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篇1
在被稱為“半導體奧運會”的ISSCC上,從事智能研究的Hawkins登臺演講的事實表明,半導體的開發正迎來一個轉折點:半導體器件的應用不再僅限于傳統的電腦及數字家電產品中,一些在全新應用中使用半導體器件的論文受到了廣泛的關注。比如,能檢測出人的注視感器。蘋果公司iPhone的問世導致人們更加關注用戶界面,今后將會有更多的設計方案致力于獲得以前沒有被利用到的信號及信息。
本文將聚焦于涉及半導體發展新方向并正處于萌芽狀態的九個話題,介紹其主要內容及對未來的影響。
英特爾公司制作的幾百mW的x86處理器立足于SoC,重復利用基于單元的設計
英特爾公司的低功耗x86處理器Silverthorne(開發代碼名稱)是面向重量為300g~1kg的UMPC(超級移動PC)以及MID(移動互聯網設備)而推出的。其平均功耗為幾百mW,熱設計功耗小于2W,和以前面向PC的x86處理器相比,功耗得到了大幅降低。在電源電壓為+1.0V的情況下,最大工作頻率是2GHz,其晶體管總數是4700萬個。
Silverthorne采用45nm CMOS工藝制造。晶體管的柵極絕緣膜采用高k材料,柵電極采用金屬柵,從而削減了柵極漏電流。而且,處理器采用了被稱為C6的功耗管理模式,進一步降低了功耗。在使用C6模式時,不僅是內核的內部時鐘會停止工作,而且也會關斷對PLL和1級/2級高速緩存等的供電。
便于實現多內核及SoC
Silverthome的低功耗技術頗為引人注目,而且,從其電路結構中可以看出,其布局已經考慮到了今后多內核和SoC的應用以及CPU內核的重復利用。
Silverthome的最大特點是芯片為長方形,而大部分處理器芯片通常為正方形。英特爾公司Silverthorne的設計工程師Gianfranco Gerosa表示:“將芯片制作成長方形的原因是為了便于今后實現多內核。”當PC處理器要與最新的GPU集成在單芯片上時,這樣的長方形也是很有效的。這種長方形不僅適用于PC的獨立處理器,對于面向家電產品的CPU內核也同樣適用。
Silverthorne的另一個特點是,為了縮短處理器的設計周期以盡快投入市場,這款處理器中廣泛利用了在ASIC中頻繁使用的設計方法――基于單元的設計。在處理器內的205個功能單元塊(FuB,functional unit block)中,有相當于91%的187個FUB應用了基于單元的設計方法。和ASIC一樣,在這些基于單元設計的FUB中,有50%的功能單元塊是根據RTL描述進行邏輯綜合得到的電路。
一般來說,在處理器的設計中,ALU(算術邏輯單元)等要求高速或低功耗的電路塊大多采用全定制設計,就是由設計工程師通過手工作業依照要求確定晶體管的尺寸及版圖設計。但是,在這款Silverthorne中采用全定制設計的部分只占全部FUB中的9%,即只包括2級高速緩存、PLL電路及輸入,輸出電路。Gerosa解釋說:“為了盡量縮短設計周期,我們選擇了這樣的方法。雖然是處理器產品,但如果不能及時投入市場,那也就沒有任何意義。”
Gerosa表示,為了縮短設計周期,Silverthorne也采用了并行設計方法,同時并行地推進邏輯設計和版圖設計兩個方面。具體來說,就是在各個功能塊大致的電路設計信息的基礎上,并行開展了版圖設計。
利用相鄰像素的局部并行模擬運算高速識別視線
韓國延世大學開發出能檢測出人眼注視點的CMOS傳感器,它可以拍攝人眼附近的圖像,并在芯片上進行圖像識別處理,以確定用戶正在注視哪個位置。
通常,這一類圖像識別處理往往是在讀出來自CMOS傳感器并經過AD轉換的圖像數據之后,利用軟件在傳感器外部實現的。但此次的新技術則是在CMOS傳感器上集成了對瞳孔位置進行計算處理的硬件,就是連接了附近像素的局部并行模擬運算電路。因為采用的是模擬處理,因此其應用僅限于檢測出人眼的注視點。但是,通過該技術,單獨使用CMOS傳感器就可以進行圖像識別處理,而不再像以前那樣需要外置PC和圖像識別處理器等。
如果進一步發揮利用單芯片檢測用戶視線的特點,該技術就可以有效應用于檢測汽車司機的注視點等用途上。另外,還可以在機器人和游戲機以及HMD(頭盔顯示系統)等各種數字設備中集成識別用戶視線的功能。這樣一來,就能夠體察用戶的意圖并實現更加直觀的用戶界面。對于在用戶界面中應用視線識別技術的研究一直都非常流行,這項單獨使用傳感器而無需外置元器件就能實現此類處理的技術,將有可能大幅度降低成本。這款傳感器在使用+3,3V電源電壓工作時的功耗是100mW。
識別結果是1500S/s
這款傳感器的另一個特點是速度極高,原理上最高識別速度可達到5000S/s。這一特性對于要求延遲時間短而實時性高的游戲或者用戶界面非常有用。延世大學的KimDongsoo表示,在以前使用CMOS傳 感器和圖像識別處理器相結合的方式中,由于受限于CMOS傳感器中ADC的帶寬以及圖像識別處理器的處理性能等,因此識別速度一直停留在60S/s左右。但是,這款CMOS傳感器是利用模擬電路進行圖像識別處理的,因此從原理上說沒有上述限制。
不過,上述5000S/s的數值是只考慮每幀200μs的識別處理時間時的速度,并沒有包含曝光時間。這款傳感器的照明光源設定為紅外線,實驗時的曝光時間為500gs,因此其有效速度應在1500S/s以下。KimDongsoo解釋說:“曝光時間的長短取決于照明條件。如果照明光源比較暗,速度也會變慢。”
這款傳感器還增加了提高測量精度的結構。在識別瞳孔的位置時,照明光在瞳孔的角膜上反射后再映射到圖像中的這一現象是導致誤差的主要原因。對于這種誤差,反復進行在圖像識別領域中普通的膨脹/收縮處理可予以去除。中的n表示膨脹/收縮處理的重復次數。把附近像素的輸出連接到幾個相關像素中的晶體管浮柵上,換算成電流值,再將其連接到光電二極管的陰極側。另外,膨脹/收縮處理就是從附近的8個像素中選擇最大或最小亮度時進行的濾波器運算。圖3b中的WTA(winner takes a11)電路用于檢測出每一列,行的最大值。
已埋入患者眼球內的人造眼利用人體植入型CMOS傳感器讓患者恢復部分視力
德國的非營利性研究機構IMS發表的是供人造眼(也稱人造視網膜或人造視覺)使用的CMOS傳感器,可以埋入人類眼球的視網膜內,該技術已經應用于某些患者,并使其恢復了部分視力。
2006年,德國Ttibingen眼科醫院大學的眼科醫生Eberhart Zrenner為了讓7位因患視網膜色素變性而導致視覺障礙的患者恢復視力,曾經把這款CMOS傳感器芯片植入他們的視網膜下面。當他通過外科手術把這款3mm2、1450像素的CMOS傳感器植入患者的視網膜下面之后,有3位患者部分地恢復了視覺。據介紹,這些芯片在大約5個星期以后摘除,沒有發現它對視網膜造成任何損傷。
50μm的超薄CMOS傳感器
用于恢復視覺的人造眼通常會將傳感器所拍攝的圖像傳遞給人體的神經系統,其中采用的傳遞方式各有不同。這款新型傳感器采用了被稱為“視網膜下(subretinal)”的方式,它是利用電極刺激視網膜下面的神經節細胞,并取代視細胞層(椎體細胞及桿體細胞)的功能。此外,還有刺激視網膜細胞表面的“視網膜上(epiretinal)”方式,以及直接利用電極刺激大腦視覺區域的“大腦刺激”方式等。由于視網膜下的方式在植入時損傷視網膜的可能性比較小,因此其被認為是用作人造眼的最佳方式。
但是,為了能將傳感器植入視網膜下邊的狹窄區域里,傳感器就必須很薄。此次發表的芯片在制成以后首先進行圖像讀出測試,然后使用芯片切割機切下用于測試的電路,只取出傳感器部分。再將其厚度減薄到50μm,并安裝在用于供電的帶狀柔性印制板上。芯片表面設置有用于刺激神經節細胞的TiN電極。為了不損傷神經節細胞,電刺激被規定為10μA~100μA,脈沖間隔500μS,脈沖頻率20Hz,幅度小于+2V。據介紹,利用3mm2的傳感器至少能實現12度的視角。傳感器的平均功耗大約是5mW。
去除了直流分量的第2代產品
在IMS CHIPS發表演講以后,德國Retina Implant公司和德國烏爾姆大學等了上述人體植入型CMOS傳感器的第2代產品。RetinaImplant公司和IMS CHIPS是協作關系,并且也參與了上述傳感器的設計工作。
雖然第2代傳感器還沒有進行實際應用,但其對上一代產品進行了若干改進。首先,芯片上的電極去除了一切直流分量。對于視網膜的電刺激也從以前的直流+2V改為交流2V,電源也從以前的直流+3V改為交流2V。這樣一來,在傳感器周圍的細胞中將難以引發化學反應。用于向傳感器供電的帶狀物體采用了由聚酰胺制成的柔性印制板,并從眼球內的傳感器通過人體內部連接到耳朵附近的電源盒上。第1代產品是在人體外部使用接觸型電源供電,但第2代產品則支持無線供電。
基于新原理的CMOS片上溫度傳感器利用硅的熱擴散率測量溫度,誤差大幅提高為±0.5攝氏度
荷蘭德爾夫特科技大學開發出可集成在芯片上的新型CMOS片上溫度傳感器。以前,用于測量處理器工作溫度等的片上溫度傳感器主要是帶隙型產品,但這款新型傳感器的測量原理和以前的全然不同。具體來說,新產品的溫度測量是利用芯片襯底硅中的熱擴散率實現的,熱擴散率是與溫度相關的函數。
隨著制造工藝的發展,工藝變異性的問題越發嚴重,而硅的熱擴散率不會受到制造工藝變異性的影響。因此,可以很容易地實現批次偏差很小的片上溫度傳感器,并具有取代傳統片上溫度傳感器的可能性。這款新型傳感器的工作溫度范圍是-55℃~+125℃,功耗約為5mW。
利用脈沖驅動測量加熱器
新型傳感器的測量原理主要在于,利用脈沖驅動傳感器中加熱器的相位差來檢測熱擴散率。在這所大學以前的研究中,檢測時主要利用和1/T(T:溫度)成正比的傳感器的輸出頻率,該變化是非線性的。但是,利用一定的頻率驅動傳感器里的加熱器,并在距離一定的位置上進行測量時得到的相位差,是和T成正比,且大體上呈線性變化。
傳感器采用被稱為ETF(電熱濾波器)的結構。首先,在傳感器中央設置由電阻構成的加熱器,并在其周圍配置8個陣列狀排列的熱電偶。8個熱電偶以串聯方式連接,并在其兩端輸出8個熱電偶中因來自加熱器的熱量而發生的電位差的總和。當使用一定的頻率脈沖驅動加熱器時,根據加熱器與位于周圍的熱電偶產生的電位(V)之間的相位差,以及加熱器和熱電偶之間的距離(S)就可以求出溫度。
另外,為了由相位差計算出溫度,就有必要精確保持加熱器和熱電偶之間的距離精度。不過,據德爾夫特科技大學的casparvanVroonhoven表示:“這款傳感器的奧妙就在于,利用光刻技術很容易地確保了水平方向的精度。”
利用∑ADC檢測相位差
通過ETF得到的相位差,再通過采樣率為2.67kSPS的相位域型∑ADC進行數字化。在加熱器功率為1mW的情況下,ETF的輸出幅度很小,只有幾百μV,所以要先用前置放大器進行放大,再使用相位比較器轉換為電壓信號,然后用40pF的片上電容器進行積分。ETF的驅動頻率是85kHz,由 外部的石英振蕩器進行驅動。由于這款溫度傳感器利用的是相位差,石英振蕩器的頻率精度±100ppm就可以直接支持溫度傳感器的最小分辨率±0.05℃。同時制造16個傳感器時的性能不一致性(30)為±0.5℃,這一數值和已經完成校準的雙極晶體管傳感器相當。
利用電子技術追求幸福測量人體周圍的環境溫度,實現生活規律的可視化
日立制造所開發的可穿戴式系統“Life Thermoscope”可以連續3年隨時測量人體周圍的環境溫度。其目標是實現通常難以了解的人的生活規律的可視化。
承擔Life Thermoscope主要功能的超小型模塊叫做LT模塊,其體積只有30cm3。在LT模塊中,除了溫度傳感器(用于檢測人體的環境溫度)、處理器(對于檢測數據進行壓縮等)和RF芯片(具有通過無線方式向外部發送檢測數據的功能等)以外,還集成有鋰離子電池、液晶顯示器(分辨率為128×64)、揚聲器,以及3按鍵用戶界面等。LT模塊的外形尺寸很小,只有55mm×90mm×6mm,可以裝入手表等設備內隨身攜帶。
減少發送數據量
Life Thermoscope可以約20秒一次的測量周期持續地測量人體周圍的環境溫度,電池壽命約為3年。日立制造所表示,選擇這種測量人體周圍環境溫度的方式,是因為人的行為大部分是結合環境溫度的變化來考慮的。該公司認為:“這其中最重要的問題是溫度變化的規律,而不是環境溫度本身的變化量。就是說,通過測量在短期內環境溫度變化是否頻繁,或者環境溫度是否在比較長的時間內都保持一定數值等情況,來把握人的生活規律。”比如,人工作時去見上司或進入會議室時,環境溫度都會發生變化。在公司職員里,有喜歡頻繁移動的人,也有適合于停留在一個地方認真工作的人。
為了實現人生活規律的可視化,LT模塊會對溫度數據進行如下處理。首先,以大約5分鐘作為一個時段,將每20秒測量一次的溫度數據作為基礎,去除低通濾波器帶來的高頻噪聲等,并最終將人的行為分為四種規律(狀態)。即:溫度梯度在10分鐘內發生變化的狀態(T1)、溫度梯度在30分鐘內發生變化的狀態(T2)、溫度梯度在60分鐘內發生變化的狀態(T3)、溫度梯度在60分鐘以上沒有發生變化的狀態(T4)。然后,導出溫度數據所符合的T1~T4中的一種狀態。計算得到的數據通過無線方式大約每5分鐘一次發送到跟服務器連通的基站。這個階段的數據量是當初測量得到的溫度數據量的1/3000。當數據量減少時,可縮短通過無線方式向基站發送數據的時間,從而降低功耗。
