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第1篇：生命科學與生物范文

[關鍵詞] 系統生物學；基因組學；蛋白質組學；計算生物學

[中圖分類號] R34 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-7210（2008）09（b）-020-03

近代生物學研究主要是以分子生物學和細胞生物學研究為主。研究方法皆采用典型的還原論方法。目前為止，還原論的研究已經取得了大量的成就，在細胞甚至在分子層次對生物體都有了很具體的了解，但對生物體整體的行為卻很難給出系統、圓滿的解釋。生物科學還停留在實驗科學的階段，沒有形成一套完整的理論來描述生物體如何在整體上實現其功能行為，這實際上是還停留在牛頓力學思想體系的簡單系統的研究階段。但是生物體系統具有紛繁的復雜性[1，2]。盡管對一個復雜的生物系統來說，研究基因和蛋白質是非常重要的，而且它將是我們系統生物學的基礎，但是僅僅這些尚不能充分揭示一個生物系統的全部信息。這種研究結果只限于解釋生物系統的微觀或局部現象，并不能解釋系統整體整合功能的來源，不能充分揭示一個生物系統的信息，且忽略了系統中各個層面的交互、支持、整合等作用,限制了生物學研究的發展。在這種現狀下，20世紀末人類基因組計劃完成后，生物學領域的科學家都在考慮一個問題：未來生物學研究的方向在哪里？為此學術界也不乏辯論。得出的共識是：生物學的發展未來主要面對如下問題：(1)如何弄清楚單一生物反應網絡，包括反應分子之間的關系、反應方式等；(2)如何研究生物反應網絡之間的關系，包括量化生物學反應及生物反應網絡；(3)如何利用計算機信息及生物工程技術進行生物反應，生物反應網絡，乃至器官及生物體的重建。

早在1969年，Bertalanfy LV就提出了一般系統理論(general systems theory)，他在文章中指出生物體是一個開放系統，對其組成及生物學功能的深入研究最終需要借助于計算機和工程學等其他分支學科才能完成[3]。1999年，由Leroy Hood創立的系統生物學(systems biology)則是在以還原論為主流的現代生物學中反其道而行之，把這種以整體為研究對象的概念重新提出。他給系統生物學賦予了這樣的定義，系統生物學(systems biology)是研究一個生物系統中所有組成成分(基因、mRNA、蛋白質等)的構成，以及在特定條件下這些組分間的相互關系的學科。換言之，以往的實驗生物學僅關心基因和蛋白質的個案，而系統生物學則要研究所有的基因、所有的蛋白質、組分間的所有相互關系。顯然，系統生物學是以整體性研究為特征的一種大科學，是生物學領域革命性的方法論。以胡德的觀點，基因、蛋白質以及環境之間不同層次的交互作用共同架構了整個系統的完整功能。因此，用系統的方法來理解一個生物系統應當成為并正在成為生物學研究方法的主流。利用系統的方法對其進行解析，綜合分析觀察實驗的數據來進行系統分析。具體通過建立一定的數學模型，并利用其對真實生物系統進行預測來驗證模型的有效性，從而揭示出生物體系所蘊涵的奧秘，這正是生物學研究方法的關鍵所在。

1 系統生物學的主要研究內容

系統生物學主要研究實體系統(如生物個體、器官、組織和細胞)的建模與仿真、生化代謝途徑的動態分析、各種信號轉導途徑的相互作用、基因調控網絡以及疾病機制等[4，5]。

系統生物學的首要任務是對系統狀態和結構進行描述，即致力于對系統的分析與模式識別，包括對系統的元素與系統所處環境的定義，以及對系統元素之間的相互作用關系和環境與系統之間的相互作用的深入分析。具體如生物反應中反應成分之間的量的關系，空間位置，時間次序，反應成分之間的因果關系，特別是反饋調節和變量控制等有關整個反應體系的問題等。其次要對系統的演化進行動態分析，包括對系統的穩態特征、分岔行為、相圖等的分析。掌握了系統的基本演化機制，使系統具有目標性和可操作性，使之按照我們所期望的方向演化，也有助于我們重新構建或修復系統，為組織工程學的組織設計提供指導。另外，系統科學對生物系統狀態的描述是分層次的，對不同層次進行的描述可能是完全不同的；系統科學對系統演化機制的分析更強調整體與局部的關系，要分析子系統之間的作用如何形成系統整體的表現、功能，而且對系統整體的每一行為都要找出其與微觀層次的聯系。

系統生物學的研究包括兩方面的內容。首先是實驗數據的取得，這主要包括提供生物數據的各種組學技術平臺，其次是利用計算生物學建立生物模型。因此科學家把系統生物學分為“濕”的實驗部分（實驗室內的研究)和“干”的實驗部分（計算機模擬和理論分析)。“濕”、“干”實驗的完美整合才是真正的系統生物學。

系統生物學的技術平臺主要為各種組學研究。這些高通量的組學實驗構成了系統生物學的技術平臺。提供建立模型所需的數據，并辨識出系統的結構。其中包括基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學、相互作用組學和表型組學計算生物學通過建模和理論探索?？梢詾樯锵到y的闡明和定量預測提供強有力的基礎。計算生物學包括數據開采和模擬分析。數據開采是從各實驗平臺產生的大量數據和信息中抽取隱含其內的規律并形成假說。模擬分析是用計算機驗證所形成的假說，并對擬進行的體內、體外生物學實驗進行預測，最終形成可用于各種生物學研究和預測的虛擬系統。計算生物學涉及一些新的數學原理和運算規則，需要物理和數學來研究生物學的最基本的原理，也需要計算科學、信息學、工程學等進行生物工程重建和生物信息傳遞的研究。

