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近20年來,我國生物技術取得了長足的發展,培養了一支約2萬人的從事生物技術研究、開發、生產和管理的科技隊伍,其中有一批留學海外學成回國的中青年生物技術專家;建立了相當數量的研究開發機構及產業化基地;初步形成了醫藥生物技術、農業生物技術、輕化工生物技術、海洋生物技術等門類齊全的生物技術研究、開發、生產的體系。作出了一批具有較高水平的生物技術研究開發成果,開發出一批生物技術產品并投放市場。繼1996~1997年第一個基因工程產品上市的之后,預計在2003~2005年我國將出現生物技術產品上市的第二個。由此可見,與其它高技術領域相比,我國的生物技術總體水平及產業化程度與國際先進水平的差距明顯縮小。在我國重要的高技術領域中,從目前基礎條件、資源優勢和發展態勢來看,生物技術最有希望取得創新性進展,最具參與國際市場競爭的潛力。因此,建議國家將發展生物技術及其產業作為21世紀加速發展我國高技術產業、提高國際競爭能力的“突破口”。把握有利時機,進一步把發展生物技術及其產業放在突出的戰略地位,力爭在21世紀的前10年內使我國生物技術及產業躋身于世界先進行列。
2制定發展戰略、明確戰略目標、選擇發展模式總體戰略
我國的生物技術及產業發展應改變以往跟蹤為主的戰略,實施積極創新為主集成應用的戰略方針。基于目前我國生物技術及產業發展的實際狀況、水平和能力,在未來10~15年內,我國宜采取“立足創新、集成應用、需求導向、重點突破”的發展戰略。
關于集成應用,主要是指把現有的已成熟的先進技術(不管這些技術源自何處)組合集成起來運用于生物技術的研究開發和產品生產。充分借助和合理利用現代科學技術所取得的成就,對于我國生物技術產業以及其他高技術產業的發展都十分重要。
1)戰略目標
21世紀初我國生物技術及產業的發展目標應定位在:努力提高生物技術在我國國民經濟和社會發展中的貢獻率,增強我國生物技術的創新能力和國際競爭能力;爭取在21世紀初的10年內,使我國生物技術的整體水平躋身于世界先進行列,生物技術新興產業發展成為我國的支柱產業之一。
2)發展模式
我們認為,在未來10~15年內,我國的生物技術及產業發展宜采取“政府引導,企業為主,官、產、學、研、資相結合”的發展模式。
眾所周知,產、學、研的結合是促進科技進步,加速科技長入經濟,提高研究開發效率的良好方式。結合現階段我國實際情況,為保障生物技術及產業得以迅速發展,政府的作用十分重要。政府應該對全局研究開發及產業化的發展方向、目標、策略和措施進行系統的規劃和設計,對各類各層次不同機構的研究開發工作給予重要的引導;對于一些重要的領域,國家應給予一定的資金支持,可以更加有效地引導企業界、金融界以及地方政府的資金和支持,各方面力量形成的合力將加速國家目標的實現。
高技術是基于多種學科的綜合技術,而高技術產業則必須加上科學的經營管理和營銷策略。發展高技術產業只有以企業為主,才能有效地將分離的科學與技術、科技與產業、產品與市場緊密地有機地聯系在一起。同時生物技術產業的發展需要技術資本和金融資本的聯合運作。沒有一個良好的資本市場,生物技術產業將難以迅速發展。
3主要對策
1)健全和完善管理體制、加強整體協調、形成優勢集成
總體而言,我國目前尚沒有全國性統管生物技術研究開發及產業化的組織管理機構,缺乏全局性的戰略部署。目前國家各類科研計劃雖然都在不同程度上注重基礎性創新性研究,但在具體實施和操作過程中,往往傾向于選擇短期能產生效益的研究項目,導致創新的源頭匱乏。更為嚴重的是,各類計劃之間缺乏必要的溝通與協調,各部門、地方自成一體、封閉運行,導致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重復。
現階段我國正處在從計劃經濟向市場經濟過渡的轉軌期。發展我國的生物技術及其產業,必須結合我國具體國情,同時運用計劃和市場兩種資源配置的調節手段,采取“兩彈一星”+利益捆綁的新機制,盤活我國技術、設備與設施、人才等方面的存量,使各方面的優勢系統有效地集成;必須同時調動國家、地方和企業以及科技人員的內動力和凝聚力;必須下決心解決部門地方條塊分割、低水平重復的頑癥。為此,建議國家適時成立全國性的組織管理機構,對全國生物技術及產業發展進行總體規劃和協調指導,從而做到整體協調,避免多頭指揮和政出多門,實現決策、協調和實施系統的統一、簡便和高效。
2)進行戰略布局,形成產業聚集區
國外生物技術及其產業發展的經驗表明,在一些地理、交通、信息、政策等環境較好的地域,容易形成生物技術研究開發和產業的“聚集區”。這種“聚集”促進了不同研究開發領域的交流與合作,不僅加速了生物技術研發及產業的發展,同時通過“聚集”進一步吸引人才、技術和資金,起到了“聚集”帶動“聚集”的作用,形成了良性發展的循環。根據目前我國生物技術及產業發展情況,結合現有國家級高技術產業開發區,可選擇技術力量比較雄厚、投資環境好并已有一定生物技術產業基礎的上海、北京、廣東(深圳)、長春等地作為生物技術產業化基地,給予更為優惠的財政和稅收扶持政策。集中力量有選擇地發展3~5個生物技術產業聚集區(如以北京為中心的京津冀聚集區、以上海為中心的江浙滬聚集區、以深圳為中心的粵港聚集區、以長春為中心的長沈大聚集區等),發揮生物技術產業發展的聚集效應,盡快形成較大的生物技術產業規模。對上述生物技術產業聚集區,國家應積極發揮引導作用,充分調動地方和企業界的積極性,以國家重大項目為紐帶,促進優勢互補的聯合與協作,逐步形成既有合作(包括跨國和跨地區合作)又有競爭的社會化的生物技術研發與生產的格局。
3)選擇部分重點產品,目標定位國際市場
對于某些我國有較好基礎、接近或達到國際先進水平或是我國有資源優勢的技術領域,例如轉基因動物反應器、轉基因植物、功能基因組、生物芯片、組織工程、中藥等領域,應選擇部分重大項目,目標瞄準國際市場,通過運用優勢集成、整體設計、分段實施的操作方式,加大協同攻關力度,盡快將一批擁有自主知識產權的生物技術和產品推向國際市場,增強并確立我國生物技術及產業的國際競爭能力和地位。
4)建立國家生物技術重大項目孵化器
我國科技成果轉化難、轉化率低制約了高科技產業的發展,影響了科技作為第一生產力作用的發揮,已成為普遍關注的問題。生物技術因其自身的綜合性、多學科特點,生物技術轉化更具有特殊性。在目前我國資本市場尚不完善的條件下,孵化器的作用尤為重要。孵化器的作用是,通過與研究開發機構建立廣泛聯系,并有力地引導企業介入,密切生物技術上下游的結合,有效地使單一技術的突破盡快孵化為成熟配套的技術和工藝,向產業進行技術轉移和輻射,從而加速具有商業前景的技術和產品盡快形成商品化和產業化。為此,應在已有的工作基礎上,擇優建立數個生物技術國家重大項目孵化器,結合具有自主知識產權、獨特性的生物技術重大項目和重大產業工程的實施,力爭在5~10年內開發出一批具有自主知識產權和國際競爭力的重大生物技術產品,同時走出一條生物技術成果轉化的成功之路。
5)加強生物技術產業相關技術及裝備的產業化及國際化
我國在生物技術及產業發展所需的重要儀器、設備、試劑等支撐技術與裝備方面十分落后,主要依靠國外進口。在國外,生物技術的支撐技術與裝備本身就是一個巨大的產業,其產值占生物技術產業總產值的20%以上。生物技術的支撐技術與裝備具有兩大特點,一是涉及多學科、多技術領域的交叉;二是絕大多數生產經營專用儀器、裝備的公司都擁有國際市場,只有占有國際市場才能在國際競爭中生存和發展。目前我國尚不具備自主研制和生產并占有國際市場的能力。因此,對重要的生物技術儀器、設備和裝備,應采取“桑塔納”模式,走與國外大公司合資合作的發展道路。第一步通過合資合作,引進建設組裝線或生產線,這樣一方面可以迅速提高技術水平和管理水平,另一方面可以與外國公司共同參與國際競爭;第二步加速引進技術的消化吸收,逐步加大國產化比重,同時加強新型號、新設備的研制開發,進而逐步增強參與國際競爭的能力。在此方面,應注意避免自己閉門造車、封閉發展,所開發的產品性能不穩定,測出的數據不可靠,別人不用,自己也不用的尷尬局面。
6)大力發展生物技術中介組織
國外成功經驗表明,中介組織在高技術產業發展過程中發揮了重要作用,中介組織是創新體系的重要組成部分。我國應大力發展從事生物技術信息咨詢、技術評估(包括生物安全評估)、專利(特別是國外專利)、投融資等方面的中介機構。
我們認為,應盡快組建生物技術產業協會。組建生物技術產業協會有利于信息溝通和協作,有利于規范市場和公平競爭,亦可避免不必要的重復,有利于逐步形成社會化發展的格局。協會組成以企業法人和高級主管為主,吸納大學和研究機構的技術、管理、營銷專家參加。政府主管部門可以通過協會進行全局性組織協調工作。
7)充分利用和合理保護我國豐富的生物資源
