时间：2023-11-15 11:19:14
导语：在生命科学领域的研究的撰写旅程中，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。
关键词： 职业学校 分子生命科学 教学改革
一、引言
生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。在过去的几十年里，人们已经渐渐从分子水平上了解了生命系统是如何工作的，这门科学通常被称为“分子生命科学”。分子生命科学的快速发展和应用前景对人们的生活产生了深远的影响，但是同时，分子生命科学又因其内容的复杂性、高度抽象性等特点，和数学、化学及物理学等课程一起被列入了基础学科的范畴，使人一听感觉很有意思，但是一学就使得大部分学生头痛不已。本文试从职业学校分子生命科学的教育现状、教育特点进行分析，并提出合理化建议。
二、分子生命科学教育的现状
1.分子生命科学教学内容的选择。
分子生命科学的研究产生了大量的信息，即使是教师也不可能了解所有的新信息，所以，也就不了解选择何种适当的教学方式；而作为学生，他们因缺乏背景知识，无法理解足够的网络信息进行选择性学习。所以，面对铺天盖地的分子生物信息，大部分学生要么不感兴趣，要么敬而远之，不知如何入手及如何分析。
2.概念的理解和推理的困难，学生学习积极性不高。
大部分学校在教授分子生命科学的时候，都是将分子生物学单独列出来讲，这样就导致学生在学习的时候一方面不利于联系宏观现象，另一方面，不容易理解其中的概念，不能对教学内容进行合理的推理，听不懂老师讲授的内容，所以往往使学生产生厌学心理，有的干脆就逃课，最后为了应付考试，不得不死记硬背的现象。
3.实验经费不足，无法满足教学的需要。
分子生命科学的实验操作基本都是在分子水平上进行的，所以，要想真正进行系统、综合的分子生命科学的实验的话，不但需要许多仪器，而且在这些实验过程中所用到的一些试剂、酶、菌种等材料要么有毒、要么价格不菲、要么不易保存等，这些因素一方面因为安全问题束缚了分子生命科学实验的开展，另一方面，因为高校实验经费的不足，导致一些实验只能在课堂上讲授，而不能使学生动手操作。
4.不能很好地利用网络资源进行教学。
在网络如此便利的现代社会，能够充分利用网络资源进行演示，也能够弥补因现实条件所限造成的教学缺憾，但是在实际教学中，因为教师的精力和知识体系的问题，往往不能很好地利用网络进行教学。
三、分子生命科学教育的特点
1.教学内容涉及面大。
随着现代科技的进步和发展，分子生命科学的教学内容涉及的知识面会越来越广，需要用到很多学科的知识，这对于本科生来说学习起来并不轻松。
2.概念难于理解、内容缺乏想象。
在分子生命科学的学习中，概念的多重意义和变化也成为学生学习的障碍。分子生命科学发展迅速，其中的基本概念有可能随着时间的推移，改变了原有的意义或变得更为详细。另外，分子生命科学的内容往往是看不见摸不着的分子事件，并且经常使用特殊的符号。在学习特定知识的时候，经常用到该领域的语言，这使学生一方面因缺乏感官的刺激，另一方面因特定语言难记而感到厌倦。
3.教学设备需更新，教学经费要充足。
对于生命科学和生物技术专业的学生来说，真正掌握分子生命科学技术并不是一件容易的事，因为这不但需要他们熟知理论知识，而且要将理论知识和原理熟练地运用到实验中。但是因人力物力财力等因素，即使是校方注意到分子生物实验对本科教学的重要性，也往往有心无力，致使本科教学设备落后，教学经费严重不足。
4.部分内容的讲授需借助网络资源。
一个生命科学的概念，大部分涉及集群的过程，而这又涉及复杂的生物物理，生化，生态现象。为了解新兴的概念，学习者必须通过复杂的信息空间进行筛选，区别对待重要和不重要的信息。特别是难于理解的生物学概念，如自然选择、进化、变异、分子重组等，需要进一步研究来解决学生学习的困难。
四、对教育研究与教学的启示
1.在教学过程中有必要确定讲课的核心内容。
由于分子生命科学涉及的知识面非常广，并且分布于不同的课程学习中，因此，应该编制一本适合学生学习的分子生命科学丛书，在学习基础知识的基础上，单独把分子知识列在一起，作为一门新的学科。
2.科学规范地界定概念，通俗易懂地教授知识。
学生对概念的理解和推理困难已成为科学教育研究的主要焦点。目前也有一些高校正在采取措施，以缩短实践和分子生命科学教学之间的差距。所以，在分子生命科学的学习和教学过程中，应减轻学生学习的压力，使学生更轻松地进行学习。
3.构建合理网络平台，增强网络教学效果。
随着信息技术的发展及其向教育领域的渗透，基于网络平台的多媒体教学在各学科的教学中得到了越来越广泛的应用。在分子生命科学的教学和研究中，要利用网络视频发挥关键作用，从而改变学生关于分子生命科学现象的抽象思维方式，这样更有利于教学和科研的研究工作。
4.重视分子生命科学领域中涉及的伦理、道德问题。
虽然目前核物理等学科给人们带来有利的一面，但是也存在安全隐患。科学本身就是一把双刃剑，随着分子生命科学与人们日常生活联系的日益紧密，人们对在哲学和伦理问题上产生了争议。
总之，分子生命科学核心内容的确立，概念的理解，利用网络进行虚拟实验及知识的传播和伦理道德的研究是本文在分子生命科学教学中的关注点。建议在高校进行更多的研究活动，了解学生对分子生命科学新概念的理解和学习的情况，建立分子生命科学大学科教学，帮助学生更好地学习和利用分子生物知识为社会服务。
庄小威今年5月荻选美国科学院院士，由此刷新了最年轻美国科学院华人院士的纪录。她出身中科大少年班，15岁进入大学，但是这位天才认为自己在中国接受的教育中创造力是个空白：“我在读大学时没有创造力，到了伯克利才慢慢改变，开始批判性地阅读和怀疑性地阅读。”
“有人说你像红楼梦里的史湘云，你怎么看?”
“你是如何平衡妻子母亲女儿科学家这几个身份的?”
