生物科学和生命科学
生物科学和生命科学范文第1篇
党的十六大指出，对于我国来说，二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期，我们要集中力量，建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说，生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。
一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景
无论是科技界还是产业界，都基本认同这样一个重要判断：在新的世纪里，生命科学的新发现，生物技术的新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术，正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一，深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同，但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来，生命科学与生物技术获得了飞速发展，为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。
作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”，生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后，生物技术产业显示出强劲发展势头，成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%，2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略，强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”，并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍，达到8800亿日元，力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会，继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后，又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”，进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度，早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划，明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明，世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。
目前，生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后，水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成，这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定，将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(FunctionalGenomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域，这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。
生物技术方面的进展则更为迅速，基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等，将大大加快基因工程药物和疫苗的研制，以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看，生物技术目前仍主要应用于医药和农业，但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计，全球生物药品市场规模1997年为150亿美元，2000年为300亿美元，预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面，尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在，但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷，达5867万公顷。据有关资料分析，转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译，将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年，利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。
值得强调的是，当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域，产生了生物技术群。比如，生物芯片技术的开发和运用，将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路，改变生命科学的研究方式，革新医学诊断和治疗。据GoldmanSachs最新技术报告显示，美国的IBM、Sun、康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向，内容涉及到DNA敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计，到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革，已经引起许多国家的高度关注。
当然，生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面，存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论，并已引起了世界各国的普遍重视。然而，各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时，并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐，而且在国家层面上，从争夺未来科技及产业制高点出发，都进一步加大研发投入，加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们，新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革，寻求支持。通过加强科学研究，积极制定相应的法律法规和政策，可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展。
二、我国生命科学和生物技术发展的战略机遇
在近代历史上，中国曾经几次与世界科技革命的发展机遇失之交臂，留下诸多遗憾和教训。今天，生命科学和生物技术作为新兴的尖端科技领域，无论对发达国家还是对发展中国家来说都是一次全新的选择，这对我国来说更是十分难得的战略机遇。可以认为，生命科学和生物技术将成为我国最有希望后来居上并实现跨越发展的高科技创新及产业领域。
实现上述的目标，我们已具备独特的优势和条件。首先，我国是一个生物资源大国，拥有全球10%的生物遗传资源。据不完全统计，我国拥有动植物、微生物约26万种，其中植物3万种、动物20万种、微生物3万种。我国还是一个有着13亿人口的多民族国家，有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源。目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份，位居世界第一。所有这些资源都为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。相对于世界上许多国家来说，这种优势是不可替代的，也是具有独占性的。
其次，广阔的市场需求也为我国发展生物技术及其产业提供了强大动力。在农业领域，我国作为世界上少有的农业大国和农产品需求大国，必须努力实现农业高产、优质、高效、生态、安全，必须科学、合理地利用农业资源、保护生态环境、提高农产品的科技含量和国际竞争力，如杂交优势利用、转基因技术、植物组织培养、生物肥料、生物农药等技术，都将在我国未来农业发展中发挥重要和显著的作用。在医药与健康领域，如何利用生物技术进一步提高我国13亿人口的医疗与健康，始终都将是一个重大而紧迫的科技命题。目前，对恶性肿瘤、心脑血管疾病等威胁我国人民健康的主要疾病还缺乏有效的治疗手段，因此发展基因治疗、组织工程、干细胞治疗、生物芯片等新兴诊断和治疗技术已显得日益重要和紧迫。在能源领域，利用生物技术开发可再生清洁能源，包括利用微生物发酵生产沼气技术、利用玉米等生产燃料酒精技术、利用废弃油转酯化生产生物柴油技术、生物制氢技术等，将为解决我国的后续能源，展现出极其广阔的发展前景。在环保领域，生物技术将成为环境污染治理和修复最具潜力的手段。目前，利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛，生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益。此外，生物技术在轻工、化工业领域也都具有广泛和重要的应用价值。因此，无论是用生物技术改造传统产业还是生物技术产业本身的发展都极具潜力和前景。
第三，中国蕴含丰富的传统文化理念将对我国生命科学和生物技术的发展产业重要的影响。中国传统的哲学思想和科学方法具有得天独厚的优势。从先秦诸子的天人同流、齐一之辨，到汉代董仲舒的“天人之际、合而为一”之说，再到宋明理学家的“万物一体”之论，强调整体、和谐、统一的辩证思维方式始终贯穿于中国古代思想史的全过程。早在新中国成立之初，同志就曾说过：“在自然科学方面，我们也要做独创的努力，并且要用近代外国的科学知识和方法整理中国的科学遗产，直到形成中国自己的学派。”在生命科学和生物技术发展上，中国只有发挥自身的优势，形成自身的特色，才能在国际舞台上占领一席之地。