我國國土遼闊,特殊的地理、氣候、人口、人文、歷史以及多民族等原因,使我國具有豐富的動物、植物、微生物及人類遺傳資源,包括歷史悠久的中醫藥寶庫,為我國在生物技術領域的研究開發提供了得天獨厚的有利條件。但從目前情況看,我國在生物資源的保護和利用方面還存在著明顯的不足。大量的生物資源沒有得到有效的保護和利用,甚至一些重要的資源流失嚴重。例如,我國雖有豐富的微生物資源,但由于資金和管理上的一些因素,導致研究、保藏和開發工作都處于非常困難的境地,至今沒有一個明確的主管部門,也沒有一部微生物資源管理的法規。因此,建議國家有關部門象重視人類遺傳資源一樣高度重視對所有生物資源的保護和利用。一方面應抓緊制定和完善有關各類生物資源管理的法規和規章制度;另一方面應盡快建立健全國家生物資源的保藏及服務體系,其中包括細胞庫、菌種庫、毒種庫、種質庫、信息庫等。此項工作可在相關計劃的基礎上,給予專項經費支持。雖然需要花費一定的資金,但這是一項具有戰略意義的基礎性工作,因此必將起到事半功倍的效果。
8)加強國際合作,建立戰略聯盟
中國改革開放實踐證明,不開放就沒有出路。高技術需要在合作和競爭中求發展。一方面是在合作中競爭,另一方面又要在競爭中合作。國際上,企業間的聯合與建立戰略伙伴關系越來越成為一種重要的發展趨勢。我國在發展生物技術及產業的過程中,必須加強與國外政府間和民間的合作與交流。此外,還應利用國內巨大市場的吸引力,積極與某些大型跨國公司建立戰略伙伴關系,在國內合作建立合資企業,合作開發新產品,合作開拓國際市場。
發展我國生物技術及產業要充分重視利用海外資源,特別是信息及人才資源。在這方面,即使是十分發達的美國也不例外,十分重視利用國外的信息,并吸引別國的優秀人才為其服務。我國除應采取相關措施積極吸引海外留學生和科學家回國為國效力外,還應選擇重大技術領域,在國外建立聯合工作站。863計劃生物領域在“八五”、“九五”期間已試行,效果良好。實踐表明這是實現技術跨越的有效途徑。國家應積極引導支持有條件的科研機構和企業,特別是企業在國外建立研究開發機構,這樣將會大大提高信息采集、技術引進、智力引進、人才培養和國際合作與交流乃至產品出口的效率。
9)高度重視人才的培養和引進
一、課程教學內容安排
生物工程的內容十分豐富,有限的課時內不能面面俱到地進行較為深入的講授。因此,教師在教學內容的安排上,既要保證突出重點內容,又要兼顧知識內容的全面性。此外,還需要引入一些學科前沿成果,以跟蹤迅速發展的生物技術的進步。我們對于課程教學內容的安排,特別注意了以下幾個問題。
1.組建課程模塊,合理安排教學內容。以生物技術的應用發展為導向,將本課程的教學內容劃分成三部分:①緒論,介紹生物工程沿革及前沿。②生物技術基礎,詳細講述基因重組技術、蛋白質和酶工程、細胞工程的基本原理,技術路線及特點,旨在幫助學生建立牢固的理論基礎、掌握相關技術的應用方法。③生物技術的工程化應用及發展,重點介紹發酵工程、生物醫藥工程和環境生物工程,通過多個與人類生存和發展密切相關的案例的教學,培養學生綜合知識的能力、融匯創新的能力。
2.讓學生了解生物工程學科的全貌。課程的緒論部分分別從生物工程的沿革、生物工程的原理及特點、生物技術的應用及前沿發展、生物技術及其產業所發揮的巨大的社會和經濟影響力等角度進行講授,幫助學生標繪出一副生物工程的全貌圖:從基礎理論的研究突破、生物技術的應用發展、到滲透至各國民經濟主要領域中產生的巨大影響,期間產生的反作用又促進生物學基礎理論的研究突破。這個過程周而復始地推動著社會的變革與進步。
3.寬泛基礎知識面,強調理論聯系實際。生物工程是一個具有豐富學術內容的領域,而本課程課時有限,不能詳盡地涉獵各個知識點,因此,如何設置課程內容就成了影響教學效果的主要因素。本課程對基礎知識的教授強調的是“寬泛”而非“深入”,要求課程設置的基礎知識教學能夠滿足學生理解生物技術的基本原理即可,而對于生物技術的實踐應用則給予了重點關注。課程堅持理論聯系實際,運用綜合性案例,讓學生了解從基本原理出發到實踐應用的過程,學習綜合應用所學知識解決問題的方法,培養科學思維方式。
4.以生物技術的應用為導向設置教學內容,跟蹤學科前沿。在對課程的基本原理講授后,根據學生的工程專業教育背景和將來作為社會工作者的特點,我們引導學生學習工程化應用方法,這是更為重要的教學環節。這部分教學內容占據了整個教學內容的相當大的比重。如,微生物發酵工程、細胞培養技術使生物技術產品實現產業化;生物醫藥工程中集中了生物技術研究的前沿方向和熱點,各種生物技術在此融合;環境生物工程致力于建立人類與環境的和諧關系,以實現社會的可持續發展。本課程分別選擇這些領域中的主要內容作為重點講授部分,如轉基因動物制藥、單克隆抗體技術應用、固定化酶技術及酶法分析、環境污染的生物治理等,安排了較多的教學時間,以使學生更好地了解生物技術的新進展。
二、教學方法探討
生物工程學是生命科學與工程技術結合所形成的一門綜合性學科,基于研究對象(核酸、蛋白質)及層次(分子、細胞、個體)不同構建了不同的生物技術分支領域,同時基于應用領域的不同也形成了各自富有特點的應用技術,如生物醫藥領域中蛋白類藥物的生物構建和生產、環境治理與保護中微生物的生物轉化過程技術等。由于教學內容覆蓋面廣,為了提高教學效果,本課程在教學方法上進行了以下幾個方面的探索。
(一)以生物技術原理為主線貫穿教學活動
本課程的教學活動以生物工程的原理為主線展開,形成了基因工程、蛋白質和酶工程、細胞工程、發酵工程等章節,以使學生在較短的時間內掌握各種生物技術的原理和應用方法。同時,通過對生物技術應用較為深入的生物醫藥工程、環境生物工程等內容的安排,培養學生根據應用對象的特點和要求綜合應用所學理論知識的能力。
(二)理論聯系實際,引入案例教學
發酵工程是將生物技術產業化的重要環節,包含了從菌種培養到制備合格產品的過程。[5]菌種決定著發酵生產工藝方法,發酵工程中高產菌種常常是采用生物技術方法構建的。發酵過程調控是基于微生物的生命代謝過程,培養條件的變化可以影響代謝途徑。發酵產物的提取純化是依據待分離目標物質的特性及待分離目的產物和雜質之間物性的差異來進行的,是決定生產成本高低的關鍵因素。如果只是按照發酵工程的過程來講解技術基礎及過程應用技術,涉及知識點多,知識點之間的相關性較弱,這對于剛開始接受專業課程教育的本科三年級同學來說,接受起來有一定的難度。而以具體物質的發酵生產為例進行分析,更為形象化,也容易被學生理解和接受。授課時,我們以紅霉素的生產為例,分析了工程菌的構建方法與高密度發酵技術的應用,基于組分分離要求的分離純化工藝方法的建立等,并將自己多年科研的成果結合至授課內容中。僅就紅霉素的提取純化而言,工程菌的引入及發酵調控技術的成熟,使紅霉素發酵單位由原來的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分離技術的應用成為現實。目標產物的分離工藝由傳統的“板框過濾-溶劑萃取-經過中間體鹽的結晶純化”發展為“微濾膜過濾-(納濾膜濃縮)-層析分離-結晶純化”新的分離工藝。該工藝利用層析操作的高分離效率實現了活性組分紅霉素A與雜質組分紅霉素B、紅霉素C的分離;通過結晶過程中關鍵因素的調節,如結晶體系的組成及組成物的濃度變化、pH、溫度、攪拌等,實現對產品粒度和晶形的控制,從而獲得純度高、藥理活性強的產品。案例的分析過程加強了學生們的工程概念,如發酵產物的提取往往會涉及結構相似組分的分離,其分離方法的選擇需兼顧分離效率高、分離條件溫和的要求;微生物發酵是純種培養過程,工程設備必須滿足無菌操作的基本要求,發酵罐需要具備良好的混合能力,較高的傳質、傳熱速率,且不能對菌體產生剪切破化;藥物的晶形和粒度與藥物的生理活性相關,現代藥物質量控制指標除了純度和雜質含量要求外,還有晶體的晶形粒度等結構指標要求;發酵產品的經濟成本和社會成本概念等等。實現一個抗生素藥物的現代化工業生產需要融合現代基因工程、細胞工程、化學工程的知識。
(三)課堂講授與專題案例的調研相結合
本課程通過典型實例的剖析,加強了學生對基本原理的理解,并傳授了生物技術的應用方法。我們時時跟蹤生物技術領域的發展,對授課案例進行更新,以使教學內容緊密聯系生物工程的新發展、新成果,體現該領域新技術、新水平,使學生感受到科學技術發展的巨大魅力,激發學習熱情。但是,本課程的教學課時有限,課堂上不可能對生物技術各領域均充分展開。為了彌補這一局限,本課程在教學上設置了“專題調研+課堂談論”環節,把生物工程應用專題案例的調研工作,以作業形式布置給學生去完成,并通過課堂討論及提交論文的方式加以考查。[6]專題論文的完成及交流以小組為單位進行,教師組織學生組成學習小組,要求各學習小組在給定領域范圍內對感興趣的專題進行調研和論文的撰寫。教師在組織學習小組之時,就將學習小組兩兩結對,要求各小組在完成本組專題調研的同時,對結對小組的課題也進行相應調研,并作為主審方在課堂上對結對組的專題內容設置提問,引導課堂討論,而其他同學則可以對自己感興趣的專題自由發表觀點。
本課程要求,小論文要按照《華東理工大學學報》的稿件規范撰寫,這也是對本科生撰寫科學論文的訓練,是專業素質培養的一部分。這種“專題調研+課堂談論”教學模式,能讓學生自動參與多專題的調研學習,達到鞏固基礎知識、拓寬知識面、深化專業認知的目的,同時能夠較全面地訓練和檢驗學生專業文獻查閱、分析材料、歸納總結及思辨應對的能力。實踐表明,這樣的學習方式效果突出。學生李曉陽在聽課小結中寫道:“分組演講、課程論文,每小組七八個人,不僅可以讓我們自己動手獲取知識,鍛煉了動手能力,還能夠培養我們團結協作的能力。只有分工合作才能把這項工作做好。”學生閆天一在小結中寫道:“老師講到了我國生物發酵工業發展的現狀,雖然我國(抗生素)產量居世界之首,但生產效率比較低、產品附加值低、污染嚴重,主要以半成品(原料藥)為主,這些都深深觸動了我。在化學制藥領域,我們仍是以仿制藥為主。在21世紀,我想我們大學生的責任就是讓中國不僅是世界的工廠,也要成為研發的中心。”