场下“粉丝”的这些问题，让人绝不会想到，这是一个科学讲座的现场。
这场主题为《从物理到生物》的报告，是北京大学“大学堂顶尖学者讲学计划”的—部分。主讲人庄小威成为入选该计划的第二位学者。一个多月前，诺贝尔物理学奖得主崔琦作为首位入选者开启了这一讲学计划。
“顶尖学者”庄小威实至名归：今年5月她获选美国科学院院士，由此刷新了最年轻美国科学院华人院士的纪录。在这—名单中，被她甩在身后的不乏声名如雷贯耳的名家，包括华人诺贝尔奖得主杨振宁、李政道、丁肇中等人。在此次北大报告现场，庄小威受追捧之热烈，甚至超过崔琦。
尽管庄小威的形象早已多次出现在荧屏报端，但当她来到现场，这位年轻的女科学家还是引来观众不约而同的惊呼。
惊呼的原因不难理解：明眸皓齿，话语轻陕，看起来比她40岁的年纪还要年轻不少，这与人们印象中的科学家形象并不相符，俨然一位邻家姐姐。
但在演讲中，她还是显现出了大多数科学工作者的特质。她反复说道：“我不愿意做演讲，因为演讲不像物理那样有着严密的逻辑。”
对朱棣文的建议说“why not”
庄小威开始引起国内媒体的广泛关注，大约是在6年前。那年，34岁的庄小威成为哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授，并随后在哈佛大学建立了以自己名字命名的单分子生物物理实验室。
事实上，庄小威在圈内成名更早。2004年，美国著名的《科技评论》评选出在纳米技术、计算机与通信及生物技术领域从事前沿技术研究的、年龄在35岁以下的100名青年创新者，庄小威名列其中。2003年，31岁时，庄小威获得麦克阿瑟“天才奖”，她是第—位获此荣誉的华人女科学家。
北京大学生命科学学院院长饶毅告诉《瞭望东方周刊》：“庄小威的科学成就有目共睹。如果说她是杰出的华人女科学家之一，不会有很大争论。”
庄小威的主要研究内容是用现代成像研究生物学问题。她最知名的研究成果是曾拍摄到单一枚感冒病毒如何影响一枚细胞，这是首次有科学家记录到这—过程。
为了实现这一目标，她将带荧光的分子标记物附在病毒上。当用激光照射时，标记物发射出特殊的彩色光。借助超分辨率显微镜技术，就可以实现跟踪拍摄。
庄小威能够取得这样的突破，得益于她跨学科的背景。
这位如今在生物学领域颇有建树的学者，直到博士生学业结束时，一直聚焦物理领域。1987年，庄小威毕业于苏州中学的科大少年班预备班；1991年，她获得中国科学技术大学物理学学士；随后，她赴美国加州大学伯克利分校深造，师从著名物理学家沈元壤，1997年获物理学博士学位。
在科学网上，有网友认为，庄小威之所以从物理转而研究生物，是因为“生物科学相对于数理化而言，还是一门非常初级的科学，容易出成果”。
庄小威对此的解释是，这就是个偶然。博士后研究期间，她进入诺贝尔物理学奖获得者朱棣文的实验室。庄小威说想做点新东西，朱棣文问她要不做生物，“我就跟他说why not”。
科大少年班采取自由选课制度，庄小威的兴趣都在数学、物理上，导致她没有任何生物学基础。研究开始时，她连DNA和RNA有什么区别都不知道。但她认为，“ignorance is bliss(无知者无畏)”。
无畏是庄小威性格的一部分。在美求学期间，一次，沈元壤受邀在某大会上做报告。因为临时有事，沈元壤让庄小威代劳。这位还在念书的女学生十分自信地走上讲台，后来效果不错，会议还延长了十分钟。
恰逢生物革命
从物理到生物，这个偶然的变更带庄小威进入了一个完全不同的学术世界：“做生物研究有个做物理没有的体验。做物理研究，经常是自己提出问题，自己给出解答，没多少人关心。做生物研究，不需要挖空心思去想新题目，有很多自然而然的东西，因为生物跟我们息息相关。而且大家都关心健康，因此比较容易产生社会共鸣。”庄小威告诉《瞭望东方周刊》。
值得注意的是，近年来获评美国科学院院士的美籍华人科学家中，生物领域的研究者在各学科中占据多数。如在2012年的获选者中，6位在美华裔学者的研究领域均与生物领域相关。前几年人选的学者亦有不少在国内为公众所知，如北京生命科学研究所所长王晓东等人。
饶毅说：“留学美国的中国人，研究生命科学领域的，最终留在学术界的人数比其他学科更多。”
观察美国科研的整体状况，这一现象不难理解。以2011年美国科学院院士评选为例，在72位新晋院士中，从事生物医学领域研究的院士有20多位，在总数上占绝对优势。
饶毅对此的解释是，“因为美国投资生命科学的研究经费有可能多于数理化天地等学科研究经费的总和，美国做生命科学学术的人就比较多。”庄小威从另一个角度解释了生物研究火热的原因：“作为一门新兴学科，生物研究比较吸引人才。”
在20世纪下半叶，生命科学成为发展速度最快的领域之一，“21世纪是生命科学的世纪”这一说法甚至进入了教科书。
关键词：仿生机器人；仿生学；生命科学；研究现状；发展趋势
人类由鸟而发明了飞机，已成为人类生活不可或缺的交通工具，极大的便利了人类的出行；这个仿生例子，由此我们将感叹生命科学和机械工程之间的的关系是妙不可言。
工业机器人的诞生，使机器人技术和工业得到了前所未有的发展，各种用途的机器人相继问世，使人类的许多梦想变成了现实，用于军事作战、反恐防爆等领域。
生物体发展灵巧的运动机构和机敏的运动模式，这成为机器人发展取之不尽的知识源泉。1960年，美国科学家观察研究，创立了仿生学。它是生物科学和工程技术相结合的一门边缘学科，通过学习、模仿、复制和再造生物系统的结构、功能、工作原理及控制机制，来改进现有的或创造新的机械、仪器、建筑和工艺过程。仿生学在机器人科学中的应用，推动了机器人的适应能力向非结构化、未知的环境方向发展。科学家们向生物学习，创造出了众多高性能的仿生机器人。
仿生机器人的研究是以机器人技术和仿生学的发展为基础，人类通过研究、学习、模仿来复制和再造某些生物特性和功能，制造出能够代替人类从事恶劣环境下工作的仿生机器人，对于仿生机器人的研究是多方面的，因此出现了功能、形状各异以及工作原理不同的仿生机器人，种类繁多。
仿生学是科学促进机械工程发展的一个典型例子，人类由鸟而发明了飞机；由青蛙制成了电子蛙眼，如今已在生活中广泛使用；所以说生命科学和机械工程之间有着妙不可言的关系。生命科学促进机械工程的发展。仿生学也是科学促进机械工程发展的一个典型例子，
说到苍蝇，大家都嗤之以鼻，觉得心中立刻涌出一股憎恶感，更不用说将它与处在科技前沿的宇宙飞船、火箭、潜艇等联系在一起，可事实就是如此，这些高科技机械装置的发展，苍蝇起了很大的作用。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢？ 原来，苍蝇的“鼻子”――嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。另外苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是个“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。另外，机械工程的发展推进了生命科学的发展。一方面，俗话说得好，“工欲善其事，必先利其器”。一些医疗、研究等方面的器械的出现，大大地推动了生命科学的发展。细胞学说的提出，是生命科学发展史上具有里程碑意义的事件，这离不开显微镜的作用。17 世纪发明了光学显微镜，推动了解剖学向微观层次发展，出现了细胞学研究。这时人们不但可以了解人体解剖的变化，而且可以进一步观察细胞形态结构的变化，随之诞生了组织学。光学显微镜的出现使医学的研究提高到细胞形态学水平， 由于普通光学显微镜的分辨率只有数个微米，只能观察细胞的形态变化，而像病毒以及细胞的各种显微结构，如核结构、DNA 等大分子结构，光学显微镜就不能分辨了。20 世纪60 年代又出现了电子显微镜，使人们的视力达到能看到千分之一微米的微小个体，可以观察研究细胞的超微结构。由此可见，光学显微镜、电子显微镜都是光学、精密械、电子学等研究的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。还有在影像学诊断方面，20 世纪50 年代X 光透视和摄片是临床常用的诊断方法。今天， 由于CT、核磁共振等现代化医学工程技术的出现和应用，使影像学诊断水平出现了飞跃，极大地提高了临床诊断水平，这些说明影像学诊断水平的不断提高与生物机械的发展密切相关……
再一方面，机械工程的发展也拓宽了生命科学研究的领域。显微镜的发明，使人们生命科学研究进入微观分子世界。潜水艇的出现，使人们能够进入深海中研究古老的生物，由此，发现了许多海洋生物的药用价值。例如在加勒比海产的一种属被囊动物中，发现含有强细胞毒作用的成分。这种成分对L1210白血病、P388淋巴白血病和B16黑色素瘤有良好的抑制作用。除萜类化合物之外，还有从另一种褐藻中分离出邻醌化合物。它能与微管蛋白反应，从而抑制微管组合。从海绵中分离出的两种有细胞毒作用的新颖聚醚类化合物，对P388和L1210细胞有明显的抑制作用。从海参纲动物中分离出的皂甙，从软体动物中分离出的多肽或蛋白质化合物（“蛤素”，“鲍灵Ⅲ”等）具有很强的抗肿瘤、抗白血病作用等等，这些都是人们只在陆地发现不了的，正是机械的发展，拓宽了生命科学的研究领域，使人类能够进入深海，探索新领域，为疾病患者带来了福音，也推动了生命科学的发展。随着机械工业的发展，越来越多的高科技的仪器和装置越来越多地运用于生命科学的研究等领域，大大提高了生命科学的研究效率、丰富了生命科学的研究方法，从而促进了生命科学的飞跃发展。
仿生机器人的外形与所模仿的生物的相似性，也是仿生机器人研究的热点之一。在军事侦察和间谍任务中，如果仿生机器人的外形与所模仿的生物外形完全一致，将能更隐蔽地、更安全地完成任务。2l世纪人类将进入老龄化社会，在仿生机器人领域中，研发多功能仿生机器人将弥补年轻劳动力的严重不足，解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题，并能开辟新的产业，创造新的就业机会。
目前，仿生机器人已经成为机器人家族中的重要成员，其所具有的高度灵活性和柔性已受到机器人学者的广泛关注。随着机器人作业环境的复杂化和未知化，人类必须向自然界学习，从自然界获取丰富多彩的实例以寻找求解决问题的途径，通过对自然界生物的学习、模仿、复制和再造，发现和发展相关的理论和技术方法，使机器人在功能和技术层次上不断提高。仿生机器人在军事领域，未知环境探测、抢险救援、娱乐和服务等方面的重要性，已经成为2l世纪机器人研究的热点。
参考文献
[1] 张铭，葛文杰，柏龙等. 星面探测仿生弹跳机器人设计、仿真及实验[J]. 机器人，2009年 第6期.
