生物科學(xué)研究范文

1合作成效

1.1信息資源互換和信息技術(shù)培訓(xùn)自1980年中國同CABI建立合作關(guān)系以來，以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所（原中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院文獻信息中心）、中國科技情報所和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)為主要負責(zé)單位，同CABI在文摘數(shù)據(jù)庫的合作生產(chǎn)、信息產(chǎn)品的合作出版、CABI信息產(chǎn)品的引進和信息技術(shù)與人才培訓(xùn)等方面開展了廣泛且深入的合作。通過向CABI文摘數(shù)據(jù)庫提供中文文獻的英文文摘，參與CABI文摘數(shù)據(jù)庫的生產(chǎn)，交換了CABI出版的期刊、圖書和大批光盤產(chǎn)品，同時批量優(yōu)惠引進了植物保護電子大全光盤（CropProtectionCompendium）、林業(yè)光盤（TREECD）與林業(yè)電子大全（TheForestryCompendium）等，這不僅在世界范圍內(nèi)傳播了中國農(nóng)業(yè)科技文獻信息，也擴大了中國對國際信息資源的深入利用，為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和生命科學(xué)研究提供了強大的信息支撐；同時，中國與CABI一直保持聯(lián)合出版信息產(chǎn)品的合作，先后聯(lián)合出版英文版《中國農(nóng)業(yè)及其相關(guān)學(xué)科機構(gòu)簡介》和《農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報》，并在全世界發(fā)行。此外，CABI協(xié)助中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所在中國國內(nèi)聯(lián)合開展了由亞洲開發(fā)銀行、中國政府和CABI資助的農(nóng)業(yè)信息交流項目的研究工作，通過項目的實施在全國34家農(nóng)業(yè)科研、教學(xué)單位建立了光盤檢索站，形成了全國光盤信息系統(tǒng)，并對34家單位的信息技術(shù)人員進行了相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，為中國信息人才的技術(shù)能力與水平的提升做出了積極貢獻。

1.2國際合作項目的聯(lián)合研究目前，中國與CABI的合作項目范圍已從最初的CABI文摘數(shù)據(jù)庫的合作制作、信息產(chǎn)品引進和信息產(chǎn)品交換擴大到在生物防治、外來生物入侵防治、病蟲害綜合治理、生物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因生物安全性評價等研究領(lǐng)域。僅近5年，與CABI聯(lián)合申報并執(zhí)行的國際合作項目已達10余項，經(jīng)費總額超過1億元人民幣；共發(fā)表SCI收錄論文10篇（影響因子共21），出版專著2部，獲得1項發(fā)明專利。項目在農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣方面也取得了一定成效，如植物智慧項目，通過與地方農(nóng)業(yè)科學(xué)院和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站的合作，在項目當(dāng)?shù)爻闪⒘酥参镌\所，培訓(xùn)了一批植物醫(yī)生，為農(nóng)民針對植物病害開具2000余份處方箋，并且建立起電子檔案，開創(chuàng)了全新的農(nóng)民科技服務(wù)形式，獲得了上下級領(lǐng)導(dǎo)的一致肯定。通過這些項目的實施，一方面促進了中國相關(guān)學(xué)科研究能力的提升，提高了相關(guān)科研團隊科技骨干的技術(shù)應(yīng)用能力；另一方面也促進了中國農(nóng)業(yè)科技的“走出去”，將中國的先進研究成果應(yīng)用到其他發(fā)展中國家；同時，通過雙方的良好合作，增進了CABI對中國的了解，尤其是深入認識了中國政策、研究、環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的挑戰(zhàn)，為下一步開展更為廣泛和深入的合作研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。此外，隨著合作成效的進一步顯現(xiàn)，也進一步擴大了雙方在國內(nèi)外的影響力（表1）。

1.3國際合作平臺的建設(shè)建立國際合作平臺的宗旨在于構(gòu)建完善“項目—人才—平臺”相結(jié)合的國際科技合作模式，提升合作的質(zhì)量和水平，更為有效地發(fā)揮國際合作在擴大科技開放與合作中的促進和推動作用，使國際合作平臺成為國家在利用全世界科技資源、擴大科技對外影響力等工作中的骨干和中堅力量，并對學(xué)科領(lǐng)域或地區(qū)國際科技合作的發(fā)展產(chǎn)生引領(lǐng)和示范效果。在雙方良好合作的基礎(chǔ)上，中國與CABI在聯(lián)合建立國際合作平臺方面達成共識，并且在2007年雙方簽署的《中國—CABI關(guān)于加強合作的諒解備忘錄》中明確指出建立聯(lián)合實驗室，搭建合作平臺，有針對性地開展務(wù)實合作。基于此CABI與中國農(nóng)業(yè)部先后在北京、內(nèi)蒙古等地建立了農(nóng)業(yè)部—CABI生物安全聯(lián)合實驗室、綠僵菌生物防蝗基地和內(nèi)蒙古錫林郭勒盟野外試驗站。這些平臺在科學(xué)研究工作中發(fā)揮著重大的支撐作用，就農(nóng)業(yè)部—CABI生物安全聯(lián)合實驗室來講，除了承擔(dān)國際合作項目之外，還通過舉辦大型學(xué)術(shù)研討會、主辦南南合作技術(shù)培訓(xùn)、引進種質(zhì)資源、開展農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣等方式，在促進學(xué)科發(fā)展、人才培養(yǎng)、信息交流等方面發(fā)揮了極其重要的作用，成為中國與CABI合作與交流的關(guān)鍵紐帶和展示窗口。