2 系統生物學的研究思路及特點

系統生物學識別目標生物系統中的各種因素，然后構架一個系統模型，在其中賦予這個生物系統能動性。在此模型中研究細胞、組織、器官和生物體整體水平，研究結構和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過計算生物學來定量描述和預測生物功能、表型和行為。系統生物學最大的特點即整合。這里的整合主要包括三重含義。首先，把系統內不同性質的構成要素(DNA、mRNA、蛋白質、生物小分子等)整合在一起進行研究；其次，對于多細胞生物，系統生物學要實現從基因到細胞、到器官、到組織甚至是個體的各個層次的整合。第三，研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究，即采用多種手段研究個別的基因和蛋白質。而基因組學、蛋白質組學和其他各種“組學”則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種“三維”的研究[6]。

3 系統生物學的研究方法

系統生物學最重要的研究手段是干涉(perturbation)。系統生物學的發展正是由于對生物系統的干擾手段不斷進步促成的。干涉主要分為從上到下(top-down)或從下到上(bottom-up)兩種。從上到下，即由外至里，主要指在系統內添加新的元素，觀察系統變化。例如，在系統中增加一個新的分子以阻斷某一反應通路。而從下到上，即由內到外，主要是改變系統內部結構的某些特征，從而改變整個系統，如利用基因敲除，改變在信號傳導通路中起重要作用的蛋白質的轉錄和翻譯水平[7]。

目前國際上系統生物學的研究方法根據所使用研究工具的不同可分為兩類：一類是實驗性方法，一類是數學建模方法。實驗性方法主要是通過進行控制性的反復實驗來理解系統[8，9]。首先明確要研究的系統以及所關注的系統現象或功能，鑒別系統中的所有主要元素，如DNA、mRNA、蛋白質等，并收集所有可用的實驗數據，建立一個描述性的初級模型(比如圖形的)，用以解釋系統是如何通過這些元素及其之間的相互作用實現自身功能的。其次在控制其他條件不變的情況下，干擾系統中的某個元素，由此得到這種干擾情況下系統各種層次水平的一些數據，同時收集系統狀態隨時變化的數據，整合這些數據并與初級模型進行比較，對模型與實際之間的不符之處通過提出各種假設來進行解釋，同時修正模型。再設計不同的干擾，重復上面的步驟，直到實驗數據與模型相一致為止。

數學建模[10，11]方法在根據系統內在機制對系統建立動力學模型，來定量描述系統各元素之間的相互作用，進而預測系統的動態演化結果。首先選定要研究的系統，確定描述系統狀態的主要變量，以及系統內部和外部環境中所有影響這些變量的重要因素。然后深入分析這些因素與狀態變量之間的因果關系，以及變量之間的相互作用方式，建立狀態變量的動態演化模型。再利用數學工具對模型進行求解或者定性定量分析，充分挖掘數學模型所反映系統的動態演化性質，給出可能的演化結果，從而對系統行為進行預測。

4 當代系統生物學研究熱點

基因表達、基因轉換開關、信號轉導途徑，以及系統出現疾病的機制分析等四個方面是目前系統生物學研究的主要陣地。

基因組醫學(genomic medicine)是以人類基因組為基礎的生命科學和臨床醫學的革命。生命科學和臨床醫學結合，將人類基因組研究成果轉化應用到臨床實踐中，是后基因組時代最重要的研究方向之一。人類基因組計劃從完成和多種疾病相關的基因研究發現，迅速進入到蛋白質組學、染色體組和人類疾病基因的研究，通過單基因或復雜多基因疾病的相關基因研究和疾病易感因素分析，達到揭示基因與疾病的關系之目的；遺傳背景與環境因素綜合作用對疾病發生發展的影響；為疾病的診斷、預防和治療、預后和風險預測提供依據?；蚪M醫學將大大提高我們對健康和疾病狀態的分子基礎的認識，增強研制有效干預方法的能力。

后基因組(post-genome)的交叉學科研究是目前生命科學研究的前沿。交叉學科是一個新的研究領域，范圍非常廣闊，如基因組、蛋白質組、轉錄組等等，從而出現許多新的交叉學科。

細胞信號轉導(signal transduction)的研究是當前細胞生命活動研究的重要課題。細胞信號轉導蛋白質組學是功能蛋白質組學的重要組成部分。系統地研究多條信號轉導通路中蛋白質及蛋白質間相互關系及其作用規律，細胞信號轉導通路網絡化，其作用模式、通路、功能機制、調控多樣化，細胞信號轉導結構、功能、途徑的異常在癌癥、心血管疾病、糖尿病和大多數疾病中起重要作用。對細胞信號轉導機制的了解，已成為創新藥物、防病治病的關鍵。細胞信號轉導不是一門單一學科，而是多種學科，如細胞學、生物化學、生物物理學和藥理學等多學科的交叉學科。

5 現階段系統生物學存在的問題

目前的系統生物學研究還只是初步使用動力學建模方法來定量描述系統的動態演化行為，這種方法對簡單巨系統是適用的，但是在運用到復雜適應性系統時就會表現出很多的局限性，有很多問題就不能解決。生物體系統的復雜程度超乎我們的想象，現階段不宜研究整個生物體系統，可以從研究“小系統”(生物體中具有一定功能、相對獨立的部分，將其看成一個“系統”)開始，當然如何正確地分析這個小系統本身也不是件易事。

5.1現有技術水平的限制

著眼于整體的系統生物學對技術、儀器的依賴性大大超過傳統的分子生物學。高通量、大規模的基因組及蛋白質組等的發展都是建立于新技術、新儀器出現基礎之上。就目前的技術水平來講，距系統生物學所要求達到的理想水平還相差很遠。由于技術發展的不均衡造成了系統中各個水平上的研究不均衡?；蚪M和基因表達方面的研究已經比較成熟，而在其他水平如蛋白質、小分子代謝物等的研究仍處于起步階段。各種蛋白質在數量上的巨大差異是全面分析低豐度蛋白質的一大障礙。而低豐度蛋白往往是最重要的生物調節分子，如何加強對低豐度蛋白的高通量研究，將是對蛋白質組應用前景的重要保障。同樣，如何研究系統內存在的非遺傳性分子即細胞中存在的成百上千的獨立的代謝底物及其他各種類型的大小分子，它們在基因表達、酶的構象形成等方面有著重要作用。建立適當的方法來系統檢測這些分子的變化是系統生物學能否發展的關鍵。

5.2分析水平的限制

系統的復雜性決定了全面分析的復雜性。人類基因組計劃的實施提供了龐大的信息資源，已讓人眼花繚亂，而對于較核苷酸復雜得多的蛋白質及代謝物等的分析將是更大的挑戰。如何系統而詳盡地為公共數據庫中的信息加上注解，對這些復雜數據進行儲存和分析將成為系統生物學發展的瓶頸。

[參考文獻]

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[6]吳家睿．系統生物學面面觀[J]．科學雜志，2002,54(6):26-28.

