时间:2023-09-26 18:01:23
导语:在生命科学领域的新技术的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
传统的实践教学体系中,缺乏引导学生创新精神的实验内容,独立设计和研究创新性实验少,缺乏在人才培养整体框架下、与生命科学人才培养目标相一致、课堂内外相结合的创新性系统实践教学内容体系,难以保证创新性人才培养的可持续发展。
民族院校生命科学创新性实践教学体系
1创新性实践教学体系的改革在“强化基础、拓宽知识、突出能力、强调创新、激励个性、提高素质”人才培养思想的指导下,根据生命科学专业人才培养目标和规格的基本要求,从高素质人才培养体系的整体出发,以先进的实践教学理念为指导,以培养具有生命科学基础科学研究和创新、创业、管理等高层次人才为目标,构建适应生命科学人才培养的生物学基础实验、专业实验、实训实验、实习实验、毕业论文等层次分明、相互衔接、相互融通、科学系统的生命科学实践教学体系(图1)。
1.1基础实验教学。基础型实验旨在训练本科生基本实验技能,在保留与改进部分认知性实验的同时,积极转化科研成果,引进目前生命科学领域科研中的新实验技术,如(WesternBlotting)、转基因方法研究、PCR基因扩增、DNA重组、DNA分子杂交等。
1.2专业实验教学。根据生命科学专业的特点,设立专业综合大实验,使学生掌握生命科学的新知识、新技术、新方法的同时,激发学生对生命科学实验的兴趣,培养学生综合运用基础知识和专业知识分析解决实际问题的能力。
1.3校内实训教学。利用2周的时间开展发酵工程校内实训教学,坚持树立以学生为主体的校内实训指导思想,培养学生的主体精神,使学生的创造性、自主性、责任性得到锻炼。
1.4校外实习教学。校外实习教学内容主要包括:野外生物学实习和工厂生产实习。野外生物学实习主要使学生识别各主要生态环境中常见的、有代表性的动植物种类,学习动植物标本的采集、鉴定和保存方法。工厂生产实习主要使学生将所学知识与生产实际相结合,培养学生的动手能力、实践能力和就业能力。
1.5研究创新性科研训练。根据大学生创新意识、创新精神和创新能力培养的需要,建立有利于大学生科技创新与创业的培养、培训、研究和竞赛于一体的创新实验课程内容体系。创新实验课程内容选题来源于本科生自主选题、教师科研项目的衍生课题、校级创新课题等。
1.6毕业论文。毕业论文是高校培养人才的重要实践教学环节,是对本科生4年学习成果的综合性总结和检阅,是大学生从事科学研究的最初尝试。设置毕业论文环节的目的在于通过较系统的科研设计作业,使学生在教师的个别指导下,总结在校期间的学习成果,完成科学研究和工程设计的初步训练任务,掌握专业论文写作和工程设计的基本方法,具备一定的专业研究和设计模仿能力,理论联系实际,在该专业问题具有一定水平的个人观点与见解,最终形成具有一定理论价值和实际意义的创新性成果。
2创新性实践教学体系的特点
(1)改变以往实验课程与理论课程的依存关系,建立相对独立的生命科学实践教学体系。
(2)将不同课程的实验内容进行整合,在此基础之上将所有实验课程归属于生命科学基础实验教学、生命科学专业实验教学、生命科学校内实训教学、生命科学校外实习教学、毕业论文教学等模块,有利于实验内容的循序渐进,实验课程的系统化,提高学生的实践创新能力。
(3)实践教学配套教材的精选与建设。目前出版的生命科学实践教学教材仍不能满足人才培养目标的需要。有的教材实验项目设置不尽合理,基础性实验项目较多,综合性、设计性实验项目较少;前沿性实验项目较少。通过参考国内外优秀的实验教材,特别是教育部“十一五”规划的实验教材,根据本科专业的培养方案和专业特点由相关教师共同编写实验课程讲义,同时紧跟各学科的发展动向与实验教学的最新研究成果,适时调整,完善实验内容,使实验教材的内容既有稳定连续性,又有开放创新性。
(4)生命科学创新性实践教学体系按实验内容的内在联系设计综合性实验项目,培养学生综合运用知识分析解决实际问题的能力。
(5)引入最新研究成果,使实验内容与科研、社会需求密切联系。
民族院校生命科学创新性实践教学体系的实践
生命科学创新性实践教学体系在中南民族大学生命科学学院实施几年来,实践教学取得了较好的效果,减少了不同实验课程间相似的重复实验内容,增强了学生综合运用实践技能的能力和创新能力,激发了学生对实践课程的兴趣,极大地提高了实践教学的质量与效果,具体达到了以下几个目标:
(1)加强了实验基本技术的培训,注重实验基本技能的培养。基本技能培养的目标是学生了解基本实验理论知识,熟悉实验原理,掌握规范的实验方法,学会常规实验仪器的使用,掌握必要的数据处理手段,撰写实验报告。
(2)实验教学与理论教学合理衔接,实验课与理论课内容融会贯通。实验教学与理论教学大纲统一制订,明确界定实验课与理论课的讲授内容,保证实验课内容与理论课内容一致、合理衔接。
(3)加强各门实验课内容的科学结合。如:微生物实验中“产蛋白酶菌株的分离”得到的菌株作为基因工程、发酵工程等实验材料,增强实验中的连贯性,培养学生的责任感。
(4)按实验内容的内在联系设计综合性实验项目。如:土壤微生物的分离、培养和观察,将以前单一的、分散的多个实验,按其内在联系组合为一个综合性实验,包括10余个实验技术。
(5)将最新研究成果引入实践教学内容,使实验内容与科研、社会需求密切联系。使学生掌握生命科学的新知识、新技术、新方法,激发学生对生命科学的兴趣。
一、教学方法的改革
(一)问题式教学,鼓励学生积极思考
问题式教学方法是教师根据所讲授的内容提出问题,让学生在限定时间内阅读教材,思考教师设定的问题,教师提问,根据学生回答问题的情况进行有重点、有目的的引导和讲解,最终教师讲解巩固,使课堂气氛活跃,调动学生学习和思考的积极性,提高教学效果。崔希福[2] 将问题式教学方法应用在基本原理课堂上,非常有助于抵制和规避课教学中普遍存在的问题,使学生不仅真正掌握基本原理和方法,并且提高了学生分析问题和解决问题的能力。王荣等[3]利用问题式教学方法在机械原理课堂上也进行了教学实践,并取得了很好的教学效果。吉敏丽[4]在宪法学教学中通过问题式教学方法的运用,提升了学生思维能力,并开拓了学生的知识面及视野。问题式教学方法在看似枯燥的原理课程上运用将极大提高课堂的教学效果,使学生的自主思考和表达能力得到较好的提升。问题式教学与传统的教学相比,是以“施人以渔而非施人以鱼”的方式对学生进行培养,与“填鸭式”传统教学模式比较,更利于学生获得分析问题和解决问题的能力,也更利于综合素质的培养和提高。通过本研究分析的结果,问题式教学在分子生物学理论课程中取得了较好的教学效果,有必要进一步推广使用。
(二)研读外文文献,倡导学生开展讲座
分子生物学是理论与技术相互结合和相互促进效果最显着的学科,分子生物学的理论指导新技术的产生,新技术的应用又促进了新理论的形成。因此,分子生物学知识的更新速度在生命科学领域首屈一指,将外文文献引入到分子生物学的教学中不仅能够拓宽学生的视野,而且能够展现这些抽象的理论知识在实验中的应用以及基于分子生物学知识的最新研究进展,以启发学生广阔的思维方式。比如,基因的表达调控章节,教材中讲述了从基因水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平的基因表达调控,正是由于基因表达调控的存在,才能使仅仅拥有2.5万个基因的人类成为最高级最复杂的生物。表观遗传学是基因表达调控的新兴内容,包括小RNA和DNA甲基化对基因表达的调控等内容,这些知识在教材中一笔带过,学生无法真正认识和了解前沿信息。通过推荐外文文献,让学生分组学习和讨论,并在课堂上以讲座的形式分享自己学到的新知识,对于增强学生自信心和团队协作意识、提高自我学习思考能力具有显着的效果。
