时间：2023-08-16 17:27:57
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生命科学新技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
从高等教育发展的需要，生命科学发展的需要，社会和经济发展的需要以及知识经济时代对大学生综合素质的要求这四个方面，浅析了在高校非生物专业类学生中开设生命科学选修课的必要性。
关键词：综合素质；复合型人才；培养模式
21世纪是生命科学(亦称生物学)的世纪，这已成为人们的共识。据权威机构预测，在新的世纪里，生命科学将成为新一轮自然科学革命的中心。为了普及生命科学教育，适应国家和社会对复合型人才的培养需要，在高校开设生命科学公共选修课，对于优化非生物学类专业人才培养模式，提高非生物学类大学生的科学素质和综合素质都具有十分重要的意义。
一、高等教育改革发展的需要
在现代科学技术飞速发展的今天，现代教育技术的发展也十分迅猛，这必将引起高等教育全方位的深刻变革，尤其在教学内容、教学方法和教学手段等方面更为突出。我国高等教育部门正在把握时展的机遇，关注世界教育技术的前沿动态，并结合中国的实际情况，改革旧的教育模式、教育内容、教学方法和教学手段，为培养跨世纪的高素质人才作出应有的贡献。[1]
20世纪末，美国、日本等发达国家都已把生命科学的发展放在首位，在这样一个科技竞争、人才竞争的大变革时代，我国的高等教育如果不能跟上时代的步伐，与时俱进，就会与发达国家的差距越来越大。知识经济时代需要的人才规格较之工业经济时代有了很大的变化，这就要求教育必须处理好“专才”与“通才”的关系[2]，尤其对高等教育提出了更高的要求，即跨学科专业的建设势在必行，要允许学生在系际、校际选修课程，甚至在必要时可以中途转系、转校国家教育部颁发了《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划》，在对于“非生物学类专业生物学基础课教学内容和课程体系改革研究”这一项目中，对于在高校非生物学类本科生中开设生命科学公共选修课提出了更新、更高的要求。高等教育专业和课程设置将出现多样化，从未来社会对社会成员的要求出发，对传统的学科课程体系进行改革，确立高等教育应为快速发展的未来社会培养综合型高素质人才。通过课程设置的改革，使学生在整个学习过程中，既有约束，又有自由学习的课程。[3]要求通过这样的学习，使学生具有牢固的、经久发挥作用的核心基础知识，又具有个性的、宽而广的知识面。新的教学模式不仅是传授知识，关键是为了培训大学生的技能，培养大学生以全新的方式，用新的思维模式来思考问题，解决问题。我们知道不同学科有不同的思维方式、方法，生命科学也不例外，为了便于学生今后的学习和工作需要，给非生物学类学生开设生命科学选修课，有利于培养学生生命科学的思维方式、方法。
教育部、国家发展计划委员会共同研究决定，首批批准在北京大学、清华大学等36所高校建立“国家生命科学与技术人才培养基地”。据介绍，国家生命科学与技术人才培养基地(下文简称“基地”)是生物高新技术产业中人才链、技术链和产业链三者的结合体，通过积极开展新产品、新技术、新工艺的研发和与管理水平高、综合实力强、技术手段新、科技含量高的企业合作，促进高校科技成果转化及产业化。[4]“基地”在完成国家建设目标，进行高层次生命科学领域专业人才培养工作的基础上，针对现阶段大学非生物学类学生和教师缺乏现代生命科学知识和意识、造成不利于学科间的交叉融合和结构调整的现状，从今年秋季学期开始，率先为全校非生物学类学生开设生命科学基础普及课程，加快校内外生命科学课程教师的培养。
高校给非生物学类学生开设生命科学选修课，要延续从选修到必修，从普及型课程到提高型课程，从学分少到学分多的发展过程，在课程设置上要有系列性，延续性。要有一批专门从事公共生命科学选修课教学和研究的教师，并能在教材编写工作中作一些探讨。
二、生命科学发展的需要
在20世纪里，生命科学有了重大的进展，以至在自然科学中越来越居于显赫的地位。2000年4月6日诺贝尔奖得主杨振宁在南京的一个题为《中国文化与科学》的演讲中指出，“假如说20世纪是物理学世纪的话，那么21世纪将是生物学世纪。生物学对人类的价值观念的影响恐怕比物理学对世界的影响更深远……”生命科学一直是农学和医学的基础，对农业、医疗、制药等方面的发展有着深刻的影响，进而扩展到食品、化工、环保、能源、信息等方面。因此，生命科学的发展与人类的未来息息相关。[5]人类社会所面临的一系列重大问题，如人口、粮食、资源、环境、健康等，都对生命科学给予了重大的希望。如果我们浏览一下生命科学的方方面面，就会发现，生命科学的分支已多得难以计数，更有大量的边缘学科和交叉学科不断出现。学科间相互交叉，互相渗透，生命科学将会得到更大的发展，对整个科学发展将起到巨大的推动作用，它将与19世纪末20世纪初的物理学所起的作用一样，成为科学革命的中心。自然科学和社会科学的融合，以至在人类思维向高级阶段发展的历史使命中，生命科学将起着越来越重大的作用。认识和了解生命科学的基础知识、基本概念对学习其他科学知识也有帮助。
人类进入21世纪，生物技术已不再是单纯的生命科学的研究手段，它已经从生命科学的实验室里走出来，成为一种独立的产业力量，近几十年来，生物公司和相关的机构如雨后春笋般地建立起来。生物技术紧接信息技术而崛起，并对人类社会的发展起着巨大的推动作用，它将在生态环境、伦理、道德、法律等方面引发一系列新的变化，也带来一系列需要解决的问题。[6]例如克隆人类胚胎的研究将给21世纪的医学发展带来不可估量的影响，但是克隆人的出现将给未来社会、伦理道德和法律带来严重的后果。转基因技术可提高农作物产量，节省未开发土地，从而为野生生物提供更大的生存空间。然而，转基因食品的安全问题是我们不得不担忧的，转基因食品究竟会不会对人产生有害的作用，科学界目前对此尚无定论。类似的还有生物多样性、生态与环境等。这些问题已不仅仅是生命科学领域所能单独解决的问题，还需要相关学科领域共同解决。
三、社会和经济发展的需要
20世纪科学技术突飞猛进的发展已充分证明，人类生存方式的技术含金量渗透到了社会关系的方方面面。信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、航天技术、海洋技术等世界高新技术及高技术产业的发展，对社会经济和生活产生了日益深刻的影响。生物技术和生命科学的研究更为直接地面对着人的生命，影响人的生命意义和生存方式。在全球经济一体化、政治多级化、科学多元化的今天，我们培养的大学生要能在参与国际、国内竞争中立于不败之地，没有高素质是不行的。生命科学和生物技术的迅速发展，必然进入产业化，这仅仅依靠生命科学专业人才是不够的，还需要其他方面的人才，而这些人必须懂一些生命科学方面的知识，因此，我们的高等教育必须在非生物学类学生中全面开设生命科学选修课。另外，由于学科交叉，知识相互渗透，从事其他行业的人也需要掌握一些有关生命科学方面的知识，如果知识面太窄，那将对个人的发展起到很大的制约作用。教育是为经济社会发展服务的，社会要求通才，全才，高校有义务培养社会需要的人才。这就要求今天的学生在校学习期间不断培养自己适应知识变化，工作变化，环境变化及人类生存的能力。
另外在我国的社会经济发展过程中现已出现诸如人口、资源、能源、环保等方面的问题，并且已经或将为之付出沉重的代价。国家已经意识到问题的严重性，提出了可持续发展战略目标。要使经济的发展同人口增长、资源利用与环境保护相适应，实现资源、环境的承载能力与经济社会发展相协调，从人口、资源、环境、经济、社会相互协调中推动经济建设发展，并在发展中带动人口、资源、环境问题的解决而所有这些都与生命科学有着千丝万缕的联系。我们的大学生是一个特殊的群体，他们是未来社会发展与经济建设的生力军，他们认识和了解这些问题对他们将来从事经济建设有着十分重要的意义。
作为知识经济的主体，强调的不仅仅是对劳动的某一方面知识的掌握和应用，而是对各类知识的整合。因此在高校非生物学类学生中开设生命科学选修课，是势在必行的，但是由于课时的限制，不可能系统地、深层次地传授给学生许多有关生命科学方面的知识，其目的主要是通过在讲授某些生命科学知识的同时，以知识为“载体”，培养学生的现代生命科学意识和思维方式，更好地为经济社会服务。
四、知识经济时代对大学生综合素质的要求
大学生对生命科学的了解仅仅停留在中学的水平上，而那些知识毕竟是最简单，最基础的知识，根本不能满足大学生阅读比较专业的生物杂志和文章的需要，更不能满足学生自学生命科学的需要。如果要进一步提高大学生生命科学方面的知识，那么在高校非生物学类学生中开设生命科学选修课就显得非常必要。[7]
知识经济要求教育部门培养出具有多种知识及多元文化融合能力的新型人才，这是因为，在知识经济条件下，知识具有系统性、综合性和整合性的特征，作为知识经济的主体，强调的不仅仅是对劳动的某一方面知识的掌握和应用，而是对各类知识的整合。因此在高校非生物学类学生中开设生命科学选修课，是势在必行的，以知识为“载体”，培养学生的现代生命科学意识和思维方式，更好地为经济社会服务。
参考文献
[1]刘久成.知识经济与大学生素质论纲[M].北京:中国人民公安大学出版社，2000.
