发布时间:2023-10-11 15:53:58
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇生物技术和生命科学,期待它们能激发您的灵感。
关键字:生命科学;生物现状
我国是一个生物资源大国,有着丰富的动植物和微生物资源和广阔的市场需求,同时我国还是一个人口大国,这就为生物技术产业的发展提供了必须的条件。以医药行业为例,最近一些年,恶性肿瘤、心脑血管疾病等高发病都严重威胁着我们正常的生活水平,影响着老年人的生活质量,而这些病目前还没有有效的治疗手段。因此,在医学领域的基因治疗、肝细胞治疗和生物芯片等治疗技术就显得尤为重要。
经过我国多年的不懈努力,我们在生命科学和生物技术领域已经取得了一定的工作基础。从1965年我国在世界上首次人工合成牛胰岛素到参与国际人类基因组计划;从基因工程药物和疫苗的研制生产,在生物制药领域我们取得了颇为丰硕的成果。另外,生物技术的研发,对于农业生产和环境保护也具有相当的作用。比如水稻的杂交技术解决了世界关注的粮食难题。所以,总体来说,我国目前在生命科学和生物技术领域是有一定影响力的,而且多年的累积,也让我们有了冲击国际前沿的实力和技术。
一、我国在发展生命科学和生物技术的现状分析
我国生命科学起源于医药和农业的方面。在上个世纪50年代前后我国成立了生物化学、细胞生物学以及神经科学等研究机构。70年代的时候,我们已经具备了相对比较完整的现代生命科学和生物技术的科研体系。截止目前为止,我国已经形成了四足鼎立的局面,代表着生物技术和生命科学研究的四大基地已经形成规模:北京基地(着眼于农业和环境的研究),上海基地(人口和健康的研究),西南基地(生物多样性研究),武汉基地(水生生物和病毒学研究)。
现阶段我国优先发展的生命科学领域内容包括基因组和蛋白质组学,重大疾病相关基因的识别和克隆,分子生物学和生物花絮额,细胞学和发育生物学等等。在国际上,我国的科学家也承担了1%的人类基因组的测序,而且我国在发展中国家唯一一个加入人类基因组测序的国家,这也从侧面反映出我国在生命科学领域的实力。科学家克隆了功能新基因的全长cDNA有800多条,已经申请了一批国内外专利。
近年来,我国在生命科学领域的生物化学和神经生物学等方面取得了比较突出的科研成果。受生物科学发展的带动,生物技术也取得了长远的进步,比如,在医药生物领域,我国的基因工程药物已经有近二十种上市的产品,有二十多中种药物已经进入一、二期临床使用,处于临床试验的也有近四十种。产品的市场占有率也显著提高。
目前在国际上销量最大的医药品种,前十位当中我们能够自主研发生产八种,这说明我国的生物科技药物已经具备了自主研发的能力。在农业方面,植物基因工程的研究和杂交水稻的研究以及农业微生物基因工程研究方面,也都取得了可喜的研究成果,在很大程度上推进了我国甚至是全世界农业技术的前进。
生命科学和生物技术发展在我国虽然取得了很大的成就,但是改变不了的一点是我国的基本国情。我国是一个拥有13亿人口的大国,所以,在人口和健康领域、农业生产发展领域都面临着巨大的挑战。一些危害人类健康的疾病都已经成为社会关注的重点。农业发展在效益和质量上和发达国家也还有一定的差距,所以,这些问题都反映了我国现代生物技术产业都还处于相对较早的阶段,都需要我们向更高层次发展。
二、生命科学和生物技术发展的相应对策
要提高生命科学和生物技术的发展,我们就必须树立把握机遇的意识,要认识到这两者将对我们今后的生活产生什么样的影响和作用。生命科学和生物技术的发展关系民生,关系国家根本利益,甚至有时候能左右一个国家在国际竞争中的主动权,所以,我们必须充分认识到我们自身的优势和不足,明确我们今后生命科学和生物技术发展的重点。
要切实加强基础性研究,将基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的放到首要的位置来抓。其次,我们花大力气来研发更新农业技术平台,改造传统农业的生态格局,促进新兴产业的发展,实现多元化经营和生产。对于先进的科技成果,我们要积极推进其应用和转化,要通过培育一批生物技术企业来提高我们的国际竞争能力。
要尽一切可能,切实加强生物资源的保护和开发利用,健全法律和法规体系,推动生命科学和生物技术发展的具体措施。1,通过保护知识产权来实现专利战略,只有这样我们才能在产业发展和国际竞争中掌控主动权,2,加速生命科学和生物技术的产业化进程,改造传统产业,使其和国际接轨,最大限度地提高其效益。3,培养行业的龙头企业,使他们在市场开发和经营方面都能够顺风顺水。4,大力发展生命科学和生物技术的同时,还要建立和完善生物安全评价保障制度,将对其保障不是一纸空文。既要让生命科学和生物科技给经济发展和人们生活带来好处,同时也要在关注生物安全方面所引起的新问题。5,通过加强和国际发达国家质检的合作和交流,开拓我们在国际市场上的合作渠道和发展空间,以此实现和世界先进技术共同发展的目的,最终造福于民。
参考文献:
[1]李学勇. 把握生命科学和生物技术发展的战略机遇. 中国软科学,2003, 3: 124.
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[3]许智宏. 关于21世纪的生命科学. 河南大学学报, 2001, 41: 127.
2月2日下午,在虎年新春即将来临之际,中关村生命科学园内60余家生物医药领军企业代表和北京市、中关村管委会、昌平区及生命科学园发展有限责任公司领导欢聚一堂,回顾往昔,共话未来。
金融危机肆虐的2009年,中关村生命科学园在生物医药研发领域攻艰克难,取得了一系列自主创新的重大突破。年末,中关村生命科学园生物技术研发中心、泰康人寿郊区总部及健康研究中心、先正达生物技术研究中心等项目相继奠基开工,标志着园区建设将进入一个全新的发展阶段。
在活动间隙的采访中,北京中关村生命科学园发展有限责任公司总经理郭利告诉记者,今年生命园将启动扩区进程,为园区的进一步发展拓展更广阔空间。
生命园新春之际已开始谋划新一轮发展蓝图。
2009园区创新成果闪耀
“生命园最大的特征是以高端研发为主,聚集的企业以自主创新的居多,拥有自主知识产权的居多。目前,生命园内的企业百分之八、九十都是海归人才学成回国后自己创办的,这一点很重要,也是生命园区别于其他生物医药产业园区的明显特点。”郭利说。
记者了解到,在过去的一年里,中关村生命科学园入驻机构和企业涌现出一大批国内外尖端科研成果,令人赞叹不已。
园区企业博奥生物被北京市人民政府、科学技术部和中国科学院确立为首批“中关村国家自主创新示范区创新型企业”,并获得2009年北京企业评价协会科技创新奖。博奥生物的晶芯微阵列芯片点样系统和晶芯实时荧光定量PCR仪荣获有中国工业设计“奥斯卡”之称的“2009中国创新设计红星奖”,其激光共聚焦扫描仪获首批“国家自主创新产品”称号。博奥的晶芯九项遗传性耳聋基因检测试剂盒(微阵列芯片法)成为世界上首款获得国家监管部门批准,用于临床诊断的遗传性耳聋基因检测芯片产品,也是我国在生物芯片临床应用领域的重大突破。
瑞奇外科的“一次性使用RCS系列端端吻合器”项目和同昕生物的“EB病毒Rta蛋白抗体IgG检测试剂盒(酶联免疫法)”项目被同时纳入北京市自主创新产品目录。
万泰公司成为昌平区首批“产学研一体化示范企业”,13种试剂获得北京市自主创新产品证书,其甲型流感病毒抗原快速诊断试剂通过科技部筛选。
保诺公司在呼吸道和炎性疾病药物研发方面与阿斯利康开展进一步合作,充分展示了自身的创新能力和雄厚的综合药物研发服务实力,被北京市认定为首批技术先进型服务外包企业。
在贺福初院士等科学家的倡导下,蛋白质科学研究设施国家重大科技基础设施项目被列入国家高技术产业发展计划并落户园区。
园区生物医药科技孵化公司被认定为国家级高新技术创业服务中心,成为孵化器行业中的国家队。
生命园的科技领军人物――生物芯片北京国家工程研究中心主任兼技术总监、博奥生物总裁程京教授正式当选中国工程院院士;瑞奇外科CEO方云才博士人选北京市首批海外高层次人才(海聚工程)计划,成为北京市首批获此荣誉的创业者之一。
系列重大项目相继奠基开工
2009年末,中关村生命科学园三项重点工程举行了密集的开工奠基仪式。
11月30日,中关村生命科学园生物技术研发中心项目在昌平区启动。作为国家级生物医药、生物技术和新医药高科技产业创新基地之一,中关村生命科学园通过多年的建设与发展,目前已成功聚集了一大批国内外知名的企业和科研机构,形成了一系列具有核心自主知识产权的科技创新成果。生物技术研发中心项目的开工建设,是园区完善技术支撑平台、优化产业发展环境的一项重要举措,对于增强园区的产业聚集功能,提升整体创新能力具有十分重要的意义。据了解,中关村生命科学园生物技术研发中心是集医药研发、综合办公、商务配套等多种功能于一体的建筑组群,它将为大中企业、跨国公司和风险投资等中介服务型机构落户北京提供先进的实验平台与优越的办公环境。其投入使用,标志着园区公共技术服务水平又上了一个新的台阶。
12月8日,泰康人寿郊区总部及健康研究中心举行奠基仪式。泰康人寿是我国第四大人寿保险公司,在2009年中国企业500强排名中,泰康人寿名列第84位。泰康人寿郊区总部及健康研究中心项目将建成一个包括健康研究中心、全国运营管理中心、健康保险研究中心、信息技术研发中心、职能管理中心等功能在内的综合性研发基地。项目一期投资7.5亿元,首批入驻员工达3000人,未来将为上万人创造就业机会,并使得中关村生命科学园成为北京首个具有医疗健康保险、医药研发、医疗保健服务等完整产业链的园区,将大大提高园区的综合实力和产业聚集能力。
12月17日,先正达生物科技(中国)有限公司暨先正达全球生物技术研究中心奠基仪式在北京中关村生命科学园举行,这标志着中国首家外资农业生物技术研究机构正式落户中关村生命科学园。
据了解,先正达生物科技(中国)有限公司是世界领先的农业科技企业瑞士先正达公司的全球第六大研究与技术中心,也是中国首家外资农业生物技术研究机构,2008年选址落户北京中关村生命科学园。公司于2008年10月正式开始运营,现有员工70余人,计划两年内在园区建成世界一流的现代化生物技术研究和创新大厦,并组建一支约200人的高素质科研团队。该研究中心将专注于玉米、大豆等主要作物生物技术和农艺性状的研究,用于提高作物产量、抗旱性、抗病虫害及生物燃料转化效率等方面。研究中心将与先正达全球研发团队紧密合作,并与先正达位于美国北卡罗来纳州的生物技术研发中心形成互补。
先正达生物技术北京研究中心前五年预计总投资将超过1亿美元,是未来先正达在中国从事生物技术科研工作的主要场所。研究中心占地25000多平方米,项目建设包括实验楼和作物温室,配备世界领先的设施和设备,并为科研人员提供贴近自然、激发创新的工作氛围。研究中心有望在2011年竣工并投入运营,届时将能容纳200多名员工,成为生物技术创新和台作的科研基地,并将持续培养生物技术领域人才,与科研院所实现互惠合作,带动相关产业的进步和升级。
重大项目的集中启动,预示了2010年将成为中关村生命科学园开发建设的年,也标志着生命园将在产业发展上谋求新的突破。
机遇面前的谋划与思索
市委、市政府前不久决定,将整合中关村“一区十园”的相关资源,设立发展集团公司,实现中关村科技园区的跨越式大发展。
市委常委赵凤桐在今年市人代
会上表示,中关村国家自主创新示范区北部地区将预留出30至40平方公里土地,为产业聚集提供发展空间。
顺应这一发展大趋势,2010年,中关村生命科学园的扩区问题成为年度工作重点。随着中关村发展集团的成立,中关村“一区十园”的整体资源将得到充分整合,在以海淀、昌平两区为主的北京市北部新区规划调整过程中,生命园将有望争取到新的发展空间。
据郭利介绍,目前生命园整体上升势头非常明显,但受空间资源所限,企业、成果出现外流现象。为解决这一迫切问题,在政府的支持下,生命园计划在今年尽快启动东扩和北扩的进程,扩区总面积近3000亩,其中产业用地2000余亩,相当于生命园现有面积的一倍。扩区后,生命园将充分利用新增空间资源,一方面保留本土生物医药企业的特色,倡导自主研发,孵化更多中小企业;另一方面,将积极引入具有一定规模的高端生物医药品牌企业,为更多高质量企业的进驻预留发展空间。
在建设模式上,郭利认为生物医药园区的建设应尽量规避前十几年建设中常常出现的问题,防止把园区建成“夜城”、“鬼城”,要综合考虑服务配套设施的跟进,以人性化的设计留住研发人员。
在今后的产业发展上,生命园将更加注重产业链形成过程中的产业配置和布局,协同考虑生物医药产业上下游企业之间的有机联系。在园区企业中,多引入与百姓生活息息相关的健康、康复、临床诊断、食品安全等企业,在产业配置上,尽量形成包括成果、转化、临床、实验,以及直接面向市场的生物产业循环体系,甚至要包括中间环节的服务体系支持,如药监、医药物流等,形成相对配置完善的产业链条,带动地区发展。
“要从长线上进行考虑,让整个园区的生物医药产业做到持续发展。重点是要发展生物医药产业的两头,一是从源头上注重引进大型企业或国际品牌企业进驻,二是更注重中间转化要素和支撑平台的建设,充分配置社会资源,协助企业做好市场的开发。”郭利说。
生物医药产业在北京市处于引领产业发展的龙头地位,去年进一步出台了加快生物医药产业发展的若干措施,提出了跨越式发展的思路。因此,把创新的成果源头保留住、把这些难能可贵的高精尖人才留在北京,就显得尤为重要。北京的自主创新型生物医药企业尽管比较弱小,但至少已形成自己的品牌,政府应呵护其成长,给予扶持壮大。应通过资源配置、投资、政策、土地等方面的扶持,让这些成果就地生根、就地转化。
身处中关村国家自主创新示范区核心区的生命园,在十年历练的基础上放眼未来,提出要向世界生物产业创新中心迈进。
十年磨一剑
中关村生命科学园于2000年由北京市政府批准建园,并于2001年3月全面开始园区建设,目标是以我国生命科学和生物技术研发以及产业化重大项目为依托,建成集生命科学研发中试、生物技术创新和产业化、企业孵化、产业聚集、风险投资、国际合作、人才培养于一体的世界一流的高科技园区。
生命园规划占地总面积为249公顷。一期为中关村生命科学园,项目用地130公顷,定位于生物技术的研发、中试与生产,二期为中关村国际生命医疗园,规划用地面积119公顷,定位于医疗服务产业。