三、結束語
l專業建設
1.1專業結構與布局
“生物技術及應用專業”隸屬新余學院醫學與生命科學學院,由生物教研室負責具體組織并落實各項教學工作。為配合江西省生物技術快速發展的趨勢,支持新余市生物技術發展,該專業于2003年正式設立,招生規模逐年增加,從最初的20人發展到最多時的72人。截至2011年7月.已有300個生物技術及應用專業的學生畢業。生源質量不斷提高,專業建設走上了健康發展的軌道,呈現出良好的發展前景。為加快“生物技術及應用專業”建設發展,改變傳統的“小本科型”人才培養方法,積極探索高職高專人才培養之路,生物教研室于2004年底在全校率先開展校企合作的人才培養模式改革探索,并分別于2007年成功申報校級課題“基于網絡環境的高職高專《普通生物學》教改探索研究”;2008年成功申報江西省教育改革課題“高職高專生物類專業綜合野外實習改革與實踐”,并成功申報新余高專科研創新團隊和《藥用植物學》研究中心;2010年成功申報江西省教改課題“基于鄱陽湖生態經濟區建設環境下的生物技術及應用專業課程體系改革研究”和江西省教育科學“十二五”規劃課題“高職高專畢業生就業指導研究——以生物技術及應用專業為例”。目前,該專業已按人才培養模式改革思路開展了“生物技術及應用專業”實踐教學基地建設等工作。
1.2培養方案
為使專業人才培養目標適應鄱陽湖生態經濟區建設市場的需求,我們在新余市、省內外開展了“生物行業從業調研”工作,涉及生物醫藥、食品、環保和飼料等多個領域。在調研結果的基礎上。制訂了生物技術應用型人才培養方案,并請生物行業教育專家、生物行業技術專家對人才培養方案進行審定。生物技術應用型人才培養方案有別于傳統的“小本科”型培養方案.在人才培養目標上.它更面向生產第一線。在培養規格上。突出強調了知識、能力與素質三者結合,以能力為主,突出了生物技術的知識與能力。在培養時間安排上.采用在校培養和在企業頂崗培養的方式,提高實踐教學的比重。
2課程建設
2.1教學內容與課程體系改革
按照鄱陽湖生態經濟區建設環境下的應用型人才培養要求,以培養職業能力為主線,以“必須、夠用、實用”為原則,按照生物行業標準和生物技術崗位(群)能力,合理設計、優化重組教學內容,構建了理論、實踐與素質教學課程體系。根據鄱陽湖生態經濟區建設環境下的生物技術應用型人才培養目標的規格與要求,現已對部分專業課程進行改革,如《解剖生理學》改革為《生理學》;增加了生物技術類課程,如《酶工程》、《發酵工程》。《生物化學》課程已開始探索項目式教學方式,《普通生物學》課程已開始探索創新式教學方式等。目前,生物技術及應用專業課程使用多媒體教學的比例達60%。
2.2教材建設與選用
根據專業特點選用符合教學大綱要求、教育部推薦的優秀高職高專教材,以及國家“十五”、“十一五”規劃教材,采用優秀教材比例大于80%。在教材建設上,現已按理論教材、實驗教材與實踐教材三類開展教材建設工作,正在積極編寫校本教材(主要是實踐教材),努力形成具有實踐性強、操作性強的高職高專特色教材。目前我們已初步開展實踐教材的編寫準備工作,包括《普通生物學實驗指導》、《生物化學實驗指導》、《生理學》實驗手冊、《遺傳學》實驗手冊、《發酵工程》實驗手冊、《酶工程》實驗手冊、《生態學》實驗手冊等。此外,該專業教師積極參與科學出版社組織的生命科學類系列教材的編寫工作,并承擔了《細胞生物學考研精解》、《基礎生物化學》、《動物生物學》、《動物生物學實驗》等教材的編撰工作。
2.3教學方法與手段改革
在常用教學方法的基礎上,采用啟發思維式教學方法和開放式教學方法.并積極采用雙語教學。在理論教學中,盡量啟發學生的思維,對問題進行發散式思考,擴大了學生的視野,拓寬了學生的知識面。試行開放式創新教學體制,在教師指導下,將部分實驗教學時間用于課外的實踐活動,使學生的綜合素質得到鍛煉和提高的機會。其中,《生態學》和《環境生態學》課程由博士畢業的教師擔任.采用“雙語教學”授課。
3實踐教學
伴隨著該專業的迅猛發展,學校加大了對教學基礎設施的建設力度.尤其是進一步完善了實踐教學條件。能滿足實驗教學的正常要求,每年購買實驗耗材能滿足正常實驗教學與服務社會的需要。
3.1實習
按照教學計劃的安排,積極與實踐教學基地合作開展生產實習、畢業實習等工作。隨著該專業的發展,學校將進一步加大校外實踐教學基地的建設力度,以滿足該專業未來教學的需要。通過實地參觀、實習等實踐活動,學生對理論知識的應用有了更深入的了解。
3.2實踐教學內容與體系
本著突出職業能力的人才培養原則,突出了實踐教學的重要作用。我們探索與完善了實踐教學體系,尤其加大了集中實踐教學的比重。實踐教學學時占總教學計劃學時比例從過去的20.5%提高到3O.2%。為配合應用型人才培養模式改革的實施,我們加大了校外實踐教學基地建設步伐,分別與新余市食品藥品監督管理局等17家單位聯合建立了實踐教學基地并簽訂了校企合作協議。
3.3開展綜合性、設計性實驗
充分發揮生命科學的特點。讓學生走出實驗室,走進大自然。如帶領學生在國家林科院自然保護區野外考察種子植物的形態特征.到橘子園進行果樹嫁接實驗,去濕地公園觀察濕地生態系統的組成和濕地生態系統的作用等。同時開展了水體富營養化程度的評價、水污染環境調查、土壤環境污染調查等設計性實驗。
3.4開放實驗室
針對原來實驗室只有實驗時才開放的問題,我們將根據實驗需要將其改建成“開放式”實驗室,最大限度地提高實驗設備的利用效率,提高學生的實驗熱情。
4構建多模塊立體式實踐教學體系,在實踐中培養生物技術應用型人才
通過深化教學改革,優化教學體系,創新管理運行機制,建設滿足現代教學需要的高素質的教學師資隊伍,滿足新時期實施素質教育和培養應用型人才的需要。
4.1創建生命科學實驗教學中心平臺
改革原有的依附于理論教學的單一實驗教學模式,重新合理定位實驗教學;整合實驗室。優化資源配置,創建生命科學實驗教學中心平臺。
4.1.1教師參與實驗教學,促進科研成果轉化緊密依托
學科帶頭人的力量,改進實驗教學方法,轉變教學觀念,摒棄計劃性、封閉式實驗教學模式,建立以學生為中心的實驗教學模式,形成自主性、合作性、研究式的學習方式。促進高水平的科研項目轉化為實驗教學內容,積極開設一些高水平的、緊跟學科前沿的綜合性、設計性、開放性實驗,且將每個實驗分為基本部分和提高部分,豐富和充實教學基地的實驗項目,并鼓勵學生在現有實驗項目下進行大膽創新.開拓新的實驗項目或課題,形成一系列多層次、遞進式的教學實驗內容。同時針對不同層次學生的要求,進行分層次培養,既避免了傳統實驗教學“一刀切”的缺陷,使得能力較強的學生的創新潛能得以充分發揮,又使得能力較弱的學生也不會因為完不成實驗任務而氣餒,更好地發展每個學生的個性和特長腳。
4.1.2開放實驗教學中心.鼓勵學生自主創新生命科學
實驗教學中心先進的科研儀器設備、雄厚的科研力量、穩定的科研方向和充足的科研經費為實驗基地的開放創造了條件,為學有余力的學生提供了發揮自主創新潛能的舞臺。中心建成后,以新余學院局域網為支撐、教務管理系統為平臺.實現開放式實驗教學管理網絡化.所有基地儀器設備、開放式課題、科研人員研究方向全部在網上公布,對學生全面開放,學生可以隨時登錄實驗平臺網頁,瀏覽和下載網絡教學課件和多媒體影象資料。學生可在網上預約實驗.根據自己感興趣的方向,申請自己的開放式創新實驗課題和指導教師。同時,提倡學生自帶課題進入實驗教學中心,鼓勵大膽創新。學生可組成科研小組,提出科研思路,自行選題,自行確定研究內容及設計實驗方法和技術路線.撰寫正式格式標書,由專家審核、論證其可行性。如果方案得到專家認可,可申請指導教師和專項經費資助.遵照實驗中心的管理規定,按照正式科研程序,自由地進行實驗工作,并將其實驗結果進行總結匯報。寫出論文,力爭公開發表。通過“開放式”實驗教學中心,讓學生進行自主創新實驗.不僅可使學生初步建立科研思路.進行科研工作的整體體驗,培養了科研團隊協作精神,并在初次的研究實踐中學習到了文獻檢索、資料收集的方法和學術規范的意識,培養了學生的創新意識和科研能力.提高了發現問題、分析問題和解決問題的能力.調動了學生參與科研的積極性、主動性,使優秀者脫穎而出,對培養生物技術應用型人才起到極大的促進作用。
4.1.3提供畢業實習基地,提高畢業論文質量目前大多數學生的畢業論文是屬于綜述性的論文。沒有原創性試驗數據。生命科學實驗教學中D不僅是教學、科研的主陣地,同時也為畢業生提供了良好的畢業實習基地。學生進人實驗中心實習后,老師給出基本課題并啟發學生在原有的基礎上對課題進行補充,為學生留有思考創新的余地。
4.2強化畢業專題實踐.注重創新能力培養
4.2.1重視畢業實踐,加強“模擬實踐”環節畢業實踐是學生學習深入與升華的重要過程,因此新余學院非常重視畢業實踐環節。在學生畢業時間前.組織學生進行為期二周的強化訓練,將大學階段所學專業課程引導學生進行“串燒式”回顧與總結,并根據學生的實踐單位性質將學生進行分組,每組配備一位指導教師對學生進行“模擬實踐”。