第四，经过多年来的不断努力，我国在生命科学和生物技术领域形成一支水平较高的研发队伍和相当的工作基础，创新和开发能力不断增强，具备了加快发展的基础和条件。早在20世纪60年代，我国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素；70年代，我国首创三系法杂交水稻技术，对解决中国粮食需求做出了重大贡献；80年代，我国又在人工合成酵母丙氨酸tRNA及其酶学、生物膜和蛋白质立体结构研究的部分领域取得了一批高水平成果，为生命科学的发展做出了历史性贡献。近年来，我国科学家又取得了一批令世人瞩目的研究成果。在生物技术基础研究方面，中国作为唯一的发展中国家参与了国际人类基因组计划，高效、准确地完成了1%的测序工作。中国科学家还独立完成了杂交水稻父本9311（籼稻）的基因组序列草图；在国际上首次定位和克隆了神经性高频耳聋基因、乳光牙本质Ⅱ型、汗孔角化症等遗传病的致病基因。在医药生物技术领域，一批基因工程药物和疫苗已经从实验室研究走向产业化，基因工程制药产业已初具规模，人工血液代用品即将进入临床研究，体细胞克隆和遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平，B型血友病等6个基因治疗方案已进入临床疗效研究，肿瘤免疫治疗等技术也取得了重大进展。在农业生物技术领域，我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家，累计增产粮食3500多亿公斤；超级杂交稻研究又取得新的突破，每公顷产量突破1.2吨，率先实现了国际上提出的超级稻指标；转基因抗虫棉花种植面积已近70万公顷，占棉花种植面积的40%，五年来累计为农民增收50多亿元；植物组织培养和快繁脱毒技术、动物胚胎技术、生物肥料、生物农药等正在农业生产中发挥越来越重要的作用。总之，我国目前已经在国际生命科学和生物技术部分领域中占据了一定的有利位置，具备了冲击国际前沿，争夺“制高点”的基础和实力。
三、我国生命科学和生物技术发展的对策思考
虽然我国在发展生物技术及其产业方面取得了可喜的成就，但与发达国家相比，我们在整体创新能力、科技投入、人才队伍、科技成果转化等方面都还有较大差距。如何有效地应对这一严峻挑战，将直接关系到我国生命科学和生物技术的发展，关系到我国能否在未来的全球竞争中赢得主动。
为此，我们应采取更加积极有效的措施，大力支持生命科学和生物技术研究，促进生物产业快速、健康地发展。首先，我们必须树立把握重大发展机遇的战略意识。在当今瞬息万变的国际环境下，抓住机遇对于一个国家加快发展至关重要。积极推进生命科学和生物技术及其产业的发展，决不只是一般意义上的市场份额问题，而是关系到我国国计民生和国家根本利益，关系到我国能否拥有未来国际竞争的主动权。其次，我们必须树立勇于争先的创新意识。在生命科学和生物技术的前沿领域，如果一味地步人后尘，就只能永远受制于人。充分发挥自身的特点和优势，充分利用已经形成的基础和能力，寻求新的突破和跨越，这是我们发展生命科学和生物技术的追求所在。第三，我们必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程，也是涉及到许多部门和地方的宏大事业。国家中长期科技发展规划应当把这一领域作为重点，进一步加强宏观调控，促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用，形成持续稳定的良好政策环境。
今后一个时期，促进我国生命科学、生物技术及其产业的快速健康发展，必须遵循三点基本方针：一是大力加强研究开发；二是积极推进产业化；三是高度重视并切实保障生物安全。今后5～10年，通过不懈努力，我们将实现如下目标：建立具有国际先进水平的生物技术创新体系；造就一支高水平、结构合理的科学技术队伍；培育和扶持一批新兴产业，使生物技术产品的年销售额达到3000亿元以上；使我国生物技术总体研究和开发水平达到或接近国际先进水平，在若干重要领域达到国际领先水平。我国生命科学和生物技术发展的重点主要包括以下几个方面：
(1)切实加强基础研究，提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究，重点支持生长发育的基因调控，外源基因高效表达调控、定点整合技术，生物多样性，人类重大疾病和重要动植物病（虫）害防治分子机理等方面的研究。
(2)大力发展关键技术和平台技术，积极改造传统产业，促进新兴产业的发展。优先支持优质、高产、抗逆动植物分子育种及关键技术，生物技术药物等重要生物制剂研制，干细胞及组织（器官）工程、生物芯片和生物信息、动植物生物反应器、高通量药物筛选、生物治疗和基因治疗等平台技术及关键技术，农业、环保等微生物制剂、生化工程及大规模发酵产物分离纯化等生产工艺及平台技术等方面的研究。
(3)积极推进科技成果的应用和转化。开发重大生物技术产品，培育一批企业或企业集团，提高国际竞争能力。我们必须立足于国家战略需求和市场需求，优先支持符合国家重大战略需求并具有我国优势和特色的技术成果转化，支持具有国际竞争力、经济效益显著的重大产品及设备、装置的开发。
(4)加强生物资源的保护和开发利用。从维护国家利益的高度出发，采取有效措施，加大我国生物资源的保护力度，建立和健全国家生物资源保护的法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。