[2] 美国麻省理工大学机器人中心主页.
由于历史和传统的影响，长期以来我国的教育都是重文化而轻科技。在科学技术突飞猛进的今天，会读文识字不等于掌握了科技知识，没掌握一定的科技知识就是新时期的文盲。而科学素质的提高不同于扫除文盲，学习者自身首先必须具备一定的文化和自然科学知识，并拥有一定的自我知识更新能力。因此，公民科学素质的提高应该从年轻一代抓起。我国的教育是从高中开始文理分科的，文理科学生的专业背景和知识结构差别很大。为培养学生具有广博的科学基础和文化背景，我国高等院校参考国外的教育模式纷纷开展了大学通识教育。其目的就是把通识教育和专业教育各自具有的基础性、广博性、综合性特点以及专业性、专一性、技能性的特点有机地统一起来，以全面提高学生的综合素质。因此，从一定意义上说，通识教育和提高公民科学素质教育的目的有很强的一致性，如果把两者有机地结合可以起到一举两得的目的。
现代生命科学是近半个世纪才发展起来的。因其研究对象的复杂性以及它与人类的生存、健康和社会发展的高度相关性及社会需求的广泛性，不仅成为众多科学领域中发展最迅速的学科而且已成为自然科学向前飞速发展的带头学科。目前人们已经越来越意识到，解决阻碍人类生存和发展所面临的人口膨胀、环境恶化、能源短缺、疑难杂症等问题必须依赖于生命科学和技术的进步。因此，在中学阶段就已经掌握部分生物基础知识的高校各专业学生通过对生命科学通识课程的进一步学习，不仅可以拓展自己的专业知识面并构建更加合理的知识结构，而且能在学会综合运用各科知识认知社会和自然的同时提高思辨创新能力。因此，在我国高等教育已经普及的条件下，有效开展生命科学通识教育能从年轻一代开始快速提高公民的科学素质。
二、生命科学通识教育现状
大学通识教育理念和实践课在美国开展较早，并有了成熟完善的通识教育课程体系和可观的开课规模。目前，在诸多知名大学的通识教育课程体系中，生命科学类课程都是不可或缺的组成部分。欧洲和日本等发达国家大学的通识教育课程体系如此，香港及台湾地区也是如此，其在较长时间都处在文化较为开放的环境，积累了较多经验，且生命科学就是通识教育选修课划定的重要范畴之一。我国教育界是近年来才接受和认同通将识教育作为一种教育理念的。目前，全国已有几十所高校开设了非生物类本科生“生命科学导论”等生物学课程，为满足非生物类专业读者的需求，不同类型的教材、教学大纲、网络课程及科普读物等被编写和出版。但在生命科学通识教育特别是在非生物专业学生生命科学通识教育的实施过程中，仍然有相当部分普通高校存在许多不足。比如:部分高校将自己的优势学科、优势教学团队的教学方向等作为通识课的教学内容，认为这就是开展通识教育的目的。还有些高校为片面追求学生就业率，干脆直接把学生比较感兴趣或者社会急需的学科作为通识课的教学内容，他们完全把通识教育当成了提高就业率和吸引生源的方式。因此，在新形势下如何从国家发展与稳定角度出发，将通识教育理念与公民科学素质的快速提高结合起来构建生命科学通识教学目标及其内容，是一个非常值得深思和探索的问题。
三、“提高公民科学素质”理念下开展生命科学通识教育的几点建议
(一)根据学生学科知识结构特点，调整教学目标
由于通识教育强调的是学生接受新知识和解决新问题的能力，因此，加强学生对基础和普适性课程基本原理及方法的学习是通识教育常采用的策略。公民科学素质的提高也可以通过把与公民日常生活、学习密切相关的生命科学基础知识、基本常识等内容列入通识教育课程中来实现，但不应把过多的生命科学领域的高新发现、发明及国家层面上的重点研究内容和方向以吸引眼球的方式“变形”地灌输给学生。建议将高校生命科学通识课的教学目标定位如下:针对与生命科学关联性较远的文科以及部分理科专业的学生，其课程目标可以设置为通过了解人类与自然环境的关系及其如何和谐相处，在增强科学世界观基础上树立现代健康意识，通过改善知识结构和拓展知识面全面提高综合素养以适应未来社会的需要。针对与生命科学关系较为密切的一些理工科专业学生，在其已经掌握的生命科学基础知识和原理基础上，完善知识结构、拓展知识面、培养创新思维能力与创新精神，并从各自的领域出发培养其对生命科学的兴趣，尤其是使他们认识多学科知识的交叉并有意识地综合利用已经掌握的知识辩证地分析问题，从而提高学生的整体素质，以利于其成长并使之成为适应未来社会需要的高层次跨学科人才。
(二)教学内容依据教学目标而定
对于生物学基础层次不同和知识结构差异较大的文理科学生，在上述教学目标的实现过程中以及在教学内容的选择上，应该优先考虑与生活、工作过程具有紧密联系的生命科学知识，在培养学生浓厚兴趣的同时提高科学素质。并且还要使相关生命科学知识系统化、层次化，以利于学生吸收、掌握，同时培养学生运用所学知识分析自身面对的自然与社会问题的能力。对生命科学的重大学科方向、重大理论和应用问题可以适当讲解，但仍应以增强学生运用多学科知识交叉分析问题的能力为主。实践中，部分高校已有不少生命科学通识教育的经验和成果，其中可供选择开设的课程很多，比如:生物学与人类文明、应用生物技术、基因工程、疾病与保健、微生物与人类健康、环境保护与人类生存和发展、性科学与性教育、遗传与优生、生理心理学、生物学前沿、遗传与健康、生物科学技术及实验等等。就我个人而言，更推崇前三个教学内容，而我们需要做的就是把这些知识系统化后有针对性地传输给学生。总体来说，通过丰富生活常识和专业知识，有选择地多模式地开展生命科学通识课程，能在满足大学生对不同专业领域知识渴求的同时，潜移默化地提高其科学素质。
(三)激发学习兴趣与改进传统教学方法并重
教师不应仅限于教授书本框定的知识，更应帮学生树立多学科知识交叉撞击所形成的现代科学观。在此基础上，提升他们的视野、科学素养和洞察能力，从而完善他们的科学思维方式和提升其解决问题的能力。由于生命科学的学科特点，学生的学习兴趣和老师的教学方法同等重要。学生的学习兴趣可以在诠释日常生活中遇到的生命科学相关问题时被触发，教学方法本身又可以在传统教学方式的基础上不断改进和革新。比如:依据教学目标开展相关内容的科普系列讲座;通过交流研讨解决学生实际生活中的问题;增加播放揭示生命奥秘和展现生命丰富多彩的可视化影像材料。辅以多样化的教学手段，把枯燥、乏味、陌生的生命科学理念、技术原理、操作过程以及生命进化过程等让学生直观地认识和理解。
(四)评价考核方法多样化
以提高科学素养为目的的生命科学通识教育应该强调多层面、多方式和多标准，重视对综合素质与综合知识运用的考核，只有这样才能反映出学生科学素养提高的程度。因此，开展多种形式的考核方法对推动教育发展有积极作用。可参考的方式除了期中与平时成绩相结合、开卷与闭卷相结合以外，还可以笔试与实验操作相结合。另外，生命科学相关的社会焦点问题和自然常识也可作为讨论的题目，以课堂交流、随堂提问、社会焦点问题小论文以及对本课程提出建设性建议和可行性操作方式等作为平时成绩。
四、展望
关键词：生命科学导论 公共基础课 教学实践
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-02
学分制、选课制和短学期制是上海大学在已故校长钱伟长先生教育思想的指引下所形成的特色教学管理模式。全学年共分4个学期，其中春、秋、冬三个学期为课堂教学环节，而夏季学期为实践环节。每个课堂教学学期共有12周的时间，除去最后两周用于考试，课程内容的教学则集中在前十周内完成[1]。《生命科学导论》作为公共基础课，教授对象将是学校所有全日制本科生，这就需要教师充分发挥自身优势，合理安排课程内容，灵活把握教学进度，有效结合课堂和课外教学对学生的激发作用，以提高学生的自学能力和综合素质。以下就结合我们对《生命科学导论》课程所进行的探索性的教学改革与实践，进行一些总结，希望对同领域中的教学同行们能有启示
作用。
1 加强教师梯队建设，探索团队教学模式