為了使這樣導出的生活規律具有意義,系統引入了由溫度的被測量者對自己的狀態進行評分的方式,每日評分一次,滿分是5分,評分的項目分為以下5種:Physical(身體狀態)、Spiritual(精神狀態)、Intellectual(智力)、Executive(執行力)、Social(人際關系)。
研究這些評分結果和上述的T1-T4溫度規律之間的相互關系,就可以知道如何行動才能充實精神狀態及身體狀態。日立制造所談到開發目標時表示:“我們認為該系統可以告訴大家,如何能夠幸福地生活。”
采用CMOS工藝使體積縮小為1/40,重量減輕為1/60
哈佛大學和美國馬薩諸塞州綜合醫院試制出全球最小的核磁共振(NMR)設備。該設備的體積為2500cm3,同已實現商品化的最小型NMR設備相比,體積縮小到約1140。新試制設備的長度僅27cm,重量2kg,只有以前產品的1/60,是便于移動的NMR設備。
NMR是位于靜磁場里的原子核和特定頻率的電磁波之間相互作用的現象。這一特定頻率利用分子內因為原子環境而發生的變化等進行物質的分析。此次開發的NMR設備的工作原理如下。首先,把測量對象的試樣放置于靜磁場中,構成試樣原子的原子核自旋全部會朝向施加磁場的方向。在這種狀態下向試樣發送特定頻率的RF信號時,原子核的磁化將以靜磁場方向為軸作前向運動。然后,當停止發送RF信號時,原子核會漸漸恢復到原來的狀態。測量其恢復到原來狀態所需的時間(張弛時間:T2),就可以知道試樣定物質的含量(見圖7b)。此次開發的NMR設備主要適用于檢測不明分子。具體來說,其目標是檢測人體內的病毒和細菌以及人體癌細胞產生的蛋白質等。利用半導體工藝實現小型化
哈佛大學等開發的NMR設備的體積能顯著縮小的原因在于,其引入了以前幾乎沒有應用過的半導體集成技術。哈佛大學解釋說:“以前的NMR設備全部都是由物理專業的工程師參與研發工作。而我們則將物理專業的知識和以半導體為中心的工程知識一起帶進研究工作中,開發出NMR設備。”
作為這兩種知識相結合的代表,此次的設備中利用CMOS工藝實現了RF收發器。在以前的NMR設備中,低噪聲放大器(LNA)、可變增益放大器(VGA)和混頻器以及數字脈沖發生器等各種電路采用的都是分立元器件。針對這一點,哈佛大學等利用CMOS工藝將這些電路全部集成在單芯片上。
引入半導體技術的優點不僅限于電路的集成化方面。由于采用了豐富的半導體噪聲對策技術,因此,構成NMR設備的磁鐵等成功地大幅度縮小了體積。哈佛大學等此次使用的磁鐵的體積大約是以前的1/10。當采用小型磁鐵時,NMR設備的讀出信號值會變小,并且對噪聲非常敏感。為了解決這一問題,開發團隊對CMOS收發器接收單元中的電路進行了改進。將接收單元的信號布線改為差分結構,以減輕共態噪聲的影響,并且改變了接收單元中LNA的晶體管結構,以提高對于印制板噪聲的耐受性。
全球首個面向認知無線電的接收器可動態檢測出UHF頻段的空閑頻帶并應用于通信
美國喬治亞州科技學院和韓國三星電機公司等開發出面向認知無線電的接收器,可以動態地檢測出空閑的頻帶,并在避免與其他的通信/廣播服務干擾的同時,共享頻帶。
現在,認知無線電在美國是特別引人注目的技術。美國有望于2009年2月以前完成地面電視廣播的數字化工作,并試圖相應地引入認知無線電方式,在UHF頻段實現無需授權的高速無線通信WRAN(無線區域網)。數字電視廣播是分別為每個地區分配頻道的,而且,在不同的地區都還有未經分配的沒有利用的頻道。這樣的空閑頻帶,即所謂的白區,可供通信使用。
作為面向認知無線電的通信技術規范,IEEE委員會目前正在制定IEEE 802.22標準。預計通信頻帶寬度是6MHz左右,調制方式有望采 用OFDMA方式,并有可能成為接近WiMAX的物理層。據熟悉認知無線電發展動向的新瀉大學助教佐佐木重信表示,此次該款芯片的這些單位在IEEE 802.22標準制定中,在決定物理層的技術規格時起到了主導作用。在標準公布之前就搶先發表面向IEEE 802.22標準的芯片,其目的可能是為了在標準競爭中掌握更大的主導權。
采用組合式的檢測方式
認知無線電中檢測其他無線服務的頻率利用狀況的方式主要有3種,即利用匹配濾波器的方式,檢測頻譜功率的能量檢測(Energy Detection)方式,以及利用循環平穩(cyclostationary)的方式。利用匹配濾波器的方式需要事先了解將要檢測的無線服務的調制方式等相關知識,要檢測出各種各樣的無線服務是很困難的。能量檢測方式可利用FFT得到頻譜,但很難分辨出調制方式等。循環平穩方式會對每種調制方式及符號速度取特定的值,可以辨別出調制方式,但其缺點在于計算過程很復雜。
篇2
21世紀是生命科學(亦稱生物學)的世紀,這已成為人們的共識。據權威機構預測,在新的世紀里,生命科學將成為新一輪自然科學革命的中心。為了普及生命科學教育,適應國家和社會對復合型人才的培養需要,在高校開設生命科學公共選修課,對于優化非生物學類專業人才培養模式,提高非生物學類大學生的科學素質和綜合素質都具有十分重要的意義。
一、高等教育改革發展的需要
在現代科學技術飛速發展的今天,現代教育技術的發展也十分迅猛,這必將引起高等教育全方位的深刻變革,尤其在教學內容、教學方法和教學手段等方面更為突出。我國高等教育部門正在把握時展的機遇,關注世界教育技術的前沿動態,并結合中國的實際情況,改革舊的教育模式、教育內容、教學方法和教學手段,為培養跨世紀的高素質人才作出應有的貢獻。[1]
20世紀末,美國、日本等發達國家都已把生命科學的發展放在首位,在這樣一個科技競爭、人才競爭的大變革時代,我國的高等教育如果不能跟上時代的步伐,與時俱進,就會與發達國家的差距越來越大。知識經濟時代需要的人才規格較之工業經濟時代有了很大的變化,這就要求教育必須處理好“專才”與“通才”的關系[2],尤其對高等教育提出了更高的要求,即跨學科專業的建設勢在必行,要允許學生在系際、校際選修課程,甚至在必要時可以中途轉系、轉校國家教育部頒發了《高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃》,在對于“非生物學類專業生物學基礎課教學內容和課程體系改革研究”這一項目中,對于在高校非生物學類本科生中開設生命科學公共選修課提出了更新、更高的要求。高等教育專業和課程設置將出現多樣化,從未來社會對社會成員的要求出發,對傳統的學科課程體系進行改革,確立高等教育應為快速發展的未來社會培養綜合型高素質人才。通過課程設置的改革,使學生在整個學習過程中,既有約束,又有自由學習的課程。[3]要求通過這樣的學習,使學生具有牢固的、經久發揮作用的核心基礎知識,又具有個性的、寬而廣的知識面。新的教學模式不僅是傳授知識,關鍵是為了培訓大學生的技能,培養大學生以全新的方式,用新的思維模式來思考問題,解決問題。我們知道不同學科有不同的思維方式、方法,生命科學也不例外,為了便于學生今后的學習和工作需要,給非生物學類學生開設生命科學選修課,有利于培養學生生命科學的思維方式、方法。
教育部、國家發展計劃委員會共同研究決定,首批批準在北京大學、清華大學等36所高校建立“國家生命科學與技術人才培養基地”。據介紹,國家生命科學與技術人才培養基地(下文簡稱“基地”)是生物高新技術產業中人才鏈、技術鏈和產業鏈三者的結合體,通過積極開展新產品、新技術、新工藝的研發和與管理水平高、綜合實力強、技術手段新、科技含量高的企業合作,促進高校科技成果轉化及產業化。[4]“基地”在完成國家建設目標,進行高層次生命科學領域專業人才培養工作的基礎上,針對現階段大學非生物學類學生和教師缺乏現代生命科學知識和意識、造成不利于學科間的交叉融合和結構調整的現狀,從今年秋季學期開始,率先為全校非生物學類學生開設生命科學基礎普及課程,加快校內外生命科學課程教師的培養。
高校給非生物學類學生開設生命科學選修課,要延續從選修到必修,從普及型課程到提高型課程,從學分少到學分多的發展過程,在課程設置上要有系列性,延續性。要有一批專門從事公共生命科學選修課教學和研究的教師,并能在教材編寫工作中作一些探討。
二、生命科學發展的需要
在20世紀里,生命科學有了重大的進展,以至在自然科學中越來越居于顯赫的地位。2000年4月6日諾貝爾獎得主楊振寧在南京的一個題為《中國文化與科學》的演講中指出,“假如說20世紀是物理學世紀的話,那么21世紀將是生物學世紀。生物學對人類的價值觀念的影響恐怕比物理學對世界的影響更深遠……”生命科學一直是農學和醫學的基礎,對農業、醫療、制藥等方面的發展有著深刻的影響,進而擴展到食品、化工、環保、能源、信息等方面。因此,生命科學的發展與人類的未來息息相關。[5]人類社會所面臨的一系列重大問題,如人口、糧食、資源、環境、健康等,都對生命科學給予了重大的希望。如果我們瀏覽一下生命科學的方方面面,就會發現,生命科學的分支已多得難以計數,更有大量的邊緣學科和交叉學科不斷出現。學科間相互交叉,互相滲透,生命科學將會得到更大的發展,對整個科學發展將起到巨大的推動作用,它將與19世紀末20世紀初的物理學所起的作用一樣,成為科學革命的中心。自然科學和社會科學的融合,以至在人類思維向高級階段發展的歷史使命中,生命科學將起著越來越重大的作用。認識和了解生命科學的基礎知識、基本概念對學習其他科學知識也有幫助。
人類進入21世紀,生物技術已不再是單純的生命科學的研究手段,它已經從生命科學的實驗室里走出來,成為一種獨立的產業力量,近幾十年來,生物公司和相關的機構如雨后春筍般地建立起來。生物技術緊接信息技術而崛起,并對人類社會的發展起著巨大的推動作用,它將在生態環境、倫理、道德、法律等方面引發一系列新的變化,也帶來一系列需要解決的問題。[6]例如克隆人類胚胎的研究將給21世紀的醫學發展帶來不可估量的影響,但是克隆人的出現將給未來社會、倫理道德和法律帶來嚴重的后果。轉基因技術可提高農作物產量,節省未開發土地,從而為野生生物提供更大的生存空間。然而,轉基因食品的安全問題是我們不得不擔憂的,轉基因食品究竟會不會對人產生有害的作用,科學界目前對此尚無定論。類似的還有生物多樣性、生態與環境等。這些問題已不僅僅是生命科學領域所能單獨解決的問題,還需要相關學科領域共同解決。
三、社會和經濟發展的需要
20世紀科學技術突飛猛進的發展已充分證明,人類生存方式的技術含金量滲透到了社會關系的方方面面。信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、航天技術、海洋技術等世界高新技術及高技術產業的發展,對社會經濟和生活產生了日益深刻的影響。生物技術和生命科學的研究更為直接地面對著人的生命,影響人的生命意義和生存方式。在全球經濟一體化、政治多級化、科學多元化的今天,我們培養的大學生要能在參與國際、國內競爭中立于不敗之地,沒有高素質是不行的。生命科學和生物技術的迅速發展,必然進入產業化,這僅僅依靠生命科學專業人才是不夠的,還需要其他方面的人才,而這些人必須懂一些生命科學方面的知識,因此,我們的高等教育必須在非生物學類學生中全面開設生命科學選修課。另外,由于學科交叉,知識相互滲透,從事其他行業的人也需要掌握一些有關生命科學方面的知識,如果知識面太窄,那將對個人的發展起到很大的制約作用。教育是為經濟社會發展服務的,社會要求通才,全才,高校有義務培養社會需要的人才。這就要求今天的學生在校學習期間不斷培養自己適應知識變化,工作變化,環境變化及人類生存的能力。
另外在我國的社會經濟發展過程中現已出現諸如人口、資源、能源、環保等方面的問題,并且已經或將為之付出沉重的代價。國家已經意識到問題的嚴重性,提出了可持續發展戰略目標。要使經濟的發展同人口增長、資源利用與環境保護相適應,實現資源、環境的承載能力與經濟社會發展相協調,從人口、資源、環境、經濟、社會相互協調中推動經濟建設發展,并在發展中帶動人口、資源、環境問題的解決而所有這些都與生命科學有著千絲萬縷的聯系。我們的大學生是一個特殊的群體,他們是未來社會發展與經濟建設的生力軍,他們認識和了解這些問題對他們將來從事經濟建設有著十分重要的意義。
作為知識經濟的主體,強調的不僅僅是對勞動的某一方面知識的掌握和應用,而是對各類知識的整合。因此在高校非生物學類學生中開設生命科學選修課,是勢在必行的,但是由于課時的限制,不可能系統地、深層次地傳授給學生許多有關生命科學方面的知識,其目的主要是通過在講授某些生命科學知識的同時,以知識為“載體”,培養學生的現代生命科學意識和思維方式,更好地為經濟社會服務。
四、知識經濟時代對大學生綜合素質的要求
大學生對生命科學的了解僅僅停留在中學的水平上,而那些知識畢竟是最簡單,最基礎的知識,根本不能滿足大學生閱讀比較專業的生物雜志和文章的需要,更不能滿足學生自學生命科學的需要。如果要進一步提高大學生生命科學方面的知識,那么在高校非生物學類學生中開設生命科學選修課就顯得非常必要。[7]
知識經濟要求教育部門培養出具有多種知識及多元文化融合能力的新型人才,這是因為,在知識經濟條件下,知識具有系統性、綜合性和整合性的特征,作為知識經濟的主體,強調的不僅僅是對勞動的某一方面知識的掌握和應用,而是對各類知識的整合。因此在高校非生物學類學生中開設生命科學選修課,是勢在必行的,以知識為“載體”,培養學生的現代生命科學意識和思維方式,更好地為經濟社會服務。
參考文獻
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[2]向顯智,陳強.現代科學技術概論[M].武漢:湖北教育出版社,2000.
