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篇1

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)體系中，缺乏引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新精神的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，獨(dú)立設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)少，缺乏在人才培養(yǎng)整體框架下、與生命科學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)相一致、課堂內(nèi)外相結(jié)合的創(chuàng)新性系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，難以保證創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

民族院校生命科學(xué)創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系

1創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系的改革在“強(qiáng)化基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)、突出能力、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、激勵(lì)個(gè)性、提高素質(zhì)”人才培養(yǎng)思想的指導(dǎo)下，根據(jù)生命科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格的基本要求，從高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系的整體出發(fā)，以先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)理念為指導(dǎo)，以培養(yǎng)具有生命科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究和創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、管理等高層次人才為目標(biāo)，構(gòu)建適應(yīng)生命科學(xué)人才培養(yǎng)的生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文等層次分明、相互銜接、相互融通、科學(xué)系統(tǒng)的生命科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系(圖1)。

1．1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)旨在訓(xùn)練本科生基本實(shí)驗(yàn)技能，在保留與改進(jìn)部分認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，積極轉(zhuǎn)化科研成果，引進(jìn)目前生命科學(xué)領(lǐng)域科研中的新實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如(WesternBlotting)、轉(zhuǎn)基因方法研究、PCR基因擴(kuò)增、DNA重組、DNA分子雜交等。

1．2專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)生命科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，設(shè)立專業(yè)綜合大實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握生命科學(xué)的新知識(shí)、新技術(shù)、新方法的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力。

1．3校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。利用2周的時(shí)間開展發(fā)酵工程校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，堅(jiān)持樹立以學(xué)生為主體的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)思想，培養(yǎng)學(xué)生的主體精神，使學(xué)生的創(chuàng)造性、自主性、責(zé)任性得到鍛煉。

1．4校外實(shí)習(xí)教學(xué)。校外實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容主要包括:野外生物學(xué)實(shí)習(xí)和工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)。野外生物學(xué)實(shí)習(xí)主要使學(xué)生識(shí)別各主要生態(tài)環(huán)境中常見的、有代表性的動(dòng)植物種類，學(xué)習(xí)動(dòng)植物標(biāo)本的采集、鑒定和保存方法。工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和就業(yè)能力。

1．5研究創(chuàng)新性科研訓(xùn)練。根據(jù)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需要，建立有利于大學(xué)生科技創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的培養(yǎng)、培訓(xùn)、研究和競(jìng)賽于一體的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容選題來源于本科生自主選題、教師科研項(xiàng)目的衍生課題、校級(jí)創(chuàng)新課題等。

1．6畢業(yè)論文。畢業(yè)論文是高校培養(yǎng)人才的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)本科生4年學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)和檢閱，是大學(xué)生從事科學(xué)研究的最初嘗試。設(shè)置畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的目的在于通過較系統(tǒng)的科研設(shè)計(jì)作業(yè)，使學(xué)生在教師的個(gè)別指導(dǎo)下，總結(jié)在校期間的學(xué)習(xí)成果，完成科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練任務(wù)，掌握專業(yè)論文寫作和工程設(shè)計(jì)的基本方法，具備一定的專業(yè)研究和設(shè)計(jì)模仿能力，理論聯(lián)系實(shí)際，在該專業(yè)問題具有一定水平的個(gè)人觀點(diǎn)與見解，最終形成具有一定理論價(jià)值和實(shí)際意義的創(chuàng)新性成果。

2創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系的特點(diǎn)

(1)改變以往實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的依存關(guān)系，建立相對(duì)獨(dú)立的生命科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系。

(2)將不同課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，在此基礎(chǔ)之上將所有實(shí)驗(yàn)課程歸屬于生命科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生命科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生命科學(xué)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、生命科學(xué)校外實(shí)習(xí)教學(xué)、畢業(yè)論文教學(xué)等模塊，有利于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的循序漸進(jìn)，實(shí)驗(yàn)課程的系統(tǒng)化，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

(3)實(shí)踐教學(xué)配套教材的精選與建設(shè)。目前出版的生命科學(xué)實(shí)踐教學(xué)教材仍不能滿足人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要。有的教材實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置不盡合理，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少;前沿性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少。通過參考國內(nèi)外優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教材，特別是教育部“十一五”規(guī)劃的實(shí)驗(yàn)教材，根據(jù)本科專業(yè)的培養(yǎng)方案和專業(yè)特點(diǎn)由相關(guān)教師共同編寫實(shí)驗(yàn)課程講義，同時(shí)緊跟各學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最新研究成果，適時(shí)調(diào)整，完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教材的內(nèi)容既有穩(wěn)定連續(xù)性，又有開放創(chuàng)新性。

(4)生命科學(xué)創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力。

(5)引入最新研究成果，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研、社會(huì)需求密切聯(lián)系。

民族院校生命科學(xué)創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)踐

生命科學(xué)創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)體系在中南民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)施幾年來，實(shí)踐教學(xué)取得了較好的效果，減少了不同實(shí)驗(yàn)課程間相似的重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用實(shí)踐技能的能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)踐課程的興趣，極大地提高了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量與效果，具體達(dá)到了以下幾個(gè)目標(biāo):

(1)加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)的培訓(xùn)，注重實(shí)驗(yàn)基本技能的培養(yǎng)?；炯寄芘囵B(yǎng)的目標(biāo)是學(xué)生了解基本實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，熟悉實(shí)驗(yàn)原理，掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的使用，掌握必要的數(shù)據(jù)處理手段，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)合理銜接，實(shí)驗(yàn)課與理論課內(nèi)容融會(huì)貫通。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)大綱統(tǒng)一制訂，明確界定實(shí)驗(yàn)課與理論課的講授內(nèi)容，保證實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與理論課內(nèi)容一致、合理銜接。

(3)加強(qiáng)各門實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的科學(xué)結(jié)合。如:微生物實(shí)驗(yàn)中“產(chǎn)蛋白酶菌株的分離”得到的菌株作為基因工程、發(fā)酵工程等實(shí)驗(yàn)材料，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中的連貫性，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感。

(4)按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如:土壤微生物的分離、培養(yǎng)和觀察，將以前單一的、分散的多個(gè)實(shí)驗(yàn)，按其內(nèi)在聯(lián)系組合為一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，包括10余個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

(5)將最新研究成果引入實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研、社會(huì)需求密切聯(lián)系。使學(xué)生掌握生命科學(xué)的新知識(shí)、新技術(shù)、新方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的興趣。

篇2

人文素質(zhì)教育是科學(xué)文化教育的基礎(chǔ)，是國民素質(zhì)教育的重要組成部分，缺少人文的教育是不完整的、缺少靈魂的教育。愛因斯坦曾經(jīng)說過：僅用專業(yè)知識(shí)教育大學(xué)生是不夠的，通過專業(yè)教育，他可以成為一種有用的機(jī)器，但是不能成為一個(gè)和諧發(fā)展的人[1]。而道德素質(zhì)是人文素質(zhì)的基礎(chǔ)部分。培養(yǎng)出具備優(yōu)良的品德、堅(jiān)強(qiáng)的意志、高度的事業(yè)心和社會(huì)責(zé)任感的大學(xué)生，是高校人文道德素質(zhì)教育的目標(biāo)。而人文道德素質(zhì)只有通過長(zhǎng)期的潛移默化的影響才能養(yǎng)成，任何急功近利的說教式的教育都是難以奏效的。因此學(xué)校要調(diào)動(dòng)各方面力量，包括教師、管理者和服務(wù)者，營(yíng)造出整體優(yōu)化的育人大環(huán)境，近朱者赤，學(xué)生長(zhǎng)期置身于具有良好校風(fēng)學(xué)風(fēng)、高雅的文化品味、濃郁的人文氣息的環(huán)境中，耳濡目染，才能成為具有較高人文道德素質(zhì)的人才。高校專業(yè)課教師對(duì)學(xué)生的人文道德素質(zhì)教育有不可推卸的責(zé)任，然而重知識(shí)輕素質(zhì)是目前高校專業(yè)課教學(xué)中存在的普遍問題。多數(shù)專業(yè)課教師對(duì)學(xué)生的人文道德素質(zhì)教育不夠重視，甚至認(rèn)為這個(gè)問題與專業(yè)課教學(xué)無關(guān)。然而，大學(xué)教育中，專業(yè)課程的教學(xué)占據(jù)了學(xué)生的大部分時(shí)間，如果把這部分教學(xué)處理成單純的專業(yè)知識(shí)教學(xué)，不與人文道德素質(zhì)教育融合起來，我們就會(huì)失去賦予學(xué)生人文道德素質(zhì)教育的很多機(jī)會(huì)和時(shí)間，人文道德素質(zhì)教育就難以深入而持久。另一方面，專業(yè)課教師是高校教學(xué)人員的主體，如果不對(duì)他們的教學(xué)過程滲透人文道德素質(zhì)教育予以重視，對(duì)學(xué)生進(jìn)行人文素質(zhì)教育的效果勢(shì)必受到很大的影響。因此高校專業(yè)課教學(xué)中滲透人文道德素質(zhì)教育是培養(yǎng)出高素質(zhì)人才的重要環(huán)節(jié)。本文旨在論述專業(yè)課教師在教學(xué)中滲透人文道德素質(zhì)教育的問題。

二、生命科學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)迫切需要重視人文道德素質(zhì)教育

1.生命科學(xué)領(lǐng)域輝煌的成就及其對(duì)人類的貢獻(xiàn)。生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)的本質(zhì)、特征和規(guī)律，以及各種生物之間、生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。20世紀(jì)下半葉以來，人類在生命科學(xué)及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列巨大成就：1978年，英國培育出了世界上第一個(gè)試管嬰兒，引發(fā)了世人的普遍關(guān)注；1985年，人類實(shí)現(xiàn)了對(duì)DNA堿基配對(duì)測(cè)序的自動(dòng)化，標(biāo)志著人類生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步成熟；1997年，克隆羊多莉出世，使得克隆人開始變得可能；1998年，科學(xué)家成功分離出了人體胚胎干細(xì)胞，使人類生命科學(xué)技術(shù)又向前邁進(jìn)了一大步；1999-2001年，科學(xué)家們成功地從成年人體內(nèi)分離出干細(xì)胞，并找到了培養(yǎng)方法，使得人體臟器的再生不再是夢(mèng)；2001年，人類基因組序列草圖發(fā)表，表明生命科學(xué)技術(shù)開始向解讀人類生命天書的方向挺進(jìn)；2004年，人類基因組序列圖正式完成并公布，其精確度高于99%，進(jìn)一步宣示了人類生命科學(xué)技術(shù)的輝煌[2]。生命科學(xué)在解決食品、疾病和健康等問題上已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮重大的作用。隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，生命科學(xué)研究及其技術(shù)進(jìn)展為未來人類解決可再生能源、可再生的生物材料等方面還將做出重要的貢獻(xiàn)。生命科學(xué)對(duì)人類的影響越來越大，正如美國一位科學(xué)家所說的：歷史上從來沒有哪個(gè)科學(xué)領(lǐng)域在為人類謀福利和在基本知識(shí)的積累上有像目前生命科學(xué)那樣的廣闊前景[3]。在某種意義上，生命科學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家或者專業(yè)人才正在扮演著上帝的角色：他們不僅通過器官移植改變了某些器質(zhì)性疾病無法治愈的窘境，還通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造出自然界原本沒有的物種。