《生命科学导论》近年来逐渐在各大高校中被推广成了公共课或基础课，这就决定了它的教学功能定位应服务于培养大学生的全面素质；而且，此课程的目标是要让大学生通过学习，较全面的把握生命科学在现代社会生活与发展中的重要性[2]。所以，这势必就要求课程教授的内容要有一定的广度和深度，同时又要区别于科普类课程和专业类课程，使学生在学习过程中不仅能获得对生命科学的基本了解，而且能掌握生命科学的思维方式，增强在社会生活和学习中队生命科学知识的运用能力。基于上述教学要求的实现，传统的单个教师承担一门课程或一个班级的教学模式将会受到很大的挑战。首先，课程教授对象不再是某些学院或某些专业的学生，而是全校几千名本科学生，因此授课规模较以往有很大的扩展；其次，学生各自以往对生命科学相关知识掌握的程度也参差不齐，学生的来源除了全国各省市外还有国际留学生，因此，对课堂知识讲授的接受程度也不尽相同；第三，作为一门导论课，势必要求对这一领域的知识要有尽可能全面地介绍，但是，教师个人所掌握或熟悉的内容也总是有局限性的，这也从另一个侧面给本课程的教学增加了难度。为解决这些困难，将此课程建设好，我们大胆地打破了以往一贯的教学模式，尝试组建课程教学团队。以具有资深教学经验的教授牵头，从学院各个教研室，科研团队，抽调不同专业背景，从事不同研究方向，具有不同学历和教学经验的老师，组建成一支老、中、青结合，囊括了教授、副教授和讲师的课程专属教学团队。通过集体备课，互相交流，协同授课，统一命题，集中阅卷等方式，从课件制作，课堂讲授，课后答疑，试卷命题直到阅卷批改的整个教学流程中，发挥各成员的优势，取长补短；相互之间积极开展学习借鉴、切磋交流、竞争合作等形式的活动，不断把课程的教学和建设推向前进。
2 教学内容的梳理与合理安排
《生命科学导论》相关的教材种类繁多，所涉及的内容也十分宽广。本着钱伟长校长“培养学生们自我教育、自主学习、自我选择和实践教育能力”教学目标[3]，结合上海大学自身的教学管理特色，我们对课程的相关教学内容作了重新的整理和调整。首先，从学校短学期制对教学进度的要求出发，综合国内有关生命科学导论课程的相关教材内容，同时结合教学团队成员自身专业背景的分类，我们将课程的内容划分为十个专题：分别为绪论、生物化学、细胞、微生物、植物、动物、生态、遗传、基因工程和食品。每个专题由2-3位相关研究领域具有8-10年教学或研究经历的教师共同承担教学课件的制作；并对提交教学团队的教学PPT进行集体讨论、修改和模拟讲授，最终形成课程讲授的统一课件内容标准；其次，根据每个教师的个人特点，开展多人合作授课和一人单独授课的模式相结合；最后，在上课过程中结合学生的实际基础和兴趣点，给予授课教师一定的自由度，允许其在标准课件的基础上进行适当的课程内容、讲授顺序和授课形式的变通，以更好的适应学生的需求。
3 结合实际教学需求编写新教材
鉴于学教学管理模式和制度的特点，国内已有的教材很难完全与之配套；因此，在多年教学积累的基础上，通过调研学生的课堂反应，学习体会以及他们对学校其他公共基础课教学的建议，我们开展了新教材的编写工作。通过学校的教学沙龙的交流，汲取其他院系在开设公共基础课过程中的经验为我所用，组织团队教师和校内外优秀教师进行交流和学习，并邀请知名学者亲身授课，从中把握和提炼出现代生命科学在社会发展和生活中最吸引人的内容，同时，结合生命科学的知识体系，遵循钱伟长校长“大学教育要服务社会发展、面向实际，突出应用性和培养应用型人才”的教育思想[4-5]，在生命科学导论的新教材编写中突出了应用性强，与生活密切相关，对人类社会发展影响重大的知识点的地位，同时结合生命科学自身所具有的系统性和基础性特征，力求形成一套内容丰富，知识性和应用性兼顾，适合学校4学期制教学模式的新教材。
4 充分利用教学资源拓展教学渠道
上海大学作为上海地区一所211院校，学校的硬件设施配备完善，因此我们充分利用了这一优势，将我们的课堂同传统的教室，延伸到了整个校园甚至是学生的整个生活中。上课内容和课件全部上传至学校网络教学平台，同时，利用学校的校内交流平台“乐乎社区”开辟各任课教师的专属在线交流空间，由任课教师每周2次和学生进行在线交流，解决学生在课堂和课外所提出的相关问题；此外，利用公共网络资源中如QQ、MSN、微博等深受学生喜爱的现代网络交流工具，使学生通过手机，电脑能随时随地将他们的问题和教师进行及时沟通和交流。让学生对生命科学知识的学习和了解不再局限于课堂，而延伸到了他们的寝室、餐桌、运动场以及他们日常生活的各个时段，让学生切实感受到生命科学知识就在身边的日常活动中；使学生从被动地接受课堂知识灌输，转变为主动根据需要去查找、学习、了解和掌握所需的知识；引导学生更好的利用零碎时间进行知识的挖掘和
学习。
另外，加强本科教学和研究生培养相结合，合理安排本学院的研究生和博士生参与本科教学的教辅工作。公共基础课最大的特点就是上课人数覆盖全校本科生，因此在教学过程中每一次的作业布置、课堂测试或讨论都会给任课教师带来十分繁重的课后批改和评阅工作，而研究生和博士生的加入无疑是一个很好的生力军，他们平日就活跃在科研工作的第一线，对生命科学的前沿和热点问题把握十分敏锐，由他们协助任课教师进行作业批改、评阅以及与学生互动探讨和交流，不仅能减轻教师的负担，使其有更多的精力投入课程建设中去，而且可以拉近与学生的距离，更生动、更具体地和学生进行详细交流，这也有利于建立学生高年级与低年级之间互帮互助，言传身教的帮带互动学习模式。与此同时，对研究生和博士生本身而言，这也是一次十分难得的教学实践环节，对其自身能力的提升是一个很好的锻炼机会，对学校的研究生培养也是一个很好的互利互补的实践。
生命科学是一门实验性科学，如何在生命科学导论课程的教学过程中体现这一特点，这是对我们的又一重大挑战。我们尝试利用学院生命科学中心的公共实验平台，通过学生申请，任课老师协调，以及中心平台老师配合的方式，在不影响实验中心日常工作的前提下，努力为学生提供参观，学习以及观摩实验的机会，通过开展“学院开放日”等活动让他们从课堂走进实验室，将他们在课本上学到的知识带到实验室中去体会和揣摩。同时，我们还计划结合上海大学夏季短学期实践教育环节，在选课的学生中择优选拔部分人员进行独立创新实验的尝试，让他们能更加深入了解生命的奥秘，以激发他们对生命科学的学习兴趣。
5 加强学习，及时总结不断提高课程教学质量
每门课程的教学所面对的教学对象都是不同的，学生既有的基础知识，文化背景，学习习惯，接受能力等都会存在差异，所以必须要对课程的教学过程中出现的问题及时进行反应和解决。在我们生命科学导论课程开设的过程中，除了通过上述的各种日常交流手段收集学生反应的问题外，每学期结束时还实行学生对课程教学进行评价，通过学生对各任课教师课程教学给出的评分和所提出的意见，我们进行汇总，并通过集体讨论，交流以及会同学生和其他学院教师共同座谈的形式，对课程的教学效果进行总结，并对下一次课程的开设进行必要的调整和改进，此外，选拔若干优秀的教师，通过参加校内的教学竞赛交流以及校外的学习和进修，不断提高教学团队的教学水平，以期更好的适应学生的需求，提高课程教学的质量和效率。
6 教学效果与待解决问题
通过教学团队人员的共同努力，生命科学导论课程已经逐渐形成了适应学校教学管理模式的教学方式，同时结合多种教学手段，实现了课堂教学的扩展和延伸，在本科生的公共基础课教学中取得了良好的效果，课程被纳入了学校重点建设行列。但在对不同基础的学生如何更好地实施因材施教？如何更大程度地激发学生的学习潜力？如何更加合理地安排授课模式？怎样利用学院实验中心平台服务更多的学生，打造教学实验相结合的课程特色？这些问题还有待我们今后课程建设中继续探索和实践。
参考文献
[1] 王福友.钱伟长与上海大学短学期制[J].现代大学教育，2010（3）：93-98.