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[4]杜占文.世界不需要轉基因食品[J].科技文萃,2001,(11).
[5]李柯.生物技術挑戰信息技術[J].科技文萃,2001,(9).
[6]高力.制約規范生命技術,符合人類整體利益[N].科技時報,1999.
篇3
我國生物工程專業專門培養掌握生物化學技術及其產業化的科學原理,掌握現代生物學、生化反應工程、酶工程、基因工程、發酵工程等生物工程技術,具有研究和開發生物化工產品、生物保健品、生物藥品的能力,能夠在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術、新產品研制開發等工作的高級科技人才;
生物工程屬于工科,是由微生物學、化學、生物化學、化學工程和計算機科學等相互交叉發展而成的一門復合性學科,被視為21世紀三大前沿學科之一,是生命科學通向應用領域的橋梁學科。即生物工程是對生物進行創造和設計,對生命有機體按照預先設計的藍圖,在分子、細胞、組織和個體等不同層次上進行新的構思,然后結合工程學科的知識用它們大規模的生產出各種對人類有益的生物產品,在醫藥,農業,環境,能源,采礦等方面,特別是在人體生命科學方面,有非常突出的作用。
(來源:文章屋網 )
篇4
八年來,我主持和參加了具有國際一流水平的國內第一個基因芯片技術平臺的創建,開發了寡核苷酸芯片等一系列基因芯片產品,生產出國內第一塊基因芯片,4項技術成果通過*市科委成果鑒定委員會鑒定,4項成果被認定為*市高新技術成果轉化項目,5項成果填補國內空白,在我國基因技術研究與應用方面起到了引領作用,為生命科學研究領域提供了有力的工具。雖然我只是做了一個科技工作者應該做的事情,可是黨和政府卻給了我許多榮譽:從*市十大工人發明家、到全國職工創新能手、國務院政府特殊津貼專家、*市勞動模范的崇高榮譽。為此,我衷心地感謝黨和政府對我的關懷,感謝*人民對我的信任。
我出生在四川的一個教師家庭,曾是一個山里的女孩,1982年來到復旦大學遺傳學專業學習,在黨的教育培養下完成了本科、碩士和博士學業,當上了一名大學教師。為了提高自己的學術水平,更好地掌握現代生物學的一些尖端技術,我于1997年6月辭去復旦大學的教師工作,去美國紐約州立大學布法羅分校做博士后深造。在美留學期間,我專心致志學習,得到了指導老師的幫助和贊賞。當時國內正發大水,我參加了當地留學生團體組織的捐款賑災活動,心靈受到了強烈震撼,我覺得身在異國他鄉,就像浮萍一樣,找不到根的感覺,只有回到祖國,回到親人身邊,心里才能有一種踏實感。我的內心總是在想,我真正的事業應該在祖國,在*這塊熱土。
1998年10月的一天,我接到了我先生的越洋電話,他告訴我復旦大學剛剛開始搞人類基因組研究,復旦的老師也希望我能回來,從事這項對我來說是全新的事業。這一夜,我失眠了。斗爭了一夜,最后我決定回到祖國,接受這個生命科學的挑戰!1999年1月,我毅然放棄了在美國獲得工作簽證、2萬多美金年薪和可以申請到綠卡等優厚待遇的機會,回到了祖國母親的懷抱,回到了*,為我國生命科學而探秘和攻堅!回國以后,出于對人類健康事業的追求,我在回到復旦大學的同時加入了聯合基因科技集團。聯合基因是一家民營高科技企業,成立于1997年,它以人類新基因為核心,通過研究具有自主知識產權的基因功能,并實現產業化,造福人類。
基因芯片技術是隨著基因組計劃而產生的新技術,已成為功能基因組研究中必不可少的手段。我一上任便受命負責基因芯片技術平臺的組建和技術攻關,強烈的事業心和使命感,驅使我帶領一群年輕技術人員風風火火地干開了。基因芯片技術平臺的組建和研發是一項全新的工作,僅憑過去學到的知識是遠遠不夠的,況且當時在國內又沒有這方面的專業指導人員,一切都得從零開始,其間遇到的困難和坎坷是一般人難以想象的。我一面埋頭于圖書館和資料室,廢寢忘食地查閱文獻資料,一面想方設法與國外同行建立聯系,虛心向他們請教,經過一段時間的努力,芯片研發工作開始有了新的進展。然而,要想真正獲得屬于自己的東西光有文獻和靠別人的介紹是遠遠不夠的,必須得自己親自去摸索和實踐,走自主創新的道路。在那些日子里,早上我騎車帶著女兒去上學,可我一路上還在想著“芯片”研究,最后竟然多次把女兒帶到了我公司門口。
懷著對科學的一腔追求,我日以繼夜,每天工作十多個小時,有時靈感上來了,半夜也會立即起身連夜研究。就這樣,我邊實驗,邊研究,邊攻克難題,在吸收消化國外技術經驗的基礎上進行創新。一次次實驗的失敗,沒能阻止我們研究的步伐;一次次難題的破解,增強了我掌握尖端芯片技術的信心。功夫不負有心人。經過半年的苦戰,我們的研究工作終于取得了重大突破,一個國內首創、國際一流的基因芯片技術平臺在我們手中建成了。一時間國內各大媒體都競相報道了這一振奮人心的消息,中國人攻克基因芯片技術平臺僅僅用了半年時間,在國外一般至少要一年以上時間才能完成。“*速度”,讓國際同行也為之震動!美國cDNA微陣列基因芯片創始人之一MarkSchena博士曾先后兩次到聯合基因參觀交流,對我們所取得的成果表示驚訝和贊賞,回國后,他立即向國際基因組織發出呼吁,要求即將召開的國際大會增加一個來自中國*女學者名額。*年11月我被邀請參加了在美國費城召開的“chiptohits*”國際大會。
如果說,基因芯片技術平臺的建立為基因芯片的研究和產品開發提供了強有力的支持。那么,通過不斷完善技術,我又開發了表達譜系列芯片等十多種基因芯片產品,這些科研成果,在人類重大疾病的發病機理、醫學診斷、個性化治療、疾病易感基因檢測、藥物開發等方面發揮了重要作用。我研究開發的基因芯片技術及衍生的產品不僅推動了基因技術產業發展,同時還為功能基因組學等生命科學研究領域提供了有力的研究工具,打破了高端科研試劑長期依賴進口的局面。為國家節省了大量的外匯。因為我們研究的成果有著科學的前瞻性,因此我們的兩個項目分別獲得*市優秀新產品一等獎、科技進步一等獎。博星基因芯片公司也由此成了國內生物技術領域里一顆耀眼的新星。
*年以來我又投身于全民健康系統工程,把基因技術直接用于普通百姓的疾病易感基因檢測,促進了我國生物技術產業化發展。現在無論是生病的或是沒病的,通過我們的基因“芯片”,即可檢測出各人的身體健康狀況,讓每一個人都可以探知自己生命的全部奧秘。
篇5
20世紀90年代中期以來,培養兼備高科學素質和高人文精神的全面發展型人才成為當今高等教育培養的主要目標。在大學文化素質教育的推動下,通識教育作為一種具有廣泛性、非專業性、非功利性的基本知識、技能和態度的教育,已成為人才綜合素質培養的重要環節,被世界各大學普遍接受,它與專業教育相輔相成,成為高等教育教學不可分割的兩個部分,并日益受到教育界的重視和關注。
由于現代生命科學的迅猛發展,生命科學的理念已經逐步滲透到自然科學與社會科學的各個領域,甚至是我們的生活當中,如工業、農業、醫療、藥物、食品、環境、法律、倫理等等,并與這些領域相互融合,相互影響,使之成為自然科學中向前飛速發展的帶頭學科;同時人類生存和發展的諸多重大問題也與生命科學息息相關,并對未來社會的發展將產生深遠的影響。因此在大學本科生中進行生命科學的素質教育,對完善學生知識結構,培養具有現代生命科學意識的綜合人才具有重要作用,已經成為高等教育中“通識教育”不可缺少的重要組成部分。自哈佛大學首先將生命科學課程設為通識教育“核心課程”后,國內外很多高校都將生命科學列為通識教育的重要課程。但是,在通識教育的認識和實施上仍存在許多片面和不足,如何拓寬學生的基礎知識,怎樣提高人才的質量,體現真正意義上的“全人教育”,并如何體現有別于專業知識和技能的培養,依然是目前高校通識課程教學上面臨的巨大挑戰。
暨南大學是一所招收境內、境外學生的綜合性僑辦大學,素有“華僑最高學府”之稱,其明顯的辦學特色就是擁有比例較高的外招生,獨特的生源結構使得外招生的教學背景、文化基礎等與內招生存在著很大差異;同時暨南大學又是一所相對文科專業較多的高校,文科生較多,由于國內中學時代過早的文理分科,導致文科生的自然科學基礎相對薄弱,這些特點都給暨南大學的生命科學通識教育課程的教學帶來了很大困難。為了更好地推進通識教育中“育”的理念,筆者結合這幾年開設的“基因與生活”通識課程的教學實踐,在教學內容、教學方法與手段、考核方式等方面進行了一定的改革與嘗試,來探索僑校生命科學類通識教育的教學模式。
一、優化教學內容,立足“理論基礎,成果前沿”
誠如清華大學原校長梅貽琦先生所述:“通識,一般生活之準備也;專識,特種事業之準備也。通識之用,不止潤身而已,亦所以通于人。信如此論,則通識為本,而專識為末。社會所需要者,通才為大,而專家次之。”因此,通識教育應有別于專業教育,不應把過多的應用性和專業性較強的知識列入通識課程中,應結合高校自身的辦學特點和通識課程的教學目標,制定適宜的教學內容。
我們開設的“基因與生活”通識課程,主要涉及的是生命科學領域中非常重要的區域――基因技術的研究和發展,其在近半個世紀中的發展之快、對人類生活和社會發展影響之大是人類始料未及的。這門課程面向的是暨大非生物專業的所有學生,主要的授課對象是各人文社科專業的文科學生和生物專業以外的理工科學生,其中也包括大量的外招生。內外招學生因社會制度、教育體制、教學內容的不同而導致文化課的基礎和背景差別很大,外招生思維比較活躍,但理論知識相對比較貧乏,而文科生的自然科學理論知識基礎又相對薄弱等等問題,針對這些特點,我們在教學內容上進行了較大的調整,采用“理論基礎,成果前沿”原則:(1)基因技術的基礎理論知識力求深入淺出、通俗易懂,主要是向學生普及基因的一些基本知識和技術,拓寬學生的知識結構,提高學生的科學素質。(2)緊扣基因技術與人類生活及社會其他領域密切相關的宗旨,在教學內容中安排了“人類基因組計劃”、“基因突變與基因病”、“基因工程與轉基因生物”、“基因診斷與治療”等章節,展示基因技術在現代社會中的實用性,提高學生對生命科學研究的興趣。(3)基因技術是生命科學的前沿和尖端學科,近年來新技術、新發展、新成果層出不窮,我們隨時根據學科發展動態,將基因領域最新的研究成果和前沿發展動態引入教學當中,如“人造生命”成果一公布于世,我們就引導學生探究,使學生了解和掌握最新的生物技術,拓展學生的知識面。(4)基因領域有很多創造性的成果因其對人類和社會杰出的貢獻而獲得了諾貝爾獎,因此在教學內容中我們又增加了對獲得諾貝爾獎的學者和成果的著重介紹,不但豐富了課堂教學內容,同時宣揚諾貝爾的精神也有助于當代大學生樹立崇高的理想,大膽探索,勇于創新。(5)由于很多基因技術和基因研究目前屬于新生事物,存在著很大的爭議,因此我們在課程教學內容中專門設置了一章“基因專題”,介紹目前基因領域最具爭議的事件,如克隆人的爭議、轉基因食品的安全、基因財富與掠奪、基因武器、基因專利等等,激發學生對生命科學的求知熱情和探索興趣,提高學生創新思維能力和解決科學難題的能力。
二、課堂教學手段和方法多元化,發揮學生主體作用
通識教育是一種以人為本的教育,在教學中應將通識教育、以學生為主體的教育理念貫穿整個課堂的全過程。此我們在通識課程的課堂教學中,遵循有利于發揮學生是“教育主體”、有利于學生“學會學習”的原則,改變以往傳統的“滿堂灌”的教學方法,在教學上采用多元化、相對比較靈活的授課手段,激發學生的課堂學習興趣:(1)借助多媒體、視頻、影像資料等現代化的教學手段,圖文并茂地講解相對比較深奧的基礎理論知識和技術。如在學習DNA的雙螺旋結構時,采用大量圖片結合背景資料介紹當年Watson和Crick發現DNA雙螺旋的經過,使學生不但了解了DNA的結構,同時也對兩位發現者和DNA發現過程有了更深入的了解;在學習遺傳中心法則時,采用動畫手段和視頻資料的方法,使相對枯燥的復制、轉錄和翻譯的過程變得形象化、直觀化、生動化,使學生在輕松愉快的氛圍中接受了相對枯燥的理論知識,印象深刻。(2)采用案例式、研討式、問題式等多元化教學手段,加強課堂互動。在基因專題章節中,對于目前具有爭議的基因事件,我們沒有貿然地將自己的觀點強加于學生,而是利用學生活躍的思維和見解,讓學生自己查找資料,在課堂上各抒己見,發表自己的觀點,引導學生主動思考和學習。如“克隆人的爭議”采取專題討論的方式,“轉基因食品安全性”采用案例式的方法,而“基因財富”則采用講座的形式等,調動學生學習的積極性,活躍了課堂氣氛,十分受學生歡迎。(3)充分利用網絡資源,構建網絡教學平臺,學習新的研究成果。我們在學校的教學網站上搭建了“基因與生活”的本科課程建設,其中包涵課程的簡介、中英文的教學大綱、教材與參考文獻、教學資料與內容等,使學生在課前即對本課程有比較全面的了解。同時在教學中非常注重網絡資源和基因領域的最新成果的融合,讓學生先利用網絡資源查找和了解新的成果和動態,再帶到課堂上進行交流。如“人造生命”的成果剛公布于世,我們就布置學生先借助網絡資源,再在課堂上就此引發人造生命與倫理道德的大討論,使學生時刻關注基因成果與人類社會發展的密切關聯。