经过十年积累,生命园成为生物产业专业园区的品牌已经建立,强大的产业聚集效应和整体竞争优势逐步显现,吸引了一批国际国内著名生物医药以及生物农业、生物环保领域的企业入驻。
截至2010年6月,入驻生命园的各类单位已达85家,至今,生命园已聚集了7家国家级研究机构、1家医疗机构、21家国际国内著名企业研发生产中心、12家生物医药服务外包企业、40余家中小型创新科技企业。目前园区内工作人员已近6000人。
谈及生命园十年发展历程,中关村生命科学园总经理郭利感慨良多:“中关村生命科学园在政府的关心和支持下,在入园企业的不懈努力下,已经从默默无闻发展到名声鹊起,园区建设已经由一片荒芜到如今生机勃勃。过去的十年,生命园走过了艰难的历程,今天已经站到了一个新的台阶上。”
生命园十年所取得的成绩可以用几组数据来说明。
截至2009年底,生命园工业总产值21.3亿元,同比增长24.6%;总收入31.96亿元,同比增长41%;利润总额5.5亿元,同比增长323%;进出口总额3997.7万美元,同比增长139%;研发投入4.4亿元,同比增长175%。园区以研发创新为主,整体经济总量呈现快速增长态势。
此外,园区在自主创新方面的爆发力逐步显现。据不完全统计,目前园区共有在研的国际国内开发项目146项,在国际著名刊物上66篇,园区内企业拥有600余项各种专利,自主知识产权技术167项,承担国家863、973和国家自然基金委等项目25项。这种创新能力优势正逐步向产业化优势方向转化,一批创新成果正逐步进入产业化阶段,一些尖端产品填补了国内空白并出口到美国等发达国家。
2009年,园区专利申请85项,其中发明专利70项,授权专利143项,授权发明专利111项,有效专利170项,注册商标59项。2009年发表科技论文27篇,获得国家级科技成果10项,再次创下新高。
从人才聚集效益上看,生命科学园共聚集了3名中国科学院院士,占园区从业人口的万分之五,400多个博士,占园区从业人口的7,3%,硕士1700余人,占园区从业人口的14%,作为专业化园区来讲,生命园聚集人才的数量和水准与目前国内领先的生物产业基地上海张江科技园区不相上下。
郭利认为,上述数据是生命园十年所取得成绩的最好注释,“经历了十年发展,中关村生命科学园已经发展成为以拥有自主知识产权为主的专业园区,形成了高端成果的研发基地,并成为国内外高端人才的聚集地。”
依据国家发展和改革委员会在《生物产业发展“十一五”规划》中对生物产业的领域划分,中关村生命科学园生物产业领域涵盖了生物医药制造业和医疗器械产业、生物技术服务业、生物农业、生物环保、生物保健品、医疗健康六大特色产业,其中,生物医药产业已初步形成了从上游研发到产业化到终端医疗市场的一个完整产业链条,并不断向下游产业链延伸。
在源头创新上,生命园汇集了中国科学院、中国军事医学科学院、中国医学科学院、北京大学、清华大学等国家顶尖研究机构,以及由北京市与国家有关部委合作共建的国际一流的北京生命科学研究所;在产业化资源上,汇集了国家爱滋病检验试剂生产示范基地、扬子江集团、江中制药、迈瑞医疗、博晖创新、华邦制药颖泰嘉和等国内知名企业,吸引了美国健赞、瑞士先正达研发生产中心、诺和诺德(中国)研发中心、日本TAKARA、德国贺利氏等著名跨国公司;在研发外包方面,发起组建生命园研发外包联盟,包括协和洛奇临床检测中心、863实验动物基地、PPD保诺、丹麦CCBR临床和基础试验中心等12家企业,系统建设包括药物化学研发、药物安全研发、临床试验研发等外包服务技术平台;在医疗终端市场方面,北大国际医院在为生物医药研发产企业的科技创新提供丰富的临床和市场资源的同时,将大大改善首都北部地区的医疗条件;生物农业方面,国际种业巨头瑞士先正达和国内种业三强之一的奥瑞金成为园区的龙头企业;生物环保方面,引进了污水资源化MBR(膜生物反应器)技术处于世界前三强的碧水源科技公司;北京市药品检验所的入园为园区专业化产业支撑要素建设奠定了坚实基础。高端项目的引进,使园区聚集了以美国科学院院士王晓东博士、中国科学院贺福初院士、中国工程院程京院士、韩庚辰博士、王保平博士等领军人物和一批世界一流的专家学者队伍。
2006年10月,生命园被国家发改委确定为“北京国家生物产业基地”,生命科学园成为产业基地的研发核心区,初步形成了从源头创新到临床科研、从现代制造到终端用户的较为完整的生物技术产业链条和有利于企业持续发展的产业生态环境,成为具有国内顶尖水准的高端生物技术产业化研发资源最密集的专业园区。
北京市发展和改革委员会委员张燕友认为:“经过十年发展,中关村生命科学园已经发展成为北京国家生物产业基地的创新中心。”
将迎来爆发增长的黄金期
有专家预测,生物产业是21世纪全球重要的主导产业,将以每3年增加5倍的速度发展。
从生物技术当前已经形成的产业领域可以看出,生物技术产业已基本形成了包括医药生物技术产业、农业生物技术产业、工业生物技术产业等几个产业群。在生物医药领域,2009年全球医药市场销售金额增长7.0%,达到8370亿美元。在生物农业领域,1996-2007年转基因作物累计种植面积第一次达到6.9亿公顷,以67倍的速度空前增长。在工业生物技术领域,全球工业生物技术发展
方兴未艾,已大规模应用于化学品生产。
虽然生物产业在我国的发展尚属起步阶段,但近年来其发展保持了较快增长势头。2009年,我国生物产业全年实现总产值11000亿元左右,同比增长25%以上,这是在全球金融危机背景下所不多见的。
我国政府高度重视生物产业发展。2009年6月,国务院常务会议讨论并原则通过《促进生物产业加快发展的若干政策》。会议认为,必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇,将生物产业培育成为我国高技术领域的支柱产业。以生物医药、生物农业、生物能源、生物制造和生物环保产业为重点,大力发展现代生物产业。《促进生物产业加快发展的若干政策》的颁布,标志着我国生物产业已步入快速发展期。
国务院《促进生物产业加快发展的若干政策》之后。北京市委书记刘淇又明确提出要将北京生物医药产业发展成具有战略意义的支柱产业。2009年11月,北京市政府出台了《北京市调整振兴生物和医药产业实施方案》,实施方案的配套措施及跨越式发展方案目前正在讨论阶段,北京生物医药产业已迎来了难得的历史发展机遇。
前十年的发展,为生命园打下了良好基础。后五年,乃至后十年,生命园将进入一个爆发性增长阶段,有专家预计,生物医药产业的爆发点是今后8-10年,这也与生命园对未来的预测大致吻合。
“生物医药产业将迎来一个增长极的爆发阶段,生命园将紧紧抓住机遇,在未来几年内,实现新一轮跨越式发展。”郭利希望,在未来五到十年内,“至少在北京市,生命园能够站到生物医药产业最高端的战略台阶上。”
生命园目前的产值约为20亿元,预计到“十二五”末,园区产值将达到200亿元,2020年,预计达到500亿。
要扎扎实实地完成这一增长和跨越,除了坚持走自主研发、自主创新的道路之外,郭利认为还要从两个方面加大工作力度:一是加强科研成果就地转化力度,二是提升园区国际化水平。
“大家都知道搞研发对头,但往往搞不下去,其中很大原因就在于更关注GDP。”郭利认为,生物医药产业的研发过程比一般高新技术产业更加漫长,迅速产生效益不太现实,但又不能不重视产业化。特别是北京市,拥有国内一流的科技和人才资源优势,更适合搞研发,但又不能无视税收。
“需要有更好的政策来解决这一矛盾。”郭利建议,应在研发企业和地区之间达成一种类似于技术转让费的协议形式,既给不适合在本地大规模生产的企业放行,又能在企业落户当地上税,还可以通过技术转让费,鼓励研发企业的积极性,从而使生物医药产业的基础研究工作能有一个基本的良性循环。
“必须要迈出这一步,否则生物医药产业的创新动力、研发动力将消失。”郭利说。
目前,生命园正在开展国际化合作基地的建设。国际化以“引进来”为主,先期主要引进在行业内具有国际化背景和丰富经验的中介机构,通过其成熟的国外网络,为未来生命园引入更多国际知名生物医药企业做铺垫。因此在短期内,生命园国际企业业的入园数量将会有一个集中增长。
另外在生命园三期扩区的规划中,也特别规划出国际总部功能区,为国际大公司进驻预留一定的空间资源,希望更多的国际生物医药企业能在生命园迅速落地生根。
从国内外专业园区发展的成功经验来看,成熟园区若达到自我平衡点,至少需要的空间范围是8-10平方公里,其中,2-3平方公里摘研发创新,3-4平方公里做产业化转移,1-2平方公里提供公共配套。由此来看,为实现园区未来的爆发式增长,生命园在发展空间上至少还面临着3-4平方公里的拓展需求。
2009年3月,在中国改革开放30周年和中关村成立20周年的特殊时刻,中关村确定了新的战略定位,将建设成为具有全球影响力的科技创新中心。作为中关村国家自主创新示范区的一部分,作为北京国家生物产业基地,生命科学园提出,要打造成世界生物产业的创新中心,成为首都北部地区新的增长极,并为中国生物产业的发展作出贡献。
中关村发展集团董事长于军谈到:“作为中关村国家自主创新示范区的重要组成部分,生命园地处中关村国家自主创新示范区的核心区域,位于北京即将着力发展的北部核心地带,此次中关村发展集团成立,重组中关村各分园及专业园区,也把生命园纳入到中关村发展的大战略当中,因此,生命园将在中关村未来的发展中迎来更大的机遇,承担更重要的发展使命。生命园应当在物理空间、创新成果、成果转化等方面实现新的突破。”
昌平区委副书记、区长金树东也对中关村生命科学园的发展寄予了厚望:“在北京新一轮的城市发展战略中,昌平区处于北部高新技术产业带这一重点发展区域,迎来了大投入、大发展的战略机遇期。中关村生命科学园应当抓住机遇,努力打造成为中国第一、世界一流的高科技园区。”
进展突出表现在:(1)一大批生物基因组测序,2003年完成的人类基因组计划之后,其他4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、RNA组学等新兴领域。(2)生物信息学迅速发展。(3)发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一。(4)干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能,目前干细胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基础研究。(5)小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。(6)从研究神经网络的结构和神经信息处理机制入手。(7)全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。(8)生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力,动植物育种进入一个崭新的时期。(9)生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入。
高校生命科学课程改革发展趋势
(一)课程、教材内容的更新和现代化
1.课程、教材内容的更新和现代化
课程改革的实质是课程的现代化。我们要根据现代生命科学发展趋势、前沿、热点,实现生命科学课程、教材内容与结构的更新和现代化,不断容纳生命科学的前沿与新兴领域,更加侧重前沿,更加侧重基础,尤其是学科发展的前沿以及对学科的发展具有重要作用的领域。新的前沿领域或新的学科生长点,要坚持反映现代、融入前沿的原则,课程内容更新、更现代化主要是通过教材更新来实现的,所以我们要把编制新教材(或外文原版)放在核心位置,创新现代化的课程、教材新内容和新体系。北京大学生命科学院完成编写了高水平的《生物化学》《分子生物学》《细胞生物学》《遗传学》《植物生理学》《动物生物学》《植物生物学》等教材,其中《生物化学》《细胞生物学》《植物生理学》当时被列入国家教委生物学科重点教材,另编写有国家级生物学教材3种,规划编写45本教材。清华大学将培养学生影响最大、最重要的课程纳入精品课建设计划,2005年就已立项建设精品课共105项。
2.课程内容国际化
积极开展国际合作与交流。在生命科学的前沿、新兴领域、生物多样性以及生态学与国际组织开展农业科学合作研究[1]。清华大学为使教学内容与国际先进水平接轨,教学内容处于国际先进水平,早在2000年以前,生物化学课程选定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作为基本教材,这门课程的教材与课堂板书全部采用英文。其他的几门必修骨干课和部分选修课也采用了国际上最新的教材作为参考书并随时更新。清华大学大四开设高水平的选修课10门:生物工程导论、基因分子生物学、膜生物学、分子酶学、神经生物学、分子免疫学、发育生物学等。以下是北京大学生命科学学院大三、大四现在开设的课程,体现了课程的专业性和现代化。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。还开设选修课为:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。
(二)基础科学知识居重要地位
基础科学的知识在科学和技术的发展中起着很重要的作用。我国“863”计划的八个领域,大都是从基础科学实验室里发展起来的,上世纪50年代初的遗传密码研究出来了,分子生物学研究出来了,遗传工程研究出来了,这些都是在原子、分子的结构研究得比较清楚的基础上,掌握了规律。我们必须加强基础、素质教育。使学生掌握具有普遍意义的科学思维方法,提高他们的综合素质。北京大学始终把加强基础课程建设作为教学改革的重点,把学科体系中处于基础地位的重要专业必修课定为主干基础课。课程改革要加强增大基础课的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加强基础科学知识的教育:开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。