具体行动措施包括：一是实施专利战略，在产业发展和国际竞争中掌握主动权。通过国家重点科技计划的实施，努力产生更多的创新性研究成果：强化知识产权意识，获得一批具有重要应用前景的专利；遵循国际惯例和中国加入WTO后应承担的义务，尊重和保护国外的专利和知识产权，同时利用我国自身优势，通过平等互利的国际合作取得一批专利。二是实施人才战略，培养和造就一支高水平的生物技术研究开发和产业化队伍。制定激励措施，加速国内人才队伍培养；进一步加大对海外优秀留学人员的吸引力度；扩大国际合作，引进海外智力资源。通过以上方式，凝聚一批生物技术的拔尖人才。运用国际通行的管理办法和机制，构建具有国际一流水平的科学研究机构，吸引海外留学人员回国和以多种方式为国服务。三是实施标准战略，建立具有中国特色并符合国际惯例的生物技术产业标准体系。针对生物技术产业发展的需求，以新兴产业和产品为重点，研究制定相应的产品标准与生产工艺规范。同时运用GLP、GCP和GMP等国际标准，对现有生物技术研究开发和产业化体系进行更新改造，提高中国生物技术产业的国际竞争力。四是实施竞争力战略，培育在未来生物技术前沿领域能够有所作为的龙头企业。发展生物产业，开拓新的产品和市场，形成新的经济增长点，是国家发展生物技术的重要目的。通过机制创新，培育一批具有现代企业机制的，既有较强的市场开发能力和盈利能力，又有较强技术和产品创新能力的龙头企业。五是实施国际化战略，开拓中国生物技术的国际合作渠道和国际发展空间。本着“平等互利，成果共享，保护知识产权，遵从国际惯例”的原则，进一步拓宽生物技术领域的国际合作范围，引进和借鉴国际先进的理论、技术和管理经验。同时面向国际市场开发新产品，努力培育具有国际竞争能力的新兴生物技术产业。
生物科学和生命科学范文第2篇
关键词： 中学生物教学 生命教育 可行性措施
一、生命教育的内涵
长期以来，关于生命教育的研究层出不穷，有关生命教育内涵的理论也不尽相同，主要有以下几种观点：
燕国材认为所谓生命教育，就是在生命活动中，通过活动和为了生命而进行的教育[1]。刘铁芳从“生命情感与教育关怀”出发，提出“教育关注个体，关注人，意味着要去关注个体作为生命的存在，关注其外显的活生生的生命崭露，关注其内隐的、活泼的、流动的生命情感的化育”[2]。王北生认为，生命教育是遵循生命发展的原则，通过选择优良的教育方式，唤醒生命意识，开发生命潜能，提高生命质量，关注生命的整体发展，使其成为充满生命活力，具有健全人格、鲜明个性，掌握创造智慧的活动[3]。
生命教育就是通过教育让学生了解生命的起源与发展，理解生命的意义，树立正确的生命观，从而激发学生尊重生命、敬畏生命、热爱生命，促进学生健康成长。
二、中学生物教学中生命教育的缺失
由于应试教育的限制，中小学教育内容主要是知识的理解与掌握，疲于应对各种考试，教师和学生很少有精力关注能力、道德方面的发展。关于生命教育也往往只是有这样的呼吁，却没有实质的进展。而中学生物教学也没有办法跳出这样的“怪圈”。
（一）强调知识的背诵和掌握。
中小学绝大部分课程是为考试服务的。因此，在中学生物教学过程中，教师更多的是注重生物知识的传授和讲解，强调学生对于知识的识记和背诵，却很少挖掘生物知识背后有关生命的意义。
（二）强调科学实验，忽视人文精神。
中学生物课程属于理科科目，是一门与科学实验密切相关的课程。在生物教学中，很多老师强调其科学性和严谨性，重视用科学实验解释知识理论，因而出现了很多绝对依赖实验的极端例子。科学不仅仅依存于实验，也离不开人文情怀的支撑，缺乏人文精神的科学实验是无法造福人类的。
（三）强调“主科”，忽视“副科”。
在中小学非常重视“主科”和“副科”的地位问题，“主科”的地位高，因此所拥有的课时和被重视程度就高，相应的“副科”的地位和受重视程度就可想而知了。中学生物算不上是“主科”，因此在课时的保证及学校给予的重视和建设方面就很弱。因而关于生命教育的开展自然也是困难重重。
三、中学生物教学中生命教育的渗透
（一）中学生物教学中生命教育渗透的优势。
近年来生命教育在中小学生的呼声越来越高，很多教师都开始有意识地在学科教学中渗透生命教育。中学生物探讨的是生命的起源和发展等知识，与其他学科相比更有利于渗透生命教育。
1.教学目标上的优势[4]
教学目标是教师教学的指挥棒。在新课程改革的视野下，中学生物的课程目标彰显着生命教育的优势。
2.教学内容上的优势[5]
中学生物教学内容涉及生物的起源和发展，人体的构造和卫生保健等知识，这些知识无疑都揭示了生命的起源发展，生命体的结构和地位。在生物学知识的基础上进行生命教育更容易让学生理解生命的价值和意义。
3.教学方式上的优势
中学生物教学涉及课堂教学、科学实验和课外活动等多种形式。生命教育不是单纯的理论指导和传授，而更多的是一种活动与体验。因此多样的教学方式更适合生命教育的开展。中学生物教育在教学方式上存在多样性这一特点，因而在生命教育中占有优势。
（二）中学生物教学中生命教育渗透的可行性措施
1.在课堂教学中渗透生命教育
在中小学，教师的授课主要是在课堂上完成的，作为传递知识和经验的第一场所，课堂也是生命教育的传播场地。中学生物课堂中涉及自然生命的起源和发展、人类的构造及卫生维护、遗传的奥秘、死亡的必然性和生命系统的和谐性等知识，这些知识背后都隐藏着生命教育的众多题材。因此，生物老师要善于挖掘知识背后的深刻含义，在课堂教学中，除了传授相关的知识和考点外，更重要的是让学生体会到知识背后的生命意义。这要比单纯地传授知识或是单纯地讲解生命教育有效得多。
2.在科学实验中渗透生命教育
生物作为一门实验性科学，在教学过程中必然会涉及很多科学实验。科学实验不仅能科学解释知识理论，同时还能培养学生的动手能力。通过生物实验，学生能够自己观察和感受很多生命现象，从而理解其本质。而老师要善于利用实验，让学生亲身观察和体验生命的内涵。亲身观察与感受达到的效果是再多理论的讲解也无法达到的。因此，在科学实验中，不能为了实验而实验，老师应该确定实验目标，除了知识技能方面的目标，情感、态度和价值观目标也不能忽略，只有这样才能更好地推动生命教育。