三、優化和改進考核評價體系,形成綜合測評
通識教育的目的不是傳授給學生刻板的知識與技術,而是傳授他們正確的思考問題、解決問題的思維方式,開闊他們的知識視野,提高他們的綜合素質。因此在課程考核中,我們采取不同于專業課程考試中單一以知識的難度、深度來衡量學生的做法,從注重對學生知識記憶能力的測評轉向注重對其綜合運用所學知識解決問題能力的考核,在教學過程中開展了多層次的考核方法,形成平時考核與期末成績相結合的綜合考試評價體系:(1)加大平時成績的考核比例。將學生的上課考勤、課堂互動表現、問題討論、作業情況作為平時考核的內容,考查學生在平時課堂上的參與度和表現,激發學生主動學習和積極思考的熱情。(2)期末考試取消卷面考試,采用專題論文的形式,不限定題目,要求學生的論文內容盡可能不與課堂內容相同,進一步拓寬和豐富學生在基因領域的知識,同時培養學生的文獻閱讀和寫作能力。
四、結束語
生命科學是一門迅猛發展的學科,在僑校面向非生物類學生開設有關生命科學的通識課程,幫助學生全面了解人類自身和所處的環境,科學地看待與生命相關的現象和事物,對于提高僑校本科教育質量,拓展學生的知識領域,提高學生的綜合素質是十分有必要的,有著非常重要的現實意義和實用價值。但是在教學上需結合內外招生的知識基礎、教育背景、文化背景、個性特點等多方面的因素,設置合適的教學內容和多樣化的教學方法,才能使學生知識、能力和素質三者得到充分發展,真正實現通識教育促進人全面發展的目的。
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篇6
本科教育作為多層次高等教育體系的基礎階段,是學生基礎知識和綜合素質培養的關鍵時期,在人才培養體系中占有基礎性、先導性地位。加強培養本科生的基本科研能力與創新能力,為我國建設“創新型社會”培養大量的創新型人才,是當前綜合型大學的一項重要的任務。教育部在《關于全面提高高等教育質量的若干意見》中明確表示,要創新人才培養模式,支持本科生參與科研活動,早進課題、早進實驗室、早進團隊[1]。關于進一步加強高等院校本科教學工作的若干意見中也明確提出“積極推動研究型教學,提高大學生的創新能力”。為培養和造就適應社會需要的創新人才,我校正在積極創建“綜合性有特色的教學研究型大學”,逐漸把研究型教學理念與科研實踐融入本科教育的各個環節。生命科學是飛速發展的科學領域,由于該領域科學研究的進展迅速,使得新理論、新技術層出不窮,對從事生命科學科研、應用和教育人才的需求越來越大,要求也越來越高。作為一名從事生命科學領域高等教育的教師,如何在自己的教學科研領域做好教書育人工作,深化教學改革,激勵和培養學生科研能力與創新能力,卓有成效地培養人才,是值得不斷地探索的課題。
一、建立學術導師,完善本科生導師制度
本科生科研的啟蒙與培養來自于具有一定學術造詣、專業素質過硬的優秀教師的指導。早在2002年,隨著北京大學在本科生中全面實行導師制的率先推開,一些高校也紛紛開始了在本科生中建立導師制的探索。本科生導師制是在實行班級制和年級輔導員制的同時,聘請有經驗的老師擔任本科生指導老師,對學生進行指導的教育活動方式,是融教學與學生培養于一體的高等教育新模式[2]。作為211工程重點建設高校,我校早在2005年在學校相關院系實施本科生導師制度,由各業務素質好又熱心學生工作的專業導師(碩導和博導)負責各專業本科生的指導。我校本科生導師的主要職責包括引導學習、指導研究、傳導方法、引導發展、開導思想、疏導心理等,在多年的實踐中,導師制發揮著人才培養的積極作用。為適應高校創新科研人才的培養,近年來我校正在探索由廣義上的本科生導師向學術型導師轉型的探索,建立本科生的學術導師,對本科生進行學術與科研創新的引導與指導。學術型導師需要有高度的責任感和使命感,在本科生日常學習管理中不斷為學生滲透科研精神與創新精神,可以通過以下舉措切實有效開展工作:結合學院每年聘請大量國內外知名學者開展學術報告,有效組織本科生積極聽取報告;有計劃組織參觀、介紹重點實驗室的研究方向、科研成果;介紹本院優秀的教師科研團體與研究方向;有效組織學術帶頭人、教授等不定期地為本科生開展學術講座,介紹學科進展與前沿,對學生感興趣的科研領域及時與相關領域教師溝通并推薦進入實驗室開展研究工作,通過不斷完善與探索,使得導師制度在指導本科生開展科研工作方面發揮著重要的作用。
二、將科研與創新的理念滲透入課程教學
本科階段的課程內容以學生知識積累為基礎,課程學習是本科的主要學習內容,課程學習包括課堂理論學習與實驗室基本技能學習。引導學生創造性應用知識、自主發現問題、研究問題、解決問題,培養科研能力與創新能力的教學模式,在課程教學中需要教師不斷地將科研與創新的理念滲透入課程教學中。課堂教學中進行啟發式教學,引導學生以論文形式進行研討學習。生命科學領域不斷出現新理論、新觀點、新知識、新技術。研究型教學首先必須創新教學內容,雖然本科教學重點是經典知識和傳統技術的學習,但僅僅這樣將遠不能順應學科發展的需要。如何創新教學內容呢?我們的做法是處理好教學內容基礎性與先進性的關系,適當引入學科前沿知識,結合我校教師的研究課題,提出當前的一些研究進展,提出問題啟發學生,引導學生課后利用各種學習資源,查閱相關文獻,進行研討學習。我們在教學中,常常提出一些尚待解決的研究課題或研究熱點啟發學生,在這個過程中,學生要查閱大量相關資料進行深入實際調查研究,要與老師同學交流討論,得出自己的觀點,激發了學生的主觀能動性,進行探究性學習,培養了學生研究和創新思維能力以及理論應用于實踐的能力。
三、積極鼓勵本科生參加科學研究活動
科學研究是人才培養的基本手段,本科生參與科研活動是研究性大學教學法的基本原則[3]。同時科研實踐是理論、技術與實際應用相連接的紐帶。開展科研實踐訓練,是教學和科學研究相結合的研究型教學的重要內容,能有效促進本科生創新精神與實踐能力的培養[4]。建立“以學生為主體、以教師為主導”的基于探索和研究的科研實踐,可以充分激發每個學生的特長和潛能,鼓勵并引導他們的求知欲、創新欲望和探索精神,培養創新意識、創新能力和實踐能力。由于生命科學的科研特性,使得科研實踐在生命科學類本科生的培養中具有重要的意義。我院擁有國家動物學重點實驗室、分子醫學江蘇省重點實驗室、生物技術江蘇省重點實驗室等多個重點實驗室,具有完善、先進的儀器、設備平臺與人力資源優勢,為我院本科生科研活動奠定了實驗技術平臺。多年來學校積極支持本科生的科研活動,為本科生科研創新活動構建了很好的平臺,本科生可以自由組合2~4人的團隊申請江蘇省和學校大學生創新項目(StudentResearch Training,SRT),平均資助金額2000~3000元/項[5]。然而,學生的項目選題必須得到教師的積極鼓勵與支持,因為大多數項目的實施需要在科研實驗室中完成。同時也需要教師在上課期間積極宣傳本學院教師的研究方向與研究動態,激發學生對科研的興趣,也能有效促進學生與從事研究老師的交流,真正融入到學校學院的學術氛圍中。多年來我們一直積極鼓勵本科生參與各種形式的科研實踐,讓學生參與小型科研的設計、實施與總結,時間長至二年,短至四五個月。短時間的科研實踐主要通過本科生參與研究生科研活動進行;一年以上的科研實踐主要是本科生自主申請省級或校級科研創新項目進行。由于教師的熱情鼓勵與宣傳,每年有大批的本科生參與到科研項目的工作中。
四、認真指導學生的科研選題與申報
科研訓練的首要工作是選題。多年來我們指導了多屆學生的科研創新項目的選題申報。如何結合學生興趣選取符合學生當前水平的課題進行創新訓練呢?教師在指導時,首先要對本課題的訓練所達到的預期效果做到心中有數,不僅需要考慮學生的興趣,還要考慮現階段已掌握的專業知識水平,選取有一定創新性和可操作性的科研課題。申報時教師無須包辦代替,完全讓學生自主積極參與團隊的組建與分工、文獻的閱讀、方案的設計、申報書的撰寫等具體環節,讓學生體會到自己是主體,只有這樣才能有利于加強學生科研創新的自信心,激發學生的研究激情,促使學生積極主動地完成科研訓練項目。通過指導學生的選題與申報過程,也是對學生科研能力的培養內容,有效地提高了學生科研創新的主動性、信心與團結協作能力,使得學生能夠順利地獲得項目資助參與后續的科研訓練。
五、保障學生科研項目實施
如果沒有精心的指導,本科生進入科研實驗室后通常是手足無措,很難開展研究工作。作為導師,應該合理安排,建立保障本科生科研項目順利實施的有效措施。我們經過多年的探索,建立了如下舉措:(1)加強本科生的文獻閱讀能力的培養,吸納本科生參與每周一次的研究生文獻交流活動,并讓本科生參與讀書報告的交流;(2)選取優秀的研究生直接指導本科生的科研實踐,研究生負責指導本科生參與實驗室的日常管理、儀器的規范使用、實驗實施的指導等工作;(3)定期交流研究進展與實驗心得,指導解決科研過程中出現的難題,并對學生取得的進展及時給予肯定,讓學生在科研訓練過程中,不斷提高科研能力與創新能力;(4)教師對本科生科研的經費上的支持。盡管學校對本科生申請的科研創新項目有一定經費資助,然而對于從事生命科學領域的實驗研究,也只是杯水車薪,大量的研究經費還是需要指導教師承擔才能保障研究課題的順利進行。通過這些措施,讓本科生對研究工作有了全面的了解,并能真正融入實驗室研究氛圍中,學習到研究技術,并且與研究生相互協調、相互促進,共同發展。
六、及時總結科研活動的實踐成效
本科生參與的科研項目訓練需要提交結題報告,需要教師認真指導學生完成報告的總結與寫作。對研究結果的總結也是科研能力培養的重要環節,教師要指導學生按規范的格式、規范的語言進行寫作;要指導學生應用圖形軟件等處理實驗結果、詳細地描述研究結果、合理地討論研究結果。同時,對研究結果要及時整理成研究,既肯定了學生的辛勤付出,又讓學生有實實在在的收獲,將極大地強化學生的科研熱情,增強學生的自信心。多年來,我們指導的本科生在《中國抗生素雜志》、《藥物生物技術》、《生物技術通訊》、《Appl Microbiol Biotechnol》、《Peptides》、《Protein Expr Purif》等刊物發表文章多篇。并且這些學生在完成本科學習后,都順利進入重點高校或中科院研究所進一步攻讀碩士學位,繼續開展創新性的研究工作。
總之,科學研究是生命科學領域發展的核心動力,對于生命科學領域的本科生的人才培養應加強科研創新能力的培養。作為教育第一線的教師,無論是參與學術導師的工作,還是日常教學與科研工作,都應在各個環節充分調動學生參與科研的積極性,激發學生的創新意識,建立并提升本科生的科研素養、創新精神與科研實踐能力,為國家科技創新戰略的實施不斷培養高質量后備人才。
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篇7
陳執中教授從事多年藥物分析和基因工程藥物研究工作,他針對蛋白質組學研究的分析技術,參考了近年的文獻,結合教學和研究,編著了《蛋白質組學研究的新分析技術及其應用》。本書的特點是突出新分析方法和新的聯用技術,如灌注色譜法、DNA芯片技術和高速逆流色譜等;較常用的液相色譜,質譜聯用技術經改進后也成功地測定了蛋白質分子,應用范圍有了較大的發展。讀者除了學習較新的技術外,也可以對傳統技術有新的理解。全書圖文并茂,內容包括各項技術的原理、發展和應用等方面,便于讀者系統學習和參考使用。
本書是對研究蛋白質組學的新分析技術的一個集中匯總,很好地滿足了從事蛋白質組學研究的科研人員的需求,對科研人員學習提高和研究生培養等有積極的作用。新技術的發展總是迅速的,再好的專著也是對現有技術的總結,同時希望讀者選取自己感興趣的方向進一步深入研究,加快破譯蛋白質的步伐,早日揭示生命活動的本質。
張天民
篇8
衛生部副部長黃潔夫、香港特區食物及衛生局局長周一岳、澳門衛生局副局長陳惟分別率團出席了會議。