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[10]Ullah M, Wolkenhauer O.Family tree of Markov models in systems biology[J].IET Syst Biol,2007,1(4):247-254.

第2篇：生命科學與生物范文

關鍵詞：物理教學；滲透；生命教育

《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中明確指出：“針對新形勢下青少年成長的特點，加強學生的心理健康教育，培養學生堅忍不拔的意志、艱苦奮斗的精神，增強青少年適應社會生存的能力?！毙睦斫】到逃侨骈_展素質教育的基礎，也是開展生命教育的脈絡。初中物理課堂教學中對學生進行生命教育，使他們關注生命成長，認識生命、珍惜生命和熱愛生命，并實現對生命價值深層理解和對生命意義的追尋迫切而必要。

一、通過物理學史進行生命價值教育

物理學史集中地體現了人類探索和逐步認識物理世界的現象、特性、規律和本質的歷程。在初中物理教學中結合教材講述物理學史，展現歷史上物理學家探索物理世界奧秘的艱辛歷程，用物理學家在探究過程中的歡樂、困惑、驚奇、哲理、捍衛真理而獻身的壯舉等感染學生，促進學生體驗生命價值。例如，哥白尼為“日心說”而抗爭、阿基米德在浴盤里發現了浮力定律、牛頓從蘋果落地的現象中發現了萬有引力、瓦特因發現燒水壺的壺蓋被沸騰的開水所掀動而發明了蒸汽機等。在初中物理課堂教學中，與這些偉大科學家對話時，感受物理學家的精神世界與生命價值的追求，就是對學生進行貼切的生命教育。

二、活用物理教材開展安全意識教育

安全與生命緊密相連，物理與安全緊密相連。在初中課堂教學中進行安全教育，就可以“潤物細無聲”地將生命教育在物理學科中進行滲透。

例如，在教學“聲現象中的次聲波”時，除了講解大自然的許多活動，如地震、火山噴發、臺風、海嘯等，都伴有次聲波的產生以外。我還和學生共同討論發生地震時如何處理和自我營救，使學生了解地震時就近躲避，震后迅速撤離到安全的地方是應急防護的較好方法。在操場或室外時，可原地不動蹲下，雙手保護頭部，注意避開高大建筑物或危險物。如果在地震中不幸被困在廢墟下面，也可以利用固體能傳聲的知識，敲打水管等固體物求救。對于臺風和海嘯發生時的自救也可以學生之間進行討論，或者讓學生課后上網查詢，利用課下時間進行交流。在這一過程中，不僅使學生學到了物理知識，同時也學會了安全自救的方法。

在學習“光的傳播”“透鏡”“光的折射”等知識時，還可以使學生明白“潭清疑水淺”的物理道理，到野外玩耍時，切不可貿然到水中嬉戲，知道在沒有火源的情況下，利用凸透鏡對光線的會聚作用，將干燥的柴草點燃，從而進行自救；并且教育學生不可以隨處丟棄透明飲料瓶，防止透明飲料瓶進水后具有凸透鏡的功能，引發森林火災等。

三、關注學習過程，注重思維品質教育

物理是建立在實驗基礎上的科學，在初中物理課堂教學中通過物理科學探究、第二課堂的開辟以及學生對日常生活中物理現象的觀察與思考，可以培養學生的科學實驗素養、理論聯系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真、一絲不茍的科學態度，主動研究的探索精神和創造性的發現、思考和解決新的實際問題的能力，從而提高學生的思維品質，進而促進學生生命質量的提高。

當前的初中物理學習中學生較為缺乏批判、質疑的意識，通過初中物理課堂教學中物理科學探究實驗的開展與有意識的引領，能有效地培養學生批判、質疑意識，提高學生思維品質。例如，在“牛頓第一定律”教學中，讓學生先感受用力推桌子，桌子運動，停止施力，物體停止運動，從而讓學生分析力與運動的關系，引出亞里士多德的觀點――力是維持物體運動的原因。教學時進一步引導學生，“這個權威人士的觀點一定正確嗎？”學生討論，尋找生活中的實例進行質疑。再通過伽利略的理想實驗亞里士多德的觀點。通過簡單的事例，使學生認識到不能迷信權威，有效地培養學生批判、質疑意識。

很多與學生聯系密切的課題，如“研究學校所在地區水污染問題”“調查學校電能消耗情況，并對節約用電提出合理化的建議”“研究拔河取勝的訣竅中那些與物理有關”“溫室效應”等，都可以用來作為科學探究的對象，在這些實踐活動中能有效地培育學生發現問題、提出問題、假設猜想、實驗驗證、分析推理、實驗反思等能力，從而有效提高學生思維品質，提升學生生命質量。

從生產到生活，物理無處不在，建立在生命教育視野下的初中物理課堂教學充滿著“生命靈動”，更具“生命氣息”，從而提高學生生命意識，促進學生提升生命品質，推動學生創造生命精彩。

參考文獻：

第3篇：生命科學與生物范文

關鍵詞：生命科學；國際化人才培養；分子生物學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）37-0073-02

