生命科學和動物科學范文

時間:2023-10-31 18:08:15

導語:如何才能寫好一篇生命科學和動物科學,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

生命科學和動物科學

篇1

1 引言

古生物學是研究地質時期生物的形態、構造、分類、分布、起源及進化的科學,是地質學的一門分支學科,因此,長期以來,“古生物學”課程一般都在地質院校和綜合性大學的地質系設置,而生命科學學院或生物系很少設置本門課程。但古生物學同時也是一門跨生物學和地質學的交叉學科,生物學中的一些系統學問題,如生命的起源與演化、被子植物的起源與演化等問題都有賴于古生物學的研究。本文將介紹生命科學學院生物科學專業開設“古生物學”課程的意義、教學特點以及通過三個學期的教學嘗試所取得的初步成果。

2 生物科學專業開設“古生物學”課程的意義

隨著學科之間的不斷交叉和滲透,古生物學和現代生物學的關系越來越密切。生物學中的一些系統學問題,如被子植物的起源等問題都有賴于古生物學的研究。中國是古生物化石多樣性最豐富的國家之一,長期以來在國際古生物學界的地位舉足輕重,尤其是近十多年來通過古生物學和生物學的交叉研究,相繼在生命起源、鳥類起源及被子植物起源等問題的研究中取得了突破性的進展,令世人矚目。如云南澄江動物群中最早脊索動物的發現、遼西帶羽毛的恐龍—中華龍鳥的發現等等,這些成果相繼在“science”、“nature”上發表數十篇論文。

長期以來,“古生物學”課程一般在地質院校和綜合性大學的地質系開設,而生命科學學院或生物系很少設置本門課程。由于生命科學學院生物科學專業高年級學生已經掌握了相關的現代生物學知識,因此在生物科學專業開設本課程,將能使本專業的學生更加系統地了解地球生命的起源以及生物界由簡單到復雜、由水生到陸生進化的地質歷程,并及時了解國際古生物學和生物學交叉領域的最新研究成果。因此本課程的開設對開闊生物科學專業學生的視野,啟發他們認識生物學和古生物學交叉領域一些重大科學問題,進而發現并探索一些新的問題等都具有積極的意義。

3 生物科學專業“古生物學”課程的教學特點

地質院校和綜合性大學地質系開設的“古生物學”課程的教學特點,主要是介紹不同地質時期發現的各門類動、植物化石的形態特征,因此主要是形態分類方面的。編寫的“古生物學”教材一般分為兩部分,第一部分通論主要介紹古生物學的基本概念、化石的形成過程、化石類型、生物的演化以及古生物學的任務;第二部分各論主要介紹各門類化石,包括:原生動物門、海綿動物門、古杯動物門、腔腸動物門、苔蘚動物門、軟體動物門、節肢動物門、棘皮動物門以及古植物等各個門類。

但生命科學學院生物科學專業的學生在三年級以前已經系統地學習了動物學和植物學課程,對動、植物的形態解剖特征以及系統分類已經有了比較全面的了解,因此生物科學專業的“古生物學”課程如果還是象地質院系一樣介紹系統分類,勢必會造成很多重復,學生也會感覺枯燥而沒有新意。基于此,生物科學專業的“古生物學”程教學應根據學生已有的知識基礎,在系統介紹地質時期主要化石門類的基礎上,重點介紹與生命科學密切相關的一些科學問題和最新研究進展,以及地質時期生命演化的主要歷程。同時,還要注重理論與實踐相結合,通過野外親自采集化石標本和室內鑒定研究,增加學生的興趣。

生命科學學院生物科學專業“古生物學”課程講授的主要內容包括以下四個方面:地質時期主要的動物和植物化石門類;生命演化的五個主要階段的特征,包括藻類和無脊椎動物時代、裸蕨植物和魚類時代、蕨類植物和兩棲動物時代、裸子植物和爬行動物時代、被子植物和哺乳動物時代;各主要時代生物界的特征以及主要門類動、植物的起源與演化;野外認識地層及化石的產出狀況,采集并鑒定、描述和研究化石。

4 教學效果及今后展望

為了進一步拓展生命科學學院生物科學專業學生的知識面,作為教學改革嘗試,本文作者于2003年提出申請,為中山大學生命科學學院生物科學專業高年級本科生(三年級)開設“古生物學”選修課,同年得到學校批準,并于2005年度第二學期在2003級生物科學專業正式開課,共有33人選修了本課程,成為該學期生物科學專業選修人數最多的課程之一。其后2006和2007年度選修本門課程的人數均達到了50人,從中反映了本門課程在生命科學學院的影響在不斷擴大。

根據上述教學特點,本門課程理論課主要介紹古生物學基本原理、常見化石類型、重要門類生物的起源與演化、地質時期生命演化的主要歷程以及我國古生物學研究在國際上的地位和貢獻等;野外實習主要帶領學生到廣州近郊花都花東鎮認識地層和巖性,了解化石在野外地層中的產出狀況,親自采集動、植物化石標本,初步掌握采集化石的技巧,并能初步判斷哪些地層中可能含有化石;室內實習主要讓學生認識各種常見化石標本,并親自鑒定自己從野外采集回來的動、植物化石,然后進行形態描述和初步的研究。

具體教學方案如圖1:

篇2

關鍵詞:多媒體;教學;課程;生命科學

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)23-0247-02

生命科學與我們的生活密切相關,其本質是研究生命現象、揭示生命活動規律和生命本質的科學。它的研究對象既可以是組成生命現象的生物大分子,也可以是生物個體本身,甚至可以是生態系統和生物圈,生命科學的飛速發展對人類的日常生活和社會的發展建設均產生了巨大的影響[1]。目前人類面臨的一系列重大問題,如人口膨脹、食物短缺、能源危機、環境污染及疾病危害,等等,這些問題的解決很大程度上將依賴于生命科學和生物技術的進步與發展。因此生命科學被譽為21世紀最活躍的學科之一,自然科學的前沿學科[2]。生命科學素養也是大學生綜合素質的一個重要組成部分[1,3]。目前,越來越多的高校開始為全校的各個專業的大學生開設生物類的課程,包括世界一流的大學,如麻省理工學院,就將生物導論等生物學基礎課程開放給全校[2]。通過在大學課程中普及生命科學知識,增強生命科學素養是提高大學生綜合科學素質的手段之一。《生命科學導論》是高等院校面向全校各類專業,尤其是非生物科學類專業學生開設的基礎課程。由于生命科學涉及面廣、內容豐富,而且發展十分迅速,不斷增加新的內容,同時學生的專業差異均進一步加大了生命科學導論的教學難度。隨著多媒體技術的日益發展和成熟,在現代教學中,多媒體技術教學手段的應用已成為教學改革和發展的熱點[4]。運用多媒體技術,通過PowerPoint、動畫、視頻等多種多媒體形式和生命科學相關的專業知識進行結合。將原先大量復雜的知識更形象地呈現在學生面前,與傳統的板書教學相比,具有圖文并茂,便于講解和記憶的優點,可以更大程度地的活躍學生的學習情緒,激發學生的學習興趣,增強課程的教學效果,促進課程教學發展。

一、多媒體在《生命科學導論》課程中的應用

生命科學導論課程涉及了植物學、動物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、生態學及現代、生物技術等眾多的學科和內容,涵蓋的信息容量大、知識更新速度快、綜合性強[3]。作為一門全校通識類的選修課程,《生命科學導論》所面向的是全校不同專業的學生,不同專業學生對生物學的知識具有不同的實際需求,教學過程中需要兼顧不同專業學生之間的基礎差異性,因此在授課時針對不同專業的學生提供不同深度的教學內容。目前的多媒體教學的最主要方式體現在PPT教學,與傳統的板書教學相比,PPT具有圖文并茂,便于講解和記憶的優點,對于生物專業知識接觸較少的工科和文科專業的學生在學習非專業知識時也可以節省很多精力[5]。采用PPT進行授課,可以將學生的精力集中在聽課而非記筆記上,提高了教學的效果,同時也方便學生在后期隨時進行查閱和回憶之前的課程內容。對于有一定生物基礎知識的農科和理科學生,具有一定生命科學相關基礎的學生,應當適當地增加一些知識的深度,需要對基礎的知識點進行講解的基礎上引入一些新的技術和研究,激發學生對于生命科學領域進一步進行探索和了解的欲望。然而,PPT的平面圖像對于一些較為抽象和復雜的技術原理無法很好的進行展現,可能會增加學生的學習負擔,喪失學習興趣。教學動畫在國外生物方面的課程中已有不錯的發展,許多優秀的教材中附帶有大量的與教學內容相關的動畫,同時一些研究者也漸漸開始在論文中利用動畫或者影像來更為直觀地表述自己的結論,或是將制作的動畫或影像連接到自身的主頁上,幫助其他研究者進行了解[4]。在常規的平面圖像中,篩選、引用和制作生命科學導論相關的教學動畫可以幫助學生更好地了解和吸納教學內容,提高教學質量。此外,目前國內外媒體制作了許多精美的紀錄片,比如中央電視臺制作發行的《森林之歌》系列、英國廣播公司(BBC)制作的《生命》系列、美國公共電視網(PBS)制作的《自然》系列等,這些紀錄片或介紹了自然生態的偉大,或展現了生命的神奇,或介紹了快速發展的新興技術,均可以與專題內容相結合。通過觀看紀錄片,學生可以更直觀地去了解新的研究進展,提升學生的興趣,拓展學生的視野。