據了解,內地、香港、澳門衛生行政高層聯席會議每年舉辦一次,輪流在內地、香港、澳門舉行,商討三地近一年來關心、關注的重大衛生議題,交流成果及會議共識將對來年三地制定衛生政策有所啟迪和借鑒。另悉,下屆會議將在澳門特別行政區召開。
產業聚集中關村,推動生命科學園區大發展
本刊訊(《中國醫藥導報》記者 魯 沂) 10月25日,“生命科學商業模式創新論壇”在北京中關村生命科學園博雅A5項目成功舉行。本次活動由清華EMBA醫藥協會、博雅A5項目、《EMBA視界》雜志聯合舉辦。相關醫藥類企業、投資機構、行業專家學者、意向客戶等以“促進前沿生命科學發展”為主旨,圍繞商業模式創新,投融資渠道建立,相關基礎設施對行業發展的重要作用等話題,進行了積極熱烈的發言和探討。據悉,此次活動為生命科學領域的產學研各界提供了高水平的交流平臺,以此助推國內生命科學行業的發展。
記者在論壇上了解到,國家對生命科學園所在大中關區域的宏偉規劃已正式出爐。擁有北大背景的北大國際醫院、北醫健康產業園以及博雅A5等為代表的一大批企業或項目的入駐和開工建設,標志著生命科學園區域板塊大發展的引擎已經啟動。
根據北京市政府的規劃,未來5年,北京西北部的昌平區將建設中關村國家自主創新示范區核心區、中關村生命科學園、中關村國家工程技術創新基地,共同推進建設科技商務區(TBD)、未來科技城、沙河大學城等重要產業功能區,最終在京北地區締造出一個世界級高科技產業基地,全面實現以“二區三城百校”為平臺的“大中關”宏偉構想。
在幾大園區中,位于昌平西區的“生命科學園”發展尤為迅速。中關村生命科學園是國家級生物醫藥產業基地,是北京市生物醫藥研發、中試及產業化的重要基地,已有生命科學研究所、生物芯片國家工程研究中心、國家蛋白質組研發及工程中心等60多家高新技術企業入園發展。正是看到了生命科學園的廣闊發展前景,生命科學園二期吸引了北大國際醫院、商務辦公項目“博雅A5”和高端試驗室集群“北醫健康產業園”等項目,充分發揮資源聚集效應,共同打造生命科學園發展的新引擎。
博雅A5項目定位為中關村全球醫藥健康企業微總部,與北大國際醫院、北醫健康產業園僅一街之臨。依托北大國際醫院強大的醫療資源支持,北醫健康產業園雄厚的醫藥產業保障,以及生命科學園區綠色環保的生態環境和國際水準的智能化管理系統,博雅A5不僅為醫療醫藥健康產業鏈的上下游企業提供辦公物業,產品包括小型企業辦公室、平層加速平臺和企業獨棟三大類型,并且輔以1.2萬平米商業作為整個生命科學園的商業配套,加上醫療醫藥的健康配套,為企業搭建“展示平臺”、“交流平臺”和“金融平臺”,成為中小企業快速發展的助推器。
另悉,北大國際醫院目前項目主體結構已正式完工,2013年正式投入運營,建成后的醫療綜合樓將成為亞洲最大單體醫療建筑。醫院下設36個醫療中心、49個學科,床位數達1800張。
北醫健康產業園位于北大國際醫院南端,園區專注于生物醫藥領域,擁有8萬平米的專業實驗室,所有實驗室均滿足FDA認證的GLP標準,是北京唯一、中國領先的高端實驗室集群。北醫健康產業園將匯集實驗樓、孵化器、科研樓、培訓中心、宿舍樓等多功能建筑,成為北京最具實力的醫藥產業化基地。
未來,北大國際醫院、北醫健康產業園和博雅A5將發揮多產業聚集的效應,在生命科學園核心區域形成積極聯動,中關村生命科學園板塊的的區域價值將得到進一步凸顯。
河南南陽基層醫療機構為患者減負近兩千萬元
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生物化學是從分子水平和化學變化的深度闡明生命活動機理的科學,是整個生命科學的領先學科和中心支柱。近幾十年來生命科學取得驚人成就,生物化學也成為該領域最活躍的學科之一,是發展生命科學各學科和生物工程技術的重要基礎,特別是21世紀隨著人類基因組框架圖的繪制完成,生命科學邁入了后基因時代,應用各種生物化學技術手段也成為生命科學研究領域的主流,作為生命科學基礎學科的生物化學無論從理論還是從實驗技術方面都占有重要的地位。生物化學及其實驗課程是生物工程等專業開設的重要專業基礎課,其教學效果直接影響到學生對后續課程,如微生物學、基因工程與分子生物學、微生物生理學、酶工程等的學習。在學習生物化學理論的同時,需要通過實驗來驗證所學理論,以便熟練掌握實驗技能,為今后繼續深造和參加科學研究打下堅實的基礎。
筆者所在學院開辦生物工程專業已有二十余年,其前身是原貴州工學院輕工系1986年建立的發酵工程專業。生物化學及其實驗課程是目前我院生物工程、釀酒工程、食品科學與工程的專業基礎課,其教學地位十分重要。然而目前生物化學實驗教學面臨的主要困境是開設的實驗項目較為陳舊,人均實驗學時偏少,難以適應現代生物化學的研究與發展,也不能滿足學生掌握新技術、新方法的要求。針對現有生物化學實驗教學的不足,筆者認為通過大學生創新性實驗計劃,可以激發學生的主觀能動性,提高他們的實驗動手能力以及分析問題和解決問題的能力。
一、生物化學實驗教學存在的主要問題
我院自開設生物化學實驗課程以來,雖然實驗內容經過多次調整和改進,但受制于實驗經費不足、師資缺乏,以及教學改革帶來的課程學時壓縮等因素,目前開展的實驗教學已很難適應現代生物化學的研究與發展。筆者認為當前實驗教學主要存在以下幾方面問題,需要進一步改進才能提高整個生物化學課程的教學效果。
1.人均實驗學時少,學生缺少足夠的動手訓練機會。筆者所在學院開設的生物化學實驗課程主要面向生物工程和釀酒工程專業。生物化學是一門理論和實驗結合很強的課程,需要開設足夠的實驗來驗證相關的理論知識,同時提高學生的實際動手能力。然而隨著多次教學改革的實施,實踐教學部分得到加強,課堂教學和實驗教學課時卻減少了。目前我院生物化學實驗課程總共16~18學時,遠遠低于省外一般大學和211院校,無法滿足學生對該門課程的實際實驗需求。另一方面,由于受實驗經費、場地以及師資匱乏等因素的制約,學生在開展實驗時往往2~4人一組,每個人只負責實驗的某個環節,很多實驗不是獨立完成,因而學生缺少必要的實驗鍛煉。雖然近幾年在省政府的大力支持下,學校基礎實驗教學用地等方面得到很大提升,但短期內很難顯著提高學生人均實驗學時數。
2.驗證性實驗為主,限制了學生的創造性。目前我院生物化學課程開設的實驗,如氨基酸的層析分離、酪蛋白的制備、考馬斯亮藍法測定蛋白質等,大多屬于驗證性實驗,而綜合性實驗比較少。由于驗證性實驗一般都會有比較明確的實驗預期,所以可能會出現一些學生實驗不認真,甚至根據預期編造實驗結果,同時抄襲他人實驗報告的現象也時有發生,這些都不利于培養學生的嚴謹學風。另一方面,生物化學屬于專業基礎課,筆者所在學院一般安排在大二上學期開設該門課程,而這階段學生思維還是沿襲了高中的授課方式,以老師灌輸為主,學生的動手能力及自主思維創新的能力較差。雖然授課教師會反復強調課前預習的重要性,但由于很多學生自覺性較差,并不能按時預習。在實驗的過程中只是按照實驗教材中的步驟機械地進行,部分同學對實驗的原理、步驟和現象不理解,教學效果欠佳。長此以往就會造成學生慣于接受、疏于思考、依賴性變強的惡性循環,其主觀能動性和創造性進一步降低。
3.開設的實驗內容滯后,難以滿足現代生物技術發展需求。隨著學校辦學規模的提高以及專業的進一步細化,最近我院在原先生物工程基礎上,結合貴州省白酒產業發展的需求,新開辦了釀酒工程專業,這對生物化學及實驗教學提出了新要求。目前生物化學教學一直沿用原先發酵工程的模式,實驗內容及大綱只是在原有基礎上做了細微的調整,沒有體現各專業對生化實驗技能的特殊要求。另一方面,最近十幾年生物技術突飛猛進,生命科學邁入了后基因時代,應用各種生物化學技術手段也成為生命科學研究領域的主流。受制于教學條件和師資力量的匱乏,我院目前開設的生物化學實驗課程基本停留在簡單的定性驗證,且實驗對象大多數集中在糖和蛋白質,核酸部分的實驗學時偏少,學生很難接觸到分子生物和基因工程等先進儀器設備,難以掌握現代生物技術的實驗技能。
二、大學生創新性實驗計劃對教學的促進作用
為了全面提高學生的創新能力和綜合素質,教育部和許多院校都設立了以本科生為主體的創新能力培養計劃,即國家大學生創新性實驗計劃,其目的是通過學生參與科研實驗,激發他們的學習興趣和創新精神,鍛煉他們分析問題和解決問題的能力。近年來,我校也加強了本科生創新能力的培養,設立了專項經費用于支持大學生創新性實驗計劃。筆者這幾年作為指導教師,帶領本科生完成了國家大學生創新性實驗計劃和貴州大學大學生創新性實驗計劃。通過這些計劃的實施,學生動手能力和綜合素質普遍得到加強,可以一定程度上彌補現有實驗教學的缺陷。
1.實驗時間有保障,動手能力得到加強。教學實驗一般要求學生在規定的時間內完成,且教學課時比較少,所以很多學生缺少機會進行充足訓練。相比而言,大學生創新性實驗計劃則比較靈活,一般是在空余時間安排學生進行實驗。雖然大部分創新性實驗計劃只資助半年或一年,但項目結束后仍可在老師指導下繼續參加導師項目研究,甚至還可以結合本科畢業論文進行持續鍛煉,因而學生做實驗的時間有充分保障。另一方面,大學生創新性實驗計劃遠遠大于教學實驗工作量,雖然每位參與學生在課題執行中承擔各自的任務,但人均實驗量還是比較大,學生有充足的時間來鍛煉動手能力。
2.進一步開闊學生的視野。本科教學實驗開設的內容相對比較滯后,無法滿足學生對掌握新技術、新方法的需求。創新性實驗計劃的模式是按照科研項目的評價體系來申報和驗收的,因而實驗需要突顯一定的創新性。本科生在參與大學生創新性實驗計劃時,需要在老師指導下閱讀一定量的文獻,了解與研究相關的前沿技術,同時在實施過程中有機會接觸和使用先進的儀器設備。近年來生物科學進展日新月異,特別是后基因時代涌現很多新技術和新方法,而現有的實驗教學基本停留在原先的模式,學生很難掌握日益革新的實驗技能。通過大學生創新性實驗計劃的實施,可以進一步拓寬學生的視野,提高他們的綜合實力。
3.激發學生主觀能動性和創造力。本科生物化學開設的實驗大多屬于驗證性質,同時實驗內容較為單一,缺少對知識理論的綜合運用。相比而言,大學生創新性實驗計劃的基本屬于探索性研究,實驗結果一般不可預知,這可以在一定程度上激發學生的主觀能動性。創新性實驗計劃的實驗較為系統,不僅僅是由單一實驗構成,需要學生對知識的綜合運用。筆者指導的大學生創新性實驗計劃,需要學生完成微生物的接種和培養,固態發酵工藝的控制和優化,以及蛋白酶的分離純化和酶促反應動力學測定,不僅要求學生掌握蛋白質化學的基本理論和實驗技能,同時也加強了學生對微生物培養這塊的理論和實驗操作技能。另一方面,在創新計劃的實施過程中,除了前幾次實驗需要指導老師進行準備和示范,后續的研究一般要求學生學會獨立設計方案,并進行相關實驗準備和具體實施,在遇到問題時能夠通過小組討論,提出解決問題的切實方案。因此,通過大學生創新性實驗計劃的實施,可以激發學生主觀能動性和創造力。
三、結語與展望
通過大學生創新性試驗計劃的實施,可以一定程度上解決現有生物化學實驗教學中的一些弊端,并激發學生的主觀能動性和創造力,全面提高學生的綜合素質,滿足學生掌握新技術、新方法的要求。然而受資金等因素的限制,大學生創新性試驗計劃只能在有限的范圍內開展。考慮到一般學校很多老師的科研項目與生物化學專業知識體系密切相關,所以筆者認為可以將學生吸納到教師的科研實驗進行鍛煉,讓更多的學生有機會接觸前沿技術,并通過創新研究提高自身的綜合實力。
參考文獻:
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在活動間隙的采訪中,北京中關村生命科學園發展有限責任公司總經理郭利告訴記者,今年生命園將啟動擴區進程,為園區的進一步發展拓展更廣闊空間。
生命園新春之際已開始謀劃新一輪發展藍圖。
2009園區創新成果閃耀
“生命園最大的特征是以高端研發為主,聚集的企業以自主創新的居多,擁有自主知識產權的居多。目前,生命園內的企業百分之八、九十都是海歸人才學成回國后自己創辦的,這一點很重要,也是生命園區別于其他生物醫藥產業園區的明顯特點。”郭利說。
記者了解到,在過去的一年里,中關村生命科學園入駐機構和企業涌現出一大批國內外尖端科研成果,令人贊嘆不已。
園區企業博奧生物被北京市人民政府、科學技術部和中國科學院確立為首批“中關村國家自主創新示范區創新型企業”,并獲得2009年北京企業評價協會科技創新獎。博奧生物的晶芯微陣列芯片點樣系統和晶芯實時熒光定量PCR儀榮獲有中國工業設計“奧斯卡”之稱的“2009中國創新設計紅星獎”,其激光共聚焦掃描儀獲首批“國家自主創新產品”稱號。博奧的晶芯九項遺傳性耳聾基因檢測試劑盒(微陣列芯片法)成為世界上首款獲得國家監管部門批準,用于臨床診斷的遺傳性耳聾基因檢測芯片產品,也是我國在生物芯片臨床應用領域的重大突破。
