虫害、杂草等,可以利用细胞工程来改善植物,获取所需要的基因,我国病原微生物的细胞工程已经取得初步进展,在科学家努力下将会不断地完善,培育出优良品种。

1.2 基因工程

基因工程是利用生物技术或物理化学方法将目的基因导入植物细胞中,获得人们所需要的转基因生物,有目的的生产植物或农产品。通常基因工程包括直接转移法和间接转移法:间接转移法原理是把目的基因转移到病毒或霉菌上,通过病毒或霉菌感染植物来间接把目的基因转移到植物基因中,以此来高效表达;直接转移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程进行育种,以此来获得抗虫、抗病、抗除草剂、抗倒伏的优良品种,不仅可以节约成本,还可以减少环境污染,具有很广的市场前景。

1.3 发酵工程

发酵工程在植物保护中的应用主要是通过生产抗生素来制造农药,杀死害虫以防对农作物产生危害。目前我国已经广泛使用抗生素来制作农药,其优点是生产成本低,安全性高,高效、无污染。在19世纪60年代我国就开始把苏云芽孢杆菌用于农药生产,随后又提练出了Bt菌株并应于实际生产,其主要优点就是安全性高,为新世纪绿色产品的生产提供了契机,尤其在无公害农产品项目上应用广泛。目前我国抗生素生产已经在国际上占有一席之地,特别是冈霉素和阿维菌素成为世界上最大的生产国,其中冈霉素主要用于水稻,大大提高了水稻的产量,为我国的粮食产业做出了巨大贡献,增加了农民的收入;阿维菌株主要用于生产杀虫剂,安全高效。

1.4 酶工程

生物技术在植物保护的应用中,生物学家利用酶工程来获得所需要的物质,其原理就是将酶或微生物细胞、植物细胞、细胞器等在一定的条件下,借助酶的催化功能,将相应的原料转化成有用的物质。目前最先进的是利用酶工程来制作生物农药,主要优点是无公害,并且不易产生抗药性,生产简单、成本低,主要应用于病虫害防治。例如把昆虫病毒基因插入到外源基因中,使其在昆虫体内得到表达,通过扰乱昆虫正常代谢,影响其活动,以此达到灭虫目的。由于无污染,具有很广的市场前景。

2 生物技术在植物保护中的应用展望

植物保护中生物技术的使用,突破了传统育种的界限,在原有育种的基础上整合新的基因,使传统技术与生物技术有机结合,降低了生产成本,提高了生产效益,不仅增加了植物的产量,同时也保证了植物的质量,在植物发展轨道上具有很大的发展前景。

生物技术在植物保护中的优点是不容置疑的,也创造了许多效益,一直处在快速的发展轨道上,安全性高、对自然生态平衡影响小,害虫不易产生抗性,但是它也有不足的一点,专一性太强,目前的生物农药只能针对一种害虫,对于具有多种害虫的农田具有不足之处。因此生物科学家应不断完善生物技术在植物保护中的应用,克服目前生物技术存在的缺点,可以利用基因工程把抗虫基因导入植物中,这样植物就具有了抗虫特性,也可以使植物散发一种气味,以此来驱散害虫,此种方法克服了生物农药针对的缺陷,减少了环境污染,更好地保护了植物。利用生物技术可以培育新品种,避免自然环境的污染。生物技术在植物保护中的应用还存在一些不足,需要我们去研究,使植物产业更好的发展,造福于人类。

3 结束语

总之,生物技术在植物保护中的使用,提高了我国农业发展的水平,加速了我国植物产业的发展,为人类增加了许多效益。将生物技术用于作物育种,保证了种子基因的纯度,基因工程培育了许多优良品种;发酵工程通过制作菌株来生产农药,减少了成本,同时还具有高效的作用;细胞工程利用植物细胞具有全能性的特点,可以有效除去植物基因中含有的病毒,培育花卉的优良品种;酶工程制作了生物农药,减少了农药的使用,缓解了环境污染,降低了生产成本;保护了大自然的环境,使人与自然和谐、可持续发展。