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確提出，要開展多層次、寬領域的教育交流與合作，提高我國研究生教育國際化水平。必須承認，我國目前在生命科學學生教育方面，無論是本科生還是研究生，與國外學生的教育國家化發展模式和效果還存在巨大差異，因此以國外生命科學學生的教育國際化的發展經驗為參考，構建適合中國國情的國際化培養模式，對于提升我國生命科學學生的教育水平和層次具有非常重要的現實意義。目前，生命科學已經成為世界科學前沿最活躍的學科，是代表科學發展方向的學科之一。目前在世界范圍內逐漸形成了這樣的共識：生物技術將成為21世紀主導社會發展的主要支柱產業之一。人類正在進入生物學時代，生物學正在越來越多地被應用于解決醫藥領域問題、科技制造業、綠色能源以及農業和環境保護等很多重大方面。而美國白宮也在2012年了“國家生物經濟”藍圖，提出未來美國政府在生物經濟方面的戰略性使命。在這一新形勢下，把培養具備國際競爭能力的以及一定自主創新能力的高素質的創新型人才作為生命科學學生培養的目標，并在構建生命科學學科學生的國際化培養的新模式方面進行有益的嘗試將變得異常重要。有很多學者發表關于哈佛大學和麻省理工學院人才培養模式的論文，如喬敏等的《學習哈佛經驗建立基礎醫學整合課程體系的實踐》、袁力的《中美大學本科課程體系比較及啟示》、于歆杰的《麻省理工學院教育教學考察報告（二）――培養方案與課程設置篇》、蔣景華《麻省理工學院培養創新人才特色做法的分析研究》等，但關于國外生命科學人才培養模式的文章很少，只檢索到肖尊安的《淺析國外大學生物科學人才的培養》和夏薇的《麻省理工學院和清華大學生物學專業課程設置比較》等。近年來我國的高等生命科學人才培養已加快了改革和調整的步伐并取得了一些成果。清華大學、北京大學生命科學人才培養與科學研究改革試點已經考試啟動，其總目標是：在清華大學生命科學中心和北京大學生命科學中心的基礎上，建立生命科學人才培養與科學研究改革試點（簡稱改革試點），兩個中心研究方向各有側重，優勢互補，資源共用，統一實施和管理，并為實現該目標制定了明確的改革措施。吉林大學、浙江大學、武漢大學等國內一流大學已經紛紛開始進行生命科學學生國際化培養模式的改革。而分子生物學做為現代生命科學的基礎學科，發展異常迅猛，以分子生物學課程為探索國際化培養模式的試點非常必要。因此，我們在遼寧大學生命科學院以中英雙語教學課程分子生物學課程為例，進行了一系列的改革措施，借以探索生命科學本科學生的國際化培養模式。

一、改革的目標及具體改革內容

以分子生物學課程的國際化實踐為試點，為進行遼寧大學生命科學院現代生命科學國際化人才培養模式的探討提供參考。

1.教學理念方面的改革：分子生物學課程是一門嶄新的課程，作為現代生命科學的基礎學科，發展異常迅猛。這就要求分子生物課程的教學理念也要符合其發展特點。在教學理念上破除陳舊的照本宣科和一成不變的教學模式，發揮教師的主動性和創新性，鼓勵教師從自己的學術科研實踐出發，把前沿的學科發展動態同教材內容相結合，拓寬專業教育范圍，把培養國際型實用人才做為教學理念貫穿整個教學過程。

2.教學內容方面的改革：分子生物學的前沿發展非常深入和迅速，這就要求分子生物學教學內容設置的最重要的標準必須是強調教材內容的先進性，這樣才能保證所傳授的內容不落伍。改變之前所用傳統分子生物學的中文教材，通過使用與國際接軌的先進教材《Molecular Biology of the Gene》（科學出版社，J.D.，沃森等編著，楊煥明等譯），以及自制的以該教材英文版為參考的全英文PPT課件，使教學的內容始終保持與學科的前沿發展契合（圖1）。同時在每學期的教學中都根據學科發展的現狀，合理并及時運用該教材編撰者在冷泉港實驗室隨時更新的最新的分子生物學教學動畫及其他教學材料（圖2），以及哈佛大學或麻省理工學院相關課程的教學輔助參考資料，這樣做到隨時進行知識更新，以跟進教材更新和修訂周期中的學科發展動態，激發學生的學習積極性。

3.教學方法方面的改革：分子生物學是一門理論和教學結合非常緊密的學科。任何一個知識點都從具體的實驗數據得來，而學術和實驗能力是分子生物學教學的一個重要指標。在教學實踐中理論部分利用研究式、討論式（如第三四五章分子間的弱相互作用重要性的討論，為分子生物學相關化學基礎知識，由討論課形式完成）、啟發式、等教學方法，以解決問題為出發點，將某些相關的理論形成過程分析出來，并就形成過程中的一些關鍵知識點提出問題，促進學生思考，培養學生的學術研究精神。另外，開展多彩多樣的課外活動，包括小型研究課題、實驗技術訓練和知識拓展講座等。同時，開展“本科生導師制”工作，鼓勵學生參與任課教師的學術科研實踐，以實現教學與科研相互促進的目標。

4.考核標準改革：改變原考試只重視期末考試卷面成績的做法，分子生物學考試改革改為出勤率、平時學術小論文報告、課堂討論及發表并結合期末卷面成績的做法，監督和培養學生平時夯實學習基礎知識的好習慣，并激發學生的創新思維能力的培養。

二、具體實施方案

1.建立國際化的教學隊伍與科學、公正的評價制度：引進具有國際化背景的分子生物學專業的教師承擔部分教學任務，通過開展廣泛的討論與監督，評價學生對該學科的學習成果。

2.寓教于研，建立國際化的拔尖創新人才的培養體系：以遼寧大學本科生導師制度為依托，吸引優秀的本科學生參與到任課教師的學術實踐中。通過課題中子課題任務的承擔和參與，強化其對分子生物學課程的理解，提高其興趣。