[2]向显智，陈强.现代科学技术概论[M].武汉:湖北教育出版社，2000.
[3]北大生科院编写组.生命科学导论[M].北京:高等教育出版社，2000.
[4]杜占文.世界不需要转基因食品[J].科技文萃，2001，(11).
[5]李柯.生物技术挑战信息技术[J].科技文萃，2001，(9).
[6]高力.制约规范生命技术，符合人类整体利益[N].科技时报，1999.
[7]姜知然.我国三十六所高校获准建立国家生命科学基地[N].中国新闻社，2002.
因为人类或人最关心的是未来
生命科学作为生物学的分支学科意在通过分子遗传学研究生命的活动规律、本质、发育规律以及生物与生物、生物与环境之间的相互关系，其最终目的为治疗遗传疾病、提高农作物产量、保护环境以及改善人类生活。在地球人正努力使信息走向尽量对称的互联网时代，生命科学这一学科从以往的边缘逐渐走入人们的视野中心。
这种关注绝非偶然，事实上，它所研究的问题击中了人类从古至今最为关心的一个问题――如何延缓人类的衰老，如何抵御毁灭性的疾病的侵袭。可以说，生命科学从未离我们远去，只不过随着互联网信息的传播，今日它再一次显得已离我们前所未有的接近。
早在2013年，中科院关于年世界科技成果的评选中，十项就有四项都与生命科学有关，并且这一比例正在逐年增长。通过互联网，如今的生命科学研究者正在努力试图建立一种框架或系统，使更多领域的热心人士参与到生命科学的领域中。
每一次重大成果的出现，无不是为了让人类更好地在这个世界生活下去而出现的。上个世纪五十年代，DNA双螺旋结构模型建立，不仅使分子生物学成功建立成为生命科学领域的一个分支学科，而或是打开了“生命之谜”的大门。六十年代，人工合成牛胰岛素成功，向人工合成生命迈出了重要一步，为后来解决骨质增生、精神畸变、动脉粥样硬化等奠定了基础。七十年代，限制性内切酶、DNA分子杂交技术以及基因重组技术相继出现，为如今的现代生物技术的兴起创造了重要条件。八十年代，PCR技术发明，这种技术为后来诊断感染性疾病、癌症、遗传病等提供了解决方案，使人们远离疾病又多了一种可能。九十年代，克隆技术飞速发展，尤其是1997年克隆羊“多莉”的诞生，成为当年科技界的最热门话题，克隆技术的突破给器官移植的普及，癌症、糖尿病、恶性纤维化、修复脊髓神经组织等带来了新希望。
尽管目前生命科学的研究成果最重要也最广泛的指向在于医学，但也同样正越来越地被用于工业、农业、化学、环境保护等各个领域，剑走偏锋。生命科学每一项重要研究成果的出现都意味着某一种或多种疾病治愈的可能性多了一分，也同样意味着其它，因为人类或人最关心的是未来。
因为人最关心的是治愈我们的地球，谷歌就是其中之一
几乎所有的科学家都曾说，“未来十年生命科学行业会大热”。
2005年跨越十五个年头的“人类基因组计划”宣告结束，这项计划自1985年首次提出设想以来，作为生命科学领域可以说最为重要的一项工程之一，为该领域的突破做出了巨大贡献。从其目的上来说，“认识自身，了解生命起源”，不管从哪一个出发点来说，都切中目前及未来人类最为关心的本质问题。
在去年，著名的“小保方晴子学术造假”事件则引起人们除却基因之外对生命科学领域又一分支的关注，干细胞。如若小保方晴子的“STAP干细胞”为真，那将大大减少制备多能干细胞的成本，使大规模的开展器官再生、修复以及疾病治疗方面的临床试验成为可能。作用力等于反作用力，这也或是为何她在被证明为伪之后声名一落千丈且遭受诸多业内人士讨伐的要因。
关注这一领域的不仅仅只是生命科学领域的研究者们。作为一项全人类的事业与使命，近年来随着学术的不断开放，同商业结合的加强，有着越来越多的圈外人士相继投入到该领域的研究之中。谷歌就是其中之一。
今年1月底，谷歌旗下的Google X部门便放出消息，称将同美国一家制药公司结盟，共同研发对抗多样硬化症的药物。这对无数患有此病症的患者来说，无疑为他们的治愈又带来了一丝希望。此次合作，Google X旨在研究多样硬化症在不同病人身上的表现差异，以开发应对药物。而最近，谷歌显然在生命科学领域涉足更深，有消息称，Google X将开发一套早期癌症探测系统，据实验室科研人员介绍，他们希望通过获取光在经过不同皮肤是的反应数据，打造一款早期癌症检测器。虽然尚处于初级阶段，但我们有理由相信在不远的将来，我们将能够体验到不同于传统仅在饮食、生活习惯上的癌症预防。
其实早在去年年底，便有关于谷歌对疾病进行早期预防的消息流出。据有关报道称，谷歌正在开发一种新技术，将能够监测疾病的纳米颗粒与腕带是传感器结合，通过纳米颗粒进入人体血液之后探测出人体生化指标的轻微变化，作为对疾病的早期预警系统。这将为癌症的预防提供重要数据及指标。
作为一家将人类关怀作为己任的公司来说，谷歌做的显然已超出了他的职责范围。我们可以看到，自去年以来，谷歌在生命科学领域做出了许多新尝试，包括研究为糖尿病患者提供血糖监测的隐形眼镜，收购制造帕金森症防抖勺的Lift Labs以及对研发抗衰老产品的calico公司和提供个人基因监测试剂盒的23andMe公司入股，这些都可以看做是谷歌对生命科学领域投入的关注与支持。
这也是如今生命科学研究的一大方向，即越来越多的相关研究与开发传统实验室走向同大公司的合作，这在一方面能够提高世人对这一领域的关注与热情，另一方面，也为研究提供了更好的环境以及更多的资金投入，同时使艳绝产生的新成果能够更有效率的转为商用，为生命科学更好的落地找到了基础。
纵观近几年的合作趋势我们可以发现，越是在其他领域有着技术优势的大公司，对生命科学领域的合作便表现得越是热情，这固然是其公司本身的实力与眼光所决定的，更反映出生命科学这一并不新鲜的领域在未来的市场无限广阔。不仅是考虑到市场，因为人最关心的是治愈我们的地球。
因为人们不仅关心未来，更关心的是如何改变世界，如何创造未来，微软就是其中之一
施一公在一次演讲中说，“生命科学将从科学与艺术、制药、干细胞三个方面改造世界”，从如今的趋势上来看或确为如此。
目前，处于生命科学领域前沿的科技有，基于基因疗法的各类病症预警，通过干细胞进行器官再生移植的研究，各类生物、免疫、抗体、蛋白疫苗的开发，总体上在医疗与健康方面的成果是突出的。但是在未来，它也将在其他方面改变我们的世界。
生命科学的逐渐崛起也引发了一个全新的经济领域诞生，即生物经济，在这种经济模式下， 高效、快速而又环保、绿色的经济增长模式得到了彻底的实施，面对“21世纪是生命科学的世纪”这样的乐观前景，生物经济必将在未来成为一种主导经济，从对实验室中的理念进行投资，到开展行业内并购，仅生物制药行业便累积了巨额财富，这些财富，在未来将成为撬动世界进程的一股不可忽视的力量。
再如农业方面，早年袁隆平的“杂交水稻”可谓是中国近几年来生命科学领域的一大进步，成功地解决了中国众多人口的吃饭问题。关于去年有关“转基因”即“非转基因”的争论，也将随着相关领域的研究深入，最终找到合理的解释。也许在未来，借助生命科学技术的进步，我们的生活将不再担忧奶粉中是否添加过三聚氰胺，购买的肉类是否经过非正常处理，鸭蛋中是否添加过苏丹红等染色剂，不再怀疑自己的餐桌、饭店、超市，因为有了生命科学的力量，我们对食品安全的恐惧将烟消云散。
当然，从目前的现状上来看，生命科学领域研究有两大趋势：一是研究领域不断升入，体系越来越庞大，研究周期变长，这使得分工更加细致，研究者之间配合增加，这也就很好的说明了为何如今的生命科学研究有越来越的多跨界与融合出现，周期的变长，必将伴随着投入资金的增多与商业转化的迫切，同大公司合作，则必将大大缩短这其中耗费的精力;二是其研究对象及问题同经济社会之间的关联越来越紧密，更多的从原先关注的医疗健康领域延伸到农业生产、居住环境等方面。譬如在环境保护方面，解决环境污染问题主要有三种渠道，物理法、化学法、生物法，其中生物法醉着近几年生物技术的进步，正成为污水处理、大气净化、环境检测等方面的首选方法，对有可降解能力的特殊细菌的培养及利用基因技术对他们的改造，使处理污染的成本及不良影响降到了最低，在未来，生物治污法必将得到普及，通过生命科学使世界变得更为美好正逐渐成为现实。
[关键词]生物产业 生物经济 三次产业 融合
一、生物经济与三次产业融合
1. 生物经济的涵义
生物经济是指建立在生命科学和生物技术研发与应用基础之上,对生物资源进行合理配置及利用,以生产生物技术产品或提供服务,从而满足人类对健康、农业生产、食品加工、可再生资源或环保等方面需求,并形成具有相应规模的生物产业的经济,它是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的新的经济形态。这里需要特别强调,只有当生物产业达到相应规模,成为推动社会经济增长的主导或支柱产业时,世界将真正步入生物经济成熟阶段。
2. 三次产业的划分
在世界经济发展史上,人类经济活动的发展有三个阶段:第一阶段即初级阶段,人类的主要活动是农业和畜牧业;第二阶段开始于英国工业革命,以机器大工业的迅速发展为标志,纺织、钢铁及机器等制造业迅速崛起和发展;第三阶段开始于20世纪初,大量的资本和劳动力流入非物质生产部门。新西兰经济学家费歇尔将处于第一阶段的产业称为第一产业,处于第二阶段的产业称为第二产业,处于第三阶段的产业称为第三产业。
我国的三次产业划分是:第一产业:农业(包括种植业、林业、牧业、副业和渔业);第二产业:工业(包括采掘工业、制造业、自来水、电力、蒸汽、热水、煤气)和建筑业。第三产业:除第一、第二产业以外的其他各业。
3. 产业融合
产业融合是指不同产业或同一产业内的不同行业在技术创新与放松管制的基础上相互交叉、相互渗透,逐渐融合为一体,形成新产业形态的动态发展过程。主要包括高新技术产业对传统产业的渗透融合、产业间的延伸融合与产业内部的重组融合三种方式,通过这三种方式,各产业间的边界特征开始逐渐模糊或消失,新产品、新服务乃至新产业不断产生。
二、发达国家生物经济发展的三次产业融合模式考察