3.在课外活动中渗透生命教育
课外活动是非常受学生欢迎的课程。生物课外活动涉及很多方面，但无非都是通过活动让学生深入学习和理解生物知识。在课外活动中，生物老师可以根据学生实际情况设计相关的生命教育课程，结合相应的生物知识，让学生在做中学，在亲身体验中成长。
今天，在社会转型时期，教育越来越功利，在这样的状况下，我们的学生也越来越极端。我们在追求教育效益最大化的同时，忽略了教育的服务对象是人，教育的根本目的也是人。这些教育问题，引发了众多的思考。关于生命教育，需要更多的教育工作者将其付诸实践，从而推动学生健康发展。
参考文献：
[1]燕国材.值得倡导与实践的生命教育[J].中学教育，2003（8）.
[2]刘铁芳.生命情感与教育关怀[J].高等师范教育研究，2000（6）.
[3]王北生.从焦虑视角探寻与解读生命教育[J].中国教育学刊，2004（2）.
[4][5]徐小杰，朱叶，张颖，鲁亚平.中学生物学实施生命教育的学科优势[J].清远职业技术学院学报，2011（6）.
生物科学和生命科学范文第3篇
许多科技史学家认为，16世纪以来，世界科技大致发生了五次革命，包括两次科学革命和三次技术革命。其中，第五次科技革命包括电子技术革命和信息技术革命两个阶段。目前，信息技术革命尚未结束。
既然过去五个世纪发生了五次科技革命，而且科技革命具有一定的规律性和演变趋势，可以预期，21世纪很有可能发生第六次科技革命。
一、可能发生的三大转变
科技革命是一个科技史学或科技哲学概念，迄今没有统一的认识。在本文里，科技革命是科学革命和技术革命的统称。相对于前五次科技革命，第六次科技革命有可能发生三大转变。
其一，方向的转变。在前五次科技革命中，两次科学革命主要发生在物理学领域，三次技术革命主要发生在技术科学和信息科学领域，属于物质科技革命或信息科技革命。第六次科技革命有可能主要发生在生命科学领域，或者以生命科学为基础。
从人类文明和世界现代化的前沿需求角度看，21世纪的科技革命可能主要包括三次革命：信息革命、新生物学革命和新物理学革命等；从前五次科技革命的历史结构看，第五次科技革命即将结束，新的科技革命将可能发生在新生物学或新物理学等领域；从目前的国际科技环境看，许多科学家认为21世纪是生物学的世纪，许多国家对生命科学的投入比较大。以上这些信息预示，第六次科技革命很可能发生在生物学领域，是一次新生物学革命。
如果说，前五次科技革命的重点任务是认识自然、改变自然和满足人类需要，那么，第六次科技革命的重点任务将是人类认识自己、改变自己和适应宇宙环境，全面提高生活质量、提高人类可持续性和适应宇航时代的需要。通俗地说，前五次科技革命处理人与环境的关系问题，第六次科技革命将主要处理人类自身的问题。这是科技革命的一种方向转变。
其二，结构的转变。前五次科技革命主要发生在某一个学科，或在几个学科领域分别发生。第六次科技革命将可能发生在几个学科的交叉结合部。它将具有一种新的复合结构。
从人类文明和世界现代化的前沿角度看，第六次科技革命将可能以生命科学为基础，融合信息科技和纳米科技，提供提高生活质量和满足人类精神生活需要的最新科技。它将可能是三大学科（生命科技、信息科技和纳米科技）的交叉融合，并主要发生在三大学科的交叉结合部，而不是仅仅发生在单一的生命科学领域，也不是分别发生在几个学科领域。
其三，性质的转变。第六次科技革命将是第一次完整意义上的科技革命，因为它同时包含科学革命和技术革命。第六次科技革命将是三大革命（科学革命、技术革命和产业革命）的交叉融合，是一次多维复合的综合型科技革命，它的影响将超越前五次科技革命。
前五次科技革命推动了世界现代化的前四次浪潮，导致世界格局的根本变化。第六次科技革命将推动世界现代化的第五次浪潮，导致世界格局的重新洗牌。如果它的预期目标能够实现，人类文明将进入“再生时代”，人类生活将发生质的变化。
二、未来人类生存的四种形式
中国现代化研究中心完成的《第六次科技革命的战略机遇》一书中预计，未来40年里，生命科学、信息科学、纳米科学、仿生工程和机器人学的结合，信息转换器、人格信息包、两性智能人、人体再生和互联网的结合，人类将获得三种新的“生存形式”，即网络人、仿生人和再生人，实现某种意义的“人体永生”；届时，人类个体将有四种“生存形式”。
第一种，与自然人相关的创新。根据健康状况，可以分为健康人和非健康人两类。首先，与健康人相关的创新，一般而言，科技可以拓展人的能力，改变人的生活方式，提高生活质量，满足甚至创造新的合理需求。例如：信息转换器的发明，实现人脑与电脑之间的直接信息转换，人脑可以直接“知识充电”；高仿真的两性智能人的发明，将把人从繁重的家务劳动中解放出来。
其次，与非健康人相关的创新。例如，安全高效、无损伤和无痛苦的身体检测和治疗技术；重大疾病的诊疗技术，包括肿瘤、心血管和神经疾病等；重大传染病的预防技术；人体主要器官和组织的移植技术，人体组织、器官和肢体的再生技术等。
第二种，与网络人相关的创新。网络人，是指将来生活在网络空间的虚拟人或数字人。他是自然人的一个“网络镜像”，相对独立地生存在“虚拟世界”里。网络存在一天，他就存在一天；除非人为“删除”。这是未来人类个体生存的一种形式。当自然人体离开了世界，如果没被删除，自然人体的“网络镜像”还会存在，会继续生活，这是一种“网络化永生”。