2.生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可能帶給人類困惑和災(zāi)難。任何事物都具有兩面性，生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也是如此。人類發(fā)展的歷史已經(jīng)不止一次地證明：科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，科學(xué)技術(shù)越發(fā)展，它的正負(fù)作用也都越來越大[4]。生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人類帶來了健康、富庶和便利，但同時(shí)也給人類帶來了困惑、問題甚至災(zāi)難，生命科學(xué)技術(shù)正在對(duì)人類倫理和法理學(xué)帶來新的挑戰(zhàn)。例如，人類基因組計(jì)劃（human genome project，HGP）對(duì)生命科學(xué)的研究和生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及揭開生命之謎具有十分重要的意義.它將為人類社會(huì)帶來巨大的影響。在不久的將來，醫(yī)學(xué)很有可能依照每個(gè)人的基因特點(diǎn)對(duì)因下藥。但人類基因組研究也對(duì)社會(huì)倫理和法律問題帶來了沖擊，基因技術(shù)濫用很可能會(huì)對(duì)人類造成巨大的威脅，通過基因技術(shù)制造怪物將破壞人類原有的生態(tài)平衡，克隆動(dòng)物對(duì)生物多樣性產(chǎn)生威脅，一些動(dòng)物的天性將會(huì)被人為的改變?；蚣夹g(shù)一旦被濫用，人類的倫理和法律就會(huì)變得蒼白無力甚至不復(fù)存在。隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生命科技犯罪已經(jīng)受到相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。生命科技犯罪是指利用現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)所實(shí)施的具有嚴(yán)重社會(huì)危害性或者可能產(chǎn)生嚴(yán)重危害生命社會(huì)關(guān)系等重大后果的一系列行為及與其他生命科學(xué)技術(shù)的利用有關(guān)的各種嚴(yán)重危害社會(huì)的行為的總稱，例如制造基因武器或生物病毒等。生命科技犯罪作為現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)的濫用，嚴(yán)重背離了生命科技發(fā)展本應(yīng)造福于人類社會(huì)的基本宗旨。以器官移植技術(shù)的發(fā)展為例，器官移植技術(shù)的發(fā)展使某些疾病的醫(yī)治成為可能，帶給了類健康和長(zhǎng)壽，但同時(shí)引發(fā)的人體器官買賣等問題又使人類面臨很多困境。

3.加強(qiáng)生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的人文道德素質(zhì)教育意義重大。生命科學(xué)研究的動(dòng)力來自于多方面的價(jià)值目標(biāo)，包括學(xué)術(shù)價(jià)值目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值目標(biāo)、道德價(jià)值目標(biāo)、美學(xué)價(jià)值目標(biāo)等。道德價(jià)值目標(biāo)是生命科學(xué)研究的重要價(jià)值目標(biāo)之一。歷史告訴我們，科學(xué)工作者只有明確其科研道德價(jià)值，以造福人民為己任，以維護(hù)和增進(jìn)人類的和諧發(fā)展為導(dǎo)向，其工作才能真正造福于人類。因此，專業(yè)人才的科學(xué)良心事關(guān)重大，因?yàn)樗麄兯哂械奶厥獾闹R(shí)背景使其在知識(shí)領(lǐng)域中具有權(quán)威性，因此他們更需要具備較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感，這種責(zé)任感將促使其對(duì)研究成果的應(yīng)用所帶來或者可能帶來的正面和負(fù)面后果進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，一旦意識(shí)到專業(yè)研究成果會(huì)對(duì)人類及其生存環(huán)境造成不可逆的破壞，就應(yīng)當(dāng)自覺地約束自己的行為。如上文所述，生命科學(xué)的確已經(jīng)帶給人類很多的隱患和威脅，而掌握生命科學(xué)技術(shù)的專業(yè)人本身的科學(xué)和人文素質(zhì)會(huì)對(duì)此產(chǎn)生重大的影響。目前我國綜合性大學(xué)多數(shù)都有生命科學(xué)專業(yè)，生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng)是高等教育的重要組成部分，因此培養(yǎng)生命科學(xué)專業(yè)人才過程中注重教育大學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和科學(xué)觀，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)意識(shí)，增強(qiáng)利用所學(xué)知識(shí)技能服務(wù)社會(huì)的使命感和責(zé)任感，在生命科學(xué)研究高度發(fā)展的時(shí)代就顯得更加重要。

三、如何在生命科學(xué)專業(yè)課教學(xué)中滲透人文道德素質(zhì)教育

生命學(xué)科雖然被歸屬于理科范疇，似乎不具備人文色彩，但是人與自然的和諧發(fā)展是生命科學(xué)研究的終極目的，從這點(diǎn)出發(fā)，生命科學(xué)是具有人文色彩的，隨著人類對(duì)生命科學(xué)現(xiàn)象、原理的深入研究，人文色彩在這一領(lǐng)域必將越來越得到彰顯。下面筆者就多年的教學(xué)實(shí)踐談?wù)勅绾卧谏茖W(xué)專業(yè)課教學(xué)中滲透人文道德素質(zhì)教育。

1.提高專業(yè)教師的人文道德素質(zhì)，運(yùn)用教師人格的力量感染學(xué)生。所謂人格是人的能力特征和品德特征的總和。身教重于言教，教師的人格魅力對(duì)學(xué)生具有深刻的影響，這種影響甚至是終生的。俄國著名的教育家烏申斯基曾經(jīng)說過：在教育工作中，一切都應(yīng)以教育者的人格為依據(jù)，任何章程和綱領(lǐng)，任何人為的管理機(jī)構(gòu)，無論他們?cè)O(shè)想得多么精巧，都不能代替人格在教育中的作用。沒有教師給學(xué)生以個(gè)人的直接影響，深入到學(xué)生品格中的真正教育是不可能的。一個(gè)具有人格魅力的教師會(huì)贏得學(xué)生的尊重和愛戴，促進(jìn)學(xué)生良好人格的形成。所以，教師在教學(xué)和教育的過程中要注意用人格魅力去感召學(xué)生。教師是學(xué)生的榜樣，教師是不是具有高度的社會(huì)責(zé)任感，是不是以高度的責(zé)任心對(duì)待自己的教育和科研事業(yè)，教師能不能為科學(xué)獻(xiàn)身，有沒有對(duì)科學(xué)的極大的熱情、獨(dú)到的見解與創(chuàng)新的思想，敢不敢堅(jiān)持真理、修正錯(cuò)誤、向陳舊的學(xué)說挑戰(zhàn)，其實(shí)大學(xué)生看得很清楚。教師的學(xué)識(shí)、為人會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生深刻的影響。作為大學(xué)專業(yè)教師，應(yīng)該嚴(yán)格要求自己，努力提高自身的人文道德素質(zhì)。

2.充分發(fā)揮科學(xué)家的典型事跡和科學(xué)史的作用，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)道德觀。生命科學(xué)史不僅包含著科學(xué)家的天才智慧，更為感人的是科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，堅(jiān)忍不拔、追求真理的精神以及高尚的社會(huì)責(zé)任感。榜樣的力量是無窮的，著名科學(xué)家對(duì)青年學(xué)生的影響是巨大的。在課程內(nèi)容中穿插一些科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史，向?qū)W生揭示自然奧秘是如何被揭開的過程，會(huì)極大地鼓勵(lì)學(xué)生從事科學(xué)的熱情，幫助他們樹立高尚的科學(xué)道德，鍛煉正確的思維方法。愛因斯坦在紀(jì)念居里夫人時(shí)說過：第一流人物對(duì)于時(shí)代和歷史進(jìn)程的意義，在其道德品質(zhì)方面，也許比單純的才智成就方面還要大。偉大的科學(xué)家對(duì)青年的無限魅力是我們進(jìn)行科學(xué)精神與人文精神教育的寶貴教材。在生命科學(xué)的發(fā)展史上，涌現(xiàn)出的許多著名科學(xué)家，他們不僅創(chuàng)造了造福于人類的科學(xué)成就，而且他們的崇高思想、高尚品質(zhì)、求實(shí)精神也教育和鼓舞了一代又一代人。青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊明，孟德爾、摩爾根在經(jīng)典遺傳學(xué)上的貢獻(xiàn)，我國首次人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸，袁隆平兩系雜交水稻法這些典型史實(shí)和典型人物，處處體現(xiàn)出對(duì)人的價(jià)值的重視、對(duì)社會(huì)和諧發(fā)展的追求。由此激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們的科學(xué)探索精神，以科學(xué)家在創(chuàng)造偉大業(yè)績(jī)中所表現(xiàn)的人格力量為榜樣，確立為人類而奮斗、為真理而獻(xiàn)身的崇高品德，追求科學(xué)精神和人文精神的完美結(jié)合。

3.結(jié)合社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生高尚的道德感和社會(huì)責(zé)任感。生命科學(xué)的研究，在涉及到人類健康發(fā)展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，還應(yīng)考慮它的技術(shù)手段和成果是否給人類帶來危害，它不同于其他學(xué)科的研究。制定和完善準(zhǔn)則規(guī)范是重要的，而科研工作者和專業(yè)人才本身的道德自律也是重要的制約機(jī)制?？蒲泄ぷ髡弑仨氉袷叵鄳?yīng)的法律法規(guī)和道德界限，人類有能力駕馭和引導(dǎo)技術(shù)向需要的方向發(fā)展，然而人類現(xiàn)在掌握的知識(shí)，已經(jīng)賦予人類幾乎擺布自然的本領(lǐng)，因此必須謹(jǐn)慎小心地衡量各種技術(shù)抉擇是否合乎需要，這種強(qiáng)大的力量必須用于高尚的目的[5]。教師要在專業(yè)課課堂培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，不能簡(jiǎn)單的說教，而是要結(jié)合實(shí)際的社會(huì)問題，讓學(xué)生有切身的體會(huì)。生命科學(xué)造假、相關(guān)的學(xué)術(shù)腐敗問題，是生命科學(xué)研究領(lǐng)域嚴(yán)重影響專業(yè)人才的社會(huì)聲譽(yù)的大問題。在2006年12月，《科學(xué)》雜志的編輯們?cè)u(píng)出了年度科學(xué)欺詐事件韓國科學(xué)家黃禹錫和其研究小組偽造在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文，這一事件動(dòng)搖了科學(xué)大廈的誠實(shí)根基。在講授干細(xì)胞研究進(jìn)展時(shí)，可以穿插這一事件，教育學(xué)生在治學(xué)中要有高尚的學(xué)術(shù)品格，這樣的學(xué)術(shù)不端行為就是直接損害學(xué)術(shù)品格，瓦解學(xué)術(shù)研究，導(dǎo)致學(xué)術(shù)泡沫化和無謂地消耗人力物力的可怕病毒。

篇3

關(guān)鍵詞 分子影像學(xué) 教學(xué)體系 復(fù)合型人才

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

On Molecular Imaging Teaching System Construction

CHEN Duofang

（School of Life Science and Technology， Xidian University， Xi'an， Shaanxi 710071）

Abstract Molecular imaging is an emerging interdisciplinary， has become one of the most important techniques of modern life sciences， medical imaging represents the direction of future development. In this paper， molecular imaging features， combined with research in Life Science and Technology in the field of molecular imaging as well as the basis for cooperation with our university hospital， a study in teaching content， teaching models and evaluation methods， the life science and information science and clinical cross， build molecular imaging teaching system， laying the foundation for training medical complex polytechnic molecular imaging professionals.