1.4高層次人才交流與培養(yǎng)中國同CABI合作30年來，通過人才交流與培養(yǎng)，為中國和其他發(fā)展中國家培育了大批科研骨干和專業(yè)技術(shù)農(nóng)民。僅以聯(lián)合實驗室為例，近5年培養(yǎng)國內(nèi)科研骨干120余人，培養(yǎng)國內(nèi)外研究生、實習(xí)生30余人，培訓(xùn)非洲、朝鮮、老撾、緬甸等國家農(nóng)業(yè)科研骨干200余人。應(yīng)特別提出的是，聯(lián)合實驗室中方主任吳孔明研究員，通過以開展聯(lián)合實驗室的工作為研究基礎(chǔ)之一，2011年當(dāng)選中國工程院院士；聯(lián)合實驗室外方主任UlliKuhlmann博士以在該聯(lián)合實驗室中突出的貢獻于2012年榮獲中國政府頒發(fā)的“友誼獎”。

2經(jīng)驗與啟示

2.1重視相互間戰(zhàn)略伙伴關(guān)系的建立建立科技戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系是充分利用國外資源、盡快獲取國外最新技術(shù)、減少獨立研究風(fēng)險、降低獨立研發(fā)成本，加速高技術(shù)發(fā)展進程的一個雙贏合作模式。2007年中國政府同CABI簽署的《中國—CABI關(guān)于加強合作的諒解備忘錄》，就是基于這種戰(zhàn)略發(fā)展需求而簽訂的，對于保障雙方戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。因此，中國應(yīng)進一步重視從國家層面與國際組織和有關(guān)農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，通過建立高層次的、廣泛的科技合作與交流關(guān)系，簽訂科技或經(jīng)濟合作協(xié)議等方式開拓與國際機構(gòu)進行經(jīng)濟技術(shù)合作的渠道，使中國的“引進來”、“走出去”的戰(zhàn)略目標落到實處。

2.2加大國際科技合作的資金投入中國政府要立足于解決中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)實問題，著眼于推動中國農(nóng)業(yè)科技整體加入國際主流這一長遠發(fā)展目標，充分利用國際科學(xué)技術(shù)引進項目廣泛聯(lián)結(jié)國內(nèi)外研究優(yōu)勢單位、優(yōu)勢專家，加強對重點領(lǐng)域農(nóng)業(yè)技術(shù)引進的組織與協(xié)調(diào)，全方位、多層次、多渠道地爭取國際科技合作項目。同時，隨著中國綜合國力的不斷增強，應(yīng)不斷調(diào)整國際合作的戰(zhàn)略和思維，通過適度增加對國際組織機構(gòu)的合作經(jīng)費，以體現(xiàn)中國對國際組織合作的重視，滿足有效應(yīng)對農(nóng)業(yè)科技面對的各種挑戰(zhàn)，實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)發(fā)展目標的需要。

1通過適合的問題,增加互動性

適合的問題對鍛煉思維能力具有很大的作用,問題對于學(xué)生從某種意義上講也是一種挑戰(zhàn),為了迎接這種挑戰(zhàn),就會激發(fā)他們努力學(xué)習(xí),從學(xué)習(xí)中獲得答案。所以老師要給出適合的問題。比如,學(xué)習(xí)《食物中的營養(yǎng)物質(zhì)》一課時,布置學(xué)習(xí)任務(wù):1、不同食物所含營養(yǎng)物質(zhì)的內(nèi)部成分是否一樣？2、脂肪、糖類等物質(zhì)對人的健康有何影響？人體如果缺少這些物質(zhì)又會如何？3、細胞的生存需要能量。那么,它們所獲得的能量和人們平時食物有何聯(lián)系？從課文的第22頁之中,找出下表答案:作用來源蛋白質(zhì)糖類脂肪接著讓學(xué)生進行展示交流、分小組交流以上內(nèi)容（小組長展示）。后面進行合作探究。通過學(xué)習(xí)我們知道糖類是人體生命活動所需能量的主要來源,那么是不是吃糖越多越好呢？進行【:達標拓展】（一）選擇題1、人體內(nèi)主要的供能物質(zhì)是（）A、蛋白質(zhì)B、脂肪C、糖類D水2、人體內(nèi)備用的能源物質(zhì)是A蛋白質(zhì)B無機鹽C脂肪D糖類

2合理設(shè)置的教學(xué)情境,計嚴謹?shù)慕虒W(xué)結(jié)構(gòu)

比如,設(shè)計這樣的情境:1、例出一些科學(xué)營養(yǎng)的實例。2、食品安全為什么十分重要？3、結(jié)合自己所學(xué)的有關(guān)營養(yǎng)方面的知識,對周末家里的晚餐進行調(diào)整。教師要重點對食品營養(yǎng)對人體的影響做出講解。使學(xué)生在設(shè)計的情境里學(xué)習(xí):1、探討不正確的飲食對營養(yǎng)造成了哪些流失。如何做才能正確地調(diào)整飲食?3、綠色食品的好處是什么？3、什么食品中的營養(yǎng)成分最多？最易出現(xiàn)安全問題食品有哪些？再分組探討以上內(nèi)容（小組長展示）。