瑞奇外科的“一次性使用RCS系列端端吻合器”項目和同昕生物的“EB病毒Rta蛋白抗體IgG檢測試劑盒(酶聯免疫法)”項目被同時納入北京市自主創新產品目錄。
萬泰公司成為昌平區首批“產學研一體化示范企業”,13種試劑獲得北京市自主創新產品證書,其甲型流感病毒抗原快速診斷試劑通過科技部篩選。
保諾公司在呼吸道和炎性疾病藥物研發方面與阿斯利康開展進一步合作,充分展示了自身的創新能力和雄厚的綜合藥物研發服務實力,被北京市認定為首批技術先進型服務外包企業。
在賀福初院士等科學家的倡導下,蛋白質科學研究設施國家重大科技基礎設施項目被列入國家高技術產業發展計劃并落戶園區。
園區生物醫藥科技孵化公司被認定為國家級高新技術創業服務中心,成為孵化器行業中的國家隊。
生命園的科技領軍人物――生物芯片北京國家工程研究中心主任兼技術總監、博奧生物總裁程京教授正式當選中國工程院院士;瑞奇外科CEO方云才博士人選北京市首批海外高層次人才(海聚工程)計劃,成為北京市首批獲此榮譽的創業者之一。
系列重大項目相繼奠基開工
2009年末,中關村生命科學園三項重點工程舉行了密集的開工奠基儀式。
11月30日,中關村生命科學園生物技術研發中心項目在昌平區啟動。作為國家級生物醫藥、生物技術和新醫藥高科技產業創新基地之一,中關村生命科學園通過多年的建設與發展,目前已成功聚集了一大批國內外知名的企業和科研機構,形成了一系列具有核心自主知識產權的科技創新成果。生物技術研發中心項目的開工建設,是園區完善技術支撐平臺、優化產業發展環境的一項重要舉措,對于增強園區的產業聚集功能,提升整體創新能力具有十分重要的意義。據了解,中關村生命科學園生物技術研發中心是集醫藥研發、綜合辦公、商務配套等多種功能于一體的建筑組群,它將為大中企業、跨國公司和風險投資等中介服務型機構落戶北京提供先進的實驗平臺與優越的辦公環境。其投入使用,標志著園區公共技術服務水平又上了一個新的臺階。
12月8日,泰康人壽郊區總部及健康研究中心舉行奠基儀式。泰康人壽是我國第四大人壽保險公司,在2009年中國企業500強排名中,泰康人壽名列第84位。泰康人壽郊區總部及健康研究中心項目將建成一個包括健康研究中心、全國運營管理中心、健康保險研究中心、信息技術研發中心、職能管理中心等功能在內的綜合性研發基地。項目一期投資7.5億元,首批入駐員工達3000人,未來將為上萬人創造就業機會,并使得中關村生命科學園成為北京首個具有醫療健康保險、醫藥研發、醫療保健服務等完整產業鏈的園區,將大大提高園區的綜合實力和產業聚集能力。
12月17日,先正達生物科技(中國)有限公司暨先正達全球生物技術研究中心奠基儀式在北京中關村生命科學園舉行,這標志著中國首家外資農業生物技術研究機構正式落戶中關村生命科學園。
據了解,先正達生物科技(中國)有限公司是世界領先的農業科技企業瑞士先正達公司的全球第六大研究與技術中心,也是中國首家外資農業生物技術研究機構,2008年選址落戶北京中關村生命科學園。公司于2008年10月正式開始運營,現有員工70余人,計劃兩年內在園區建成世界一流的現代化生物技術研究和創新大廈,并組建一支約200人的高素質科研團隊。該研究中心將專注于玉米、大豆等主要作物生物技術和農藝性狀的研究,用于提高作物產量、抗旱性、抗病蟲害及生物燃料轉化效率等方面。研究中心將與先正達全球研發團隊緊密合作,并與先正達位于美國北卡羅來納州的生物技術研發中心形成互補。
先正達生物技術北京研究中心前五年預計總投資將超過1億美元,是未來先正達在中國從事生物技術科研工作的主要場所。研究中心占地25000多平方米,項目建設包括實驗樓和作物溫室,配備世界領先的設施和設備,并為科研人員提供貼近自然、激發創新的工作氛圍。研究中心有望在2011年竣工并投入運營,屆時將能容納200多名員工,成為生物技術創新和臺作的科研基地,并將持續培養生物技術領域人才,與科研院所實現互惠合作,帶動相關產業的進步和升級。
重大項目的集中啟動,預示了2010年將成為中關村生命科學園開發建設的年,也標志著生命園將在產業發展上謀求新的突破。
機遇面前的謀劃與思索
市委、市政府前不久決定,將整合中關村“一區十園”的相關資源,設立發展集團公司,實現中關村科技園區的跨越式大發展。
市委常委趙鳳桐在今年市人代
會上表示,中關村國家自主創新示范區北部地區將預留出30至40平方公里土地,為產業聚集提供發展空間。
順應這一發展大趨勢,2010年,中關村生命科學園的擴區問題成為年度工作重點。隨著中關村發展集團的成立,中關村“一區十園”的整體資源將得到充分整合,在以海淀、昌平兩區為主的北京市北部新區規劃調整過程中,生命園將有望爭取到新的發展空間。
據郭利介紹,目前生命園整體上升勢頭非常明顯,但受空間資源所限,企業、成果出現外流現象。為解決這一迫切問題,在政府的支持下,生命園計劃在今年盡快啟動東擴和北擴的進程,擴區總面積近3000畝,其中產業用地2000余畝,相當于生命園現有面積的一倍。擴區后,生命園將充分利用新增空間資源,一方面保留本土生物醫藥企業的特色,倡導自主研發,孵化更多中小企業;另一方面,將積極引入具有一定規模的高端生物醫藥品牌企業,為更多高質量企業的進駐預留發展空間。
在建設模式上,郭利認為生物醫藥園區的建設應盡量規避前十幾年建設中常常出現的問題,防止把園區建成“夜城”、“鬼城”,要綜合考慮服務配套設施的跟進,以人性化的設計留住研發人員。
在今后的產業發展上,生命園將更加注重產業鏈形成過程中的產業配置和布局,協同考慮生物醫藥產業上下游企業之間的有機聯系。在園區企業中,多引入與百姓生活息息相關的健康、康復、臨床診斷、食品安全等企業,在產業配置上,盡量形成包括成果、轉化、臨床、實驗,以及直接面向市場的生物產業循環體系,甚至要包括中間環節的服務體系支持,如藥監、醫藥物流等,形成相對配置完善的產業鏈條,帶動地區發展。
“要從長線上進行考慮,讓整個園區的生物醫藥產業做到持續發展。重點是要發展生物醫藥產業的兩頭,一是從源頭上注重引進大型企業或國際品牌企業進駐,二是更注重中間轉化要素和支撐平臺的建設,充分配置社會資源,協助企業做好市場的開發。”郭利說。
篇11
醫學倫理學的發展過程,反映了倫理思想的進步和人類對生命認識的轉變。傳統的醫學人道主義及其醫學倫理思想,基本上是一個以美德論為主體,兼有義務論和生命神圣論的倫理學體系。希波克拉底時代落后的生產力與醫學發展水平決定了當時的人道思想是以_種以醫師美德為主體的義務論的思想模式,西方基督教統治時期則必然地產生一種“鄰人之愛”的普世的人道主義傳統,而近代科學的產生與發展也必然地視人為機器,從而產生一種“機械論”的人道主義思想。二次世界大戰中,一方面人格的嚴重分裂造成了慘無人道的人道主義災難,另一方面也產生了以紅十字運動為代表的國際人道主義合作,出現了眾多的醫學人道主義楷模,使人道主義精神達到歷史的頂峰。現代醫學倫理學的基本原則從某種程度上是對二次世界大戰人道主義災難深入反思的成果。
20世紀中葉以來,科學技術加速度進入醫學領域,使醫學診療水平迅速提高。分子生物學的誕生為醫學科學開辟了新領域,_系列新的技術對傳統的倫理原則產生了沖擊,原有的人道主義理論或對傳統人道主義的理解已不能完全適應現代醫學的現狀,于是,以對新技術應用的道德問題的深層次反思為宗旨的現代醫學人道主義的新形態——生命倫理學應運而生。
2生命倫理學:對新技術的全面審視
生命倫理學的產生與1969年海斯汀中心(TheHastingsCenter)在美國的建立直接相關。該中心自稱為獨立的、超黨派的和公益的研究機構,其任務是為對個人、集體和社會造成影響的健康、醫療和環境問題建立基礎的倫理議題[2]。迄今為止,它仍然是世界知名的生命倫理學研究機構之一。之后,雙月刊《海斯汀中心報告》的出版(1971年)、肯尼迪倫理學研究所的建立(1971年)、《醫學哲學雜志》創刊(1975年)、《生命倫理學百科全書》出版(1978年)成為生命倫理學迅速繁榮的標志。從體系結構來看,生命倫理學基本上是圍繞以下四個維度展開的:倫理理論基礎、問題、原則和技術。
2.1理論基礎
任何理論都是建立在一定的哲學基礎之上的,生命倫理學也是如此。生命倫理學是一門相對年輕的學科,至其產生時,各種倫理思潮已經成熟并相對固定,因此各種倫理學的基礎理論均可作為生命倫理學的基礎,對生命倫理學的價值取向產生重要影響。縱觀當代生命倫理學各種學說,RobertF.C.[]認為,對生命倫理學理論產生直接或潛在影響的倫理學理論大致上有倫理相對主義、神命論、倫理利己主義、功利主義和結果論、康德的義務論、美德論、羅爾斯的正義論等。
其中,神命論是一個淵源最為久遠的古老話題,道德善被定義為“神的命令”,道德惡則被定義為“神的禁令”。當今的西方世界,經過改良的“神命論”仍然是我們克服科學至上思維的最為有力的道德工具。美德論和義務論來源于傳統倫理學和道德哲學理論與實踐。倫理相對主義(包括個人倫理相對主義和文化倫理相對主義),頗具“后現代”意蘊,給人一種“無標準”的“標準”、“無原則”的“原則”感覺,但在當代倫理學實踐中,其意義還是不可小視的。
倫理利己主義建立在人的本性是自私的基礎之上,是一種描述性的理論,行為的正當性可以歸結為一個行為的正當僅僅看它是否能夠最大限度地滿足個人自我利益。功利主義則是典型的結果論,其計算依據就是“凈利益”或者是“凈善”,它是19世紀以來最為流行和普遍被人接受的倫理學思潮。羅爾斯的“正義論”所提出的公平的正義理論則拒絕功利主義,“正義否認為使一些人享有較大份額的善而剝奪另一些人的自由是正當的。”4]
2.2原則
作為一門應用學科,生命倫理學的框架是由它的基本或主要道德原則支撐起來的。恩格爾哈特在《生命倫理學的基礎》、《生命倫理學與世俗人文主義》等著作中提出允許(允諾)原則和行善原則是生命倫理學的基本原則。
影響最大并被廣泛認同的倫理學原則是比徹姆(TT.L.Beauchamp)和丘卓斯(J.Childress)提出的四原則,即行善、自主、不傷害和公正。沈銘賢5從強調集體主義精神出發,認為應當將行善作為第一原則,而自主列為第二位。BernardGert等[]批評比徹姆和丘卓斯的“四原則”是原則主義,提出了系統主義的倫理方法。邱仁宗[7]234_235則從“倫理學原則是在一定條件下針對一些實踐中遇到的問題提出和形成的,而問題是人類實踐過程中產生的,往往是由于產生了歷史教訓,防止今后再發生類似的問題”的角度出發,提出了具有中國特色的倫理學原則:尊重、不傷害/有益和公正“三原則”,其中尊重包括自主性、知情同意、保密、隱私、家長主義,公正包括衛生資源的宏觀分配與微觀分配。關于醫學人道主義的基本原則以及生命倫理學原則的評述,筆者在另一文中也有一些討論[8],在此不再贅述。
2.3問題
“在倫理學推理中,原則不是出發點,出發點應該是倫理問題,而原則和理論是解決倫理問題的指南,為倫理問題的解決辦法提供倫理辯護。”7]234倫理問題體現在一個個的事例中,正是這些事例反映出了倫理的兩難和困惑。
從大多數倫理學著作來看,確實都是“從問題出發”的。邱仁宗的“生命倫理學基本原則”一文是以兩個案例開始的。(1)“社群同意”中的一系列問題。(2)“癌癥化療臨床試驗的風險/受益比”問題[7]232—233。PeterDuncan的倫理學著作《價值、倫理和衛生保健》,Care)也是以對二個事例的分析作為全書的開場白。其中的問題包括醫助自殺、昂貴醫療的支付主體(社會還是個人)和過度肥胖兒童(個人情感與社會負擔的矛盾)等[1],從而引出生命價值、社會責任與個人倫理義務的問題。
作為當代科學的倫理學從問題開始的態度與方法是科學的,而且作為倫理學,不僅僅要提出問題,還要解決問題。但不幸的是,倫理學中提出的問題往往是無解的問題或多解的問題,甚至到目前為止尚沒有一個真正的倫理學問題得到確證、達成共識。這也許正是生命倫理學成為熱門顯學的理由。
2.4技術
如前所述,產生生命倫理學這一學科的一個非常重要的原因是現代生物醫學技術的進步以及對傳統醫學倫理觀念的沖擊及其使醫學面臨的新難題。由于促使生命倫理學產生的根本原因是技術的進步,那么,將新技術或即將產生的技術作為既成的存在物,然后對技術本身進行剖析自然就是生命倫理學的邏輯起點和當然前提了。