参考文献

第11篇

关键词:高中生物;生活化;教学策略

生物技术一直对人类生活有着重要的影响,从古代人类应用发酵技术进行酿酒、造醋以及发酵食品,到现在农业生产、医疗制药、营养保健、能源开发和环境保护等领域的生物知识技术的广泛应用,人们的生活已经离不开生物技术了。

陶行知先生说:“没有生活做中心的教育是死教育,没有生活做中心的学校是死学校,没有生活做中心的书本是死书本。”在新课改中,《普通高中生物课程标准》中提出要“注重与现实生活的联系”,也正是体现了这一教育理念,就是要将教学生活化。现在新版的各个出版社的生物教材都也努力地将教材编撰的更贴近学生的现实生活,这样才能真正做到“理论联系实际”,做到“学以致用”,让课堂教学与现实生活密切联系,贴近生活实际,激发学生的学习热情,提高学生的综合素质。

一、生物教学生活化的意义

生物课程是高中阶段重要的科学课程,是自然科学中的一门基础学科,以研究生命现象和生命活动规律为主要内容。它是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础,在当代科学技术领域中,生物科学和技术的发展尤为迅速,成果显著,影响广泛而深远。高中的生物课程是在初中生物课程的基础上的进一步深入学习,其目的有两方面:一是让学生具备生物的基本知识;二是为学生日后进行自然科学的深造打基础。

《普通高中生物课程标准》中提到:提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。从中我们不难发现新课程标准着眼于学生全面发展和终身发展的需要,更加关注培养学生理论联系实际的能力。

二、生物教学生活化的教学策略

1.教学内容的生活化

(1)将现实问题引入生物教学

高中生物课程的教学目标是提高学生的生物科学素养,也就是要学生能够运用掌握生物科学知识来解决现实生活和工作中遇到的各种各样的问题。这些问题并不是书本上的例题,也不像书本上所说的那么深奥,这些问题需要我们去发现、去思考、去分析、去联系生物知识来解决。而这些现实问题使生物学习变得更有趣、更实用,让整个学习过程都真实而鲜活,利用现实生活中的现实问题开展教学是一条非常有效的教学途径。

例如,在进行“物质跨膜运输的实例”的教学时,我们可以问学生这样的问题:吃比较咸的食物的时候,你嘴里为什么会感觉干涩?在做凉拌黄瓜的时候,并没有加入水,可是过了一会为什么碗里会出现很多水?为什么青菜放在干燥的环境中会变变蔫,把蔫了的青菜放入水中后为什么又会变硬?通过这些生活中常见的问题来激发学生的兴趣,让学生能联系生活现象进行思考,再通过理论知识的讲解,图1以及验证实验,这样学生学习和记忆起来就更轻松了。

(2)将时代性知识引入生物教学

在21世纪,电子信息技术与生物科学技术是当展最快的两个学科,生物科学技术的发展也是日新月异的,各种生物科学成果层出不穷。虽然高中生物所学内容是生物科学的最基础的内容,但是这跟生物科学的高端问题密不可分的。高中学生还处在对周围世界,尤其是自然界中那些有生命的事物充满好奇心的时期,他们对自然界中形形的生命现象充满了热情,并在探索生命规律的过程中能产生充实感和兴奋感。因此,生物教师在教学过程中除了要传授学生基本的生物科学知识,还要尽可能地给学生展示现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最密切的领域的新学说、新观点、新技术,此外还可以在教学过程中引入时下的热点问题,用生物的角度给学生进行分析。例如,在讲到基因工程及其应用时,我们可以引入转基因奶牛、超基因绵羊以及一些基因工程药物的案例,引导学生进行分析,让学生对生物高科技知识有更全面的认识、更深刻的理解。