3運用電教媒體進行模擬實驗

激發(fā)學(xué)生興趣在生物實驗教學(xué)過程中,盡可能多地給學(xué)生提供感觀刺激。如在《發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換》一課中,我們進行了模擬實驗【:合作探究】1、人體是怎樣將氣體吸入的？又是怎樣將吸入的氣體排到體外的？2、探究呼吸運動時胸廓容積變化的原因？讓學(xué)生仔細閱讀課本50頁“資料分析”中的實驗和表中數(shù)據(jù),小組討論交流以下問題（:1）甲瓶、乙瓶中石灰水的渾濁長度不同說明了什么？（2）在本實驗裝置中,為什么要設(shè)置甲瓶？（3）人體呼出的氣體和環(huán)境中的氣體有什么差別？為什么會有這樣的差別？通過老師引導(dǎo),以豐富學(xué)生的科技知識,使學(xué)生更多地了解生物知識和生物工程的發(fā)展動態(tài)。不定期組織“實用生物知識競賽”。以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)、讀書的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的科技閱讀及寫作能力。

4結(jié)語

我認為,任何教學(xué),不論你使用什么教學(xué)工具,課堂上,老師一定是導(dǎo)演,學(xué)生一定課堂教學(xué)習(xí)的主角,因為教學(xué)教學(xué)根本的就是要學(xué)生自己我感知、體驗、親歷與構(gòu)建,讓學(xué)生在過程上能獲得體驗,在情感上能得到心靈的寄托,那課堂教學(xué)就是成功的。

1氨基酸分析

1．1液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)將高效液相色譜儀與質(zhì)譜儀聯(lián)接起來使用，即把色譜對復(fù)雜樣品的高分離能力與質(zhì)譜的強定性能力結(jié)合起來，在氨基酸分析中得到了廣泛的應(yīng)用。與一般的液相色譜法相比，液—質(zhì)聯(lián)用技術(shù)不但可分離各種氨基酸，而且可以對未知的氨基酸成分進行鑒定;由于使用質(zhì)譜儀作為檢測部件，還可以不用對樣品進行衍生。王萍等采用高效液相色譜—電噴霧質(zhì)譜法鑒定出了青稞幼苗提取物中的13種氨基酸，證明是一種理想的全譜氨基酸分析方法。Maoetal也利用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定了生物樣品中6種硒代氨基酸。此外，串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)在氨基酸分析中的應(yīng)用也受到了關(guān)注。湯新星等基于高效液相色譜—電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜及固相萃取技術(shù)，建立了分析大鼠血漿中氨基酸的方法，為篩選新的急性輻射損傷標記物提供了實驗依據(jù)。

1．2氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)氨基酸也可通過氣相色譜法進行分離，但氨基酸沸點高，必須通過衍生化處理成為低沸點、易氣化的化合物，再利用試樣中各組分在兩相間的分配系數(shù)不同進行分析。目前最常用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對氨基酸進行檢測。王建等利用鹽酸把菌體蛋白水解成氨基酸，再通過分離、濃縮、真空干燥、N-(叔丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺衍生化后得到的衍生物進行氣相色譜分離和質(zhì)譜法檢測，獲得了15種菌體蛋白氨基酸的13C標記豐度信息。李長田等采用氣相色譜—質(zhì)譜法測定了松茸子實體和液體發(fā)酵菌絲體氨基酸等物質(zhì)，結(jié)果表明，松茸子實體和發(fā)酵菌絲體二者氨基酸的種類相同，但發(fā)酵菌絲體中某些氨基酸的含量高于子實體中的含量。Mudiametal則首次應(yīng)用固相微萃取—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定了尿液和毛發(fā)中的20種氨基酸，在分離前采用氯代甲酸乙酯對氨基酸進行柱前衍生化處理，該方法靈敏、快速。

1．3超高效液相色譜技術(shù)超高效液相色譜技術(shù)是色譜分析技術(shù)的最新發(fā)展成果之一，與常規(guī)高效液相色譜相比，最主要的差別是采用了超微細度的固定相顆粒，因而單位柱長的柱效大大提高，實際使用中就可用更短的色譜柱達到常規(guī)色譜柱的分離效果，使得整個分析時間大大縮短。該技術(shù)已應(yīng)用于許多樣品中氨基酸成分的分析［1，15，19］。孫言春等利用超高效液相色譜法測定了史氏鱘、達氏鰉和小體鱘卵中17種氨基酸的含量，完成一次分析僅需10min。超高效液相色譜法還被應(yīng)用于快速分析和鑒定3種生菜中的氨基酸，并發(fā)現(xiàn)了10種由已知氨基酸和倍半萜內(nèi)酯所形成的新結(jié)構(gòu)單元，為生菜等植物所具有的潛在生物活性找到科學(xué)依據(jù)。