经过我们初步的研究考察,发现发达国家有强大生命力和竞争力的大型生物技术公司都有一个共同规律,即在发展初期就高度重视生物产业中的农业、工业与现代服务业的兼容性。
诺华公司(Novartis)是世界上最著名的生命科学公司之一,最初由瑞士巴塞尔负责化学和制药业务的两家公司于1996年合并而成,业务领域涉及工业与农业。1998年12月开始,总裁兼CEO丹尼尔•瓦塞拉领导诺华公司在制药和作物防病及种子业务上,采取以产易股、重组、合并和收购等方式,汇集竞争需要的混合资产,和世界上其它几家大的生命科学公司展开全面竞争,取得了领先地位。
诺华作为生物产业的领导者,1982年率先展示了首个“转基因”植物,引发了世界抗虫和耐受杀虫剂转基因植物及制种的研究热潮。1995年,孟山都公司(Monsanto)推出了第一个商品化的转基因产品,诺华紧随其后,1996年推出了自己的转基因植物和种子,证实了自己在生物产业的顶尖地位。诺华公司认为,生命科学创造的大部分价值来自不同产业领域的联合,例如制药、营养品和种子等。要获取更大收益,就要在不同的产业领域之间进行广泛融合交叉。诺华的生物学家提出,随着生命科学的进展和基因组计划的实现,会出现3种类型的转基因产品,第一种类型为提高相关抗性的转基因植物及种子,如抗寒、抗旱、抗盐碱及抗病等;第二种类型为增加特定商品性的转基因植物及种子,如高蛋白、高油脂含量;第三种类型为植物生物反应器,即将植物作为制造化合物的工厂,使用由阳光提供能源并且不会释放污染物的基因工程植物来取代消耗能源并产生污染的工厂。瓦塞拉认为,生命科学不仅具有改变种子生物学属性和植物保护产业的潜力,而且还具有改变制药和营养产业,模糊食物和药物之间界限的潜力,使人们能够制造出对健康有明显益处的‘功能性’食品。
“在众多的高新技术中,现代生物技术产业是典型的创新驱动型产业,现代生物科技发展日新月异,创新速度加快,产业化周期缩短;生物技术创新与产业发展互动,推动产业升级和新兴产业崛起”。生物产业具有典型的高技术产业特征,科研开发实力直接决定了企业的生存和发展,因此,生物产业的一、二产业纷纷成立自己的研发中心,加大技术研发的投入,使生物技术产业的一、二产业和三产业融为一体的发展趋势日益成为普遍的现实。
随着研发费用的巨额投入和研发成本的飞速增长,全球生物技术外包研发服务公司(CRO)蓬勃发展,世界很多大的生物企业纷纷将自己的研发业务转移,转向企业外部更加专业化的公司提供的资源生产和专门服务。企业由专业化的角度出发,将一些原来属于企业内部的部门转移出去变为独立经营单位,或者直接取消由原来企业内部提供的资源或生产服务。特别是这次世界金融危机的暴发,为了降低成本,发达国家加快了生物产业合同研发、合同生产等外包服务的步伐。当今世界,制造业和服务业的融合已从原来的只互为包含某些制造和服务环节的最初形态,发展成为制造和服务业浑然一体阶段,一批融合了二、三产业的生产业开始成为发达国家的支柱产业。
“目前,全球从事生物技术特别是生物制药的特殊专业外包生产机构(CMO)大约有70―80家,排名前20名的厂家约占市场份额的60%,其中大部分是从事微生物发酵、哺乳类动物细胞陪养、基因转化及制剂外包的特殊专业外包公司,像Lonza.DSM .Catalytics .Laportate等都是承接有关生物技术生产外包的大型跨国公司”。
跨国公司在竞争的压力下,纷纷将很多研发业务委托给专业的外包研发服务公司,达到缩短研发周期,增强产品竞争力的目的,全球生物技术外包研发服务公司(CRO)发展迅速,研发外包业务逐年增加,CRO的市场增速高于CMO。据Frost & Sullivan的研究资料,“全球制药产业技术外包服务市场规模,2001年达到98亿美元,2005年达到163亿美元,2001―2005年复合增长率约13.7%。据Frost & Sullivan的最新数据,2005年全球研发外包市场约为187亿美元。
三、我国发展生物经济三次产业融合模式的现状与启示
2007年4月,国务院办公厅转发了“生物产业发展‘十一五’规划”,首次将生物产业作为国民经济战略性产业进行重点部署,提出了重点发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保、生物服务等新兴生物领域,把生物产业培育成为高技术领域的支柱产业和国民经济的主导产业。
目前,我们国家的生物技术公司大都是单一经营,很少有同时经营生物医药和生物农业业务的公司,企业规模相对较小。随着生物技术的发展,医药、保健品、食品特别是功能性食品的界限趋于模糊,在以人类健康为基础的产业中,生物农业和生物医药甚至以植物为原料的生物能源、生物质材料形成密不可分的大的产业链。诺华等国际航母级公司在生物医药和生物农业业务上交叉融合,共同发展,以获取更大效益的发展模式值得我国学习借鉴。如果我国的大学、科研机构,特别是目前大量存在的单一生物医药、生物种子、生物饲料、生物农药、生物肥料等公司认识到国际大的生命科学公司的产业综合交叉发展生物产业经验,一定会使我国的生物产业走上良性发展道路。
随着生物产业的快速发展,全球的生物制药研发外包有加快发展之势,跨国公司这方面的业务也加快向我国转移,特别是向我国有良好外部发展环境和有技术创新能力的国家生物产业基地转移,成为风险投资的热点地区和热点行业。如我国北京、上海的生物产业基地生物医药外包业务快速增长,据统计,2004年上海浦东新区生物医药外包服务业务实现产值2.2亿,到2007年,生物医药研发外包企业从29家增加到53家,前三个季度实现产值就达7.5亿。在北京国家生物产业基地,中国生物技术外包服务联盟(AIIiance of Biotech Outsourcing China, ABO)整合了包况北京诺赛基因组研究中心有限公司、北京华大基因研究中心以及国家药物安全评测中心在内的16家生物科技外包服务商,提供从新药研发、临床研究、临床试验到登记和签约生产的“一站式合作研究服务”,2007年生物医药研究外包服务的收入达到4000万美元,与2006年比几乎翻了一番。上海药明康德公司在纽约证交易所成功上市,并被评为“纽约交易所首次公开募股最佳表现五强”之一;上海国家生物产业基地的研发外包公司睿智化学和开拓者化学,受到美国资本运营公司得克萨斯太平洋集团(Texas Pacific Group, 简称TPG)青睐。这些发展成果,反映了我国的医药研发外包服务业在国际生物医药分工中的地位正在逐步提高。
另外,生物经济的第三产业还体现在遗传服务业上,它不是以追求高新技术为目的,而是把基因组学研究所提供的数据和技术转变为在社会的各个层面中的应用。生物产业中的遗传服务业,是一个新兴产业,“经典的‘遗传服务’是指人类疾病的遗传检测和遗传筛选,而生物经济的‘第三产业’,遗传服务已从医学领域走向社会的各个方面,如国家安全、社会安全、知识产权保护以至社会关爱,为社会发展与生活质量提高而提出的各种需要提供的各种各样的专业”。
遗传服务产业是以海量的基因组数据为主要支撑,所以这个产业具有牢固的发展基础。因此它将带动其它产业的发展,促进生物经济的第一、二、三产业的融合。可以通过带动与遗传服务相关的制造业发展,我国的遗传服务起步不晚,所以常用的国产化仪器及其它很多辅助用品、常用试剂等都可满足需要,对于自动化和科技创新有很好的基础。同时,市场的扩大和产业的发展又进一步促进了科学研究。
发展遗传服务产业应该注意的问题:(1)产业政策,遗传服务与其它产业比有很多独有的新特点,并涉及社会、经济众多部门。确定对该产业的支持政策特别重要。遗传服务一般是以民间的独立的企业为主,特别是它关系到国家和社会的安全,因此,需要国家层面的管理,如对实验室及从业人员和对所有服务项目与产品要进行严格的资格审查,严格审批制度。对于关键的试剂应该有标准和“批检”制度。同时,还要大力扶持国产设备、试剂的开发使用。对价格问题,要从市场角度,平衡公益事业和企业行为。对重要的保密问题要通过立法保护。(2)生命伦理问题,对中国签署的国际文件与规范必须遵守。建立参与人员的知情同意和知情选择制度,对遗传数据保密和保护。有关部门要建立伦理委员会(IBC),讨论审批有关项目,并向律师咨询,既要开展民众的讨论,又要在决策时果断。(3)加强生命科学的教育和知识普及工作,民众对科学家和专业人士的了解和信任是遗传服务产业发展的基础。通过民众通俗易懂的语言,普及生命科学知识,既要开拓服务空间,又不能诱导不必要的检测需求。要加大公益性消费引导力度,规范商业性消费引导行为。
参考文献:
[1] R.H.海伊斯等,生物制药业,中国人民大学出版社,2003年6月版:120
形态不同——科学一般表现为知识形态，理论形态；技术一般表现为物质形态，直接应用的软件形态。
任务不同——科学解决“是什么”、“为什么”；技术解决“做什么”、“怎么做”。
目的不同——科学是现象中探求未知的本质，以“认识课题”为己任；技术是已有认识的升华，用于“改造课题”的活动。
管理方法不同——科学强调“工作得如何”；技术注重“如何工作”。
科学革命与技术革命不是一回事——科学革命如：哥白尼、牛顿解决了宏观低速运动规律；其后，普朗克、爱因斯坦等提出了量子论和狭义相对论；目前正在进行的生命科学研究等。技术革命往往带来产业革命，第一次是蒸汽机，第二次是电机，第三次是电脑，目前已进入信息网络时代。
评价标准不同——科学要求“深”，技术要求“新”。
密级不同——科学无须保密，保密的都是技术。先进的科学发现都抢先发表，而新技术却绝对保密。
价格不同——科学没有商业性质，不能出卖和转让；而新技术却价格高昂。
（来源：文章屋网 ）
（一）调整实验课与理论课的设置