(1)早在九五期间,北京大学生命科学学院开设了8门专业基础课:生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物生物学、动物生物学、植物生理学、基础分子生物学。并确立了15门核心课程,要求学生用两年时间完成这些课程的学习。(2)清华大学生命科学学院则是在低段开设专业基础必修骨干课程7门:普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、生理学、生物物理学。开设基地班重点建设课程:生物化学、生物化学实验。(3)经十多年的发展、改革与创新,北京大学生命科学学院的课程在大一、大二更加强化了课程的基础性。大一开设:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。大二开设:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。
(三)课程、教材综合交叉
科学发展一方面不断分化和更加专门化,分支学科层出不穷,又高度交叉综合,以高度综合为主的整体化趋势。许多高科技的研究开发,需要多方面的综合知识才能突破而出成果。
1.学科之间交叉融合和渗透
前沿科技领域呈现群体突破的态势,导致新学科诞生。生命科学多学科交叉的研究、多学科的交叉与融合,新的交叉、边缘学科的兴起和发展。这些科学往往代表了生命科学研究的前沿和热点。
2.多种方法、思维研究
自然科学学科间的交叉渗透促进了生命科学的发展,生命的现象与规律是多维的、复杂的,仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究,很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此,未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的领域,予以优先发展,大力提倡学科交叉,用其他学科的理论思考生命活动的规律,鼓励发展原创性方法和技术。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。
3.课程和教材交叉融合和渗透
我们必须根据生命科学综合交叉化趋势,创新交叉综合的科学知识、课程和教材,不仅在学科内、还要在学科间构建相互交叉融合、相互联系渗透、综合的课程。如北京大学生命科学学院,原来设置的植物学,由植物分类、形态、生理、生态的知识联系起来,综合重新编制改为植物生物学;同样动物学也改动物生物学;北京大学生命科学学院“生物基地班”将生物化学中信息及调控部分放入分子生物学,将内容扩展后开设了基础分子生物学。
(四)课程、教材、教学计划多元化
各高校生命科学院可根据自己的具体情况科学的、灵活的设置课程。1.必修计划大一、大二开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。例如:北京大学生命科学院现在本科四年开设的课程:(1)基础课大一、大二开设公共必修基础课,理科必修基础课和专业必修基础课。
大一:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。
大二:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。(2)专业课大三、大四开设必修专业课。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。2.选修计划低段开设通识选修课。
北京大学对必修课作了一定的压缩。增大选修课的比例。许多高校突破专业选修课的范围,开设跨学科、跨年级、跨系别的选修课程。大三普遍增大专业任选修课的比例。大四还开设选修课:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。3.特色优势计划教材多样化、教学方法多样化、教学模式多样化等。
(五)课程、教材知识应用性
进入知识经济时代,必修课和选修课的教学中,尤其是选修课中我们要渗入高科技的教育和研究。
(六)课程、教材个性化
北京大学实行灵活的自由选课制度和转系、转专业制度。谋求学力水准、速度的个别化,尤其电脑、网络的运用,学分制及教学计划的多样化,加大选修课比重,增大了课程的灵活化、弹性化,发展、培养学生的自学能力,发展个性。还有科学与人文整合的趋势,课程设置在价值体系上的整体融合趋势。
确立课程、教学内容和结构编制原则、教学培养模式
理科本科学制四年,要着力加强素质教育。许多大学本科教育修订了新的教学计划,要坚持培养知识面宽,基础扎实,能力强,素质高的专门人才的专业口径要进一步拓宽,专业目录中的专业种数要进一步精简。
(1)北京大学提出了“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”的16字教学改革方针。专业基础和通识教育并重。要按科学性原则、高校生命科学课程发展趋势及生命科学、科学技术发展趋势改革,科学创新高校现代生命科学课程。即要按专业基础和通识教育并重;课程、教材要融入、体现先进的内容和结构,现代教学方法、教材的可读性,即反应现代,融入前沿的课程现代化原则;“综合交叉”的知识结构即综合化原则;课程多样化原则;应用化原则;增加选修课比例,增大课程的灵活性、弹性化原则;“因材施教,分流培养”
即个性化原则;还要求课程设置在价值体系上的整体融合;科学与人文的结合;重视思想性;实践性,加强动手能力、科研能力的能力培养原则。我们本科阶段的课程、教材、教师要注意在系统和重点的基础上划分授课范围,减少重叠内容,特别就课程间教学内容的重复问题和衔接问题。
(2)教学模式多样化。本科教育,要确立“课堂教学、学术活动、科学实验”为主体的教学模式,融课堂教学、实践教学、科学研究为一体,把义务教育与素质教育相结合,知识传授与能力培养相融合。
教学模式多样化:有条件的学校,学生进校就定向,确定直读硕士、直读博士人选;实行联合培养,跨学校、中国科学院、外国大学交流培养等办学制度
。北京大学全面推行双学位和辅修制度,还设立“暑期学校”(小学期)
21世纪被公认为是生命科学的世纪,生命科学在农业可持续发展、能源开发、人类健康、生态平衡等领域发挥着重要的作用。近年来生命科学成为科学大系统里最有竞争力的带头学科,引领着世界科技经济的快速发展。因此,世界主要国家都把发展生物科学和生物技术作为基本国策。21世纪世界各国在高科技领域的竞争归根到底是高素质人才的争夺和竞争,在这一历史时期,高校非生物专业开设生命科学课程是新世纪高等教育发展的需要,是历史的必然。作为21世纪的大学生,如果不懂得一点生物学的知识,成为所谓的“生物盲”,将无法适应以生命科学和信息科学为特征的知识经济飞速发展的要求。加强生命科学教育,普及生命科学知识,有利于个人形成正确的人生观、世界观,有利于树立良好的健康观念,提高环保意识,增强学生的社会责任感,促进社会的发展与稳定。因此,在民航院校开设《生命科学概论》对民航人才的培养模式具有重要意义。高等教育应该是在更高层次上的以整体素质教育为主,有一定专业方向的高层次整体素质教育。《生命科学概论》是一门融合基础知识与前沿进展相结合的综合性课程,是当今高校进行素质教育的重要内容。世界著名大学,如哈佛、剑桥和斯坦福等,早在20世纪80年代就在全校开设类似生物学课程,1995年以来,清华、北大、上海交大等重点理工科大学也陆续把《生命科学概论》列为非生物类专业的限选或必修课程,北京航空航天大学和南京航空航天大学近年来也面向非生物专业开设《生命科学导论》的公修课。随着航空航天事业的飞速发展,生命科学技术在航空航天领域的应用越来越广泛。为发挥航空器整个系统的效率,提高其安全性和可靠性,利用生命科学技术开展航空人因工程研究,开展在航空环境下飞行员的行为及作业工效研究,弄清飞行员与航空器在航空飞行环境下的相互作用与相互关系,提出航空器飞行器的适人性设计要求、安全救生与防护措施、评价方法以及人员的选拔与训练方法等,使人、航空器及其所处的飞行环境有机协调与配合,探讨航空环境对航空人员健康的影响机制及对抗措施,为航空工程提供理论基础和技术支撑,这些将大大促进民航事业的快速发展。因此,在民航院校开设《生命科学概论》,增加了学生对生命科学知识的了解,尤其是对人体自身的了解,将有利于学生发展仿生的设计思路,落实“以人为本”的根本原则;有利于拓宽学生知识面,改善知识结构,提高学生综合素质,将来更好地为民航服务。
二、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学内容
中国民航大学是一所以工为主,理工结合,集管理学、经济学和法学等学科全面发展的综合性行业院校,在校学生均为非生物专业。学校利用航空医学研究所的师资力量从2006年开始给全校本科生开设自然科学类公共选修课《生命科学概论》,深受学生欢迎,每学年选课人数达到800人。向非生物学专业学生开设《生命科学概论》课程的教学内容定位于“基础性、系统性、趣味性和学科交叉性”,从介绍生命科学基础知识的物质基础入门,衍射到生命活动的基本单位———细胞,从细胞到细胞工程;从生物物质代谢深入到生物遗传的本质———基因,从基因到基因工程,直至现代的分子生物学技术,从分子水平上阐述生物的奥秘;同时还从动物、植物、微生物等不同的生物类群上描述生物的多样性以及生物与环境的关系,通过科学性、趣味性、学科交叉性和贴近生活性的内容介绍生命科学领域的最新进展以及与我们人类自身生存和健康方面的相关知识,使学生的生命科学素质得到提高。讲授内容在注重系统性的基础上包含了最新的科技前沿、最广泛运用的生物学技术手段、最热点的人类疾病、最新的交叉学科等等。我们密切关注科技最新动态,把其中反映生命科学和生物技术最新进展的内容及时移植到我们的教学中去。例如:在“遗传”部分介绍癌症、糖尿病、高血压等现代慢性疾病在遗传方面的研究近况;在“病毒”部分介绍SARS、H7N9等疾病的致病机理、防治途径和治疗方法;在“免疫系统”介绍艾滋病的基本知识及预防;在“环境”部分介绍日本福岛第一核电站泄漏等。这些“时尚”新内容很受学生欢迎,让学生了解生命科学,激发对生命科学的兴趣。
三、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学方法
1.采用多媒体教学手段加强学生的感性认识
《生命科学概论》教学内容庞杂、信息量大、知识难点多。所谓“百闻不如一见”,直观的东西更易于接受、理解和记忆。利用多媒体教学,通过图文声像并茂的组合方式讲授课程,将书本知识化静为动,化虚为实,化抽象为直观,不仅增加了课堂的教学信息量,提高了学生学习效率,而且增强了学生对知识的理解及方法的运用。另外,可在课堂上利用多媒体设备播放一些生物学相关影像资料,给学生更为直接的视觉感受。例如播放科教片《人类消失之后》,让学生充分理解人类和大自然和谐相处的重要性。
2.开展课堂主题演讲激发学生的学习兴趣
为了激发学生学习的主动性,提高课堂教学的参与度,了解生命科学的研究进展,我们组织开展了课堂专题演讲的研究性学习活动。教师初步确定当前生命科学重要前沿问题的题目,如生物芯片、基因工程、干细胞、生态与环境可持续发展、转基因食品等,把学生按5~6人一组分组,每组确定一个主题,学生通过网络和图书馆查阅相关文献资料,小组讨论写成小论文,并做成幻灯片在班上交流演讲。这样增强了同学之间以及同学与老师的沟通交流,活跃了课堂气氛,充分锻炼了学生的文献检索利用、团队协作、论文写作和口头表达等综合能力,收到了良好的效果。
3.引入社会热点问题,开展辩论赛,提高学生理论联系实际的能力
科技是一把双刃剑,生物高科技的发展给人们的生活带来舒适快乐,同时也给人们带来了很多的困惑甚至危机。人们在开发利用生物技术时,有可能出现意想不到的安全问题,生物技术的误用以及生物技术的非道德应用也可能带来很大的安全隐患。这些与生命科学有关的热点问题具有鲜明的时代性和综合性,学生对这些热点问题的探讨有利于增强他们的科学敏感性和社会责任感,以培养他们捕捉信息、分析事物的能力。首先,教师初步确定当前生命科学具有争议性的热点社会问题,如食品添加剂的利与弊、克隆人的利与弊、转基因食品的利与弊、垃圾焚烧的利与弊、安乐死是否应该合法化等。学生通过分组每10个人一组,每2组自由选择一个辩论主题作为正方和反方进行辩论,每个班级推举一名主持人来主持辩论赛。通过辩论赛,增强了学生之间的团结、合作、竞争、进取的意识,为学生提供了一个思考和展现自我的平台,并让学生对科学研究有了更进一步的认识,大大提高了学生理论联系实际的能力。
4.多元化的考核方式
学生的课程成绩由平时成绩和考试成绩组成,其计算方式为:最终成绩=平时成绩(占30%)+期末开卷考试成绩(占70%),其中平时成绩的考核主要由课堂出勤(占10%)、课后作业(占10%)以及课堂小论文(占10%)三部分内容构成,期末考试成绩采用撰写课程论文和期末理论考试相结合的方式。这种多元化考核方式不但评价了学生参与教学活动的态度、完成作业的质量,又考查了学生对知识的了解和掌握程度,同时多元化的考试方式也增加了学生的学习兴趣,减轻了学生的思想压力,且避免了少数学生平时不学习,通过考前突击准备获得较高分数,导致课程成绩不合理的情况发生。
四、思考与建议
关键词 动物生物技术;课程建设;教学改革
中图分类号 G642;G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)01-0326-02
21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步,生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科,主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域,在诸多行业都得到了广泛的应用,如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位,可见该门学科的重要性,因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上,总结了动物生物技术课程的建设与改革措施,以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。