2蛋白質(zhì)分析

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，幾乎參與生命活動的每一環(huán)節(jié)，在機體的生長、發(fā)育、代謝、衰老等過程中發(fā)揮重要作用。但蛋白質(zhì)種類很多，在分子量大小、帶電性、分子結(jié)構(gòu)和生物特異性等方面均有很大差異。因此在分離模式、定量和定性方法上都有很大差別。根據(jù)分離原理的不同，用于蛋白質(zhì)測定的液相色譜法主要可分為反相色譜法、排阻色譜法、離子交換色譜法、親和色譜法、疏水相互作用色譜法和逆流色譜法等。此外，還包括基于色譜分離技術(shù)和檢測技術(shù)等發(fā)展而來的液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)、多維液相色譜法和超高效液相色譜法等。目前用于生物樣品中蛋白質(zhì)檢測的主要方法及其典型應(yīng)用見表2。

2．1反相色譜法反相色譜法主要利用被測組分對極性流動相和非極性固定相的作用力不同加以分離。這種分離系統(tǒng)在液相色譜分離模式中使用最為廣泛。對于生物大分子、蛋白質(zhì)及酶的分離分析，反相液相色譜正受到越來越多的關(guān)注。Silvaetal采用反相色譜—質(zhì)譜技術(shù)分離測定了人血清中的11種常規(guī)蛋白的濃度;王娟等采用AgilentZorbax300SB-C8色譜柱，建立了測定牛奶中主要蛋白質(zhì)(4種酪蛋白與乳清蛋白)的反相高效液相色譜法，在波長214nm處對分離后的蛋白質(zhì)進行紫外檢測。于海洋等則用納升級反相液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)分析了錦燈籠果實提取物中蛋白質(zhì)的酶解產(chǎn)物，鑒定得到60種蛋白質(zhì)，其中與抗氧化相關(guān)的蛋白質(zhì)有3種。

2．2排阻色譜法排阻色譜法是根據(jù)被測組分在固定相中的滲透能力不同而分離的。這種色譜法采用多孔性凝膠為固定相，較小的分子較易被保留，因而是依照分子量的大小順序出峰。生物體中各種蛋白質(zhì)分子量常常差異很大，很適合用排阻色譜法進行分離。利用排阻色譜法將溶液中的蛋白質(zhì)按照分子量大小進行分離，再配合特征波長的紫外檢測器，可有效地將目的蛋白捕獲并測定。Bondetal借助排阻色譜技術(shù)，并配合雙波長紫外檢測，研究了在不同環(huán)境條件下IgG1單克隆抗體的含量水平及聚合降解等特性。重組人白介素-1受體拮抗劑蛋白的測定也可采用這種方法，在0．018－2．4mg•mL－1范圍內(nèi)，該方法的線性關(guān)系良好，回收率為99．1%，相對標準偏差為1．09%。

一、現(xiàn)代生物科學(xué)研究成果的深刻影響，促使農(nóng)業(yè)科學(xué)向微觀領(lǐng)域的方向發(fā)展

在現(xiàn)代生物科學(xué)特別是分子生物學(xué)研究成果對農(nóng)業(yè)科學(xué)的廣泛滲透和深刻影響下，一些微觀研究領(lǐng)域內(nèi)，生物科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)的界限，日趨消失。比如近十多年來，國際上對植物光呼吸的研究，無論生物學(xué)家抑或農(nóng)學(xué)家，都積極參與研究，并且普遍認為光呼吸是由葉綠體、過氧化物酶體、線粒體三者協(xié)同作用下進行的。葉綠體體積約3下5微米，線粒體只1一3微米，而過氧化物酶體還不夠1微米，呈單層膜結(jié)構(gòu)并含有均質(zhì)內(nèi)容物的小顆粒。只有深入研究細胞內(nèi)的微細結(jié)構(gòu)并闡明其機能，才能深刻認識植物光呼吸的本質(zhì)，這樣要采取降低、抑制以至控制光呼吸的技術(shù)措施才有可能。又如要闡明根瘤菌進入豆科植物根毛細胞的機制，精細觀察侵染絲(只有1微米左右)如何由根毛尖端屈曲部位侵入后在根毛細胞內(nèi)的伸展狀況。只要弄清楚根瘤菌進入豆科植物根部的生理生化機制及其所需的外界條件，就有可能闡明根瘤形成過程及其消耗能量與豆科植物光合產(chǎn)物積累量之關(guān)系，闡明根瘤形成與固氮機能以至固氮過程的生化反應(yīng)，這樣，對于實現(xiàn)非豆科糧食作物(水稻、小麥、玉米等)以及經(jīng)濟作物(甘蔗、煙草等)的共生固氮，對于實現(xiàn)生物固氮模擬技術(shù)，都具有極其重大的經(jīng)濟意義和科學(xué)價值。