二、多媒體在教學中應用的優勢

多媒體的應用在《生命科學導論》的教學中具有很大的優勢。隨著科技的發展,越來越多的課堂脫離了原先的板書模式,授課模式逐漸由文字化走向圖像化,而圖像化也開始脫離原先靜態的模式,走向動態。例如,在進行動物免疫系統的介紹時,僅用文字配合圖片的講解的時候,對于有一定生物學基礎的學生來說或許較易于接受,但是對于一些文科類的學生,較多專業信息的涌入和單一的過程示意圖很容易使他們失去學習的興趣,而如果將各類免疫細胞,如T細胞、白細胞、巨噬細胞等免疫細胞用卡通的形象描述出來,表述成為人體內的士兵,將免疫細胞對病原體進行防御的過程用動畫表述出來。短短的幾分鐘的動畫就可以將原先枯燥乏味的原理化虛為實,幫助學生對于人體的免疫系統有了一個簡單的了解。魯迅先生曾說:“用活動電影來教學生,一定比教員的講義好,將來恐怕要變成這樣的。”在《生命科學導論》的教學中,紀錄片的應用也是如此,特別是在生態環境方面的介紹中,由于課堂的局限性,許多學生對于生態環境的接觸僅僅限制在了書本上的介紹,在對“生命多樣性”一章進行講解之時,文字和數據大段地標示出了目前生物多樣性所面臨的嚴重威脅,對于不少學生來說,因為沒有切身的體會,很難感受到這些數據的沖擊性。由于生態環境問題的日益嚴重,許多國家都制作了精美的紀錄片向公眾展示保護環境的重要性,對于學生來說,在進行教學的時候適當地引入這些紀錄片比單純的羅列數字更能夠讓他們理解環境保護的意義。例如《最孤獨的動物》這部紀錄片,表述了包括孤獨喬治在內的若干種已滅絕或瀕臨滅絕的生物的困境,這些生物的日常生活、生存環境以及那些為保護他們而努力的生物學家的工作都通過攝像機直觀地展現在了學生面前。引發他們的思考和對環境保護的意識。此外,生命科學作為21世紀的領軍學科之一,其發展日新月異,通過書本進行知識傳播的更新頻率有限,學生無法通過書本的學習了解到新興研究的發展。多媒體則不同,新的信息影響可以通過網絡和電視平臺進行傳播,將其適當地引入到課堂中,不僅豐富了學生的知識儲備,也擴展了教學內容。

三、多媒體在教學應用中的弊端

雖然多媒體在教學中的應用優勢明顯,但是仍然存在一些不足。首先是幻燈片、動畫等影像的使用,其原始目的是使學生能夠將精力集中在聽課而非記筆記上面,但是也會導致部分學生上課不認真,在課堂上不去記錄筆記和聽課,下課后直接拷貝課件,這反而失去了學習的積極性。其次,過多地引入動畫和視頻有可能分散學生的注意力,讓學生有一種走馬觀花的感覺,相較于文字,影像固然更能夠吸引學生的注意力,然而學生會存在抓不住重點,難以對影片中的專業知識點進行歸納總結的狀況。導致無法達到教學目的,教學質量反而下降的情況[4]。同時,引入影像進行教學有可能會使學生忽視了教師的主導地位[6]。在課堂上,教師的主要工作是引導學生去理解和吸納新的知識信息,多媒體作為一個輔助工具,應該起到幫助學生理解、掌握知識的目的,但是并不應該取代教師的作用。若是教師過于依賴于多媒體的幫助,反而會喪失了其在課堂中的主導地位,導致無法正常地與學生進行交流,從而致使無法完成教學目標。

四、結論

綜上所述,在進行《生命科學導論》的教學中,適當地引入多媒體形式的教學更有助于學生學習和理解生命科學知識以及熟悉生命科學技術。相較于傳統的板書模式,多媒體的應用可以幫助學生更好地理解所需接受的知識,調動學生的學習積極性,提升教學質量。然而,凡事有利則有弊,過多地引入多媒體動畫、影像等資源則容易使學生失掉重點,在學習理解上存在偏差。而教師如果過度地依賴于多媒體,則會導致無法進行正常的教學活動,喪失其在課堂上原有的主導地位,多媒體的應用反而會帶來負面的效果。因此在使用多媒體教學的時候應該遵循適度原則,教師應當及時地幫助學生進行歸納總結,從而保證教學質量,提高教學效率。

參考文獻:

[1]李娜,毛永強.“生命科學導論”公選課的教學改革初探[J].長春理工大學學報,2011,(10):120-1.

[2]李遂焰,吳堅,李萍.生命科學導論課程建設與教學改革的幾點體會[J].教育教學論壇,2014,(29):94-5.

[3]陳阿琴,陶賢繼,劉其根,等.關于生命科學導論課程教學改革的思考[J].教育教學論壇,2013,(06):42-3.

[4]厲建中,胡振林,邱磊,等.多媒體在專業課《基因工程藥學》教學中的應用[J].陜西教育(高教版),2009,(10):333.

[5]高勇,陳建民,王漢林.多媒體動畫在基因工程教學中的應用[J].教育研究,2015,25(2).

篇3

1.1中國生命科學技術倫理研究現狀

生命倫理學在中國經過30余年的發展,已逐漸成為倫理學研究領域的熱門話題和最活躍的學科之一,在學科建設、理論研究、人才培養等方面取得了卓著的成就。其中,對生命科學技術倫理的關注尤其是高新生命科學技術相關倫理問題的討論一直是生命倫理學的重要旨歸。近年來,我國越來越多的學者開始關注各種高新生命科學技術的倫理問題,從多重領域和視角出發進行了深入而審慎地探討,不同領域學者觀點的碰撞和交流為我國生命技術倫理研究提供了優秀的思想和學術資源。例如,邱仁宗集中討論了異種移植和基因治療中的倫理問題,認為在沒有確切證據證明某些高新生命技術不會給人類帶來嚴重危害前,應該對這些高新生命技術采取“有罪推定”,暫停人體試驗,而用動物實驗和體外實驗代替。姚大志和陸樹程對克隆人的合理性以及相關的道德倫理問題進行了有針對性的商榷和探討。姚大志從沒有生育能力的人有權要求借助生殖性克隆享受生育繁衍后代的權利和人們的道德觀念會隨著歷史發展、技術進步而改變兩個角度切入,分析總結了人們反對克隆人類的三個道德理由:

(1)克隆人類破壞了人的尊嚴和神圣性;

(2)克隆人是否能夠健康成長;

(3)以“非自然”的方式創造人挑戰了上帝的權威。陸樹程對姚大志的觀點進行了回應,他認為人們對應用于優生優育、診斷和治療疾病及器官組織移植的治療性克隆,在倫理上是寬容的;人的生殖性克隆即使有很高的技術可行性,仍然會引發侵犯人權等嚴重的社會倫理問題,違背目前的生命價值論和道義論等倫理原則。張明國認為生命技術是一種風險技術,在其應用過程中會產生一定的安全和倫理風險,進而導致相應的倫理問題;分析和研究了生命技術風險的本質、特征、存在方式和成因,提出應建立和完善有效規避和控制生命技術風險的制度和倫理原則規范。方興著眼于高新生命科學技術發展中的倫理委員會建設,分析了我國倫理委員會發展受制約的原因:隸屬關系混亂、組織形式和人員構成不規范、審查依據的法律規范不統一和法律定位模糊等,認為應在一定范圍內授予倫理委員會行使部分行政職權的權限,建立獨立的審查系統,充分發揮倫理審查委員會的有效作用。除了生命倫理學學術界的熱烈討論,在法律法規方面,近年來,為了更有效地管理和引導生命科學技術的發展和應用,填補我國生命科學技術相關政策領域的空白,我國在重要的生命科學技術領域制定和出臺了一系列政策法規。例如,原衛生部1993年頒布的《人的體細胞治療及基因治療臨床研究質控要點》、原國家藥品監督管理局1999年的《新生物制品審批辦法》附錄九“人基因治療申報臨床試驗指導原則”和2003年的《人基因治療研究和制劑質量控制技術指導原則》。這些政策法規的內容仍是主要側重于技術標準和操作規范,對相關的倫理問題關注度不夠,缺乏倫理道德規范方面的詳細內容和規定,還需要不斷改進和完善。2009年3月2日,原衛生部出臺《醫療技術臨床應用管理辦法》(以下簡稱《管理辦法》),對我國醫療技術創新和醫療抉擇等方面起到了一定的指導作用,從國家政策層面對現代醫療技術帶來的各種問題,尤其是倫理和法律問題的界定和解決給予了官方解釋。然而,現代醫療技術發展面臨的法律和倫理問題往往十分復雜,《管理辦法》并不能有效解決和消除現代醫療技術的倫理和法律困境。

1.2生命技術倫理研究的中西差異

作為順應生命科學技術發展而出現的新興學科,生命倫理學于1971年在美國出現,20世紀80年代末在美國得到廣泛應用,并逐步影響到歐洲、亞洲等其他地區。以美國為代表的西方生命技術倫理研究在認識“人”的問題時,往往局限于“人是目的,而非工具”和“人是道德的主體”等以人為中心的思想基礎上,認為應該充分尊崇個人的自由意志,并要求對個體自的尊重。“以人為中心”的極端后果是在思維里刻上了“人之外的萬物皆為工具”的烙印,造成對非人類生命主體的輕視和不尊重,將其視為實現人的目的而可被利用的工具。例如,恩格爾哈特在其論著《生命倫理學基礎》中論述“行善原則”時,區分了“尊重”與“行善”,認為人不應理所應當地對動物進行利用和索取,提出了人對動物負有行善義務的觀點,但仍是基于“人是道德的主體”的前提。中國傳統文化中的儒、道、佛、墨家學說中的哲學和宗教思想中蘊含著人類行為不應只考慮人類自身的利益,還應尊重和關照動物的生存權利的先進理念,如“天地好生”、“天地與我共生,而萬物與我合一”,表達了愛護尊重除人之外的天地萬物的觀念,提倡人與天地萬物和諧發展,比西方傳統的以人為主體的生命倫理思想更具有關懷性。另外,中國傳統倫理中有很多與西方類似的原則或價值,如不傷害、有利、尊重、公正等,這些價值根源于中國本土的哲學和文化傳統,其哲學文化基礎和實現方式與西方不盡相同。值得注意的是,中國某些落后傳統思想與當今生命倫理思想存在矛盾甚至激烈沖突,會對生命科學技術研究進步造成一定的阻礙,應予以摒棄和改革。例如,清代名醫王清任歷時40余年通過觀察和剖視亂葬崗瘟疫致死兒童和行刑場死囚的尸體,繪成和刊行《親見改正臟腑圖》和《醫林改錯識要》,為中國解剖醫學做出了重大貢獻,卻因質疑中國傳統中醫的臟腑理論而遭到眾多中醫名家的批判,被視為“離經叛道”、“毀壞祖制”和“嘩眾取寵”的異類,認為他解剖、毀傷他人身體“極其不仁”、是“教人于胔骼堆中殺人場上學醫”。中國解剖醫學進步的腳步也因此停滯不前,大大落后于西方。中國的生命技術倫理研究應該辯證地看待傳統思想文化,繼承和弘揚其中的優良資源,如儒家以“仁”為核心的道德思想和以“禮”為核心的道德規范體系,道教“重人貴生”的生命觀,佛教“因果”、“輪回”、“慈悲”、“福報”等宗教思想,更加注重結合中國的現實情境,實現生命技術倫理學研究的本土化。例如,在深受儒家文化熏陶的許多亞洲國家和地區,個人與家庭、社會群體的關系要比某些崇尚個性與自主的西方國家緊密得多。因此,在中國等亞洲國家地區推進和實施知情同意等原則時必須重視和考慮家庭和社會群體因素。