3.制定國際化的分子生物學課程教學指導方案。構建國際化的本科生培養方案，將為提高研究生的國際競爭能力奠定堅實的基礎。通過借鑒國外高水平生命科學學科的課程體系，進一步優化了課程結構，制定符合自身特色的本科生國際化培養方案。

4.開展多種形式的國際化學術交流活動。遼寧大學生命科學院的承擔分子生物學及相關課程如基因工程、分子遺傳學、細胞生物學以及細胞信號轉導等專業的任課教師絕大多數都有海外工作或者留學經歷，并且與國外保持著密切的聯系。分子生物學教研室充分利用這些教師資源，利用遼寧大學的“暑假小學期”制度，定期邀請國內外分子生物學相關領域的專家及學者來院講學及交流，為學生開設各種形式的前沿講座和報告。這些措施使學生能夠與外籍專家近距離的交流和學習，讓學生能深刻體會到國外先進的教育理念和教學方式，感受國外先進的教育理念和教學方式，領略國際一流學者的風度和學識，從而激發學生的求知欲，為他們在國際學術舞臺上展現自己的渴望增加了助力。

通過以上改革，學生對分子生物學課程學習的興趣顯著提升，課堂出勤率顯著增加，學習成績也有大幅度提高。同時，通過對分子生物學課程學習的引導，學生對分子生物學相關學科如細胞生物學、分子遺傳學等以及其他生命科學學科產生了濃厚的興趣，對提振生命科學本科學生的學習風氣起到了積極的促進作用。學生的國際化視野得到了拓展，用英語討論分子生物學學術研究熱點的能力得到了鍛煉，對國際學術環境有了較為整體的了解，而這些也使得本院本科生在聯系國際知名大學繼續求學深造的過程中競爭力大大提高，并且陸續獲得了美國和日本等國際知名大學的錄取。通過以上實踐，希望我們的分子生物學課程教學改革對生命科學國際化人才培養模式能有所參考。

參考文獻：

第4篇：生命科學與生物范文

1、因為20世紀后半葉生命科學各領域所取得的巨大進展，特別是分子生物學的突破性成就，使生命科學在自然科學中的位置起了革命性的變化。很多科學家認為，在未來的自然科學中，生命科學將要成為帶頭學科，甚至預言21世紀是生物學世紀，雖然目前對這些論斷還有不同看法，但勿庸置疑，在21世紀生命科學將繼續蓬勃發展，生命科學對自然科學所起的巨大推動作用，決不亞于19世紀與20世紀上半葉的物理學。

2、假如過去生命科學曾得益于引入物理學、化學和數學等學科的概念、方法與技術而得到長足的發展，那么，未來生命科學將以特有的方式向自然科學的其他學科進行積極的反饋與回報。當21世紀來臨的時候，一些有遠見的科學家、思想家與政治家將日益嚴重的諸多人類社會問題，如人口、地球環境、食物、資源與健康等重大問題的解決，莫不寄希望于生命科學與生物技術的進步。

（來源：文章屋網 ）

第5篇：生命科學與生物范文

一、 傳統教育的剖析

我國發展高科技的“863計劃”中生物技術名列七大優先發展領域的首位。雖然在中學生物教學大綱中明確規定“使用恰當的方法驗證簡單的生物學試驗，并對結果進行解釋和分析”，其具體含義就是以便讓學生更好地掌握所學的知識和技能，以及這些知識和技能在工農業生產中的應用。但以“升學而教”的中學生物教學仍是我國生物教學中存在的主要問題之一，現在的中學生物教學中片面強調生物學基本理論的傳授，圍繞“應試”的目的，而在生物學應用方面點到為止。

1.課堂理論教學緊扣教學大綱?；咎幱凇爸v授新課——題?！钡哪Ｊ街?，使本來生動的生物學變得乏味。

通過調查，由于課堂教學與生物技術在生活中的應用極少，大部分學生認為學習生物學無任何用處。在這種心態下，何談激發學生的學習積極性和創造性？

2.實驗教學內容死板，只重視實驗的學科效益，忽視了實驗的社會效益和學生的個性發展，難以體現具有實驗的探索性和追求性。學生無需動腦，簡單模仿老師的操作，學生的主動性幾乎沒有得到發揮。

二、STS生物教育與傳統生物教育的比較

三、素質教育與STS教育的聯系及應用

針對傳統教育中應試教育的弊端而提出的素質教育，強調教育不僅僅是傳授知識，而是以知識為載體，促進學生的全面發展。STS教育與其它教育觀的不同之處就在于，它認為中學生物教學的功能不僅僅是教給生物學的基本概念和原理，還要啟發學生聯系生命科學、生活和社會實際進行創新的意識。培養學生科學的態度，訓練學生科學思維方法，培養學生良好的心理素質和愛國熱情。

1.生命科學知識是生物技術用于社會生產的基石，而生物技術是生命科學知識，用于社會生產的橋梁。社會生產是科學知識和技術進一步發展的來源?？茖W、技術、社會三者相互緊密聯系，缺一不可。因此，素質教育的發展性要求我們在科學技術日新月異的今天，中學生物教學中，不應只重視科學知識的教育，而更應該重視生物科學知識在社會生產和生活中的應用，只有與生活和社會緊密聯系的科學才是具有生命力的科學，而新的更高層次的科學又是建立在大量的實踐基礎上。STS教育注重科學、技術、社會三者的有機聯系。

2.素質教育重視素質的全面發展，它要求中學生物教學具有全面性的特點，不僅要交給學生基本的系統的生命科學知識，還要注意培養和提高學生的全面素質。

STS教育通過各種實踐活動，對農業、環保等方面的了解，拓寬了學生的知識面，對培養學生的素質有著積極作用。另外，素質教育要求智力因素和非智力因素的和諧發展。非智力因素具有能動性作用，它能促進智力因素的發展，保證學習活動積極主動并最終得以成功。

第6篇：生命科學與生物范文

活動簡介

本次活動名稱為“‘奇妙的克隆技術’實踐體驗”，實驗內容為“豬卵母細胞體外成熟培養”。豬卵母細胞體外成熟培養是指將供體細胞核移入到去核卵母細胞內，在卵母細胞胞質的作用下，經過激活形成重構胚的一種技術。