4.2.2調整教學計劃,提前并延長畢業實踐時間我校根據實際況進行了教學計劃的調整.將畢業實習、畢業論文(設計)提前1學期進行。一是避開學生頻繁參加各類人才交流會的時段,學生可安心進行畢業實踐、畢業論文的撰寫;二是學生有充足的時間為畢業論文(設計)的撰寫做準備,寫出質量較高的畢業論文。
4.3開展課外科技實踐活動積極挖掘開發創新性實踐教學的有效載體。扎實培養創新人才。為更加有效地實現應用型人才的培養.我們積極挖掘開發創新性實踐教學的有效載體.形成以“挑戰杯”學生科技作品展為龍頭,以“創新創業大賽”為主體的課外科技實踐活動體系,并在一系列的科技實踐活動過程中,充分發揮學生獨立思考、探索和渴望解決問題的主動性,激發學生學習、研究、實踐的興趣.培養學生的創新意識和創新能力。如分別于2008年新余高專學生創新創業大賽和2009年新余市大學生創新創業大賽上榮獲二等獎和三等獎。
4.4結合科研、面向社會,加強實踐基地建設,培養應用型人才
4.4.1創建“零距離”產、學、研結合示范實踐教育基地加大資金投入,充分利用新余的工業城市優勢,建立和完善實習基地,創建“零距離”產、學、研結合示范實踐教育基地。在已有的野外實踐教學基地的基礎上,根據專業特點,拓展新的野外實踐教學基地.定期組織學生更廣泛的開展野外實踐教學工作。按照教學計劃安排.每年與實踐教學基地合作開展生產實習、畢業實習等工作。
關鍵詞 分子腫瘤學;研究型教學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)12-0081-02
近年來,惡性腫瘤已成為嚴重威脅國民健康的重要疾病之一。在全球范圍內,每年新發癌癥患者約1000多萬,死亡700多萬。我國每年新發病例也逐步提升,如何有效防治惡性腫瘤已成為醫學界面臨的時代難題[1]。世界各國政府紛紛大力投入,積極探索新技術、新方法,使腫瘤學研究得到飛速發展。
分子腫瘤學是生物學與醫學的交叉學科,是將分子生物學技術應用于腫瘤相關基因及其表達產物的研究中,進而闡明腫瘤的發生、發展及其本質,為腫瘤的預防、診斷和治療提供新措施。北京工業大學生命科學與生物工程學院以抗腫瘤藥物的研發為學科發展方向,但隨著現代生物技術發展的日新月異,原有的一些腫瘤學基礎知識已不能完全滿足當前科研的發展需求。為適應生物前沿技術發展趨勢,有力地推動生物技術向多專業滲透,促進邊緣交叉學科領域的發展,學院首次為研究生開設分子腫瘤學這門課程,主要從分子水平上深入闡述腫瘤學研究的新進展,并結合學院研究生培養目標和課程建設的要求,對該課程教學內容、教學方法以及考核方式等方面進行嘗試與探索。這一舉措必將促進學院在生物領域和醫學領域的科學研究和學科建設。
1 以腫瘤基礎研究為背景確立課程教學內容
隨著我國醫學模式的轉變以及全球性衛生重點的轉移,腫瘤的防治研究成為科教興國戰略的重要組成部分,不論是腫瘤發生發展的分子機制,還是臨床腫瘤診斷治療,都取得長足進步[1]。
北京工業大學生命科學與生物工程學院生物醫學工程專業以探究腫瘤發生發展機制、抗腫瘤藥物開發以及基因治療等為主要研究方向,與醫學腫瘤專業相比,在定位和針對性方面都有較為鮮明的特色。學院研究生大多數具有生物學等工科背景,掌握分子生物學、細胞生物學、免疫學及病毒學等豐富的理論知識,在基礎研究方面具有優勢,但缺少一定的臨床腫瘤學知識。因此,分子腫瘤學這門課程的開設不同于醫學院傳統的臨床腫瘤學課程,而是著重以腫瘤基礎研究為背景,拓寬研究領域,深化研究層次。授課內容涉及腫瘤發生發展分子機制及其基因治療、分子藥靶、腫瘤表觀遺傳學等相關領域,以及腫瘤干細胞、miRNA、RNA干擾、蛋白質組學和生物信息學等前沿領域,從基因層面探討腫瘤發生機制和有效的治療措施。在此基礎上,進一步發現新的腫瘤標志物,用于腫瘤的早期預測與防治。
2 以研究型教學為主導確立課程教學方法
研究生的課程教學處于從本科時期的知識學習型階段向課題研究型階段過渡的重要時期,是研究生培養過程中的一個基礎環節。因此,這就決定了研究生課程教學不應僅僅只是本科式的知識傳授的延續,而應是知識傳授與科研能力培養并重。但當前高校教學中仍以傳統的灌輸式教學方法為主,師生交流與互動少,只適于簡單的傳授知識,不利于培養研究生自主學習和科研創新能力。
2.1 轉變觀念意識,優化課程設置
為了更好地增強教學效果,培養學生的綜合能力,在開設分子腫瘤學課程之初就積極轉換教學觀念,以研究型教學為主導,結合課程的基礎性與前沿性,優化課程設置,確立新的教學模式[2]。根據學校的研究生培養目標,制定出一套適應研究生教育的教學大綱,既滿足研究生的知識需求,又能反應出學科水平和發展趨勢。在整個教學過程中,以學生為中心,教師發揮組織和引導作用,根據課程具體內容、學生知識背景及理解能力等因素,充分激發學生的主動性與積極性。
在課程設置中,沒有采用固定的教材形式,而是根據學生背景知識的差異,結合當前生物前沿技術在腫瘤學領域的研究趨勢,采用啟發式、講座研討式的教學方式,有目的性地開展授課。課程內容主要分為三部分:
第一部分著重介紹一些腫瘤學相關基本知識,包括細胞生物學如細胞結構與功能、分子生物學如腫瘤的分子標志物等基礎知識,既照顧了那些基礎薄弱的學生,同時給基礎好的學生進行了復習;
第二部分重點從細胞周期與凋亡、細胞信號轉導、血管生成、侵襲轉移、耐藥性等方面闡述腫瘤的癌變機制和腫瘤惡性演進機制;
第三部分介紹腫瘤的分子診斷、預防與治療等內容與研究進展。
在授課中,從激發學生的創新思維目的出發,鼓勵研究生參與課堂討論,并結合學院一些學術前沿講座,通過學術報告和學術交流,使學生更廣泛拓寬學術視野,提高綜合科研水平。
2.2 研究型教學在課堂中的實踐
研究型教學是在教師的啟發指導下,以學生獨立自主學習和合作討論為前提,以教學中的難點重點內容、有爭議的學術問題或學科前沿問題為研究內容,通過學生查閱資料、獨立鉆研和認真思考展開課堂討論和交流,使不同的學術觀點相互碰撞、交流與補充[3]。
分子腫瘤學屬于腫瘤學領域的前沿學科,知識更新快,教材不能涵蓋最新的研究內容,因此在授課過程中不能以單一的教材作為參考資料。在教學之前提前做好研究性學習,從同行認可度高的期刊中查閱相關領域的最新研究文獻,不斷更新知識,在課堂上根據授課內容適時引入這些新技術新方法,既豐富了教學內容,又調動了學生的科研興趣。
分子生物學、細胞生物學是腫瘤研究的基礎,教學內容涵蓋的知識點多、涉及面廣,新技術與新方法的出現日新月異。如在給學生介紹細胞信號轉導這章內容時,課前根據學生研究興趣與方向設定一些知識點與問題,讓學生課后分組查閱相關文獻,準備PPT在課堂交流學習。如選擇一個信號通路,查閱該通路包括的知識點,如蛋白種類、特點及調控功能,思考該通路在腫瘤生成中發揮怎樣的機制?是否有其他小分子如miRNA的參與等?學生課后準備充分,結合自己今后的研究方向,積極探索與發現問題,在課堂交流中活躍,既豐富了課堂教學內容,又促進了對新知識的學習。
此外,還注重將本學院的研究成果融入教學過程中,如在介紹病毒與腫瘤這章內容時,為學生介紹學院科研小組對艾滋病、宮頸癌、食管癌等腫瘤病的研究進展與研究成果;在講細胞生物學時,結合本實驗室在干細胞領域的研究思路與研究進展,為學生介紹干細胞包括腫瘤干細胞、IPS細胞的特征及其在臨床中的應用前景。這樣讓學生更全面了解本學院的研究現狀與發展趨勢,為今后進實驗室開展研究工作奠定基礎。
3 完善課程考核方式
課程考核是課程質量的重要內容,以多種形式考核指標來完善考核方式。在分子腫瘤學的課堂教學中,主要從課堂出勤、論文撰寫、專題討論三方面加以評估。其中專題討論和論文撰寫分別占總成績的70%。在研究生的培養中,文獻查閱是研究生從事科學研究非常重要的一個環節,學生可以在查閱、積累、梳理資料中消化、理解知識,并與相關知識融會貫通,運用各種知識解決實際問題。因此,撰寫某一個感興趣領域的研究進展論文是考核的重要內容之一。論文統一按照期刊發表的格式來撰寫,考評內容包括論文格式的規范性、選題的新穎性、文獻的代表性等。
專題討論部分的考評主要通過學生對文獻的理解程度,包括能否把握文獻的核心內容,能否提出自己對文獻研究內容的完善建議。同時,學生學術交流水平也納入成績考核部分,包括多媒體課件的制作、學術表述的流暢性和學術交流過程的應對能力。這樣既可以考核學生查閱文獻的能力,同時可以鍛煉撰寫論文的能力。
4 結束語
腫瘤的分子生物學研究一直是生命科學和醫學研究的熱點,尤其是癌基因的研究。隨著科學技術的發展,生物芯片、RNA技術、表觀基因組學及生物信息學等分析方法逐漸成為腫瘤研究的一種高效手段,使研究者更深入地了解疾病發生的分子機制,掌握癌基因特異性的分布規律,揭示基因信號內在的生物學意義,有力地促進腫瘤學的發展,為腫瘤的臨床治療奠定基礎。
北京工業大學生命科學與生物工程學院專門為生物技術專業研究生開設分子腫瘤學這門課程,旨在為工科院校培養側重于腫瘤學基礎研究的復合專業型人才。在教學中轉變教學觀念,引入研究型教學模式,把研究的意識、思維、觀點與方法融入教學中,強調對知識學習的自主性與探究性,注重學習過程中研究生的實踐與體驗[4]。在課堂教學中根據課程性質、教學內容和學生特點,創造性地進行教學設計,激發學生的科研興趣,有利于全面培養研究生的綜合創新能力。
參考文獻
[1]陳正堂,等.腫瘤學專業現狀與發展設想[J].醫學雜志,2011,36(4):315-318.