1.3中國傳統儒家倫理對當代生命技術倫理困境的疏解

恩格爾哈特認為,當今西方世俗社會面臨著經濟與文化雙重危機,主要指“由于西方社會—民主制福利政策所引發的經濟危機以及西方文化由于家庭解體所引發的社會危機。”以恩格爾哈特為代表的眾多西方生命倫理學家認為儒家智慧能為這雙重危機的疏解提供強有力的幫助。儒家思想既有根植于中國歷史文化傳統的獨特道德意識和道德主張,也有隨著歷史沿革和社會進步歷久彌新的普世道德考量。儒家思想和學說作為中國傳統道德文化資源,其倫理觀念和規范影響深遠,在中國等亞洲國家的現代社會倫理生活中仍然有著持久影響,尤其是在家庭、社會群體、人際交往和個人道德生活中起著不可替代的作用。儒家學說對現實生活和人事的關注及其獨特的倫理道德規范體系等,符合我國當代生命倫理學發展的客觀現實需求。當代中國的道德觀應該與儒家的優良傳統有機結合起來。生命倫理學具有人文性和人文精神,它不僅解決現實的生命技術與人的需求、人與社會、人與自然、人與人之間的關系問題,還研究人和其他生命體的生命倫理問題。而儒學在本質上也是關于人的學問,如天人合一、仁者愛人等思想,蘊含著對天理與人性的透徹看法和對生命意義、人性價值的終極思考,以及人與天地自然萬物之間關系的深刻認識。臺灣學者李瑞全嘗試建立了一種儒家生命倫理學,分析生命生殖和基因技術等生命倫理問題,對我國當代生命技術倫理研究具有十分有益的參照作用。其理論框架如下:以“不忍人之心”作為道德根源和動力;在此基礎上闡發出以“仁”為核心的自律(自主)、不傷害、仁愛(有利)、公義(公正)四個基本原則;由以具體化為咨詢同意(知情同意)、保護主義、保密、隱私權、誠實、忠誠等規則;當原則或規則在具體情境中發生沖突時,以儒家的“經權原則”來尋求反思的平衡,作出道德判斷。

2加強我國生命科學技術倫理規制的設想

我國若想在生命科學技術研究中取得先機,應靈活采納和融合我國傳統文化中的倫理觀念等重要思想文化資源,如“以道馭術”,從我國的實際問題出發,積極應對生命科學技術發展帶來的各種倫理難題。

2.1“以道馭術”的生命科學技術倫理實踐

盡管“道”與“術”在我國古代有著豐富的內涵和引申意義,但從技術倫理學層面看,我國古代從一般意義上對技術與道德關系的討論,可以概括為“以道馭術”,其中“馭”的意思是駕馭、節制,“以道馭術”指的是“技術行為和技術應用要受倫理道德的駕馭和制約”。“以道馭術”強調人與技術、人與世界多方面關系的協調解決,已經成為解決當代技術社會各種問題的一個有效方法。“以道馭術”注重技術應用的正負效應,主張技術要合乎“道”和“利人”的標準,技術活動各要素和利益相關者之間和諧發展,以技術道德規范約束技術相關人員的技術活動,通過對技術的有效道德控制,消除和限制不適當的技術應用帶來的消極影響。上述理念同樣適用于生命科學技術的倫理規制:生命科學技術研究人員從事科研活動合乎于“道”,追求崇高的道德精神境界,遵循科技倫理規則和生命科學技術研究道德規范,而不是迷失和屈從于追逐經濟利益和社會地位;生命科學技術的發展應用服從于“道”,以造福人類、保護生態環境為目的,避免和消解生命科學技術發展所帶來的道德滑坡和倫理困境;人們看待高速發展的生命科學技術要順應于“道”,改變嚴重阻礙生命科學技術進步的落后錯誤的倫理規范和價值理念,增強反思,建立和完善引導生命科學技術健康有序發展的法律法規和倫理規范。

2.2構建生命倫理治理機制

篇4

在科學研究方面,政府每年也投入大量經費,對生物及農業技術、醫藥、環境、能源、信息技術、水利工程等多個領域的研究進行支持。一直以來,被視為歐洲門戶的荷蘭都享有與歐洲其他主要生命科學園地聯系的地理優勢。生物技術的發展被視為荷蘭社會可持續發展和經濟繁榮昌盛的重要決定性因素。目前荷蘭擁有300多家生命科學企業,18所擁有生物技術專業的高等院校,以及政府及公共或私人成立的生命科學研究單位。在生物學、血液技術、心血管疾病、免疫與疫苗等領域的研究開發和產業化都取得了令人矚目的成就。農業方面,研究人員致力于改良畜牧方法和動物分子生物技術的研究開發,尤其是動物和植物基因組學的研究已成為熱點。荷蘭憑借畜牧和種植業方面所擁有的豐富專業經驗和技術已成為世界第三大農業出口國。在清潔高能效的流程的應用以及再循環材料的使用研究中所取得的成就,使荷蘭在環境生物技術界也享有盛名。

近年來,荷蘭已成為中國學生出國深造的優選國家之一,來荷留學人員日益增加,目前已達8000余人。其中很大比例的留學人員在生命科學相關專業領域深造、學習。荷蘭華人生命科學協會也在這一過程中逐漸發展壯大。

協會歷史

1995年7月,近40名從事生命科學研究的旅荷中國學者聚集在荷蘭生命科學之城瓦赫寧根(Wageningen)召開了“首屆旅荷中國學者生命科學學術討論會”,旨在促進旅荷中國學者的學術交流,增進相互間的聯系與合作。并于會后成立了“旅荷中國學者生命科學學會”,推選鐘筱波(現為美國堪薩斯大學醫療中心教授)、黨志超(現為荷蘭國家公共衛生與環境研究院物質評估中心的高級評估師和工程師)、漆小泉(現為中科院植物研究所研究員)、徐超(現為沈陽醫學院公共衛生學院院長)等留學生為第一屆理事會成員,并招募會員,為促進旅荷中國學者和國內學者之間的學術交流積極工作。

2010年,學會更名為荷蘭華人生命科學協會(英文名稱為Chinese Association of Life-Sciences in the Netherlands,英文簡稱為CALN,以下簡稱“協會”),并于2011年8月25日在荷蘭工商局(Kamer van Koophandel, KvK)成功注冊。

協會是一個獨立自主的、自發性的學術性非營利組織,為全歐華人專業協會聯合會(Federation of Chinese Professional Associations in Europe,FCPAE)成員。協會的各項活動得到中國駐荷蘭使館教育處的指導與大力支持,與荷蘭境內主要的中國學聯、其他學術團體、高校科研機構以及國內相關單位保持密切聯系,開展相關學術交流活動,為在荷生命科學領域學習、工作人員提供交流平臺,為中荷科學合作搭建橋梁。近年來,協會也在積極與歐洲其他專業協會,尤其是生物醫藥領域的專業協會開展密切合作,共謀發展,為國服務。

組織結構

為更好地為會員服務,協會根據多年發展經驗,編寫并完善了《荷蘭華人生命科學協會章程》。章程規定協會實行會長負責的理事會制度。協會設會長1名,負責統籌各部門工作;榮譽會長1名,作為顧問,為協會健康發展提供建議;理事會成員6名,分別負責辦公室、學術部、宣傳部、聯絡部、信息部和財務部工作;每個部門具有2~5名干事協助部門負責人開展具體工作。

近年來,隨著留荷中國學生人數的上升,以及協會影響力的擴大,目前協會登記注冊會員已達300余人,分別來自荷蘭各大高校、科研院所的學生和學者,以及生命科學領域的企業單位工作人員。計算機科學、物理科學和社會科學等大量學者也有加盟。眾多會員已成為行業專家甚至領軍人物,活躍在荷蘭或中國的科研機構、政府機關或企業界。

宗旨及主要職能

自成立之初,協會一貫秉承“為在荷華人科學工作者專業交流、尋找合作契機提供平臺”的工作宗旨,團結集體力量。目前,協會通過組織開展多種學術交流活動,為會員提供工作信息,接待國內來荷訪問團,組織“春暉計劃”回國訪問創業團隊,引薦各種高層次人才(不限于生命科學領域)回國工作等。希望通過這個平臺,增強會員之間的了解,并促進合作,為廣大海歸提供更多的發展空間,構建起海外華人與中國生命科學發展的橋梁。

協會擁有自己的網站caln.nl,定期新聞、學術交流活動信息、回國發展或為國服務信息等。從2012年開始,協會定期在網上通訊,并通過郵件系統為會員提供信息服務。

主要活動

2011 春季論壇

2011年2月26日,協會攜手華大基因(BGI)在荷蘭萊頓大學共同舉辦“荷蘭華人生命科學暨華大基因2011春季論壇”。萊頓大學醫學中心(LUMC)、荷蘭國家生物信息學中心(NBIC)、中國科學院蘇州生物醫學工程所(SIBET)等中荷多個科研機構的專家和代表,與來自華大基因,帝斯曼(DSM)及億派國際(INSPIREES)等企業界人士,圍繞“人類健康、基因技術及其產業化”的主題,作了精彩演講,使聽眾了解測序技術和基因組學方面的最新科研動態,并就“個人職業規劃與國家發展”等話題,同與會人員展開熱烈的開放式討論,顯身說法,使青年學生學者頗受啟發。

篇5

關鍵詞:生命科學;素質教育;實驗

實驗教學對提高學生的綜合素質,培養學生的創新精神與實踐能力具有不可替代的作用。生命科學是一門實驗性很強的學科,探索生命的本質和奧秘不僅需要生命科學與其他學科在理論上的交叉融合,更需要科學實驗的互相滲透。非生物類本科生學習生命科學的基本實驗技術,是培養新世紀綜合性、創新型人才的重要環節。因此,生命科學學院在為全校非生物類本科生開設“基礎生命科學導論”理論課的同時,還開設了1學分、32學時的實驗課程。