香農了引用了SamuelGorovitz在1997年對生命倫理學所作的定義“對于做出與健康相關的情境,以及包括生命科學情境決定道德維度的評論審查”[9]。對做出“與健康相關的決定”包括技術的決定和政策的決定,對其道德評論和審查包涵了對技術的反應。而對生命科學情境決定的審查則代表著對技術尤其是新技術的審查,這進_步說明了生命倫理學中技術所處的核心與“主語”地位。海斯汀中心的研究領域可以說是當代生命倫理學研究領域的代表,從其最初的研究領域來看,主要涉及生命倫理學的三個寬廣的領域:臨終關懷和終結生命決策、公眾健康、新興技術。由此我們也能看出,“技術”在任何生命倫理學體系中都是居于核心地位的。
從目前的生命倫理學專著和教科書的體例結構看,涉及到的技術領域除了對技術本質的分析與思考外,具體的醫學新技術大致有以下幾個方面:流產、生育技術、產前診斷、關于死亡和瀕死問題、有出生缺陷的新生兒、器官移植、人體研究、基因工程、病人權利以及環境問題等。
3倫理委員會:生命倫理學的實踐形式
倫理學的意義在于為人的行為的合法性和非法性提供辯護和證明。從生命倫理學的原初目的來看,是為技術應用和技術行動尋找堅實的倫理基礎。然而,隨著倫理學發展的深入,人們越來越發現,這樣的基礎幾乎是不存在的。不同倫理學理論之間差異和分歧與現代醫學面臨如此復雜的技術環境,使得_般的倫理手段無從下手。恩格爾哈特[10]認為:發現一種唯一正確的、俗世的、標準的、充滿內容的倫理學是不可能的,它還承認了一般的、標準的、充滿內容的、俗世的生命倫理學的不可能性。
恩格爾哈特的斷言也許過于絕對化,但隨著現代生命科學的迅速發展和生物醫學高技術的廣泛應用,醫學實踐和醫學科學研究中對人的生命干預能力更為強大,從而引發了新的倫理問題。這些問題是前所未有的,迄今為止,我們確實還沒有找到_種普適的倫理學基礎,但又需要_些倫理學來規范和指導我們的行為,否則,醫學世界就失去了是非標準從而墮入罪惡的深淵。因此在實踐中,各種醫學倫理委員會的誕生與工作就十分必要了。
在中國,自從中華醫學會醫學倫理學分會于1994年提出了《醫院倫理委員會組織規則》以來,中國的醫院倫理委員會已有近20年的歷史[15],全國各大醫療機構基本上都建立了醫學倫理委員會等組織。
無論是國際還是國內,醫學倫理委員會都呈現出蓬勃發展的形勢。目前已形成了國際、國家、地區,政府、民間,醫院、大學等多層次網格化的醫學倫理委員會體系。就專業性而言,有醫學科研倫理委員會以及醫學臨床倫理委員會,例如,HUGO倫理委員會、科研倫理委員會(researchethicscommittee,REC)、輔助生殖技術(assistedreproductiontechnology,ART)倫理委員會等專業組織和團體。倫理委員會有共同的工作原則和程序規則,國際合作十分活躍,理論與實踐成果豐富,其將成為當代醫學人道主義一個新的亮點,并對豐富和發展醫學人道主義思想起到巨大的推動作用。
4生命倫理學的內在缺陷
現代生命倫理學是醫學人道主義的最新形態。但是,是不是我們可以這樣理解:生命倫理學已經從根本上取代了傳統醫學人道主義的地位,醫學人道主義已經變得過時和不必要了呢?答案是否定的,因為雖然當代生命倫理學具有鮮明的時代特色,但它卻也有內在的缺陷,正是這些缺陷使它不可能成為傳統醫學人道主義思想的替代。
4.1非常態倫理學
當今醫學界的人道問題,大多數還是傳統的醫患關系問題。絕大多數患者還是罹患諸如感冒、胃炎、呼吸道感染等普通疾病,通過普通的門診經過普通的醫生做普通的檢查然后通過普通的藥物或手術治療獲得痊愈的“常態”的醫療過程。大多數新技術的應用是在極端情況下使用的。輔助生殖也好,器官移植也好,都是“非常態”的情況,針對這些問題產生的倫理學自然也是“非常態”的倫理學。當然,這并不意味著這些問題不重要,恰恰相反,由于新技術應用的倫理問題往往是困擾衛生保健的問題,因此解決它是極為緊迫和必要的。但這又不意味著新的倫理學可以取代傳統的醫學人道主義,正像新技術并沒有取代也不可能取代傳統技術和適宜技術一樣。
4.2技術的倫理學
如前所述,當代生命倫理學是從技術出發并以技術作為邏輯起點的。而傳統醫學人道主義是從醫師的美德和對醫師的要求出發的。或者是從醫師的角度看待問題的,二者的角度不同,構成一定的互補性。當然,單純的傳統醫學人道主義并不完備,但二者的出發點正好說明二者不能互相取代,反而是應當相互補充。因為醫師畢竟不能成為技術的奴隸,醫師對技術有應用與選擇的權利。新技術擴展了人類的生存空間,但與此同時,新技術又成為一種霸權擠壓著人們的思考空間,使人的主體性逐漸減弱、喪失。這更需要我們對技術進行深度的反思,更需要傳統的人道主義思想作為人的靈魂的港灣。醫學技術的提高改進了我們的診斷能力,但是對于被診斷出來的疾病,我們卻通常少有或沒有方法對付。無論人們對_種專門技術做出什么樣的判斷,技術依舊存在,并對我們的生活產生深遠的影響。我們通常更關心事情如何運作,而不是為什么應當做這件事。因此,技術的倫理學是十分強大的,但它不能也不應該取代傳統的美德人道主義。
4.3少數人的倫理學
當代生命倫理學是應人類對醫學技術的大量需求而產生和發展的。但需要特別說明的是,相對于數百億計的門診與住院患者、數以萬計的病床來講,醫學高技術的使用人群絕對量再大也只是“少數”人的需求,醫學的大多數對象仍然是普通病人和臨終患者,而且醫療高技術貴而不便。以輔助生殖技術為例,“體外授精在世界是最有經驗的技術,成功率達20%?30%左右。如果一次移植更多的胚胎,例如移植兩個,成功率為28%,三個則為38%。費用一次為4千?7千美元,最高達1.2萬美元。還不包括旅費和因請假而扣除的工資(這是20世紀80年代的費用,現在更高了),費用之高令一些專家關注。喬治華盛頓大學婦產科教授舒爾曼(J.Schulman)說:‘有錢人是這個領域進步的主要受益者'”[7]37醫學高技術實質上是醫學滿足“貴族化”的需求,遠遠不是大眾醫療,它與“人人享有衛生保健”的目標相去甚遠,我們應當時刻警惕這種“貴族化”帶來的新的衛生的不平等和不公平。
4.4“美德”缺位
醫師美德是傳統醫學人道主義的核心,在醫學發展的任何時期都不缺乏其重要性,技術時代亦如是。20世紀初則有一位臨床醫生提出,“除非醫生完全認識到了這項檢查的重要性,而且視進行這項檢查為必須履行的職責,否則他可能會因為感到病人會不愿意并且會拒絕這項檢查而放棄。可是,我的經驗是,如果你能和顏悅色地簡要解釋一下檢查和必要性,就能掃清這些障礙……”[16]從技術出發,從醫師的角度出發,忽視患者的感受,特別是引入價值論和市場機制后,倫理學如果不被正確地對待,會有成為利益的博弈工具的危險。
5不可或缺的傳統醫學人道主義
醫學人道主義的不同思想淵源,在歷史上從不同的側面推動了醫學科學以及道德的發展,為醫學人道主義的不斷完善和發展提供了理論基礎,同時,它們又有著各自的不足與局限。從歷史考察,醫學作為技術和醫學美德在古希臘時期都已提出并得到強調,但在中世紀宗教時期,技術問題受到弱化而更多地從宗教信仰出發強調美德的發展,這對醫學人道主義事業的發展無疑也是有推動作用的。文藝復興之后,隨著神對人的統治力量的弱化,人的主體性高揚,人在成為精神上的主體的同時也成為了肉體上的客體。于是醫學技術作為支撐醫學人道事業的基石得到高揚,醫學成為了科學的事業而得到提升。但與此同時,醫學的技術化傾向走向了另一個極端,對道德與精神的修煉相對受到了忽視,技術與美德的天平再一次傾斜。
技術是不斷進步的,與此相應,美德觀念也不是一成不變的。在醫學2500多年的發展中技術與美德是分離的,因為技術是獨立于人的意志之外獨立發展的,而美德則是對技術的補充。由此推知,美德并不是精湛醫術的必要條件,因為美德本身并不能直接治病,尤其是治療身體上的疾病,甚至道德上的缺陷并不妨害成為著名的醫學家受到后人的敬仰。然而,隨著科學技術的飛速發展和快速進入生命科學,現代醫學科學技術通過改變人與自然的關系和人在生產過程中的作用以及人本身(包括人的創新能力和需要等),使人們的生存質量、生活方式發生了巨大的變化,形成了新的人類生活條件,從而對倫理道德產生影響。同時,輔助生殖技術使生命的孕育和出生變為可操作過程,生命維持技術使死亡由事件變成過程,器官移植技術使人們有可能組裝生命,克隆技術使人們可能復制生命,細胞融合技術可以從根本上改變人的性狀,等等,這一切都使其超出生命科學技術本身而具有了道德倫理屬性。加上舊有的醫患關系、醫商關系,當代醫學技術與美德之間已經形成一個互相影響與互相制約的復雜的問題域,這也反映出傳統的醫學人道主義觀念與當代生命倫理學之間質的聯系。
篇12
我國生命倫理學研究于20世紀80年代起步。1987年3月上海市醫學倫理學會成立,該學會是全國最早成立的醫學倫理學學術團體;1987年9月,東南大學與南京鐵道醫學院聯合成立應用倫理學研究中心;1988年中華醫學會醫學倫理學分會成立,此后各省市紛紛成立醫學倫理學分會。20世紀90年代以來,適應生命科學和生物技術迅猛發展的需要,國家863計劃、973計劃和自然科學基金等都對生物醫藥研究加大了資助力度,有關部門加快了制定技術標準和管理法規的步伐,生命倫理學受到了醫學家、生物學家、哲學家、社會學家、法學家、立法者、決策者和社會公眾等的廣泛關注,相關研究日益深入,研究機構和學會組織蓬勃發展。21世紀以來,一些大學和研究機構如中國醫學科學院/中國協和醫科大學(2001年)、華中科技大學(2002年)、武漢大學(2003年)等紛紛成立了生命倫理學研究中心;中國自然辯證法研究會也成立了生命倫理學專業委員會(籌),并從2007年到2010年組織召開了四屆全國生命倫理學學術會議。2010年,中國首個受試者保護工作體系在北京大學成立,通過為研究者提供培訓、對研究方案進行倫理審查、對研究過程進行倫理監督、對未來臨床和科研領導者進行能力培養、維護科研的誠信等措施,對受試者提供全方位的保護[1]。香山科學會議也多次把生命科學倫理問題作為會議主題進行討論。1999年8月,第120次會議以“21世紀生命倫理學難題”為主題,圍繞人類基因組計劃對生命倫理學的挑戰、輔助生殖中的倫理道德和法律問題、“克隆”中的倫理問題等三個中心議題展開了研討[2]。2002年4月,又召開了以“我國生命科學研究中的倫理問題”為主題的第180次會議,圍繞“中國與世界:生命科學究竟帶來哪些倫理和法律問題”、“生命科學研究中的倫理問題與科學家的社會責任”、“制定與生命科學相關的政策法規中的若干倫理問題”三個中心議題進行了討論。近年來,香山科學會議對再生醫學、合成生物學、納米藥物、干細胞、克隆等技術的發展及其倫理問題都進行過探討。不少生命倫理學方面的學者通過多種方式參與了科技部、衛生部等國家層面生物技術應用研究規制設置的倫理咨詢和政策制定。2001年,中國國家人類基因組南方研究中心倫理委員會向衛生部等機構提交了《人類胚胎干細胞研究的倫理準則(建議稿)》,獲得有關部門的采納和接受。生命倫理學家與醫學和公共衛生、社會學和法學專家一起給相關部門起草了艾滋病政策和法律改革的建議,促進了21世紀后我國艾滋病防治工作的顯著進展[3]。
1.2中國積極參與國際生物科技倫理制度建設,并引起國際社會的廣泛關注
中國生物倫理學研究和實踐從80年代的起步階段就直接得益于對國外相關研究和倫理實踐的介紹和引進,并在不斷學習、借鑒和發展過程中積極參與國際生物科技倫理的交流、合作研究以及倫理準則形成和推廣過程,努力發出自己的聲音。中國是國際生命倫理學協會的創始國,并在2006年成功在北京舉辦了第8屆世界生命倫理學大會。中國積極參與國際合作交流活動,多次組織召開了國際交流會議,如中英納米技術倫理學會議(2009)、中荷動物生物技術倫理學會議(2009)、中日韓東亞國家危重病人決策研究(2009)、中美臨床試驗倫理問題會議(2009)、中歐生殖醫學和干細胞研究合作倫理管治項目(2007年~2009年)、中法醫院倫理學會議(2001),等等。有多名中國科學家在國際生命倫理學組織中擔任職務。在一些國際性的重大生命倫理問題上,中國明確表達了自己的立場。2000年12月2日,中國人類基因組社會、倫理和法律委員會通過聲明,表示接受聯合國教科文組織的《人類基因組和人類權利的普遍宣言》和國際人類基因組組織(HUGO)的原則。2001年7月22日,科技部副部長程津在以《生物倫理:國際挑戰》為題的聯合國教科文組織科技部長圓桌會議上說,我們贊成以治療和預防為目的的人類胚胎干細胞研究,但是堅決反對克隆人,不支持任何生殖性克隆實驗。在2010年第10屆世界生命倫理學大會上,中國學者提出,應以“和而不同”的觀點來正確處理國際倫理準則與傳統文化之間的關系[4]。中國關于生命倫理學的研究、表達和制度建設正引起國際社會越來越多的關注。