[2] 张惟杰.生命科学导论[M].2版.北京：高等教育出版社，2008.
[3] 刘仁义.钱伟长的应用教育思想初探[J].河西学院学报，2012（28）：1-5.
21世纪是生命科学的世纪,这意味着在21世纪,将会有更多行业、学科领域的杰出人才参与到生命科学交叉的边缘领域的研究与开发中来。学能源的了解生物大分子,将有利于打开生物能源的大门;学材料的了解生物大分子,将有利于开拓生物材料的领域;学计算机的了解核酸、蛋白质和脑神经,将更便于设计生物芯片和智能计算机;学造船、建筑、机械等专业的学生,增加对生命科学,尤其是自身的了解,将有利于仿生学设计思路的激发,体现以人为本的设计思想;学人文社会科学的学生,关注生命科学的发展所引起的伦理道德问题,有助于法律法规的制定。生命科学不仅拓宽了传统学科的理论和技术,同时生命科学技术的发展也带动了自然科学的学科交叉及边缘学科的空前发展,生命科学已成为自然科学向前飞速发展的带头学科。因此,生命科学类公共选修课的开设,对完善学生知识结构,培养具有现代生命科学意识的综合人才发挥着重要作用。
20世纪80年代以来,哈佛、斯坦福和剑桥等世界著名大学纷纷把一些生命科学类课程列为全校各专业的必修课;20世纪末,国内包括清华、北大等重点理工科大学也陆续把该类课程列为非生物类专业的限选或必修课程。在教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”和“新世纪初高等教育教学改革工程”的推动下,全国各类高校也先后为非生物类专业学生开设了生物学类基础课程。我校从1999年开始便为全校本科生开设了生命科学导论的选修课,经过多年的研究与探索,形成了以现代生命科学课程为重点,以食品营养学、普通药物学课程为辅的生命科学素质教育的教学体系,实现了生命科学系列课程的多媒体教学、实验教学一体化的特色模式。
一、开设系列课程,完善知识体系
我校现有的公共选修课程中,既适合理、工科又适合文、管、艺术专业的为数不多,远远不能满足学生的选课需求。针对这种局面,在现代生命科学课程已初具规模并已成为我校重点推荐的公选课的基础上,继续面向各专业学生开设食品营养学、普通药物学的生命科学系列课程,不仅丰富了我校公选课的种类,而且使学生对生命科学有一个系统的、全面的认识和了解。生命科学类系列课程立足于对理、工、文科等非生物学类学生进行生命科学的素质教育,以生命为主线展开讨论,使学生了解学科间的交叉点,激发其创新思维的火花,为今后的发展奠定基础;使学生了解有关食品营养学和常用药物的基本理论和概念,掌握合理搭配食物、保持膳食平衡、合理用药的具体措施,为科学饮食、提高自身保健意识、抗病防病提供了操作性强的实施方法。
(一)精选教学内
现代生命科学课程,突出介绍生命科学的基本概念、发展趋势及热点问题,突出生命科学与理、工、文科各领域之间的交叉,精选教学内容,定位于基础性、系统性、趣味性和学科交叉性。以教材《基础生命科学》[1]、《生命科学导论》[2]为主要蓝本编写教案,内容从生命的物质基础到生命活动的基本单位———细胞,进而讨论“克隆”、“癌细胞”等热点问题;从物质代谢深入到生物遗传的本质,在分子水平上阐述遗传疾病等的奥秘;从生物技术到生物芯片、生物传感器;从生物材料到人工器官,明确仿生学在工程技术上的应用,同时还从动物、植物、微生物、环境与人类的密切联系来认识保护生物多样性、保护生态环境、促进人类社会可持续发展的重要性。利用现代信息技术,从国内外科学图册和网站上采集丰富、精美的图片和信息补充到电子教案中,以视频的方式向学生介绍一些世界著名科学家的实验设计和研究经历,以及他们获得这些知识的著名实验,如Loewi的双蛙心灌流设计、著名的肺炎球菌实验、遗传密码的破译、PCR技术等,使学生体验到探索生命奥秘的乐趣。对于系列课程的开设,本着实用性、针对性、可操作性的原则,对大学生进行科学素质教育。系列课程之一———食品营养学,根据相关教材[3]重点介绍营养素的概念及生理作用、营养与疾病、营养与健康长寿的关系,强调保持膳食平衡及合理营养的重要性,补充讲授食品营养学应用的热点问题,如减肥、美容、糖尿病、补钙等内容,并通过视频向学生宣传食品的安全和卫生知识、食品新资源的开发以及世界食品的发展趋势等国内外在本学科新的研究进展。学生既学到了有关食品营养学的基本理论知识,又掌握了合理搭配食物、保持平衡膳食的具体方法。系列课程之二———普通药物学,其开设的必要性是针对大多数学生有自我药疗行为,且有错误诊断和不合理用药的倾向,这种情况已通过开放式问卷形式加以证实。因此,有必要对综合性高校非医药专业学生开设药物学公选课,以提高广大学生的合理用药水平。参考非医药专业的《普通药物学》[4],重点介绍常用药物的防治作用及不良反应,内容包括:药物的基本知识,常见疾病的用药知识,消化系统、呼吸系统、神经系统、生殖与泌尿系统、循环系统、内分泌系统的用药方法,抗生素与维生素专题,各类药物的禁忌症及不良反应防治,家庭常备药物介绍等。为使学生更好地理解和掌握药物在体内的代谢,将人体系统的组成与结构适当补充到相关章节中。通过本课程的学习,有利于提高大学生的抗病防病能力和科学用药水平。
(二)多元化考核
选修课教学中,学生方面的瓶颈主要在于学习积极性不高、到课率低、混学分现象严重。为促进学生乐学、爱学、会学,在轻负担、高效率、高质量的教学境界中得到积极、主动、全面的发展,对考核方式进行了改革与实践,变期末考核为随堂测验、课堂提问、专题讨论、联系专业的小论文以及对本课程提出建设性建议等多元化的素质考核,学生可以发现并提出自身感兴趣的具体问题,使学生思维活跃,把学生从只注重记忆知识结论的传统学习法引向注重探究问题所需要的观察能力、思维能力、探索能力、分析及解决问题能力的培养上来,并结合盖章形式抽查考勤,期末综合记分给出考核成绩。例如,在讲授食品交换份法时,要求学生以自身为对象进行能量和营养素的计算,结合自身的喜好设计一日三餐的食谱;在介绍体重指数(BMI)时,要求学生通过计算,判断自身的营养状况,并提出合理的调整措施。通过课堂讨论形式进行相互交流,学生们的兴趣高涨。多元化的考核方式调动了学生的积极性,得到了广大学生的认可,每次课的出勤率都达到95%以上,学生的满意度达90%以上。
二、优化实验内容,培养实践能力
充分利用现有实验室资源,遵循实验项目的科学性、趣味性和与实际生活的贴近性的指导思想,面向非生物类本科生开设实验项目。对已初具规模的现代生命科学课程,实行独立设课实验,开设的实验项目有:食醋中总酸含量的测定、叶绿体色素的层析法分离、牛奶中蛋白质的分离提取、生物样品中微量元素的测定、现代工业水质分析等,使学生既学习和掌握了相关的实验技能和分析方法,还学会了离心机、酸度计、分光光度计、电导仪等常规仪器的使用和操作,深受学生的欢迎。此外,注意把当代科学的研究热点及校内的科研成果及时转化为学生的实验内容,既让学生了解学科前沿,又有很强的实用性。例如,结合本系教师的科研成果,设计生物农药苏云金杆菌毒蛋白的合成及杀虫实验、污水的生物处理实验,一方面使学生了解生物合成与生物降解的原理及方法,同时又加深对现代生物技术重要作用的认识。食品营养学、普通药物学课程,配置开放性实验,供选题目有:酸牛奶的制备、常用消毒药品如紫药水、碘酒的配制等,由学生自主选择,也可由学生自己拟定题目,实验步骤的制定、仪器设备的选择和使用、数据的处理及实验结果的分析均由学生通过查阅资料和独立完成。实行开放式实验教学可以让学生在掌握有关知识和技能的同时,获得较好的创新意识和创新能力的培养。