一、實驗項目的設置

作為全校非生物類本科生的公共選修實驗課,我們遵循實驗項目的科學性、趣味性和與實際生活的貼近性開設實驗項目。依據這一原則,我們從植物生物學、動物生物學、微生物學、遺傳學和生物化學不同學科中各選一個難易適中且趣味性強的實驗項目,由教學經驗豐富的教授或副教授任實驗教師,在相應的實驗室進行實驗教學,實驗項目如下:

緒論

實驗課程組的全體教師向學生分別介紹各自實驗的內容及注意事項。

實驗一搖蚊幼蟲唾腺多線染色體制備與分析。

實驗二細菌個體形態觀察及染色技術。

實驗三對蝦的個體發育過程及解剖。

實驗四人體生理指征―血壓、呼吸、脈搏和心電圖的觀測。

實驗五植物生長物質的生理效應。

實驗六蔬菜水果中維生素C的測定。

這些實驗項目均與我們的日常生活密切相關。細菌分布廣泛,與人類關系密切,但個體微小,如何在顯微鏡下看到它們呢?“細菌個體形態觀察及染色技術”實驗將告訴我們答案;對蝦是高蛋白食品,是人們喜愛的美味佳肴,它是如何生長發育的?如何通過精細的生物解剖技術了解其器官與結構呢?我們開設了“對蝦的個體發育過程及解剖”實驗:血壓、呼吸、脈搏和心電圖是人體生理的重要指征,也是體檢中重點檢查的生理指標,如何用常規儀器進行檢測、如何科學解釋這些指標與人體健康的關系,我們開設了“人體生理指征一血壓、呼吸、脈搏和心電圖的觀測”實驗;多吃蔬菜水果有益健康,它們含有豐富的維生素C,但如何測定蔬菜水果中維生素的含量?它們當中哪一種含量更高或相對較低?,我們開設了“蔬菜水果中維生素C的測定”實驗。諸如此類,學生們帶著與日常生活中或自身健康密切相關的種種疑問,饒有興趣地親自動手做每一個實驗。

二、學生基本實驗技能和科學素養的培養

雖然是為非生物類本科生開設這門實驗課,但在實驗操作過程中,我們注重培養學生的基本實驗技能和科學素養。

根據實驗項目的特點,我們要求學生獨立完成實驗操作,重點掌握細菌、搖蚊幼蟲唾腺多線染色體的制片與染色技術:微生物無菌操作技術:顯微鏡觀察技術;動物解剖與觀察技術;生理信號采集系統和傳感器的使用技術;維生素C的分離提取與含量測定技術等最基本的生物實驗技術。

為培養學生的基本實驗技能,任課教師認真給學生做示范操作,并指導、規范學生的實驗操作,解答學生的疑問。而學生做每個實驗都學有目標,動手做有標準,表現出高度的積極性和嚴謹的科學態度。

在實驗教學全過程的每個環節,教師都認真培養學生的科學素養。從嚴肅學生的實驗課堂紀律、規范實驗過程中的文明舉止、調動團結協作精神、保證實驗場所安全、衛生、有序、愛護儀器設備等方面專門設置了科學素養成績,占實驗總成績的10%。

三、實驗課的考核方式

實驗課成績由平時成績和考試成績組成,其中,平時成績占75%,考試成績占25%。我們將實驗一至實驗五的成績作為平時成績,實驗六的成績作為考試成績。平時成績中,實驗基本技能、科學素養和回答教師提問等綜合能力占65%,而實驗預習報告、實驗原始記錄和對實驗結果的分析和討論等占35%。

該考核方式突出了對學生的基本實驗技能、科學素養和對實驗結果分析和討論綜合能力的考核,對學生端正實驗態度,認真上好每一次實驗課,對于培養學生的基本實驗技能,提高學生的生命科學素質起了積極的推動作用。

篇6

關鍵詞:生命科學導論;多媒體教學;優勢;問題

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)42-0185-02

《生命科學導論》是一門基礎知識和科技前沿進展相結合的綜合性課程,21世紀,生命科學領域取得了快速的發展,其科技成果的應用也推動著整個社會經濟和社會生活的迅猛變革。為了幫助本科生了解基本的生物科學知識,提高其對現代生命科學與技術的內涵及進展的認識。在強調素質教育、培養和提高本科生創新能力的背景下,從20世紀80年代以來,哈佛、麻省理工、斯坦福、劍橋、清華大學、上海交通大學、復旦大學、浙江大學等國內外許多高校已將《生命科學導論》課程設為本科生全校公選課,并取得了較好的效果。上海海洋大學作為一所上海的特色本科院校,推進以水產和海洋為特色的生命科學素質教育已有10多年,在2000年《生命科學導論》作為全校公共選修課在學校開設。但是在教學過程中,由于《生命科學導論》涉及的課程內容龐雜、知識綜合性較強、課時少且無實驗課時,再加上近年來該學科日新月異的發展,沿用傳統的板書為主的教學的方法和手段,不僅教學進度緩慢,且難以激發學生學習該課程的興趣。多媒體教學一定程度可以改善上述傳統教學存在的問題,但是,多媒體教學也存在規范性、聯系性以及交流和互動功能較差等弊端。我們《生命科學導論》教學團隊在正確認識多媒體教學的利弊的基礎上,在教學實踐中不斷摸索、總結和積累經驗,充分發揮教師的主觀能動作用,根據不同教學內容,既發揮多媒體教學與傳統教學的優點,又避免各自的不足,把多種教學方法和手段融會貫通,使學生變被動接受為主動思考,提高了教學效果和質量。

一、多媒體教學的優勢

興趣是學生學習的動力,有了興趣,學生才能主動、愉快地學習。多媒體教學形式有別于傳統教學,可將圖、文、聲、像等多種教學內容資料整合在一起,以全新的表現形式將教學內容展示在學生面前,讓學生從單調的課本中脫離出來,加深了對深奧理論的多層次感知和理解,對抽象概念的形象化教學,大大提高了同學們學習的興趣。要提高教學效率,就要使學生在有限的授課時間內獲得相對較多的知識容量。傳統的教學方式以板書為主,不僅教學信息量有限,表現方式和教學效果也較差。多媒體避免了教師低效的板書和搬運掛圖的時間,使教師在有限的教學時間傳授更加豐富的教學信息,學生可以因此贏得更多的消化、吸收、練習、鞏固知識的時間,實現高容量和高效益的教學過程。創新是一個民族發展的動力和靈魂,在教學過程中,教師應該盡可能激發和培養學生的創新思維能力。多媒體教學,通過設計現實或虛擬的教學環境,能同時給學生多種感官刺激,將抽象邏輯思維與具體形象思維融為一體,突破了抽象邏輯思維的難點和局限,達到了抽象概念具體化,微觀概念宏觀化的良好效果,有利于培養學生的創造性思維和創新能力。《生命科學導論》作為一門綜合性課程,僅僅依靠傳統的教學方法不能有效、生動地進行講解,必須借助多媒體,將大量圖像、視頻等教學素材用各種軟件制作成集“文、圖、聲”于一體的幻燈片,在課堂講授中合理利用多媒體課件結合課本進行教學。這樣才能有效地提高教學效率,吸引學生的注意力,激發學生的學習熱情,培養學生的創新思維能力。

二、多媒體教學可能存在的問題

多媒體教學讓老師從大量的板書中解脫出來,將教學內容用幻燈片的形式呈現給學生。這種“程序化”的課件,信息量大,內容豐富,教師容易不自覺地加快課堂教學速度。特別是如果每節課都使用大量的幻燈片或者一次播放過多的教學內容和信息,不考慮學生的接受速度和理解能力,會造成學生對教學重點的和難點領會不透,嚴重影響教學效果。任何課件都是一種教學手段,一種輔助教學的工具,多媒體課件也不例外。但是由于認識上的片面性,有些教師在運用多媒體進行課堂教學時過分追求全程效果,整節課從頭到尾都使用多媒體課件,實質上是“以教師為中心”演變成了“以多媒體”為中心。有些教師在授課過程中從始至終都只站在播放多媒體的電腦之前,很少走到同學中間和大家討論和提問,容易使課堂氣氛單調和呆板,教師成了播音員或解說員,學生成了觀眾或聽眾,師生之間應有正常交流和溝通也被多媒體所取代,使學生無法感受不同教師各自的教學風格和與眾不同的人格魅力。多媒體教學可以把抽象的理論和深奧的教學難點用直觀性、形象性圖形和視頻等同學比較容易理解和接受的方式傳授給大家。但是如果授課內容中所有相對抽象和深奧內容都借用多媒體方式形象地展現出來,實際上是扼殺了學生邏輯思維力和想象力的培養。習慣依賴圖像的直觀性、形象性也容易養成思維惰性,不利于學生抽象思維能力和空間想象能力的開拓和提高。不合理的多媒體課件大致分為三種,一是制作不精,沒有充分發揮多媒體教學較傳統教學信息量更大、方式更靈活的優勢。只是把備課筆記轉換成了電子教案,用鼠標代替了粉筆。二是照抄照搬,從網絡平臺下載過多資料而不注重修正和開發,結果是緣木求魚,華而不實,使學生淹沒在無序的資源海洋里。三是多媒體幻燈設計過于花哨以致喧賓奪主。過分追求課件華麗的外觀、漂亮的動畫和聲音效果,這些和教學內容無關的畫面和聲音反而會分散學生聽課的注意力,干擾學生對正常教學內容的理解。

三、科學使用多媒體,提高《生命科學導論》教學質量

1.合理優化教學內容,精心設計多媒體教學課件。教學內容是實現教學目標的根本保證。優化教學內容應首先應根據課程的教學目的和要求選擇合適該課程的教材,并以這些教材為基礎,構建合理的教學體系。《生命科學導論》的課程內容涉及生物和生命科學、生物的化學組成、細胞、能量和代謝、遺傳及其分子基礎、發育、進化、植物的結構和功能、動物的結構和功能、生物和環境、人體健康與重大疫病預防、生物技術和人類未來等方面的基本概念和理論,教學內容跨度大、知識面廣且不易深入。我們在授課前反復備課,以選用教材吳慶余主編的《基礎生命科學》為參考,對教材和教學內容進行詳細地分析研究,廣泛收集教學素材。對教材所包括的內容進行提煉和濃縮,既源于教材,又高于教材,同時,特別注意吸收與教學內容相關的本學科前沿知識和最新科研成果及生產實踐。在教學內容的具體安排上,由淺入深,由窄到寬。水產、食品和海洋三大學科是上海海洋大學的傳統優勢學科。我們在課程內容選擇方面特別注重體現上海海洋大學鮮明的自身特色,以與現代生活特別是海洋、食品安全、轉基因、生物制藥等問題密切相關、影響重大的熱點問題作為切入點,展開相關理論知識的學習,強調理論聯系實際。例如,在講述生物技術這章時,既介紹了基因工程、蛋白質工程、發酵工程和細胞工程等現代生物技術的基本內容,又著重探討了這些技術在農業、醫藥和造福人類方面的一些應用。特別是對轉基因作物、生物制藥和克隆人等熱點專題的討論更激發了學生對所授內容的興趣。靈活、恰當地利用現代化的教學工具,精心設計多媒體教學課件。此外,在課堂上適當播放一些相關的優秀科教片以激發學生的上課熱情,開拓學生的視野。