根据课程的需要，申请加大了试验课的课时数，加开了基因组DNA提取和RNA提取及RT-PCR试验和体外重组转化试验，使学生完全接触到了分子生物学中的基本操作技术。在毕业设计时就可以独立的进行相关的研究。为了使理论紧密联系实践，加深对基因工程技术的深刻理解，我们根据基因工程课程内容，每一单元授课完毕后安排相应的实验课。调整后的课程安排对同学们加深技术理解起到了重要辅助作用。比如质粒载体讲完后安排了质粒提取和酶切实验。核酸提取技术讲完后安排了大分子DNA提取和RNA提取实验等。每讲授完一门基因工程常用技术即设置一个独立的实验。这样理论紧密联系实践的课程设置，极大加深了学生对课堂授课内容的印象，学习兴趣日渐浓厚，实验课动手操作的主动性较初始明显增强。此外，前期基因工程教学中由于时间限制，往往分大组实验，不能保证每个学生都能参与试验，课时调整后，加了实验考核环节，要求每个实验学生必须亲自操作，从而保证每个人都能掌握基本的操作技能，同时加深理解理论课内容，这在后期的课程结课考试时学生对理论知识尤其与试验相关的部分内容的掌握方面效果非常明显。
（二）设立综合大实验
为了使学生能够更清晰的了解和掌握基因工程的基本路线，依据基因工程的基本操作步骤，在学生毕业前的第六学期，开设了以重组体的构建、转化、筛选和检测以及诱导表达为主线的基因工程综合大实验，锻炼学生整体实验能力。实验中包括目的基因的分离、质粒提取，酶切、目的基因片段的回收等实验操作。通过这一连续实验，学生不仅能够掌握基因工程的实验方法和技术，且对基因工程基本操作路线有了整体的认识和把握。这一整套试验可以锻炼学生对出现的问题进行分析和解决的能力，且能加深理论知识的掌握。根据理论知识调整试验的体系，可以加深理论知识的理解同时，提高了实验的成功率。根据学生的反馈，综合大实验的系统的实验过程培养了学生的动手能力和分析问题解决问题的能力，提高了学生对基因工程课程的热情和兴趣;很多学生因为在该课程教学中对基因工程相关领域内容产生了浓厚兴趣，在课外参加了相关的创新实验研究项目取得了预期的教学效果。
二、理论内容及讲课方法的改革
（一）教学内容的改革
由于生命科学领域功能基因组时代的研究成果日新月异,基因工程技术处速发展的前沿，因此在讲授基因工程主要理论内容的基础上，关注生命科学领域的最新研究成果及国内外研究动态，贯穿于相关的教学内容中。比如基因芯片、基因表达等内容；当前医学领域里应用基因敲除进行一些疑难杂症的疾病治疗；RNAi技术进行功能鉴定等，从而使学生能学习课程的同时了解基因工程当前的研究成果和应用状况，提高学生学习的积极性。此外，通过与实际案例相结合将基因工程的整个过程融于教学中。如观赏园艺因为其功用主要用于观赏而不涉及大家所关注的对人体健康及伦理学的影响，其中花期调控是一些观赏植物的主要育种方向。而利用基因工程实现花期调控的第一步是克隆控制花期的目的基因。在得到目的基因后进行载体的选择和构建，连接转化、表达分析等。
（二）教学方法和手段的改革
基因工程的一些概念抽象，难懂，全英文教学并不利于学生对课程的学习。而全中文形式的教学不利用学生的学术交流，因此教学模式采用中文为主的授课形式，同时对一些专业术语附加英语对照，从而使学生理解专业内容的同时，掌握大量基因工程中的专业术语，如，基因工程（Geneticengineering）、载体(vector)、限制与修饰体系(restrictionandmodification)重组(recombinant)、反转录PCR(RT-PCR)等。对学生阅读相关专业学术文献，有效地把握科研动态，开展科学研究与技术创新具有很大的帮助。在课程学习中鼓励学生关注相关领域的研究并提交课程报告，参与课程教学。这种教学方式使学生在有限的课时中接受基因工程相关的新观念，而且推动学生利用课后时间检索和自学一些基因工程的新技术、新成果，增强学习兴趣与能动性。
【文章编号】1007-4309（2011）02-0014-1.5
21世纪是生命科学的世纪，微生物学涉及面广、应用性强、受益面宽、发展迅速，是生命科学领域中一门综合性和应用性很强的学科，也是生物工程、食品科学与工程、环境工程、给排水工程等工科专业的重要专业基础课，并与后续专业课程的学习有着密切的联系。微生物实验是微生物学教学的重要环节，与课堂理论教学相比，实验教学更有利于培养学生的创新能力和动手能力，其教学质量的高低也直接影响到学生分析问题、解决问题能力的培养。随着生命科学的飞速发展，对学生在知识、素质和能力方面都有了更高、更新的要求，这就迫使我们必须注重对学生能力的培养和技能的提高，使学生能够适应未来高科技社会的需求。微生物学实验方法和技术是生命科学专业人才必须掌握的基本技能，是转基因技术、克隆技术和发酵技术等现代生物技术的基础内容。微生物学实验以其独特的实验方法和技术在生命科学的发展中占据着突出的位置。近年来，随着创新人才教育的开展和高等教育改革的深入实施，逐渐使实验教学由过去单纯验证理论知识的旧模式，向培养学生综合素质和创新精神的新模式转型。在这种情况下，微生物学实验教学必须转变教学观念，改革教学方法，丰富教学内容，努力提高学生学习的积极性，培养学生的探索精神和创新能力，进一步提高教学质量，以适应高素质应用型技术人才培养的需要。
一、转变教学观念，加强实验室建设
生物学是当今发展最为迅速的学科之一，知识更新很快，新技术层出不穷。因此高校生物学教师在教学观念上也必须与时俱进，不断更新。要逐步改变过去在教学过程中形成的重理论轻实践的现象，提高对人才培养工作的认识，把技能培养看成人才培养的关键。
实验中心设有一个数码显微互动实验室，实验室配有1台教师机和20台学生机，观察细菌形态时，教师可以利用教师显微镜和计算机输出系统通过投影大屏幕直接动态讲解每一张细菌涂片，通过语音系统进行双向语音交流，可以针对全体学生，也可以针对某一学生；学生遇到问题可以随时通过呼叫系统呼叫，教师可以选择通话模式与学生进行交流；学生之间也可以进行分组交流。数码互动系统可针对细菌涂片进行数码拍照，可以把细菌典型形态、染色效果好的涂片保存在电脑里。教师在主控台微机显示屏上可以观察到学生的镜下图像，每个学生的动态观察过程均在教师的监控之下。
二、注重产学研一体化
产学研一体化教学模式就是把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。这从根本上为了解决学校教育与社会需求脱节的问题，缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距，增强了学生的社会竞争力。将实验教学与产学研密切联系在一起，融入科技创新和实验教学改革成果，更新实验项目。在保留原有实验教学内容的基础上，及时补充专业相关领域的新技术、新方法。大力倡导和激励教师和实验技术人员积极开发一些新的实验项目。
三、改革教学方式
（一）重视实验预习、发挥学生的主动性
要做好一个实验，预习是非常重要的。预习能力的培养是进行科学研究的一个重要方面，如果事先没有充分的准备与思考，当然就不会收到理想的实验效果，更谈不上创新能力的培养与提高了。但预习并不是简单了解实验目的、原理、器材、方法和注意问题，并写出实验预习报告，而是由老师预先提出一些启发性的问题，要求学生在掌握实验内容的前提下，通过查阅相关资料得出结论。应鼓励学生对实验方法、步骤提出自己的设想，重新编排、设计实验，充分发挥学生思路活、求创新的特点，使之变被动学习为主动学习。
（二）加强实验操作指导
实验操作是提高学生动手能力和实验技能的重要环节，实验操作的规范与否成为影响实验成败的关键。而学生由于缺乏这方面的专门训练，在操作时难免会出现思路不清，操作忙乱等问题。为此，在每一次实验课上，老师都要将实验内容进行总体讲授，理清实验的思路，并对主要实验操作进行示教，强调实验当中应当注意的事项，并要求学生在正式实验前对有关操作进行练习和熟悉，以此保证实验过程的准确性。同时在实验进行过程中加强师生交流，观察学生的实验操作情况，随时发现问题并予以纠正。培养学生养成良好的操作习惯和严谨认真的科研态度。
（三）规范实验报告书写，重视结果的分析
实验报告是对整个实验情况的汇总和记录。通过实验报告的书写，可以帮助学生更好地理解掌握实验原理、实验现象，提高分析问题、解决问题的能力，是实验教学不可或缺的重要环节。以前，学生对实验报告的书写不够重视，随便找张纸，照实验书一抄就应付了事，还有的学生当实验结果不理想时，调整改动数据，使实验报告失去了其应达到的效果。为改变这种状况，我们将实验报告成绩纳入到课程的总评成绩中，提高学生的重视程度。同时实验指导老师统一规范了实验报告的格式和纸张，对报告中各项内容的填写提出了具体要求，并要求学生如实记录实验情况，如发现有编造抄袭现象，实验报告发回重写。另外在实验过程中。老师提出一些针对性的思考题，要求学生在报告中进行分析讨论，对不理想的实验结果，引导他们去分析可能导致的原因，并提出改进措施。通过这样的规定和要求，使学生逐渐端正了实验态度，发挥了主观能动性，培养起了实事求是、善于探索的科研精神，真正从实验中得到了收获和提高。
四、改革实验考核方式
为了更加真实、客观地反映学生的实验能力和实验素养，我们改变了过去单一通过期末考试来评价学生成绩的做法，采用分项记分方式来考核学生的实验成绩。分项如下：
1．实验预习成绩10％。通过检查预习报告，考核学生对实验原理和实验操作的理解。
2．实验操作成绩30％。通过整个实验过程，考核学生对实验内容的熟悉程度与操作的规范情况。
3．实验报告成绩20％。通过实验报告，考核学生实验数据的记录、结果处理及回答思考题、分析实验现象和解决实验问题的综合能力。
4．期末笔试成绩30％。实验课单独考试，考试学生对实验原理、操作、数据分析等内容的掌握，综合考量学生理论联系实际的能力和专业知识的运用能力。
5．实验习惯成绩10％。考核学生对常用仪器的熟悉程度，操作的科学性及认真观察实验现象，多角度主动地去进行探索。
以上是我们在微生物实验教学改革上做出的一些积极探索与实践，从教学效果和学生反馈的信息情况看，这些改革在提高教学质量，增强实验技能，培养学生的创新精神等方面取得了一定的成效。今后我们将不断总结经验，积极开拓创新，为培养应用型人才，全面推进素质教育作出更大贡献。