三、改革教学手段,提高教学效果
随着学校招生规模的扩大,大班教学已成为我校公共课教学的主要形式。为了提高课堂的教学效果和信息量,借助PPT软件,开发了多媒体教学课件。利用多媒体课件声像并茂、视听结合、感染力强等优点,将书本知识变静为动,化虚为实,化抽象为直观,极大地激发了学生的学习兴趣和求知欲望,达到寓教于乐,寓学于乐的目的。例如,在讲述遗传密码时,设计体外翻译系统的动画实验,通过慢放、定格、特写等方法,真实、艺术地展现遗传密码破译的全过程,使抽象的概念变得新颖有趣,再加上教师的适时讲解,学生可轻松地掌握细胞中64套密码子与20种氨基酸的对应关系,从而也加深了对遗传的中心法则的理解。总之,正确合理地使用多媒体教学,可以激发学生兴趣,提高学生的主动性,突破教学难点,起到事半功倍的效果。多媒体课件的使用具有许多传统方式无法比拟的优势,但在教学实践中也存在一些比较突出的问题。例如,信息量较大,教学节奏较快,容易导致部分学生跟不上教师的思路。因此,在使用多媒体教学时一方面要把握好度,注意控制演示速度,使可视信息与教师的教学思路同步。另一方面,由于页面的切换还容易造成学生对某一个知识点缺乏整体的认识和思考过程,利用板书、讲述、多媒体演示相结合的方法,可以弥补上述不足。此外,将传统教学设计的一些演示实验、教具模型等穿插在多媒体教学中,可进一步强化教与学的互动,达到理想的教学效果。
关键词： 生物研究 环境科学 生命科学
环境科学，是一门研究环境的物理、化学、生物三个部分的学科。环境科学所研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体，包括自然环境和社会环境。自然环境是直接或间接影响到人类的，一切自然形成的物质及其能量的总体。而社会环境是人类在自然环境的基础上，通过长期有意识的社会劳动所创造的人工环境。
一、环境对生命科学的影响
自改革开放以来，社会经济已经取得迅速发展。在经济高速发展之际，环境的变化愈来愈引起广大公众的关注。人与环境，就像鱼和水一样密不可分。环境创造了人类，人类依存于环境，受其影响，不断与其相适应；人类通过自身的生产活动不断改造环境，使人与自然更和谐。生活环境对人类的生存和健康意义重大，适宜的生活环境可以促进人类健康长寿。反之，如果对人类生产和生活活动中产生的各种有害物质处理不当，使环境受到破坏，将损害人类健康，威胁子孙后代。
（一）环境对人体健康有直接影响。环境污染物主要来自工业生产过程中形成的废水、废气、废渣，包括城市垃圾等。在人体内存在的元素中，除碳、氢、氧、氮能形成各种体内的有机物质外，其他元素都各以一定的化学形态和结构形成各种生物配合体、功能蛋白质、酶等而存在于人体组织中，或作为组成人体结构的材料，或作为血氧运输的载体，或作为酶的激活剂，或作为体液中电解质平衡的调节剂，或作为人体细胞间的信息传递的通讯员。这些元素协同作用，共同完成人体的新陈代谢功能。所以，自然环境遭到破坏，直接影响到人体的健康，破坏元素之间的协调和控制，人体失去平衡就会诱发各类疾病。
（二）自然环境是直接或间接影响生物的。环境变化是由物理的、化学的、生物的和社会的因素及其相互作用所引起的。因此，必须研究污染物在环境中物理、化学的变化过程，在生态系统中迁移转化的机理，以及进入生物体后发生的各种作用，包括致畸作用、致突变作用和致癌作用。这就需要我们有丰富的生命科学理论知识作为基础，深刻了解细胞的形态结构与新陈代谢，以及细胞的分裂、分化、衰老、死亡、癌变，及遗传变异的相关机理。
（三）人文环境突出了人类对生命科学的掌握和控制。生命科学的发展经历了一个漫长的演变和发展阶段，各大师都提出了自己独特的观点和理论，例如达尔文的选择论、分子遗传学说等。时至今日，各学科的科学工作者都已从掌握的生命程式中找到各自所涉及科学的一些规律的认知。科学工作者对生命科学这一学科的认识和研究直接引导着人类向前发展。
二、环境科学与人类活动同自然生态之间的关系密不可分
环境为人类提供生存条件（包括提供发展经济的物质资源）。人类通过生产和消费活动，不断影响环境的质量。人类生产和消费系统中物质和能量的迁移、转化过程是异常复杂的，但必须使物质和能量的输入同输出之间保持相对平衡。这个平衡包括两项内容：
一是排入环境的废弃物不能超过环境自净能力，以免造成环境污染，损害环境质量，这就要求我们利用生命科学的知识提高环境的自净能力。
二是从环境中获取的可更新资源不能超过它的再生增殖能力，从环境中获取的不可更新资源要做到合理开发和利用，有关社会经济的决策必须考虑生态学的要求，以求得人类和环境的协调发展。
三、加强环境保护，重视生命科学
（一）切实保护人类赖以生存的自然环境。人类健康与环境的质量有密切关系，因此我们要切实保护环境，政府要制定切实可行的环保政策，增强环保工作的制度性和建设性。人们应该从自身做起，从自己身边的小事做起，养成保护环境的良好习惯，促进人类健康发展。
（二）着手净化社会环境以求稳定和谐社会。这个世纪是生命科学的世纪。最近几十年全球的计算机技术飞速发展，很自然地将计算机技术应用到生命科学的研究中，当然最主要的就是自动化技术，我们可以看到近些年来，各国在研究生命科学的时候大量应用自动化技术，并且自动化技术在生命科学的研究中越来越重要。人类要在科学技术不断发展的今天，充分利用计算机成果，帮助生命科学的研究和推动其发展的进程。
（三）提倡尊重科学兼以敬畏可贵的生命。坚持科学发展观是推动生命科学发展的必经之路。对于生命，每个人都应对其充分尊重和敬畏。生命的意义不仅是生物存在的特征，生命赋予生物的不是简单的一条命而已，更多的是深刻理解生命本身存在的意义。基于科学的前提之下，创造和谐稳定的社会环境，培养优秀的创新人才方是推动生命科学领域不断前进和进步的上策。
综上所述，环境科学与生命科学是息息相关、密不可分的。生命科学的发展能丰富环境科学知识，有利于环境保护，同时，环境科学也能为生物的存活提供保障。
参考文献：
雷主任：这里我谈谈自己对生命科学的一个朴素的认识。在18-20世纪这两三百年的时间里，人类对自然科学的认识，有了一个突飞猛进的发展。这个阶段是以物理科学为龙头的，从牛顿发现了动力学的定律开始，一直到20世纪对核能的研究，人类对物理科学的认识已经进入到了大到宇宙小到夸克这样一个非常高深的阶段了。那么，自从20世纪的中期，以一位非常著名的理论物理学家薛定谔问的一个经典问题―“什么是生命”为开始，很多科学家转而把目光投到了生命科学上来，因为生命科学是一个非常神奇的领域。它不同于物理科学的地方在于它有一个自我复制的功能，可以进行自我复制、自我修饰和自我修复。所以，从20世纪中叶开始，生命科学的发展就进入到了一个黄金时期。到了20世纪末期，由于技术的突破性进展，尤其是以克隆技术以及最近在基因测序技术上的进展，我们对生命科学的认识有了一个非常深入的、长足的长进。所以，很多科学家预言：21世纪是生命科学的世纪，这是一个非常睿智的、高瞻远瞩的预言。