Key words molecular imaging; teaching system; complex talent

0 引言

分子影像學(xué)（molecular imaging）是運(yùn)用影像技術(shù)顯示組織、細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化，對(duì)其生物學(xué)行為在進(jìn)行定性和定量研究的科學(xué)。①分子影像學(xué)是將分子生物學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，最早由美國哈佛大學(xué)Weissleder等學(xué)者于1999年提出，經(jīng)過10余年的飛速發(fā)展，取得一系列成就，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究最重要的技術(shù)手段之一，受到世界各國的高度重視。①②隨著分子影像學(xué)技術(shù)研究工作在我國的迅速開展，具有分子影像技術(shù)背景的人才更顯缺乏。醫(yī)藥企業(yè)、醫(yī)療設(shè)備企業(yè)、生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu)等單位對(duì)分子影像專業(yè)人才需求日趨增加，尚沒有專門學(xué)科進(jìn)行分子影像學(xué)人才培養(yǎng)。我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院依托生物醫(yī)學(xué)工程與生物技術(shù)專業(yè)，定位為研究型學(xué)院，分子影像為主要研究方向之一。經(jīng)過幾年的發(fā)展，學(xué)院在分子影像研究領(lǐng)域取得一定進(jìn)展。學(xué)院教工由來自不同專業(yè)背景，包括生物、信息、計(jì)算機(jī)和醫(yī)學(xué)等學(xué)科的人員構(gòu)成，但由于當(dāng)前研究成員各自的專業(yè)背景單一，成員之間尚未有機(jī)融合和深度交叉，很大程度上限制了在分子影像領(lǐng)域取得重大突破。而目前國內(nèi)，分子影像學(xué)教材較少，分子影像學(xué)課程主要面向研究生開設(shè)，極少高校面向本科生開設(shè)分子影像學(xué)課程。③④⑤本文探討如何借助我校信息學(xué)科與計(jì)算機(jī)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合我校在分子影像學(xué)的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎(chǔ)，將生命科學(xué)與信息學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)交叉，開展針對(duì)本科生的分子影像學(xué)教學(xué)工作，建立分子影像學(xué)教學(xué)體系，為培養(yǎng)理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才奠定基礎(chǔ)。

1 分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建

分子影像學(xué)起源于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)基礎(chǔ)上融入分子生物學(xué)，其教學(xué)體系不同于傳統(tǒng)的工學(xué)學(xué)科和生物學(xué)學(xué)科體系。我們將從分子影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容，分子影像學(xué)教學(xué)模式和分子影像學(xué)考評(píng)方式進(jìn)行分子影像學(xué)教學(xué)體系構(gòu)建，目的在于建立包括基礎(chǔ)理論―驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)―應(yīng)用實(shí)踐三個(gè)層次的多學(xué)科深度交叉、理工醫(yī)有機(jī)融合的綜合型分子影像學(xué)教學(xué)體系，為培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能過硬、應(yīng)用實(shí)踐廣泛的理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.1 分子影像學(xué)教學(xué)內(nèi)容

分子影像學(xué)屬于前沿科學(xué)，知識(shí)更新日新月異，相關(guān)資料主要來自世界各國研究小組的公開文獻(xiàn)，缺乏全面、系統(tǒng)的參考教材;而且分子影像學(xué)屬于典型的多學(xué)科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，需要掌握各種影像原理與理論，熟悉核酸、蛋白質(zhì)等大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與操作，并應(yīng)用影像技術(shù)進(jìn)行分子生物學(xué)相關(guān)研究，課程內(nèi)容繁雜，信息量龐大。分子影像學(xué)是分子生物學(xué)與先進(jìn)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，屬于典型的多學(xué)科交叉，涉及信息、生物、醫(yī)學(xué)等多個(gè)學(xué)科。分子影像學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣、跨度大，教學(xué)內(nèi)容包括：分子生物學(xué)中核酸等大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征并在分子水平上闡明細(xì)胞活動(dòng)的規(guī)律;超聲成像、CT成像、MRI成像、核素成像等臨床中成熟的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，以及光學(xué)分子斷層成像、光聲斷層成像等新興的醫(yī)學(xué)影像技術(shù);分子影像技術(shù)在腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、心腦血管研究以及新藥研發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生不僅需要掌握基本理論知識(shí)，了解最新研究進(jìn)展，更要學(xué)會(huì)利用影像技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)研究以及臨床應(yīng)用。考慮到分子影像學(xué)信息量大，教學(xué)內(nèi)容以生命學(xué)院優(yōu)勢(shì)研究方向即光學(xué)分子影像及其在腫瘤細(xì)胞學(xué)中的應(yīng)用為主線，其余內(nèi)容為輔助展開。教學(xué)過程中，力爭(zhēng)做到重點(diǎn)突出、內(nèi)容全面和有的放矢。

1.2 分子影像學(xué)教學(xué)模式

分子影像學(xué)涉及多個(gè)學(xué)科，涵蓋現(xiàn)代影像成像理論，分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)以及分子影像技術(shù)在基礎(chǔ)和臨床實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用。為了系統(tǒng)地學(xué)習(xí)掌握分子影像學(xué)知識(shí)，成為合格的分子影像專業(yè)人才，學(xué)生不僅需要了解分子生物學(xué)相關(guān)知識(shí)，而且需要知道靶向分子在臨床中的應(yīng)用前景;不僅需要了解分子結(jié)構(gòu)修飾、分子標(biāo)記等專業(yè)知識(shí)，而且也需要知道生物信息、醫(yī)學(xué)影像等相關(guān)知識(shí)。傳統(tǒng)的單一學(xué)科的教學(xué)模式難以滿足上述需求，需要探討新的有效的教學(xué)模式。對(duì)于多學(xué)科交叉產(chǎn)生的分子影像學(xué)，采用傳統(tǒng)的單一學(xué)科教學(xué)模式難以滿足要求。我院分子影像學(xué)教師來自不同專業(yè)背景，采用不同的教學(xué)模式進(jìn)行協(xié)同合作教學(xué)。借助我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院在分子影像學(xué)領(lǐng)域的研究成果以及與醫(yī)院的合作基礎(chǔ)，可以將生命科學(xué)與信息學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)行深度交叉，開展目標(biāo)明確和特色鮮明的分子影像學(xué)教學(xué)工作。對(duì)于分子生物學(xué)部分，由生命學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授以及實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)方式，指導(dǎo)學(xué)生掌握生物基本操作技能，包括：核酸凝膠電泳、PCR、DNA測(cè)序、RNA提取與純化、基因敲除、基因克隆等技術(shù)。對(duì)于醫(yī)學(xué)影像部分，由生命學(xué)院信息專業(yè)教師任教，主要采取課堂講授、理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)模擬仿真等教學(xué)手段，使學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)影像的基本物理原理以及數(shù)學(xué)理論。對(duì)于應(yīng)用部分，由外聘的第四軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院教師承擔(dān)，引導(dǎo)學(xué)生使用分子影像技術(shù)進(jìn)行腫瘤早期診斷、心腦血管疾病診斷以及新藥研發(fā)等應(yīng)用研究。上述教職人員由生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院自然基金委重大項(xiàng)目參與人員構(gòu)成，經(jīng)過前期合作研究，已進(jìn)行一定程度的多學(xué)科交叉，可進(jìn)行協(xié)同教學(xué)工作。

1.3 分子影像學(xué)考評(píng)方式

傳統(tǒng)教學(xué)考評(píng)中，多注重考核學(xué)生掌握知識(shí)的多少，而不是學(xué)習(xí)知識(shí)能力的大小;注重考核學(xué)生技能掌握的多少，而不是學(xué)習(xí)技能能力的高低。這種考核體系只能反映一定時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)結(jié)果，不能反映學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的本領(lǐng)，難以適應(yīng)分子影像快速發(fā)展的需要，這不僅使教師的教學(xué)方法陷于陳舊古板，而且使一些再學(xué)習(xí)能力、發(fā)展?jié)摿Υ?、?dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生長(zhǎng)期得不到有效鍛煉和培養(yǎng)。因此，如何將傳統(tǒng)的考核知識(shí)與技能與考核學(xué)生掌握新知識(shí)、新技能的本領(lǐng)相結(jié)合，是我們需要關(guān)注的問題。分子影像學(xué)涵蓋學(xué)科領(lǐng)域廣，知識(shí)更新速度快，學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重，我們需要站在發(fā)展的角度，從學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的近期和遠(yuǎn)期效果建立合理的考評(píng)方式。對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)考核，我們采用知識(shí)與能力兼顧的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要包括四大模塊：基本理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作技能、進(jìn)展跟蹤和科研創(chuàng)新能力。對(duì)于基本理論知識(shí)考核，采用試卷筆答形式;對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作技能，考核學(xué)生對(duì)刻度吸量管、分光光度計(jì)、離心機(jī)、電泳儀等常規(guī)儀器的操作，此外還考核學(xué)生對(duì)microCT、光學(xué)分子斷層成像等學(xué)院研制的醫(yī)療影像設(shè)備的操作，以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式答題;對(duì)于進(jìn)展跟蹤考核，則要求學(xué)生根據(jù)教師給定的主題詞，進(jìn)行文獻(xiàn)查閱及總結(jié)，以文獻(xiàn)綜述形式答題;對(duì)于科研創(chuàng)新，則根據(jù)教師課題或?qū)W生自主選題進(jìn)行相關(guān)科研活動(dòng)，以小論文或?qū)＠问酱痤}?？傊?，將采用形式多樣的考評(píng)方式，對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行測(cè)評(píng)。

2 總結(jié)

