生命科學領域的新技術8篇

時間:2023-09-28 15:27:52

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篇1

從高等教育發展的需要,生命科學發展的需要,社會和經濟發展的需要以及知識經濟時代對大學生綜合素質的要求這四個方面,淺析了在高校非生物專業類學生中開設生命科學選修課的必要性。

關鍵詞:綜合素質;復合型人才;培養模式

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

[1]劉久成.知識經濟與大學生素質論綱[M].北京:中國人民公安大學出版社,2000.

[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.

[3]北大生科院編寫組.生命科學導論[M].北京:高等教育出版社,2000.

[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.

[7]姜知然.我國三十六所高校獲準建立國家生命科學基地[N].中國新聞社,2002.

篇2

因為人類或人最關心的是未來

生命科學作為生物學的分支學科意在通過分子遺傳學研究生命的活動規律、本質、發育規律以及生物與生物、生物與環境之間的相互關系,其最終目的為治療遺傳疾病、提高農作物產量、保護環境以及改善人類生活。在地球人正努力使信息走向盡量對稱的互聯網時代,生命科學這一學科從以往的邊緣逐漸走入人們的視野中心。

這種關注絕非偶然,事實上,它所研究的問題擊中了人類從古至今最為關心的一個問題――如何延緩人類的衰老,如何抵御毀滅性的疾病的侵襲。可以說,生命科學從未離我們遠去,只不過隨著互聯網信息的傳播,今日它再一次顯得已離我們前所未有的接近。

早在2013年,中科院關于年世界科技成果的評選中,十項就有四項都與生命科學有關,并且這一比例正在逐年增長。通過互聯網,如今的生命科學研究者正在努力試圖建立一種框架或系統,使更多領域的熱心人士參與到生命科學的領域中。

每一次重大成果的出現,無不是為了讓人類更好地在這個世界生活下去而出現的。上個世紀五十年代,DNA雙螺旋結構模型建立,不僅使分子生物學成功建立成為生命科學領域的一個分支學科,而或是打開了“生命之謎”的大門。六十年代,人工合成牛胰島素成功,向人工合成生命邁出了重要一步,為后來解決骨質增生、精神畸變、動脈粥樣硬化等奠定了基礎。七十年代,限制性內切酶、DNA分子雜交技術以及基因重組技術相繼出現,為如今的現代生物技術的興起創造了重要條件。八十年代,PCR技術發明,這種技術為后來診斷感染性疾病、癌癥、遺傳病等提供了解決方案,使人們遠離疾病又多了一種可能。九十年代,克隆技術飛速發展,尤其是1997年克隆羊“多莉”的誕生,成為當年科技界的最熱門話題,克隆技術的突破給器官移植的普及,癌癥、糖尿病、惡性纖維化、修復脊髓神經組織等帶來了新希望。

盡管目前生命科學的研究成果最重要也最廣泛的指向在于醫學,但也同樣正越來越地被用于工業、農業、化學、環境保護等各個領域,劍走偏鋒。生命科學每一項重要研究成果的出現都意味著某一種或多種疾病治愈的可能性多了一分,也同樣意味著其它,因為人類或人最關心的是未來。

因為人最關心的是治愈我們的地球,谷歌就是其中之一

幾乎所有的科學家都曾說,“未來十年生命科學行業會大熱”。

2005年跨越十五個年頭的“人類基因組計劃”宣告結束,這項計劃自1985年首次提出設想以來,作為生命科學領域可以說最為重要的一項工程之一,為該領域的突破做出了巨大貢獻。從其目的上來說,“認識自身,了解生命起源”,不管從哪一個出發點來說,都切中目前及未來人類最為關心的本質問題。

在去年,著名的“小保方晴子學術造假”事件則引起人們除卻基因之外對生命科學領域又一分支的關注,干細胞。如若小保方晴子的“STAP干細胞”為真,那將大大減少制備多能干細胞的成本,使大規模的開展器官再生、修復以及疾病治療方面的臨床試驗成為可能。作用力等于反作用力,這也或是為何她在被證明為偽之后聲名一落千丈且遭受諸多業內人士討伐的要因。

關注這一領域的不僅僅只是生命科學領域的研究者們。作為一項全人類的事業與使命,近年來隨著學術的不斷開放,同商業結合的加強,有著越來越多的圈外人士相繼投入到該領域的研究之中。谷歌就是其中之一。