2.準確把握課程信息量和課堂節奏。我們在授課過程中,既充分利用多媒體教學速度快、知識信息量大的優勢,又切實考慮學生的接受能力和速度,做到內容適量且應按教學進度逐條顯示教學內容,遵循由淺到深的學習規律。在學生聽講、做筆記、思考等環節適當停頓,使學生有消化、理解、練習、鞏固所學知識的時間。每次上課之前,通過提問和學生交流,判斷上次課件的講授速度是否適合大多數學生的需求。如果較多同學對所提問題不是很理解,本次多媒體授課時就會增加講解及注釋。合理控制好語速,對重難點內容提高聲音著重強調,詳細講解,并設置思考題,讓學生參加到教學的討論和交流中,加深對重點授課內容的理解和記憶。同時,充分利用自己的肢體語言吸引學生注意力,與學生進行有效的交流。

3.充分發揮教師的主導和學生的主體作用。課堂教學的過程從一定意義上講,是一個師生互動的過程。缺乏教學互動和課堂討論的被動接受知識的教學方式非常容易造成課堂氣氛沉悶和出勤率低,教學效果較差。為了引導學生充分參與課堂教學、調動學生學習的積極性,我們在多媒體教學過程中,不再是灌注知識的注射器,而時刻意識到學生的主體性,不片面追求課程容量,而鼓勵學生大膽質疑,綜合運用啟發式、討論式、探究式等多種教學方法,增強《生命科學導論》課堂的吸引力,提升課程教學效果。

我們充分利用網絡資源作為提升《生命科學導論》教學效果的有效方法。在上海海洋大學校園網的EOL網格教學平臺中有該課程的教學大綱、教案、課件及學習指導等資源,使學生在課后可以自主學習。我們還給學生介紹國內外著名高校生命科學導論或生物學相關的課程及生命科學研究所或實驗室的網站,指導學生學會在網上查找資料及閱讀生物學相關文獻。這不僅可以滿足學生自主學習和上網學習的需要,也起到了教育學生、激勵學生的作用。

參考文獻:

篇7

關鍵詞:生命科學史;教育價值;生物學素養;探究性學習

Abstract:The life science history discloses the process of thinking and solving biology problems. It represents the history of discipline formation of life science and their relations, and discloses the essence of natural science. The life science history also proves that the process of knowledge generation is the process of inquiry,and there exist contradictions and debates between scientists during the course of inquiring, and there are close connection between a successful experiment and a fitful choice of experimental object. Finally ,the life science history represents the scientific attitude, scientific spirit and scientific world outlook,which have great significance in cultivating students' biological quality and scientific quality and play an important role in inquiry-based learning.

Key words:life science history; educational value; biological quality; inquiry-based learning

最近幾年來,有關生命科學史的譯本以及著作開始出現。有的師范院校已將生命科學史納入課程計劃并開始實施,一些中學生物教師也開始認識到生命科學史在中學生物教學中的作用(展示知識發生過程,展現科學精神,展示科學研究方法),并且提出具體做法(創設情境,引入課題;介紹方法,啟迪思維;突破教學難點)。[1]然而,生命科學史中蘊涵的教育價值遠不止這些。新一輪基礎教育課程確立了“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三位一體的課程目標,生命科學史中蘊涵的教育價值對于實現這樣的課程目標具有積極的意義,對于教師教育也具有積極的意義,本文的目的就在于進一步挖掘生命科學史的教育價值。

一、生命科學史揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程

生命科學史是一部思想史,它揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程。這些思想是受當時的文化背景和科學技術水平制約的,生物學新知識的產生,都需要首先從思想方法上有所突破。

“物種是演變的”思想的確立就是對“物種是不變的”思想的突破。[2](475—549),[3](236—267)人類對生命個體發育的探究歷程也體現了思想方法上的突破。[2](253—297),[3](125—152),[4](37—56,134—148)這些事實反映了思想氛圍影響著人們對事物的認識,如果當時的思想氛圍是不科學的,就會導致人們對事物的錯誤認識。反過來,人們通過對事物的科學探究,獲得對事物的正確認識,又會改變人的思想,進而改變思想氛圍,使人們對事物的認識產生一次飛躍。

生命科學史展示了科學家所處的時代背景,記錄著科學家的思想以及思想轉變,而科學家的思想以及思想轉變與他們從事的科學探究是密切相關的。這對學習者形成正確的思想具有積極的教育意義。

二、生命科學史展示了生命科學各個學科形成的歷史

生命科學史展示了生命科學各個學科形成的歷史,它能夠從整體上告訴我們各個學科是在解決什么問題的過程中發展起來的,還能告訴我們各個學科之間的聯系。這有助于研究者發現尚未解決的問題和需要進一步解決的問題,有助于學習者建立知識點之間的聯系,建構完整的知識結構。

遺傳學的建立和發展經歷了細胞遺傳學、群體遺傳學、微生物遺傳學和分子遺傳學等階段的發展。[2](565—655),[3](280—335),[4](149—168,213—259)如果孟德爾不運用數學知識對數據進行統計分析,就不能發現遺傳規律;如果沒有細胞學的發展,薩頓和鮑維里就不能認識到遺傳因子與染色體之間的聯系;如果塔特姆不精通微生物知識,基因與酶之間的關系就不能建立起來。總之,如果不依靠各方面的知識,就不可能打開解決問題的思路。

遺傳學是在解決遺傳的規律是什么、遺傳物質是什么、遺傳物質具有什么結構、遺傳物質如何復制和如何控制多肽鏈的生成等一系列問題的過程中發展起來的,環環相扣,知識體系相當清楚。如果我們在學習中能夠循著這樣的線索展開,了解這一系列問題的解決過程,那么這一部分的知識結構就建構起來了,而且還可能聯系到新的問題上去。

三、生命科學史揭示了自然科學的本質

生命科學史揭示了自然科學的本質。自然科學從本質上表現出以下特征:定量化、觀察、實驗、科學過程、在自我更正中完善和積累。[5]

定量化的特點是將生命科學和數學結合在一起。孟德爾就是運用數學統計方法對實驗數據進行統計分析,才發現分離和自由組合規律的;如果沒有群體遺傳學家對群體進行研究,建立數學模型,那么自然選擇學說的機制也許就不會被揭示。只有對不同環境下獲得的大范圍的樣品進行遺傳方差的統計分析,才能將遺傳引起的變異與環境引起的變異區分開。[4](160)精確的定量化使生命科學成為人們公認的真正意義上的科學。

觀察與實驗是生命科學的基石。通過實驗來研究事物,特別是通過精確的對照實驗來研究問題是自然科學的又一突出特征。在自然科學領域,實驗是向自然界提出真正的、必須解決的問題,并且尋找答案的方法。實驗方法首先在生理學領域得到運用。19世紀70、80年代,薩克斯(1832—1897)領導的植物學派,對于生物學中實驗方法的運用起了特別重要的作用。[4](94)19世紀80年代,魯(1850—1924)將實驗方法引入原先注重描述性工作的胚胎學領域。[2](291),[3](149-153),[4](41)通過胚胎學,實驗方法又擴展到細胞學和遺傳學,最后又擴展到進化論的研究中。到了20世紀30年代,大多數生物學領域,除了古生物學和系統分類學,都采用了實驗分析和物理、化學方法而取得新進展。

生命科學史顯示了產生每個知識點的科學過程。例如,20世紀初,薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學以及19世紀末在染色體的變化、體細胞與生殖細胞的分裂等方面的成果上,提出了染色體學說,即(孟德爾所說的)遺傳因子可能就在染色體上。但是當時拿不出證據證明他們的觀點。直到1910年,摩爾根通過一系列實驗發現,控制果蠅眼色的基因位于性染色體上,才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”這一知識點的形成過程,可以看到科學過程的步驟。

生命科學也是在自我更正的過程中積累和進步的。達爾文建立了以自然選擇為核心的進化論,可人們在承認生物進化論的同時,卻不愿意接受達爾文對進化原因進行臆想的方法,不滿意達爾文對進化機制的解釋。德弗里斯將實驗方法引入對進化論的研究中,提出了“突變學說”,以此來解釋達爾文的自然選擇學說。在20世紀的頭十年,得到生物學界的廣泛接受。然而,1910年,果蠅遺傳學的發展表明,果蠅群體中不斷發生著突變,卻沒有產生物種的變化。1912~1915年細胞學的精確研究,沉重地打擊了德弗里斯的學說,他所認為的大規模突變產生的性狀實際上是已有性狀的復雜重組。[4](26-32)細胞遺傳學,尤其是群體遺傳學的建立,才闡明了自然選擇的機制。40年代,在達爾文進化論的基礎上,提出了綜合進化論。在綜合進化論盛行了多年之后,1968年,木村資生提出了“分子進化的中性學說”。1972年,埃爾德雷奇和S.J.古爾德提出了間斷平衡論,引起了科學界的重視和研究。進化理論還在發展之中。

從進化論的發展可以看出,生命科學知識是在科學家對前人的結論不斷質疑、不斷證實的基礎上進行自我更正的過程中積累起來的。了解生命科學史,對培養研究者和學習者的批判性思維是有積極意義的,同時也能加深學習者正確認識絕對真理和相對真理的關系,從事實中提高哲學素養。

轉貼于 四、生命科學史是前人探究生物學知識的科學過程史

每一個知識點的產生過程,就是一個探究的過程。生命科學史就是前人探究生物學知識的科學過程史。這一點已有論述(王薦,2002),這里不再贅述。總之,生命科學史中蘊涵了知識與過程的統一。(過程中包含著思維方式,如好奇心、求知欲、質疑、推理等;過程中包含著研究方法。)創造科學知識的科學家,哪一個不具備廣博的知識呢?DNA雙螺旋結構模型的建立,匯集了許多不同學科背景科學家的智慧,顯示出知識是非常重要的,僅有沃森和克里克的知識也是辦不到的。知識和過程是自然科學的兩個維度,二者是統一的,不能割裂開來。沒有知識基礎怎么創新呢?