一、新教材新在哪里
新教材从名称上将《生物》改为《生命科学》，从两个方面体现出差别：一方面是学科本身涉及的范围发生了扩展，添加了对生命本质现象的认识这一层面；另一方面是学科教学的定位发生了改变，由原先的单纯的生物学学科知识教育，转变为对学生进行生命现象和生命科学的普及教育。因此，新教材实施中的教学理念和教学内容也有相应的变更。教学内容应更贴近学生生活，与人密切相关。同时，要适当地转变教学理念与教师行为，以帮助学生认识自然、认识自我为目地，把生命科学的知识性与学生生活的实践性相结合。
二、新教材的优点
1．教材的设计方面。相对于老教材，新教材增加了五个新的栏目，除课文与实验之外，添加了活动、广角镜、想一想做一做、阅读思考、发现之路。“活动”栏目既是教学内容的主体，也是实验室活动的延伸，内容包括调查、交流和讨论，以提高学生的社会实践和表达能力。“广角镜”作为拓展，结合教学内容，为学生提供一些相关资料和小故事，扩充学生的知识面。“想一想、做一做”在完成每节基本内容的前提下，提出进一步的思考要求和活动题目，供学有余力的学生进一步拓展。“阅读思考”是在课文的基础上，延伸出的知识拓展、社会问题等等，帮助学生将基础知识与社会、生活实践相结合。“发现之路”提供中、英文与科学发现相关的文章供学生课外阅读。新增设的栏目大大拓展了学生的学习面，为学生提供了锻炼全方面能力的平台。
2．教材内容编排方面。教材的编排重视系统结构，教材以生命的基础、生命的物质和能量、生命的信息、生命的延续、生物多样性与可持续发展、现代生物技术应用为六大主体。内容更接近学生的生活实际，注重从学生的生活经验出发，创设情境，引导学生自主学习、主动探究。
3．教材的知识更新方面。对比旧教材，新教材的知识容量大大增加，不仅呈现了生命科学的学科前沿问题，例如：基因工程，克隆技术，遗传病与基因治疗等；还增添了很多知识点，提供大量的已更新知识，如细胞识别与免疫等。
4．新教材对课改理念的体现方面。二期课改的基本理念是以学生发展为本，确定学生在学习中的主体地位，关注学生的已有经验和兴趣爱好、个性特长等发展特点，倡导自主探究、实践体验、合作交流的研究性学习方式与接受型学习方式的有机结合。因此，新教材对学生的思维发展及能力培养提出了更高的要求。在新教材中，安排大量的学生实验及探究实验，对培养学生创造性思维，学会提出问题、分析问题、解决问题起到了重要作用。实验中许多内容都需要学生口头表达、动手操作，培养了学生的观察能力与动手能力，发展了学生的多元智能。
三、课程实施中的经验总结
1．致力“问题性教学模式”的设计，实现“以学生为主体，教师为主导”的教学方式。问题意识是指人们在认识活动中经常意识到一些难以解决的问题，并产生一种困惑、探究的心理状态，是一种思维的问题性心理。因而在一节课的开始利用多种途径创设问题情景，激发学生提出问题、发现问题；随后进行讨论探究。生命科学教学中知识是多元化的，虽然每一个知识点都可以形成一定的问题，但不是所有的问题都能激发学习兴趣。因此，在设置问题情境时，尽可能挖掘与生活实际相联系的内容，例如“细胞识别与免疫”这节课，可以通过学生自身的感知体验人手设计问题；另外，也可根据教学内容，设计一些具有开放性的探究问题，例如“基因工程”这节课可以从日常生活中的转基因食品入手。当问题提出后，再通过生问生答、生问师答、师问生答等多种方式多方位交流、解惑，在解决问题的过程中，教师要引导学生去思考，引导学生去讨论、分析、探索。在问题解决过程中，必将产生很多新问题。这时教师可以鼓励学生利用课外时间，查阅资料，去探索、去研究、去论证，让学生带着更多的问题走出教室，走进研究性学习。通过这样一种创设情景，激发学生提出问题，引导学生解决问题，诱发学生产生新的问题的教学方式，可以培养学生的问题意识、质疑精神和创新精神。
2．利用优势教学资源，将信息技术与教学有效整合。二期课改的教育理念要求“充分利用各种教育资源，形成多渠道的学习环境，丰富学生学习的经历和经验，为培养学生的创新精神和实践能力创造有利条件。”本校的教学硬件配备为生命科学的教学提供了良好的条件，每个教室都可以使用多媒体进行教学。因此，生命科学的每一节新课都以使用多媒体课件的方式进行授课。使用多媒体课件有很多好处，如，多媒体辅助教学使声、文、图、像等具体刺激出现在课堂上，可将课本上静止的图片变成动画演示，也可将报刊杂志上的新闻图片在投影上呈现，学生的多种感官参与了教学活动，更有利于学生理解复杂过程，加深印象。例如，“细胞的分裂”使用动画演示就能把动态过程清晰地呈现给学生。另外，多媒体教学有利于扩充教学内容，扩大学生的知识面。生命科学是一门发展迅速的科学，很多知识点的学习因其信息量很大而不能局限于书本。对于这类知识的学习，可以引导学生自主选择其感兴趣的一点，利用网络信息资源收集有关资料，制作一些课件，作为平时作业。例如，高―下学期，某学生上交的作业“细菌与病毒”图文并茂，条理清晰，得到老师的表扬后，该生对生命科学的兴趣越发浓厚了。通过这样的方式，学生可以根据自己的兴趣，选择不同的知识点，在一种独立自主的情况下，张显自己的个性，体验创造与成功的喜悦，增强适应信息社会的自信心。
3．充分利用教材编排特点，将课本知识与生活实际结合。新教材充分体现了与时俱进的思想，把当今社会最先进、人们最关注的科技成果及时地展现在学生面前，让学生了解科技发展的最新动态，引导学生关心科技的进步，社会的发展，增强社会责任感，同时使学生在潜移默化中理解科学、技术和社会之间密不可分的关系。新教材更善于抛砖引玉，在介绍新成果新技术的同时，鼓励学生自己去搜索、讨论、决断一些现实社会问题。例如，在“神经调节”这节中设计“珍爱生命，远离”的主题调研活动等。由于新教材注重从实际生活出发解决问题，且课本中涉及到的知识点多、信息量大，因此，可以在备课组内采取集体备课的形式，发挥团体的力量，为每一个知识点寻找可以与实际生活相结合的部分，尽量创设真实情境或直观模拟情境。这样做是为了让学生了解学习的目的，学习最终目的是学有所用，如果学到的都是死知识而无法运用，就违背了教学的
初衷。因此，备课组尽可能多搜集资料，摈弃牵强附会的东拼西凑，坚持使用最适合的实例，提供给学生。使学生在了解学习生命科学的作用后，爱上学习。
4．充分利用教材中的各种实验，尽可能多地给学生提供动手操作的机会，让学生在体会学习过程的同时，提高各种能力。生物学本身是基于实验基础之上的一门自然科学。实验体现了生物学科的特点，没有或缺乏实验和实习的生物课是极不完整和无意义的。现行的《生命科学》教材增加了实验数量，实验形式也从过去侧重模仿性实验和验证性实验转变为以探究性实验为主。这使得学生的动手能力、观察能力、知识的运用及自主探究能力有了更大的提高，充分体现了“以学生发展为本”的教育理念。因此，我们在教学过程中，尽量多给学生机会动手实验。由于实验条件的限制，课本上的某些学生实验不能操做，那么我们就选取一些条件允许的教师演示实验来做学生实验。例如，将酶活性实验改为学生实验。长期坚持给学生提供动手的机会，学生不仅能养成分析解决问题的习惯，而且能在这个过程中得到了各方面的锻炼。
四、新教材对教师的要求
1．做“终身学习”型教师。这是时代对教师的要求，更应该是教师对自己的要求。教师必须不断地吸纳新知识；不断提高和完善自身的教学设计能力和对教材或学习内容的还原和再加工能力；要不断发展和提高自身的创造性和探究能力，以提高自身的综合素质；要建立新型的师生关系，树立“学生主体意识”，通过创设问题情境，鼓励自主质疑，引导合作解疑，成为学生学习的组织者和建议者。另外，课堂教学的形式也不能一成不变，教师要不断寻找适合的教学方法。在多变的课堂上，较强的组织协调能力是新教材对生物教师提出的要求。全新的教学方式也要求教师之间相互交流、相互学习和讨论，尽快适应新的教学要求。
2．专业知识的拓展。新的生物信息新教材中增加了许多具有时代意义的生物信息短文，符合信息时代的要求，但篇幅较短，对感兴趣的学生来讲，信息量太少，这就要求教师对这些信息有较全面的了解，知其然，还要知其所以然。在当今这个信息时代，信息的更新是日新月异的，新的科技成果不断出现，教材的内容不可能时刻走在时代前列，不可避免地存在滞后性，在教学中，教师不应拘泥于课本内容，应及时将最新的生物科技信息传递给学生，这需要我们教师平时注意加强学习，关注生物科技的最新发展动态。
以下是对物理专业的介绍和就业方向的介绍：
1、物理学是研究自然界物质及其运动规律的基础学科，其研究内容包括物质的基本结构。
2、它们之间的相互作用和相互转化关系。它以实验为基础，总结和发展各种理论观念和思想方法。
3、此进一步推动和引发实验设备创新和新技术革命，成为人类科技产业进步的源动力。
4、作为自然科学的基础，物理学与数学、化学、生命科学、材料科学、信息科学、天文学、地球科学社会科学等学科都有着密切的关系。
5、并不断地影响和推动着这些学科的发展。由此形成的交叉领域已经成为这些学科不可分割的组成部分。
（来源：文章屋网 ）
2015年12月，上海市徐汇区政府吸取国内外生物医药园区发展的经验，结合自身的资源优势，成立了上海枫林生命健康产业发展（集团）有限公司（以下简称“枫林集团”），力求打造出中国一流的生命健康产业城。近日，本刊专访了枫林集团董事长吴寅飞先生，并对枫林生命科学园有了更加深入的了解。
《上海医药》：近几年，国内各地的医药园区如雨后春笋般纷纷建立。然而总体看来，目前国内生物医药园区发展中普遍缺乏宏观规划，各园区之间也普遍存在产业领域重叠、低水平竞争、资源争夺激烈等情况；与此同时，多数园区建设都是以各地政府强力引导以形成地区竞争优势为前提，离真正形成园区各生产要素协同作用的创新网络，依据市场变化、内部需求互补整合的理想状态还相距甚远，远未形成专业化分工的产业集聚和联动效应，很多地方的医药园区建设情况并不尽如人意。为何枫林集团还要继续跟进，全力打造枫林生命科学园？