全校选修课生命伦理学教学改革生命伦理学是运用伦理学的理论和方法,在跨学科、跨文化的情境中,对生命科学和医疗保健的伦理学方面,包括决定、行动、政策、法律,进行系统研究。我国中国工程院院士陈赛娟曾讲过,传播生命伦理的理念和知识应该是科学普及的重要内容。但在目前,不仅广大公众,即使专业的生命科学工作者和医务人员,包括医学院校和生物系的在读学生,多数也欠缺生命伦理的理念和知识。所以,对本科生开设生命伦理学公共课是高校教育责任,也是生命学科教师首当其冲应负起的时代和工作职责,关系到人才培养的问题,关系到生命科学正常研究和社会和谐进步的问题。
上海海洋大学是一个教学和科研相结合的一所地方高校,水产科学是我校鲜明的特点。而对于人文和理工及生命和农学的学生通过本课程的学习,都是一次跨多个学科的交流和思考,有利于培养学生的专业思想和认识分析问题的能力,有利于学生综合素质的提高。本人的科研工作中运用多种生命科学技术,自2011年开始讲授生命伦理学,是面向上海海洋大学全部专业的本科生的公共选修课。在过去的5个学期96个学时的授课后,根据教学效果以及对同学的问卷调查,提出对该课程教学上的一些改革。依据生命伦理学的多学科交叉的课程性质,其教学方式应区别于一般社会科学,又区别于一般的自然科学,它既不能过于机械、实证,也不能够过于抽象、理论化。同时,作为一门选修课,教学方法尤为重要。在教学方法上应灵活多样,既能教给学生必要的生命伦理学知识,同时又能激发学生的学习兴趣。因此,本人从课程内容以及教学方法等方面进行教学改革,并取得了良好的教学效果。
一、课程安排
主要参考教材是翟晓梅、邱仁宗主编的《生命伦理学导论》。授课对象为我校本科各专业学生,学生人数100人以下。课时16学时,以多媒体授课为主。
二、课程内容
伴随科技发展,不断更新上课内容,让学生了解最新的技术可能引发的伦理问题。之前的上课内容包括人类基因组计划、干细胞研究、克隆技术、辅助生殖、器官移植、安乐死、临终关怀、脑死亡、转基因及食品安全等。结合近几年的科技发展,其中已经引发广泛讨论的最新技术,如2012年获得医学诺贝尔奖的“体细胞重编程技术”、神经科学、纳米技术等不断添加进教学内容中。并且考虑到我校的科研教学工作中,会用到大量陆生、水生生物作为实验材料,所以动物伦理在上课过程中也会有所介绍。
针对生命伦理学是以问题为导向的专业特点,热点问题较多,但本课程的课时有限。因此,计划每学期第一次课绪论(2个学时)介绍结束后,列出目前生命伦理学上的热点、难点问题,通过课堂调查学生兴趣的内容,以此安排后面的14个课时的课程内容,加强教学针对性。
三、教学方法
作为全校的公共选修课,选修学生的专业很多,有会计、金融、食品科学、包装、电器、海洋生物、生物技术等,学生掌握生命科学知识的水平参差不齐。而生命伦理学是生命科学与人文的交叉学科,讲解清楚每种生物技术的特点是学生理解该技术引发伦理问题的基础。所以,在教学中,要深入浅出,用通俗易懂的语言来讲解复杂、高深的生命科学技术。并且通过案例法、提问等方式,调动起不同专业的学生对生命科学的求知兴趣。比如在讲解人类基因组计划时,首先通过提问的方式,问同学们有多少人了解基因。然后告诉他们其实基因离我们很近,比如,热播的美容产品广告词“基因决定肌底”,我们食用的大豆油、玉米油很多都是转基因农作物加工而成,这样的介绍总是能吸引学生的兴趣。接下来,再通过一个形象的比喻,讲解什么是人类基因组计划。人类的基因组就是全部的遗传信息,是一条很长的基因链,一个个片段就是一个个基因,在体内发挥着生物学作用。在之前,大家对基因的研究就像是小猫钓鱼,钓上来那个基因就研究哪一个,而人类基因组计划就是把人类所有的基因片段通过撒网,全部捕上来然后再逐个研究他们的功能。如此的讲解,几乎所有的学生就对人类基因组计划有了比较具体的认识,就更易于理解由此引发的伦理争论。
我校网络教学平台(EOL平台)是教学的重要工具,为教师提供了强大的在线备课工具和网络施教环境,并提供了充分的师生互动功能。在生命伦理学的授课过程中,借助该平台进行教学日历、教学大纲、调查问卷、作业布置的上传,极大拓宽了课程教学空间。比如,在每个学期中,利用该平台设计调查问卷针对选课学生展开调查,调查内容包括学生对这门课程的认识、对课程教学内容、教学方法和考核方式的意见和建议,根据学生的反馈,不断调整教学内容和教学方法,以此也可加强教学的针对性。
四、考核方式
以论文作业的方式进行考核时选修课常规采用的方式,也将是生命伦理学选修课采取的主要方式。但作为选修课,应给予学生更多的自由发挥空间。由于课堂内容涉及多个领域并播放了相关的视频,学生可以任意选取感兴趣的视频或领域发表自己观点,也可以写课后布置的命题论文。在论文评分上主要从其选题、构思以及内容上进行评分,并根据学生上课出勤情况综合评定学生成绩。通过这种考核方式,考查学生分析驾驭材料的能力,这也符合高等院校培养复合型人才的要求。
针对生命伦理学的课程性质,在教学内容、教学方法、考核方式上进行了改革。教学内容上适应科学发展,反映时代特色,尊重学生的兴趣,突出教学重点。教学方法上通过案例、提问等方式启发学生思考,增进各专业学生对生命科学和相应的伦理问题的理解,并利用网络教学平台,拓宽教学空间。灵活的考核方式可增强学生分析问题和思考问题的能力。
参考文献:
关键词 生物工程概论 教学方法 改进
中图分类号:G424 文献标识码:A
21世纪是信息技术、生物工程与生命科学、新材料技术、新能源技术突飞猛进的发展时期,也是这些高新科技迅速产业化的时期。生物工程是优先发展的高科技领域之一,是推动社会经济发展和社会进步的一项关键技术,不论是发达国家还是发展中国家都已把生物工程纳入科学发展重点,加大生物技术的投入。随着近几十年来生命科学的飞速发展,现代生物技术在农业、食品、医药、卫生、化工、环保、能源、海洋开发等领域的应用逐步深入,人们越来越深切地体会到现代生物技术在各领域的重要性。①国内许多的生物工程、生物技术、生命科学专业纷纷将生物工程概论作为该专业的专业课或选修课。因此,加强课程建设,改革教学方法和手段,强化学生能力的培养势在必行。笔者近年来一直承担该课程的教学任务,现就教学过程中遇到的问题及其解决方法谈些体会。
1 在教学过程中遇到的问题
笔者所在院校的生命科学专业的生物工程概论课程是近几年才开始设置的,其针对性的教学内容和教学方法都没有什么经验可循,仅照搬其他高校的生命科学专业或其它相关专业对本课程的教学内容及教学方法,显然是不合理的。笔者根据近几年的课程教学情况,发现存在以下问题:
1.1 教学内容信息量大,课堂教学时数少
生物工程概论是一门理论性很强的课程,生物工程的内容包含基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程和蛋白质工程等。近年来,随着生命科学的飞速发展,新理论新技术层出不穷,使得如今的生物技术已与过去不同,有着更广泛的内容。生物技术的日益更新以及社会应用的逐步深入,必将加大教学的信息量,从而也就给任课教师的备课、授课带来难度,对教师更新自身知识也提出了更高的要求。与此同时,为了坚持符合“厚基础、宽口径、重实践、有特色”人才培养的基本原则,各高校纷纷增大基础课的比重,大幅度减少专业课及专业选修课的学时数,这样就给本课程的成功教学增加了难度。②