1.2中國生物科技倫理宏觀管理制度建設總體上不容樂觀
目前中國生物科技倫理制度建設的關鍵問題是,中國還沒有國家生物倫理學委員會的類似機構,來從國家戰略層面對生物技術發展引發的倫理、法律和社會問題進行系統分析和深度探討,也缺乏相關研究議題進入政府決策議程的適當機制。這種機制缺失,在相當程度上造成中國在生物技術應用研究領域的失范和混亂,并給國家生物技術創新計劃的實施帶來不良影響。在實際中,各級政府對一些生命科學研究和醫療技術的宣傳、推廣行為缺乏必要、嚴格的倫理評估程序和法律約束機制。許多跨國公司和機構借科研合作之名在中國境內從事違規的藥物人體試驗和動物實驗或非法獲取生物遺傳資源,嚴重影響了中國科學界的國際形象,侵害了中國的戰略利益。某些科研機構和決策部門基于自身利益考慮,對研究失范行為視而不見;或片面依靠某些科學家的意見進行決策,實施重大生物技術商業化項目或創新計劃,引起社會廣泛質疑。這不僅使科學界的誠信度和政府公信力受到傷害,而且使一些創新項目的推進面臨巨大的社會壓力。此外,還存在著倫理研究資源欠缺、倫理決策和管理經驗不足、相應規制設置不完善、已有規范得不到有效執行等突出問題,制約著我國生命倫理制度的發展與完善。
2國外生物科技倫理制度建設的進展及經驗
(1)重視技術風險評估和技術的社會科學研究,預防高新技術的非預期后果。早在20世紀70年代,為適應公眾對日益涌現的新技術可能引發的潛在健康風險和環境風險的高度關注,美國國會頒布了《技術評估法案》(1972)。該法案強調對技術變化的廣泛社會影響進行預先評價的必要性,并授權創建了技術評估辦公室(OTA),以全面理解新技術的潛在社會影響。這類“意在對現存技術或新技術可能產生的非預期結果進行分析的政策研究活動”[5],被認為有助于改進技術決策的質量,有效化解各種治理危機。21世紀以來,隨著對新技術評估的復雜性和重要性的認識,歐美各國逐步從經典式技術評估走向參與式技術評估、論辯式技術評估和建構性技術評估,其總體取向是不斷擴展公眾參與的空間和深度,增加新技術評估中倫理的、法律的和社會的內容,以逐步消解單向度的技術精英決策體制可能帶來的負面影響,增進社會公眾對科學界和決策層的信任度。
(2)通過國家立法設立國家生命倫理委員會,對重大生物科技可能引發的風險和倫理問題進行前瞻性評估和咨詢。20世紀70年代初期,當重組DNA技術即將問世之際,斯坦福大學分子生物學家保爾•伯格領導的一群美國科學家就倡議,在這一技術應用的相關規制和規范出臺之前應暫停與之相關的實驗研究活動。美國國家科學院、國家健康衛生研究院等迅速回應科學家的意見,建立了重組DNA特別委員會、重組DNA技術委員會等,對重組DNA技術應用的潛在危險以及相關的倫理、法律和社會問題進行研究。1974年,美國政府依據“國家研究法案”,設立了“生物醫學和行為科學研究的人類受試者保護委員會”。該委員會是由議會設置的第一個美國國家研究倫理學委員會,其提出的著名的“Belmont報告”,明確了涉及人類受試者的研究活動的基本原則,為聯邦政府在這一領域的研究規制的設置奠定了基礎。20世紀90年代中期以來,幾乎每屆美國政府都設有國家生物倫理委員會,探討新的科學、醫學和技術引發的倫理問題。克林頓時代的生物倫理委員對克隆、人類干細胞研究等問題進行了探討,布什時代的生物倫理委員會則主要討論了干細胞研究、基因增強和生殖技術等引發的倫理問題。2009年11月,奧巴馬上任后不久就宣布設立新的生物倫理顧問委員會,研究生命科學和生物技術研究引發的“知識產權問題、科研中的利益沖突和權利尊重問題”等,以便通過新技術的社會評估,將相關的倫理辯論作為政府決策和治理的重要基礎。
(3)國際組織積極推進國際生物科技倫理準則體系建設和實踐,形成了一系列指導性原則與倫理規范。20世紀70年代以來,聯合國教科文組織(UNESCO)和世界衛生組織(WHO)等國際機構開始重視生命科學中的倫理問題,并在其工作計劃中對科技倫理學給予了優先地位。UNESCO曾在20世紀90年代先后建立了國際生命倫理委員會(IBC,1993)、世界科學知識與技術倫理委員會(COMEST,1998),政府間生物倫理委員會(IG-BC)、聯合國機構間生物倫理委員會等倫理組織。這些組織積極推動國際社會形成倫理共識,為成員國加強倫理管理組織體系建設提供工具和技術支持。聯合國教科文組織會員國大會先后通過了《世界人類基因組與人權宣言》(1997年)、《人類基因數據國際宣言》(2003年)和《世界生命倫理及人權宣言》(2005年),為各國提供了有關生命倫理原則、標準和框架。UNESCO還進行了相應配套工作,促進倫理教育的推廣,倫理委員會的建立和經驗交流。在WHO、國際醫學科學組織理事會(CIOMS)、世界醫學協會(WMA)等國際組織的推動下,在生物醫學研究領域,國際社會已形成了一系列共同的倫理原則與規范。WMA的《赫爾辛基宣言———人體醫學研究的倫理準則》、CIOMS的《涉及人的生物醫學研究國際倫理準則》等文件,對生物醫學研究中涉及人體實驗的倫理行為進行了明確規范,已成為成員國普遍遵守的國際倫理準則。2000年,WHO還制定了《評審生物醫學研究的倫理委員會工作指南》,提出,“國家、單位和社區應該努力建立倫理委員會和倫理審查系統……如果適當的話,政府應該促進在國家、單位和地方建立獨立的、多學科的、多部門的和多元的倫理委員會。倫理委員會需要行政上和財政上的支持”[6]。根據WHO的要求,各成員國都逐步在醫療機構建立起了倫理委員會,推行倫理審查制度。
3加強我國生物科技倫理制度建設的政策建議
國際經驗表明,要推進負責任的科學技術創新戰略,必須通過引入科學技術的社會評價以及設立國家倫理委員會等機制,在重大科技決策過程中引入倫理、法律和社會維度的考量,反映和表達公眾的普遍利益訴求,實現科學技術和創新的包容性發展。基于我國的現狀,我們認為應從以下幾方面加強生物科技倫理制度建設。
(1)從戰略高度重視科技風險管理與科技倫理制度建設。科技倫理制度的建設旨在強化科學家、決策者以及社會公眾的社會責任意識,它是面向未來的戰略思考,展現的是包容性增長和可持續發展的國家意志。從可持續發展的角度看,加強科技風險管理與科技倫理制度建設是一種具有前瞻性的戰略部署,事關國家的長治久安與社會和諧,有關部門亟須站在國家戰略高度,以一種負責任的姿態,高度重視科技風險管理與科技倫理制度建設,為科技的長遠發展創建有利的社會倫理環境和制度體系。
(2)建立重大項目的倫理審查與風險研究評估機制。加強生物科技創新的倫理研究和社會評估是完善生物科技倫理制度的重要環節。鑒于我國生物技術快速發展的態勢,亟須加強相關倫理研究和社會評估工作。特別是對于重大科技項目,尤其需要建立倫理審查與風險評估機制,對其后果進行多方面的價值評估———不僅要看其可能帶來的經濟效益,更應看其對環境生態、對人的生命健康以及社會福利、社會公正的影響。因此,建議盡快研究制定有關規則,在重大項目的立項、評審與答辯中引入倫理和風險評估指標,把規避安全風險作為項目評審和驗收的重要標準之一,并建立安全舉證機制。為實現真正的倫理規制,需要在答辯委員會、評價專家組等組織中吸收倫理學家、社會學家等加入,重視他們的參與和意見表達;對于某些重大高新技術計劃項目如轉基因作物、納米科技、合成生物學研究等,應配套設立專門的倫理研究議題,進行技術風險的前瞻性研究和風險跟蹤考察。
篇13
Research and Practice of Autonomous Learning and Cooperative
Research Model in "Cell Biology" Teaching
HOU Lixia, ZHANG Yuxi, YANG Hongbing, LIU Xin
(College of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)
Abstract Cell biology is one of the four basic disciplines in the life sciences, but also a frontier-based experiments. "Autonomous learning, cooperative research" mode is especially important for students in the habit of lifelong learning, this paper discusses the teaching mode in cell biology course in practice.
Key words cell biology; autonomous learning; cooperative research; teaching mode
細胞生物學是生命科學領域的四大基礎學科之一,在生命科學中占有舉足輕重的位置,細胞生物學課程是生物科學和生物技術專業的必修課。其教學質量的好壞直接影響到生命科學學院學生的基本素質和質量。“自主學習、合作探究”的學習模式是“終身學習”的基礎,可以使學生終身受益,正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”,也是培養應用型人才、創新型人才的手段之一。結合筆者的教學經驗,對該模式進行了探索與實踐。
1 “自主學習、合作研究”教學模式的涵義
自主學習、合作探究的教學模式重視學生學習和探索的過程,注意學生在學習中的體驗。自主學習的特點主要表現在:自主性、獨立性、自控性、過程性。①自主性是指學生處于主體地位,積極參與較教學過程,也就是有學習的內在需要;獨立性是指學生能夠總結出適合自己的學習方法,從而獨立解決學習中遇到的問題;自控性是指學生對學習的過程能夠按照自己遇到的問題總結經驗并且進行修正;過程性是經過學生分析、比較、判斷等過程進行總結,并最終得出結論,強調的是在過程中學習。
合作探究的特點主要表現在互動性,交往性,問題性和開放性。②互動性是指老師與學生的互動以及學生之間的互動,尤其是后者容易被忽略。合作學習的倡導者們認為:在課堂上,學生之間的互動關系對于其學習成績、社會化和發展的影響力至關重要;交往性主要是指在學習過程中,除了對知識的掌握和理解,也是一種人與人之間的交往過程;問題性是指整個學習的過程就是發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。開放性是指給學生一個自由發展的空間,有利于學生思維的活躍。
2 “自主學習、合作研究”教學模式的必要性
傳統的教學中,教師往往著重知識傳授而輕視了思維的訓練,著重知識的單點深入而輕視了縱橫聯系;著重理論知識的記憶而輕視實踐操作。這種模式不利于學生思維的發展,而且抑制了學生的個性。③為了學生充分理解和掌握細胞生物學的基本內容和研究方法,同時,在遇到最新的研究課題時能夠獨立思考,找到解決問題的思路和方法,“自主學習、合作探究”的教學模式是很有必要的。此外,“終身學習”一直以來都是教育工作者們所倡導的一種學習方式,可以使學生終身受益,正所謂“授之以魚”不如“授之以漁”,學生在“自主學習、合作探究”的氛圍中愿學、樂學、會學、善學,養成終身學習的習慣,④鍛煉學生的思維能力,提高學生解決問題的能力和創新能力。
3 “自主學習、合作研究”教學模式的實施
3.1 激發學習動機,使學生的學習具有持久的動力
3.1.1 講好第一節緒論課,激發學生的好奇心
緒論課是一門課程的開始,這節課的效果直接影響學生對細胞生物學的學習興趣,甚至影響學生對這門課的學習效果。在緒論中要強調細胞生物學領域的一些新發現、新技術、新興的研究領域、著名科學家的事跡等來激發學生潛在的主動學習興趣。此外還要注意理論聯系實際,介紹日程生活中應用到的細胞生物學的知識和技術,激發學生的好奇心。
3.1.2 成立興趣小組,關注細胞生物學領域的某方面的研究進展
老師設計題目,如:細胞信號轉導與癌癥的關系;植物細胞凋亡研究進展;細胞器與遺傳病等內容,或者選擇自己感興趣的領域,讓學生們自己結成5人左右的小組,負責關注本領域的新聞,新的科學發現,新的成果應用等信息,并階段性總結匯報。