《科学生活》：生命科学的发展与医学的发展以及人类的健康存在密切的关系，那么，科学家们是通过哪些方法和手段来研究生命科学的呢？
雷主任：我们对生命科学的研究处于一个什么样的节段呢？如果我们把整个生命科学看作一个完美的画卷的话，我们现在大概还是站在远处，用非常低分辨率的手段看到一个轮廓而已。实际上，距离我们真正了解生命科学还有一段很长的路要走。所以说，这是一个充满挑战的、非常有意义的一个领域，希望广大的青少年朋友将来能有机会更多地参与到生命科学的研究中来。
我们知道，生命科学的发展有利于提高人类健康的整体水平。目前，生命科学已经进入到了用生命科学的机理来指导人类健康这样一个有非常大的作用的阶段。这其中有两大手段是人们非常关注的：第一大手段是遗传学的手段，这一手段以基因测序技术为典型的代表；第二大手段是蛋白质科学。第一大手段是基于人们对疾病或者正常的生理事件的“发现”有着非常强大的功能。而第二大手段―蛋白质科学是基于我们理解上面这些事件和疾病具有重要作用的武器。这两大手段在现代生命科学的研究中起着互相补充、互相促进的作用。
《科学生活》：蛋白质科学是生命科学的重要研究手段之一，那么，什么是蛋白质呢？蛋白质的微观结构是什么样的？蛋白质和氨基酸之间有什么微妙的联系？一些疾病的产生是否与蛋白质结构的破坏有关？
雷主任：提到蛋白质，人们首先会想到鸡蛋，鸡蛋的蛋白中含有丰富的蛋白质。我们可以从蛋白质的结构示意图上看出，蛋白质就像一团电话线一样缠绕在一起，这些螺旋的结构就是蛋白质非常基础的结构特征。蛋白质到底是由什么形成的呢？蛋白质是由20个氨基酸通过缩水形成具有肽键的多肽键。就像一条长长的绳子，首先形成一个二级结构，通过螺旋式的结构和折叠的结构这两种结构，再经过进一步的组合，出现三维结构，组合在一起形成的四级结构。总的来说，蛋白质是一个非常没有规律的、复杂的三维结构。而大家可能知道，相对来说，基因是一个非常规律的双螺旋结构。
蛋白质最初被称为“朊”，大家可能听说过“蛋白质病毒”这个词语，疯牛病的病因就是由朊病毒造成的，这个朊病毒就是蛋白质病毒。蛋白质最初是由荷兰化学家穆尔德定义的，意为首要的、前沿的、神奇的。蛋白质是由20种常见氨基酸按照特定序列所形成的具有独特空间结构的生物大分子，其功能的正常发挥依赖于正确的空间排布。我们知道，人体里存在20种氨基酸，就好像26个字母可以组合成无穷多个英语单词一样，这20种氨基酸可以组合成无穷多个长度不一的蛋白质。但这些由20个氨基酸组成的蛋白质还具有唯一性的特征，就是任何一种序列都决定了序列中蛋白质的结构和功能，所以说，蛋白质的结构和功能是由氨基酸的序列所决定的。蛋白质序列或者结构的任何改变都有可能导致活性的紊乱或者丧失，进而诱发疾病的产生。蛋白质研究的突破将促进揭示生命现象的本质；从根本上阐明人类重大疾病的机理，为临床诊治提供新的方法和途径；推动医药、生物能源、生物材料等新型生物技术产业的发展。
《科学生活》：我们身边还有哪些蛋白质呢？我们平时说的完全蛋白质与非完全蛋白质有何区别？两者谁的营养价值更高？
雷主任：我们平时吃的食物中大多含有蛋白质，为什么我们说有的食品营养价值高，有的食品营养价值没那么高呢？这是根据蛋白质的氨基酸组成是否平衡来区分的，如果组成这个蛋白质的氨基酸比较平衡，我们就称之为完全蛋白质，反之称为非完全蛋白质。那么，哪些食物是完全蛋白质呢？有肉、蛋、鱼、豆制品，这些食品的营养价值高。非完全蛋白质也是由氨基酸组成的，只是组成的氨基酸没有那么平衡，我们平时吃的谷物，像麦子等，就是非完全蛋白质。
除了食物之外，日常生活中还有很多蛋白质，以各种形式、方式表现出来，比如，蛛网，宝石（玳瑁、珍珠），毛发，丝绸等中都有蛋白质。
《科学生活》：细胞当中的蛋白质具有哪些作用？它是如何帮助人体完成各种功能的？
雷主任：我们的细胞包含各种各样功能的蛋白质，它们之间精密地配合在一起。细胞中的蛋白质功能非常强大、多样且精密，具有通讯联系、运输转送、防御屏障、免疫进攻、能源动力以及结构支撑等功能。
蛋白质有通讯联系的功能。使得我们的细胞能够做出一些决定，这一功能就是由细胞内部的蛋白质完成的。
蛋白质还有特殊的运输转送功能。细胞体内的一些跨膜的蛋白质，对于边界两边的物质的传送有一定的特异性，不同的蛋白质分子可以运输不同的物质。
蛋白质还有防御屏障的功能。对于外界的有害的病原体，我们人体有天然的防御体系。我们知道，人体所处的环境非常复杂，其中有很多病原体，这些病原体会随时随地对人体进行侵袭，而人体中具有强大的防范体系，可以把病原体挡在外面。
人体还有很好的免疫体系，这与前面提到的防御屏障功能相对应。这些都是依靠细胞中的蛋白质的免疫进攻功能。外界的病原体可以识别人体的细胞，人体会根据病原体的情况产生适应于这个病原体的抗体，当我们的抗体识别了外界的病原体之后，病原体就会被人体中的巨噬细胞所识别、吞噬，所以，病原体就不能够感染机体。
【关键词】生命科学史 科学素养 人文价值
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）25-0143-02
生命科学史揭示了科学家们思考和解决生物学问题的思想历程，其中记载着科学家的生平事迹和探究过程，呈现了科学家们的科学态度、科学精神和科学价值观。如果能把它们渗透到生物教学中，对于培养学生的生物学素养、科学素养、人文素养都具有积极的教育意义。
近年来，生命科学史的教育价值越来越被肯定，新课标教材的编写也注重了科学史的运用。人教版高中生物学新教材必修模块中的科学史素材有20多处，这些材料在教材多处都有出现（如科学家访谈、科学史话、科学家的故事、科学前沿、资料分析或章节的正文等），其数量和详细程度远远超过以往教材。为此，本人就人教版《必修1・分子与细胞》《必修2・遗传与进化》《必修3・稳态与环境》3个必修模块为例，对其中体现科学史人文教育的内容进行统计分析，并试图在生物教学中能有效地将科学史教育融入其中，引导学生培养正确的人文价值取向和良好的科学素养。
一 生命科学史教育的意义
生命科学史是一门反映生物科学进程的人文科学，有助于学生在认识上跨越自然科学与人文科学的鸿沟，是高中生物教学中一项宝贵的教学资源。生命科学史教育对于实现新课标理念具有重要的意义，生命科学史既包括科学家对生命现象的研究过程，也包括科学家研究生命现象时所持有的科学观点和态度；既包括生物学理论和方法的形成演变，又包括生命科学与各个学科之间的联系和对社会的影响。
1.生命科学史揭示了自然科学的本质