1.2 授课内容泛而不精,教材内容更新滞后
《生物工程概论》教材中所包含的每一工程都是独立的一门重要课程,为了在短短的30多个学时里把几大工程理论讲授给同学们,老师多是蜻蜓点水式地讲授每一工程的内容。这样的授课内容对学生来说意义甚微,达不到开此门课程的直接目的,同时,也给教师全面提高教学效果带来了很大的困难。很显然,沿用过去“面面俱到”的传统授课方式,在有限的课时时间内完成所有内容的讲授是不现实的,也不利于全面提高学生学习的主动性和积极性。另外,现今知识更新的速度越来越快,知识倍增的周期越来越短,而书本知识内容的更新往往滞后于新技术新方法的产生。
1.3 传统授课方式面临挑战
传统授课方式就是由一位教师通讲一门课程的全程,尽管老师们都兢兢业业地去准备和讲解每一节课程,但这样一学期下来,学生总会在中途的学习过程中产生审美疲劳,学习积极性降低;另一方面,学生脑海里往往也会产生厌倦情绪,质疑老师真的都是全才?怎么都是样样通?待到学期末时,学生最终的学习效果往往与老师的期望值相差甚远,这一点已越来越被教师们所重视。
2 生物工程概论教学方法改革的探讨
笔者在教学实践中,针对所面临的问题,进行了初步的改革尝试,摸索出了一套能够保证教学质量的教学方法。
(下转第152页)(上接第116页)
2.1 针对课堂教学时数少问题,避免交叉学科的重复授课
由于生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程和蛋白质工程等诸多方面的理论,③而每一工程理论又均可成为独立的一门课,因此,生物工程概论这门课的内容必将与其它课程的内容存在或多或少的重复。如基因工程的相关理论可能在分子生物学中有所体现,细胞工程理论也与细胞生物学课程有所重复。为了避免相同内容的重复授课,避免学生对相同内容的授课疲倦性,同时还要考虑该课课时的有限性,故针对相关内容进行有侧重的讲解。如基因工程避免掉与分子生物学重复的内容,细胞工程避免掉与细胞生物学所讲授的植物细胞工程的相关内容,重点讲授动物细胞工程的相关内容。另外,发酵工程也是几大工程中较为重要的工程之一,是生物技术获得最终产品的手段,而同学们对微生物发酵方面的知识相对薄弱,了解甚少,同时,大多数学生还有报考微生物发酵专业研究生的倾向,故将发酵工程部分作为本课程所要讲授的重要内容之一进行详解。
2.2 讲授内容与科学上的最新成就相结合
作为一门专业选修课,应该传授学生最基本的原理和方法,同时也应给学生展示最新的发展前沿和社会应用,使学生的知识紧跟时代的发展,为他们毕业后尽快适应相关领域的工作打下良好基础。针对书本知识内容的更新往往滞后于新技术新方法的现状,笔者在讲授经典理论的同时尝试将一些相关的新理论、新技术、新方法给学生加以补充。如在讲授基因工程这一章节时,将经典的基因重组技术、PCR技术、目的基因的获取方法等基本理论作为重要的内容进行讲解的同时,一些新技术新方法以及最新成就也进行补充,如基因组学、转录组学、蛋白质组学研究、第二代测序(大规模基因组测序)及第三代测序技术等的应用,使同学们一方面掌握基本理论知识的同时,对新的技术方法及其新进展也有所了解,扩大同学们的视野,激发同学们学习新知识的积极性。
2.3 采用多位老师共同参与授课,提高学生学习积极性
针对一位教师通讲一门课程全程导致学生中途学习积极性降低这一现象,再加上本课程内容的特殊性,生物工程教研组对本课程的授课方式尝试了一些变革,改为由三位教师参与对该课程的讲解。笔者主要从事分子生物学方面的研究工作,故基因工程和细胞工程这两章内容由本人进行讲解;汪伦记老师主要从事微生物发酵和酶工程方面的研究,故发酵工程和酶工程这两章内容由其负责讲解;邱智军老师是从事蛋白质组研究的,故蛋白质工程这一章内容由其负责讲解。这样,每位老师都能发挥其自身的特长,将本人娴熟的理论讲解给同学们,教师讲授起来得心应手。另一方面,这样的授课过程,在同学们对一位教师还未产生审美疲劳时,又有一位新面孔的出现,学生的新鲜感也带动了他们的学习积极性,同学们对老师的评价也较以往有大幅度的改观。
3 结语
通过以上几种方法在教学中的运用,学生对本课程的学习兴趣不断提高,上课时精神饱满注意力集中,一改以往上课打瞌睡、玩手机等现象。经过两学期的改革尝试,本教研组的老师均发现同学们学习积极性大大提高,学习效果也较以往大幅度增高。
注释
① 欧少云.任务驱动法在《生物工程概论》的应用初探[J].广西教育学院学报,2010.2:149-151.
关键词:遗传学;教学改革;课程群;
随着现代生物科学技术的发展,遗传学已成为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一,是生命科学中各门学科的核心,它的分支几乎扩展到生命科学的各个研究领域.目前,在生物学各专业的教学中,普遍存在着知识老化,课程体系陈旧,如遗传学和细胞生物学、生物化学、基因工程、基因组学、分子遗传学等课程之间存在着部分内容重复等一系列问题.显然,当前的课程体系已不适应高等学校生命科学教育的要求.如何突出遗传学主干课程,实现课程体系的整合、优化,不同课程间知识的融通和衔接,以此组建口径宽、方向灵活的课程群,加强学生创新意识和创新能力的培养,以增强学生的适应性和竞争力,培养学生的个性特长、能力特长以及继续学习的能力,形成终身学习的观念,是摆在我们面前值得思考的问题.我们从遗传学课程入手,对遗传学课程群进行了初步的思考,重新设置和实践,目的是实现课程体系的整合、优化,培养符合现代社会要求的创新型、复合型人才.
1遗传学课程群内课程设置的基本思路
遗传学课程群内课程设置的基本思路就是围绕“一个中心,三个方向”的原则,以普通遗传学为核心课程,兼顾三个方面的内容.基本框架如图1.
“一个中心”就是以普通遗传学为核心课程.遗传学是一门生命科学所有专业的重要基础课,要求全面系统地介绍遗传学的基本原理、分析方法及现代遗传学发展的最新成就.在教学中,要始终贯穿遗传物质的本质、遗传物质的传递和变异、遗传信息的表达与调控这一主线,使学生在群体水平、个体水平、细胞水平和分子水平的不同层次上对遗传学有比较全面、系统的认识,并能应用其基本原理分析遗传学数据,解释遗传学现象,并对遗传学各分支学科有一个基本的了解.
“三个方向”是以遗传学分支学科、反映现代遗传学发展的学科及遗传学普及性学科为遗传学内容细化、深化和普及的三个层面,主要包括以下内容:
一是遗传学分支学科的内容,主要包括《群体遗传学》、《微生物遗传学》、《细胞遗传学》等课程,以专业选修课的形式开出,主要目的是根据学生的兴趣和爱好,深入学习遗传学各个分支学科的知识.如《群体遗传学》是研究在自然选择、基因漂变、突变以及迁移四种进化动力的影响下,等位基因的分布和改变.它是在群体水平上研究种群的分类、空间结构等,并试图解释诸如适应和物种形成现象的理论.《微生物遗传学》是以病毒、细菌、小型真菌以及单细胞动植物等为研究对象的遗传学分支学科.《细胞遗传学》是遗传学与细胞学相结合的一个遗传学分支学科,主要是在细胞和染色体水平上研究.