今年1月底,谷歌旗下的Google X部門便放出消息,稱將同美國一家制藥公司結盟,共同研發對抗多樣硬化癥的藥物。這對無數患有此病癥的患者來說,無疑為他們的治愈又帶來了一絲希望。此次合作,Google X旨在研究多樣硬化癥在不同病人身上的表現差異,以開發應對藥物。而最近,谷歌顯然在生命科學領域涉足更深,有消息稱,Google X將開發一套早期癌癥探測系統,據實驗室科研人員介紹,他們希望通過獲取光在經過不同皮膚是的反應數據,打造一款早期癌癥檢測器。雖然尚處于初級階段,但我們有理由相信在不遠的將來,我們將能夠體驗到不同于傳統僅在飲食、生活習慣上的癌癥預防。

其實早在去年年底,便有關于谷歌對疾病進行早期預防的消息流出。據有關報道稱,谷歌正在開發一種新技術,將能夠監測疾病的納米顆粒與腕帶是傳感器結合,通過納米顆粒進入人體血液之后探測出人體生化指標的輕微變化,作為對疾病的早期預警系統。這將為癌癥的預防提供重要數據及指標。

作為一家將人類關懷作為己任的公司來說,谷歌做的顯然已超出了他的職責范圍。我們可以看到,自去年以來,谷歌在生命科學領域做出了許多新嘗試,包括研究為糖尿病患者提供血糖監測的隱形眼鏡,收購制造帕金森癥防抖勺的Lift Labs以及對研發抗衰老產品的calico公司和提供個人基因監測試劑盒的23andMe公司入股,這些都可以看做是谷歌對生命科學領域投入的關注與支持。

這也是如今生命科學研究的一大方向,即越來越多的相關研究與開發傳統實驗室走向同大公司的合作,這在一方面能夠提高世人對這一領域的關注與熱情,另一方面,也為研究提供了更好的環境以及更多的資金投入,同時使艷絕產生的新成果能夠更有效率的轉為商用,為生命科學更好的落地找到了基礎。

縱觀近幾年的合作趨勢我們可以發現,越是在其他領域有著技術優勢的大公司,對生命科學領域的合作便表現得越是熱情,這固然是其公司本身的實力與眼光所決定的,更反映出生命科學這一并不新鮮的領域在未來的市場無限廣闊。不僅是考慮到市場,因為人最關心的是治愈我們的地球。

因為人們不僅關心未來,更關心的是如何改變世界,如何創造未來,微軟就是其中之一

施一公在一次演講中說,“生命科學將從科學與藝術、制藥、干細胞三個方面改造世界”,從如今的趨勢上來看或確為如此。

目前,處于生命科學領域前沿的科技有,基于基因療法的各類病癥預警,通過干細胞進行器官再生移植的研究,各類生物、免疫、抗體、蛋白疫苗的開發,總體上在醫療與健康方面的成果是突出的。但是在未來,它也將在其他方面改變我們的世界。

生命科學的逐漸崛起也引發了一個全新的經濟領域誕生,即生物經濟,在這種經濟模式下, 高效、快速而又環保、綠色的經濟增長模式得到了徹底的實施,面對“21世紀是生命科學的世紀”這樣的樂觀前景,生物經濟必將在未來成為一種主導經濟,從對實驗室中的理念進行投資,到開展行業內并購,僅生物制藥行業便累積了巨額財富,這些財富,在未來將成為撬動世界進程的一股不可忽視的力量。

再如農業方面,早年袁隆平的“雜交水稻”可謂是中國近幾年來生命科學領域的一大進步,成功地解決了中國眾多人口的吃飯問題。關于去年有關“轉基因”即“非轉基因”的爭論,也將隨著相關領域的研究深入,最終找到合理的解釋。也許在未來,借助生命科學技術的進步,我們的生活將不再擔憂奶粉中是否添加過三聚氰胺,購買的肉類是否經過非正常處理,鴨蛋中是否添加過蘇丹紅等染色劑,不再懷疑自己的餐桌、飯店、超市,因為有了生命科學的力量,我們對食品安全的恐懼將煙消云散。

當然,從目前的現狀上來看,生命科學領域研究有兩大趨勢:一是研究領域不斷升入,體系越來越龐大,研究周期變長,這使得分工更加細致,研究者之間配合增加,這也就很好的說明了為何如今的生命科學研究有越來越的多跨界與融合出現,周期的變長,必將伴隨著投入資金的增多與商業轉化的迫切,同大公司合作,則必將大大縮短這其中耗費的精力;二是其研究對象及問題同經濟社會之間的關聯越來越緊密,更多的從原先關注的醫療健康領域延伸到農業生產、居住環境等方面。譬如在環境保護方面,解決環境污染問題主要有三種渠道,物理法、化學法、生物法,其中生物法醉著近幾年生物技術的進步,正成為污水處理、大氣凈化、環境檢測等方面的首選方法,對有可降解能力的特殊細菌的培養及利用基因技術對他們的改造,使處理污染的成本及不良影響降到了最低,在未來,生物治污法必將得到普及,通過生命科學使世界變得更為美好正逐漸成為現實。