[2]王文靜.中國教學模式改革的實踐探索:“學為導向”綜合型課堂教學模式[J].北京師范大學學報:社會科學版,2012(1):
18-24.
關鍵詞:現代生物技術;教學改革;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)39-0057-02
現代生物技術誕生于20世紀70年代,是一門具有廣闊應用前景的新興學科。近年來,隨著生命科學理論的快速發展和實驗方法的不斷創新和改進,現代生物技術在揭示生命本質、物種的定向改造、新產品開發、生態環境保護及疾病治療等方面發揮著巨大作用。生物技術這一新生事物正迅速滲透到我們日常生活的各個方面,通過這門課程的學習,使學生從分子水平理解生命的本質,對構建學生的理論知識結構體系,提高知識的實際應用能力具有重要意義。但是,由于現代生物技術教學涉及的內容廣泛、抽象,與生物化學、分子生物學、分子遺傳學、微生物學及各種工程技術緊密聯系,其新理論新技術發展迅速,傳統的以教材和大綱為基礎,以課堂講授為主、實驗為輔的教學方法無法跟上本學科發展的步伐。因此,如何根據本課程的特點,探索新的教學方法,提高課堂教學效率,使學生了解現代生物技術最新的進展,是我們每個老師必須不斷思考的問題。根據現代生物技術發展快、綜合性強、涉及領域廣的特點,結合教學大綱的要求,我們從厚基礎、強理論、重應用的教學原則出發,對現代生物技術的教學改革進行初步探索,并已初見成效。
一、以“有用、有效、先進”作為教學改革的指導思想
近年來,培養學生的職業核心能力(core competencies)成為世界范圍內職業教育關注和重點投入的一個范疇,世界各國特別是發達國家紛紛采取了有力措施加以開發和培養。大學生應是高素質、高水平人才的代表,但是,在我們大學教育中存在著人才培養模式單一,學生眼高手低,獨自解決問題的能力差,所學知識與社會需要脫節等問題。因此造成了畢業生就業難而好多崗位卻無人干的矛盾。要解決以上問題,需要我們大學的教學積極地去適應社會發展的需求,使我們培養的學生能“用得其所”,不但先進,還要有用、有效。現代生物技術上游工程以基因工程為主要內容,是生物技術的實驗室研究階段,屬于應用基礎研究,下游工程是生物技術的擴大生產,加工應用階段,使經改造的新產品能達到商品化、工程化、企業化,進而創造相應的效益。因此生物技術是一門理論、實驗和應用相結合的綜合性很強的學科,既要重視學生的理論教學,更要注重學生實驗原理和操作技術等能力的培養,改變過去老師講、學生聽的填鴨式教學,引導學生理論和實踐結合,達到學以致用的目的。另外,讓學生根據所學知識,走出校門,到企業、農村、醫院去尋找與生物技術有關的技術和產品,讓學生觀察比較現代生物技術使我們的生活發生了哪些改變,進而認識到學習本課程的重要意義,激發學生的學習興趣,提高其主觀能動性和自信心。
二、堅持“以學生為中心”的教學理念
學生是學習的主體,是教師的直接服務對象。在一個教學班中,學生在知識理解、實驗操作及師生溝通等方面存在差異。因此在教學的各個環節中都要著眼于學生的不同水平和接受能力,有針對性地教學,對于接受慢的要給予鼓勵,單獨輔導。同時針對生物技術課程應用性強的特點,增加討論課的比重。如將生物技術在農業、食品、環保、醫藥等領域的應用及轉基因食品安全問題等內容模塊化,讓學生分組查閱資料、擬定討論提綱,然后到課堂講授。大家對所講內容進行討論,提出各自的觀點,使學生由被動的學,變成主動的講,既感受傳授知識的樂趣與不易,也訓練了閱讀、整理資料的能力,還增加了學生互助團結的氣氛,使其更有信心投入到學習中來。
三、現代生物技術課程教學改革的措施
1.注重第一次課的準備和講授,激發學生對本課程的學習興趣。第一次課主要包括緒論的講授和課程信息介紹,它就好像是老師和學生初次見面遞出的一張名片,緒論講解把本課程的主要研究內容和成果展示給大家,課程信息介紹使學生了解教學的目的和任務、重點和難點,應讀哪些參考讀資料。通過第一次講授,使學生從已知世界中尋找課程的最佳切入點,從實際需要中尋找與課程的最佳結合點。緒論既包括了生物技術的起源與發展過程,又展現了現代生物技術的重要地位和意義,以及最新的研究成果和發展動態。因此在講授時以生物技術已取得的某些重大的或和我們生活中能接觸到的相關成果來激發學生的學習興趣,由此激發學生對本門課程的學習興趣和學習自覺性,為今后的教學奠定良好的基礎。
2.加強實驗課的教學。以實驗室現有的條件為基礎,按“重視基本技能,開出經典實驗,增加綜合性、開創性實驗內容”的原則對實驗進行整合、歸類,加大了綜合提高性實驗的比例。讓學生根據自己的興趣和發展方向,結合生物技術的“五大工程”,自主設計實驗,采用開放實驗室的方式,學生自主完成。如考研的學生注重基本理論的學習,加強基因工程實驗的設計和操作,掌握基因克隆、基因定向改造、PCR技術、熒光定量PCR技術等實驗技能及其在未來科研中的應用。就業方向的同學以應用性實驗為主,如設計細胞工程實驗,讓學生進行愈傷組織培養及植株再生,觀察植物如何從一個細胞成長為完整的植株,深刻理解植物細胞的全能性。發酵工程實驗讓學生學習米酒、酸奶的制作,學習發酵的原理及發酵罐的使用,從自己生產的產品中獲得成就感。在整個實驗過程中,以學生為主體,老師協助指導的方式,由此提高學生的獨立思考、操作和協作能力,培養學生的互助合作精神,增強學生之間的感情。
3.加強教學與科研的互動,把現代生物技術的最新成果引入教學中。教學與科研互動是本科院校的重要特征,科研是知識和技術創新的基本途徑,是新知識的源泉。在多年的教學實踐中我們發現,生物技術相關教材編寫的全面性和編寫速度遠遠跟不上該領域的發展速度,而課題研究中所使用的往往是較先進的思路和技術手段,因此在保證學生系統掌握現代生物技術基本理論和實驗的基礎上,時刻關注該領域的發展前沿和熱點問題,歸納整理,在自己教案相關章節的講授過程中補充進去。例如在講授核酸分離純化時,除了傳統的提取方法外,結合本院省級實驗示范中心的羅氏高通量核酸純化系統,介紹高通量核酸純化系統的工作原理;講授普通PCR的原理時,結合自己科研中基因表達的定量檢測,介紹熒光定量PCR原理;講授DNA雙脫氧測序和化學降解法測序時,對最新的Roche454測序技術,Illumina Solexa測序技術和ABI的SOLiD測序技術等高通量測序技術進行介紹,并展示自己科研中所克隆新基因測序的結果并對結果進行分析,把抽象的DNA序列形象化;在講授高等植物基因工程這部分內容時,把自己課題中從“基因克隆、表達載體構建、植物轉化、獲得相應表型的轉基因植株”的整個過程的圖片完整地展示給學生,使學生對神秘的轉基因技術有了感性認識。同時吸收有科研興趣的優秀學生參與到教師的科研中來,使學生的畢業論文(設計)與教師的課題相結合,增強學生的科研意識和創新能力。另外老師要帶領學生走出校門,深入工廠、田間,了解生產中的實際問題,大大培養學生理論與實踐結合,解決實際問題的能力,真正實現“用得其所”的創新教育模式。
四、對現代生物技術教學改革的展望
現代生物技術作為生物專業學生的專業選修課,與其他學科聯系緊密,涉及面廣,發展迅速。如何適應該領域日新月異的發展是我們需要思考和急待解決的問題。近年來,我們在本科教學改革中不斷進行探索,增加實驗課的比重,并在某些部分引入英文原版教材的內容,避免了課本翻譯造成知識時間差,將最前沿的熱點問題和重大科技成果及時補充到教學內容中來。同時,在本科教學中,由淺入深地選擇有代表性的英語文獻,從科普到專業,與學生一起閱讀、討論,由此拓寬學生的專業知識面、啟迪思維,增強獨立思考的能力,培養創新意識。通過兩屆學生的教學改革發現,新教學方法能激發學生學習的主觀能動性,學生反應良好,可以繼續推進發展。
總之,由應試教育變為能力培養是現代大學教育的首要任務。我們應增加討論課和實踐課,使老師和學生盡可能地面對面地討論甚至爭論,使學生由被動接受變為主動思考。我們的教育目的是培養能獨立思考、具有活躍創新能力的現代社會需要的應用型人才,眼高手低、高分低能必將被淘汰。
參考文獻:
[1]陳智武,陳珠琳,吳光皎.淺談普通高校大學生職業核心能力的培養[J].法制與社會,2008,09(中).
[2]張玲.生物技術專業實踐教學改革的探索[J].高教研究,2005,(2).