1 生物技术的概念
生物技术是指在现代生命科学的基础上,利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等,目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要,改造或加工生物包括植物、动物、微生物等,使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。
2 教学现状与分析
内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生,2006年成为品牌专业,经过了16年的专业建设,首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程(专业选修课),随着现代生物技术的迅猛发展,36学时的理论讲授明显不足,于2005级学生中更改教学大纲,内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等,理论教学增加到54学时,并增加18学时实验教学,课程性质首次转为专业必修课,并创新性地更名为动物生物技术,当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程,直到2009年5月1日,科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》,至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程,主要有11门(动物学,植物学,微生物学,生物化学,遗传学,细胞生物学,分子生物学,基因工程,细胞工程,发酵工程和酶工程),在调查的农林院校中(安徽农业大学,西北农林科技大学,山东农业大学,湖南农业大学,吉林农业大学,东北林业大学,青岛农业大学,江西农业大学,福建农业大学,华中农业大学,华南农业大学,云南农业大学),都开设《细胞工程》课程,目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。
3 动物生物技术课程建设与改革
3.1 教学思想与目标改革
落实科学发展观,逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3],正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系,使学生在学习一些课程基础知识的情况下,掌握一种主动学习课程相关知识的能力,成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。
3.2 师资队伍建设
组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块,打破传统的一人一课的教学模式,每一模块由具有相应专业背景的教师承担,业务上要精益求精,力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨,督导组专家听课、评课,同时不定期开展自评和互评及学生评教,以促进整体教学水平的提高。
3.3 教材建设与改革
根据调研,笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材,该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时,由于课时的限制,在教学过程中,不可能做到面面俱到,且课程知识更新速度较快,一些最新热点在教材中没有体现的,自行编写部分讲义,以文本形式拷贝给学生,并推荐其阅读中外文的优秀参考书。
3.4 课程内容改革
动物生物技术属于多学科交叉课程,也是各国科研工作者研究的热点领域,大量的研究成果层出不穷,也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,既要注意授课内容的完整性,又要保证实用性和先进性,同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上,首先介绍绪论,动物胚胎工程技术概述,体外受精,胚胎移植,性别控制,胚胎分割,嵌合体;其次,介绍分子生物学及基因工程基础;最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术,动物细胞融合技术,杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排,使学生能在有限的时间内,全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。
3.5 教学方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激发学生学习的兴趣,提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠,为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后,人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法,彻底攻克遗传病就为时不远了,这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士,英国生理学家,生殖医学的先驱者,因创建了“体外受精技术”,被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授,不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识,更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识,特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域,许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。
3.5.2 跟踪学科科研动态,开拓学生视野,培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识,更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识,培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此,在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中,介绍学科研究的新动态和新进展,有意识地拓宽学生视野,打开学生思路,培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲,就是通过某种方法,把高度分化的成体细胞去分化,使之成为多能干细胞,重新获得分化成多种细胞的能力。IPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破,它回避了历来已久的伦理争议,解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题,使干细胞向临床应用又迈进了一大步,该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着IPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新,它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。
3.5.3 创新教学形式,提高教学效果。在课堂教学过程中,要认真倾听学生意见,像朋友一样对待学生,拉进教师与学生的距离,让学生感受课堂文化,使其融入其中,积极思考,成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会,通过学生准备ppt演讲等形式,一改以往整节课教师讲、学生记,缺乏沟通的模式,使学生处于主动学习的状态[7]。
3.5.4 优化多媒体教学,引入现代信息技术。利用有限的课时,着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系,引导学生自觉地去思考,对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和Internet等手段,从国外引进和下载原版图书和动感图像,进行多媒体教学,可以有效提高教学组织效率,充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加生动形象的人机交互界面,充分调动学生学习的积极性[8]。例如,细胞融合,精卵受精,细胞核移植等内容。在多媒体教学中,坚持适度运用原则和有机结合原则,留出足够的时间给学生理解、思考,且结合使用板书、实物等各种教学媒体,取长补短,将教学内容化繁为简,增强教学的生动性和创造性,使学生喜欢学习[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改变以往的考核方法,将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学,今后不以单一的考试成绩为总成绩,而要加上一定比例的实践考核成绩,让教师、学生都能重视实践;其次,增减考核方式的多样性,以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系,即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。
4 结语
随着科学技术的快速发展,动物生物技术方面的研究也会更加深入,因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色,通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系,准确把握动物生物技术课程的教学地位,注重该门课程特点,围绕课程内容,加强教学建设,创新教学形式及考核体系,逐步完善优化动物生物技术多媒体教学,提高教学质量,达到人才培养的目的和要求[10]。
5 参考文献
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[6] 刘锴栋.细胞工程教学改革与探索[J].现代农业科技,2010(10):30,32.
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[8] 张一春.现代教育技术实用教程[M].南京:南京师范大学出版社,2005.
在科学研究方面,政府每年也投入大量经费,对生物及农业技术、医药、环境、能源、信息技术、水利工程等多个领域的研究进行支持。一直以来,被视为欧洲门户的荷兰都享有与欧洲其他主要生命科学园地联系的地理优势。生物技术的发展被视为荷兰社会可持续发展和经济繁荣昌盛的重要决定性因素。目前荷兰拥有300多家生命科学企业,18所拥有生物技术专业的高等院校,以及政府及公共或私人成立的生命科学研究单位。在生物学、血液技术、心血管疾病、免疫与疫苗等领域的研究开发和产业化都取得了令人瞩目的成就。农业方面,研究人员致力于改良畜牧方法和动物分子生物技术的研究开发,尤其是动物和植物基因组学的研究已成为热点。荷兰凭借畜牧和种植业方面所拥有的丰富专业经验和技术已成为世界第三大农业出口国。在清洁高能效的流程的应用以及再循环材料的使用研究中所取得的成就,使荷兰在环境生物技术界也享有盛名。
近年来,荷兰已成为中国学生出国深造的优选国家之一,来荷留学人员日益增加,目前已达8000余人。其中很大比例的留学人员在生命科学相关专业领域深造、学习。荷兰华人生命科学协会也在这一过程中逐渐发展壮大。
协会历史
1995年7月,近40名从事生命科学研究的旅荷中国学者聚集在荷兰生命科学之城瓦赫宁根(Wageningen)召开了“首届旅荷中国学者生命科学学术讨论会”,旨在促进旅荷中国学者的学术交流,增进相互间的联系与合作。并于会后成立了“旅荷中国学者生命科学学会”,推选钟筱波(现为美国堪萨斯大学医疗中心教授)、党志超(现为荷兰国家公共卫生与环境研究院物质评估中心的高级评估师和工程师)、漆小泉(现为中科院植物研究所研究员)、徐超(现为沈阳医学院公共卫生学院院长)等留学生为第一届理事会成员,并招募会员,为促进旅荷中国学者和国内学者之间的学术交流积极工作。
2010年,学会更名为荷兰华人生命科学协会(英文名称为Chinese Association of Life-Sciences in the Netherlands,英文简称为CALN,以下简称“协会”),并于2011年8月25日在荷兰工商局(Kamer van Koophandel, KvK)成功注册。
协会是一个独立自主的、自发性的学术性非营利组织,为全欧华人专业协会联合会(Federation of Chinese Professional Associations in Europe,FCPAE)成员。协会的各项活动得到中国驻荷兰使馆教育处的指导与大力支持,与荷兰境内主要的中国学联、其他学术团体、高校科研机构以及国内相关单位保持密切联系,开展相关学术交流活动,为在荷生命科学领域学习、工作人员提供交流平台,为中荷科学合作搭建桥梁。近年来,协会也在积极与欧洲其他专业协会,尤其是生物医药领域的专业协会开展密切合作,共谋发展,为国服务。
组织结构
为更好地为会员服务,协会根据多年发展经验,编写并完善了《荷兰华人生命科学协会章程》。章程规定协会实行会长负责的理事会制度。协会设会长1名,负责统筹各部门工作;荣誉会长1名,作为顾问,为协会健康发展提供建议;理事会成员6名,分别负责办公室、学术部、宣传部、联络部、信息部和财务部工作;每个部门具有2~5名干事协助部门负责人开展具体工作。