篇3

身處中關村國家自主創新示范區核心區的生命園,在十年歷練的基礎上放眼未來,提出要向世界生物產業創新中心邁進。

十年磨一劍

中關村生命科學園于2000年由北京市政府批準建園,并于2001年3月全面開始園區建設,目標是以我國生命科學和生物技術研發以及產業化重大項目為依托,建成集生命科學研發中試、生物技術創新和產業化、企業孵化、產業聚集、風險投資、國際合作、人才培養于一體的世界一流的高科技園區。

生命園規劃占地總面積為249公頃。一期為中關村生命科學園,項目用地130公頃,定位于生物技術的研發、中試與生產,二期為中關村國際生命醫療園,規劃用地面積119公頃,定位于醫療服務產業。

經過十年積累,生命園成為生物產業專業園區的品牌已經建立,強大的產業聚集效應和整體競爭優勢逐步顯現,吸引了一批國際國內著名生物醫藥以及生物農業、生物環保領域的企業入駐。

截至2010年6月,入駐生命園的各類單位已達85家,至今,生命園已聚集了7家國家級研究機構、1家醫療機構、21家國際國內著名企業研發生產中心、12家生物醫藥服務外包企業、40余家中小型創新科技企業。目前園區內工作人員已近6000人。

談及生命園十年發展歷程,中關村生命科學園總經理郭利感慨良多:“中關村生命科學園在政府的關心和支持下,在入園企業的不懈努力下,已經從默默無聞發展到名聲鵲起,園區建設已經由一片荒蕪到如今生機勃勃。過去的十年,生命園走過了艱難的歷程,今天已經站到了一個新的臺階上。”

生命園十年所取得的成績可以用幾組數據來說明。

截至2009年底,生命園工業總產值21.3億元,同比增長24.6%;總收入31.96億元,同比增長41%;利潤總額5.5億元,同比增長323%;進出口總額3997.7萬美元,同比增長139%;研發投入4.4億元,同比增長175%。園區以研發創新為主,整體經濟總量呈現快速增長態勢。

此外,園區在自主創新方面的爆發力逐步顯現。據不完全統計,目前園區共有在研的國際國內開發項目146項,在國際著名刊物上66篇,園區內企業擁有600余項各種專利,自主知識產權技術167項,承擔國家863、973和國家自然基金委等項目25項。這種創新能力優勢正逐步向產業化優勢方向轉化,一批創新成果正逐步進入產業化階段,一些尖端產品填補了國內空白并出口到美國等發達國家。

2009年,園區專利申請85項,其中發明專利70項,授權專利143項,授權發明專利111項,有效專利170項,注冊商標59項。2009年發表科技論文27篇,獲得國家級科技成果10項,再次創下新高。

從人才聚集效益上看,生命科學園共聚集了3名中國科學院院士,占園區從業人口的萬分之五,400多個博士,占園區從業人口的7,3%,碩士1700余人,占園區從業人口的14%,作為專業化園區來講,生命園聚集人才的數量和水準與目前國內領先的生物產業基地上海張江科技園區不相上下。

郭利認為,上述數據是生命園十年所取得成績的最好注釋,“經歷了十年發展,中關村生命科學園已經發展成為以擁有自主知識產權為主的專業園區,形成了高端成果的研發基地,并成為國內外高端人才的聚集地。”

依據國家發展和改革委員會在《生物產業發展“十一五”規劃》中對生物產業的領域劃分,中關村生命科學園生物產業領域涵蓋了生物醫藥制造業和醫療器械產業、生物技術服務業、生物農業、生物環保、生物保健品、醫療健康六大特色產業,其中,生物醫藥產業已初步形成了從上游研發到產業化到終端醫療市場的一個完整產業鏈條,并不斷向下游產業鏈延伸。