隨著科學(xué)技術(shù)、特別是生物科學(xué)中的分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，與其說現(xiàn)代生物科學(xué)的研究成果不斷地滲透到農(nóng)業(yè)科學(xué)研究領(lǐng)域，不如說農(nóng)業(yè)科學(xué)本身必須主動地靠攏現(xiàn)代生物科學(xué)，必須積極地從生物科學(xué)的最新成果中吸取豐富的營養(yǎng)，才能蓬勃發(fā)展。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的許多懸而未決的問題，看來有從分子生物學(xué)角度才能夠徹底解決。通常在基礎(chǔ)研究尚未取得重大進展之前，要在技術(shù)措施上會出現(xiàn)新突破，是不容易辦到的。比如，水稻對病害(主要是稻瘟病、白葉枯病、紋枯病)、蟲害(主要是三化螟、稻飛虱、稻葉蟬、稻瘦蚊)的抗性機制，以至病蟲雜草對化學(xué)藥物的抗藥性機制等等，看來只有通過深入研究生物膜系統(tǒng)(細胞膜、原生質(zhì)膜、核膜、液胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體膜、微粒體膜、葉綠體膜、微管膜等)表面吸附的酶種類(一個植物細胞總共含有1萬種不同類型的酶分子)及其活性，膜系統(tǒng)對物質(zhì)的透過性和能量交換，酶活性與細胞免疫能力之關(guān)系等，才會得到徹底解決。

因此，可以說，以現(xiàn)代生物科學(xué)的最新研究成果來武裝農(nóng)業(yè)科學(xué)，是積極推進農(nóng)業(yè)科學(xué)向前蓬勃發(fā)展的重要因素，而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)和生產(chǎn)實踐提出的急待解決的實際問題，又將進一步促進現(xiàn)代生物科學(xué)的向前發(fā)展。

二、現(xiàn)代生物科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)各學(xué)科彼此交叉和相互依賴，導(dǎo)致研究領(lǐng)域向綜合性和多學(xué)科性的方向發(fā)展

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究領(lǐng)域，為了大幅度提高勞動生產(chǎn)率，越來越趨向?qū)I(yè)化，于是各個工序、各門學(xué)科遂越分越細，這就導(dǎo)致它們彼此之間互相聯(lián)系、互相交叉、互相依賴，單靠本門學(xué)科知識和力量，已經(jīng)難于解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)提出的重大綜合性研究課題，因而必須實行多學(xué)科協(xié)作，相應(yīng)集中人力物力財力，才可希望取得巨大進展或突破。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)的重大研究課題之所以愈來愈帶有綜合性，就是因為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出的要求，并不限于局部改進某些農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，以便在一定范圍內(nèi)能夠獲得高產(chǎn)，而更為重要的是通過積極深入的探索，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成倍成倍地增長提供帶根本性的科學(xué)手段和理論依據(jù)。現(xiàn)今國際上實行多學(xué)科協(xié)作，組織各有關(guān)學(xué)科既分工又聯(lián)合以進行總體的研究，是解決重大綜合性研究項目的最常見途徑。

比如，美國1975年12月制定的生物科學(xué)十項研究計劃，其基本宗旨是提高動植物和微生物對于食物資源的增產(chǎn)效能。在這十項研究計劃中，特別強調(diào)光合作用，生物固氮和細胞遺傳工程三項綜合性研究內(nèi)容。而在生物固氮這個項目中，就組織七個研究組數(shù)十門學(xué)科參與協(xié)作研究。例如，飼用豆科和粒用豆科植物研究組，就有農(nóng)學(xué)、土壤學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、細菌學(xué)、細菌遺傳學(xué)、植物遺傳學(xué)、植物生理學(xué)、植物生物化學(xué)等學(xué)科參加，規(guī)定該研究組應(yīng)當(dāng)完成的基本目標，而各門學(xué)科再根據(jù)基本目標去分別制定其所承擔(dān)的具體內(nèi)容。日本制定的“生物能量的發(fā)掘與利用”(1976~1980)的五年研究計劃，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效能為中心，把農(nóng)學(xué)、基礎(chǔ)理論與應(yīng)用生物學(xué)密切結(jié)合起來，對生物能量的若干基本問題，開展綜合性的研究。例如，對于提高綠色植窗光能利用率的生物學(xué)機能的研究項目中，概括五個方面的綜合性研究課題。(1)剖析光能吸收機制及提高光能利用效率，(2)闡明Co:的積集、固定機制及其生理機能，(3)闡明和控制光呼吸的機制，(4)采取農(nóng)學(xué)措施提高群體光能利用率，(5)研究離體葉綠體典型光合過程。每個課題又具體規(guī)定一系列研究內(nèi)容。

生物能力素養(yǎng)是進行物科學(xué)研究和生物學(xué)習(xí)生的基本能力之一，這其中一共包含四個方面，觀察能力、實驗研究能力、實踐活動能力以及探究性學(xué)習(xí)能力。第一，觀察你是學(xué)習(xí)生物的必要前提，也是獲得生物方面知識的首要步驟，學(xué)會觀察你才能夠?qū)嶒灐嵺`以及探究做好必要的準備。第二，生物學(xué)是對實驗的要求很嚴格，因此，實驗研究能力也是學(xué)生獲取知識和技能的一種基本能力。生物實驗?zāi)苎芯磕芰Πá購膶嶒炛蝎@取知識的能力②將這些知識運用到實踐中的能力③能夠在實踐中利用實驗手段解決問題的能力。第三，實踐活動能力是學(xué)生學(xué)習(xí)生物應(yīng)該具有的理論與實際相結(jié)合的能力，這其中包含著要靈活的運用書本知識的同時，將知識轉(zhuǎn)化到實踐中去，從而得出結(jié)論，更好的探究生物知識。最后，探究性學(xué)習(xí)能力是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的一個重要方式。學(xué)生只有具有了探究性學(xué)習(xí)能力的本質(zhì)才能培養(yǎng)創(chuàng)新生物科學(xué)的精神。