二是反映现代遗传学发展的学科,如《基因工程》、《分子遗传学》、《基因组学》.这三门课程都是在普通遗传学基础上开设的专业选修课程,目的是与现代遗传学的发展接轨.如《分子遗传学》(moleculargenetics)的主要内容为基因的结构、复制和转录以及转录后调控、翻译,基因突变,DNA的复制、修复,原核与真核生物的基因表达调控,是在分子水平上进行的研究.此课程为生命科学各专业本科生的学科基础课,也可作为研究生的专业选修课.《基因工程》(geneengineering)主要介绍基因操作的主要技术原理,基因操作的工具酶,克隆载体,目的基因的分离方法,重组体的构建及导入,克隆基因的表达与检测,基因工程研究进展,存在问题及新策略等内容,使学生具备基因工程方面的基本知识和掌握其操作技术.《基因组学》(genomics)是对所有基因进行基因组作图,核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学.主要讲述生物基因组的基本结构和组成、基因组内基因的表达和调控、遗传图谱与物理图谱、基因组测序、基因组序列解读、染色体的结构与基因表达调控、基因组的复制、基因组进化的分子基础、基因组进化的模式、分子系统发生学等内容,并讲述人类基因组计划的全过程以及由此引发的道德伦理和法律问题,系统向学生讲授基因组学研究的基本内容及相关进展.通过该课程学习,使学生了解结构基因组学和功能基因组学的重要研究领域、热点问题与发展趋势,以及国内外研究现状与进展.
三是遗传学普及性的内容,此类课程为遗传学的平行课程,以公选课的形式开出,主要目的是普及遗传学知识,提高人口质量和全民素质.我们针对非生物专业的学生开设了《人类遗传学》和《遗传与优生》两门课程.《人类遗传学》主要讲述人类在形态、结构、生理、生化、免疫、行为等各种性状的遗传上的相似和差别,人类群体的遗传规律以及人类遗传性疾病的发生机理、传递规律和如何预防等内容,使学生掌握人类遗传学的基本概念和主要研究方法.《遗传与优生》主要讲述什么是遗传病,遗传病对人类的危害,人类的染色体和染色体病、基因和基因病、肿瘤与遗传、人类代谢和发育中的遗传学问题、优生学的基本概念、影响优生的因素,优生的措施等.这两门课程都注重贴近生活,贴近社会,从剖析青年学生关注的问题入手去介绍人类遗传与优生的基础理论和基本知识,使学生能够在轻松、顺畅且饶有兴趣的学习过程中获益.对于医疗保健事业和人群遗传素质的改进具有重要意义.
2遗传学课程群内课程内容整合的思路
为解决遗传学的迅速发展及新知识、新技术不断出现与遗传学教学时数减少这一矛盾,我们通过建立遗传学课程群体系,协调课程群内各门课程的关系,尽量减少重复内容,对于学习遗传学的有关基础知识,如核酸的结构和特征在先修课程《生物化学》中介绍,染色体的结构,细胞周期等在细胞生物学课程中介绍,概率和统计学知识在生物统计学课程中介绍.而对于遗传学各分支学科的深入讨论,将在细胞遗传学、群体及数量遗传学、分子遗传学、基因组学、基因工程、生物信息学等课程中介绍.
3遗传学课程群内实验课程整合的思路
遗传学课程群内主要设置了遗传学实验和分子遗传学大实验,遗传学实验是为了配合遗传学的教学而开设的一门实验课程,其设计思想是:1)配合遗传学的教学,巩固和加深对遗传学知识的理解;2)适应现代遗传学的发展,让学生掌握现代遗传学研究所必需的基本实验技术;3)开设综合性、设计性和创新性实验,鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验.目前已形成具有基础性实验、提高性实验和具有综合性、研究创新性、开放性实验的不同层次的遗传学实验教学内容体系.鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验,实验室已对学生部分开放,并实施了自选实验考试法[1].学生在此过程中得到了很好的科研训练,部分学生在本科阶段就写作并发表了论文,充分体现了遗传学课程教学改革的特色.例如,结合本科毕业设计,我们编制了“遗传学试验的计算机模拟”软件[2],增强了学生对遗传学基本概念和基本原理的理解,而且也增加了学生对计算机应用于生命科学研究的兴趣.我们开发设计了“遗传学实验显微图像演示系统”[3],建立了遗传学实验图像库,学生在实验前可以方便地检索观察实验中可能出现的各种图像,大大提高了实验效率.通过遗传学实验的培训,学生具备了一定的设计和综合创新的能力,在此基础上,进入分子遗传学大实验的学习.而分子遗传学大实验的设计整合了分子遗传学和基因工程两门课程的实验内容,既涵盖了分子遗传学的基本实验技术,也体现了现代分子遗传学发展的新方法、新技术.实验通过DNA提取、扩增、检测,到目的基因的获取、重组、转化、分子杂交等系列性实验,使学生不仅掌握了现代生物学分析技术,也培养了学生的动手能力和独立设计实验的能力,更实现了理论类课程与实践训练类课程的有序衔接,同时完善了学生从认知实践到科研实践的创新精神培养体系.
4遗传学课程群实践基地的建设
仅有书本上的知识是不够的,遗传学课程群内的课程具有很强的实践性,专业知识与生产实际相结合的综合性教学是实践教学环节不可缺少的重要一环.为此,我们通过认识实习和生产实习等手段加强课程知识的掌握.利用地域优势,与中国农业科学院徐州分院、江苏省药用植物重点实验室、江苏维维集团等建立长期稳定的合作关系.如,我们在讲解“三系配套”时就带领学生到中国农业科学院徐州分院参观学习、实地学习如何进行“三系配套”的操作,加深了对理论知识的理解.通过专业实践,拓宽了学生的视野,培养了学生分析问题、解决问题以及开拓创新的能力,增强了学生的事业心和责任感.