分子影像學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究最重要的技術(shù)手段之一，代表了未來醫(yī)學(xué)影像發(fā)展的方向。我校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院為國內(nèi)最早進(jìn)行分子影像學(xué)研究的單位之一，學(xué)院教師來自不同的專業(yè)背景，包括信息、生物和數(shù)學(xué)等專業(yè)，在多學(xué)科交叉方面已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。基于學(xué)院在分子影像領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)，結(jié)合我校信息學(xué)科優(yōu)勢(shì)，融合生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)，本文提出建立包括基礎(chǔ)理論――驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)――應(yīng)用實(shí)踐三個(gè)層次的多學(xué)科深度交叉、理工醫(yī)有機(jī)融合的創(chuàng)新型分子影像學(xué)教學(xué)體系。通過建立該體系，我們將使不同學(xué)科背景教師協(xié)同工作，講授成熟的基礎(chǔ)成像理論、分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí);實(shí)時(shí)跟蹤分子影像學(xué)研究動(dòng)向，向?qū)W生傳遞最新進(jìn)展;指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，從實(shí)驗(yàn)中引申理論知識(shí);此外，基于理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生使用分子影像設(shè)備進(jìn)行生命科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)研究的科研能力。通過分子影像學(xué)綜合體系的構(gòu)建與實(shí)施，最終培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能過硬、應(yīng)用實(shí)踐廣泛的理工醫(yī)復(fù)合型分子影像學(xué)人才。

基金項(xiàng)目名稱：1. 西安電子科技大學(xué)新實(shí)驗(yàn)開發(fā)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：SY1359）

2. 西安電子科技大學(xué)本科教育質(zhì)量提升計(jì)劃教改項(xiàng)目

注釋

① 申寶忠.分子影像學(xué)（第二版）[M].人民衛(wèi)生出版社，2010.

② 申寶忠，王維.分子影像學(xué)2011年度進(jìn)展報(bào)告[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2011（8）：132-157.

③ 朱宏，董鵬，李耀武.分子影像學(xué)教學(xué)中的哲學(xué)思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（2）：82-84.

篇4

SCI創(chuàng)建于1961年，其創(chuàng)始人為美國科學(xué)情報(bào)研究所所長(zhǎng)EugeneGarfield（1925-09-15）。它主要收錄文獻(xiàn)的作者、題目、源期刊、摘要、關(guān)鍵詞，不僅可以從文獻(xiàn)引證的角度評(píng)估文章的學(xué)術(shù)價(jià)值，還可以迅速方便地組建研究課題的參考文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。利用它，可以檢索數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科方面自1945年以來重要的學(xué)術(shù)成果信息。SCI還被國內(nèi)外學(xué)術(shù)界當(dāng)做制定學(xué)科發(fā)展規(guī)劃和進(jìn)行學(xué)術(shù)排名的重要依據(jù)。SCI的出版形式包括印刷版期刊和光盤版及聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)庫，還發(fā)行了互聯(lián)網(wǎng)上Web版數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過四十多年的發(fā)展完善，已從開始時(shí)單一的印刷型發(fā)展成為功能強(qiáng)大的電子化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的大型多學(xué)科、綜合性檢索系統(tǒng)。

SCI涵蓋學(xué)科超過100個(gè)，主要涉及農(nóng)業(yè)、生物及環(huán)境科學(xué)；工程技術(shù)及應(yīng)用科學(xué)；醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)；物理及化學(xué)；行為科學(xué)。SCI將來源期刊數(shù)量劃分為SCI和SCI-E。SCI指來源刊為3500多種的SCI印刷版和SCI光盤版（SCICompactDiscEdition，簡(jiǎn)稱SCICDE），SCI-E（SCIExpanded）是SCI的擴(kuò)展庫，收錄了6650余種來源期刊，可通過國際聯(lián)機(jī)或因特網(wǎng)進(jìn)行檢索。

ISI通過它嚴(yán)格的選刊標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估程序挑選刊源，而且每年略有增減，從而做到其收錄的文獻(xiàn)能全面覆蓋全世界最重要、最有影響力的研究成果。所謂最有影響力的研究成果，是指報(bào)道這些成果的文獻(xiàn)大量地被其它文獻(xiàn)引用。即通過先期的文獻(xiàn)被當(dāng)前文獻(xiàn)的引用，來說明文獻(xiàn)之間的相關(guān)性及先前文獻(xiàn)對(duì)當(dāng)前文獻(xiàn)的影響力。

SCI以《期刊目次》(CurrentContent，簡(jiǎn)稱CC)作為數(shù)據(jù)源。自然科學(xué)數(shù)據(jù)庫有五千多種期刊，其中生命科學(xué)輯收錄1350種；工程與計(jì)算機(jī)技術(shù)輯收錄1030種；臨床醫(yī)學(xué)輯收990種；農(nóng)業(yè)、生物環(huán)境科學(xué)輯收錄950種；物理、化學(xué)和地球科學(xué)輯收錄900種期刊。各種版本收錄范圍不盡相同。這其中，含有全世界出版的數(shù)、理、化、農(nóng)、林、醫(yī)、生命科學(xué)、天文、地理、環(huán)境、材料、工程技術(shù)等自然科學(xué)各學(xué)科的核心期刊約4500種；擴(kuò)展版收錄期刊6650余種。SCI每年收集論文數(shù)達(dá)六七十萬條。

SCI索引形式

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關(guān)鍵詞：和諧 科學(xué)倫理 生態(tài)倫理 網(wǎng)絡(luò)倫理 生命倫理

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著構(gòu)建和諧社會(huì)的腳步，沒有科學(xué)技術(shù)的社會(huì)是滯后的，但是科學(xué)技術(shù)并不是萬能的，如果對(duì)其運(yùn)用不當(dāng)，那么造成的后果將是我們無法預(yù)計(jì)的，所以科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要在一定的倫理約束下才能為人類生存和發(fā)展起到積極的作用。

一、科學(xué)倫理掀起的歷史進(jìn)程

第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時(shí)，化學(xué)成果被用作戰(zhàn)爭(zhēng)、毒氣彈等化學(xué)武器屠殺了無數(shù)的無辜人民?？茖W(xué)家們強(qiáng)烈反對(duì)科學(xué)成果被用于殺人，倡導(dǎo)“科學(xué)要為人道做貢獻(xiàn)”，反對(duì)化學(xué)武器和細(xì)菌武器。50年代-80年代這一階段，針對(duì)地球生態(tài)環(huán)境被破壞，人類面臨危險(xiǎn)的生存環(huán)境，引發(fā)了科學(xué)倫理問題以及科學(xué)家所面臨的社會(huì)責(zé)任。到了90年代開始重點(diǎn)轉(zhuǎn)向信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間的倫理問題；生物技術(shù)、基因技術(shù)、遺傳工程等生命倫理問題。

如今，科學(xué)家和全體公民一道，為合理公正地解決而作出了不懈的努力，盡管每個(gè)重大問題都未能完善徹底地解決，但畢竟成績(jī)斐然。人類在不斷的追求中完善自我，人類的道德境界將更高遠(yuǎn)更開闊，和諧是人類追求的至上目標(biāo)。

二、目前熱議的科學(xué)倫理研究現(xiàn)狀

科學(xué)倫理問題是從直觀的、外顯的逐漸演進(jìn)為隱含的、內(nèi)在的，倫理問題在更加復(fù)雜化和專門化的同時(shí)也變得更為意義深遠(yuǎn)。目前來講，我國理論界涉略到科技倫理問題的研究已經(jīng)涉及每一個(gè)重要領(lǐng)域，內(nèi)容復(fù)雜不失熱點(diǎn)。

（一）生態(tài)倫理問題。生態(tài)文明是人類文明繼續(xù)發(fā)展的倫理需要，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)人與自然的相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)展，倡導(dǎo)生態(tài)倫理、生態(tài)文明。但是這一共識(shí)的爭(zhēng)論仍然持續(xù)不斷，這種爭(zhēng)論的焦點(diǎn)主要集中在：第一，探討生態(tài)倫理的理論前提。有人在“人類中心主義”的層面上，主張以人的尺度為價(jià)值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)人的生存權(quán)利與生存價(jià)值。第二，關(guān)于生態(tài)倫理的本質(zhì)的探討。從“生物中心主義”或“自然中心主義”的前提出發(fā)，生態(tài)倫理是人與自然之間所存在的倫理關(guān)系。但更多的學(xué)者則認(rèn)為，人與自然之間的關(guān)系歸根到底是一種價(jià)值關(guān)系，而不存在什么倫理關(guān)系。

（二）網(wǎng)絡(luò)倫理問題。這是近年來信息技術(shù)發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)延伸而引發(fā)的關(guān)于信息技術(shù)負(fù)面影響的倫理問題。譬如，有人從網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和使用層面提出，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起引發(fā)了道德邊緣化、人際疏遠(yuǎn)、隱私侵犯等問題?？傮w而言，人們主要是以現(xiàn)有的倫理觀念去審視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所帶來的各種道德問題。實(shí)際上網(wǎng)絡(luò)倫理問題，追溯根本還是人的倫理問題，時(shí)代進(jìn)步、科技發(fā)展，需要我們對(duì)人及人倫之道作出進(jìn)一步的思考和認(rèn)識(shí)，確立與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的倫理觀念。

（三）生命倫理問題。這是隨著近年來生命科學(xué)的迅猛發(fā)展，而引起人們的極大關(guān)注和激烈爭(zhēng)論的問題。隨著生命科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也給我們的社會(huì)帶來了許多前所未有的倫理難題，無形之中就要求生命倫理學(xué)的研究跳出原有的框架，要從全新的角度去研究現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展帶來的倫理難題。科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用消融了人類的多樣性、復(fù)雜性和整體性；科學(xué)技術(shù)會(huì)導(dǎo)致人倫關(guān)系混亂、性別比例失調(diào)，以及個(gè)人和群體的歧視與侮辱、種族主義的沉渣泛起等問題。有學(xué)者指出，從技術(shù)的可能性上來看，通過基因工程使人類得以優(yōu)化的方案在今天還是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)想，實(shí)際上是一種低估了自然界的高度復(fù)雜性的盲目樂觀。即使我們具有這種技術(shù)條件，我們也沒有權(quán)利對(duì)未來人類的遺傳特征進(jìn)行人為的干預(yù)。可我們究竟該如何去理解人的生命與存在？新型的倫理規(guī)范到底應(yīng)該是什么，生命科學(xué)的研究和應(yīng)用從而消除其諸多的負(fù)面效應(yīng)呢？目前尚未有明確而具體的回答。

三、把握時(shí)代脈搏，解決科學(xué)倫理爭(zhēng)論問題的創(chuàng)新提議

近些年來科技不斷發(fā)展，也在不斷的進(jìn)步，因此由此而來的就是關(guān)于科學(xué)倫理的爭(zhēng)論問題。本文通過運(yùn)用多元的調(diào)查研究方法對(duì)科學(xué)倫理問題的分析和研究，提出了一下幾點(diǎn)：