值得注意的是,新課程改革以來,已經指出了重結論輕過程的弊端,并且提出“新課程把過程方法本身作為課程目標的重要組成部分,從而從課程目標的高度突出了過程方法的地位”。[6](116-118)然而如果把“突出了過程方法的地位”理解為重過程而輕結論,也是極端錯誤的,因為過程與結論不是對立的。在生物教學中二者必須兼顧并且統一起來。學習生命科學史是能夠把結論和過程方法兼顧統一起來的有效途徑之一,這樣做不僅有助于了解每個知識點的來龍去脈,而且從其中的一些典型事件中可以學習到前人的科學探究方法。

五、生命科學史展示了人們的合作過程

生命科學史展示了在探究知識的過程中,有相同研究方向的人們之間和有不同研究方向的人們之間的合作。

DNA雙螺旋結構的問世充分說明了這一點。這個事實表明從事不同學科研究的人,掌握的知識和技術是不同的,而且不同學科背景的人帶來了不同的思維方式(尤其是玻爾、德爾布呂克和薛定諤的思想為遺傳學研究注入了新的活力,他們的思想極大地影響了沃森和克里克),他們的合作為解決問題提供了不同的思路,他們在解決問題中相互啟發,相互補充,相互促進,同時共享了研究成果。

不同的教師也存在知識體系和經驗的不同。尤其在知識爆炸的時代,知識更新的速度很快,老中青各層次的教師的知識結構差別會更大,而教師之間的合作可以彌補這種差別。因此,在生物學教學過程中,生物學教師要與同行合作,也要與其他學科的教師合作。這也啟發學生必須重視每一科的學習,只有這樣才能為終身學習、生活和工作奠定良好的基礎。

六、生命科學史展示了各種觀點的碰撞和論爭過程

生命科學史展示了在探究知識的過程中科學家所持觀點之間的碰撞和論爭,在碰撞與論爭中,知識得到不斷的澄清。

達爾文的自然選擇學說發表不久,有人提出了“自然選擇作用于哪一種變異”的問題,成為當時爭論的焦點。達爾文認為選擇主要作用于連續的變異類型上。早期的生物統計學家高爾頓(1822—1911)、皮爾遜(1857—1936),與達爾文的判斷一致。到了19世紀末,貝特森用事實證明了環境雖呈現連續的變化,而生物的變異卻是不連續的,這種不連續性受遺傳的控制,而不受環境控制。1904年,在英國科學促進協會的會議上,貝特森與韋爾登進行了最后的爭論,貝特森取得了勝利。[3](302-304),[4](66-67)針對由什么物質引起發酵的問題,李比希和巴斯德展開了爭論。巴斯德提出釀酒中發酵是由于酵母細胞的存在,沒有活細胞的存在,糖類是不可能變成酒清的;[2](338)李比希堅持認為引起發酵的是酵母細胞中的某些物質,這些物質只有在酵母細胞死亡并且裂解之后才能發揮作用。1897年畢希納用實驗證明了李比希認為引起發酵的是酵母細胞中的某些物質的觀點是對的,[4](182-183)即使是偉大的巴斯德也有發生錯誤的時候。

這些事實給予我們啟示:在教學,尤其在生物學探究教學中,生生之間、師生之間和教師之間發生爭論是正常的交流。新課程教學提倡這種交流,允許發表各自的觀點,即便有錯誤也是正常的,關鍵是拿出證據去證實。

七、生命科學史展示了成功的實驗與選擇合適的實驗對象是分不開的

孟德爾選擇了豌豆;摩爾根選擇了果蠅;細胞學說的創始人施旺選用具有相似于植物細胞壁的動物脊索細胞和軟骨細胞;[3](160)貝爾登和鮑維里在研究細胞分裂時,選擇了馬蛔蟲細胞;[3](168-170)沃爾弗(1733—1794)采用植物組織做研究材料研究生物的生長發育,由植物向動物推廣;[2](278-283)比德爾和塔特姆最終選擇了紅色面包霉做生化遺傳學研究的材料;[4](231)德爾布呂克、盧利亞和赫爾希組成著名的“噬菌體小組”,最終選擇了病毒作為研究對象;[4](234-236)瓦爾堡選擇了正在進行細胞分裂的海膽卵進行呼吸速度的研究;[4](148)悉尼·布雷內、羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓(這三人是2002年諾貝爾生理醫學獎獲得者)最終選擇了線蟲來探索“程序性細胞死亡”的奧秘;科學家選擇了擬南芥作為植物遺傳研究的模式植物。

由以上事例說明了選擇合適的研究對象對解決問題非常關鍵。這些事實給予我們的啟示是:1.基礎教育階段生物新課程中的探究教學,也涉及選擇探究對象的問題,要解決好探究問題,必須先選擇好探究對象;2.培養師資的師范院校開設的生物實驗課,實驗內容都是計劃好的,實驗對象也是預先規定好的,只要照著做就可以,這是標準式的“食譜式”的實驗,做實驗僅僅是為了驗證已被肯定了的現象或者是學習一種標準的實驗程序。在這種模式下,學生對“實驗”會有興趣呢?培養的師資能夠適應新課程的教學嗎?關注科學家篩選研究對象的做法,對于師資培養和進行生物學探究教學應該是有幫助的。

八、生命科學史呈現著科學家的科學態度、科學精神和科學世界觀

科學態度就是實事求是;科學精神就是敢于懷疑、敢于求真、敢于創新;科學世界觀就是要認識到世界是可知的,同時還要關注科技發展對社會的影響,養成負責任的態度。巴斯德(1822—1895)和伯格(1926—,DNA序列專家,1980年諾貝爾化學獎得主)[7](21-23)的事跡充分體現了科學家的科學素養。

20世紀的許多重大事件,證明了科技對社會具有兩面性的作用越來越明顯,生命科學的研究成果,可以造福人類,也可以制造生物武器給人類帶來災難。實際上,在日常生活中也是一樣,我們每做一件事,不光要想到給自己帶來的好處,還要想到會給他人和社會帶來什么不便,甚至災難。只有依靠科學的世界觀,才能對事物作出判斷并采取適當的個人行為。生命科學史中記載著科學家的生平事跡,從中挖掘科學家的科學態度、科學精神和科學世界觀,把它們滲透到生物學教學中,對于培養學生的生物學素養乃至科學素養和人文素養都具有積極的教育意義。

重視生命科學史的教育價值是時代的呼喚。2001年頒布的《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》提出“提高學生的科學素養”的理念。《普通高中生物課程標準(實驗)》(簡稱《標準》)在課程目標中也明確提出,“獲得生物學基礎事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識,知道生物科學和技術的主要發展方向和成就,知道生物科學發展史上的重要事件”。[8](7)在實施建議的教學建議一欄中,第七個專題“注重生物科學史的學習”中舉實例專門強調了“科學是一個發展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路,理解科學的本質和科學研究的方法,學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的科學素養是很有意義的”。并特別說明“對于《標準》中沒有列出的其他生物科學史實也應注意引用”。[8](36)《標準》已經向生物學教師提出了要求,生物學教師必須具備生命科學史方面的素養。加強這方面的素養主要依靠兩條途徑來實現。其一,高師院校在本科生、教育碩士、研究生中設置相應課程;其二,可通過新課標培訓、新教材培訓以及教師培訓等繼續教育的各個環節來實現。同時呼吁從事生命科學史編撰工作的學者,不斷把生命科學發展的最新進展納入生命科學史的體系中。

參考文獻:

[1]王薦.把生命科學史引入中學生物學教學[J].課程·教材·教法,2002,22(1):52-54.

[2]〔美〕瑪格納(Magner L.N.).生命科學史[M].李難,崔極謙,王水平,譯.天津:百花文藝出版社,2001.

[3]汪子春,田洺,易華.世界生物學史[M].長春:吉林教育出版社,1997.

[4]〔美〕加蘭 E 艾倫.20世紀的生命科學史[M].田洺,譯.上海:復旦大學出版社,2002.

[5]劉恩山.中學生物學教學論[M].北京:高等教育出版社,2003.21-23.

[6]教育部基礎教育司組織.走進新課程:與課程實施者對話[M].北京:北京師范大學出版社,2002.

[7]〔美〕波拉克.解讀基因:來自DNA的信息[M].楊玉齡,譯.北京:中國青年出版社,2000.21-23.

篇8

關鍵詞 生物;新課標教材;科學家訪談

在人民教育出版社出版編著的普通高中課程標準實驗教科書《生物》中,3冊必修教材中都分別編寫了“科學家訪談”的教學內容,都是以“科學家訪談”為3個模塊的開篇,這是對傳統教科書的緒論(或前言)的突破,學什么,為什么學,怎樣學,盡在其中。這是人教版教材在編寫上的一次創新,也是新課標教材中的一個亮點,闡明了3位科學家在生命科學領域研究中取得的巨大成就,是見人,見事,見精神;有知識,有過程,有殷殷的囑托。本文對必修模塊“分子與細胞”中“探索生物大分子的奧秘”、“遺傳與進化”中“我贊嘆生命的美麗”、“穩態與環境”中“生物與環境是一個統一的整體”的教材特點以及教學要點進行解讀,提供給廣大讀者。

1 教材特點分析

分別對來自同一生命領域的3位科學家進行采訪,在被采訪的3位科學家中,以一問一答的形式出現在教材中,并配有3位科學家的彩色照片和研究成果。在“我最想對高中生說的話”內容中,都有3位科學家的親筆簽名,反映了教材內容全部是真實的,提高了教學內容的可信度,也是我國3位科學家在生命領域的重大研究成果的真實寫照。這3位科學家在研究領略中的閃光點,就成為教材編著的切入點,這是3冊必修教材在編寫上的共同特點。