這意味著,非生命物質與生命之間的界限已經打開,“設計生命、再造生命和重塑生命”的進程將隨之提速。
科學家們完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設計與化學合成,這些基因修飾的酵母已經用來制作疫苗、藥物和特定的化合物。
合成生物學是繼“DNA雙螺旋發現”和“人類基因組測序計劃”之后,以基因組設計合成為標志的第三次生物技術革命。釀酒酵母基因組合成計劃(Sc2.0計劃)由美國科學院院士杰夫?伯克發起,由美國、中國、英國、法國、澳大利亞、新加坡等多國研究機構參與并分工f作,致力于設計和化學再造完整的釀酒酵母基因組。
作為該計劃在中國最早的參與者,天津大學化工學院教授元英進此次在《科學》期刊上以通訊作者身份發表了2篇論文。
生物學界內最大的劃分依據并不是植物和動物,而是以原核生物和真核生物來區分。原核生物的基因組相對簡單,而動物、植物、真菌等等真核生物的DNA既豐富又復雜,通常會包含數億甚至數十億堿基對信息,同時遺傳物質DNA通常被分配到不同的染色體中,而這些染色體又深藏在細胞核的特定區域。所以,合成一個真核生物的基因組是一項非常艱巨的任務。
元英進在接受采訪時表示:“化學合成酵母一方面可以幫助人類更深刻地理解一些基礎生物學的問題,另一方面可以通過基因組重排系統實現快速進化,得到在醫藥、能源、環境、農業、工業等領域有重要應用潛力的菌株。”
Sc2.0計劃旨在重新設計并合成釀酒酵母的全部16條染色體。這次科學家們共完成了5條染色體的化學合成,其中中國科學家完成了4條,占完成數量的66.7%。元英進帶領的天津大學團隊完成了5號、10號染色體的化學合成,并開發了高效的染色體缺陷靶點定位技術和染色體點突變修復技術。戴俊彪研究員帶領清華大學團隊完成了當前已合成染色體中最長的12號染色體的全合成。深圳華大基因研究院團隊聯合英國愛丁堡大學團隊完成了2號染色體的合成及深度基因型-表型關聯分析。
據了解,天津大學在國內率先開展合成生物學研究,一直致力于合成生物學前沿領域科學研究。2012年,該校開設了構建人工基因組本科生課程,將國際最前沿科學研究與本科教育相結合。
然而,用化學物質創造新型生命,生物安全和倫理考量是不得不面對的難關和問題。
一人教版選修一模塊
以“課題”的形式編寫教材。將《標準》中列出的具體內容標準和活動建議歸納為6個專題,下設16個課題。各個專題相對獨立,沒有嚴格的先后順序。除非特別說明,各個課題也相對獨立,所以,師生在選擇實驗時,無需顧慮教材編排的順序,只需先從專題層面選擇某項生物技術,再從課題層面選擇實驗就可以了。本教材對《標準》內容進行了重新調整,把“生物技術在食品加工中的應用”內容分成兩個專題,同時也把“生物技術在其他方面的應用”分為兩個專題,使內容排列更為條理化。在呈現方式上,各個專題和課題都遵循以下原則:
1“課題背景”創設了初始的探究情境,通過突出生物技術與學生生活經驗、社會生產生活的聯系,調動學生探究的積極性。
2“實驗設計”鼓勵學生自主研習和設計實驗方案。此外,教材還有大量的旁欄問題,大多是引導學生思考“應該怎樣做”以及“為什么要這樣做”的。對于探究的結果,教材以“結果分析與評價”引導學生總結、反思和表達,不斷進取。“課題延伸”和“相關鏈接”則體現探究的開放性,鼓勵有潛質的學生得到進一步發展。這些欄目重在培養學生的探究能力和動手操作能力,為學生自主探究留下較充分的空間,避免讓學生“照方抓藥”。
3鑒于學生的知識和技能水平,需進行必要的知識鋪墊,并通過畫出操作流程圖等方式,引導學生理清探究思路,操作中需特別注意的地方給予適當提示。
4引導學生在探究過程中不斷發現問題、分析和解決問題。
二浙科版選修一模塊
完全按照《標準》中內容標準的順序來安排教材內容,圍繞《標準》活動建議編排實驗,體現“實驗”模塊特色,共分四部分,13個實驗。在呈現方式上,教材的版面和欄目非常簡潔明了,遵循以下原則:
1開宗明義,提出實驗室工作守則,使學生養成良好的實驗習慣,這不僅是科學研究工作所必須的,也有助于各項活動的順利進行,包括日常生活,良好習慣的養成將使學生受益終身。
2介紹了生物技術的定義,概述生物技術的內涵、歷史、發展過程、應用、前景、以及與生物化學和生命科學的關系,讓學生對于生物技術有一個大體的了解,在此基礎上激發學生學習生物技術的熱情,培養學習興趣。
3每一部分開篇點明研究的現實意義,每一部分都由若干個實驗組成,每個實驗首先指明實驗目的,包括知識方面和技能方面的。使學生明確了學習目標,也有利于學生的自評、他評和老師的評價。
4以很少的文字進行了簡單的知識鋪墊,然后介紹實驗的設備及用品、材料和步驟,步驟介紹的比較簡單,而且和其他版本的教材比較,省略了很多步驟及技能的指導。
三中圖版選修一模塊
以“章節”的形式編寫教材。內容全面具體,增加了更多可選擇的探究內容。各章節的編寫按照以下模式進行:
1每章的開始都設有“課題研究”,開篇點題,在“研究計劃”中明確本章的主要內容,在“總結交流”中指出本章的重點,這樣讓學生從宏觀走進去,又知道具體要做什么、掌握什么,從而明確本章的學習目標。
2每節通過“背景知識”欄目為后面的實踐活動做好知識的鋪墊,包括最基本的生物學概念和原理等,敘述簡潔、圖文并茂。通過“相關鏈接”欄目做好技能的鋪墊,在“實踐案例”中完成相關實驗。“實踐案例”是該教材的特有欄目,包括材料器具、活動程序、結果分析等。通過介紹較為詳盡的實驗操作過程,為教師的教和學生的學,提供一個可參照、可借鑒或者可模仿的具體案例,其目的是為每個學生提供充分動手的機會,體現了“面向全體學生”的課程理念。教學條件尚差的學校,可基本按照“實踐案例”的程序,完成實驗操作。而教學條件較好的學校,則可參照“實踐案例”,選擇性地進行重組和調整,設計出可行性更強的實踐活動方案。
3中圖版最顯著的特色就是每節都有若干個“探究活動”,具有較強探究性和開放性。如果說“實踐案例”是屬于模仿水平的技能訓練,那“探究活動”則是對“實踐案例”的一種變通和認知層次上的提高,屬于獨立操作水平的技能訓練,對學生進行科學探究的過程教育,使學生掌握科學探究的方法,形成科學探究的良好習慣和能力。在“探究活動”欄目中,提供2~3個可供學生自主選擇的“活動建議”。該欄目的設計,要求學生通過自主探索以及與同伴交流的方式,擴大實驗研究的范圍,拓展思維的空間。
四河北版選修一模塊
以“章節”的形式編寫教材。各章節的編寫按照以下模式進行:
1本套教材特別注重對學生進行生物學發展史的教育。每章的開篇設置了“技術發展歷程”欄目,介紹相關的技術的發展歷史。每章開篇還介紹了每節的主要內容,明確每節的學習目標。
2河北版教材在呈現方式上是采取先呈現“實驗”或“探究”,然后總結知識,后面又安排了“課外實踐”欄目,秉承了從實踐中來,到實踐中去的思想。還有一個鮮明的特點就是“技能卡”的設置,突出了對實驗技能的指導。如,手提式高壓蒸汽消毒器的使用、環境中微生物的接種方法等都是以“技能卡”的形式呈現的。
五蘇教版選修一模塊
以“章節”的形式編寫教材。蘇教版教材內容的確定,主要根據《標準》的體系,但有較明顯的創新之處。不只是按照《標準》提出的13個實驗的具體內容編排教科書,而是重新將實驗內容進行分類,分為生物無菌培養技術實踐、發酵技術實踐、酶的應用技術實踐、生物化學與分子生物學技術實踐”4個部分。各章節的編寫按照以下模式進行:
1教材的開篇是“學習指南”欄目,通過和學生一起閱讀,讓學生掌握學習方法和要求,從而增強學生學習的目的性和自覺性,幫助學生利用好教材,使學生成為學習的主人。
2在“緒論”中介紹了生物科學是21世紀最活躍的學科之一,強調實驗是開啟生物科學王國的大門,激發了學生對于生物科學的興趣,明確了科學實驗對于生物科學研究的重要性。
3“學習目標”和“關鍵詞”是蘇教版高中生物具有顯著特色的小欄目,對于學生初步確定“核心學習”這一意識有好處。關鍵詞一般出現在正規的學術論文中,中學教材中設置關鍵詞還是罕見的。通過關鍵詞與《標準》中的具體內容進行對比研究,發現它們之間相互對應程度是比較高的。作為“學習目標”的重要補充,關鍵詞具有更簡潔、明了、易記的特征,而且可以讓學生逐漸養成使用關鍵詞進行閱讀和檢索的良好習慣。
4蘇教版基礎知識介紹得比較詳細、全面,“邊做邊學”和“課題研究”的欄目實踐活動采用身邊容易取得的材料,降低了實踐活動開展的難度,提高活動的開出率,同時調動學生的積極性,訓練學生動手的能力。
5蘇教版延伸相關鏈接,鏈接了權威文獻,注明書名、作者、出版社,有心的同學可以便捷地搜尋到此書籍。
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參 考 文 獻
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關鍵詞:天然藥物產業,縣域經濟發展
明溪縣是三明市生物醫藥產業的重點發展區域,天然藥物產業已經成為當地的新興支柱產業,是該縣經濟發展中的一項重要內容。自縣委、縣政府提出將明溪打造成“閩西北藥都”以來,出臺了一系列鼓勵和優惠政策措施,明溪天然藥物產業發展勢頭越來越猛。本文擬對如何加強明溪天然藥物產業建設,發展明溪縣域經濟作一初步探討。
1.明溪縣天然藥物產業發展的現狀
明溪縣天然藥物產業現有加工、種植龍頭企業福建南方生物技術股份有限公司、福建利科生物技術有限公司、福建省紫杉園生物技術有限公司、明溪縣大豐農林開發有限公司、明溪縣南方紅豆杉科技開發有限公司、明溪縣牡丹香料有限公司等6家,主要產品有99.5%紫杉醇、98%加蘭他敏及芳樟醇。2009年天然藥物產業總產值達2.6億元,占全縣工業總產值14.4%以上,實現稅收1600多萬元。同時在建和擬建項目有茶葉提取茶多酚、虎杖提取白黎蘆醇、三尖杉提取三尖杉脂堿、厚樸提取厚樸酚、人工栽培臺灣金線蓮等。至今,全縣共推廣種植南方紅豆杉3.05萬畝、石蒜3200畝、厚樸3萬畝、芳樟7000畝、三尖杉3000畝、臺灣金線蓮100畝。建立南方紅豆杉優質快繁基地305畝、石蒜優質種源基地200畝、純正芳樟苗木基地100畝、三尖杉苗木基地50畝。全縣共有5000余戶農戶參與種植天然藥物,年增加農民收入超過5000萬元。