國內(nèi)生物科學(xué)素養(yǎng)教育的開展情況

國內(nèi)生物科學(xué)素養(yǎng)教育起步較晚，就目前來看，可以總結(jié)成以下兩個方面去概述生物科學(xué)素養(yǎng)教育的概況:一方面，通過改革生物課程結(jié)構(gòu)和教材培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。也就是說，打破單一的必修課結(jié)構(gòu)，形成必修課選修課以及輔修課相結(jié)合的課程，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好進行學(xué)習(xí)，將基礎(chǔ)和必備的理論課程作為基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實驗操作能力以及生物科學(xué)的創(chuàng)新能力。這樣，在學(xué)習(xí)過程中必修課是為學(xué)生在解決問題、獲取生物知識以及培養(yǎng)能力做好夯實基礎(chǔ);接著就是必修課向選修課轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和實驗操作的訓(xùn)練;輔修課可以看做是一個小型的課題研究，有針對性的對學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有能夠進一步是學(xué)生掌握生物科學(xué)的研究方法。

另一方面，通過改革教學(xué)方法以及教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是教師在傳授過程中引領(lǐng)的，這就要求，教師在授課的同時，不僅僅應(yīng)該注重學(xué)生學(xué)習(xí)方法，也應(yīng)該注重提升自己的教學(xué)方法和教學(xué)模式，在生物學(xué)科教育領(lǐng)域中，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，也同樣有著不同的教學(xué)方法和教學(xué)模式，通過對教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革和提升，從而能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和氛圍，同時在教師的正確引導(dǎo)下，養(yǎng)成學(xué)習(xí)生物科學(xué)應(yīng)具備的動手能力、動腦能力，實現(xiàn)提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

培養(yǎng)中學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的途徑和方法

(一)優(yōu)化教材內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

教材的使用是培養(yǎng)好學(xué)生的必要前提之一，是“教教科書”還是“用教科書教”是教育工作者所面臨的挑戰(zhàn)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該重新塑造教材觀念，去除“唯書唯上”的錯誤觀念，已經(jīng)教學(xué)的要求，學(xué)生的特點進行教材的選取和重新設(shè)計教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容，增強學(xué)習(xí)的效率，使學(xué)生能夠掌握更多的有用知識。

(二)改革實驗教學(xué)觀念，加強學(xué)生的科學(xué)研究意識

生物教材結(jié)構(gòu)分為知識結(jié)構(gòu)，能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，思想品德結(jié)構(gòu)。對前者，研究的較多，較深，而對后兩者的研究卻不多見。對生物教材中如何體現(xiàn)能力的培養(yǎng)多見于從教材表述角度來探討。而在生物教材中如何把能力培養(yǎng)以結(jié)構(gòu)形式反映出來卻少研究。本文試對教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建以及新編高中生物教材（以下簡稱新教材）應(yīng)如何反映這種能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的問題做一些初步探討。

一、生物教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成

教材的能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)反映的是教材知識內(nèi)容的有機組合與排列，它包含了對學(xué)生理解、應(yīng)用、分析、綜合、評價生物知識能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在教材中，知識結(jié)構(gòu)是外顯的，而能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)是內(nèi)隱的，那么這種內(nèi)隱的能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)是怎樣構(gòu)成的呢？

新的高中生物教學(xué)大綱規(guī)定生物教學(xué)應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰Α⒆詫W(xué)能力與初步的研究能力和創(chuàng)造能力。這個規(guī)定符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，也符合生物學(xué)科的特點和社會發(fā)展的需要。這六種能力反映在教材中并不是同一層次。有的是基本能力，有的是具體能力，有的是綜合能力。我們根據(jù)高中學(xué)生的心理發(fā)展特點，運用層次結(jié)構(gòu)論與認知結(jié)構(gòu)論對這六種能力進行分析，把教材的能力培養(yǎng)分成三個層次。

第一層次學(xué)生的學(xué)習(xí)首先是對教材中科學(xué)概念的認識、理解、運用和評價，所以認識、理解、運用和評價概念的能力就是教材中能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基本要素。具體由觀察力、記憶力、想象力、思維力四種能力構(gòu)成。其中思維力的培養(yǎng)是核心。

第二層次由教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)基本要素組合形成第二層次的具體能力。也就是對由一個基本概念為中心的部分概念組合的生物知識子系統(tǒng)的認識、理解、運用與評價的能力。具體包括：1．觀察、分析生物現(xiàn)象與生物結(jié)構(gòu)特征的能力；2．閱讀、理解生物課課文與資料的能力；3．應(yīng)用生物理論于實踐的能力；4．進行實驗設(shè)計與操作的能力（包括實驗與實習(xí)）；5．獲得生物科學(xué)研究方法的能力。

這一層次能力結(jié)構(gòu)越齊全，越有利于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素質(zhì)。