1.1 訪談Ⅰ:探索生物大分子的奧秘

該訪談與必修模塊“分子與細胞”聯系,體現了科學家的研究內容與本模塊的教學內容正相關。以“我發現許多生命科學的問題,都要到細胞中尋找答案,而對細胞生命活動規律的闡明,又必須建立在闡明生物大分子結構和功能的基礎上”,而切入本模塊的主題“分子與細胞”,也揭示了生命科學的微觀發展方向(分子水平)。鄒院士的工作與生物大分子蛋白質有關,蛋白質是生物體特有的生物大分子,人工合成蛋白質分子是在世界上沒有先例的,如果研究成功,則會打破生物界與非生物界的嚴格界線。鄒院士是這項工作的主要參與者,高難度的課題在1958年確定。該課題是世界上史無前例的,又具有挑戰性和吸引力的工作,在經歷了6年極不平凡的歲月,在實驗條件差、設備簡陋的情況下,取得了一鳴驚人的科學成就,真是功夫不付有心人。我國在1965年向世界宣布,我國科學家在世界上首次人工合成具有生物活性的結晶的牛胰島素(含有51個氨基酸的蛋白質分子),這標志著我國對生命科學的研究進入了分子水平,也是探索生命起源的重大發現,也標志著我國分子水平的研究進入了一個新的里程碑意義的階段。鄒院士在科學研究中鍥而不舍的精神,是現實生活中尤其是學習中值得深思的,為今后的學習和生活及工作樹立了榜樣。

1.2 訪談Ⅱ:我贊嘆生命的美麗

該訪談與必修模塊“遺傳與進化”聯系,體現了科學家研究的內容與本模塊的教學內容正相關。同樣揭示了生命科學在遺傳上的研究屬于分子水平,生命與生命的連接點是簡潔的,就是有DNA和基因。DNA是存在于生物體內的另一種高分子化合物。生物的遺傳,俯拾皆是的生物現象,其中的奧秘都隱藏至深,人類對它的探索之路充滿無數的艱難和曲折,而卻又那么精彩絕倫,它的奧秘就在DNA上。科學家楊煥明認為:“世界上最美最美的就是生命,我們人類自己也是生命,對于生命的贊美早已融入各國、各民族的文化。”他是研究基因的科學家之一,被《科學美國人》雜志評為2002年度科研領頭人,在舉世矚目的“人類基因組計劃”的研究中,他成為國際“人類基因組計劃”中國協調人。中國承擔“人類基因組計劃”1%的測序任務,是唯一的發展中國家參與的世界性的科研項目,同時也表明了我國的科學技術躋身于世界先進水平,科學技術具有強大的實力和競爭力,完全顯示了我國在世界上的科技地位,也是中國人值得驕傲和自豪的。

1.3 訪談Ⅲ:生物與環境是一個統一的整體

該訪談與必修模塊“穩態與環境“相聯系,與教學內容正相關。生命科學除了向微觀方向(分子水平)發展,還向宏觀方向(生態學)發展,科學家孫儒泳院士是生態學方面研究的一位杰出的科學家,長期的科學研究結晶都匯集在《動物生態學原理》一書中,該書是高等學校生態學方面的權威教材。訪談中,談到他在兒童時期、前蘇聯留學期間、教學方面、科研方面等鮮為人知的故事,體現了院士一生對生態學方面的研究和執著追求。這位老人在談到生態學方面要解決人類目前遇到生態學方面的難題時,一針見血地指出人口劇增、環境污染、資源枯竭對可持續發展和人類生存及發展空間所帶來的威脅,影響人類與自然和諧發展等方面的課題,還需要得到進一步的研究和解決,這是科學家對年青一代的厚望。

2 重點難點分析

在“科學家訪談”這一教學內容中,沒有較高的知識層次要求,讓青少年學生了解3位科學家的科研成就及對人類的貢獻為教學重點;如何讓學生理解科學家的科學精神,以及如何樹立科學態度,如何教會學生面對當今的社會環境,做一個對社會有責任感又有緊迫感的年青一代,體驗科學家是一個平凡的人,卻在不同的研究方面做出不平凡的業績,青少年學生在今后的學習、生活、工作中將會得到什么樣的啟迪,這就成為教學的難點。這對教師的教學提出更高的要求,要解決這方面的問題,必須要因人施教,針對學生的實際情況來組織教學。

3 教學方法確定

透過科學家的工作、學習、生活,體驗科學家的成就,學習科學家一絲不茍的科學精神,記住3位科學家的忠告:“說話老實,做老實人,辦老實事”;“生命是美麗的,探索生命的奧秘一定會使我們的人生更美好,也將使世界更美好”;“韶光易逝,勸君惜取少年時”。這些教誨催趕學生走上探索生命科學的征程,學會做人,學會做事,熱愛生命科學,是本內容編排在最前面的目的所在。教材以不同的方位和視角,展示了科學家精彩的人生、精彩的科研旅程和精彩的成就,一問一答的模式,帶著問題學習、帶著問題探究,是與3冊必修模塊編排模式一脈相承的。

從3位科學家經歷的人生軌跡來看,他們是我國自然科學領域中杰出的代表。事實上,我國還有很多這樣的生命科學家,如世界著名的雜交水稻之父袁隆平。我國還有許多遺傳學家、植物學家等,這些老一輩的科學家創造了過去的輝煌,為人類作出了貢獻,啟迪年青一代立志為生命科學的發展、為人類的幸福,繼承發揚今天的成就,再創明天的輝煌。

篇9

北海道大學有兩個校園,位于札幌市的主校區占地289公頃,位于函館市的函館校區占地10.5公頃,此外,還在日本各地擁有總面積達65713.6公頃的實驗林等實驗基地。

北海道大學創立于1876年,其前身札幌農學校是日本首座高等教育機構。札幌農學校曾聘請美國馬薩諸塞農業大學的校長克拉克博士擔任第一任副校長。1877年4月,克拉克博士離開札幌時,給學生留下了“Boys,Be ambitious(青年們,要胸懷大志)”的學訓,這句話現已成為北海道大學的校訓,同時也是日本年輕人非常熟悉的名言。

辦學理念

北海道大學歷經130多年的歷史,以“開拓精神”、“培養國際性”、“全才教育”和“重視實學”作為教育研究的理念。

開拓精神是指學生和教職員應隨著時代的需要,毅然地開拓新步伐的理想主義。在今天,不斷改變學術方向和響應最新提出的關于人類課題的研究,就是現代的開拓精神。

札幌農學校曾引進歐美文化及科學技術,并由外國教師進行英語教育,從創辦開始就向各方面推展“培養國際性”的精神。北海道大學為培養學生和教職員的國際性,促進國際社會的發展,在擴大海外留學和進修機會的同時,積極接收外國研究者和留學生,以促進與以亞洲和北方圈為首的世界各國的文化和社會交流。

札幌農學校不僅培養農業專家,還謀求培養出具有豐富品格、高才智和知識面廣的人才,在人文社會領域優秀人才層出不窮,培養出了許多思想、文學方面的名人。為培養具有靈活應用專業知識的綜合性判斷能力及高見解能力的人才,北海道大學的全才教育理念貫穿于重視教養的教育實踐中,其傳統流傳至今。

重視實學的理念自從北海道大學建校以來經過許多曲折,在發展到綜合大學的過程中,逐漸演變固定為兩個涵義:一、重視與現實世界融為一體的普遍性學術的創新性研究;二、不但重視基礎研究,而且重視應用和實用化,使其研究成果還原子社會。北海道大學在追求重視實學理念的普遍性和現代意義的同時,希望不斷推進與現實世界融為一體的普遍性真理,并創造具有北海道特色的學術。通過與產業界、學校和政府間的進一步合作,將研究成果還原干北海道、日本乃至世界。

學科專業

北海道大學重視研究生教育,學校現有12個系(招收本科生):文學、法學、經濟學、醫學、牙科學,工學、獸醫學,水產學,理學、藥學、農學、教育學,17個研究生院(招收碩士生和博士生):文學、法學、經濟學、醫學、牙科學、工學、獸醫學、信息科學、水產科學、環境科學、理學,藥學、農學、生命科學、教育學、國際大眾傳媒與觀光學、保健科學、公共政策學。其中,農學、獸醫學和水產學是北海道大學非常有特色的專業院系。

農學系由生物資源科學、應用生命科學,生物機能化學、森林科學、畜產科學,農業工學和農業經濟學等7個專業組成;農學研究生院由共生基礎學、生物資源科學、應用生物科學和環境資源學等4個專業的15個學科組成;農學系和農學研究生院共有教員132名。此外,還有由生物資源生產學、環境資源學和應用生命科學等3個研究室組成的農學研究院。

獸醫學系由生物醫科學、病因病理學、應用獸醫學和臨床獸醫學等4個獸醫學專業學科組成;獸醫學研究生院有比較形態機能學、動物疾病控制學、診斷治療學、環境獸醫科學、朊病毒病學、共患病學等6個獸醫學專業學科。獸醫學系和獸醫學研究生院共有教員45名。

單獨設在函館校區的水產學系和水產學研究生院,有教員86名,并擁有“忍路丸”和“潮丸”兩艘實習船。水產學系有海洋生物科學、海洋資源科學、增殖生命科學和資源機能化學4個專業;水產學研究生院由海洋生物資源科學和海洋應用生命科學2個專業的12個學科組成。此外還有水產科學研究院,下設海洋生物資源科學部門和海洋應用生命科學部門。

工學系是北海道大學規模最大的系,由應用理工系、信息電子學、機械智能工學及環境社會工學等4個專業的16個學科組成,學生3000多名;工學研究生院由15個專業組成,共有碩士課程學生800多名,博士課程學生250多名。工學系和工學研究生院共有教員275名。

除傳統優勢學科,學校還著力于發展生命科學、IT產業科學等新興學科,提高整體科研教育實力。生命科學研究生院現有生命分子科學、細胞機能科學和生態控制科學等3個生命科學專業學科;先端生命科學研究院有先端生命分子科學、先端細胞機能科學、先端生態控制科學、計算分子生命科學和生命分子機能學5個先端生命科學研究室。信息科學研究生院由復合信息學、電腦科學、信息電子學、生命人類信息科學、媒體網絡和系統信息科學等6個專業的20個學科組成,擁有教員99名。

國際交流

北海道大學作為具有國際特色的大學,一直堅持戰略性地開展教育、研究和社會貢獻活動。

學校與包括中國的北京大學、浙江大學在內的18個國家和地區的55所大學,以及24個國家和地區的大學及科研院所的院系部門簽訂了共162個協定,開展教育、學生的交流活動。為了加強合作關系,還和協定中的一些大學共同舉辦大學之間的聯合專題討論會。此外,學校還與國際協力機構(JICA)簽訂聯合合作協定,建立合作體制,并與國際協力銀行(JBIC)合作,積極致力于中國內陸地區廢棄物處理領域的人才培養。2006年接收中國重慶市的10名大學教師,進行為期4周的廢棄物處理研修,2007年以中國河南省的10位大學教師為對象,開展了近1個月的廢棄物資源化和處理技術研修。