在源頭創新上,生命園匯集了中國科學院、中國軍事醫學科學院、中國醫學科學院、北京大學、清華大學等國家頂尖研究機構,以及由北京市與國家有關部委合作共建的國際一流的北京生命科學研究所;在產業化資源上,匯集了國家愛滋病檢驗試劑生產示范基地、揚子江集團、江中制藥、邁瑞醫療、博暉創新、華邦制藥穎泰嘉和等國內知名企業,吸引了美國健贊、瑞士先正達研發生產中心、諾和諾德(中國)研發中心、日本TAKARA、德國賀利氏等著名跨國公司;在研發外包方面,發起組建生命園研發外包聯盟,包括協和洛奇臨床檢測中心、863實驗動物基地、PPD保諾、丹麥CCBR臨床和基礎試驗中心等12家企業,系統建設包括藥物化學研發、藥物安全研發、臨床試驗研發等外包服務技術平臺;在醫療終端市場方面,北大國際醫院在為生物醫藥研發產企業的科技創新提供豐富的臨床和市場資源的同時,將大大改善首都北部地區的醫療條件;生物農業方面,國際種業巨頭瑞士先正達和國內種業三強之一的奧瑞金成為園區的龍頭企業;生物環保方面,引進了污水資源化MBR(膜生物反應器)技術處于世界前三強的碧水源科技公司;北京市藥品檢驗所的入園為園區專業化產業支撐要素建設奠定了堅實基礎。高端項目的引進,使園區聚集了以美國科學院院士王曉東博士、中國科學院賀福初院士、中國工程院程京院士、韓庚辰博士、王保平博士等領軍人物和一批世界一流的專家學者隊伍。

2006年10月,生命園被國家發改委確定為“北京國家生物產業基地”,生命科學園成為產業基地的研發核心區,初步形成了從源頭創新到臨床科研、從現代制造到終端用戶的較為完整的生物技術產業鏈條和有利于企業持續發展的產業生態環境,成為具有國內頂尖水準的高端生物技術產業化研發資源最密集的專業園區。

北京市發展和改革委員會委員張燕友認為:“經過十年發展,中關村生命科學園已經發展成為北京國家生物產業基地的創新中心。”

將迎來爆發增長的黃金期

有專家預測,生物產業是21世紀全球重要的主導產業,將以每3年增加5倍的速度發展。

從生物技術當前已經形成的產業領域可以看出,生物技術產業已基本形成了包括醫藥生物技術產業、農業生物技術產業、工業生物技術產業等幾個產業群。在生物醫藥領域,2009年全球醫藥市場銷售金額增長7.0%,達到8370億美元。在生物農業領域,1996-2007年轉基因作物累計種植面積第一次達到6.9億公頃,以67倍的速度空前增長。在工業生物技術領域,全球工業生物技術發展

方興未艾,已大規模應用于化學品生產。

雖然生物產業在我國的發展尚屬起步階段,但近年來其發展保持了較快增長勢頭。2009年,我國生物產業全年實現總產值11000億元左右,同比增長25%以上,這是在全球金融危機背景下所不多見的。

我國政府高度重視生物產業發展。2009年6月,國務院常務會議討論并原則通過《促進生物產業加快發展的若干政策》。會議認為,必須抓住世界生物科技革命和產業革命的機遇,將生物產業培育成為我國高技術領域的支柱產業。以生物醫藥、生物農業、生物能源、生物制造和生物環保產業為重點,大力發展現代生物產業。《促進生物產業加快發展的若干政策》的頒布,標志著我國生物產業已步入快速發展期。

國務院《促進生物產業加快發展的若干政策》之后。北京市委書記劉淇又明確提出要將北京生物醫藥產業發展成具有戰略意義的支柱產業。2009年11月,北京市政府出臺了《北京市調整振興生物和醫藥產業實施方案》,實施方案的配套措施及跨越式發展方案目前正在討論階段,北京生物醫藥產業已迎來了難得的歷史發展機遇。

前十年的發展,為生命園打下了良好基礎。后五年,乃至后十年,生命園將進入一個爆發性增長階段,有專家預計,生物醫藥產業的爆發點是今后8-10年,這也與生命園對未來的預測大致吻合。

“生物醫藥產業將迎來一個增長極的爆發階段,生命園將緊緊抓住機遇,在未來幾年內,實現新一輪跨越式發展。”郭利希望,在未來五到十年內,“至少在北京市,生命園能夠站到生物醫藥產業最高端的戰略臺階上。”

生命園目前的產值約為20億元,預計到“十二五”末,園區產值將達到200億元,2020年,預計達到500億。

要扎扎實實地完成這一增長和跨越,除了堅持走自主研發、自主創新的道路之外,郭利認為還要從兩個方面加大工作力度:一是加強科研成果就地轉化力度,二是提升園區國際化水平。

“大家都知道搞研發對頭,但往往搞不下去,其中很大原因就在于更關注GDP。”郭利認為,生物醫藥產業的研發過程比一般高新技術產業更加漫長,迅速產生效益不太現實,但又不能不重視產業化。特別是北京市,擁有國內一流的科技和人才資源優勢,更適合搞研發,但又不能無視稅收。

“需要有更好的政策來解決這一矛盾。”郭利建議,應在研發企業和地區之間達成一種類似于技術轉讓費的協議形式,既給不適合在本地大規模生產的企業放行,又能在企業落戶當地上稅,還可以通過技術轉讓費,鼓勵研發企業的積極性,從而使生物醫藥產業的基礎研究工作能有一個基本的良性循環。