奇妙的克隆技術實踐體驗專門邀請東北農業大學胚胎工程實驗室主任、教育部“新世紀人才”支持計劃入選者、“龍江學者”劉忠華教授為營員作了“克隆、干細胞、基因編輯和生物醫學革命”的生命科學專題科普講座，讓營員們更好地了解生命科學及胚胎克隆技術領域的相關知識。

東北農業大學生命科學領域的專業優勢為活動提供了堅實的實踐保障。多年來，東北農業大學生命科學學院利用動物胚胎工程技術、植物生物技術和微生物工程技術為農業重大問題提供理論保障和技術支持，為國家培養和輸送了大量生命科學領域高素質、高層次人才。學院擁有農業部轉基因生物產品成分監督檢測測試中心、生命科學與生物技術研究中心、黑龍江省農業生物功能基因重點實驗室、中加農業生物技術研究中心等。劉忠華教授等人獲得了國內首例成體體細胞克隆豬和首例綠色熒光蛋白轉基因豬等科研成果。在華人取得的世界首例克隆哺乳動物研究中，東農學子約占30%。生命科學學院堪稱培養“國際胚胎工程精英的搖籃”。

活動實施方案

為了更直觀、更具體地了解生命科學領域的前沿技術，學習克隆、干細胞、基因與生物醫學基礎知識，營員們在生命科學學院胚胎工程實驗室利用體視顯微鏡觀察豬卵母細胞，并用自己制作的“口吸管”進行提取。通過觀察，顯微鏡下的卵母細胞結構清晰可見，且具有較強的觀賞性。實踐體驗用營員們最大限度可以接受的教學方式，幫助他們走進生命科學，將嚴謹的理論與趣味的實驗相結合，這也是學校針對營員設置科學體驗活動的重點與特色。

實驗名稱

豬卵母細胞的提取、轉移及體外培養。

實驗目的

利用豬卯母細胞學習了解并掌握克隆技術中的細胞抽取及轉移方法。

了解豬卯母細胞體外成熟技術并利用體視顯微鏡觀察豬卯母細胞鏡下形態。

實驗儀器

體視顯微鏡、二氧化碳培養箱。

實驗步驟

制作口吸管并練習使用。

用配有18號針頭的lOmL注射器抽吸卵巢上3～6iilin的卯泡內的卵泡液，將抽取液放于15 mL離心管中，37℃水浴靜置。

靜置后棄去上清，加入HEPES重懸沉淀，再靜置15min，重復3遍。

將重懸液放入直徑90mm的塑料培養皿中，在體視顯微鏡下，用口吸管挑選卯丘細胞包裹3層以上、胞質致密且均勻的卵丘細胞-卵母細胞復合體COCs，用HEPES洗滌3遍。

轉入培養箱中（飽和濕度、39℃、5%CO2）至少已經平衡2h的培養皿中的成熟培養液滴內，用胚胎級礦物油覆蓋；然后轉移到成熟培養液中繼續培養。

活動效果

奇妙的克隆技術實踐體驗讓營員們了解了生命科學的基礎知識，向全體營員進行了生命科學展示。在活動過程中營員們結合自己掌握的生物學知識，根據教師的指導，透過體視顯微鏡真切地觀察豬卵母細胞，并利用二氧化碳培養箱進行體外成熟培養，整個實踐體驗活動有序進行，營員們在實驗過程中對奇妙的克隆技術產生了濃厚的興趣。

此次奇妙的克隆技術實踐體驗活動寓教于樂，知行合一，在營員了解生命科學知識的同時使科學營活動充滿樂趣，為科學營的開展塑造了良好的精神風貌。此項活動，成功為全體營員搭建了生命科學實驗研究的平臺，為廣大青少年普及了科普知識，讓營員們意識到原本看似遙遠的科學研究、科研實驗并不是遙不可及的?；顒优囵B了營員們“學科學、用科學、愛科學”的意識，履行了高校服務社會的職能。實踐體驗活動引導營員們崇尚科學，激發了營員們對科學的興趣，鼓勵營員們立志從事科學研究事業，培養營員們的科學精神、創新意識和實踐能力。

第7篇：生命科學與生物范文

關鍵詞：非生物類專業；生命科學導論；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0073-02

聯合國教科文組織21世紀教育委員會報告強調教育必須是完整的教育，只有完整的教育才能培養更多具有完善知識結構、滿足科學創新、符合社會發展需要的高素質人才[1]。生命科學教育是素質教育的重要方面，2005年教育部高校生物科學與工程教學指導委員會制定了非生物學類專業生物學基礎課程教學基本要求，建議非生物類專業學生生物學普及教育的核心課程為《生命科學導論》課程[2]。但是，生命科學的研究內容涉及面寬，對教與學都是一種挑戰，如何在教學組織、教學體系優化和教學過程綜合化等方面開展《生命科學導論》課程教學是目前教育領域內面臨的主要難點。因此，作者對非生物類專業學生生命科學素質教育進行了一定的探索與研究，結合幾年來對非生物類專業學生進行《生命科學導論》講授的體會和感受，談幾點認識。

一、開設《生命科學導論》課程的重要性

《生命科學導論》是面向高校非生物類專業學生的一門綜合性教育課程，旨在促進大學生不斷提高對現代生命科技的認識，激起對生命科學熱點問題的興趣，加深對科學交叉、滲透、融合的理解，激發探索和創造激情，樹立正確的自然觀、世界觀和價值觀，增強社會責任感和社會適應能力。隨著生命科學的發展，《生命科學導論》課程開設是非生物類專業人才培養的重要內容，逐步改變著高?；A教學的結構體系。2002年國家教育部專門發文件積極促進非生物學專業本科生生物教學的實施，要求具有“國家生命科學與技術人才培養基地”的高校必須面對全校非生物學專業本科生開設《生命科學導論》課程，以培養交叉學科的研究人才，促進學生將專業知識與生命科學知識結合，產生新思路，開拓新領域，也為了提高本科生的綜合素質，增強學生的健康與環保意識[3，4]。所以，對非生物類專業學生開設《生命科學導論》課程具有積極的意義。