第三种，与仿生人相关的创新。仿生人，是指具有自然人体的外观形体、肌体特性、性别功能和“人格信息”的高仿真智能人。仿生人的肌体采用高性能仿生材料做成，具有人类肌体的部分特征，他的身体功能可以参照真人设计，具有和多种其他动物学功能，他的大脑已经接受自然人体的全部“社会学信息”和“独立人格”，具有一定的喜怒哀乐和爱恨情仇。
在很大程度上，仿生人拥有和自然人的本体一样的体形和性格特征，言谈举止都与本体极其相像。届时，仿生人就是一个活生生的“人”，不再是通常意义的机器人。他是和本体分离的、独立存在的、独立思考的“人”，是本体生命持续延续的一种表现形式。
在一定程度上，仿生物质体可以无限转换，仿生信息体可以无限传递。从这个意义上说，人就可以获得“永生”。这种永生不是虚拟空间的永生，而是真正存在于现实世界之中。当自然人的本体化为尘土，自然人本体的“仿真体”还可以延续下去。
第四种，与再生人相关的创新。再生人，指具有自然人的全部生物学信息、社会学信息和人格特征的“复制人”。再生人的身体来源于自然人体的体细胞培养，具有自然人的全部遗传信息，他的知识和人格来源于自然人体的“人格信息包”，具有自然人的全部或绝大部分社会学信息和人格特征，他看起来是自然人的一个“复制体”或“新生体”。在某个时候，自然人选择采用“人体再生”技术培养一个“复制体”，在恰当时候把自然人的“人格信息包”的信息转移到“复制体”的大脑中，于是，“新生体”就像是自然人获得的“第二次生命”。当自然人离开这个世界的时候，再生人的“新生体”会继续生存；一代又一代传递，下代继承上代的知识，并继续前进。
健康长寿是人类的一个梦想。依据现有科技，这种梦想是很难完全实现的。生老病死是生命的一种本质特征，自然人的寿命是有限的。但是，第六次科技革命将提供三种形式的“人体永生”，包括网络人的“网络化永生”、仿生人的“仿真性永生”和再生人的“复制性永生”。迄今为止，依靠科技实现人类梦想的例子已有不少，例如，人类乘坐飞机可以飞上蓝天，乘坐飞船可以登上月球等。将来，依靠新科技实现某种意义的“人体永生”将是一个新例子。
第六次科技革命的大致时间是2020～2050年前后。这种预测主要基于三点考虑。
首先，2020年第五次科技革命（电子和信息革命）将结束，它的持续时间约为70年（1946～2020年）。第三次科技革命（电力和运输革命）的持续时间也是大约70年。
其次，2020年生物学的积累将达到约70年。从分子生物学诞生（1953年）到2020年，大约有70年。电子和信息革命的孕育时间也大约是70年，从发现电子（约1897年）到电子革命开始（1946年发明电子计算机）约50年，到信息革命开始（约1970年）约70年。2020年前后生物学有可能获得重大突破。
再有，根据经济长波理论，2020年有可能是经济长波周期的一个拐点。
上述未来人类生存将有四种形式，其中三种新形式，主要基于五类关键技术的突破：
信息转换器技术，实现人脑与电脑之间的直接信息交流和转换的技术；人格信息包技术，制造包含人脑的社会学和人格信息的信息包的信息仿生技术；仿生技术，仿制生物组织和行为的工程技术；创生技术，是人工有目的地合成生物组织、器官、肢体和生命体的工程技术；再生技术，是通过诱导或培养实现生物组织、器官和生命体的再生的工程技术。一般而言，信息转换器、人格信息包、仿生、创生和再生技术会不断升级换代，就像计算机和软件技术的更新换代一样；仿生、创生和再生技术会相互交叉融合，五大技术有可能部分交叉融合。再生工程包括细胞、组织、器官、躯体、人体和物种的仿生、创生和再生等，人造组织和器官如人造心脏、肺、胃、皮肤、骨头、血、血管和肢体等实现产业化生产。
三、中国现代化的新机遇
科学无国界，技术有专利。一般而言，科学革命是普惠的，技术革命是利益不均的。抓住科学革命机遇的国家，可以获得一些社会利益，如促进思想解放和技术进步等。抓住技术革命机遇的国家，可以获得核心专利和巨大经济利益。第六次科技革命是科学革命和技术革命的融合，蕴涵巨大的经济利益和社会利益，将在一定程度上影响国家兴衰。
生物科学和生命科学范文第4篇
关键词 学科思想 学科方法 教育价值 实验探究
中图分类号 Q-49 文献标识码 E
在当代科学技术领域中，基因工程、生物芯片、克隆技术等生物技术在社会发展中显示出强大的经济力量，其中所蕴含的生物科学思想、原理和方法，正在对其他学科和社会变革产生广泛而深远的影响。对学生进行生物学科思想教育能在很大程度上影响着学生未来知识储存和能力发挥的状况，对提升生物课程的教育价值有一定意义。
1 生物学科思想与学科方法的教育价值
1.1 生物学科思想与学科方法的思辨
生物学科思想是人们对生命科学本质规律的理性认识；而生物学科方法是在解决生物学科问题过程中所采用的各种手段和途径。二者既有联系又有区别，生物学思想是生物学方法的理论基础，生物学方法是实施有关生物学思想的技术手段。运用学科方法解决问题的过程，是感性认识不断积累的过程，当这种积累达到一定程度就会产生飞跃，从而上升为学科思想；而生物学科思想是生物学知识的精华，又反过来对学科方法起着指导作用，为学生理解和掌握生物学的本质提供了优化的途径。
1.2 生物学科思想与学科方法的教育价值
长期以来，生物学教育过分注重知识的传授，对生物学概念和定律的发生发展过程揭示不够，更忽视了让学生通过体验去思考知识背后的思想和方法，因此学生所学的知识很难在不同情境中灵活地迁移，束缚了学生创造性思维的发散。学科思想相对于零散的知识点而言，更易内化为人的主观认识，因此在生物教学中，以大量的知识为载体，让学生在认同和理解学科思想和方法的基础上，通过实践形成自身的情感、态度和价值观，这将直接影响他们对生命本质认识的敏锐性和准确性，对学科思维的形成有一定的指导作用。
2 生物学科思想的内涵