近年来,随着留荷中国学生人数的上升,以及协会影响力的扩大,目前协会登记注册会员已达300余人,分别来自荷兰各大高校、科研院所的学生和学者,以及生命科学领域的企业单位工作人员。计算机科学、物理科学和社会科学等大量学者也有加盟。众多会员已成为行业专家甚至领军人物,活跃在荷兰或中国的科研机构、政府机关或企业界。
宗旨及主要职能
自成立之初,协会一贯秉承“为在荷华人科学工作者专业交流、寻找合作契机提供平台”的工作宗旨,团结集体力量。目前,协会通过组织开展多种学术交流活动,为会员提供工作信息,接待国内来荷访问团,组织“春晖计划”回国访问创业团队,引荐各种高层次人才(不限于生命科学领域)回国工作等。希望通过这个平台,增强会员之间的了解,并促进合作,为广大海归提供更多的发展空间,构建起海外华人与中国生命科学发展的桥梁。
协会拥有自己的网站caln.nl,定期新闻、学术交流活动信息、回国发展或为国服务信息等。从2012年开始,协会定期在网上通讯,并通过邮件系统为会员提供信息服务。
主要活动
2011 春季论坛
2011年2月26日,协会携手华大基因(BGI)在荷兰莱顿大学共同举办“荷兰华人生命科学暨华大基因2011春季论坛”。莱顿大学医学中心(LUMC)、荷兰国家生物信息学中心(NBIC)、中国科学院苏州生物医学工程所(SIBET)等中荷多个科研机构的专家和代表,与来自华大基因,帝斯曼(DSM)及亿派国际(INSPIREES)等企业界人士,围绕“人类健康、基因技术及其产业化”的主题,作了精彩演讲,使听众了解测序技术和基因组学方面的最新科研动态,并就“个人职业规划与国家发展”等话题,同与会人员展开热烈的开放式讨论,显身说法,使青年学生学者颇受启发。
据统计,2006年第三季度,美国生命科学类风险投资总额首次超过了IT行业,成为第一大投资行业。而普华永道的分析则显示,2007年第一季度,美国生物科技行业的投资在各行业中名列第一,在医疗设备行业的投资则达到有史以来的新高。
相比之下,中国市场才刚刚起步。比起互联网行业,生物技术和新药研发仍然是目前一个很少资金涉入的领域。
今年1月,国家发改委高技术产业司联合中国生物工程学会《中国生物产业发展报告2006》。该报告表明,自2002年以来,生物技术产业吸引创业投资的能力急剧下降。近5年我国共有1080家企业吸引创业投资50亿美元,但生物医药产业只占融资总额的5.2%。
在我国,生物产业犹如一座待掘的金矿,等待寻宝人的到来。
生物经济将10倍于信息经济
美国《时代》周刊预言:2020年世界将进入生物经济时代,革命性的市场投放阶段预计将在2025年后到来,到21世纪中叶,当生物经济进入成熟阶段时,生物应用技术将渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。不久的将来,生物经济将10倍于信息经济。
由于各国政府的高度重视和生物技术的飞速发展,生物产业正在全世界范围内迅速成长。
据统计,2003年世界生物产业市场约894亿美元,预计到2007年,其市场将达1296.5亿美元。全球生物技术药品市场销售额保持12%的年均增长速度。全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2000年为300亿美元,2003年达到600亿美元,占同期世界药品市场的10%以上。
生物技术制药产业已经成为当前世界医药市场上新的增长点。随着人类基因组图谱的破译,将有力地促进生物药物的研发。到2020年,利用生物技术研制的新药可能达到3000种左右。到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。有关统计表明,全球生物技术产业的销售额约每5年翻一番,增长率高达25%-30%,是世界经济增长率的10倍左右。
北京聚焦高端生物产业
2007年4月,我国《生物产业发展“十一五”规划》出台,并把发展生物医药作为重头戏,力争在重大疾病(如恶性肿瘤、心脑血管疾病和艾滋病等)的治疗和预防用药方面取得突破,争取有5到10个自主创新的重要新药品进入产业化生产,培育5家左右年销售收入超过百亿元的生物医药大企业,并在税收政策、投融资等方面加大扶持力度,加快做大做强一批优势品牌、品种和企业。
我国生物产业将因此迎来快速发展的全新时代。
2007年6月16日,首届全国生物产业大会在石家庄召开。国家发展改革委在这次大会上向北京等9省市新认定的国家级生物产业基地授牌。
北京、上海、天津、广州……目前全国得到生物产业基地授牌的城市已经增加到12个。
生物产业作为高新技术产业中发展最活跃的部分,将带动区域经济飞速发展。
在这次大会上,北京市发展改革委张燕友委员率由中关村生命园、北京经济技术开发区医药园、大兴生物医药产业基地三个生物产业基地核心区及部分骨干企业参加了大会,并在会上集中展示了北京国家生物产业基地的发展和具有国际一流水平的创新成果。
张燕友委员指出:近年来北京市紧抓机遇,加快规划并建设国家生物产业基地,立足自主创新,聚焦高端产业,促进了生物工程和医药产业健康、快速发展。2006年北京生物医药产业实现销售收入200亿元,利润22.6亿元,产业盈利能力连续四年国内领先。北京发展生物产业具有创新能力全国领先、产业高端优势凸显和发展环境完善的三大比较优势。
今年4月,北京市发改委披露了2008年之前北京市重点扶持的六大产业,生物工程和新医药产业作为六大产业之一,将成为未来5年内北京市重点扶持的目标。今后,北京市将通过部分政策的调整,吸引社会资金向目前产业结构相对薄弱的生物制药等领域投资,以构筑均衡稳固的投资体系。
基地核心区三足鼎立
北京国家生物产业基地由中关村生命科学园、大兴北京生物工程和新医药产业基地、北京经济技术开发区(亦庄)医药园三个核心区组成。三个核心区所处的发展阶段不同,所具备的资源禀赋不同,将充分发挥各自优势,共同加快北京生物产业发展。
中关村生命科学园是中关村科技园区的重要组成部分,北京市政府于2000年6月批准建设中关村生命科学园。在2000年,国内当时还少有生物产业的概念,更谈不上生物产业专业园区。作为全国领先的科技园区,中关村科技园区能够预见生物产业的发展趋势,及时组织启动建设中关村生命科学园,为国家在京大型生物技术项目和各类生物技术企业提供了发展的新空间。
到2007年7月,入驻生命园的各类企业已达60家,其中独立自建研发生产中心的企业17家,入驻创新大厦的科技创新型企业43家。生命园已初步构建起较完整的生物产业链条,并在源头创新、技术支撑、产业资源、临床资源上形成了独特优势。
大兴北京生物工程和新医药产业基地规划面积9.63平方公里,一期3.55平方公里的土地开发工作和基础设施建设基本完成,目前二期、三期及配套区的道路、管网正在建设中。产业基地已引进项目共计50家,投资总额约100亿元,其中投资8000万以上的项目37个,占77.1%。
大兴基地以中国药品生物制品检定所为核心建设国家级生物医药技术检测、药品审评中心;依托国家新型疫苗工程中心以及北京天坛生物制品股份有限公司、民海生物科技有限公司等大型疫苗研发、生产企业,建立国家级疫苗研发生产基地;依托同仁堂、以岭集团、德国贝朗、九州通等入区的医药主导企业,构建现代中药及天然药物、现代医疗器械及新型制剂等多元化的产业格局。
关键词:多向互渗;实验教学;实验教学中心
中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0113-02
不同学科之间的研究取向近年来在科学研究领域中变得越来越重要。生物技术与其它学科之间的有着密切的关系,生物技术如果没有其它相关学科的支撑,仅凭生物技术不可能发展如此迅速,成为当今生命科学领域的领先学科。只有与其它学科相互依靠,相互结合,才能培养生物技术专业大学生的综合能力和科研素质。山东农业大学生物技术与工程专业,作为学校的特色专业,从当前高等教育和《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的要求出发,准确定位人才培养目标和规格,优化人才培养方案;对生物技术专业现有的实验课程内容进行合理调整,即使更新学科前沿知识,补充与农业生产紧密结合的应用知识;加强与相关学科之间的交叉融合,建立生物技术与其他学科相互交叉、相互融合、相互渗透的实验教学体系,提高学生的竞争力。
一、多向互渗“实验教学的必要性
单一实验手段对生物技术专业的学生来说显然是不够的。要培养专业素质高、综合能力强的应用型人才,必须及时调整实验教学体系,增加综合性、创新型强的实验项目,并注重结合相关专业的综合实验,对相关专业进行整合、重组,考虑学生的综合思维能力的提高,使学生能够将知识融会贯通。现在的学生对验证性实验掌握较好,但缺乏融汇各学科知识的能力,即缺乏相对全面性、综合性、系统性的知识结构。只有培养学生掌握更多的相关学科的知识,才能使学生具备完善知识结构,对所学知识进行分析、筛选、过滤,达到学以致用的目的,才能提高学生的实践能力和应用能力。西方许多国家在高等教育中意识到单科性封闭式的实践教育已经无法不适应高等教育对培养人才的要求,因此重视学生实践能力的培养,同时注重生命科学、信息技术教育与生物技术专业的融合,把生物技术作为农业高等教育的特色专业,是当今国内外高等农业教育的特色。而不同学科之间的支撑又为生物技术专业人才培养提供了良好的发展空间和平台,加强不同学科与生物技术学科之间的交叉融合更能起到促进生物技术发展的作用。在交叉融合的实验教学环境中,受不同学科知识的影响,更能够激发学生的创新思维和研究激情,提高生物技术与工程专业学生的整体素质。传统的专业实验课程联系不紧密,存在重复设置、实践教学各自相对独立,忽视实践教学之间的衔接和联系,即使在安排实验课时考虑不同学科之间的衔接,也仅仅注重形式上的交叉融合,而忽视课程内部的衔接和组织,忽视课程之间的关系,导致不同学科之间关联度很少、联系松散,使学生掌握的实验知识具有片面性,难以应对在将来走上工作岗位面临的复杂技术问题。因此面对传统教学模式的僵化,理论和实践教学脱节,教学内容和市场需求脱节、不同学科之间的交叉融合较少等现象,有必要采取多向互渗的新的实验教学模式,有效地提高学生的实践能力和创新能力。鉴于此,首先在实验课程设置上,打破传统的课程体系,重新构建多学科交叉融合的实验课程体系。
二、“多向互渗”实验教学管理的框架模式
“多向互渗“的实验教学管理模式是一个系统工程,需要了解农业生物学各学科之间的关联性,交互性。以生物技术专业创新人才培养为依据,以“多向互渗”为特色,构建与时展相适应的实践教学体系,彰显“以农业科学为优势,生命科学为特色”的教育理念,把知识传授、能力培养、素质提高融为一体。“多向互渗”实验教学管理模式应兼顾生物技术专业人才发展的多个领域,充分考虑创新人才培养体系的完整性。因为只有具备了知识的深度和广度才能将所学知识融会贯通,才具备创新的可能,“多向互渗”的实验教学体系为生物技术专业学生掌握不同学科知识,将来从事不同学科的研究和工作打下了坚实的基础。在原有实验教学体系的基础上,重新组建相关学科交叉融合的实验课程体系,使之具有创新性、交叉性和多样性等特点,将相关学科融于其中。新的实验教学体系应该按照学生的能力分不同的阶段实施,从提高基本实验能力,拓展专业实验能力,增强实践能力,逐步进行完成由基础到提高再到专业的过渡,形成生物技术与其他学科交叉互渗的立体培养实验教学体系,交叉学科课程设置为创新人才掌握多学科理论知识,从事跨学科研究打下坚实的基础。该体系在以学生为本、培养能力,提高素质的前提下,实现专业实验内容与其他专业实验内容相互渗透、相互衔接。在遵循“淡化专业,加强基础,拓宽面向”原则的基础上,生物技术与工程专业增加了综合性、创新型实验的比例,并将这些实验与生态环境、医学、食品、工业等有机结合起来。专业实验相互渗透,相互结合,明显增加了学生的实验兴趣。生物技术专业基础实验包括生物化学、植物生理学、植物学、微生物学和遗传学实验,为避免这五门实验重复设置,在实验安排上聘请专家仔细进行论证审核,并且先后顺序也做了有序调整,加强连贯性和系统性,使实验内容的设置更加科学合理,为后续实验、创新型和综合型实验的开设打下基础,同时,加强不同学科之间的内在联系,形成以生物技术为中心辐射生命科学各领域的实验群,增强各组成部分之间互补性与互通性。“多向互渗”的实验教学体系,使生物技术与工程专业的学生综合能力得到明显提高
三、“多向互渗”的核心内涵与操作方法
生物技术基础与专业实验之间的相互渗透有利于形成优势互补的学科群。相关学科间相互影响、相互借鉴,有利于发挥学科间的综合优势,取长补短。围绕生物技术专业紧密结合的相关学科,加强该专业实验教学的渗透和交叉,专业建设应在发展基础实验的同时,注重新兴学科的交叉,从理论到实践,组建跨学科的教学团队,建立交叉渗透的实践教学研究中心,围绕相关学科进行论证,不定期调整现有实验课程,积极引进优势资源,借鉴国内外高校经验,探索以生物学专业为背景的实验学科群建设,有利于培养创新型人才。当前随着生命科学领域的迅猛发展,各农业高校重视生物技术专业的发展,努力构建生物技术与传统农业有机结合的理论与实践教学模式,使生物技术形成特色农科专业,实现生命科学与传统农业之间的交叉综合,拓宽生物技术专业学生的知识面。在交叉融合方面尤其重视实践教学的拓展,回绕农业发展,形成以生物技术专业为重点,农理、农工、农艺等交叉融合的学科群,发挥协同效应,实现实验课程的交叉综合,提高专业学生的整体素质。
四、“多向互渗”的实验教学效果
实验学科多向互渗拓宽了实验室的开放力度,使学生有了更加灵活的时间支配自己的课外时间。交叉渗透的实验教学体系增加了综合提高型和研究创新型实验的比例,这两个模块的实验需要学生利用大量的课外时间完成实验,因此加大了实验室的开放力度,同时为学生研究性学习提供了广阔的空间,为人才培养提供了良好的发展空间和平台。交叉渗透立体实验教学体系,模糊了专业概念,将大学生的共性要求与个性发展紧密结合,在加强学生的学科基础的同时,拓宽了学生的专业口径,提高了学生合理运用只是的能力,避免了人才培养与当前社会需求之间的脱节,使学生毕业后能够尽快适应工作岗位,并且能够拓宽学生的就业渠道,增强了学生适应能力。渗透交叉的实验教学体系促进了教师队伍的发展,为适应教学要求,教师必须查阅更多相关学科资料,不断学习充实自己。然而,专业发展带来的学科之间的交叉渗透,对生物技术与工程专业的教师提出了新的挑战,这就促进教师不断拓宽知识面,密切关注其它相近学科的发展,及时查阅当前新的研究内容,补充到教学中,更新教学内容、改善教学方法和实施先进的教学手段,使专业紧跟学科发展的前沿,教学效果明显增强。