2.教学情境生活化

由于我国长期以来进行应试教育,课堂教学往往都是照本宣科、枯燥乏味,再加上教师讲课的方式单一,多采用“灌输式”和“填鸭式”的教学模式,因此,学生课堂上很难全神贯注地听讲,甚至还会出现不少抵触情绪,这严重影响了学生的学习效率,也违败了新课改的教学要求,更达不到新课改的教学目标。因此,在生物课堂上,教师应该尽量创新教学方式,将教学情境生活化,将书本上的理论知识融入现实生活当中,模拟真实的生活情景,让学生将生物知识联系到实际生活中,引起学生的好奇心,激发学生的学习热情,让学生真正成为整个教学活动的主体。例如,在讲授生命的起源时,讲到达尔文的生物进化论,让学生在现实生活中观察我们周围的生物世界,了解与探索生物与环境的关系,通过在生活中提出问题,进行分析假设,然后以实验的方式进行验证,最后再给学生进行理论上的梳理,用简单、生动形象的方式来讲解,如图2,用图表的方式进行讲解。

在这一探索过程中不仅能够激发学生的学习热情,而且还能让学生主动的思考,锻炼他们的表达和交流能力,这样原本枯燥乏味的课堂教学也会立刻变得生动、轻松。

3.实验生活化

实验活动是自然科学学科不可缺少的重要部分,对于生物科学来说,也是如此。实验是将理论知识融于生活的关键环节。实验活动不仅能够提高学生的创新能力、动手能力,还能够加深学生对理论知识的理解和记忆。因此,教师应该适当地安排实验课,并且鼓励学生在课余时间在家中多进行生活小实验。例如,在讲授生物的遗传现象时,可以让学生在家养一条小鱼,或者是种一株小植物,利用几周的时间进行连续、细致地观察,如图3。

这样的实验既简单又有趣,对于提高学生的学习积极性和主动有非常好的促进作用。

总之,生物课程是高中阶段重要的科学课程,是自然科学中的一门基础学科,以培养学生的生物科学素养为目的,以求提高学生的科学探究能力,帮助学生了解和运用生物科学、技术知识来解释和解决在社会生活、经济活动、生产实践中遇到的问题。将生物教学生活化,提高学生的探究能力和创新能力,提高学生的综合素质是现阶段我国教育改革的题中之意。在生物教学生活化的过程中,要让学生将所学到的知识完全用于现实,使他们真正认识到生物知识对自己日后发展的重要作用,培养学生的实践能力和探索精神,充分调动学生学习生物的兴趣,使学生树立正确的人生观、价值观、环境观以及可持续发展的观念,这才是时代赋予生物教育的使命。

参考文献:

[1]谢蕾盈.生物新课程教学中关于数学建模理论的思考[J].中学生物教学,2010(7).

[2]朱惠珍.构建生活化的生物课堂[J].宁夏教育,2010(10).

第12篇

记者:生物技术领域是最具活力的高科技领域。 从20世纪70年代,以DNA重组技术成功为标志的生物技术诞生后,生物技术不断被应用到健康、植物及环境等领域。我国作为人口众多的发展中大国,是一个对生物技术产品有着多种潜在需求的巨大市场,市场前景非常广阔,我国目前生物技术发展现状及前景如何?

王宏广:经过近20多年的快速发展,我国生物技术正在实现从跟踪仿制到自主创新,从实验室探索到产业化,从单项技术突破到整体协调发展的根本性转变。总体水平在发展中国家中居于领先地位,少数领域已经进入国际先进行列。

生物技术现在已经广泛应用于农业、医药、轻化工、环保、能源等重要领域,对提高人民健康水平,提高农牧业和工业产量与质量,改善环境正发挥着越来越重要的作用,孕育着巨大的经济潜力。中国被公认为是全球最大的生物产品潜在市场,具有集中力量办大事的制度优势,也有资源、人才和潜在市场的等优势。据不完全统计,我国拥有动植物、微生物约26万种,是生物资源最丰富的国家之一。在20世纪的最后20年里,我国生物产业迅速崛起,涉及现代生物技术的企业约500家,从业人员近5万人,其中涉及医药生物技术的企业300多家,涉及农业生物技术的200多家。北京、上海、广州、深圳等地已建立及正在筹建中的生物技术园区20多个。改革开放以来,我国相继开展了分子遗传学、基因工程、细胞融合、酶工程等新学科新技术的研究。据不完全统计,去年我国用于这一领域的研发投入较之1999年增加了3倍。目前分布在全国各地的299家科技园区中,有100多个均有生物技术研发的项目。我国未来5-10年,生物技术发展的重点领域是基础生物学、医药生物技术、农业生物技术、环境生物技术、生物多样性、生物安全等。