目前，全國很多院校對非生物類專業學生開設了《生命科學導論》課程相關的生物學素質教育課程[3，5-7]，課程性質多樣化，在教學計劃實施中充分體現了非生物類專業教學的特色。我校結合實際情況也對非生物類專業學生開設了《生命科學導論》課程，制訂了具體的教學要求，使學生掌握生命科學與技術的基本常識、了解該學科的主要領域和進展，培養學生具備基本的生命科學素養。

二、教學內容的改革

鑒于非生物類專業學生的基礎層次參差不齊，不同專業的學生對生物學知識的需求也不盡相同[4，8，9]，我們對教學內容進行了精選、整合，針對不同專業的學生設計了不同的教學內容。面向文科學生時，采用講座形式組織教學內容，主要以生命科學的熱點問題和發展方向為主，結合介紹基礎知識，使學生獲得必要的現代生命科學基礎知識，了解現代生命科學的新發展及其與人文科學交叉的趨勢，幫助學生樹立正確的現代生命科學觀，參與社會發展的決策。面向理工科學生時，教學內容側重學科交叉意識的培養，采用系統講授、部分自學的教學方式，以生命科學系統知識為主線，同時介紹生命科學領域內的最新進展，使學生理解、認識一些生命現象和過程，啟迪學生的跨學科創新思維。

另外，學生對部分教學內容缺乏興趣，如分類、形態、結構等生物學專業知識，因此提倡一些“開放性”內容由學生自學，激發學生思考與自學。同時，在教學過程中也應加強教學實踐環節，如組織學生參觀生物標本館、生物園地等基地，以開拓學生視野，加深學生對理論知識的理解。

三、立體化教材的建設

根據多年的教學實踐及其他高校相關方面的經驗，編寫了適合非生物類專業學生的教材《現代生命科學導論》。主要包括生命的物質基礎、生命的新陳代謝、細胞與細胞工程、生物體內的信號和傳遞、人體的防御系統、遺傳及其分子基礎、豐富多彩的生命世界、生物與環境、生物技術的發展與倫理問題等內容，從不同角度對生命科學進行全面、系統的介紹，體現了知識的系統性和科學性。

本教材具有以下特點：（1）考慮到非生物學類專業學生的生物學基礎較淺，內容編排由淺入深，力求形象生動、通俗易懂，可啟發學生思維，開闊思路。（2）從適合非生物專業文、理工類學生的教學理念與教學目標出發，選擇以生命基本特征為主線，以生命活動的重要方面為主題，綜合性地介紹生命本質，同時以生命科學的熱點理論、應用和問題為切入點，采取專題綜述、論證、探究等多種形式，在不同層次上啟發學生自主探索的興趣和開展深入思考。（3）在各章節內容后附上思考練習題，便于學生鞏固知識，加深理解。

四、多元化的考試方式

考試是測評學生掌握知識能力的必要手段之一，好的考試方式不僅能夠客觀全面地評價學生，且有助于提高教學效果。因此，我們增加了過程評價和發展性評價等多元化學生成績評定方法，以利于促使學生注重自身整體能力和綜合素質的培養提高[2]。通常采用平時考核（如專題演講報告、課堂討論和考勤等）、撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式，不但評價了學生參與教學活動的態度、完成作業的質量，又考查了學生對知識的了解和掌握程度，同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣，減輕了學生的思想壓力，且避免了少數學生平時不學習，通過考前突擊準備獲得較高分數，導致課程成績不合理的情況發生[10]。

總之，為了提高非生物類專業學生的生命科學素質，在非生物類專業開設《生命科學導論》課程是新時期高等教育發展的需要，是歷史的必然。我們在改革、優化教學內容、教學方式等基礎上，建立了本校非生物類專業《生命科學導論》課程的教學體系，以期完善學生的知識結構、培養科學的思維能力，使學生發現學科間的交叉點，為今后的跨學科學習、研究奠定基礎，從而促進科學研究更好、更快的發展。

參考文獻：

[1]楊建明，楊艷燕.公共生命科學教育與教學課程研究[J].高等理科教育，2003，（2）：84-87.

[2]宋怡玲，楊軍.“生命科學導論”課程體系建設與創新人才培養[J].高等理科教育，2006，（6）：37-39.

[3]張萬海.高師院校非生物專業開設生命科學課程的思考與實踐[J].渭南師范學院學報，2005，（5）：72-74.

[4]王玉芳.開設《現代生命科學導論》公選課的探討[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2008，（3）：20-21.

[5]李弘劍.淺談非生物類專業的生物學基礎教育[J].暨南學報（哲學社會科學），2001，（23）：104-107.

[6]王國強，吳敏，丁鳴.非生物類專業生物學實驗教學改革實踐[J].實驗技術與管理，2005，（10）：116-119.

[7]朱振元.現代生物學導論教學改革的初步探索[J].中國輕工教育，2007，（2）：56-57.

[8]向波，龍德清，王鋒尖.關于我校《生命科學導論》公選課的探討[J].鄖陽師范高等專科學校學報，2009，（3）：67-68.

[9]段紅英，丁笑生.高校非生物類專業開設生物學課程的現狀及主要問題[J].教育教學論壇，2012，（45）：121-122.