2.加快明溪縣天然藥業發展的條件
2.1有利條件
2.1.1自然條件
明溪氣候條件溫和濕潤,日照充足,雨量充沛,水熱條件優越,適合多種林木生長。
2.1.2土地資源。
明溪土地資源豐富。全縣耕地面積17.3萬畝,農民人均1.9畝;林業用地218.9萬畝,農民人均23.8畝。土壤肥力較高。適合多種作物生長。有著不同海拔高度和立地條件,十分有利于各種植物的生長繁衍。
2.1.3社會條件
明溪縣現轄4個鎮5個鄉、88個行政村、7個居委會,總人口11.53萬人。自80年代末始,明溪有近1.5萬人遠赴西歐、俄羅斯、東南亞等國家經商、務工,在帶來大量外匯的同時,也造成了農村勞動力的極大剩余,發展天然藥物種植,有著豐富的農村勞動力資源優勢。
2.1.4生物多樣性豐富。
明溪是我國南方重點林區縣,生物資源極為豐富,被譽為我國的“綠海明珠”。明溪樹種繁多,有植物種類168科1059種,其中常見植物藥材有8類304種:子仁果實類42種,根莖類94種,全草類112種,藤木類24種,花葉類20種,樹皮類6種,菌藻類4種,其它2種。南方紅豆杉、厚樸、杜仲、三尖杉、茯苓、半夏、桔梗、遠志、柴胡、葛根、石蒜、喜樹等在明溪廣為分布。
2.1.5科技條件
明溪縣近年來大力開展“縣校合作”,先后與復旦大學、江蘇省中科院植物研究所、南京林業大學、中國藥科大學、中國林科院亞林所等科研院校簽訂協議,建立長期緊密的合作關系,深入發展“產學研”活動,結合明溪的實際情況,引進大量的實用有效的科研成果和適用的科技人才。
2.1.6政策條件
福建省高度重視包括天然藥物產業在內的生物醫藥產業發展。《福建省國民經濟和社會發展十一五規劃》明確提出,培育生物、醫藥等高新技術產業,著力搶占產業發展制高點,形成更多新增長點。
三明市同樣也對天然藥物產業的發展給予了高度關注,著力培育發展特色鮮明、支撐有力的“3+1”產業集群,把天然藥物產業提升到了對三明市經濟發展格局具有重要戰略意義的戰略產業來抓,編制了《三明市生物醫藥產業發展規劃》,并明確提出鼓勵支持明溪建設“閩西北藥都”的規劃。
依托省、市的各項支持,在“縣域經濟特色化、特色經濟產業化、產業發展規模化”思想指導下,明溪縣委、縣政府將天然藥物產業列為四大主導產業發展的重中之重。《明溪縣國民經濟和社會發展十一五規劃》更是明確地指出,在推進產業結構優化升級中“特別要充分發揮我縣生物資源優勢,依靠關鍵技術、重要產品研制和國內國外兩個市場的新突破,致力建設‘閩西北藥都’”。
2.1.7經濟條件
明溪是福建新興的內陸僑鄉,在國外務工、經商人數占全縣總人口12%以上,每年有大量的外匯轉入縣內,2009年末全縣儲蓄額 117459萬元,人均1.01萬元,民間資金量大,社會閑散資金多,這對天然藥物產業(尤其是天然藥物種植業)的發展提供了強大的資金支撐。
2.2不利因素
2.2.1傳統缺失
明溪沒有醫藥傳統,缺乏叫得響的地道藥材,在藥材種植、加工等方面的經驗、人才十分匱乏。目前僅有南方紅豆杉于2006年被福建省政府認定為明溪道地中藥材,與傳統藥鄉相比,在基礎人力資源的質和量方面,都處于不利地位。
2.2.2縣財不足
明溪是一個欠發達山區縣,年財政收入僅4000余萬元,資金實力明顯不足,產業發展主要依靠外來資本投入,在提供各種必要的配套公共資源方面,存在明顯不足。
2.2.3技術瓶頸
明溪天然藥物產業基本上是靠外源性技術發展起來的,雖然近幾年明溪天然藥物產業發展迅猛,也取得了不少科技成果(如僅福建南方生物技術有限公司近年申報了6項專利,獲發明專利1項,受理公告5項),但在未來很長一段時間內,這是明溪天然藥物產業發展的唯一出路。因此,需要在生產性技術層面,盡快取得突破。
2.2.4人才缺乏
天然藥物產業是知識型產業,需要大量產業工人和知識/技術型農民,以及大量營銷、管理人才。明溪現有各類科技人員2781人(不含行政管理及行政機關技術人員),從事科技活動人員占85.6%,但主要局限于農林、教育、醫療衛生等方面,就目前來看,明溪的人力資本積累尚遠遠不足以支撐產業發展的需要。
3.加強天然藥物產業建設,促進明溪縣域經濟快速健康發展的幾點建議
3.1天然藥物產業能規避明溪區位劣勢
明溪經濟發展最主要的劣勢,在于遠離經濟中心城市,交通條件極為不便,區位條件很不理想。近年來,盡管明溪的交通條件已經并正在繼續得到明顯改善,但其改善是在其他地區交通條件同時甚至先期得到改善的前提下獲得的。因此,在相當長一段時間內,交通條件仍將是明溪經濟發展的主要瓶頸。可以說,以交通運輸便利為基本條件的產業,都比較難以在明溪獲得較快的發展。而天然藥物產業終端產品體積小、附加值高,運輸量要求不高。因此,完全有可能在明溪得到迅猛發展。
3.2天然藥物產業有利于提升明溪經濟質量
首先,天然藥物產業能夠推動明溪綠色經濟的發展,在保護閩江流域上游水源保護地的生態環境的同時實現經濟總量的大幅度增長。明溪肩負著為閩江流域成百上千萬人民保護水源地的重任。因此,工業經濟發展面臨著十分苛刻的生態環境保護要求。而天然藥物產業主要依賴知識、技術和資源,無需進行掠奪性開發,無需注入大量能源,其部分廢棄物還能繼續用以生產,能大大降低產業發展對生態環境的影響,從源頭避免大量污染的產生。因此,完全符合閩江流域保護對明溪的要求。其次,天然藥物產業能夠促進明溪經濟的綜合利用水平,推動明溪循環經濟的發展。天然藥物產業的技術水平決定了產業對原料的利用水平。免費論文參考網。隨著天然藥物產業的發展,除植物的根、莖、葉等常規物質植物,產業的原材料可以擴展到動物屠宰后廢棄的各種臟器(如肉牛產業)、各種提取提純后的植物殘渣(現已能從紅豆杉的提取殘渣中再次提取有用成分)等等。可以預見,在產業發展到一定水平之后,產業內部(如提取提純殘渣重新變成新成分提取提純的原料)、產業之間(如天然藥物產業與畜牧業)甚至產業和社會之間都極有可能自發出現各種經濟循環鏈,將有力推動明溪經濟生態化和生態經濟化的實現。
3.創建和諧的產業環境,加快明溪生物藥業發展速度
3.1大力扶持現有天然藥物企業發展,充分發揮龍頭企業帶動作用
(1)政府出臺優惠政策,如在資金、人才、稅收、土地等方面給予一定的扶持,幫助做大做強明溪現有天然藥物企業,以形成明溪天然藥物產業的發展高地與示范模板。(2)采取措施,鼓勵農民種植天然藥物,如協調金融部門對農民種植天然藥物資金的放貸,解決農民種植資金缺乏的困難,解決企業在發展過程中所面臨原料供應不足問題,建設高質量的原料生產供應基地。(3)扶持龍頭企業創品牌、打品牌,擴大龍頭企業社會影響力。如著力將 “醇力康”、“福建利科”、“海天藍波”等打造成著名注冊商標,(4)延伸產業鏈。向后延伸至制劑生產、醫藥商業、藥包材生產等;中間延伸至同植物新的化學成分提取、半合成生產原料藥等;向前延伸至藥用植物種植專用生物制品生產(如專用肥生產)、種植技術服務、溶劑供應、專業設備維修生產等等。如福建南方生物技術股份有限公司除生產主要產品紫杉醇、半人工合成抗癌藥紫杉醇及多烯紫杉醇中間體7-木糖紫杉醇、10-DABⅢ,還需加大對其所含的其他有效生物堿如紅杉醇的研發力度,對提取后的廢料,可以生產專用有機肥。
3.2大力引進天然藥物企業與資本,努力降低企業發展成本,加快形成產業集群
(1)幫助企業拓寬融資渠道,鼓勵有條件的龍頭企業(如福建南方生物技術股份有限公司)上市。(2)進一步與復旦大學、江蘇省中科院植物研究所、中國藥科大學、福建農林大學、中國林科院亞林所等高等院校與相關科研院所的合作,以技術和項目為導向,引進最新科技成果,結合明溪縣生態工業園區招商工作,加大招商引資力度,大力引進天然藥物企業,壯大天然藥物企業集群。(3)鼓勵以投資辦廠、增資擴股、參股入股等多種方式,引入外部資本,擴大明溪天然藥物產業發展的資本總量。(4)鼓勵企業按市場需求,積極實現產品生產的配套和協作,通過分工協作,縮短營銷半徑,降低經營成本,做專做強。形成良好的集群效應。
3.3進一步加大力度,擴大對外合作,更有效地引進相關技術
(1)充分發揮福建南方生物技術股份有限公司--復旦大學博士后工作站、復旦大學技術轉移中心明溪工作站職能,有效引進相關技術。(2)加大“縣校合作”力度,進一步推動與其他高等院校和科研院所的合作,更有效地引進相關技術。(3)抓緊落實明溪天然藥物孵化器的落地工作,加快明溪天然藥物孵化器的建設步伐。(4)進一步完善明溪科技服務體系建設,發揮天然藥物產業區域平臺作用。
3.4加大人力資源引進、培養力度,夯實天然藥物產業發展人力資源基礎
(1)認真落實《關于進一步做好我縣人才工作的意見》,營造“尊重知識、尊重人才、崇尚創新”的濃厚氛圍,重點做好人才政策、人才激勵機制、人才利益分配制度、人才培養制度、人才競爭機制和人才管理制度,提高人才待遇、工作環境和發展機遇,從待遇上、環境上、事業上、情感上吸引人才,留住人才,培養人才,發揮人才的作用。(2)以明溪天然藥物研究所和福建南方生物技術股份有限公司--復旦大學博士后工作站、復旦大學技術轉移中心明溪工作站、明溪天然藥物孵化器為平臺,從明溪實際出發,采取“加強聯系、柔性引進”方式,吸引高端科研人才為明溪天然藥物產業發展服務。免費論文參考網。(3)圍繞天然藥物產業的發展,加強企業內部自有人才的培養和造就,自主培養大量技術工人和技術農民。(4)要借用'外腦',通過產學研聯合,廣泛利用現有國內外科研機構、高等院校及各方的人才為企業提供全方位的服務,建立'不求為我所有,但求為我所用'的靈活機制,與社會共享同行的優秀人才專家。免費論文參考網。
3.5在大力開發天然藥物資源的同時,注重環境與資源的保護和培育
(1)在培育天然藥物資源的同時,注意保護好野生資源, 應正確處理好明溪縣野生藥材采摘與人工種植的關系,保護珍稀物種。(2)推廣種植天然藥物時,盡量利用閑地、山地、荒廢農田,保護好原有的生態環境,做到不與水稻等主要農作物爭良田。
參考資料
[1]福建省明溪縣“閩西北藥都”發展規劃.