随着科学技术的发展,生物技术紧随信息技术之后,掀起了科技发展的新,成为社会发展的发动机。有预测认为,到2020年我国生物产业的市场总额将达2万亿人民币,有望成为支柱产业。

记者:我国生物技术研发水平在发展中国家中居于领先地位,少数领域已经进入国际先进行列,那么,其产业化程度如何,是否同样处于领先水平?

王宏广:需要澄清一个概念,人们通常认为的生物技术产业,多数是指现代生物技术产业,也就是生物医药产业,这一产业正在迅速崛起,总体规模还不大,而传统生物技术产业已经为经济发展、人民健康、社会进步做出了巨大贡献。从这个意义上说,生物技术产业并不是一个完全新兴的产业,它是一个既传统又年轻的产业。

说他传统,是因为生物技术已经过一个漫长的发展过程,在这一过程中,许多生物技术已发展成熟,融入到我们的日常生活中,使得我们容易“视而不见”,如疫苗、抗生素、维生素、啤酒、味精、酱油、醋等都是生物技术产品。如今,传统生物技术产业在我国早已成为一个具有4000多亿元产值的产业。说他年轻,是因为近一、二十年来,现代生物技术与信息技术的结合,使人类在基因工程、细胞工程、发酵工程等方面取得了新的突破,从而展现了医疗、农业等领域发生革命性变化的前景。

总体来说,我国生物技术产业初具规模,而且发展迅速。2005年我国生物产业实现工业增加什已达2000亿元人民币(包括传统生物产业及现代生物产业),其中现代生物产业的产值达600多亿元,已拥有生物技术企业270家,共批准了30多种基因工程药物和疫苗;农业生物技术的发展也带来了巨额的经济效益,仅转基因抗虫棉每年为农民至少增收50多亿元;工业生物技术产品中仅氨基酸的年销售额已逾100亿元,发酵有机酸以柠檬酸产业为主,其产量占世界总产量的1/3,出口量一直居世界第一;天然药物的市场容量近400亿元;保健品等生物产品市场前景非常广阔;其他如生物能源、生物材料、组织器官工程等都将给人类的生活带来巨大的变化,产生巨大的经济效益。特别是组织器官工程、基因组研究和后基因组研究等新兴领域,目前大多还处于研究阶段,产业化的程度还不是很高,没有表现出巨大的经济效益,但是由这些技术所带来的变化,将彻底改变人类社会的生活和生存方式,蕴含着巨大的经济效益,具有广阔的发展前景。

应该说,我国生物产业总体上与发达国家有很大差距,技术产业化程度、产业规模等与发达国家间存在较大差距,但在基因组学、蛋白质组学及干细胞等生物科学前沿领域,我国有着较强研究能力,为生物技术及产业化发展奠定一定的基础。我们预计到2010年,我国生物技术研究开发水平达到或接近国际先进水平,在若干重要领域达到国际领先水平,生物产业工业增加值将达到4000亿元以上;到2020年,力争进入生物技术强国行列,生物产业增加值达到2万亿元。

加速发展,我国生物技术与产业有望用15-20年的时间内跻身世界前列。

记者:我国农业生物技术成就十分显著,特别是我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤,在此基础上,我国的超级杂交稻研究又取得了新的突破,每公顷产量突破了12吨,国际上提出的超级稻指标首先在我国实现。是不是可以说,农业生物技术推动第二次“绿色革命”提供了技术可能?

