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5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.
[2]陈竺. 世纪之交的生命科学与中国生命科学界. 生命科学, 1996,8: 123.
[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