（一）要對(duì)實(shí)踐和科研進(jìn)行有效區(qū)分。在任何一個(gè)社會(huì)中，對(duì)科學(xué)的基礎(chǔ)性研究都需要加強(qiáng)，而不應(yīng)該被削弱。而且我們也越來越能感受到科學(xué)的基礎(chǔ)性研究是極具重要性的。實(shí)際上，我們必須能夠冷靜的分析出一項(xiàng)研究成果對(duì)人類具有怎么樣的影響，是有利還是有害？通過科學(xué)研究才能得到最真實(shí)的答案，而僅僅依靠先驗(yàn)的判斷是不能達(dá)到這個(gè)目的的，而且通常也會(huì)出現(xiàn)大量的誤差。因?yàn)槿说闹R(shí)本身是存在盲區(qū)的，而且也不能做到完全的理性。所以我們必須依靠實(shí)踐來完成。

（二）對(duì)感性和理性性具有效的區(qū)分。在這個(gè)問題上，我們就以克隆技術(shù)為例，來進(jìn)行分析?？茖W(xué)的不斷發(fā)展，隨之產(chǎn)生了克隆技術(shù)，但同時(shí)也對(duì)生命倫理提出了挑戰(zhàn)?？v觀歷史，人類社會(huì)的每一次發(fā)展都是在用理性對(duì)抗感性的情感。生命的形式就是不斷發(fā)展，而人們對(duì)生命的認(rèn)知也是在不斷加深的。而科學(xué)研究就是讓人們的認(rèn)識(shí)不斷深化的基本手段之一。在我國一些生態(tài)主義者認(rèn)為不論是克隆動(dòng)物，還是克隆植物，在他們的眼里都是不道德的行為，都是對(duì)生命的不尊重，對(duì)生命的褻瀆。那么由此也可以看出，他們的觀點(diǎn)在情感上顧慮并不能成為阻礙生命研究的理由，因?yàn)榭寺〖夹g(shù)并沒有被徹底的終止。

（三）正視科學(xué)創(chuàng)新和科學(xué)倫理的關(guān)系?？茖W(xué)倫理并不是指代科學(xué)家的倫理責(zé)任和社會(huì)責(zé)任，因?yàn)橐坏┥婕暗搅丝茖W(xué)家的倫理責(zé)任，那么就給科學(xué)研究劃定了范圍和，也意味著給科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)新劃定了范圍、設(shè)置了障礙。在以前我們也犯過很多的錯(cuò)誤，把很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)成了不好的東西，當(dāng)做所謂的唯心主義而大肆批判。比如我們對(duì)控制論、對(duì)相對(duì)論、對(duì)共振論、以及對(duì)量子力學(xué)的批判，我們至今我們都會(huì)影響深刻，記憶猶新吧。我們并不能做到?jīng)]有錯(cuò)誤，只能盡力去減少犯錯(cuò)誤的幾率，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，避免重蹈覆轍。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊通進(jìn)：走向深層的環(huán)保[M].四川人民出版社，2000年10月

[2]許志偉：面對(duì)科技，生命何以自處[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1999（2）

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關(guān)鍵詞生命教育課程探索

中圖分類號(hào)：G640文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

生命科學(xué)是與人、社會(huì)、環(huán)境結(jié)合最緊密的學(xué)科，面向大學(xué)生開設(shè)生命科學(xué)課程是通識(shí)教育中不可或缺的一部分。我校生命科學(xué)導(dǎo)論通識(shí)課程自2008年以來積累了較為豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)內(nèi)容在趣味性、可操作性以及規(guī)范性，重視對(duì)非生物學(xué)專業(yè)學(xué)生的授課方式，在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新意識(shí)方面取得了良好的效果。

1反思教學(xué)的基礎(chǔ)元素

“授人以魚，不如授人以漁；授人以漁，不如授人以欲?！币粋€(gè)好的稱職的教師，不但要給學(xué)生以知識(shí)，還要教會(huì)學(xué)生自學(xué)的方法。教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者，是影響教學(xué)有效性的最重要的因素，教師的整體綜合素質(zhì)和情感操守等對(duì)教學(xué)效率具有重要影響。團(tuán)隊(duì)成員在承擔(dān)《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程以來，一直在不斷豐富專業(yè)知識(shí)，“學(xué)然后知不足，教然后知困”，要改變教學(xué)思維，首先改變我們自己。為此我們采取了多種方式提高、升華和創(chuàng)新自身教學(xué)水平。

1.1學(xué)習(xí)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)

為提高自身素養(yǎng)，2013年我們邀請(qǐng)清華大學(xué)名師吳慶余教授來我院座談教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分享教學(xué)科研成果；2014年課程組11人先后到清華、北大、浙大、上海交大、同濟(jì)大學(xué)等高校觀摩學(xué)習(xí)、取經(jīng)交流座談；每年派數(shù)名教師參加在廣東、福建、山東及本省的教育教學(xué)研討會(huì)；定期開展本學(xué)院課程組任課老師的互學(xué)教學(xué)交流。每一次學(xué)習(xí)都受益匪淺，不僅增加了知識(shí)的積累，在交流中也增加了個(gè)性的塑造，對(duì)生命前緣的理解和認(rèn)識(shí)更加深刻。熱愛教育事業(yè)，熱愛學(xué)生，嚴(yán)格自己，身正為范，這本身就彰顯了一種讓所有生命更加絢麗的理念。

1.2積極申報(bào)參與學(xué)校的教育教學(xué)項(xiàng)目

《生命科學(xué)導(dǎo)論》不應(yīng)該局限于現(xiàn)有的知識(shí)體系，應(yīng)該屬于生命學(xué)科的大范疇。為整合學(xué)院教學(xué)資源2015年我們申報(bào)并獲準(zhǔn)了1項(xiàng)重大教改項(xiàng)目“生物技術(shù)創(chuàng)新性綜合實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)”，2項(xiàng)重大孵育項(xiàng)目《基于生態(tài)學(xué)視野構(gòu)建生命教育課程》、《生化》。這是以生命基礎(chǔ)教育拓展的新嘗試，也是優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)資源的具體體現(xiàn)。

1.3展示教學(xué)新成果，觸及科學(xué)前緣

生命科學(xué)的內(nèi)容不但要注重傳統(tǒng)意義上的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性，還要注意內(nèi)容的新穎性、趣味性、科普化、生活化和多樣化。要展示生命科學(xué)研究最新進(jìn)展，必須時(shí)刻關(guān)注前緣動(dòng)態(tài)，重新選定教學(xué)內(nèi)容以觸及科學(xué)前緣。

2教學(xué)方法新探索

2.1討論、質(zhì)疑、引發(fā)大腦風(fēng)暴

過去我們的課程以教為主，重視知識(shí)的直面?zhèn)鞑?。重知識(shí)、輕能力、重書本、輕實(shí)際、重考試、輕應(yīng)用，以教師、課程、教材為中心。教師自始自終控制著整個(gè)教學(xué)過程，學(xué)生的主體性得不到充分發(fā)揮。通識(shí)課程建設(shè)以來，通過各種學(xué)習(xí)我們采取了互動(dòng)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問，踴躍發(fā)表自己的觀點(diǎn)和想法。為此我們針對(duì)有關(guān)生命科學(xué)問題展開分組討論，先后討論了優(yōu)生優(yōu)育、最強(qiáng)大腦、克隆人、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利與弊等熱點(diǎn)話題，在強(qiáng)烈思維觀點(diǎn)沖擊下，學(xué)生的知識(shí)體系一次次刷新，關(guān)注了解生命科學(xué)的興趣更加濃厚，跟蹤討論問題的意愿更強(qiáng)烈。

2.2分享經(jīng)典閱讀體會(huì)

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，鼓勵(lì)他們通過網(wǎng)絡(luò)查閱和觀看生命相關(guān)的影像、文字資料。同時(shí)通過助教把最新的研究成果放在qq群中，讓同學(xué)們思考和探索，發(fā)表個(gè)人意見并邀請(qǐng)他們?cè)谡n程展開討論。對(duì)《生命是什么》、《寂靜的春天》等生命科學(xué)的經(jīng)典文獻(xiàn)在課堂中導(dǎo)讀，并鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表心得體會(huì)，積極參與學(xué)校組織的經(jīng)典閱讀開放周。

2.3參觀調(diào)查，貼近生活

組織學(xué)生參觀、調(diào)查校園植物，并對(duì)其分類，從根莖葉到花果實(shí)種子，了解其生活史，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所調(diào)查的每種植物通過查閱文獻(xiàn)資料，了解其用途；對(duì)于一些珍稀物種，強(qiáng)調(diào)其作用地位以及普及植物資源對(duì)生態(tài)環(huán)境的重要性，不僅讓學(xué)生學(xué)知識(shí)，還能長(zhǎng)見識(shí)。鼓勵(lì)他們參觀動(dòng)物園、動(dòng)物標(biāo)本館，讓學(xué)生零距離領(lǐng)略大自然的神奇以對(duì)生命科學(xué)知識(shí)和生活環(huán)境有深刻的認(rèn)識(shí)。

2.4厚基礎(chǔ)、重操作、寬口徑，為交叉學(xué)科精心的篩選教學(xué)實(shí)驗(yàn)

一直以來，生命科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課與理論課嚴(yán)重脫節(jié)。為了重視非專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、動(dòng)手能力的培養(yǎng)，我們每學(xué)期精選2-3個(gè)趣味性與專業(yè)性相結(jié)合實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生的知識(shí)面，鼓勵(lì)學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)，親自動(dòng)手規(guī)范化的操作實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生想象力和創(chuàng)造力，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)思考問題、提出問題，注重學(xué)科交叉融合，全面提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)。再通過多角度、多層次、全方位的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生們對(duì)生命科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生全新的認(rèn)識(shí)，深思人類、社會(huì)、環(huán)境和諧發(fā)展的問題。

3改革考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

考核是課程教學(xué)的一個(gè)重要組成部分?！渡茖W(xué)導(dǎo)論》作為一門通識(shí)教育課程，其考核方式不僅要考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，還要注意考查學(xué)生的道德素質(zhì)、學(xué)習(xí)態(tài)度、動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)和能力。因此，在面向非生物類專業(yè)學(xué)生加強(qiáng)素質(zhì)教育的過程中，經(jīng)過多年的不斷探索，我們拋棄了以往單一的閉卷期末考試的方式，采取了更加靈活全面的考核方式，將考核貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中。平時(shí)表現(xiàn)+討論+實(shí)驗(yàn)+期末各占一定比例。該考核方式突出了對(duì)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)、生命科學(xué)知識(shí)掌握能力、綜合表達(dá)討論能力、實(shí)驗(yàn)技能及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力的考核，對(duì)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，認(rèn)真上好每一次課程有很大的促進(jìn)作用，同時(shí)對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的生命科學(xué)綜合素質(zhì)也起到了積極的推動(dòng)作用。

4教學(xué)效果碩果累累

新的教學(xué)理念帶來新的教學(xué)效果，在教學(xué)中我們不斷吸納各種知識(shí)以豐富完善自己，同時(shí)將教學(xué)成果分享給同行。我們編寫出版了《生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教材》，先后發(fā)表教學(xué)論文共計(jì)5篇。

作者：李萍等

參考文獻(xiàn) 

[1] 周紅.授人以魚，不如授人以漁——例談綜合實(shí)踐活動(dòng)中的方法指導(dǎo)[J].新課程（教研），2011（07）：60-61. 