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[关键词] 生物技术;体育运动
一、前言
自人类进入21世纪,生命科学在各门自然基础学科中,起到举足轻重的作用。其中,现代生物技术的快速发展又使生命科学进入了一个崭新的阶段,无论是在提升人类身体健康素质,尤其是在医疗工程建设,减少疾病发生,尤其在改善人类身体质量方面,都取得了战略性进展和重大成就。而在人体生命科学取得长足进步与发展的同时,也给竞技体育的发展带来契机与影响。正是在这样的发展趋势上,现代生物技术对体育界的渗透与影响,已经成为不少学者专家的重要研究领域。2012年7月在英国格拉斯哥举行的2012国际体育科学、教育与运动医学大会上,现代生物技术与竞技体育发展再次成为人们关注的热点话题。本文通过查阅资料文献,立足前人研究成果,对现代生物技术与竞技体育的结合发展进行讨论,为体育竞技与现代生物技术的结合提出新思路。
二、生物技术的发展新趋势
1、作为生物技术的重点研究领域,分子生物学自上世纪50年代DNA螺旋结构被揭示以后,迅速发展,并且随着分子生物学的发展,现代生物技术也迎来新机遇。其中以现代生物技术为发展基础而创立的生物技术工程也频频取得捷报。而作为生物技术工程的核心,基因工程则是人类生命探索的重要途径。
2、现代生物技术则在多个学科领域相互交叉发展,不断渗透。现代生物技术对体育科学的研究发展已成为一个重要领域。学者们大量运用生物科学技术中的理论,在氧化应激,自由基,细胞凋谢等理论上知道运动实践取得重要成果。
3、在现代生物技术对运动员身体技能和运动状态的影响评价中。作者指出在人们全面认识运动引起机体产生适应性变化的基因调节机制的前提下,通过现代生物技术方法对运动员疲劳,运动训练的适应性及其免疫功能进行基因转录水平上的诊断,可以较早地了解运动员在技能上的变化,从而调整训练方式,以此刺激运动员的潜力,取得好成绩。由此可见体育科学已经成为现代生物技术科学研究的新领域。
三、现代竞技体育发展新方向
1、随着现代竞技体育与人类的物质精神紧密结合,各国对于竞技体育发展的需要也不断增强。在运动成绩的构成系统中,有人的身体,心理,技术等竞技因素,还有营养,膳食,休息,恢复等生活性因素,更有工具,仪器设备,运动服装等技术性因素,而在这种种因素背后,无不牵涉对现代生物科学技术的依赖。而原始的竞技体育发展模式无法适应新的需要,借助科学技术尤其是现代生物科学技术发展的新模式已是必然选择。
2、现代竞技体育发展从单一的运动员赛场较量,逐步发展成为场外教练,其身后竞技团队之间的较量。这种新的较量模式,最为显著的特点则体现在各自竞技团队对现代生物技术的运用。运动营养补剂的研发一直是竞技体育研究的一个热点。而竞技运动员使用国际奥委会非禁用的营养素和特殊保健品作为提高运动强度和体力恢复的手段已十分普遍。随着基因工程的发展,在营养补剂的研究中,利用人类基因组的研究成果,可以设计出更加有效的补剂配方,更好地发挥营养补剂的生物活性,提升运动能力,促进运动疲劳的恢复以及保证运动员的身体健康。对蛋白质的研究有助于了解到运动对蛋白质三维结构和功能的影响,采用人工手段干预蛋白质的结构和功能达到提高运动能力的目的。而转基因技术可以改造营养物质,使之更符合运动项目特点,实现运动营养药物的创新。此外,生物技术芯片已经开发运用于监测运动员心理情感,身体变化,这方便教练团队及时了解运动员的身心变化,增进教练员对运动员的了解以及替运动员提出高效的训练方式。这些高科技含量的“个性化”设计无疑增添了运动员获胜的筹码。纵观近年国际赛事,运动员身后团队的科技较量亦成为一大亮点。
四、现代生物技术对竞技体育的影响
1、科学技术是一把双刃剑,再给竞技体育带来发展新机遇时,也同时带来新的问题。现代生物技术一方面在兴奋剂检测上取得重大成就,专用于检测兴奋剂的检测生物芯片研制成功,并且我国已经开发出兴奋剂检测生物芯片。这是一种蛋白芯片,可同时对9种刺激剂和麻醉剂进行检测。经过对1 300多例运动员的实际尿样检测表明。该蛋白芯片与经典的气质联用方法的符合率达到100%。但与气质联用方法相比蛋白芯片具有通量高、速度快、成本低和操作简单的优势,可以满足大型运动会对运动员进行大规模筛查的需要。另一方面,在现代生物技术研究上,科学家发现了一些与运动相关的基因,它们有的与有氧运动能力相关,有的关系到运动速度能力,还有的则与肌肉力量产生联系。有越来越多证据表明,世界顶级运动员都或多或少携带有一些特殊的“增强表现”的基因。对于动机不纯者,现代生物技术的发展将会给他们提供另一条直达名利的更加有效的捷径.运动员在接受基因治疗后,获得基因改变后的“功能性”强化,这将违背竞技体育的出发点。
2、现代生物技术也给竞技体育带来伦理性问题。竞技体育本身是为了最大限度地发挥个人和集体在体格、体能、心理和运动能力等方面的潜力,以取得优异运动成绩而进行的科学、系统的训练和竞赛。这是自奥林匹克运动以来人们对竞技体育的共识。然而,随着生物技术发展,通过对运动员的基因治疗,进行所谓的“基因培优”,通过对体细胞和生殖细胞的基因改进,是运动员有更佳表现。那么这些运动员与普通运动员竞技是产生的争议则远远不是停留在公平层次,而是对人伦扭曲的争辩。他们由于国家等政治因素的干预而成为“非自然人”,如果准许其参加比赛,则是对自然人的公平假设将不复存在。如果将他们禁赛,对于基因改变的”运动员”来讲,这是一种歧视,由于非自身意愿改变基因,种种事端将会引发一系列的伦理问题。
五、实现现代生物技术与竞技体育发展新思路
1、加强现代生物技术新进展与竞技体育研究成果有机结合现代生物技术的进展是非常迅速的,并在各国家的发展极不平衡,不同国家在此领域的研究由于人财物等综合因素的影响处于不同地位,像 HGP 和克隆技术等,因此我们必须关注它的进展,特别是其成果可能运用于与体育相关的领域的发展状况,并加强在此领域的研究,只有这样,我们才能站在一个更高的角度,来看待现代生物技术对竞技体育的作用,并能像兴奋剂那样,反对兴奋剂,或反增强基因型运动员等有充足的技术和思想准备。
2、加强对生物技术利用的监管以及对竞技体育项目的管理,一方面从立法和国际条约规定下手,增强对生物技术滥用的打击力度,加强国际间合作交流。对于竞技体育的规则进行严格管理,牢牢把握竞技体育的精神,反对一切形式的违反竞技体育精神的行为。
六、结语
21世纪,现代生物技术与竞技体育的结合发展将会更进一步实现。尽管结合发展中存在争议与分歧,但是它在运动医学领域中为运动员的科学选材,个性化训练计划的制定,运动心理过程中身体机能和状态的评价,运动性疲劳的诊断,运动员营养补剂,运动性疾病的诊断与防治,运动员的心理品格测定及干预等带来革命性的突破。此外,它将会对解决体育中的众多难题提供更科学的方法途径。
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关键词 本硕连读 创新能力 实践 改革
中图分类号:G643 文献标识码:A
二十一世纪是生命科学的世纪,随着生物技术产业化的迅猛发展,日益激烈的国际竞争对高素质生物产业创新型人才有强烈的需求。然而我国的生物技术领域的高端研究和生物技术产业还落后于发达国家,并且社会尚未形成良好的自主生物技术产业平台和应用型生物技术人才培养平台。西安理工大学研究生院针对生物技术专业本硕连读培养模式进行了深入细致的改革,旨在培养掌握较为广泛的生物科学基本知识和实验技术,具有良好的工程学基础,德智体等方面全面发展的理工结合、生物工程上下游结合、产学研结合的生物技术专业创新型人才。
1 提升对生物技术专业本硕连读培养规律的认识
生物技术专业本硕连读的培养目标是培养在生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才。一切问题的提出和解决源于实践,高水平的实践教学是学生掌握理论的重要手段,是培养具有创新能力、独立动手能力、提出问题和解决科学问题的有效载体①。
进入21世纪以来,在发展迅速、具有国际通用性、可比性强的生命科学领域对复合创新型生物学人才的竞争日趋激烈,我国高等生物学教育要想在培养创新型人才的竞争中取得成功,必须加强基础理论教学、强化科研能力训练、重视实践能力培养、鼓励创新,拓展学生个性发展空间,培养一批基础知识扎实,创新意识强,动手能力突出,团队精神兼备的优秀人才。通过对生物技术专业本硕连读培养模式的深入改革,进行深入持久的教学革新,以探索出一条培养生物高新技术领域从事研发与产业化工作的创新型人才的有效途径。
2 准确定位生物技术专业本硕连读的培养目标
根据学校建设以工为主、多学科协调发展、特色鲜明的国内一流教学研究型大学的奋斗目标,“治学严谨、管理严格、教育质量高”的教学传统,学校依托生物技术专业理工复合特点,确立了生物技术专业本硕连读人才的应用型、复合型培养理念,以“统一基础、分段实施、分流培养、本硕贯通”培养生物技术专业本硕连读创新人才。注重培养具有扎实的现代生命科学理论基础与工程基础知识、熟练的实验操作技能、知识面宽广的高级专业人才,这和传统生物学理科相比有较强的数学、物理、工程基础和应用能力,和传统生物类工科相比有较强的生物学基础和现代生物学专业知识,充分体现了生物技术上下游的结合。并且在培养过程中强化研究型、应用型教学,以科研促进学习,注重能力培养,培养创新型人才。
3 深化课程改革,构建新型生物技术专业本硕连读教学体系
为实现以上培养目标,必须在教学内容、教学方法、管理体制、培养方向等诸多环节进行深入和持续的改革,构建“规范化、分层次、综合型、开放式”的理论教学与实验教学体系,融合科研与教学内容,实施多种形式的实践教学模式,拓展学生个性发展空间。
3.1 优化课程设置
设置课程体系必须坚持学科交叉融合、文理工渗透,而每门课程体系中,突出重点内容,精简陈旧的内容与重复内容、削枝强干,留给学生自我学习的空间,并通过国内外优秀教材选用和特色教材建设,实现教学内容的整合、集成和充实,不断将学科发展的前沿性课题融入教学。
学校将专业基础课分为必修课、指导性选修课和其他选修课模块,即植物生物学、动物生物学、微生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术等必修课,以及生物学思想及概念、生理学、生物统计等指导性选修课和生物学前沿、发育生物学、生物进化等其他选修课程,既及时地将生命科学及生物技术的最新进展介绍给大家,充分激发学生学习生命科学及生物技术的积极性,也为学生打下坚实的理论基础。
3.2 深化课程体系与内容的改革
根据“加强基础,突出素质,注重能力,引导创新”的原则,构建生物产业技术实训平台课程、把握核心课程、放开选修课程,增加高水平的前沿理论及技术研讨课程,加强前沿学科和边缘交叉性学科知识的融合,将新兴学科知识引入课程体系,不断对教材进行修订,如普通生物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、遗传学、现代生物技术、动物生物学、植物生物学等,努力将一些新概念和新技术及时体现在教材中。
3.3 加强实践教学,构建优化实验教学体系
培养具有创新精神和实践能力强的高素质人才,必须在现有三个层次递进式教学模式的基础上,减少验证性、重复性实验,增加综合性和设计性实验教学内容,删除繁复、陈旧的实验内容,增加应用性强的实验内容。通过实验内容的合理安排,使不同层次实验内容融会贯通,形成科学性强、联系性紧密的模块式实验教学体系②。同时重点利用综合实习、选修实习及毕业实习等阶段以自愿选择的方式,在小型生物产业平台上对学生进行生物产业专向应用性技术的强化培训。
(1)增加实践教学与理论教学的学时比,加强实践技能与科学思维训练。生物技术专业本硕连读设置的实验课为7~10门(5门选修课),理论教学的学时数与必修课的实践教学学时(包括课内实验、综合实习、科研训练)之比为1:1.5,实验课独立开设。以提高学生实验动手能力、实践创新能力,同时增强学生理论与实践结合的能力,使学生知识、能力和素质得到协调发展。
(2)加强综合与创新实验的比例,有利于综合能力的培养。生物技术专业本硕连读实验教学分为基础生物学实验、专业实验、综合实习、生产实践、毕业论文等5个层次,各层次相互衔接、内容递进,实验项目的设置突出综合性和创新性,分阶段提高学生的专业技能和创新能力。
基础生物学实验以基本技能训练为主线,引入现代技术方法改进验证性实验,培养基本实验技能,同时综合型、设计型实验比例不低于35%;专业实验主要培养学生专业综合能力,综合型、设计型实验比例为50~70%;综合创新能力训练,是通过综合实习环节,围绕现代生物科学的前沿进展,全部设置综合型、设计型实验实习内容,学生可自选项目进行实验,培养学生独立分析问题和解决问题的能力;生产实践是在第7学期,把学生派到相关生物技术企业,在研发或生物技术产业化相关岗位上进行顶岗实习;在毕业论文环节中,学生自愿选择学科,依托教师的科研项目,设立毕业论文题目。
在整个的实践教学体系中,各个层次实验教学内容合理安排,加大综合型、设计型实验比例,引导鼓励学生的创新思维,培养学生独立设计实验的能力,并以学生为主体,教师为主导,尽可能把静态的内容转变为动态的实验,注重实验过程与实验结果的有机联系,提高学生分析问题和解决问题的能力。
(3)融会贯通实验课与理论课内容,提高教学水平和效率。在实验教学方面,将必修和选修相结合,将现代生物技术作为全体学生的必修实验模块;动物生理、植物生理、微生物、环境生物学及生态学的实验内容设为学生的选修实验模块。进一步加强学生基础实验能力,在更大程度上满足了个性化培养的需求,同时还将实验教学与理论教学之间合理衔接,实验课与理论课内容融会贯通,有效地避免生物类课程多年形成的“繁、窄、旧”甚至重复的现象,使学生创新能力的培养和科研训练有了较强的时间保证。
4 加强双师型“三高”师资队伍建设,提高人才培养水平