5遗传学课程群教学方法和教学手段改革之思考
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神
2009年对于凯鹏华盈(KPCB China)来说是厚积薄发的一年。据公开数据显示,在经济形势不稳定的一年中凯鹏华盈斥资6650万美元投资了6个项目,此外,“除了项目上的成绩,2009年是我们团队扩大最快、人数最多的一年。”凯鹏华盈创始及总裁合伙人汝林琪告诉记者。而且,目前凯鹏华盈团队中有一半成员是专职为企业提供财务、法律、运营、人力资源等全方位专业服务的资深顾问,可以为KPCB所投企业提供及时有效的增值服务。
2009年KPCB投资的项目中,金斯瑞生物科技算是可圈可点的一个。金斯瑞作为基因、多肽、蛋白、抗体等的一站式生产与服务公司,已经成为国内外领先的生物科技研发外包企业,同时与全球70多个国家的顶级医药研发、生物科技类企业和学术机构建立了稳固的合作关系。KPCB的注资。不仅把手中丰富的生物科技公司资源介绍给金斯瑞,帮助其增加客户群,还在财务、管理等方面为金斯瑞提供专业建议。除此之外,KPCB在国际生命科学领域的声誉以及所掌握的前沿技术资讯也为金斯瑞带来了不少帮助。“我们非常有信心把金斯瑞打造成第二个Genentech--样的生物医药业的世界级品牌。”汝林琪说。
纵观KPCB在2009年的投资项目,会发现其一如既往地专注于清洁能源、TMT、生命科学及新兴消费品领域的投资。“这些领域是行业内的热点。”汝林琪坦言,“但是我们看重的不是热门概念,而是概念背后的实质和实力。”汝林琪表示,所谓实质,是指这些领域的尖端性和创新性;所谓实力,是指这些领域进入的高壁垒性。“我们相信,只要坚持自己擅长的行业和领域,精耕细作,最终一定会有所收获。”“我们一直坚持这样的投资理念。”汝林琪解释到,“第一,要做有前瞻性的投资,关注那些可能彻底改变人们生活的新技术和商业模式,而不是快速获利的领域;第二,寻找行业领头羊,发掘最优秀的企业家和最有潜力的企业;第三,追求长远而宏伟的发展目标,尽心竭力的帮助企业成为世界级一流企业。”秉承着这样的投资理念,KPCB迎来了2010年。“2010年我们会保持稳健的投资步伐,同时也希望一些时机成熟的项目能够成功退出。”在行业方面,KPCB更看好清洁能源。“比起互联网的数字化时代,清洁能源领域蕴藏的创新和创富机会要大几个数量级。”汝林琪说。
“立志成为伟大公司背后的推手”是KPCB整个团队的共同目标。“我们所投的每一个项目,企业家都为之投入了所有的梦想和资金,我们必须对他们负责,必须有足够耐心陪伴他们成长,尤其在经济危机形势下,更要努力为他们提供增值服务,提升其竞争力,共度难关。”汝林琪表示。“2010年全球经济的复苏将带来更多的机会和挑战,我们已经做好了准备,要成为所投资企业成长过程中最有利和最强大的后援。”
关键词:机械制造;前景;发展
中图分类号:F203
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2009)09-0010-01
1 现代机械行业面临的问题
(1)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代机械技术中产品开发和制造的关键问题。机械制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了机械制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科――计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
(2)在现代机械制造过程中,信息不仅已成为主宰机械制造行业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。提高机械制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于机械制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海景数据的制造知识库管理等方面,都还有待进一步突破。
(3)各种人工智能工具和计算智能方法在机械制造中的广泛应用促进了机械制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在机械制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。机械制造智能还表现在;智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是机械制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学
2.1 机械制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此机械制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是机械制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对机械制造技术开始探索产品设计和机械制造过程中的信息本质,另一方面对机械制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化机械制造环境。随着对机械制造过程和机械制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。
2.2 微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。
2.3 材料制备、零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑,是机械制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化机械制造的关键。一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2.4 机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为僻决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,“仿生制造”则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的“自组织”机制及其在制造系统中的应用问题。所谓“自组织”是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的“自组织”机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的“远缘杂交”,它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
3 现代机械制造技术的发展趋势
随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。当前现代制造技术的发展趋势大致有以下几个方面:
(1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代机械制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术与手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、机械制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速机械制造装备。
关键词:生命伦理;治理;
Abstract: Life science and bio-technology have brought a lot of serious ethical, social and legal Issues (ELSI)while it brings benefits for people. Because there are open discussions and hot debatea among stakeholders related to bioethical issues, governance is used to deal with the issues in the international society. The paper expounds the main contents of ethical governance, and examines the progress and its problem in the field of Bioethics and biopolitics in China. Finally, the authors provide several recommendations on the bioethical governance capacity building concerning the of life science and biotechnology research.