[2] 繆敏鋒.學(xué)然后知不足，教然后知困”——對(duì)幾個(gè)教學(xué)案例的反思[J].學(xué)生之友（初中版）（下），2010（03）：19-20. 

篇7

    1 當(dāng)代大學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀及其存在問題

    生物相關(guān)專業(yè)的學(xué)生對(duì)生物科學(xué)技術(shù)具有濃厚的興趣,生物科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),對(duì)生物技術(shù)發(fā)展持積極的肯定態(tài)度,具備良好的科技強(qiáng)國的信念。但是,他們對(duì)高新生物科學(xué)技術(shù)知識(shí)和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)了解較少,生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐技能較差,對(duì)生物科學(xué)科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調(diào)查表明,當(dāng)代大學(xué)生對(duì)于當(dāng)前的一些生物熱點(diǎn)問題有一定的了解,但是對(duì)于高新技術(shù)的應(yīng)用和新的科學(xué)研究領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)不足。在理性上,有43%的學(xué)生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點(diǎn),對(duì)事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學(xué)功利主義”對(duì)學(xué)生的影響最大,使得學(xué)生視野狹窄、目光短淺;在實(shí)證精神上,有62%的學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)實(shí)證精神,偏重抽象思維,缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精神和價(jià)值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業(yè)課的常規(guī)教學(xué),很少舉辦專門的科研活動(dòng),且科學(xué)技能培養(yǎng)與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學(xué)缺乏濃郁的科學(xué)素養(yǎng)氛圍,學(xué)生較難形成一定的科學(xué)技能,由此科學(xué)實(shí)踐能力也較差。

    2 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的意義

    細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類本科生一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一,它是以細(xì)胞為研究對(duì)象,從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是一門承上啟下的學(xué)科,和分子生物學(xué)一起同是現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ),并廣泛滲透到遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)和免疫生物學(xué)等的研究中,和農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物高新技術(shù)的發(fā)展有密切的關(guān)系,是生命科學(xué)的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮重要的基礎(chǔ)作用。同時(shí),細(xì)胞生物學(xué)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,重要理論與實(shí)踐密切地聯(lián)系著。隨著生命科學(xué)自身和生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細(xì)胞生物學(xué)課程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)對(duì)于建立與其專業(yè)層次、研究方向相符合的細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)構(gòu)架體系,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力具有非常重要的作用。

    3 細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

    細(xì)胞生物學(xué)作為生物學(xué)類及農(nóng)林醫(yī)藥類的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學(xué)素養(yǎng)的提高不是一朝一夕之功,教師應(yīng)始終將其貫穿于自己的教學(xué)之中。如何在細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),以下是筆者的一些想法和體會(huì)。

    3.1 加強(qiáng)課堂教學(xué)中的“生活化”融合

    細(xì)胞生物學(xué)的知識(shí)理論性強(qiáng),內(nèi)容抽象深?yuàn)W、難于理解,教師可以試將抽象的內(nèi)容與日常生活相聯(lián)系,使學(xué)生有此聯(lián)想起有趣的、熟悉的生活場(chǎng)景或事物,這不僅使抽象的內(nèi)容具體化和動(dòng)態(tài)化,使其容易理解,而且激發(fā)了學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。例如講解“蛋白質(zhì)的分選”時(shí),引導(dǎo)學(xué)生由細(xì)胞社會(huì)聯(lián)想到人類社會(huì)。細(xì)胞中的各種蛋白質(zhì)發(fā)揮結(jié)構(gòu)或功能作用的部位幾乎遍布細(xì)胞的各種膜區(qū)和組分,只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)各就各位并組裝成結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合體,才能參與細(xì)胞的各種生命活動(dòng)。這就好比在人類社會(huì)中,各專業(yè)的畢業(yè)生只有找到適合其自身特點(diǎn)的工作崗位才能發(fā)揮所長(zhǎng)?？傊?運(yùn)用發(fā)散性思維,盡可能地將細(xì)胞生物學(xué)抽象的理論知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系起來,并配合以多媒體輔助手段,使抽象的內(nèi)容變得形象生動(dòng),易于理解掌握。

    3.2 側(cè)重教學(xué)內(nèi)容的前沿性和新穎性

    細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展極為迅速,隨著科學(xué)家們研究成果的不斷涌現(xiàn),其內(nèi)容處在不斷更新的動(dòng)態(tài)過程中。因此,教師在教學(xué)過程中,要注重聯(lián)系學(xué)科的前沿和熱點(diǎn),講述較先進(jìn)的科學(xué)結(jié)論,跟蹤國際上最新進(jìn)展。此外,教師在注重教學(xué)的同時(shí),宜以科研并舉,以科研引導(dǎo)和促進(jìn)教學(xué);教學(xué)與培養(yǎng)科學(xué)研究型人才緊密結(jié)合;教學(xué)內(nèi)容與最新科研進(jìn)展同步,使學(xué)生在正確掌握細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)解決與之相關(guān)的科學(xué)研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎(chǔ)理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹自己的科研成果,這樣既生動(dòng)又貼切,學(xué)生又很熟悉,使學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力,亦可以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,培養(yǎng)學(xué)生的科研鉆研精神。

    3.3 增加細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例

    綜合性實(shí)驗(yàn)注重知識(shí)的綜合運(yùn)用,實(shí)驗(yàn)原理和方法步驟較為復(fù)雜,可以使學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)原理,正確使用儀器設(shè)備,鍛煉學(xué)生綜合分析問題的能力;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,自主配制實(shí)驗(yàn)所需試劑,根據(jù)自己的時(shí)間自主安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實(shí)驗(yàn)條件和課時(shí)安排的限制,細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要以基本操作和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。④因此,教師應(yīng)根據(jù)科學(xué)性、可行性和實(shí)用性原則增大綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴(kuò)增、酶切、重組、轉(zhuǎn)化、篩選的大實(shí)驗(yàn),膜蛋白的分離與鑒定等綜合設(shè)計(jì)型大實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都構(gòu)成了一個(gè)綜合性整體,同時(shí),在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上盡量做到由學(xué)生自主選擇。通過每一次的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生進(jìn)一步鞏固了已學(xué)習(xí)的知識(shí)和已掌握的技術(shù),并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神、創(chuàng)新思維及分析問題和解決問題的能力。

    3.4 組織各種“科學(xué)小組”,布置學(xué)科發(fā)展前沿的討論,與全程科研訓(xùn)練對(duì)接,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神

篇8

莊小威今年5月荻選美國科學(xué)院院士，由此刷新了最年輕美國科學(xué)院華人院士的紀(jì)錄。她出身中科大少年班，15歲進(jìn)入大學(xué)，但是這位天才認(rèn)為自己在中國接受的教育中創(chuàng)造力是個(gè)空白：“我在讀大學(xué)時(shí)沒有創(chuàng)造力，到了伯克利才慢慢改變，開始批判性地閱讀和懷疑性地閱讀?！?/p>

“有人說你像紅樓夢(mèng)里的史湘云，你怎么看?”

“你是如何平衡妻子母親女兒科學(xué)家這幾個(gè)身份的?”

場(chǎng)下“粉絲”的這些問題，讓人絕不會(huì)想到，這是一個(gè)科學(xué)講座的現(xiàn)場(chǎng)。

這場(chǎng)主題為《從物理到生物》的報(bào)告，是北京大學(xué)“大學(xué)堂頂尖學(xué)者講學(xué)計(jì)劃”的—部分。主講人莊小威成為入選該計(jì)劃的第二位學(xué)者。一個(gè)多月前，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主崔琦作為首位入選者開啟了這一講學(xué)計(jì)劃。

“頂尖學(xué)者”莊小威實(shí)至名歸：今年5月她獲選美國科學(xué)院院士，由此刷新了最年輕美國科學(xué)院華人院士的紀(jì)錄。在這—名單中，被她甩在身后的不乏聲名如雷貫耳的名家，包括華人諾貝爾獎(jiǎng)得主楊振寧、李政道、丁肇中等人。在此次北大報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)，莊小威受追捧之熱烈，甚至超過崔琦。

盡管莊小威的形象早已多次出現(xiàn)在熒屏報(bào)端，但當(dāng)她來到現(xiàn)場(chǎng)，這位年輕的女科學(xué)家還是引來觀眾不約而同的驚呼。

驚呼的原因不難理解：明眸皓齒，話語輕陜，看起來比她40歲的年紀(jì)還要年輕不少，這與人們印象中的科學(xué)家形象并不相符，儼然一位鄰家姐姐。

但在演講中，她還是顯現(xiàn)出了大多數(shù)科學(xué)工作者的特質(zhì)。她反復(fù)說道：“我不愿意做演講，因?yàn)檠葜v不像物理那樣有著嚴(yán)密的邏輯?！?/p>

對(duì)朱棣文的建議說“why not”

莊小威開始引起國內(nèi)媒體的廣泛關(guān)注，大約是在6年前。那年，34歲的莊小威成為哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物、物理學(xué)雙聘教授，并隨后在哈佛大學(xué)建立了以自己名字命名的單分子生物物理實(shí)驗(yàn)室。

事實(shí)上，莊小威在圈內(nèi)成名更早。2004年，美國著名的《科技評(píng)論》評(píng)選出在納米技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通信及生物技術(shù)領(lǐng)域從事前沿技術(shù)研究的、年齡在35歲以下的100名青年創(chuàng)新者，莊小威名列其中。2003年，31歲時(shí)，莊小威獲得麥克阿瑟“天才獎(jiǎng)”，她是第—位獲此榮譽(yù)的華人女科學(xué)家。

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)饒毅告訴《瞭望東方周刊》：“莊小威的科學(xué)成就有目共睹。如果說她是杰出的華人女科學(xué)家之一，不會(huì)有很大爭(zhēng)論?！?/p>

莊小威的主要研究?jī)?nèi)容是用現(xiàn)代成像研究生物學(xué)問題。她最知名的研究成果是曾拍攝到單一枚感冒病毒如何影響一枚細(xì)胞，這是首次有科學(xué)家記錄到這—過程。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，她將帶熒光的分子標(biāo)記物附在病毒上。當(dāng)用激光照射時(shí)，標(biāo)記物發(fā)射出特殊的彩色光。借助超分辨率顯微鏡技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)跟蹤拍攝。