生物技术专业本硕连读培养体系以师资队伍建设为关键,以教育质量为生命线,兼顾优势,求特色、求发展。在师资队伍建设过程中,以培养中青年学科带头人和“双师型”教师为重点,引进与培养相结合,形成激励竞争机制,已经建立一支政治思想过硬、业务素质精良、具有创新能力和诚信人格品质的高学历、高职称、高水平、结构合理的高素质教师队伍,造就一批教育教学能力强、学识素养高、精通现代生物技术的高素质、复合型教师队伍。通过高效的管理体制和运行机制,确保人才培养方案的实施和人才培养目标的实现;加强教学建设和管理,突出教师教学、科研和产业化能力训练,以高素质的教师队伍,确保人才培养质量。
5 完善配套制度,加强科学有效的集约型管理
为保证生物技术专业本硕连读培养体系的顺利实施,学校制定了与之配套的教育管理办法,如培养过程中对本硕连读生实行双向流动、分流淘汰、自由选择专业方向的管理机制;依托生物技术的学科和研究优势,本硕贯通,并制定专门的奖学金条例、本硕连读条例、导师制条例等,为创新型人才的培养提供可靠的保障;加强实施课程教学质量评价制度和教育质量过程监控;革新选课管理办法、完善教学数据库;深化研究生开展集中开题、学位论文盲审工作制度等。
西安理工大学研究生院通过对生物技术专业本硕连读培养模式进行了一系列深入细致的改革措施,深入研究生物技术专业本硕连读的培养规律和培养目标、针对培养目标优化和平衡课程设置、革新生物技术专业本硕连读教学体系、完善配套制度等,着力提升生物技术专业本硕连读创新型人才的培养水平。
注释
关键词:医学院校 生物技术 实验室建设
21世纪是生命科学的世纪,将生命科学与医学有机融合是生命科学当前发展的趋势和主流。医学生物技术专业是医学院校为适应我国中长期发展战略及整个生命科学领域的发展要求而设立的新兴专业[1]。随着现代生物技术的迅猛发展,医学生物技术已经成为生物技术中发展最快、成果最多的领域[2]。生命科学的迅速发展对医学院校生物技术实验室的建设也提出了更高的要求。如何加强实验室师资队伍建设,加强实验室科学化、人性化管理,建设具有良好实验环境的实验室成为教学创新体系的重要组成部分。近年来,许多高校就如何加强生物技术实验室建设进行了探索,陶士强[3]等通过优化生物技术实验室开放运行模式,在开放实验室建设中就如何提高实验设备的利用率、培养大学生科研创新能力方面进行了探索;喻林华[4]、黄志君[5]、曲戎梅[6]分别从实验室规范化管理、高效化管理、开放式管理对生物技术实验室建设进行了探索和实践。
从近年来我校对生物技术实验室建设与管理改革实践出发,结合多年教学经验,现将具体做法、经验及取得的成效简介如下:
1 医学生物技术实验室建设的背景和必要性
实验室是培养学生能力的重要场所。生物技术专业的培养目标是使学生成为具有生物科学基础知识和实践技能的生物技术人才,因此加强实验教学环节的学习对培养目标的实现非常重要。然而由于种种原因, 我国的生物实验教学起步较晚,以致重知识、轻实验, 重理论、轻实践,学生“高分低能”现象至今仍相当普遍[7]。生物技术专业仅有十年左右的历史,属于一个全新的专业,而医学生物技术实验室建设更是缺乏相关经验,如果完全照搬综合性大学生物技术专业实验室建设体系,既不能满足医学院校生物技术专业培养目标的要求,又不能体现医学院校生物技术实验室建设特色。因此,探索一种能体现医学院校生物技术专业实验室的建设模式,对提高医学生物技术实验室建设水平,加强医学生物技术专业学生实践操作能力,无疑将起到一个积极的推动作用。
2 加强医学生物技术实验室师资队伍建设
2.1 严格执行人才引进制度,争取引进最适合实验室工作的人才
医学生物技术实验课具有医学和生物技术多学科交叉融合的特点,实践性很强,实验室技术人员需要具备扎实的实践操作水平。我们在实验室人才引进过程中严格把关,重点引进具有生物技术相关学科背景的本科以上学历人员,优先录用具有医学和生物技术交叉学科背景的人才。在人才引进过程中,不是一个人说了算,而是成立人才引进工作领导小组,由院长担任组长,各教研室、实验室主任和科研骨干教师为组员,整个引进过程在一个公开、公正、公平的环境中进行。
2.2 改革实验室人员工作方式和方法,尽量做到事半功倍
2.2.1 实验室工作人员参与专业教师集体备课活动
长期以来,实验室工作人员只负责实验课的准备工作,不参与实验带教;而课程授课教师只负责实验课带教工作,不参与实验课的准备,这种方式无疑加大了带教教师和实验室人员之间相互沟通的难度,遇到问题也不能及时解决。通过几年的努力,我们摸索出一套行之有效的解决办法,即让实验室工作人员参与专业教师集体备课活动。通过这种形式的集体学习和交流,增强了实验人员与专业教师的沟通,使教学在理论和实践两个环节更好地衔接。
2.2.2 带教教师参与实验室准备工作
针对医学生物技术专业以实验技术和实际操作为基本专业技能的特点,我们规定专业教师轮流到实验室工作,时间由半年到一年不等。专业教师要参加实验室的常规工作,包括各课程的实验预示、实验准备、实验课带教、开放实验室项目的确立、综合性实验方案的拟订等。通过参加实验室的工作,各位教师都能熟练地掌握实验过程,对实验过程出现的异常现象也能从中找出原因并加以解决,使实验能够顺利进行。
2.2.3 建立实验教学队伍考核机制
为了提高实验室工作人员的业务水平,学院定期对实验技术人员业务能力进行考核,考核内容是生物技术实验室承担课程的基本理论知识及实验操作,所有实验室工作人员均须参加考核。考核以闭卷考试及现场操作的形式进行,各位教师积极准备,认真对待,把此次考核作为一次自我提升的机会。考核成绩将存入个人业务档案,作为职称晋升和年度考核评优的重要依据。
3 大力加强实验室基础设施建设
我校医学生物技术实验室成立于2006年1月,是一个承担生物技术专业相关课程实验教学的综合实验室,经过几年的建设和发展,实验室已经基本具备了较好的场地条件和实验仪器。但随着医学生物技术的迅猛发展及学校招生规模的不断扩大,实验室现有实验场所和实验设备已经不能满足需求。从2010年开始,实验室积极向学校争取实验场所,新增加了1个发酵室、1个细胞培养室、1个微生物培养室和1个实验准备室,现有实验面积近1 500平方米;2011年,实验室在原有超速冷冻离心机、全自动机械搅拌玻璃发酵罐、生物发酵与提取系统、高速逆流色谱等高档仪器设备的基础上,与山东省财政厅共同投资近300万元购买了超临界二氧化碳萃取系统、凝胶成像分析系统和荧光分光光度计等一大批大型实验仪器,教学和科研条件得到进一步改善,为培养高素质的创新性人才奠定了坚实基础。
4 进一步完善实验室各项规章制度,重点做好制度的落实工作
4.1 建立健全实验室各项规章制度,尽量做到各项工作都能有章可循
自2006年实验室组建开始就建立了一套比较全面的实验室规章制度,内容包括实验室人员日常管理规定、实验物品管理规定、实验仪器使用管理规定等。另外,根据日常工作需要,我们又建立了实验室安全管理制度分册,比如实验室涉及有毒微生物的保存、实验废弃物的处理以及水、电、气等危险因素的应急预案;对于实验室所涉及的实验物品管理,包括平时实验药品的损耗情况、大型实验仪器的使用情况,我们引入了相关软件管理系统进行科学管理。
4.2 做好实验室规章制度的更新和完善工作,更要抓好各项制度的落实
4.2.1 对实验室各项制度定期进行更新和完善
随着医学生物技术的迅猛发展,实验室各项工作也将日新月异。由于实验室的特殊性,如果疏于管理极易出现人身伤害、财产损失及环境污染等重大安全事故,为了科学、有效地服务教学和科研工作,实验室定期对规章制度进行增补、修订和完善,如重新修订《危险化学品及有毒化学品管理办法》和《实验中心仪器设备损坏、丢失、赔偿制度》,新增《实验室开放管理办法》《大型贵重仪器设备管理办法》《低值耐用品管理办法》等多项内容。这些制度为顺利完成实验、实践教学任务,充分发挥实验室作用提供了保障。
4.2.2 千方百计做好实验室各项制度的落实工作
实验室各项规章制度由实验室主任监督其全面落实情况,对于出现的违章情况报生物科学学院办公室处理;严格按照“谁主管、谁负责”原则,由实验室工作人员具体实施各项规章制度;另外,对于安全管理制度和设备安全操作规程等重要规定,应张贴在实验室明显易见的地方,严格执行,相互监督,不得违章。
5 成效
经过几年的探索与实践,生物技术实验室改善了实验教学条件,明确了相关人员的岗位职责,实验技术人员工作积极性和工作效率明显提高。同时还完善了实验室各项规章制度,实验室的教学、管理工作趋于规范化、制度化和科学化,实验室建设取得了较好的效果。
参考文献
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[3] 陶士强,闻燕,江明珠.生物技术实验室开放运行的探索与实践[J].实验室科学,2010,13(1):127-128.
[4] 喻林华,项文化,王义强,韩文军,邢伟一,孙吉康,李爱英.生物技术实验室的规范化管理浅谈[J].中南林业科技大学学报(社会科学版),2010,4(4):140-143.
[5] 黄志君,杨婉莹,叶可可.生物技术实验室高效管理的探讨[J].广东蚕业,2010,44(3):18-20.
1 应用型高校生物工程专业采用应用性教育的必要性
首先,传统的高校生物工程专业定位不够清晰。现如今,我国的高等教育已经进入到大众化阶段,该阶段国家将高等教育人才培养方向定为三种,第一种重点院校主要是学术研究性的专业性人才;第二种一般本科主要是以培养开发性的专业人才为重点;第三种高等职业类院校则主要是培养实用性专业人才为主。社会发展对这三种人才赋予了不同的职责要求。对于应用型高校生物工程专业来说,主要是应该培养应用型生物工程人才。高校扩大招生比例后,很多高校对生物技术专业并不熟知,虽然设置了相关专业,开设相关课程,却未能按照应用型人才的培养目标要求去教学,这使得很多高校培养的生物工程专业人才并不适应社会发展需求。正是在这种情况下,高校需要对应用性教育展开研究,以此明确专业定位,培养适应社会发展的专业人才。
其次,应用型高校生物工程专业着重培养的是学生的实践能力,要求教师要运用灵活的教学模式,培养学生的应用性思维,但是由于高校对应用性教育认识不足,对教师的应用性教学要求也不高,这就使得课堂教学模板过于单调,不仅无法突出学生主体地位,而且忽视了学生的差异性。现代高校教学的基本要求就是能够最大程度的挖掘出学生的潜力,教师要懂得因材施教,对学生的个体差异给予最高程度的尊重。但是,现阶段我国高校生物工程专业,无论是人才培养模式,还是教学内容基本上都保持一致,学生无法依据自己的需求选择相应的学习内容,无法按照自己的时间安排学习进度。这与应用性教育并不相符,如果长时间的应用此种教学方式,不利于生物工程专业应用性人才的培养。
最后,这是生物工程专业应用型人才培养的必然选择。应用性教育方式的实施,主要是为了培养相应的专业性人才,传统的教学理念、教学模式无法满足这一要求。传统的教学理念着重学术性人才的研究,因此教师注重的是理论讲解,而忽视实践应用。再加之,高校扩大招生之后,专业人数的增加,使得毕业论文有关实验性方面的研究设备不足,很多学生并没有进行试验。因此毕业生实践能力、问题分析能力都不是很强。因此高校有必要转变教育理念,采取应用性教育方式。
2 应用型高校生物工程专业的应用性教育措施
2.1 制定应用性人才培养导向
生物工程专业涉及到了多种学科,因此综合性非常强,在基础上还结合了多方面技术,比如化学、数学、计算机科学等。所以生物工程专业教师要有深厚的专业知识基础,还需要具备非常广的知识面,这样才能更好的培养出优秀的专业性人才。也正是因为生物工程专业涉及的学科众多,技术多样,所以高校必须要制定“强化基础教学、注重实践能力培养、突出专业特色”的人才培养导向。生物工程技术看重的是试验,因此对学生的实践能力要求比较强。该学科的教学基础是生命科学,主要教学原理是工程学,同时根据事先设计改造的物体,为人类进行服务的一门学科。
另外,生物技术涉及领域非常广泛,包括与国民经济息息相关的诸多产业,如:农业、能源、环保、化工、医药、卫生、矿产、材料、食品等等,这些产业对生物技术人才培养的素质要求不同。目前我国有近250个高校设置了生物技术专业,具有点多面广的特点,任何一所高校,都不可能培养面面俱到、行行精通的生物技术人才,各高校培养的人才应凸显各校特色,实现应用型生物技术人才培养目标的差异化、多元化、特色化,以适应国家对人才的需求。应用型生物技术人才的特色,包括农业特色、能源特色、环保特色、化工特色、医药特色、矿产特色、材料特色、食品特色等。
2.2 构建科学规范的人才培养方案,满足应用型生物技术人才培养需要
人才培养方案是高等学校为达到人才培养目标所制定的总体设计,是人才培养的纲领性文件,对应用型生物技术人才培养具有十分重要的意义。要根据学校的学科特色,应用型人才的特点,以及科学发展观的要求,制定行之有效、科学规范的人才培养方案。人才培养方案,应对业务培养目标、业务培养要求、主干学科、主要课程、主要实践教学环节、学制、学分、学位、教学进程等,作出明确规定和安排。
2.3 建立科学合理的课程体系,彰显应用型生物技术人才培养特色
课程是体现教育教学理念的重要载体,是创新性人才培养的重要途径。高校培养应用型人才的重点在于课程体系设置是否科学合理,特色是否鲜明。生物技术是一门生命科学与其他尖端学科交叉融合的综合性学科,在课程体系设计上,应改变过去只设置生命科学相关课程为唯一课程平台的模式,注重生命科学与其他相关学科的融合与创新,形成特色课程体系,构建“生物技术专业课程+特色课程”这一创新课程的体系。创新的生物技术课程体系应涵盖以下三大模块:①专业基础课:主要包括生物化学及实验、微生物学及实验、细胞生物学及实验、植物生物学、动物生物学等,以及专业基础特色课程。②专业必修课:主要包括遗传学及实验、分子生物学及实验、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物技术大实验等,以及专业必修特色课程。③专业选修课:主要包括生态学、免疫学、生物统计学、生物信息学、生物制品学、生物工艺学等,以及专业选修特色课程。
当今世界,科学技术日进千里,随着信息革命方兴未艾浪潮,生命科学和生物技术已展示出不可估量的前景。近年来,随着生命科学和生物技术领域发展中的一系列重大突破,世界范围内已开始了新一场具有划时代意义的生物科技革命和生物产业革命。