吴寅飞：在日前我们集团主办的“2016全球精准医疗（中国）峰会”上，徐汇区方世忠区长在大会上表示，徐汇区“有资源、有平台、有空间”发展成为“中国一流、亚太有影响力、国际有知名度”的生命健康产业集聚区。
首先，徐汇区有丰富的产业资源和坚实的发展基础。徐汇区不仅是上海乃至是全国范围内生命健康研发机构和医疗机构最为集聚的地区之一，拥有上海医药临床研究中心和国家中医临床研究基地，以及强生、默沙东、昆泰、海正辉瑞等一批世界500强企业的研发中心。从2004年开始提出打造的枫林生命科学园区，正在致力于整合区域资源优势，建设国际一流的医疗保健、健康管理、研发孵化和学术交流中心。生命健康领域“产学研医”全产业链在徐汇初步形成了集聚效应，为产业发展奠定了坚实的基础。
其次，徐汇区有高端的产业合作平台和完善的产业配套机制。2012年，上海市科委和徐汇区政府联合中科院上海分院等9家知名科研院所成立“上海枫林生命科学联盟”，以资源整合、协同创新、开放合作的理念，推动领域内不同类型的创新主体开展协作、实现共赢。2015年，徐汇区委、区政府出台了《加快建设具有全球影响力的科技创新中心的实施意见》，明确提出以滨江枫林板块为核心打造生命健康产业集群的战略目标，重点聚焦高端医疗、临床研发等服务，发展个性化、精准化医疗产业。同时出台了政府服务、空间布局、人才机制、产业平台等一系列配套政策和服务措施，并组建成立枫林集团，发挥企业化运作的机制优势，通过市场化、项目化的模式真正把产业资源落实到具体项目，做实做强产业发展机制。
再次，徐汇区有优越的产业发展空间和高品质的楼宇载体。枫林生命健康产业集聚区的核心区域位于滨江枫林板块，目标是建设成为国内一流、亚洲有影响力的生命健康产业城。徐汇滨江地区是目前上海中心城区黄浦江两岸可成片开发面积最大的区域，被上海城市总体规划（2016―2040）列为与外滩、陆家嘴同等级别的中央活动区，将在2017年底实现沿江道路和公共空间全面贯通，打造水、绿、人、文、城相融合的世界级滨水区。优越的地理位置、高端的产业载体、优质的空间环境，将使徐汇滨江枫林地区发展有望成为生命健康产业的热土。
《上海医药》：枫林园区将重点聚焦关注医药产业的哪些领域？
吴寅飞：我们通过对国内外顶尖生命健康产业园区的竞争合作关系进行比较分析，梳理徐汇区内生命健康产业已有的基础和发展能力，如区域规划、载体布局等，并结合政策环境、龙头企业需求、区域要素禀赋等因素，评估和预测生命健康产业的市场竞争力和未来发展趋势，明晰了徐汇区的核心优势和差异化竞争力，最终形成实施徐汇区生命健康产业发展的“1744”工程，即：
“1个目标”――以构建具有徐汇特色的生命健康产业体系、坚持特色和差异化发展为目标；
“7大领域”――重点发展生物医药高端制造、健康产品销售、医药企业总部与投资管理、高端医疗服务、健康科学研究和技术研发服务、互联网（移动）医疗、健康管理和金融衍生服务7大领域；
“4大产业链”――打通研（学）、医、产创新模式，由点到线，形成健康管理、精准医、新型医用材料及医疗器械、医疗科技服务四大产业链；
“4项任务”――推进产业融合和产城融合的“双融”发展模式，切实规划和落实整合土地载体要素、扩大招商力度、搭建公共服务平台、建设生命健康高端人才系统这四项重要任务，促进产业聚集和提升产业能级，推动生命健康产业规模扩张和业态转型。
《上海医药》：针对区内入住单位的资源特点，枫林园区将采用怎样独特的运营模式？
吴寅飞：我们调研了国内外许多著名医药园区，发现我们的情况与美国波士顿医药园区非常相似。波士顿地区的成就与其创新生态环境密切相关，如聚集了哈佛大学等40多所世界顶尖高校院所，拥有麻省总医院等优质临床资源，还有众多在生命科学、分子生物学等研究领域引领世界的优势学科群和实验室，三者的高度集聚创造出大量的创新项目。从这些成功因素来看，跟徐汇区高度相似，我们也最有条件和把握对标波士顿。
枫林集团作为区政府推进生命健康产业集聚发展的实体化运作平台，在未来五年内，将充分依托徐汇区独一无二的高端研发和临床资源优势，对标国际整合资源的需求，精准定位徐汇产业发展重点领域，全力构建“以国家重大战略项目为引领，以信息、技术共享平台为核心，以研发、临床及应用环节联动为纽带，以产业资本和高端人才为支撑”的生命健康产业发展生态圈，具体要做好“三类平台”建设。
第一类平台是“枫林联盟”战略合作平台。2012年，由上海市科学技术委员会牵头，徐汇区政府与徐汇区域内的中国科学院上海分院、上海生命科学研究院、复旦大学、交通大学、华东理工大学、中山医院、龙华医院、肿瘤医院等大院大所成立合作联盟。在这个平台上，我们依托所在地政府的综合服务优势，为大院大所提供包括党建联建、基建项目开发建设、人才服务、社区联动以及交通、环境、治安等综合服务，让他们切实感受到当地政府的支持，融入徐汇发展建设。同时，集团邀请大院大所参与我们的产业规划、载体布局，帮助我们引进或者参与纳入国家战略性新兴产业、引领行业发展的重大项目，努力把握产业创新发展的源头，构筑产业发展高地。
第二类平台是专业化、项目化平台。就是和大院大所合作，在细分行业领域或者具体产业化项目中搭建合作平台。比如我们正在与上海市五官科医院合作推进的医疗器械国产化平台。这个平台就是因为目前的进口医疗器械主要是按照西方人的生理特征设计的，不符合东方人医生和病人的要求。五官科医院的医生研究后形成了专利技术，需要进行成果转化和生产销售。我们集团就与其合作搭建了项目化平台，对接技术成果提供方和医疗企业生产企业，同时提供市区两级政府的政策配套，与医药企业监管机构联系，寻求银行和风投等资金配套，推荐知识产权和专利评估机构，提供律师和会计师服务等中介服务。目前这个合作模式经过了论证，推进顺利，已经上海市科学技术委员会审核拨付了专项扶持资金50万元。通过这种平台服务既真正实现了与大院大所的合作项目落地，又通过项目化、市场化手段打通了产、学、研、医、政、企沟通的渠道。
第三类平台是国际合作交流平台。为了打响“徐汇枫林”品牌，搭建国际化的产业合作交流平台和窗口，枫林集团成立1年以来已经成功主办了“中欧生物医药合作暨投融资大会”，与瑞士巴塞尔园区签署了《关于合作推进生命健康产业发展的合作备忘录》；与华东理工大学联合举办了“2016中国医药产业创新发展高峰峰会”，与华东理工商学院签订了战略合作协议；与美中医药开发协会（SAPA）联合举办了“2016全球精准医疗（中国）峰会”。通过成功举办这些产业合作交流大会，成功搭建了连接产业与资本，国际与国内市场、政府引导与市场竞争、创新与产业化密切融合的交流平台，进一步提升徐汇枫林的影响力和产业集聚效应。 除了会议会展，枫林集团正在枫林生命科学园区的标志性楼宇――枫林国际大厦内建设“枫林国际交流中心”，该中心将成为国外成熟技术和项目进入国内市场的“桥头堡”，为国际项目落户上海提供企业办公、产业政策咨询、商事注册、人力资源、投融资以及法律、知R产权等各方面服务。
《上海医药》：未来，徐汇区生命健康产业园区将形成怎样的整体布局？
关键字：新问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景
论文
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的功能一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的探究。
1当前制造科学要解决的新问题
当前制造科学要解决的新问题主要集中在以下几方面摘要：
（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统灵敏性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的探究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的灵敏性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速灵敏制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键新问题。例如在计算机辅助设计和制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-RealSpace)中，都存在大量的几何算法设计和分析等新问题，非凡是其中的几何表示、几何计算和几何推理新问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间
(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理新问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化探究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的探究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的探究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成和融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度新问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化新问题时的求解速度和求解精度方面双双突破新问题规模的制约。制造智能还表现在摘要：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些新问题是当前产品创新的关键理论新问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性新问题。这些新问题的重点突破，可以形成产品创新的基础探究体系。