生命科学史揭示了自然科学的本质，同时阐述了每个观点产生与发展的科学过程。如20世纪初，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上，提出了染色体学说，即孟德尔所说的遗传因子可能就在染色体上。但是当时没有足够的证据证明他们的观点。直到1910年，摩尔根利用果蝇作为实验材料通过一系列实验发现，控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”的形成过程可以看到科学观点产生的历程。
2.生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程
生命科学史是一部思想史，它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。但是这些思想受到了当时文化背景和科学技术水平的制约。生物学新知识的产生，首先都需要从思想方法上有所突破。例如，“物种是演变的”这一思想的确立就是对“物种是不变的”思想的一个突破。人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的创新。这些事实反映了当时的思想氛围并影响着人们对事物的认识，科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学生形成正确的思想认识具有积极的教育意义。
3.生命科学史教育能培养学生正确的科学价值观
“杂交水稻之父”袁隆平院士的事迹被广为传颂，从而使学生感受到坚持不懈的重要性；遗传学奠基人孟德尔发现了遗传的基本规律，创立了遗传学。然而遗憾的是，这一伟大的理论被埋没了30多年才为世人所知晓。这个例子从反面让学生深刻体会到科学之路并不是一帆风顺的，而是充满了艰辛与挫折，要想获得成功，就必须树立正确的科学价值观，勇于面对挫折和失败，培养对科学百折不挠、坚持不懈的意志和品质。
二 对人教版必修模块科学史人文教育内容的统计
经过深入细致的挖掘，高中生物人教版《必修1・分子与细胞》中，共有5个章节插入了科学史人文教育，篇幅也是3本教材中比例最多的。主要集中在“科学前沿”“科学史话”和“资料分析”等栏目中，涉及科学家们不为人知的科研历程和一些与教材知识点有关的前沿领域的发展。既有自然科学学说观点的产生过程，又能体现科学家们坚持创新的人文精神。这不仅使学生对高中生物学产生浓厚的兴趣，也为接下来的人文科学学习做了铺垫。
在《必修2・遗传与进化》、《必修3・稳态与环境》两本教材中，涉及的生命科学史人文教育的具体内容主要集中在课本正文以及“科学家访谈”栏目中，因为在学习了第一册的细胞学知识后，学生们对高中生物学的认识有了一个基本的框架和一定的基础，因此在必修2和必修3教材的正文中，学生们可以一边阅读知识点，一边渗透科学史人文教育，充分了解遗传、进化、生态等领域的重要科学观点的产生过程以及孟德尔、摩尔根、沃森、克里克等生物科学家们的艰辛历程。更值得一提的是，学生们应当从《必修3・环境与生态》的学习过程中联想到我们国家一直所倡导的“可持续发展”政策，明白保护生态环境就是造福子孙后代。
三 生命科学史教育在高中生物教学中的应用
新一轮的高中生物新课程改革的主要目标是进一步提高学生的生物科学素养，生命科学史中蕴涵的教育价值对于实现这样的课程目标具有积极的意义。因此，将科学史教育恰当的应用于生物教学中，对于培养学生的科学素养具有很大的促进作用。
1.结合生命科学史，进行科学方法的教育
在必修2中有这样一个例子：DNA双螺旋结构的发现堪称现代生物学史上一项划时代的杰出成就，因为它把人们对生物学的研究视野从细胞水平推向了分子水平，并为分子生物学的创立奠定了重要基础。在DNA双螺旋结构的发现中做出了重大贡献的科学家有四位：弗郎西丝・克里克、詹姆斯・沃森、莫里斯・威尔金丝、罗萨琳・富兰克林。然而在这四位科学家中，只有沃森毕业于生物学专业，克里克和威尔金丝均毕业于物理专业，而富兰克林所学专业为化学。在此之前，有许多著名的生物学家研究过这一课题，但都没有取得突破性的进展，而在研究DNA方面知识最欠缺的沃森和克里克为什么最终能取得如此巨大的成功呢？学生自然会有疑问。这四位科学家在大学学的是不同的专业，具有不同的知识背景，然而正是这一特点帮助他们走向了成功，沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA X射线衍射图谱的有关数据为基础，着手建立DNA分子模型，其间也屡屡失败，后来在查哥夫实验的启发下，解决了“碱基配对”的问题，经过反复讨论，终于在1953年初提出了DNA 双螺旋结构的分子模型，他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较发现二者完全相符。这是科学史上由于学科交叉而产生的一次重大的科研成果。这几位科学家结合了生物学、化学、数学等不同学科进行综合研究，并创造性地运用了模型构建的方法，把复杂的科学理论转化为简单易懂的实物模型。这一巨大的研究成果使学生对科学方法的运用有了深刻的体会：生命科学需要利用其他学科中的思想和研究手段；同样，其他科学也在吸收生物学的灵感。任何一门学科都不是独立的，而是相互渗透、相互影响、共同发展的。
2.通过科学史教育培养学生的人文价值
从整个必修模块来看，在科学史这一方面，该套教材隐含着生命科学史所具有的“追求韧性品质、创新精神、坚持不懈、求实、合作、交流、责任感”等人文素养内容。其中，创新这一思想所占的比例很大，这与中国追求培养创新型人才方针有密切的关系。在学习生物学知识中，应当让学生有意无意地感受到这些史实人文素材当中的人文思想。具体来说，“探索生物大分子的奥秘――与邹承鲁院士的一席谈”这则人文素材中，邹承鲁院士告诉大家，做课题需要很大的勇气和创新思维，同时，他做学问的基本原则是：努力追求科学真理，跟踪最新发展前沿。并且材料中也出现了“做研究需要锲而不舍，永不自满，为祖国做贡献，办老实事，说老实话，做老实人”等体现求实、合作交流、责任等人文思想情感。这些科学史教育素材对于培养学生的科学态度和科学精神及人文价值取向都有很大的积极意义。
生物学是一门博大精深、具有丰富历史的自然科学，与传统的数理化等课程相比，既包含了复杂深邃的科学知识，同时又具有丰厚的人文底蕴。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家的精神。这对提高学生的科学素养和人文价值观具有重要的意义。教师不仅要注重学生们科学知识的学习，更要注重他们科学素养的提高，以史为鉴，增强学生的学习兴趣，培养他们的观察能力、识别能力、探索精神以及坚韧不拔、锲而不舍的优秀品质，使学生能成为勇于创新、开拓进取的有用之才。
参考文献
[1]邓过房.人教版高中生物教材科学史人文价值取向[J].基础教育研究，2010（1）：31
[2]杨瑞林、王永胜.生命科学史的教育价值[J].课程・教材・教法，2005（4）：22
[3]徐江平.让生物科学史教育渗透于教学之中[J].生物学通报，2010（11）：24
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