莊小威能夠取得這樣的突破，得益于她跨學(xué)科的背景。

這位如今在生物學(xué)領(lǐng)域頗有建樹的學(xué)者，直到博士生學(xué)業(yè)結(jié)束時(shí)，一直聚焦物理領(lǐng)域。1987年，莊小威畢業(yè)于蘇州中學(xué)的科大少年班預(yù)備班；1991年，她獲得中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)學(xué)士；隨后，她赴美國加州大學(xué)伯克利分校深造，師從著名物理學(xué)家沈元壤，1997年獲物理學(xué)博士學(xué)位。

在科學(xué)網(wǎng)上，有網(wǎng)友認(rèn)為，莊小威之所以從物理轉(zhuǎn)而研究生物，是因?yàn)椤吧锟茖W(xué)相對(duì)于數(shù)理化而言，還是一門非常初級(jí)的科學(xué)，容易出成果”。

莊小威對(duì)此的解釋是，這就是個(gè)偶然。博士后研究期間，她進(jìn)入諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者朱棣文的實(shí)驗(yàn)室。莊小威說想做點(diǎn)新東西，朱棣文問她要不做生物，“我就跟他說why not”。

科大少年班采取自由選課制度，莊小威的興趣都在數(shù)學(xué)、物理上，導(dǎo)致她沒有任何生物學(xué)基礎(chǔ)。研究開始時(shí)，她連DNA和RNA有什么區(qū)別都不知道。但她認(rèn)為，“ignorance is bliss(無知者無畏)”。

無畏是莊小威性格的一部分。在美求學(xué)期間，一次，沈元壤受邀在某大會(huì)上做報(bào)告。因?yàn)榕R時(shí)有事，沈元壤讓莊小威代勞。這位還在念書的女學(xué)生十分自信地走上講臺(tái)，后來效果不錯(cuò)，會(huì)議還延長(zhǎng)了十分鐘。

恰逢生物革命

從物理到生物，這個(gè)偶然的變更帶莊小威進(jìn)入了一個(gè)完全不同的學(xué)術(shù)世界：“做生物研究有個(gè)做物理沒有的體驗(yàn)。做物理研究，經(jīng)常是自己提出問題，自己給出解答，沒多少人關(guān)心。做生物研究，不需要挖空心思去想新題目，有很多自然而然的東西，因?yàn)樯锔覀兿⑾⑾嚓P(guān)。而且大家都關(guān)心健康，因此比較容易產(chǎn)生社會(huì)共鳴?！鼻f小威告訴《瞭望東方周刊》。

值得注意的是，近年來獲評(píng)美國科學(xué)院院士的美籍華人科學(xué)家中，生物領(lǐng)域的研究者在各學(xué)科中占據(jù)多數(shù)。如在2012年的獲選者中，6位在美華裔學(xué)者的研究領(lǐng)域均與生物領(lǐng)域相關(guān)。前幾年人選的學(xué)者亦有不少在國內(nèi)為公眾所知，如北京生命科學(xué)研究所所長(zhǎng)王曉東等人。

饒毅說：“留學(xué)美國的中國人，研究生命科學(xué)領(lǐng)域的，最終留在學(xué)術(shù)界的人數(shù)比其他學(xué)科更多?！?/p>

觀察美國科研的整體狀況，這一現(xiàn)象不難理解。以2011年美國科學(xué)院院士評(píng)選為例，在72位新晉院士中，從事生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的院士有20多位，在總數(shù)上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

饒毅對(duì)此的解釋是，“因?yàn)槊绹顿Y生命科學(xué)的研究經(jīng)費(fèi)有可能多于數(shù)理化天地等學(xué)科研究經(jīng)費(fèi)的總和，美國做生命科學(xué)學(xué)術(shù)的人就比較多?！鼻f小威從另一個(gè)角度解釋了生物研究火熱的原因：“作為一門新興學(xué)科，生物研究比較吸引人才?！?/p>

在20世紀(jì)下半葉，生命科學(xué)成為發(fā)展速度最快的領(lǐng)域之一，“21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)”這一說法甚至進(jìn)入了教科書。

篇9

1轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的概念

轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是近l0年來國際生命科學(xué)界的一大熱點(diǎn)，于1996年由國際知名醫(yī)學(xué)雜志《Lancet)首次提出。目的是將基礎(chǔ)科研成果快速轉(zhuǎn)向臨床應(yīng)用，在基礎(chǔ)研究與患者的診療之間，特別是與臨床試驗(yàn)建立橋梁聯(lián)系，更有效地將基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于臨床疾病的預(yù)防和診療，并以臨床疾病的問題指導(dǎo)基礎(chǔ)研究的走向…。對(duì)于臨床醫(yī)生而言，把握轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的本質(zhì)，就是要注重從臨床中發(fā)現(xiàn)問題，為基礎(chǔ)研究提供研究方向和目標(biāo)，并將實(shí)驗(yàn)研究成果應(yīng)用于臨床診治當(dāng)中，解決臨床問題，切實(shí)為臨床服務(wù)。

2科研選題應(yīng)源于臨床

科學(xué)問題的提出必須且只有來自于人體，才能真正體現(xiàn)科學(xué)研究的價(jià)值。麻醉學(xué)科研領(lǐng)域中，習(xí)慣的做法是在老鼠、兔子或狗身上展開基礎(chǔ)研究。但是必須意識(shí)到，基于實(shí)驗(yàn)室在非人體水平發(fā)現(xiàn)的某種現(xiàn)象提出假說，這些假說通常并不能推及人體，約3／4的基礎(chǔ)研究甚至沒有進(jìn)入臨床前實(shí)驗(yàn)就被棄之一旁。惟有基于臨床發(fā)現(xiàn)所提出的假說和研究模式，才能最大程度地反映人體的真實(shí)狀況]。廣大臨床麻醉醫(yī)生需要認(rèn)真思考如何將臨床現(xiàn)象凝練成具體的科學(xué)問題，通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室研究獲得其規(guī)律性，轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)臨床麻醉工作的知識(shí)并能經(jīng)得起大樣本的臨床評(píng)價(jià)?；谶@種思想的指導(dǎo)，近年來科研選題的方向，都是盡可能從臨床麻醉工作中來尋找。比如說，在臨床工作遇到了很多創(chuàng)傷失血性休克需行手術(shù)治療的患者。心、肺是這些患者缺血后損傷的首次打擊器官。臨床麻醉廣泛使用的物會(huì)對(duì)這些器官產(chǎn)生怎樣的影響呢?針對(duì)這些疑問選題，以靜脈異丙酚為干預(yù)，選擇其臨床相關(guān)濃度范圍，在動(dòng)物身上開展藥物對(duì)靶器官缺氧一復(fù)氧影響的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：異丙酚后處理，能顯著減輕大鼠心肌細(xì)胞缺氧一復(fù)氧損傷；異丙酚預(yù)處理，能顯著減輕缺氧II型肺泡上皮細(xì)胞凋亡，提高細(xì)胞存活率。并推測(cè)這種保護(hù)作用的相關(guān)靶基因及胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，相關(guān)研究結(jié)果先后于2010年和2011年發(fā)表在Euro—peanJournalofAnesthesiology和Injury雜志。在此基礎(chǔ)上，制定研究方案，觀察常規(guī)使用的靜脈物異丙酚，對(duì)創(chuàng)傷失血性休克擬行手術(shù)患者缺血器官的影響及可能機(jī)制。如果動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能夠在臨床麻醉患者身上得到印證，那么對(duì)于科研工作無疑是一個(gè)重要的肯定和鼓勵(lì)。畢竟，開展的所有醫(yī)學(xué)科學(xué)研究最終服務(wù)的個(gè)體是人，只有成功實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)的對(duì)接，完成研究成果的轉(zhuǎn)化，才能真正體現(xiàn)科研工作的價(jià)值。

3科研成果應(yīng)用于臨床

近年來，進(jìn)行了大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，研究高位脊髓損傷后神經(jīng)中樞、心臟、肺、大血管、外周神經(jīng)等部位的自主神經(jīng)功能障礙，從中篩選出從外周到中樞的一條異常神經(jīng)反射弧。研究課題《平戰(zhàn)時(shí)脊髓損傷后心血管功能可塑性的研究》獲得了2007年軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。以該研究成果指導(dǎo)臨床高位脊髓損傷患者的麻醉管理，術(shù)中無1例患者出現(xiàn)惡性自主高反射。內(nèi)皮干細(xì)胞的研究是目前醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)，已經(jīng)證實(shí)內(nèi)皮干細(xì)胞在細(xì)胞炎癥反應(yīng)和自身免疫應(yīng)答的調(diào)控方面發(fā)揮了重要作用?？剖业难芯可苍谠摲矫孢M(jìn)行了一系列動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用內(nèi)皮干細(xì)胞移植，可明顯減輕大鼠內(nèi)毒素所致急性肺損傷，研究論文今年已被國際麻醉學(xué)頂尖雜志《Anesthesiolo—g)r》接收。由于內(nèi)皮干細(xì)胞移植已進(jìn)入臨床實(shí)踐，下一步就是要聯(lián)合醫(yī)院、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)藥公司和生物器械公司等部門和機(jī)構(gòu)，將該研究成果逐步推向臨床。但由于臨床研究的復(fù)雜性，涉及適應(yīng)證、醫(yī)BasicMedicalEducation，Jan．2012，Vo1．14No．1學(xué)倫理、藥物或治療方法的安全性評(píng)價(jià)等，實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果轉(zhuǎn)化成為經(jīng)過臨床驗(yàn)證有效、能夠在l臨床推廣應(yīng)用的成果將會(huì)是一個(gè)較長(zhǎng)的探索過程。

篇10

關(guān)鍵詞：DNA計(jì)算；計(jì)算模型；DNA計(jì)算發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)04-0920-02

Analysis DNA Computing and its Development

XIAO Zhen-nan1, JIANG Han-yang1,2,WANG Xiang-wen1

(1.Department of Computer Science and Technology, Hunan Technological and Economic Vocational College, Hengyang 421001, China;2. Department of Computer Science, Hengyang Normal University, Hengyang 421000, China)

Abstract: In recent years, based on the biochemical reaction mechanism of DNA computing model by many different scientific disciplines within the field of scholarly concern. DNA computing has become the forefront of international scientific research within the field of a new hot spot. This paper discusses the principle of DNA computing, DNA computing summarized the characteristics, DNA computing model, and pointed out the study of DNA computing problems, and finally to the development of DNA computing prospect.