Key Words: Bioethics; governance.
生命科学和生物技术(以下简称生命科学技术)是21世纪最重要的科技领域之一,它们的发展将会给医学、制药和农业等领域的发展带来革命性的变化,为人们预防和治疗疾病,改善生活质量做出巨大贡献。但同时,生命科学技术的发展也会引起一些不确定性和风险、甚至是负面效应,带来一系列伦理、法律和社会问题。转基因技术、克隆技术、人类胚胎干细胞等生命科学技术前沿的研究引发的伦理、社会和法律问题,已成为世界各国普遍关注的热点之一。为了使生命科学技术造福于人类,控制和减少其负面效果,需要解决相关的种种伦理问题,并制定相应的伦理规则、政策和法规。自20世纪50年代生命伦理学诞生以来,国际上已形成了解决生命伦理问题的各种理论、方法和机制。随着生命伦理问题重要性的日益显著,许多国家不仅制定各种相关的法律法规,而且在国家宏观管理层面建立了相应的决策和咨询机制,例如,世界上约有50多个国家建立了国家政府一级的生命伦理委员会[1],并且形成了各种公众参与决策的机制。
我国自20世纪80年代后期以来,随着生命科学技术的发展,对于生命伦理的研究取得了很大的进步,相应的法规与准则也不断完善,但在许多方面还存在着需要改进的地方,特别是需要加强宏观管理和政策协调。由于生命伦理问题包含的领域广泛,影响面广,几乎涉及到社会的方方面面,而且生命伦理问题已成为一个跨国界和跨文化的议题,因此有必要从国家层面上把生命伦理问题作为一个整体考察。本文在分析生命伦理问题本质的基础上,以伦理治理(Ethical Governance)这一新概念为核心,分析我国生命伦理研究与管理的成绩和存在的问题,提出加强我国伦理治理机制的若干建议。
一、生命科学技术领域的伦理问题及其治理
(一)生命伦理问题的本质
生命科学技术发展带来一系列非技术问题,包括伦理的、法律和社会的问题(ELSI),这些问题主要有:对人类生命和健康的安全性问题;有关侵犯人的权利和尊严的问题;辅助生殖技术引发的家庭伦理问题;由基因歧视、商业机密泄漏和利益冲突等带来的社会问题;对环境和生态系统的影响问题;有关“扮演上帝”等议题的宗教问题;涉及到基因决定论、医学目的等的哲学问题;涉及到R&D资源分配、伦理审查制度的政策管理问题;涉及到生命科技立法和执法的法律问题;国与国之间的资源争夺与合作问题;生命科学研究和评价中的伦理学问题等。在这些问题中,伦理、社会和法律问题是相互十分复杂地交织在一起的,而不是简单的堆积,其中伦理问题处于核心地位。国际学术界一个基本的共识是:对伦理问题的认识及解决的好坏,直接影响着其他社会和法律问题的理解和解决。
所谓生命伦理问题是指生命科学的研究及其成果的应用、医疗保健中的治疗和预防决策都涉及应该做什么和应该如何做的问题。[2] “应该做什么”或“该不该做”为实质性伦理问题,“该如何做”为程序伦理问题。其中,前者是生命伦理的根本问题,在生命科学研究和医疗实践所面临的道德难题中,追问最多的一个问题就是“该不该做”。例如:是否应该开展生殖性克隆技术研究?是否允许人与动物的嵌合体?该不该为了达到增强后代的记忆力(或身高)的目的而干预生殖细胞系的基因呢?人类是否应该为了科学研究而在14天内毁掉一个胚胎呢?该不该为了民族和国家的利益而强行采集珍贵的人类遗传样本呢?对于这些实质性伦理问题认识和解决的好坏直接关乎到对程序伦理问题及其他社会和法律问题的认识和解决。“应当如何做”是主要指技术和管理层面的措施,例如,在基因治疗中怎样保证受试者的权益、如何预防不良的事件,用于研究的人类胚胎干细胞应该通过什么样方式获得,伦理审查委员会应该如何权衡人体试验中的“风险”与“受益”,应该如何符合伦理地开展“治疗性克隆研究”。“该不该做”与“如何做”的问题是紧密联系在一起。当反对某项研究或治疗的实质性伦理成立时,在程序上,下一步的任务就是如何制定严格的措施来达到此目的;而当赞成某项研究或治疗的实质性伦理成立时,在程序上,下一步的任务就是在技术层面和管理层面上如何做好的问题。
生命伦理问题触及关于生命、人和社会之间的根本价值观念,其中最重要的包括生命观、安全观和公平公正观。
1.生命观:生命科学技术使人干预和改变生物体与生命的自然本性,触及到生命观的核心。例如,人类胚胎干细胞实验提出的重要伦理问题是早期胚胎究竟是不是“生命”?“生命”是什么?一个人何时成为一个“人”?对这些问题的回答并不那么简单,不同宗教、文化价值的人有不同的答案。人类胚胎干细胞实验的反对者认为,胚胎干细胞来自早期胚胎,而从胚胎中提取干细胞必定会损毁胚胎,胚胎就是生命,就是人。因此,研究胚胎干细胞就是“毁灭生命”,甚至无异于“杀人”。以布什政府为代表的美国保守派就是这样的观点。这样的观点立足于他们的生命观。在他们看来,卵子受精的一刹那,就是生命的开始。而赞成胚胎干细胞研究的人则认为,胚胎干细胞只是胚泡中的内细胞群,没有滋养层的支持,不可能独立发育成胎儿,所以它们并不是胚胎。与生命观紧密联系的是人的尊严问题。生命是神圣的,敬畏人的生命体现了对人的生命尊严的维护和尊重。例如,在人类胚胎干细胞研究中,天主教人士就认为,为了销毁人类胚胎而制造人类胚胎,这是对人类尊严的严重侵犯。
2.安全观:这是贯穿于生命伦理各个领域的一个问题,像转基因食品安全性,基因治疗、干细胞的安全性问题等。安全性是由于技术的不完善或可能的负面效果带来的,但它不仅仅是技术问题,该不该应用、如何应用技术还是一个伦理和社会问题。例如,对于转基因作物和食品,尽管转基因食品可能会与天然食品同样安全,但并不能排除它们的安全隐患,事实上现在没有一个政府或联合国组织会声称转基因食品是完全安全的。如何对待和使用转基因作物与食品,不同国家的态度和做法是不同的,如美国和欧洲国家,起作用的就是伦理态度。对于安全性问题,需要根据“不伤害”的伦理原则制定技术安全性标准、安全性规程。
3.公平和公正观:生命科学的发展对公平和公正提出了严重的挑战,例如,在研究资源的分配、研究受益分享和风险承担等方面,带来了面向大众还是少数人或利益集团等尖锐的问题以及各国怎样分享利益等复杂问题。
其他重要的伦理、社会和法律问题还包括对生物技术对环境和生态系统的影响问题、生物技术产品使用者的知情权问题,生物技术应用中的隐私和歧视问题、生物技术对专利权的挑战问题等。
对于这些问题必须做出伦理上的辩护,常常需要多学科的辩护,在此基础上制定相应的规则和法律。
(二)治理——解决生命伦理问题的机制
现代生命伦理涉及的领域广泛(如人类基因组计划、基因治疗、人类干细胞研究、克隆技术、辅助生殖、转基因作物与食品等),而且每一个领域中,伦理问题与社会和法律问题缠绕在一起,影响面广,几乎涉及到社会的方方面面:科学界、医疗界、学术界(哲学、法学等)、政府、私人团体、公司、公众等,各方在解决这些问题都有自己各自的立场和利益,这给问题的解决带来一定的难度。而且,随着国际科技交流和合作的深入发展,生命伦理问题成为一个跨国界和跨文化的议题。
根据国际趋势,解决涉及不同意见和观点、影响到各个方面的重要议题,越来越多是采取治理(governance)的方式,即通过各种相关利益者参与的方式,解决共同关心的问题。“治理”一词在20世纪90年代以来得到广泛的应用。英文中“治理”一词源于拉丁文和希腊文,原意为“控制”、“引导”和“操纵”。长期以来它与“统治”(government)等同使用,主要是指政府的合法化的指挥和控制行为。90年代以来,学者们赋予了“治理”一词新的含义,与自上而下的“统治”一词明显不同。罗茨(R.Rhodes)在“新的治理”一文中指出:治理意味着“统治的含义有了变化,意味着一种新的统治过程,意味着有序统治的条件不同于以前,或以新的方法来统治社会。”[3] 按照全球治理委员会(The Commission on Global Governance)1995年给出的权威定义:“所谓治理是各种公共的或私人的个人和机构管理其共同事物诸多方式的总和。它是使相互冲突的或不同的利益得以调和并采取联合行动的持续过程。这既包括有权迫使人们服从的正式制度和规则,也包括各种人们同意或认为符合其利益的非正式的制度安排,它有四个特征:治理不是一套规则,也不是一种活动,而是一个过程;治理过程的基础不是控制,而是协调;治理既涉及公共部门,也包括私人部门;治理不是一种正式的制度,而是持续的互动”。[4]与统治相比,治理是一种内涵更为丰富的现象。它既包括政府机制,但同时也包含非正式、非政府的机制。治理的实质在于,它强调的是机制,强调的是不同社会角色为了共同目标的协调行为,而不只是自上而下的权威和制裁,强调非正式的合作、协调,同行的监督、公众参与等方式。