王宏广:农业生物技术将推动第二次“绿色革命”我提出已经五年了,并且专门请教了第一次“绿色革命”之父诺曼布勒格等五位诺贝尔奖获得者。农业生物技术将创造动植物新品种,创造新肥料(生物肥料)、新农药(生物农药)、新地膜(可降解地膜)、新食品与饲料添加剂,全面提升农业综合生产力,推动第二次绿色革命。第二次绿色革命将比第一次绿色革命对农业的推动力更大,影响面更广,作用时间更长,效果更持久。

全球转基因植物的应用面积在生物安全的激烈争论中迅速发展,而各国对转基因植物研究的支持力度从来就没有减少过。据国际农业生物技术应用服务机构(ISAAA)的统计,2005年全球近20个国家种植转基因作物,种植面积已经超过1.2亿公顷,近9年增长了50倍。我国转基因棉花已经占棉花种植面积的64%,每年可为农民增收70多亿元。转基因水稻、玉米的研究工作已经完成,具备了产业化的条件。转基因大豆、油菜、草、林木的研究也取得了重要进展。400多个农作物品种进入了安全性评价阶段。我国有15亿亩不能很好利用的盐碱地,大力发展抗盐碱的植物,至少可增加1亿亩耕地,种植纤维、能源等植物,能够有效地减轻能源、木材短缺的压力。

另外,胚胎移植技术、克隆技术的应用将加速动物品种的更新换代,培育出超级猪、转基因鱼、高产奶牛等新品种。我国生物肥料、生物农药不断取得突破,已经进入边研究边产业化阶段,能够部分替代化学肥料和化学农药,不仅能减少环境与食物污染,而且能降低生产成本,增加农民收入。

可降解生物地膜的生产技术已经成熟,在石油价格高位运行的情况下,完全可以替代化学塑料,不但能从根本上解决农田“白色”污染问题,而且能够大量节约进口地膜原料的费用。

记者:在医学领域,我国生物医药正在成为新的经济增长点,生物医药技术将推动第四次医学革命,人均寿命将进一步提高,可能使人人都变成寿星,生活质量也进一步提高,它为医药生物技术为提高人民健康水平发挥了重要作用。

王宏广:是的,医药生物技术将从疾病预防、疾病诊断、药物研制、生物治疗、器官移植等方面,推进第四次医学科技革命,全面提高人民健康水平,延长人类寿命。

我国是世界上疫苗生产与使用量最多的国家,人均寿命已经从1949年的37岁提高到2003年的72.8岁,疫苗在预防重大传染病,增加平均寿命中发挥了不可替代的重要作用。目前,我国预防疟疾、霍乱等疾病的疫苗已经进入应用阶段,SARS疫苗、预防性艾滋病疫苗、治疗性乙肝疫苗等已进入临床研究阶段,疫苗的研制与应用将大幅度提高对重大传染性疾病的预防能力。

我国生物药研发与制造能力大幅度提高,正在形成化学药、中药、生物药三足鼎立的药物新格局。全球已能生产针对200多种疾病的500多种生物药物,使3.25亿人受益,近700个生物药正在临床试验阶段。截至2005年底,我国已经生产使用30多种生物药,还有150余种生物药已经进入临床试验阶段,其中一类新药占1/3左右。生物制药正在成为新兴产业。

目前,世界上已经有骨、软骨、皮肤、肌腱等近20种组织(器官)工程产品进入临床试验或应用阶段,基因治疗、细胞治疗将使一些疑难病、遗传病得到根除,生物芯片、基因诊断、免疫诊断等高新技术将带来病原检测与疾病诊断技术的革命性变化。以再生医学、基因治疗为代表的第四次医学革命逐步形成。