“必須要邁出這一步,否則生物醫藥產業的創新動力、研發動力將消失。”郭利說。

目前,生命園正在開展國際化合作基地的建設。國際化以“引進來”為主,先期主要引進在行業內具有國際化背景和豐富經驗的中介機構,通過其成熟的國外網絡,為未來生命園引入更多國際知名生物醫藥企業做鋪墊。因此在短期內,生命園國際企業業的入園數量將會有一個集中增長。

另外在生命園三期擴區的規劃中,也特別規劃出國際總部功能區,為國際大公司進駐預留一定的空間資源,希望更多的國際生物醫藥企業能在生命園迅速落地生根。

從國內外專業園區發展的成功經驗來看,成熟園區若達到自我平衡點,至少需要的空間范圍是8-10平方公里,其中,2-3平方公里摘研發創新,3-4平方公里做產業化轉移,1-2平方公里提供公共配套。由此來看,為實現園區未來的爆發式增長,生命園在發展空間上至少還面臨著3-4平方公里的拓展需求。

2009年3月,在中國改革開放30周年和中關村成立20周年的特殊時刻,中關村確定了新的戰略定位,將建設成為具有全球影響力的科技創新中心。作為中關村國家自主創新示范區的一部分,作為北京國家生物產業基地,生命科學園提出,要打造成世界生物產業的創新中心,成為首都北部地區新的增長極,并為中國生物產業的發展作出貢獻。

中關村發展集團董事長于軍談到:“作為中關村國家自主創新示范區的重要組成部分,生命園地處中關村國家自主創新示范區的核心區域,位于北京即將著力發展的北部核心地帶,此次中關村發展集團成立,重組中關村各分園及專業園區,也把生命園納入到中關村發展的大戰略當中,因此,生命園將在中關村未來的發展中迎來更大的機遇,承擔更重要的發展使命。生命園應當在物理空間、創新成果、成果轉化等方面實現新的突破。”

昌平區委副書記、區長金樹東也對中關村生命科學園的發展寄予了厚望:“在北京新一輪的城市發展戰略中,昌平區處于北部高新技術產業帶這一重點發展區域,迎來了大投入、大發展的戰略機遇期。中關村生命科學園應當抓住機遇,努力打造成為中國第一、世界一流的高科技園區。”

篇4

關鍵詞:生命科學類;通識教育;課程改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)38-0091-02

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。

參考文獻:

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[3]麥宇紅.農業院校通識課程設置調查與分析――以華南農業大學為例[J].高等農業教育,2010,2(2).

篇5

《規劃綱要》明確上海將以“以應用為導向的自主創新”作為今后一段時期科技發展的基本思路,提出了以知識競爭力為測度中長期科技發展目標,支撐中國特色的創新型國家建設。《規劃綱要》提出了以“引領工程”為重點的技術創新任務,加快戰略產品研發和重大示范工程的建設,為健康、生態,精品和數字的上海建設提供科技保障,同時加強科學研究和創新體系建設。

《規劃綱要》共分“背景與基礎”,“指導思想、戰略目標與基本思路”,“技術創新的主要任務”,“科學研究的主要任務”和“科技創新體系的建設”五個部分。“配套政策”主要包括“加強政府科技投入和管理”,“大力提升企業自主創新能力”,“增強產學研創新合力”,“加快推進高新技術成果轉化”,“加強引進消化吸收再創新”,“加大政府采購力度”,“改善投融資環境”,“加強知識產權的創造,運用和保護”,“加強人才隊伍建設”和“完善推進落實機制”十個方面。

戰略目標

戰略目標(2020年),知識競爭力充分提升,知識社會形態初現。區域創新體系高效運轉,知識競爭力名列亞洲前列并進入世界先進地區第二集團,成為亞太地區的研發中心之一。若于科技領域達到世界領先水平,涌現出一批具有自主知識產權和國際競爭力的產品和產業,全社會研究開發(R&D)經費支出相當于地區生產總值的比重達3.5%以上(其中企業R&D經費支出占全社會R&D經費支出的比重達到70%左右),萬人RaD人員全時當量達60人年/萬人,公眾科技素養達標率超過15%,國際科技論文年收錄數量達40000篇,百萬人年專利授權數量達3000件(其中百萬人年發明專利授權數量達450件),知識密集產業的增加值占地區生產總值的比重達到40%以上,為上海基本建成經濟、金融、貿易、航運中心和現代化國際大都市提供強有力的支撐與保障,為我國成為科技強國奠定基礎并發揮引領作用。