第三層次在第二層次基礎(chǔ)上，形成了對生物知識整體的分析、概括、評價與研究的能力。包括：1．建立生物知識體系的能力；2．總結(jié)和運用生物科學(xué)規(guī)律的能力；3．評價人與生物科學(xué)關(guān)系的能力；4．參加生物科學(xué)研究的能力；5．解決問題的創(chuàng)造能力。

關(guān)于生物科學(xué)專業(yè)發(fā)展的具體思考

(一)強化課堂管理，量化考核制度

強化課堂管理，其關(guān)鍵在教師。教師首先根據(jù)課程的特點制定詳細的平時成績量化考核制度，且必須嚴格考勤，學(xué)生不無故缺勤是課堂管理的第一步。而且考勤要每課必做，這樣學(xué)生才不會有僥幸心理，缺課率會大大的降低。另外，有些教師認為每節(jié)課都考勤會占用太多上課時間，其實不然，考勤不僅僅只有點名一種形式，可以通過清點人數(shù)判斷是否缺人，然后再核實未到學(xué)生的情況，會節(jié)約很多的時間。

(二)提高教師水平，改進教學(xué)方法

生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)教學(xué)技能和教學(xué)方法主要是通過生物教學(xué)論課堂來學(xué)習(xí)，但同時每一位任課教師平時的教學(xué)方式方法也會在無形中影響著學(xué)生，所以要培養(yǎng)出優(yōu)秀的中學(xué)教師，首先要有優(yōu)秀的大學(xué)教師。可以通過各種教學(xué)活動提高教師的教學(xué)技能，如組織教師互聽互評課，組織教師講課說課比賽，組織教師走進中學(xué)調(diào)研等。我校生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生的試講環(huán)節(jié)和教育實習(xí)都是在大四第一學(xué)期進行，實踐學(xué)習(xí)一個多月就要準備畢業(yè)進入工作崗位，時間較短，學(xué)生不能充分的鍛煉，造成多數(shù)畢業(yè)生進入工作崗位后不能很快適應(yīng)。所以，應(yīng)該增加學(xué)生的鍛煉機會，充分利用平時的課堂教學(xué)來鍛煉，這就要求每一位任課教師不僅要負責(zé)傳授專業(yè)知識，同時也要注重培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)技能，如挑選一些章節(jié)讓學(xué)生分小組自學(xué)，制作教學(xué)課件，學(xué)生自己講課等，教師在講課時不能填鴨式教學(xué)，應(yīng)多設(shè)計思考環(huán)節(jié)，給學(xué)生回答問題和交流討論的機會，讓學(xué)生有更多的課堂回答問題和表達的機會，尤其是膽量小的學(xué)生更應(yīng)該多多鍛煉。

(三)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增強實驗技能

加強專業(yè)課程內(nèi)容與中學(xué)新課程的鏈接。在保持傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，加入反映學(xué)科發(fā)展前沿的知識及現(xiàn)代生物學(xué)的新進展、新趨勢和新成果，并突出現(xiàn)代生命科學(xué)研究的思想、原理和方法以及生物科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用;教學(xué)中應(yīng)突出和社會生活緊密聯(lián)系的內(nèi)容，這樣一方面可以使學(xué)生感受到生物學(xué)在實際生活中的應(yīng)用，增加師范生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的興趣，同時也會使師范生在以后的教學(xué)中能夠借鑒參考相關(guān)的內(nèi)容，更好地組織教學(xué)。減少傳統(tǒng)的驗證性實驗內(nèi)容，增加研究性、設(shè)計性實驗的比例，使學(xué)生學(xué)會主動在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，鍛煉他們的探究能力和實驗?zāi)芰?同時可以讓學(xué)生幫助教師準備實驗，使學(xué)生有更多的實驗操作機會;申請開放實驗室，讓學(xué)生走進實驗室，提高學(xué)生的科研能力。

(四)舉辦創(chuàng)新活動，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

1高中生物實驗的內(nèi)容和特點

1.1高中生物實驗的內(nèi)容

根據(jù)實驗的主要方法，可將高中生物必修部分的實驗劃分為7種類型：觀察類、檢測類、探究類、模擬類、調(diào)查類、設(shè)計類和搜集類[5]．其中，觀察、檢測和模擬類實驗比較常見；設(shè)計類實驗是學(xué)生探索和發(fā)現(xiàn)真理的重要途徑；調(diào)查類實驗主要是針對已經(jīng)存在的事實或現(xiàn)象，要求學(xué)生通過對客觀事實和現(xiàn)象之間的了解得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生收集和分析資料信息的能力；而搜集類實驗則要求學(xué)生根據(jù)問題擬出資料收集的具體方案，然后通過各種途徑收集相關(guān)資料，最后對搜集到的資料進行篩選歸類整理，并以各種形式（如黑板報、論文、報告及辯論賽等）展示．在選修模塊實驗中，選修1的實驗以實踐活動為主要學(xué)習(xí)方式，全部為實驗操作，不同實驗內(nèi)容的教學(xué)目標各有側(cè)重，有的側(cè)重基本概念或原理，有的側(cè)重實際應(yīng)用，還有的側(cè)重科學(xué)方法訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度．實驗類型大多數(shù)為引導(dǎo)式探究．在引導(dǎo)式探究活動中，學(xué)習(xí)資料中提出的實驗結(jié)構(gòu)或程序，學(xué)生自己設(shè)計并進行實驗，通過參與探究過程有所體驗和發(fā)現(xiàn)，從而達到預(yù)期的實驗?zāi)繕薣6]．根據(jù)選修2的實驗中的活動建議，主要是進行調(diào)查、討論和探究活動．教師引導(dǎo)學(xué)生開展這些活動，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識，使得學(xué)生關(guān)注社會、關(guān)注生活、關(guān)注身邊的科學(xué)和技術(shù)，能幫助學(xué)生體會到生物科學(xué)與人類社會、與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)．選修3的實驗中，除了技術(shù)要求較高的“DNA的粗提取和鑒定”外，其它實驗都不在實驗室進行，而多為口頭交流、辯論等活動，由于本模塊實驗所涉及的科學(xué)領(lǐng)域研究進展迅速，教師要積極引導(dǎo)和組織學(xué)生查閱有關(guān)資料，練習(xí)撰寫專題綜述報告并組織開展這些活動[7]．