记者:有人说,生物能源的兴起,会使生物柴油逐步取代石油,生物技术在缓解能源短缺形势方面有着不可估量的作用。

王宏广:的确,全球生物质能的储量为18000亿吨,相当于640亿吨石油。我国生物质能至少有相当于3个大庆的能源产出量。发展生物质能,有效利用部分生物质能,至少能够形成1个"绿色大庆",有效地缓解能源短缺的压力。利用荒地、南方草地、盐碱地等发展生物质能,不会与人争粮、与粮争地。目前,我国利用以陈化粮、高粱、甘蔗、甘薯生产燃料酒精的技术已基本成熟,在石油价格45美元以上时,已经能够做到不需要国家补贴,只要在税收政策上给予支持,就能进行规模化生产。我国生物柴油生产工艺也已取得重大突破,生产成本明显下降,有望在近期实现产业化,而国外燃料酒精、生物柴油已经进入产业化阶段。在当前石油价格高位运行的情况,我国石油资源短缺的形势下,发展生物质能已经是一个战略的选择。

记者:世纪之交网络经济全面崛起,其中一个重要的原因就是网络技术带来了传统产业的革命性变化,生物技术也会带来传统产业的变化吗?或者说,把基因、细胞、蛋白质等与农业联系起来很自然,把这些名词与工业联系起来却比较难,您能谈谈生物技术对工业的影响吗?

王宏广:我国已经进入高速工业化的阶段,已经成为世界重要的制造业基地,但是资源过度消耗,大量废物、废水、废气的排放,导致越来越严重的资源与环境问题,必须转变经济增长方式,利用现代工业生物技术,能够有效地改造传统产业,提高经济效益,减少环境污染。

工业生物技术将推动化学工业的第三次技术革命。一是利用生物催化替代化学催化,将使纺织、造纸、皮革、化工等领域大幅度减少化学废物产出量、提高产品纯度,走出一条低资源消耗、低污染物排放、高效益的新型工业化道路。化学工业中将广泛使用生物催化剂,可以进一步提高效益,大幅度减少废物产出量、提高产品纯度;纺织工业中采用生物技术,可减少纺织品在染色和修整过程中毒性副产物的产生;造纸工业中采用生物工艺,可显著降低制备纸浆过程中毒性副产物的排出量。二是用生物质为原料替代部分化石原料,可改变化学工业对石油产品的依赖。我国化工材料的市场需求额高达5000多亿元以上,发展生物化工能够形成千亿元的生物化工产业。还可以利用玉米和大豆等生产"绿色塑料",减少石油用量。三是利用生物技术可以研发新型食品添加剂、保鲜剂,进一步提高食品的质量。而发展功能食品,加速第四代食品产业的形成,创造新的就业机会;饲料生物技术产品将逐步替代传统的添加剂,加速饲料工业与发达国家饲料标准的接轨。

生物资源的深度开发还将培育一批新的生物产业。一是培育具有特殊用途的植物,如纤维植物、油脂植物等新品种,为工业、精细化工提供重要的原料和制剂等;二是大规模筛选和提取微生物活性物质。研制100种以上抗肿瘤、抗真菌、抗病毒、酶抑制剂,新型人用、畜用和农用抗菌素等微生物药物,开发和生产治疗及诊断类生物制品,并实现产业化。

海洋生物产业逐步兴起,促进海洋经济的发展。一是发展海洋药物,形成一批海洋药物及保健品;二是从海洋生物中克隆一批重要的功能基因;三是海洋生物材料、海洋生物酶的研究与应用。

记者:美国著名未来学家保罗先生预言:“推动社会发展的代表科学将由信息科学转为生物科学。” 显然,21世纪是生物技术、生物经济的世纪,如果谁拥有生物经济的优势,谁就拥有综合国力的优势,生物经济已经成为新的经济增长点。是否可以说, 以生物经济为主体的第四次浪潮,将像以往三次浪潮一样,对经济发展和人类进步产生巨大的推动作用?