第8篇：生命科學與生物范文

依托實驗教學中心，建設精品課程

生命科學導論實驗課程開設于2005年，考慮到生命科學本質是一門實踐科學，對動手能力的培養是一項重要內容，同時生物實驗教學中心的發展和建設也為該實驗課的開設提供了條件。

生命科學導論實驗課程共設立6個實驗項目，分別來源于生物實驗教學中心的遺傳與細胞生物學實驗室、生物化學與分子生物學實驗室、動物學實驗室、動物生理學實驗室、植物與生態學實驗室、微生物學實驗室等，這就意味著整個實驗中心支持生命科學導論實驗課程。如此安排實驗課程，有較多優勢:首先，充分利用生物實驗教學中心的資源，“導論實驗”課程安排在周六進行，分為上、下午兩個班授課，各個實驗室分別安排一次該學科的經典實驗，這樣既不影響實驗教學中心原有的授課安排，同時也對各實驗室的硬件、軟件和師資力量都作了充分的調動。

其次，授課教師、授課地點來自于實驗中心的6個實驗室，這就能提供生命科學各學科的授課內容，生命科學導論課程面向非生物學專業學生，目的并不是要求學生掌握某一項專業技能，而是要總覽生物學研究的方法和手段，盡可能多地接觸生物學知識，課程組中具備各專業的教師和教輔人員，有能力也有可能為學生開設不同實驗。

最后，生命科學導論實驗作為一門公共課程，要求教師以飽滿的教學熱情和積極的態度面對學生，在專業深度、學術水平等方面并不要求很高的標準，這對專業教師的職業發展不是很有利，這也成為很多學校青年教師不愿承擔該課程的重要原因，我們把6個實驗項目分配給6個實驗組，每組老師只承擔一個實驗項目，這就最大程度的保證了教師的教學熱情，減輕工作負擔，當然最關鍵是保障了教學效果。

精心組織教學內容，滿足學習需求

生命科學導論課程要求學習的內容涉獵生物學的各個方面，而面向的非生物學專業的學生是沒有先導課程、相關課程支持的，如要獲得很好的學習效果，對教學內容安排、講授方法設計等方面都提出了很高的要求。為此，教師首先在教學內容的選擇和安排上特別參考了高中生物學的教學體系，按照分子—細胞—基因—遺傳—生態—進化這樣的知識體系進行學習，以配合學生的知識結構和學習習慣。其次，在教學內容上，注重基礎和前沿，理論和實際的結合，目的是提高學生的學習興趣和學習效果。

各章節的教學內容除了講授基本理論知識外，還適當插入當前研究熱點和先進的研究技術，并結合與日常生活聯系緊密的科學問題進行深入的講解。如:利用分子雜交、遺傳育種等生物技術解決糧食問題;借助微生物發酵進行新能源的開發等等。此外，針對某些章節的教學，結合我院的研究條件和研究成果進行講解。如:在傳染病和病毒章節的學習中，穿插對我院分子病毒實驗室研究工作的介紹;在生物大分子結構功能的講解中，將展示我院結構蛋白質實驗室的重要發現。通過將生物學研究前沿、本院研究現狀以及學生感興趣的熱點問題結合起來進行深入淺出的講解，最重要的是讓學生堅定投入科學研究的信心和決心，讓他們能切實感受到教師利用現有的實驗條件進行研究所帶來的樂趣，堅定今后從事科研工作的信心。

及時歸納反饋信息，提高教學水平

雖然生命科學導論及實驗課程已開設了近十年的時間，但和其他傳統基礎課程相比還是門“年輕”的課程，在教材、教學內容、教學安排、教學方式等方面都還有改進提升的空間。本門課程的根本是面向所有專業學生的科學素質課程，既要堅持基本的學習內容，也要考慮不同專業學生的學習需求。為了及時了解學生對課程的意見和要求，以便改進、提升教學質量，課程組建立了規范的意見反饋制度，在“生命科學導論”理論課結束和實驗課進行過程中發放課程質量調查表和課程反饋意見表，就課程的內容安排、學習方式等方面進行調查，并就學生的反饋意見進行可能的改進，以提高教學水平。

現階段，我們面對生命科學發展的重要階段，而隨著生命科學學科的深入發展，與相關學科的聯系越發緊密，同時對這些邊緣交叉領域的學習和研究也越發顯得重要。而且，現在已有相當數量的化學家、物理學家和其他學科的專家，在生命科學的研究過程中做出了杰出貢獻，并獲得諾貝爾獎。由此可見，相關學科的研究人員可以在生命科學領域做出重要貢獻，同時生命科學領域的發展也需要多學科復合型人才的支持。

第9篇：生命科學與生物范文

一、重視生物基礎知識的傳授

要培養學生基本的科學素質，教師要首先成為生物學的行家里手，熟練掌握生物學的基礎知識，這是培養學生基本的科學素質的先決條件。在當前全國各地深入推進的新課改活動中，作為新時代的教師，必須順應新形勢的要求，努力在提高自身素質上下工夫。具體來講，在授課之前，教師必須弄懂弄通教材，熟練駕馭教材，這樣才能做到心中有數。要以務實求真的科學態度，精心鉆研，潛心學習，研究教法，科學設計教學過程，努力激發學生的學習興趣，最大限度調動學生參與課堂學習活動的積極性和創造性。要引導學生熟練掌握扎實的生物知識，只有以實事求是的科學態度不斷探索，對生物知識做到“心知肚明”，才會逐漸對事物逐步形成正確的基本觀點，進一步培養自己的科學意識和創新精神，進而逐步提高學生的科學素質。

二、適當滲透生命科學史的教學

科學是科學家通過一定的途徑研究事物發展變化的過程，它可以揭示某個事物成長和變化的規律。在高中生物教學過程中，教師對學生滲透生命科學素質教育，旨在強化學生的科學意識，促使學生在平時的學習生活中，了解科學，運用科學知識解決實際問題，而不僅僅是讓學生去關注科學的結果。在課堂教學活動中，教師要注重引導學生了解生命科學史的發展歷程，教育學生學習科學家研究、發明、創造事物的不懈探索、不驕不躁的求實精神，感悟科學家的促進社會進步的科研態度和思想方法，深化對生命科學、技術革新與社會發展的相互關系，以及生命科學在世界文化與社會進步歷程中發揮的巨大作用和歷史影響。

三、正確選擇科學的教學方法