生物学科思想指那些对学科学习最具影响力的观念、思想和见解，它们内隐并不外显，积淀在生物学知识的形成过程中。从这个意义上说，教师在讲解生物学知识时，应该挖掘这些思想内涵，并将其自然而然地呈现出来并获得认同。这也是教师引导水平与课堂智慧的体现。
2.1 辨证唯物主义思想
在生物学中包涵着许多自然辩证法思想，其核心就是对立统一的思想，在生命活动的过程中，普遍存在许多矛盾的运动，例如同化作用与异化作用、遗传与变异、生物适应性的普遍性和相对性等。这些都表现出对立统一的关系。同化与异化作用的对立统一是生命活动的基础，而生命繁衍过程中的遗传和变异，在维持物种稳定性的基础上发展生物的多样性，是推动生物进化的内在动力。
生命运动的基础是生物体内物质的化学变化，生命科学研究中越来越多地运用物理和化学手段来揭示生命运动的规律恰恰基于世界的物质观，因为细胞和组织都是物质的、运动的。
从病毒、细菌、植物、动物直至人类，生物世界尽管表现形式千姿百态，但不同的生物却高度统一，其最基本的组成物质都是核酸和蛋白质，并且无论生物的进化位置如何，几乎都在遗传表达中使用同一套遗传密码。教师在教学中适时向学生展示在分子进化上所体现的“大一统”的格局，有利于促进学生形成辩证的思维方式，客观而理性地看待生物的适应性与多样性。
2.2 自组织与非因果决定性思想
奥地利物理学家薛定谔曾在《生命是什么》中指出：“用经典物理学和化学去描述生命现象是不可能的，经典物理学中一种原因只能产生一种结果的机械决定论模式并不适应生命世界。”
生命系统最基本的特性是开放性和自组织，即通过与外界环境交换物质和能量，通过自身的演化而形成的一个稳定而有序的系统，但这种稳定不是封闭系统中的平衡，而是一种动态的平衡，是一种相对稳定的状态。因此复杂的生命系统在与环境共同作用的过程中，既有规律可循，同时也存在很多不可预测的“变数”。例如传统遗传学认为一种性状由一对基因决定，二者之间有决定性的因果关系，但是，这种简单的模式不利于了解生物大多数复杂的性状，许多性状由多对基因控制，它们控制着生物体内成千上万的化学反应，同时反应的产物又会反作用于基因的表达，这些基因的传递并不简单地遵循孟德尔遗传定律，这种基因与环境之间高度复杂的交互作用决定某种性状出现的倾向性和易感性，并非因果关系。生命运动的每一个过程都有非常多的发展方向，生物体内中某个微小的变化就可能改变这个系统的演化方向，正是因为生命系统具有混沌和非线性的特点，生命现象和生命活动的规律往往并不遵循因果决定原则，大都表现为统计学意义上的规律，这种概率性源于生物的个体差异和随机性，与机械运动有着明显的不同。
教师在教学过程中渗透自组织与非因果决定性思想，可以帮助学生从整体观来认识生命运动的不确定性，用多元、理性和宽容的观点来看待生命科学的发展。
2.3 信息流思想
生命系统是物质、能量和信息的统一体，掌握生命活动的规律，不仅要研究生命活动中的物质和能量的变化，还要研究系统内部的信息传递作用。生命活动中的许多过程，如生长发育繁衍过程、免疫反应以及生态平衡等，虽然外部表现为物质或能量的变化，但本质都是信息的传递和交流的过程。
生命活动的信息流主要包括遗传信息流、生命活动信息流与生态系统信息流。遗传信息流即“中心法则”，指遗传信息的传递与表达的过程，该过程指导着细胞中物质和能量的一系列变化从而控制生物的性状；生命活动的信息流即生物体的应激调节，通过特定细胞释放的激素、乙酰胆碱等化学信号分子经体液运输到达靶细胞，启动靶细胞一系列生化反应，以适应不断变化的外部环境；生态系统信息流指生态系统内部的信息交流，即生物之间通过物理、化学和行为信息等调节生物的种内与种间关系，从而维持生态系统的稳定性。教师在教学中帮助学生从信息论的视角认识生命现象，有利于使学生认识不同层次生命系统的反馈调节机制，使他们形成一个较全面的动态平衡思想，从而更好地理解生产生活实践中相关原理的运用。
2.4 生物演化思想
生物进化是指生命形态发生、发展演变的过程。高中生物教材中不仅有专门的章节表述（人教社必修2的第七章“现代生物进化理论简介”），而且整个教材不管是内容编排还是知识结构上，都折射出进化的思想。
现代达尔文主义认为，变异、选择和适应贯穿在任何一个物种的演化过程中，这是生物与环境相互作用的结果。例如在有性生殖的过程中，由于配子形成过程中染色体组成的多样性与精卵结合的随机性，同一双亲的后代呈现几乎无限的多样性，另外由于性别、年龄、免疫系统以及在开放系统中所收集到的信息不同，有性生殖的种群中不存在两个完全相同的个体。再比如高等生物每105～108个生殖细胞才有一个发生基因突变，但在拥有大量个体的群体中就足以提供丰富的变异来源，多样性为生物进化提供大量的选择材料，生物圈就在这样的物种演变中维持着自身结构与功能的稳定性。
教师在教学过程中融入进化的观点，可帮助学生认识到生物进化是物种演变而非物种进步，因此人类只不过是自然界众多物种的一个分支，人类的行为作为自组织系统的一个部分也将影响自然界中物种的演变，从而最终改变人类自己。
3 生物学科方法示例
认识生命现象，探究生命活动本质的过程离不开科学的方法。从方法论的角度看，生命科学研究的方法包括一般科学方法和具体科学方法。一般科学方法包括观察、调查、分类、实验、分析等。具体科学方法指控制变量法、假说演绎法、模型构建法等。生命科学的研究往往是通过大量的实验证据来支持某个生物学的观点，图1以实验探究为例说明生命科学研究的特殊方法。
实验探究是针对研究目的，在人为控制条件的基础上，对研究对象进行干预或处理后，观测所产生效应的研究方法。该过程包括提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果等（图1）。