王宏广: 进入21世纪以来,科学技术日新月异,信息技术方兴未艾,新材料、新能源、航空航天技术等高新技术不断取得重大突破,而生命科学、生物技术则以更加迅猛的速度发展,以生物技术为主导的新科技革命正在加速形成,生物经济已经成为网络经济之后的一个新的经济增长点,生物经济正在推动第四次产业革命浪潮的加速形成,对经济发展和人类进步产生巨大的推动作用 ,主要表现在以下几个方面:

一是形成新的经济生长点,使经济发展上一个新台阶。人类在食物、住宅、汽车等基本需求满足之后,进一步的追求必然是健康、环境,以及精神享受。生物技术产业正是顺应了这一历史潮流,将促进健康产业、环境保护产业、绿色经济、循环经济的发展,大幅度促进经济增长。

二是推动医学史上的第四次革命,提高人类健康水平。现代生物技术使疾病诊断、治疗和预防手段产生革命性的变化,使医疗技术发生质的飞跃,使人类更健康、更长寿。生物技术将推进自公共卫生制度建立、与麻醉术、疫苗和抗生素应用之后的医学史上的第四次技术革命。

三是推动第二次绿色革命,改善人类膳食水平。转基因技术、组织培养技术、动物胚胎移植与克隆技术,以及生物肥料、生物农药、新型饲料添加剂的应用,将大幅度地减少化学农药、化学肥料对农田、环境污染,推动种植业和养殖业变革。

四是创造新的生物品种,改善生态环境。植物抗旱、抗盐基因的发现与应用,将有可能有效改变10亿亩干旱地区的生态环境,使5亿亩不毛之地、盐碱地变为良田。用于废气、废水、废渣处理的基因工程极端微生物的应用,可降解生物塑料产品的产业化推广,将会解决工业排放、白色垃圾等环保难题,有效改善生态环境。

五是发展绿色能源,缓解能源短缺压力。全球生物质能量的储量为18000亿吨,相当于640亿吨石油。生物能源将会使作物秸秆等废弃的有机物成为能源,缓解化石能源不足的危机,为石油短缺国家解决能源危机问题找到一个较为经济的途径。利用“绿金”代替“黑金”,开发生物乙醇、生物柴油、生物发电、生物氢等生物质能将部分替代日渐枯竭的化石燃料,已经成为许多国家的能源战略。

六是冲击传统伦理观念。基因身份证将个人的病症、性格等方面的信息贮存在身份证上,必然会影响人的隐私权。干细胞、组织工程、器官移植技术的应用,将对人传统伦理观念产生强烈冲击。

七是生物安全将成为保障国家安全的关键。必须认识到生物技术是一柄双刃剑。SARS之后,越来越多的人认识到,生物战将彻底改变传统战争的方式与后果,没有对生物战剂、生物恐怖的防御与应对能力,就不能从根本上保障国家安全。

生物技术:

生物技术是对经济、社会可持续发展和人与自然协调发展具有重大带动作用的高新技术。生物技术的本质是获得、理解和使用包含在生活性生物体遗传材料里的信息,使其具有生产价值。从这一意义上说,生物技术包括遗传控制特性信息的发现和使用,并结合当前的技术能力来改变这些特性的表现形式,或培育出某些特性被增强的生物体,以减少自然环境对人类的限制。根据目前生物技术的发展现状,通常可分为传统生物技术和现代生物技术。现代生物技术是在分子生物学基础上发展起来的,包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程,其中基因工程技术是核心。

生物产业:

生物技术产业包括传统生物技术产业和现代生物技术产业。现代生物技术产业包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程。现代生物技术产业主要是医药生物技术、农业生物技术、工业生物技术,如天然药物、保健品、环保产业、生物能源、生物材料和组织器官工程等。生物技术产业的发展将最终解决世界人口、粮食、环境、健康、能源和海洋等影响二十一世纪人类生存的重大问题。

生物经济:

生物经济是以生命科学与生物技术研究开发与应用为基础的、建立在生物技术产品和产业之上的经济,是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的新的经济形态。

中国生物技术发展中心简介:

中国生物技术发展中心是1983年11月3日经国务院批准成立的机构,直属国家科学技术部。