目前,北海道大學共有海外留學生900多人,其中有40%來自中國。為了增加留學生數量,推動和東北亞特別是和中國、韓國之間的交流,學校還制定了“國際活動戰略”,計劃接收更多的留學生來校學習,同時也致力于把自己的學生送出去留學。

篇10

據記者了解,這十大進展經該學會聯合體的18個成員學會推薦,并且各自在《科學》《自然》等國際知名期刊上發表相關論文,由生命科學領域同行專家審核與評選,是我國2016年在這一領域所取得的具有世界影響力的研究成果的集中展示。其中既有“植物雌雄配子體識別的分子機制”“線粒體呼吸鏈超級復合物的結構與功能”等基礎研究的成果,也不乏“內源性干細胞介導功能性晶狀體再生治療嬰幼兒白內障”等可治療疾病的臨床應用成果。

中國科協生命科學學會聯合體十大進展(排名不分先后)內容如下。

植物分枝激素獨腳金內酯的感知機制

植物激素調控植物的繁衍生息,與人類生存環境和糧食安全息息相關。獨腳金內酯作為新型植物激素,調控植物分枝、決定植物株型、影響作物產量。清華大學謝道昕、饒子和及婁智勇等合作發現了獨腳金內酯的受體感知機制,揭示了“受體-配體”不可逆識別的新規律,發現受體D14參與激素活性分子的合成和不可逆結合,進而觸發信號傳導鏈,調控植物分枝。這一發現豐富了生物學領域過去百年建立的配體可逆地結合受體并循環地觸發傳導鏈的“配w-受體”識別理論,為創立生物受體與配體不可逆識別的新理論奠定了重要基礎,并對植物株型遺傳改良和寄生雜草防治具有重要指導作用。該成果發表于《自然》雜志(Nature,2016 ,536:469-474)。

組蛋白甲基化修飾在早期胚胎發育中的建立與調控

組蛋白修飾對基因表達與沉默發揮重要調控作用,在早期胚胎發育過程中, 異常的組蛋白修飾會導致胚胎發育停滯。哺乳動物植入前胚胎全基因組水平組蛋白修飾的建立與調控是發育生物學領域一個亟待解決的科學問題。同濟大學高紹榮團隊首次利用微量細胞染色體免疫共沉淀技術揭示了H3K4me3和H3K27me3兩種重要組蛋白修飾在早期胚胎中的分布特點以及對早期胚胎發育獨特的調控機制,發現寬的H3K4me3修飾在早期胚胎大量存在并在基因表達調控和胚胎發育第一次細胞命運決定中發揮重要作用。該成果發表在《自然》(Nature,2016,537:558-562)雜志上,其意義為揭示了組蛋白修飾在植入前胚胎發育以及早期細胞分化過程中的特異性調控模式,對研究胚胎發育異常、提高輔助生殖技術的成功率具有重要意義。

基于膽固醇代謝調控的腫瘤免疫治療新方法

T細胞介導的腫瘤免疫治療是治療腫瘤的重要武器,在臨床上已取得了巨大的成功。但現有的基于信號轉導調控的腫瘤免疫治療手段只對部分病人有效,因此急需發展新的方法讓更多的病人受益。中國科學院上海生物化學與細胞生物學研究所許琛琦、李伯良與合作者從代謝調控這一全新的角度去研究T細胞腫瘤免疫反應。鑒定了膽固醇酯化酶ACAT1是調控腫瘤免疫應答的代謝檢查點,抑制其活性可以增強CD8+ T細胞的腫瘤殺傷能力。同時發現ACAT1抑制劑Avasimibe(輝瑞公司開發的用于治療動脈粥樣硬化的藥物,進行了III期臨床試驗),具有很好的抗腫瘤效應,并且能與現有的臨床藥物PD-1抗體進行聯合治療。該項研究開辟腫瘤免疫治療研究的一個全新領域;同時發現ACAT1這一藥物靶點及其小分子抑制劑的應用前景,發展了新的腫瘤免疫治療方法。該研究在《自然》(Nature,2016,531:651-655)雜志上。

內源性干細胞介導功能性晶狀體再生治療嬰幼兒白內障

中山大學中山眼科中心劉奕志教授帶領團隊,歷經18年研究,發現了晶狀體上皮干細胞;為了利用干細胞的再生潛能實現組織修復,設計并創建了一種新的微創白內障手術方法,保留了自體晶狀體干細胞及其再生的微環境,長出了功能性的晶狀體,已用于臨床治療嬰幼兒白內障,提高了患兒視力,降低了并發癥。該研究不僅為白內障治療提供了全新的策略,也首次實現了自體干細胞介導的實體組織器官的再生,開辟了組織再生及干細胞臨床應用的新方向。在《Nature》雜志(Nature, 2016,531:323-328)。

MECP2轉基因猴的類自閉癥行為表征與種系傳遞

中國科學院上海神經科學研究所仇子龍研究員等通過構建攜帶人類自閉癥基因MECP2的轉基因猴模型及對MECP2轉基因猴進行分子遺傳學與行為學分析,發現MECP2轉基因猴表現出類人類自閉癥的刻板行為與社交障礙等行為。此研究首次建立了攜帶人類自閉癥基因的非人靈長類動物模型,為深入研究自閉癥的病理與探索可能的治療干預方法提供了重要基礎。

在該研究中,研究人員通過精巢異種移植,將幼年食蟹猴的精巢移植到裸鼠的背部,實現了食蟹猴精巢提早成熟,并利用移植精巢組織內生成的成功獲得了健康的F1代MECP2轉基因食蟹猴后代。該工作加速了食蟹猴的生成速度,縮短了食蟹猴的繁殖周期,對于推動非人靈長類動物模型的應用具有重大意義。該研究成果發表于《自然》(Nature, 2016,530:98C102)雜志上。

線粒體呼吸鏈超級復合物的結構與功能

呼吸作用是生命體最基礎的生命活動之一,由位于線粒體內膜的氧化磷酸化系統完成,為細胞提供能量。人類線粒體呼吸鏈氧化磷酸化系統異常會導致多種疾病,如阿爾茨海默病、帕金森病、多發性硬化、少年脊髓型共濟失調以及肌萎縮性脊髓側索硬化癥等。哺乳動物呼吸體是由包括44個膜蛋白在內的81個蛋白亞基(69種不同蛋白分子)所構成的分子量高達1.7兆道爾頓的超級膜蛋白分子機器。清華大學楊茂君研究組先后在《自然》(Nature, 2016, 537: 639C643)和《細胞》(Cell, 2016,167:1598C1609)雜志發文,報道了呼吸鏈超級復合物結構。該結構是目前所解析的最復雜的非對稱性膜蛋白超級分子機器的結構(圖A,B),為進一步理解哺乳動物呼吸鏈超級復合物的組織形式、分子機理,以及治療細胞呼吸相關的疾病提供了重要的結構基礎。

活性RAG型轉座子的發現揭示抗體V(D)J重組的起源

以免疫記憶與疫苗產生為核心的人類適應性免疫的關鍵機制就是RAG介導的抗體重排,所以,RAG基因的起源一直是免疫形成揭秘的關鍵問題。為此,諾貝爾獎獲得者利根川進(Tonegawa)1979年提出了轉座子起源假說,此后圍繞RAG的起源與功能,展開了激烈的學術爭論,直到該成果發表前, 轉座子起源假說并未得到證實,成為免疫學一個經典謎題。

北京中醫藥大學徐安龍研究組以有活化石之稱的文昌魚為研究對象,發現了具有介導V(D)J重排功能的原始RAG轉座子,證實了利根川進的假說。該發現不僅改寫免疫教科書中關于適應性免疫起源的觀點:將適應性免疫的起源由脊椎動物推前近1億年到無脊椎動物,而且可能為未來利用重排機制設計新的免疫抗體/基因提供湫碌幕因編輯思路和技術。相關研究在《細胞》 [Cell166(1):102―114,2016]上。

植物雌雄配子體識別的分子機制

受精需要和卵細胞的結合,而能否被及時傳遞到卵子是受精的關鍵。在被子植物中,是通過花粉管來傳遞的,但花粉管是如何將傳遞到卵子的呢?這一問題是植物生殖生物學幾十年來關注的主要問題之一,這個過程也是植物生殖隔離及物種多樣性維持的重要因素之一。中科院遺傳發育所楊維才研究組首次分離了擬南芥中花粉管識別雌性吸引信號的受體蛋白復合體,并揭示了信號識別和激活的分子機制。通過轉基因手段將其中一個信號受體導入薺菜中,并與擬南芥進行雜交,轉基因薺菜的花粉管識別擬南芥胚囊的效率得到明顯提高。該研究通過基因工程手段建立了利用關鍵基因打破生殖隔離的方法,為克服雜交育種中雜交不親和性提供了重要理論依據。

該研究成果發表在《自然》雜志上(Nature, 2016,531:241-4)。

tsRNAs可作為記憶載體介導獲得性性狀跨代遺傳

研究發現父親的某些獲得性性狀,如飲食誘導的代謝紊亂,可通過表觀遺傳的方式“記憶”在中并遺傳給下一代,這對人類健康和繁衍具有深遠的影響。中國科學院動物研究所周琪、段恩奎與上海生命科學研究院營養科學研究所翟琦巍研究員合作團隊基于父系高脂飲食小鼠模型,發現中一類來源于tRNA的小RNA (tsRNAs) 在高脂飲食下表達譜和RNA修飾譜均發生顯著改變,且將高脂小鼠中的tsRNAs片段注射到正常受精卵內可誘導F1代產生代謝性疾病。tsRNAs進入受精卵后可導致早期胚胎及后代小鼠胰島中代謝通路基因發生顯著改變。本研究從RNA角度,為研究獲得性性狀跨代遺傳開拓了全新的視角,提出tsRNAs是一類新的父本表觀遺傳因子,可介導獲得性代謝疾病的跨代遺傳。文章發表后被國際重要刊物廣泛引用和評價,也引起國際各大媒體的關注。該在《科學》(Science,2016,351(6271): 397―400 )上。