科学与治理议题从上世纪末本世纪初开始在欧洲兴起[5],出现了一系列著作,[6][7][8]它指的是以各种方式或机制把有关不同利益者带到一起,以使科学技术为保护和促进人民的幸福和安康服务为目的,管理科学技术带来的变化的所有决策过程。[9]
在治理的思想下,对于涉及不同意见和观点的生命伦理问题可以采取“伦理治理”(Ethical Governance)的解决方式[10],即以各种方式或机制把政府、科研机构、医院、伦理学家(包括法律专家,社会学家等)、民间团体和公众带到一起,发挥其各自的作用,相互合作,共同解决面临的生命伦理问题以及社会和法律问题。这种机制的核心是坚持科学性与民主性的统一。
根据国际经验,从国家层面看,生命科学技术的伦理治理机制包括:(1)通过全球对话,建立共同的伦理准则;(2)制定伦理准则和法律法规;(3)加强决策服务的科学咨询;(4)设立伦理审查;(5)促进公众参与。
1.通过全球对话,建立共同的伦理准则
生命伦理是人类共同面临的问题,解决这些问题有赖于全球对话,使国际社会建立一些共同的认识基础和评价标准。事实上,国际上形成的一些伦理准则已成为各国公认的准则。例如,1948年颁布的《纽伦堡法典》为“二战”后人体实验的开展提供了最重要的伦理指南。1963年由世界医学协会的《赫尔辛基宣言》更是将《纽伦堡法典》细则化,此后不断更新的《赫尔辛基宣言》反映了新时期国际社会对医学研究的伦理要求。1978年,由美国政府发表的《贝尔蒙报告》所倡导的“尊重”、“有利/不伤害”和“公正”原则被多数国家采纳。1993年世界医学理事会(CIOMS)和世界卫生组织在日内瓦制订的《涉及人类受试者的生命医学研究国际伦理准则》(2002年修订)成为指导各国制定相关伦理审查办法的指南。虽然对一些复杂问题,各国并不能很快地达成一致意见,如2005年第59届联合国大会并没有就“治疗性克隆”达成一致意见,但是,解决这个问题仍然需要各国对话和相互理解。
2.确定伦理准则和监管
通过制定具体的伦理准则和法律法规:(1)明确科学家的责任,使生命科学界和医学界有章可循,保证负责任的科学研究,预防科学界的不端行为;(2)保证生命科技发展中的安全,降低研发中的风险;(3)保证研究参与者和公众的权益,促进公众对科学研究和应用的理解;(4)促进生命科技发展与国际规范接轨。
有了伦理准则和法律法规,还需要加强监管和执行。发达国家在生命伦理领域都有严格的监管机制,主要的特点是:(1)在政府机构设立新的专门机构,或者明确、调整现有的职能部门,明确责任分工。例如,对于基因治疗,美国是由国立卫生研究院(NIH)、人体研究保护办公室(OHRP)和食品与药品监管局(FDA)等3个联邦机构共同实施监管。NIH下属的重组DNA咨询委员会(RAC)和生物安全委员会(IBC)分别负责对基因治疗研究项目的伦理审查和政策咨询、风险评价和研究监控,FDA也负责对基因治疗的监督和审查,OHRP侧重于对受试者的保护;(2)在现有伦理准则或法律框架下出台针对基因治疗的实施细则。在基因治疗进入临床研究前的1985年,美国的RAC就针对体细胞基因治疗制订了指导准则——《考虑要点》(Points to Consider),并探讨审查此类研究方案的细则。
3.为决策服务的科学咨询
伦理规范、政策和法律法规是规范和解决生命伦理问题的重要手段,而科学咨询是这些手段的重要基础。科学咨询是为决策提供科学证据,包括提供专业上的信息,解释重要科学数据、信息的意义和重要性,确保它们的质量等。科学咨询有助于保证科学上的可信性,澄清争论,促进政策的可接受性。坚实的科学咨询是政策和法规制定的合法性和可靠性的保证,同时也有助于生命科学技术自身的发展。
在一些发达国家,在国家层次上都设有专门的生命伦理咨询委员会,为国家相关决策提供咨询。例如,美国国家生命伦理委员会的主要任务之一就是对当下涉及的生命伦理问题及其对社会的影响提出一个比较全面的评估,并以报告的形式提交给行政当局,作为制定政策的参考。1997年英国多莉羊诞生后,美国政府能够在短时间采取有效的措施,就是依靠国家生命伦理顾问委员会提出的咨询建议。
4.伦理审查
为了把伦理指导原则和准则落在实处,把有效处理与解决生命科学技术和医疗实践中所遇到的伦理和价值问题,有效地保护受试者,必须建立一种正式的伦理审查机制。国际上普遍上采用的机制就是建立生命伦理委员会。生命伦理委员会是设在政府、研究机构、医疗协会、医院的决策咨询组织。为政府服务的生命伦理学委员会的功能主要是为政府决策提供咨询,而其他类型伦理委员会依据公认的国际伦理准则和国家制定的伦理准则,从伦理学角度审查人体试验研究,保护受试者权益。
生命伦理委员会是一个民主的机制,它涉及不同的观点和学科,以便在科学研究自由、专业知识以及人权和公众利益直接之间做出调和。生命伦理委员会的成员主要是来自多个学科的专家,例如生物学、医学、伦理学、法学、哲学、社会学、政府管理学等学科,在许多国家,通常还会有宗教学专家。另外,往往还会有一名非专业人士,如患者代表和社区代表等。生命伦理委员会可以给这些代表各种利益群体的人士提供一个互相交流和协商的平台,运用各种知识来寻求合适的解决方案。
5.公众参与
发达国家的实践表明,公众参与相关的生命科学技术决策是沟通科学与社会的一条有效途径。公众参与的意义不单单是从专家获得科学技术信息,而且科学家应该认真听取公众意见,形成真正的对话,这不仅可以充分反映民意,也可使相关的政策措施有效地实施。
公众参与生命科学技术决策被越来越多的国家采纳,并发展出一系列新的方法,例如,社区为基础的研究(Community-based research),共识会议(Consensus Conference),情景研讨班(Scenario workshops)等。实践表明,各种形式的公共参与十分有效。
二、 我国生命伦理研究与管理的成绩和存在的问题
(一)我国生命伦理研究与管理的成绩
我国的生命伦理学诞生于20世纪80年代后期,标志性的事件有两个:我国第一部《生命伦理学》专著的出版(邱仁宗,1987年),有关安乐死和生殖技术的伦理和社会问题的全国研讨会的召开(1988年)以及对汉中安乐死案件和上海人工授精案件的公开辩论(1988年)。20多年来,我国生命伦理学取得了很大的发展,主要表现在: (1)形成了一批专业化的研究队伍和成果。中国协和医科大学、华中科技大学等大学建立了生命伦理学研究中心,开设了相关课程,培养了一批研究生,出版了教材和专著。不少生命伦理学方面的学者参与了科技部、卫生部等国家层面的伦理咨询和政策制定;(2)国家相关部门出台了一些重要的相关法律法规,例如,《涉及人体的生物医学研究伦理审查办法(试行)》(卫生部,1998年,2007年),《人类遗传资源管理暂行办法》(科技部、卫生部,1998年),《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》(科技部、卫生部,2003年12月);(3)伦理委员会的建设初见成效。1998年,卫生部设立了“卫生部涉及人体的生物医学研究伦理审查委员会”,该组织在2000年改称“卫生部医学伦理专家委员会”。其他类型伦理委员会也初见成效,包括医疗行业协会委员会(如中国医师协会道德建设委员会)、医疗/医院伦理委员会(如很多三甲医院都有医院伦理委员会)和研究伦理委员会(如从事人类辅助生殖技术、器官移植、药品生产的机构的伦理审查委员会;(4)国际交流与合作深入开展,越来越多的国家和国际组织重视与中国的交流与合作,标志性的事件是, 2006年8月第八届世界生命伦理学大会在北京成功召开。
(二)我国生命伦理领域需要解决的问题
1.宏观管理机制缺乏
生命科学伦理涉及到不同的领域和不同的行政部门。在我国,与生命伦理问题有关的行政部门(卫生部、科技部等)分立,很难建立起一个全国统一的法规与管理办法,而在解决一些涉及范围广的生命伦理问题时,如基因资源的管理,需要建立一种全面的决策和咨询机构。
2.对政策法规相关的伦理问题关注力度不够
近十多年来,我国在重要的生命科学领域制定了一系列政策法规,对规范我国相关生命科学技术领域的发展起到了重要的作用。但是,还存在一些需要改进和完善的地方,主要表现在对相关的伦理问题关注力度不够。例如,卫生部的《人的体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点》(1993年)、原国家药监局的《新生物制品审批办法》附录九:“人基因治疗申报临床试验指导原则”(1999年)和《人基因治疗研究和制剂质量控制技术指导原则》(2003年),主要侧重于技术标准和操作规范,在伦理规范方面的规定过于简单。《人的体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点》反对生殖细胞系基因治疗,但没有任何论证。
3. 伦理审查机制不健全