1.2高中生物實驗的特點

1.2.1實驗數(shù)量多，類型多樣化且綜合性強僅《高中生物課程標準（實驗）》列舉的實驗活動建議就有68條，當(dāng)然這些實驗并不要求學(xué)生全部掌握，但大多數(shù)是最基礎(chǔ)的，學(xué)生掌握這些后，還要了解教材以外的實驗，如試卷和課外書上出現(xiàn)的，要對大綱要求的實驗有所擴展和延伸，才能夠?qū)W以致用．實驗數(shù)量多則相應(yīng)地要求實驗課時也多，據(jù)統(tǒng)計，實驗課時甚至占到生物課總教學(xué)時間的40%[8]．高中生物實驗類型多．各種類型實驗的方法不同，包括顯微鏡觀察、染色鑒定、模型制作、多媒體技術(shù)模擬、戶外調(diào)查及課外收集信息等；實驗形式也不同，包括教師演示、學(xué)生分組完成及獨立完成等．高中生物實驗綜合性強．往往一個生物實驗中融合了多種實驗類型特點．如“探究影響酶活性因素”的實驗過程不僅要讓學(xué)生經(jīng)歷一個完整的科學(xué)探究過程，而且還要求培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力，在實驗過程中要考慮單一變量并進行定量分析；又如“設(shè)計并制作生態(tài)瓶”的實驗不僅需要學(xué)生小組合作設(shè)計制作完成，而且也是一個模擬實驗，模擬的過程充滿探究的要素，此外，實驗還要求學(xué)生對自己制作的“生態(tài)小瓶”進行長時間的觀察，這無疑也培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力．1.2.2科學(xué)探究受到重視，實驗內(nèi)容貼近生活且技術(shù)比較先進課程標準的4個基本理念之一是倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，在能力目標中特別提出了發(fā)展科學(xué)探究能力，并詳細列舉了11條與探究緊密相關(guān)的能力，這為開展探究性實驗教學(xué)提供了重要指導(dǎo)．強調(diào)和重視科學(xué)探究還具體表現(xiàn)在新課程實驗的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上，必修的3個模塊中，具有探究性的實驗幾乎占到全部實驗的三分之一，而選修部分的生物技術(shù)實踐模塊的13條活動建議中幾乎均包含探究性的內(nèi)容，另外2個模塊的活動建議也多為可以進行資料收集探究的活動或調(diào)查[9]102．由此可見，課程標準把科學(xué)探究以不同層次和形式融合到實驗教學(xué)中．高中生物課程標準強調(diào)關(guān)注學(xué)生的生活經(jīng)驗，注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，在現(xiàn)實生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，倡導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以讓學(xué)生學(xué)以致用．如調(diào)查類和搜集類的實驗都要求學(xué)生到現(xiàn)實生活中去調(diào)查和搜集信息，并對這些調(diào)查和搜集來的信息進行研究分析等．如選修1“生物技術(shù)與實踐”中有果酒、果醋及腐乳的制作等，選修2“生物科學(xué)與社會”中對設(shè)施農(nóng)業(yè)的參觀和對綠色食品生產(chǎn)或消費情況的調(diào)查等，這些實驗活動貼近生活，實驗材料也來源于生活．實驗技術(shù)比較先進．特別是選修部分的實驗，大都與生命科學(xué)新技術(shù)、新應(yīng)用緊密聯(lián)系．如基因工程、克隆技術(shù)及干細胞研究等．此外，還有多媒體技術(shù)的運用，如“利用計算機輔助教學(xué)軟件模擬人體某方面穩(wěn)態(tài)的維持”等．

2生物科學(xué)（師范）專業(yè)實驗內(nèi)容及存在的不足

2.1實驗內(nèi)容

在高師生物科學(xué)（師范）專業(yè)課程體系中，生物類專業(yè)必修課比重大，幾乎每門專業(yè)課程均設(shè)置了相應(yīng)的實驗課程，包括動物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、植物生理學(xué)及人體生理解剖學(xué)等實驗，每門實驗課程的實驗數(shù)均在8~12個．