Key words: DNA computing; computing model; prospects of DNA computing

DNA計(jì)算利用DNA特殊的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則對(duì)問題進(jìn)行編碼，把要運(yùn)算的對(duì)象映射成DNA分子鏈，在生物酶的作用下，生成問題的可能解即初始數(shù)據(jù)。然后按照一定的規(guī)則將原始問題的數(shù)據(jù)運(yùn)算并行地映射成DNA分子鏈的可控的生化過程。最后利用現(xiàn)代生物技術(shù)等手段獲得運(yùn)算結(jié)果。

1994年,Aldeman博士介紹了用DNA來解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題想法。Aldeman是美國南加州大學(xué)的一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家，在閱讀James Watson寫的《分子生物學(xué)的基因》得出了結(jié)論：DNA是有潛力的計(jì)算。Aldeman博士在實(shí)驗(yàn)室采用現(xiàn)代分子生物技術(shù)，在試管中利用DNA分子解決了具有7個(gè)頂點(diǎn)的有向Hamihon回路問題(Hamilton pathproblem。HPP)，該研究開創(chuàng)了用DNA分子解決經(jīng)典困難計(jì)算問題的先河。它的新穎性不在于算法。也不在于速度，而在于采用了迄今為止還沒有作為計(jì)算機(jī)硬件的生物工業(yè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，并且開發(fā)了DNA潛在的并行性。隨著傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的制造工藝瀕I臨極限，DNA計(jì)算成為了傳統(tǒng)硅介質(zhì)計(jì)算機(jī)的最有利挑戰(zhàn)者。這一研究成果引起了世界范圍內(nèi)各個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛關(guān)注，繼而開辟了一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域--DNA計(jì)算。

目前，國內(nèi)北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)系統(tǒng)工程研究所和華中科技大學(xué)分子生物計(jì)算機(jī)研究所等高校、科研單位和計(jì)算機(jī)專家在DNA計(jì)算科學(xué)研究領(lǐng)域取得了很好的研究成果。其中上海交通大學(xué)Bio―X生命科學(xué)研究中心和中科院上海生命科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所于試管中完成了DNA計(jì)算機(jī)的雛形研制。在實(shí)驗(yàn)上把自動(dòng)機(jī)與表面DNA計(jì)算結(jié)合到了一起，這在中國還是首次。

1 DNA計(jì)算原理

DNA計(jì)算的原理來自分子生物學(xué)的研究成果。DNA鏈的巨大并行性和Watson―Crick的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)使這樣的計(jì)算對(duì)解決一些問題。特別是一些傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)還無法解決的問題，有了良好并且廣闊的發(fā)展前景。DNA計(jì)算原理圖如圖1所示。

DNA的來源廣闊．生物乃至人的體內(nèi)就擁有大量的DNA鏈。DNA是由聚合鏈組成．通常這樣的鏈稱為DNA鏈，DNA鏈由核苷酸構(gòu)成，核苷酸由4個(gè)不同的堿基：A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)。而根據(jù)Watson―Crick互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)．這樣的堿基配對(duì)相互吸引：A與T連接。G與C連接。正如電子計(jì)算機(jī)由0和1的編碼來編寫和表示信息一樣，由字母表Σ={A、T、G、Cl組成的DNA單鏈可以看做是編寫和表示信息的方法．而基于DNA鏈的一些生物操作(PCR操作、親和層析、超聲波降解、磁珠分離、凝膠電泳等)可以認(rèn)為對(duì)這個(gè)字母表的計(jì)算方式。這種計(jì)算，不僅是一種物理性質(zhì)的符號(hào)變換，也是一種化學(xué)性質(zhì)的變換，這種計(jì)算方式是前所未有的，是劃時(shí)代的。

2 DNA計(jì)算模型

DNA計(jì)算模型的研究已經(jīng)引起了數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。DNA計(jì)算研究的最終目的是構(gòu)造出具有巨大并行性的DNA計(jì)算機(jī)。在目前所獲得的DNA計(jì)算模型中，最能引起學(xué)者們興趣與關(guān)注的模型有如下幾種：粘貼模型、剪接系統(tǒng)模型、表面與芯片DNA計(jì)算模型、布爾電路模擬等。國內(nèi)開始DNA計(jì)算的研究始于1996年。到目前為止，我國關(guān)于DNA計(jì)算的研究已經(jīng)取得許多可喜的研究成果。如最小頂點(diǎn)覆蓋問題的Sticker模型，布爾電路模擬，DNA計(jì)算與遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的結(jié)合，DNA計(jì)算中的編碼等。

目前，DNA計(jì)算模型主要分為基于DNA分子結(jié)構(gòu)特征的DNA計(jì)算模型和基于生物操作與實(shí)現(xiàn)的計(jì)算模型。

2.1 基于DNA分子結(jié)構(gòu)特征的DNA計(jì)算模型

1) 基于DNA分子結(jié)構(gòu)特征

粘貼模型是由Roweis等人于1996年提出來的。它是一種基于分子操作和隨機(jī)訪問內(nèi)存的一種DNA計(jì)算模型，是一種通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。粘貼模型采用單鏈和雙鏈的混合形式進(jìn)行編碼，將一條長(zhǎng)鏈劃分為若干段。其中有些是單鏈，有些是雙鏈，單雙鏈隨機(jī)分布。若用單鏈表示數(shù)據(jù)0，用雙鏈表示數(shù)據(jù)1，則一條這祥的一個(gè)長(zhǎng)鏈可用來表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)。由于單鏈和雙鏈根據(jù)不同的生物操作可發(fā)生變化，因而DNA鏈相當(dāng)于一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。粘貼模型的優(yōu)點(diǎn)是在運(yùn)算過程中不需要DNA鏈的延伸，也不需要酶的作用，并且DNA鏈可重復(fù)使用。

2) 基于DNA分子結(jié)構(gòu)特征的其它計(jì)算模型

除了粘貼模型外，目前研究比較熱的還有剪切系統(tǒng)模型、插入―刪除系統(tǒng)模型、發(fā)夾DNA計(jì)算模型、質(zhì)粒DNA計(jì)算模型等。

2.2 基于生物操作與實(shí)現(xiàn)的DNA計(jì)算模型

基于生物操作與實(shí)現(xiàn)的DNA計(jì)算模型主要包括試管型、表面型兩種。

3 DNA計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)

1) 運(yùn)算速度快

普通的計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度為106次/秒，目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度為1012次/秒，而對(duì)于分子計(jì)算機(jī)，如果是兩個(gè)DNA的連接視為一次操作，又假定4*1014個(gè)邊DN斷有一半發(fā)生了連接反應(yīng)，則分子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度為1014次/秒。

2) 低能耗

生化反應(yīng)所需要的能量消耗很小, 完成同樣的運(yùn)算DNA計(jì)算所消耗的能量是大型機(jī)的十億分之一。

3) 存儲(chǔ)容量高

DNA存儲(chǔ)信息的密度是1bit/nm3，而當(dāng)前錄像帶的信息存儲(chǔ)密度僅為1bit/1212nm3。

4) 可以真正實(shí)現(xiàn)并行工作

傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)主要是串行工作，而分子計(jì)算機(jī)可視為多CPU的并行工作，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)無法真正實(shí)現(xiàn)的模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算功能。對(duì)于分子計(jì)算機(jī)，一個(gè)DNA分子相當(dāng)于一個(gè)CPU，在1molDNA溶液中就含有1023個(gè)分子，則可以實(shí)現(xiàn)1023量級(jí)的并行計(jì)算。

5) DNA計(jì)算存在的問題

隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，DNA計(jì)算將會(huì)被用來解決更多的實(shí)際問題，特別對(duì)一些復(fù)雜巨系統(tǒng)中的問題。它將會(huì)給數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)和工程等學(xué)科帶來飛速的發(fā)展。但DNA計(jì)算本身也存在一些問題網(wǎng)：

1) 沒有統(tǒng)一的操作

由于其本身的生物技術(shù)的多樣性，基于DNA計(jì)算的基本操作并沒有統(tǒng)一。通常在不同的解決方案里會(huì)提出同樣的操作名稱，但其對(duì)應(yīng)的生物操作并不相同。對(duì)于研究者來講。在查閱相關(guān)資料時(shí)．不得不把更多的精力放在分子生物學(xué)操作上，這對(duì)于用DNA計(jì)算解決問題是不利的。特別是隨著問題規(guī)模的增大，所需要的DNA分子數(shù)目和各種酶的數(shù)量會(huì)呈指數(shù)增長(zhǎng)，而生物操作錯(cuò)誤和統(tǒng)計(jì)誤差的概率會(huì)被放大。

2) 自動(dòng)化程度不高

在DNA計(jì)算中人的參與還是比較多的，隨著DNA計(jì)算研究的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一些半自動(dòng)的DNA計(jì)算機(jī)，但還是無法離開人類的參與，從某些角度上來講，也大大制約了DNA計(jì)算的發(fā)展。

3) 缺乏良好的人機(jī)對(duì)話界面

DNA計(jì)算機(jī)要想真正地取代傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)，就目前而言，在人機(jī)對(duì)話界面上還有待改進(jìn)，無法便利地輸入問題和獲得解，在這些方面還是無法離開傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。

4 DNA計(jì)算的發(fā)展前景

目前，關(guān)于DNA計(jì)算和DNA計(jì)算機(jī)的研究發(fā)展速度十分驚人。無論在理論研究上，還是實(shí)驗(yàn)方式的研究上都有很大的進(jìn)展舊。基于固體表面的DNA計(jì)算可不在溶液中進(jìn)行。這項(xiàng)成果大大降低了DNA計(jì)算的出錯(cuò)率。粘貼計(jì)算模型的出現(xiàn)使得在運(yùn)算過程中不需要DNA鏈的延伸，也不需要酶的作用。并且DNA鏈可重復(fù)使用，對(duì)DNA鏈的增長(zhǎng)起到了控制作用。

DNA計(jì)算應(yīng)用廣泛。利用DNA計(jì)算可以解決某些NP完全問題；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、解密；進(jìn)行智能控制；解決生物化學(xué)、組合化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域問題；實(shí)現(xiàn)Boolean電路和數(shù)據(jù)流邏輯運(yùn)算等。

DNA計(jì)算是跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)。涉及到DNA計(jì)算的學(xué)科有生物學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。

DNA計(jì)算研究方向廣泛，涉及到DNA計(jì)算的的主要研究方向有DNA nanotechnology、表面實(shí)驗(yàn)、算法設(shè)計(jì)和計(jì)算模型等。

5 小結(jié)

綜上所述，DNA計(jì)算的發(fā)展前景是非常廣闊的，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，特別是越來越多的研究者的參與，DNA計(jì)算的研究將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)嶄新的局面。很多制約現(xiàn)在DNA計(jì)算的問題慢慢會(huì)得到解決。雖然在很多方面，DNA計(jì)算還存在問題，但在特定的領(lǐng)域和復(fù)雜問題上，它已顯現(xiàn)出巨大的潛力。這一新領(lǐng)域的發(fā)展和研究值得關(guān)注和重視。

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