案例：探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响。
步骤一：提出问题，做出假设。
汽车尾气及工厂排放出的废气使空气中聚集大量的铅尘，铅尘悬浮物离地面大约0.8 m，因此铅会轻易地通过呼吸道和消化道进入儿童体内；另外儿童喜食的膨化食品、经常用的蜡笔、铅笔和一些色彩特别鲜艳的图书、餐具以及用油漆刷过的积木等玩具，都含有铅的成分，经常接触铅的孩子行为活动能力减慢。由该背景作出假设：铅中毒可能影响动物的神经活动。
步骤二：设计实验方案并实施。
选择大鼠为实验对象，分为四组，设置三个醋酸铅溶液饮用水平：0.05、1、2 g・L-1，对照组饮用蒸馏水。连续饲喂60 d后，进行水迷宫实验，在池水中加入少量墨水使大鼠无法看到水下隐蔽平台。让大鼠从四个方向入水点入水，训练其寻找水面下隐蔽平台。重复训练4 d后撤去平台。
本实验醋酸铅染毒组为实验组，饮水组为对照组，测定从入水点到原平台水域的时间用以反映大鼠学习记忆的能力。如果条件许可，还可测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶（AchE）活性。
步骤三：记录与整理数据。
本实验可能受到的影响因素很多，大鼠的个体差异、水浴温度、入水方向、人为操作与观察角度的变化等因素均可能干扰大鼠寻找平台。为减少误差，由同一人采用固定的操作模式，大鼠训练时不要有人在场，在另一处用视频探头跟踪观察。应尽可能采集足够的样本数量，及时记录并整理。
步骤四：分析实验结果是否支持假设。
饮用水中醋酸铅浓度越高，大鼠到达原平台水域的时间越长，说明铅中毒可能影响大鼠的学习记忆能力，支持假设。
该活动涉及到生命周期、环境控制、变化缓慢等问题，实验数据的离散度比较大，得出结论并非易事，。在讨论交流的过程中，学生认识到对于复杂的生命系统的研究，不能只进行单因子分析，还应分析无关变量对实验结果的影响，揭示控制条件与观测结果的对应关系必须有大量的样本支持，该活动的结果表现为统计学意义上的规律。
该案例为2013年全国高考福建生物卷第27题的背景，其中所蕴含的生物学科思想和方法非常丰富，校本选修活动借鉴该背景开展实验探究，有利于培养学生科学探究的能力和勇于探索的科学精神。
总而言之，学科思想方法的教育理念对教师的专业素养与引导水平提出了更高的要求，教师有意识地通过生物学科知识引发学生思考，让学生在“方法”或“哲学”层面上认识生命运动的一般规律，是生物课程教育价值的重要体现。
参考文献：
[1] 李松林，杨静.基于学科思想方法的整合性教学研究[J].课程与教学，2011，1：43-46.
[2] 李琳，郑晓蕙.构建学科思想达成情感态度与价值观培养目标[J].生物学教学，2011，36（8）：13-14.
生物科学和生命科学范文第5篇
讨论研究生命科学的意义主要从两个角度入手。从微观角度来讲,研究生命科学尤其是研究分子生物学,可以启发相关科研人员从更深层次,例如病毒、分子和量子等角度,对人类的疾病进行研究,这样就为解决人类一些重大疾病提供了更加广阔的平台和途径,也在一定程度上增加了人类的寿命,提高了人类的免疫力,另一方面,研究微观生命学,从基因的角度也可以增加粮食产量,解决世界粮食问题,就如杂交水稻和转基因农作物的广泛应用;从宏观角度,也就是从生态学层面,我们可以通过对生物与生物之间的研究,对生物与环境之间的研究,更好地处理人类所面临的日益严峻的环境问题。[2]总之,生命科学的研究不仅可以极大的带动众多学科领域的融合发展,也将极大的促进中世界上众多国家的合作往来,从而更加有益于人类与人类社会的巨大进步。
2中学生物教育中有关生命科学的内容
在我们中学所学的生物教材中,其实很多内容都是涉及到生命科学的。像课本中所提到生命的起源于发展,是有关动物学、植物学等方面的;像课本中有关细胞形态与组织构成的相关内容,是有关细胞学与组织学的;像课本中有关生物与环境的关系中讲到的生物种群、群落与生态系统,是有关种群生物学、生物环境学的;又如课本中提到的生物分子之间的相关反应,是有关分子生物学和生物化学的[3]……可以说,我们中学阶段的所学的生物知识,点点滴滴中都渗透着了生命科学的有关内容。生命科学是现代社会人类的一次跨学科领域的一项伟大成就,那么如何将这项伟大的成就通过简明易懂的方式展示给普通大众呢？我想联系生活,联系实际无疑是一种最佳途径。我们常说转基因工程、转基因食品,那么什么是转基因呢？其实也就是通过人工手段进行的基因的重组。自从转基因工程面向大众,应用生产生活中后,对其的利弊讨论就一直不断,近日来,人们对转基因大豆食用油就产生了深深的质疑。有人说转基因增加了致癌风险,还以山东地区患癌率较少为证,指出当地人食用更多的是花生油,而转基因花生较少,故而发病率少。但以饶毅博士为代表的另一些人则指出,转基因作物在原则上是安全的。通过对社会时事的了解,我们就可以以转基因食品为突破口,进一步进行转基因的相关学习,进一步认识基因工程,认识生命科学。同时我们也可以结合课本中有关基因的知识进行纵深拓展,就像课本中所提的克隆技术,试管技术,其实也是与基因有关的,但二者之间的区别也是不容忽视的。由点到面,从横向和纵向两个角度进行探讨也将更有利于学生对生命科学的认识与学习。但通过上例,我们也应该有一个认识,那就是生命科学在为人类提供了方便,带来众多益处的同时,也为我们带来了新的困扰,这就要求我们从正反两个角度辩证的去看待生命科学。[4]
3研究生命科学对中学生物教育研究的重要意义