階段目標(2010年):知識競爭力加速提升,知識社會基礎夯實。區域創新體系逐步完善,知識競爭力居全國前列,全社會R&D經費支出相當于地區生產總值的比重達2.8%以上(其中企業R&D經費支出占全社會R&D經費支出的比重達到65%以上),萬人R&D人員全時當量達45人年/萬人,公眾科技素養達標率超過10%,國際科技論文年收錄數量達25000篇,百萬人年專利授權數量達1500件(其中百萬人年發明專利授權數量達200件),知識密集產業的增加值占地區生產總值的比重達到30%以上,科技創新成果為上海世博會提供技術支撐,上海成為國家重要的知識生產中心、知識服務中心和高新技術產業化基地,在夯實創新型國家建設基礎的過程中發揮重要作用。

基本思路

定位上,在確保一定的科學發現作為必要的戰略儲備的前提下,重點關注技術創新的效率和效益。路徑上,在若干優勢領域內聚焦有限目標,通過開展原始創新,集成創新和引進消化吸收再創新,持續增強上海自主創新能力。抓手上,將戰略產品研發、示范工程建設作為上海科技創新的兩個重要突破口,前者以商業價值實現為重心,形成自主知識產權的戰略產品并帶動具有國際競爭優勢的產業發展;后者以社會價值實現為重心,建成在我國全面建設小康社會過程中具有推廣價值的工程示范。載體上。將企業作為技術創新的主體,戰略產品必須由企業提出并作為主要執行單位,由企業組織高校,科研院所的力量開展聯合攻關。

主要任務

技術創新方面:貫徹以應用為導向的自主創新競爭策略,拄照科技發展的趨勢,圍繞新興產業的培育和傳統產業的提升,面向上海在健康社會、生態環境、高端制造和智能城市方面的戰略需求,將構筑“健康、生態、精品和數字上海”的“引領工程”作為上海中長期技術創新的主要任務,圍繞11個應用方向,研發33個戰略產品或功能,攻克相關的60項關鍵技術。

健康上海――營造身心健康,安全和諧的生活。圍繞公共衛生與防疫,疾病診斷與治療、重大新藥創制等3個應用方向,重點支持開發7項戰略產品或功能,攻克17項關鍵技術,帶動相關技術和產業的發展,使上海疾病預防、診斷、治療和新藥開發的技術總體水平和綜合實力居國內領先地位,并具備技術擴散、產業擴散和服務擴散的能力,成為亞洲生命健康科技和產業的重鎮。

生態上海――建設資源節約、環境友好的都市。圍繞資源再利用與環境污染控制,能源的高效利用和清潔能源的開發。生態科技工程等3個應用方向,重點支持開發8項戰略產品或功能,攻克15項關鍵技術,建立有利于生命健康和符合循環經濟特點的資源能源利用模式、環境保護體系及生態科技示范基地,促進自然生態的逐步恢復和改善,產業生態的不斷提升和發展,人居生態的綠色化。宜人化,形成人與自然和諧發展的都市型生態環境。

精品上海――鑄造自主產權、升級換代的產品。重點圍繞4項新興產業戰略產品、5項交通運輸與機電戰略產品和2項空天戰略產品,攻克17項關鍵技術,構建以先進制造技術為核心的新型工業化體系,提高上海制造業的產業競爭力。

數字上海――提供無所不在,高效可信的服務。重點圍繞智能港建設、信息產業基礎戰略產品2個應用方向。開發7項戰略產品和功能,攻克11項關鍵技術,帶動信息產業的發展,實現經濟、社會、文化。管理的數字化,構建相關產業鏈,成為國內重要的信息技術應用示范和產業化基地,使上海從信息港走向智能港。

科學研究方面:按照原創性、先導性、標志性的原則,面向世界科學發展前沿,結合國家重大戰略需求,針對“健康、生態、精品、數字上海”建設的技術創新任務要求和重大基礎科學問題,開展前瞻性布局,拓展研究的深度和廣度。重點圍繞生命科學,材料科學與工程。物質科學與信息、空天與地學、交叉科學等5個重點領域,開展23個優先主題的研究,力爭在生命科學和材料科學等領域搶占世界科技制高點,推進納米、生物、信息、認知等學科的交叉和融合。形成新的學科優勢。

生命科學領域,充分發揮上海生命科學的綜合優勢,體現對健康上海、生態上海的引領作用,力爭在生物復雜系統、蛋白質功能和結構等方面獲得重大突破,為生物醫藥產業提供堅實后盾。

材料科學與工程領域,重點研究材料結構功能一體化,新型特種功能材料及其原型器件和部件。過程工業工程科學及其裝備,引領納米科技等高新技術的發展,為上海城市發展和產業提升奠定基礎。