2现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学新问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术新问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计和制造等领域，国内外已经做了大量的探究工作，但创新的关键是机械科学新问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少探究，但仍有许多关键科学技术新问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，和以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生气械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1制造科学和信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统熟悉的加深，探究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
和制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要探究方向和内容摘要：
(1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学新问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2微机械及其制造技术探究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件和系统的功能密度、信息密度和互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术和电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并和集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特征如下摘要：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统探究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，非凡是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的探究需要多学科交叉的探究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿探究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷功能下的力学行为等尚缺乏充分的熟悉，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论和方法，因此只能凭经验和试探的方法进行探究。微型机械系统探究中存在的关键科学新问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的探究正处于突破的前夜，是亟待深入探究的领域。
2．3材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计和拟实仿真优化是实现材料和零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备和零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料和零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，探究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，探究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料和零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂外形又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织和运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模拟生物器官的自组织、自愈合、自增长和自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统和制造过程。假如说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学新问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用新问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的探究内容目前有两个方面摘要：
2．4．1面向生命的仿生制造
探究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；
2．4．2面向制造的仿生制造
探究仿生制造系统的自组织机制和方法，例如摘要：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；探究仿生制造的概念体系及其基础，例如摘要：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生和仿生制造是机械科学和生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其探究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生气械和生物成形制造等。目前所做的探究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础探究的特征，假如抓住机遇探究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的探究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及和生物工程相关的关键技术基础等。3现代制造技术的发展趋向
20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的探究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术（IMS）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化和多样化，未来现代制造技术发展的总趋向是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋向大致有以下九个方面摘要：
(1)信息技术、管理技术和工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术和手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6)加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7)实施无污染绿色制造。
[摘要]21世纪是基因科学高度发展的世纪,针灸学可望在“后基因组时代”中发挥重要的作用。笔者认为针灸学在关键基因调控方面优势明显,针灸的作用机理研究可望通过借鉴基因科学的先进的理论与技术而有所突破,并借鉴针灸治疗溃疡性结肠炎的研究思路,提出了21世纪针灸学的研究思路与发展方向。
[主题词]针灸学;研究设计;基因组,人GeneScienceandAcupMoxibustionScienceofthe21thCenturyWuHuangan,ZhangBimeng,LiuHuirong(
ShanghaiMunicipalInstituteofAcupmoxibustionandMeridians,Shanghai200030)[Abstract]The21
thcenturywillbeacenturyofhighdegreeofdevelopmentingenescience.Acupmoxibustionsciencemay
playanimportantroleinthe“latergenometimes”.Theauthorsholdthatacupmoxibustionsciencehaso
bviousadvantagesinregulationofcriticalfunctionalgenes;studiesonmechanismsofacupunc
tureandmoxibustionmayhavesomebreakthroughbymeansofadvancedtheoriesandtechniqueso
fgenescience.Theyalsoputforwardresearchthinkinganddevelopmentdirectionofacup
moxibustionscienceinthe21thcenturybasedonthinkingofstudyontreatmentofulcer
ativecolitiswithacupunctureandmoxibustion.