生物产业是当今世界经济中正在蓬勃兴起和迅猛发展的一个战略新兴产业,生物医药、生物农业育种等行业已初具规模,同时许多新的产品、新的行业正在快速发展过程中,如生物农药、生物肥料、燃料乙醇、生物柴油、生物基材料等。
“十一五”期间我国生物产业发展总体思路和方向
总体来说,生物产业就是要充分发挥我国特有的资源优势和技术优势,面向健康、农业、环保、能源和材料等领域的重大需求,坚持自主创新、国际合作、重点突破、集聚发展、市场主导、政府推动的原则,加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保,保护特有生物资源,保障生物安全,使生物产业成为国民经济新的增长点,并为发展成为国民经济的主导产业奠定坚实基础。
“十一五”期间我国生物产业发展主要任务与发展重点
《规划》提出了八方面的发展重点与任务:
一是围绕解决重大疾病和重大传染病防治、保障健康和有效缓解广大低收入阶层就医吃药难的问题,大力发展新疫苗、生物工程药物、小分子药物、生物医学工程产品等。
二是以促进农业产业结构调整、保障粮食安全为核心,加速水稻、小麦、玉米、棉花、油料等重要农作物和畜禽、水产新品种的繁育和产业化,发展生物农药、生物肥料等绿色农用生物产品。
三是发展生物能源,推动高产、高含油且环境适应性强的能源植物新品种培育和产业化,提高非粮原料燃料乙醇规模生产的转化效率,加快生物柴油产业化,有效缓解化石能源日趋紧缺的矛盾。
四是发展生物制造业,利用可再生的生物质原料生产乙烯、聚乳酸等大宗原料化工品,缓解我国材料工业对石油等一次矿物资源的过分依赖;大力推进高品质的重要酶制剂的工业生产和应用,全面提升食品工业、饲料工业、轻化工业等传统产业的技术水平。
五是在生物环保领域,将大力发展生物技术处理城市污水、垃圾,加快生物技术对盐碱地等低质土地改良步伐,研究推广荒漠绿化植物新品种。
六是实施九大专项。围绕具有战略性、高关联性和高渗透性特点的领域,实施疫苗与诊断试剂、创新药物、现代中药、生物医学工程、生物育种、绿色农用生物产品、生物能源、生物基材料和微生物制造专项,加强技术创新能力,促进新技术的产业化,培育新兴产业。
七是加强生物资源保护和开发利用,开展生物资源普查,基本摸清我国生物资源基本状况,促进生物资源的保护和开发利用。
八是建立健全生物安全管理体系,组织制定生物安全技术标准,完善生物安全监控技术手段,确保生物安全。
“十一五”期间我国生物产业发展目标
1.初步形成有利于生物产业发展的政策法规体系、技术创新体系、技术标准体系、生物安全保障体系、产业组织体系和行业服务体系。
2.自主创新能力显著增强。研究开发投入占产业增加值的比重明显提高,形成一批具有自主知识产权、年销售额超过10亿元的生物技术产品。
3.产业结构优化升级。培育一大批创新型中小生物企业,形成10个左右销售收入超100亿元的大型生物企业。重点推进京津冀、长江三角洲、珠江三角洲地区的综合性生物产业基地及若干专业性生物产业基地建设,形成8个产值过500亿元的生物产业基地。
4.产业规模快速增长。到2010年,生物产业增加值达到5000亿元以上,约占当年GDP的2%。生物产业出口额显著增加。
在此基础上,再经过10年努力,力争使我国生物产业主要经济指标进入世界前列;在关系经济社会发展全局和国家安全的关键生物技术领域掌握自主知识产权,生物产业国际竞争力大幅度提高。到2020年,全国生物产业增加值突破2万亿元,占GDP比重达到4%以上,成为高技术领域的支柱产业和国民经济的主导产业。
“十一五”期间我国生物产业发展原则
1.自主创新,国际合作。构建和完善有利于自主创新的体制机制,推动产学研合作;以具有自主知识产权成果的开发和应用为核心,加强原始创新、集成创新和引进技术消化吸收再创新;坚持“引进来”与“走出去”相结合,积极开展国际合作,充分利用两种资源、两个市场,加快我国生物产业发展。
2.重点突破,集聚发展。着眼于国家经济社会发展的紧迫需求,选择一批基础条件较好、技术条件成熟、成长潜力大、产业关联度高的现代生物产业重点领域和重大产品,构建较完善的产业链,加快做大做强;突破一批具有重大支撑和引领作用的前沿生物技术,形成自主知识产权,抢占国际竞争的制高点,加快实现产业化。促进生物企业和资金、技术、人才等要素向优势地区集中,培育生物产业区域增长极,形成若干各具特色、以大企业集团为核心、专业化中小企业协作配套的相对集中布局的产业基地。
3.市场主导,政府推动。既要充分发挥市场优化配置资源的基础性作用,使企业真正成为技术创新和产业化发展的主体,又要充分发挥政府对战略性新兴产业的推动作用,在政策法规、体制机制等方面营造有利于产业发展的良好环境,处理好产业发展与生物安全的关系,为生物技术创新和产业化发展建立良好的支撑平台。
保障《生物产业发展“十一五”规划》顺利落实的措施
1.加强组织领导,形成推进生物产业发展合力
国家建立生物产业发展重大问题的协调机制,加强生物产业体制改革、产业发展、技术研究开发、生物安全监管等方面的有机衔接,形成推进生物产业发展的合力。设立国家生物产业发展专家咨询委员会,就生物产业发展重大问题提出咨询意见。依法组建中国生物产业协会和国家生物产业标准化专业技术委员会,开展市场调查、信息交流、标准制修订、行业自律、政策咨询等方面的工作,促进生物产业的健康发展。
2.强化产业技术创新体系建设,促进生物产业集聚式发展
大力促进企业技术创新能力建设。通过产学研合作等方式,建立企业牵头组织、高等院校和科研院所共同参与的有效实施机制。通过财税、金融、投资等政策,引导企业增加研究开发投入,推动企业特别是大企业建立研究开发机构。鼓励企业与高等院校、科研院所联合开展生物技术成果转化,改造或新建一批国家工程实验室、工程研究中心,提高科研成果的工程化与系统集成能力。
加强生物科技创新条件平台建设。推进国家生物产业基地生物技术公共实验室、中试基地以及融资平台、人才培训平台等产业化能力建设。加强高校和科研院所研究开发设施建设,形成若干具有较大规模、多学科融合、创新能力强、开放运行的生命科学研究中心。鼓励和支持国外机构在华设立研发中心。加强生物信息中心、科技成果评估机构、人才培训等中介服务体系建设。
促进生物领域知识产权的创造、管理、实施和保护。完善生物资源和生物技术知识产权保护的法律法规,提供良好的知识产权中介服务,落实对知识产权创造者的奖励政策,加强知识产权的司法保护和行政执法力度。
充分发挥各方面的积极性,有步骤、有重点地建设若干国家生物产业基地,促进人才、技术、资金等资源向优势区域集中,引导生物产业特色化、集聚化发展。
3.建设高素质生物产业人才队伍
紧紧抓住培养、吸引、用好人才三个环节,加强企业经营管理人才、生物技术专业人才以及生物安全、生物物种资源保护与管理人才队伍建设。创新人才培养模式,加强生物产业人才培养能力建设,建立高技能人才培养基地,重点培养生物技术原始性创新人才等各类高技能人才,扩大生物类硕士和博士的招生规模。采取团队引进、核心人才引进等方式,吸引和支持出国留学人员、海外华人华侨回国和来华创办生物企业、从事教学和研究。加强生物技术人才的国际培训合作和国际学术交流。完善生物技术人才评价机制,国家生物科研机构的技术负责人逐步实行海内外公开招聘。加大收入分配向关键岗位和优秀人才倾斜力度,完善技术参股和入股等产权激励机制。
4.多渠道增加对生物产业发展的资金投入
整合政府科技计划(基金)和科研基础条件建设等资金,加大财政科技投入对生物产业的支持力度。
支持生物企业通过资本市场融资,提高直接融资比重。支持符合条件的生物企业在境内外股票市场上市融资,或通过发行公司债券融资。鼓励有关部门和地方政府设立创业投资引导基金,引导社会资本进入创业投资领域,并增加对生物企业的投资。
加大政策性金融对生物产业的资金支持力度。金融机构对符合产业政策和信贷政策的生物企业要给予积极的信贷支持,支持企业以专利技术为担保向银行贷款。国家政策性银行在各自经营范围内积极为生物企业提供金融服务,重点支持具有自主专利技术、市场发展前景较好的生物企业的发展。
5.实施有利于现代生物产业发展的税收政策
全面贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》配套税收政策,鼓励生物企业增加研究开发投入,开发新产品、新工艺和新技术,加快创新成果转化,提高自主创新能力。根据现代生物产业高投入、高风险、高收益、长周期等特点,结合国家税收改革方向,研究制定税收优惠政策,支持现代生物产业发展。
6.建立有利于生物产业发展的市场环境
培育生物产品市场,扩大需求。通过逐步扩大医疗保险、计划免疫等覆盖范围,加大对农民提供良种补贴、技术培训的支持力度,以及加大对生物能源发展的扶持等措施,积极扩大生物产品的市场需求;加大政府采购对国内生物企业的支持力度,加强生命科学和生物技术的普及教育,正确引导消费;建立有利于生物医药发展的医疗卫生体制和药品物流体系。
完善生物技术产品市场准入政策。在保障生物安全的前提下,适当放宽转基因技术研究开发与产业化应用的限制。逐步推进药品的委托生产。拥有自主知识产权的生物药品上市后,按国家有关规定纳入国家基本药物目录。
加强生物产品市场监管。完善对生物技术企业、研究机构及其制品的管理制度。健全生物技术的实验程序,以及中间试验、环境释放、商品化生产和进出口等环节的安全控制措施,加大对生物技术企业与研究机构的基础设施和安全措施的监督力度。
加强生物产业国际合作。推动有竞争力的生物企业在境外投资设厂,支持行业中介组织设立境外生物医药产品注册和营销指导中心。以医带药,扩大中药在国际市场的份额。积极推进种业、疫苗等领域具有比较优势的产品“走出去”,带动整个行业健康快速发展。加强相关技术标准体系的研究,积极参与有关国际标准的制订和修订工作,建立生物产品出口商品技术指南,完善进出口环节管理。
加速生物产业发展对我国国民经济及社会发展具有重大战略意义
生物技术是对解决人类社会发展面临的健康、食物、资源、环境等重大问题最具潜力的技术。我国人口众多,人均资源少,贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会,迫切需要大力发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造等行业。可以说生物产业的发展是我国经济和社会的发展的一个强大的源动力,它的发展有着重大的战略意义:
1.加速生物产业发展是保障人民生命健康的需要。有助于大力发展生物医药,有助于防治重大疾病和传染病,是保障公共卫生安全、提高人民生活质量的重要基础。
2.加速生物产业发展是提高农业综合生产能力的需要。大力发展一批优质、高产、高效农业新品种,加速生物农药、生物肥料等绿色农用生物产品产业化应用,是推动种植业和养殖业发展,增加农民收入,实现农业结构调整的重要手段。
3.加速生物产业发展是走新型工业化道路的需要。大力发展生物能源和生物基材料,加速生物制造技术在高消耗、高污染工业中的广泛应用,既有利于减少我国对石油、煤炭等不可再生能源的依赖,又有利于推进清洁生产,减少污染物排放,是走新型工业化道路、实现可持续发展的重要保障。
我国生物产业发展现状分析
1.我国具备发展生物产业的较好基础。近年来,我国生命科学与生物技术研究取得长足进展,在后基因组学、蛋白质组学、干细胞等生命科学领域具有较高的研究水平,在杂交水稻、转基因抗虫棉等生物育种领域具有一定的优势,一批具有自主知识产权的生物新药已进入临床试验。拥有一支水平较高的研发队伍。海外留学人员和华人在生命科学、生物技术领域具有重要地位和影响。近年来,全国生物产业工业增加值逐步增长,生物医药、生物农业等初具规模,涌现出一批快速发展的企业,呈现集聚化发展趋势。
2.我国具备生物产业发展的资源和市场优势。我国拥有约26万种生物物种、12800种药用动植物资源、32万份农业种质资源,是世界生物物种最丰富的国家之一,具有发展生物产业独特的资源优势。我国人口众多,随着经济快速增长,人民收入水平不断提高,对生物资源、医疗保健产品的需求将会迅速增加,具有巨大的市场潜力。
3.我国面临生物产业发展的有利时机。当前,世界生物产业发展处于成长期,尚未形成由少数跨国公司控制产业发展的垄断格局。我国可发挥生物资源优势、市场优势,广泛参与生命科学研究、生物技术创新和生物产业发展的国际交流与合作,加速我国生物产业发展。
4.虽然我国生物产业具备加快发展的有利条件,但仍存在一些突出问题和制约因素。主要是:管理体制不完善,缺乏配套的税收等扶持政策,融资渠道不畅,发展资金严重匮乏;科技成果转化率低,中介体系不完备,高素质人才缺乏,以企业为主体的创新体系亟待建立;产业总体规模和技术基础与发达国家相比仍存在较大差距,产业集聚度不高,产业结构不合理,企业规模小;生物资源流失和外来物种入侵比较严重,生物安全存在较大隐患等。这些问题严重制约我国生物产业发展,必须着力解决。
全球范围内生物技术取得的成果及展望
世界现代生物技术发展开始进入大规模产业化阶段。进入新世纪,人类基因组测序的完成标志着生命科学研究取得重大突破,体细胞克隆、干细胞、基因治疗、生物芯片、转基因动植物等新的技术和产品不断涌现,新兴生物产业群蓬勃发展。2005年,全球生物药品销售额达到600多亿美元,占整个医药工业的比重从1995年的不到4%迅速提高到11%;全球转基因农作物种植面积达到9000万公顷,10年间增长了50倍。全球范围内正在研制的2000多种生物药物80%已进入临床试验,6000多例转基因动植物经批准正在进行试验。同时,生物制造、生物能源、生物环保等一批新兴产业正在快速形成。
生物产业将成为继信息产业之后世界经济中又一个新的主导产业。生物科技革命将为人类社会发展提供新资源、新手段、新途径,引发医药、农业、能源、材料等领域新的产业革命,有效缓解人类社会可持续发展所面临的健康、食品、资源等重大问题,生物产业具有广阔的发展空间。预计到2020年,生物医药占全球药品的比重将超过1/3,生物质能源占世界能源消费的比重将达到5%左右,生物基材料将替代10%-20%的化学材料。继信息产业之后,生物产业将逐渐成为未来全球经济社会发展的又一重要推动力。
生物产业领域范围