物質科學與信息領域,加強物質科學和信息領域的科學前沿研究,推動涉及未來信

息,通信發展的物理、力學等學科的發展,為上海高科技產業發展提供科技支撐,并在強場物理和帶隙物理等優勢的方面沖擊國際前沿。

空天與地學領域,加強對地觀測和深空探測。天文地球動力學研究,帶動上海一批相關學科發展,為上海空天產業發展做好知識儲備和技術積累。加強河口。海岸及城市的生態與環境基礎研究,探索深海過程及其資源環境效應,為生態上海和國際航運中心建設奠定科技基礎。

交叉科學領域,推動納米、生物,信息、認知等科學的交叉融合。發展計算生物學、計算材料學,探索強場物理在生命科學與醫學等科學領域中應用的新原理與新方法,推動數學和物理科學在金融領域中的應用。

創新體系

中長期上海科技創新體系建設的目標是建成要素齊全、布局合理。運行高效、合作開放、互動充分并具有區域特色的城市創新體系。要綜合運用法律、經濟以及行政手段,深化體制改革,強化機制創新,重點圍繞核心資源形成機制,企業動力激活機制、市場價值實現機制以及科技統籌管理體制的建立與完善,采取10個方面的2日項政策措施,形成創新人才集聚。研發設施完備、創新源泉涌流,技術轉移通暢、創業孵化便捷,主體實力強勁,特色產業集群的科技創新創業新局面。

創新體系建設主要包括強化人力資源開發,鞏固創新人才根基;建立引逼創新機制,加速企業主體到位;鼓勵中小企業創新,構建集群創新網絡;建設創新基礎設施,改進研發公共服務;優化學科機構布局,培育科技創新源泉完善創新相關市場,激活價值實現機制;優化財政投入模式,提高創新產出績效;提高公眾科技素養,營造創新文化氛圍;制訂完善相關政策.規范引導創新活動;加強規劃落實評估,形成推動創新合力。

配套政策

這里摘要介紹“加強人才隊伍建設”方面的內容。

支持領軍人才和創新團隊建設。對領軍人才和創新團隊在創新創業活動中的人力資本投入,由領軍人才專項資金給予資助。支持領軍人才在承擔重大科研項目和重大工程建設、自主選題立項中創新創業。

加快集聚海外優秀人才。海外高層次留學人員來滬定居工作或創業,可申請辦理《上海市居住證》。入外籍留學人員可按規定申請參加社會保險。從事高新技術成果轉化項目的留學人員在滬取得的工薪收入,在計算個人應納所得稅額時,可按規定加計扣除。高新技術企業和科研院所等用人單位聘用的外籍專家,其薪金可列支成本。

支持企事業單位培養和吸引創新人才。及時上海重點領域和行業人才開發目錄。對企事業單位引進優秀創新人才、解決優秀創新人才特殊困難等,由人才發展資金給予資助。已辦理居住證的優秀人才可享受子女在滬就讀。參加上海基本養老保險、醫療保險和繳納住房公積金等待遇。

對由高新技術成果轉化項目組建的企業,引進主要投資經營管理者和關鍵技術人員,并符合規定條件的,在本人及其配偶和未成年子女申請辦理《上海市居住證》等方面給予優先支持。

加大對科技人員的分配和獎酬力度。上海政府性科研項目經費在保證科研硬件投入的前提下,進一步提高用于人力成本支出的比例。

制定企業對技術、管理骨干進行期股、期權激勵的實施。登記辦法。國有獨資高新技術企業在實施公司制改制時,可按規定將國有凈資產增值中不高于35%的部分作為股份,獎勵有貢獻的企業骨干人員。

篇6

在這篇評述文章中,我們想聚焦于米歇爾教授對食品科技前沿進展所引發的倫理問題的討論,嘗試對“技術時代我們如何養活自己”這一充滿爭議但又極具現實性的主題做些思考。1995年,萊斯特•布朗首先提出了“誰來養活中國”這一警示性問題,理由是中國人口在快速增加,中國人的膳食結構隨著經濟的高速成長正在走向多樣化,對動物蛋白的需求將超過世界農業生產能力[2]。然而幸運的是,借助于現代育種、化肥等高效農業技術,中國以占世界7%的耕地養活了占世界22%的人口,在20世紀90年代末成功地實現了農產品從“長期短缺到總量基本平衡、豐年有余的歷史性轉變”[3],用強有力的現實回擊了布朗的質疑。目前,有學者提出“中國已經沒有拒絕轉基因的資本”,理由是中國的糧食產出和需求之間存在突出矛盾,無法采用傳統的方法來滿足需求[4]。是不是中國除了推進轉基因商業化,已沒有別的辦法解決自己的飯碗問題,養活自己,而且這樣的選擇是否具有倫理上和政治上的合理性?或許米歇爾教授的觀點會對我們提供有益的啟示。