[Keywords]AcupunctureMoxibustionScience;ResearchDesign;Genome,Human第一作者简介:吴焕淦,男,上海中医药大学教授、博士生导师,上海市针灸经络研究所副所长。
作为生命科学的重要组成部分,针灸学在现代化研究进程中,充分吸收、借鉴了生命科学领域的新思维、新理论、新技术,在针刺镇痛机理研究,经络、腧穴本质探讨方面取得了一系列进展,针灸与神经、内分泌、免疫系统相关性研究成果也已为医学界所认同。我们也意识到,有关针灸作用机理研究和其他与针灸学发展密切相关的问题,不是针灸学本身所能解决的,只有将其融入生命科学这一大环境中,针灸学才能获得进一步的发展。可以预测,在到来的21世纪里,生命科学必将获得空前的发展,“基因科学”将渗透到医学的各个领域,在新的“基因时代”里,针灸学将受到哪些影响,它的发展前景如何?我们应该如何把握这一发展时机等一系列相关问题,应引起每一位针灸工作者的足够重视。结合我们课题组在长期从事针灸免疫(包括分子免疫学)相关研究过程中所积累的一些经验,从以下几个方面提出一些初浅的看法。
1基因组学快速发展
自20世纪以来,生命科学获得了极大发展,特别是1953年DNA双螺旋结构的发现以及1985年Crick的遗传信息传递的中心法则的提出,更是极大地促进了基因组学的发展,从而引发了一场世界范围内的基因技术革命,它对整个社会的影响是巨大的,在工业、农业、环保、医药等方面显示出广阔的发展前景。基因组学的研究可分为两个阶段:一是以人类基因组DNA的全序列测定为标志的“结构基因组学”阶段。自美国从1990年启动人类基因组计划(HGP)以来,已经发展成为一个国际大协作项目,它的意义可与曼哈顿原子弹计划及阿波罗登月计划相媲美,但现阶段HGP的完成仅为今后全面认识人类基因组的功能提供了一个结构基础[1]。随之而来的是竞争更为激烈的“后基因组时代”,为了确保我国在未来的生命科学中占有重要地位,我国确立了从“功能基因组学”和“疾病基因组学”入手的研究策略,同时,也认识到人类基因组学的研究方法、研究内容与中医学的整体观、辨证观有许多相似之处,中医药(包括针灸)在这方面有巨大潜力。
2针灸学的优势
针灸是在中医的脏腑经脉等相关理论的指导下,通过针刺或艾灸来达到调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等,最终起到治疗作用。它擅长从整体上对人体进行调整,并可根据机体不同的功能状况,通过选用不同的穴位或采用不同的针刺手法来达到调整机体功能状态之目的。针灸学作为中医学的重要组成部分,其基本治疗思想是将疾病的病理过程作为一个整体,它通过影响多靶点和疾病过程的多个环节,从而激发机体自身内在的调整能力来达到治疗目的[2]。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程,对体质改善也有作用,在解决疾病易感性方面优势明显。当前,人类的疾病由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病,以对抗为主要特征的西医未能达到从根本上改变复杂的病理过程,难以遏止疾病的发展[3]。虽然基因科学带给医学的影响是巨大的,甚至被称为“基因科学导致医学革命”,许多科学家也提出可以用改变基因结构来治疗单基因疾病,但这只是理论上的设想,迄今为止,基因治疗尚不成熟,它的负面效应还不清楚[4]。况且,绝大多数发病率高、危害性大的疾病是多基因疾病,是有多个调控基因失常所致,因此,治疗策略应该是以修饰或调控基因表达与基因产物功能来达到治疗目的。在研究基因组过程中,认识到多种致病因素作用于人体,能否发病以及预后情况怎样,是疾病相关基因与内外环境相互作用的结果,外因是通过内因起作用的,并在此基础上提出了诊治的个体化等新的治疗观念,这与中医学(针灸学)的辨证论治观相一致。针灸学在整个发展过程,都贯穿着辨证论治思想,其以多环节、多靶点的整合调节为特点,在治疗与病种方面的优势依然明显。基因组学与中医针灸学在思维方法学上的趋近性,为两者在研究思路与研究方法的相互渗透提供了可能。
3基因芯片在针灸治疗溃疡性结肠炎作用机制研究中的应用
有关针灸作用机理的研究,古代及近代医家都作过探索,但基本上停留在以传统的中医理论进行阐述。近半个世纪以来,国内外学者在针灸作用机理研究,如针刺镇痛机理的研究,针刺对神经、免疫、内分泌系统调节的研究等方面,均作了大量细致而有意义的工作,并证实了针刺的确切疗效,但尚缺少被人们普遍接受的合理解释。针灸治疗溃疡性结肠炎临床与机理的系列研究所提供的研究思路,对我们颇有借鉴意义。溃疡性结肠炎(UlcerativeColitis,UC)属难治性疾病,病因涉及免疫系统、环境,以及尚未确定的慢性肠道炎症易感基因之间的相互作用。这些相互作用引起一系列级联改变,导致慢性肠道炎症、组织病变和疾病。我们的研究发现:隔药灸治疗UC不仅具有满意的近期疗效,也有一定的远期疗效,且副作用小[5]。有关隔药灸治疗UC的临床及作用机理的研究成果已得到学术界的广泛认同:(1)艾灸治疗溃疡性结肠炎的形态学研究(SCI收录)[5];(2)从细胞因子与基因调控探讨针灸治疗溃疡性结肠炎的机理(SCI收录)[6];(3)针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎分子免疫学机理研究[7],发现隔药灸与电针能够上调溃疡性结肠炎大鼠结肠粘膜中IL1ramRNA表达,降低IL1βmRNA、IL6mRNA表达及iNOSmRNA的表达,从而有效地控制溃疡性结肠炎已启动的炎症和免疫级联反应[6、7]。上述研究成果为进一步从基因表达调控水平上研究UC提供了理论及实验基础,也为研究隔药灸调节相关基因表达及表达产物功能提供了重要依据。但这种只针对单基因的研究思路对揭示UC的发病本质存在一定的局限性,毕竟众多细胞因子之间及其与靶细胞之间是相互影响、相互作用的。
国外有研究选择性删除小鼠一个感兴趣的基因(或称为“敲除”)而产生慢性肠道炎症。特发性肠道炎症可以是免疫系统特异基因异常的结果,在这些有基因改变的动物,正常肠道菌群能诱发慢性肠道炎症。但对各种溃疡性结肠炎“敲除”突变体模型的思考,强烈支持环境(在这里指肠道菌群)可能与特异基因(特别是那些上调或下调免疫系统者)相互作用而引起溃疡性结肠炎的设想[8]。但无论在生理或病理条件下,在基因表达调控、机体免疫及细胞分化等重要生命活动中,并非每个基因都是单独的发挥作用,众多基因是作为一个统一的整体进行调节的。目前,国内尚缺乏全面、深入的相关研究,未能阐明溃疡性结肠炎的确切发病机理,这给有效的治疗该病带来了困难。因此,筛选在影响UC的多个环节上起作用的分子和起关键性调控作用的基因,从基因的整体调控水平来揭示溃疡性结肠炎的发病机制及针灸治疗的可能作用机制应是医学界所关注的问题。
借鉴生命科学领域先进的理论与方法,应用近几年发展起来的前沿生物技术―――基因芯片技术筛选出UC差异表达基因及隔药灸“天枢穴”治疗UC的反应性基因,并克隆部分未知基因全长cDNA,进行功能分析,初步建立“UC相关基因表达谱”,阐释UC的发生机制与隔药灸治疗UC的基因调控和功能修饰的机制,探讨能与隔药灸起反应的基因。这些基因可能是目前已知的与UC相关的基因,也可能是未知功能的基因,国内尚未对溃疡性结肠炎基因表达谱有一个全面的认识。因此,从整体水平出发来研究针灸的基因表达谱为最终揭示针灸的作用本质提供了可能,同时也为针灸的现代化研究提供了一种很好的思路。
自人类基因组计划实施以来,不仅给现代医药学带来新机遇,也为针灸学的发展带来了极好的契机。国内一些学者已注意到在“功能基因组”与“疾病基因组”的调控方面,针灸具有巨大的潜力,并且意识到如果在这方面的研究有所突破的话,将使我国在即将来临的“后基因组时代”处于国际领先地位[2,3]。在考虑将“功能基因组学”与针灸学结合起来进行研究时,不仅要严格遵循“功能基因组学”本身的研究规律,同时也要认识到针灸疗法本身的特点,选择针灸疗效显著的溃疡性结肠炎进行研究,因此,开展“UC隔药灸”基因表达谱的相关研究具有较高的理论与应用价值。
实践证明,针灸学只有采取中西医结合方式,运用先进的现代科学技术与手段,把中医基础理论的阐释、确切的临床疗效及其作用机理提供给人们,充分发挥其在调控基因功能方面的优势,才能在21世纪的生命科学研究中占有一席之地。有理由认为,只有充分地将针灸学的特色融入到生命科学的领域中,将宏观现象的研究与微观机理的研究紧密结合起来,针灸学才能在当今迅速发展的生命科学里得到丰富和发展。相信,针灸学必将在21世纪里大放光彩。
4参考文献
1吴.发展基因组学和生物信息学刻不容缓.中国医学科学院学报,2000;22(1):1
2洪净.中医药防治疾病的优势与学术发展切入点的探讨.中医杂志,2000;41(12):751
3李扬.流行病学模式的转变.国外医学社会医学分册,1998;15(3):97
4沈自尹.基因科学和21世纪中医药学的走向.上海中医药杂志,2000;4(10):7
5WuHuangan,ZhouLibin,etal.MorphologicalStudyonColonic
PathologyinUlcerativeColitisTreatedbyMoxibustion.Treatment.WorldJournalofGastroenterology,2000;9(6):861
6吴焕淦,等.针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎细胞因子基因表达的探讨.世界华人消化杂志,1998;6(10):853
7WuHuangan,etal.TheMechanismofiNOSGeneModulationon
(1)为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代机械技术中产品开发和制造的关键问题。机械制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了机械制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科——计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
(2)在现代机械制造过程中，信息不仅已成为主宰机械制造行业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高机械制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于机械制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海景数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
(3)各种人工智能工具和计算智能方法在机械制造中的广泛应用促进了机械制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在机械制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。机械制造智能还表现在；智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是机械制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
2现代机械工程的前沿科学
2.1机械制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此机械制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是机械制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对机械制造技术开始探索产品设计和机械制造过程中的信息本质，另一方面对机械制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化机械制造环境。随着对机械制造过程和机械制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
2.2微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2.3材料制备、零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑，是机械制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化机械制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料与零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2.4机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为僻决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，“仿生制造”则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的“自组织”机制及其在制造系统中的应用问题。所谓“自组织”是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的“自组织”机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的“远缘杂交”，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
3现代机械制造技术的发展趋势
随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。当前现代制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：
(1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代机械制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术与手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、机械制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速机械制造装备。