關鍵詞:可持續發展觀;高校生物教學;現代素質人才
中圖分類號:G658.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0031-02
在經濟全球化、社會信息化和生態環境破壞加劇的21世紀,教育事業也將面臨新的挑戰。生物學科與人類生存健康和生態環境密切相關,是21世紀的主導科學,這一觀點已成共識。為了培養具備可持續發展思想的現代素質應用型本科人才,許多國家在生物課程中都突出了人口、環境和可持續發展等方面的內容。如何把可持續發展與生物教學緊密聯系起來,是培養現代素質人才的最有效途徑。高校是我國產出科技成果和科技論文的最主要的機構,高校學生都是青年大學生,正處于思維和想象力最豐富、最有創造力的年齡段,因此,無論他們畢業后是就業還是繼續深造,將可持續發展思想融入高校的生物學教學中,都將會培養出一批直接對社會產生巨大貢獻的、具備可持續發展思想的現代素質人才。
一、樹立正確的可持續發展觀
可持續發展觀的定義,要求我們必須轉換以犧牲環境資源為代價的傳統發展觀,確立時代、社會需求與可持續發展戰略實施要求相符合的文明發展觀,包括以下幾個方面[1]。
(一)要樹立正確的人口觀
諸多社會問題中,最核心的就是人口增長問題,可持續發展觀要求人口的發展要同經濟的發展相適應,同環境的保護、資源的利用相適應。
(二)要樹立全新的環境觀
實現可持續發展教育的重點是環境教育,形成可持續發展觀的重要途徑是培養環境意識。人類對自然的過度索取,已經造成了人與自然的尖銳沖突。可持續發展思想在于要把人從這種沖突中解脫出來成為自然環境中的一員,而不是自然環境的擁有者或統治者,從而實現人與自然的和諧共處。
(三)要樹立可持續的資源觀
人類對環境資源的需要,如同魚兒離不開水一樣,但由于人口的過度增長,環境的破壞以及對資源掠奪式的開發和低效率的使用,使得我們正面臨嚴重的資源危機。樹立可持續的資源觀具有極其重要的意義。
(四)要樹立可持續的生活質量觀
資源與環境是兩個不同卻又緊密聯系的概念,環境之中有資源,資源又包括環境。資源浪費必然會引發環境破壞,環境破壞又不可避免地造成資源的貧乏。人們能否珍惜資源、保護環境、善待環境,主要取決于我們的生活方式和思維理念。
二、生物教學中加強可持續發展教育的意義
生物學科與可持續發展以及人的現代素質的培養有著極為密切的關系。生物學科有其獨特的研究對象――生物資源,及其獨特的研究方法――科學探索,使得它成為幫助學生理解可持續發展的含義、培養學生可持續發展的意識、能力、態度和價值觀的最理想學科。
教育是一項培養人的思想、塑造人的靈魂的事業,作為科學教育的一個分支,生物教育同樣承擔著培養人的思想的任務。當前,面對全球愈演愈烈的環境污染和生態破壞問題,世界各國積極地制訂出可持續發展戰略。可持續發展意識已成為一個民族、一個國家文明程度的體現。保護自然環境與保持生態平衡是高校課堂中發展教育以及未來教育的不可或缺的教學內容。由于生物學科與可持續發展有著非常密切的關聯,如果在生物學教學過程中納入倫理、道德等人文教育內容,就能夠使學生確立生存意識、發展的環境道德意識和環保意識,從而明白人類的生存離不開自然環境,我們只有與自然萬物和諧共處,才能在自然中立足,人類社會方能實現可持續發展[2]。
三、生物教學是加強可持續發展教育的主要途徑
學生的可持續發展意識與現代素質的培養并非一蹴而就的事情,也并非通過某一途徑就可以實現的。課堂教學是學校教學的主要形式,因此是進行可持續發展教育、培養現代素質人才的主要途徑,它便于大規模地實施可持續發展教育。當前的可持續發展已從原來的環境、資源保護發展到今天的社會、經濟、文化、教育等方面。生物學的課堂教學以其獨特性負有重大的責任,這是因為:第一,從生物學科內容來看,生物學中所講述的生物技術、生物資源、生物多樣性、生態學等內容,都是可持續發展的重要組成部分。因此,生物學科在生態知識、理論的學習、保護生物多樣性方面,在實施可持續發展戰略中有著其他學科無可比擬的作用。第二,從生物課堂教學的任務上來看,生物課堂教學的最終任務是傳授生物知識和技能,促進學生在生物相關領域的全面發展。因此,高校生物課堂教學的任務,就是培養出具有可持續潛力的現代高素質人才的任務。課堂教學任務所講授的生物學知識,均涉及到可持續發展教育及素質教育的基本內容。第三,就教學效果而言,課堂教學包括教師指導,教師精心備課,有計劃地收集教學資料并精心地進行加工,運用合理有效的手段和恰當的方法來進行教學,可使學生在有限的時間內獲得大量的系統性的知識,使課堂教學達到最優化的效果。由此可見,課堂教學在培育學生可持續發展意識,培養現代素質人才方面,有著突出優勢[2]。因此,教學實踐中我們主要以課堂為主要途徑來實施可持續發展教育是正確的、可行的。
四、生物教學中加強可持續發展教育要提升人文精神
當前,農業生產離不開各種生物技術的廣泛應用,包括作物的遺傳育種、醫學上的診斷治療、食品藥品的生產等各個領域[3]。生物技術極大地促進了經濟的發展,為我們創造了巨大的物質財富,大大地改善了我們的生活。但是,由于這樣的教育只是單純的科學教育,而漠視了人文精神的培養,導致人類在科技進步、經濟增長的同時,不得不面對環境污染、資源短缺、道德滑坡等一系列嚴重的問題。科技其實是一柄雙刃劍,既可增強人類改造自然的力量,又可毀壞生態環境,它在幫助人類獲得物質利益的同時,又產生了人類與生存環境的矛盾。如果沒有價值理性的調控,科技不但不能促進人類文明的進步,反而會阻礙人類文明的進步,甚至會毀滅人類文明。
可持續發展需要社會經濟、生態環境、人文環境的優化。加強人文教育,培育可持續發展意識,使科技與人文緊密結合,是實現這種優化的必要途徑。在高校生物教學中,要充分重視生物技術對人類社會的影響,以此來培育學生正確的科學觀。通過對生物技術發展的歷史的講述與對未來發展趨勢的展望,使學生認識到生物技術的進步對人類經濟發展所作出的重大貢獻;另一方面,生物技術提高了人類改造自然的能力,但同時造成了環境污染、生態失調等惡果。了解這些,學生能切實地認識到科技是把雙刃劍的真正含義,從而增強了歷史責任感和使命感,能理性地認識科學,關心社會,關注可持續發展[2]。在純粹的科學教育日益陷入困境的今天,加強可持續發展教育,提升人文精神顯得尤為重要。
五、提高教師自身的可持續發展意識
高校大學生的知識面非常廣泛,具備很多教師都不太了解的知識,因此,作為一個高校生物教師,必須經常主動地通過各種渠道進行多種形式的學習,使自己不斷地超越自我,走上自我完善的發展道路,只有這樣,才能以常新的姿態迎接新的挑戰。生物教師應在掌握廣博的生物學專業知識的基礎上,緊跟社會的發展,不斷進行教學改革,更新知識,千方百計地收集和了解國內外生命科學領域的最新研究動態,提高自身的可持續發展意識,并滲透到日常教學中以便更有效地培養學生的可持續發展觀。因此,教師的教學方法要與之相適應。教學方法是教師和學生為完成教學任務,實現教學目的所采用的手段。教學方法千變萬化,在教學過程中,我們以培養可持續發展所需的創新型人才為目標,結合教學內容來選擇合適的教學方法。教師要學會引導,適時給予點撥,充分發揮學生的主體地位,讓學生積極地參與課堂,引導其學會獨立思考,鼓勵其積極探究,倡導學生主動體驗知識的應用過程,掌握學習方法。注意激發其潛能,引導學生學會如何學習。總之,培養現代素質人才、推進可持續發展思想,合理的教學方法將發揮獨特的、不可替代的作用。
參考文獻:
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