虽然我国的伦理审查体系已经初建成效,但从总体上看,还存在一些需要解决的问题,其中一个重要的问题是在国家层面上还没有一个为国家生命伦理议题提供全面咨询和审查的生命伦理委员会,如直接向国务院负责的生命伦理委员会。其他需要解决的主要问题有:(1)审查制度无法真正贯彻落实,有时只是走过场;(2)科学家保护受试者权益的意识较差,保护受试者权益的防范措施有限;(3)对于医务人员以及科研人员在生命伦理方面的教育培训还不普及;(4)相当多的伦理委员会委员没有接受过专门的伦理审查培训,水平参差不齐,对自己的定位不清,对国内外伦理准则和管理法规了解程度也不够;(5)相关人员对伦理审查活动职责缺乏基本的认识,对伦理审查时有较强的抵触情绪等。
4.伦理意识有待于提高
在我国,与生命伦理相关的领域,伦理意识还比较淡薄。例如,在基因治疗伦理审查方面,国内有两种观点:(1)只要不违反科学原理和相关法规就可以了,没有必要进行伦理审查;(2)既然西方已经充分讨论了相关的伦理问题,也有较成熟的伦理审查制度,直接“拿来”,或略加修改即可,没有必要在小题大做。
赛百诺公司“重组Ad-p53腺病毒注射液”(英文名为Gendicine)的问世让我们看到上述两种认识的片面性和严格监管的必要性。当国内媒体为之欢呼雀跃时,国际科学界却意见不一,一些科学家质疑临床试验数据的可靠性和监管的严格性。[11]
5.公众参与意识不强,培训不够。
许多医院在医学伦理管理方面为保护患者的权益,把患者代表引进伦理管理委员会,但是多数情况并不成功,许多患者代表基本上不说话,基本不发挥作用。
三、 加强我国生命伦理治理机制建设的设想
中国,与世界主要发达国家一样,把生命科学技术作为国家的战略研究领域,大力推进,并利用其成果为国人造福。同样,我国也面临着解决生命科学技术前沿进展带来的伦理问题,应该吸收国际上的先进经验,从“伦理治理”这一观念出发,建设和完善中国解决生命伦理问题的机制。
“伦理治理”一词对于中国来说,还是一个新颖的概念,它第一次由2006年启动的中欧合作项目BIONET引入中国生命伦理学界,但是没有得到很好的理解和解释。此项目由欧盟第六框架计划资助,英文名为Ethical Governance of Biological and Biomedical Research: Chinese - European Co-operation,中方把这一项目的名称翻译为“生物学和生命医学的伦理管理:中欧合作”。中方专家与欧方专家在对governance一词的理解和解释上存在着一定的差异。中方专家把governance解释为“管治”,认为好的管治应该有:好的管理条例,包括伦理上可以辩护的规范、条例的实施是可行的;条例的实施、贯彻,包括教育和培训;监督/督察;奖惩制度;管理机构;专项预算。欧方专家强调governance指的是非等级分层管理的术语,指相互合作、协调和商议,不仅仅在国家组织(例如政府部门、市政、法院等)之间,还包括大量的非政府组织(科学机构、医疗机构、律师、学术杂志、病人团体等),不仅包括写下来的规则,而且包括非正式的工作惯例、同行间相互监督等。[12]中欧双方专家对governance的不同理解,客观上反映了双方实际所处的伦理制度环境不同,相比于欧盟各国,我国在规范制定及管理上比较落后,且非政府组织参与不够。不过,也存在着认识问题。把governance解释为传统的自上而下的“管治”或“管理”,没有充分地把握这一概念的意义。中国生命伦理问题的解决固然需要好的管治或管理,而且还应该加强,但同时应该包括更多的社会角色参与,并建立和发展更丰富的机制使不同参与者充分互动和合作,因此用崭新的“治理”或“协同治理”[13]更能表达governance含义。
中国作为一个正在建设和谐社会的国家,作为一个在世界上负责任的大国,需要建立一种政府、科学团体、科学家、生命伦理学家、公众等各个角色共同参与的生命伦理治理机制,开展前瞻性的生命伦理研究,积极开展国际交流与对话,参与制定国际伦理准则,大力开展相关的教育培训,建立和完善伦理审查制度和机制,主动、及时地应对生命科学技术发展带来的各种伦理难题。
(一)加强政策法规的制定和咨询
1.建立国家生命科学研究伦理与政策的协调机制。
成立国家生命伦理学委员会。委员会直接向国务院负责,其职责是为国家提供生命科学研究和生物技术应用方面的政策咨询,规范和统一国家各个生命科学技术领域的伦理准则,制定地方及机构伦理委员会应遵循的一般性原则,指导具体工作,培训人员。委员会可以在原卫生部生命伦理委员会的基础上扩大组成。
在一些重要的领域,建立和完善由科技部、卫生部、农业部等相关部门参加的生命科学研究伦理与政策协调机制。
2.改进和完善政策法规的制定和实施
改进和完善政策法规的制定过程。生命伦理问题涉及不同的利益者,各利益相关者的立场和利益不同,政策的制定应该尽可能地汲取不同利益者的意见,特别是公众的意见。
完善现有的法律法规。随着生命科学研究的不断进展,新情况和问题会不断出现,因此,有必要在充分考察新发展的基础上,完善有关的政策法规。例如,对于2003年科技部和卫生部联合出台的《人胚胎干细胞研究的伦理指导原则》,我们认为应该在充分酝酿的基础上进行补充和完善,尤其是增加审查涉及到胚胎干细胞来源方面的具体规定。
(二)大力倡导科学家的社会责任,沟通科学与公众
国家各种综合性和专业性科学团体应该发挥团结、统一科学界的凝聚作用,发挥沟通政府、科学家和公众之间的桥梁作用,制定科学家的研究伦理准则,以各种形式大力倡导科学家的社会责任。
积极开展促进公众理解科学的各种活动,例如,就生命伦理的某些重点和热点问题(如转基因食品)开展科学界与公众界的对话,并吸取各种媒体参与。
(三)加强伦理审查
伦理治理的核心是加强伦理审查,促进科技发展与伦理之间形成良性互动。除了上面所建议的成立国家生命伦理学委员会,应该在以下几个方面加强伦理审查:
1.发展和完善各级伦理委员会。建立省级医院伦理委员会、研究伦理委员会,并给下属医院及研究机构的伦理委员会提供指导、培训、咨询。机构伦理委员会负责对本机构内研究方案进行独立、公正、及时的伦理审查,而且要对研究进行后续伦理监督和评价。有条件的医院和研究机构,应该单独或联合建立伦理委员会,条件不成熟的单位则可以通过已建立的单位进行审查。
2.明确并完善涉及人体的生物医学研究伦理审查委员会的职能:(1)制订严格的入选和排除标准,以保护受试者和保证人体试验顺利进行;(2)伦理审查委员会应独立地从伦理和科学技术上把关,对方案做出同意、否定或暂缓的决定;(3)组织专家开展对研究者、资助者、各级伦理委员会成员、媒体和其他相关团体及个人进行伦理学培训,定期组织专家进行专题学术研讨会;(4)伦理委员会要建立网站,公布联系方式,广泛征求各界的反馈信息,并在网站上。
3.委员会成员的选择要综合考虑各种的因素。委员会的成员在学科、年龄、性别方面的分布要合理,既要有生命科学、医学方面的专家,也应有法律、伦理学、社会学、心理学等领域的专家;既要有专业人员,也应有能代表社区利益和社会道德价值观的公众;既要有德高望重的老专家,也应多吸收德才兼备的中青年学者参加;同时男女委员比例要适当,还应该考虑委员的民族、地理分布等因素。委员们应能胜任委员会的工作,并且有一定的时间保障。尤其需要注意的是,应避免有明显利益倾向的人参与,以保证委员会工作的客观性和公正性。
4.加强生命伦理知识培训。由国家有关部门与各类生命伦理机构(如卫生部医学伦理专家委员会、中华医学会医学伦理学分会等)合作,对医护人员、机构伦理委员会委员进行有争对性、有步骤的培训,并针对具体伦理案例举办讲座、讨论会等,在医务人员与科研人员之间普及生命伦理学知识及相关规范。
(四)促进公众参与科学决策
加强对公众普及生命科学知识,促进公众参与决策。通过多种途径,使公众、尤其是广大患者及其家属获取相关科学前沿领域的知识:(1) 医学广告;(2)科普读物(如、报纸、网络,等);(3) 公开辩论(如口头交流、课堂教学、短期培训、民间论坛等;(4)专门的教育培训;(5) 政府公示(如法律法规、不良事件处理意见);(6) 专业期刊和学术交流。在拥有了必备的科学知识后,公众参与的生命科学和医学决策的程度和深度将会大大加强。
国家要确立公众参与决策的机制,并提供必要的保障,调动公众参与的热情,促进公众以适当的方式和途径参与重大科学决策。公众提出的问题、建议应通过适当的途径为科学决策者采用,公众能对重大科学决策的实施过程和结果进行追踪监督和评价。
(五) 加强生命伦理学研究
1. 加强中国生命伦理重大问题的研究。必须结合中国的情况深入研究一些重大的生命伦理学问题,为加强和完善相关的立法提供科学依据。
2.加强对国外生命伦理学研究的消化吸收。消化吸收国际生命伦理学的最新成果,对我国制订生命科技前沿领域中的伦理规范或法律法规以及解决重要的生命伦理问题具有重要的参考意义。
3. 加强国际交流与合作。随着全球化的发展和科学国际化的趋势增强,生命伦理在国际交流和合作中产生发挥的作用会越来越大。加强与相关国际组织、国际生命伦理学界的交流有助于增加相互了解,解决共同面临的问题。
4.向公众传播相关的生命科学伦理知识。生命科学伦理学界应该担负起向公众传播生命伦理知识的责任,提高公众的认识,使他们正确地了解生命高新技术发展给人们生活带来的变化。
参考文献
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