作為一位謹慎的科學樂觀主義者,米歇爾教授首先強調,從古至今,人們一直對食品生產有各種烏托邦式的期盼。科學和技術總是與食品生產領域中的動人承諾和美好期盼相關聯,并推動著食品生產的進步。科學食品、科學烹飪、科學飲食,這些詞匯代表了20世紀興起的一種理想觀點,即科學和技術將使人類擺脫自然的不確定性,獲得對食品的徹底控制。現代食品科學向我們承諾,將生產出便宜、健康而美味的食品。現代農業和食品產業的一個重要特征,是大規模生產、大規模消費的集約化的單一農作物種植生產體系迅速發展。不僅如此,生命科學,特別是基因組學和營養基因組學的最新進展,還可能引發農業和食品產業的根本性變革,從基因組層面更好地進行糧食生產、食物選擇和搭配。

然而,威脅、風險和不確定性與之俱生。單一種植的商業化農業可能導致農業生物多樣性的銳減,無法滿足消費者和多元化的需要,還可能破壞自然景觀,危害農業和食品產業的可持續性。新農業和食品技術的進展,可能使人類的一些基本價值或飲食習慣受到影響,例如面向特定目標群體開發的食品不能用于非目標群體,否則會出現傷害。特別地,轉基因食品的反對者將這類食品稱之為“弗蘭肯食物(Frankenfood)”,聲稱“科學技術對神奇植物的研究將會從冒險性的救贖追求蛻變成地獄之旅,最終將產生自然影響微乎其微的人造食品”。

如何化解生命科學和技術在農業和食品產業應用中的風險和不確定性呢?米歇爾教授認為,實踐的觀點和商談倫理學的方法是關鍵。他指出,生命科學的近期發展,使得農業和食品領域的實踐發生了一系列變革。生命科學改變著這些實踐,并要求修改傳統標準和規范體系。例如,健康診斷、健康檢查和健康咨詢,這些過去在醫學部門開展的項目也在食品行業變得普遍起來。基因組學和營養基因組學的發展正在塑造全新的食品概念和食品實踐,并將模糊食品和藥品的界限。這些新食品實踐將個體對食品的選擇權賦予健康咨詢顧問、營養學家和超市經理等,并使其與科學的最新進展相關聯。

根據米歇爾教授的分析,基于營養基因組學的食物鏈,技術和規范的相互作用具體體現在如下六種實踐活動中:分子生物學分析與對基因和功能關聯性測試的科學實踐;識別通常擁有共同基因圖譜群體的科學實踐或流行病學實踐;基于“從田間到餐桌”、營養科學或設計科學的生產食品和藥品的技術與科學實踐;為消費者和患者提供這些食品的服務中介,包括家庭醫生、藥劑師、營養學家等的實踐;超市的實踐;有關市場化后的監控實踐,如安全標準、實施和控制。基于這些全新的實踐,基因組學和營養基因組學正預示著食品個性化時代的到來,將以全新的方式密切專家和普通大眾之間的聯系,凸顯專業人士和消費者/患者之間的新關系和新的互動方式[1]166。借助于基因圖譜,專家可以根據每個人的遺傳特性來確定其冠心病的幾率,判別哪些飲食習慣或哪種類型的食品對其健康有益,并開發針對特定人群的功能性食品。這種定制的方式意味著必須篩選、取樣和儲存消費者的個人信息以便為其準備個性化的食譜。總之,將生命科學和相應技術嵌入社會實踐,意味著將科學的社會實踐向其被應用的社會實踐開放,并尋找這些實踐和沖突之間的聯系。

米歇爾教授還以功能性食品為例,對這種個性化趨勢做了多層面的思考。功能性食品可能以某種方式有益于健康或改善一些身體機能,如減少罹患疾病的風險,降低膽固醇水平和血壓等。或許是因為年齡的原因,米歇爾教授對這類功能性食品大唱贊歌,認為基因組學和相關的功能性食品引發了一種從適合每個人的均衡飲食到專為個體定制的最佳營養飲食的轉變。但是,功能性食品并不總是有益無害的。即使像維生素A和D那樣分解脂肪的維生素,在大量服用時也會產生健康問題。所以,功能性食品的開發和商業化自然也是公眾辯論的熱點話題。米歇爾對此總結道,有關功能性食品的社會辯論,除了涉及對相關的健康風險等問題進行規制和監管外,還有許多文化層面的考慮。如一些人擔心食品科學和技術所帶來的諸多功能性食品會毀滅整個飲食文化,引導消費者不為樂趣而只為健康進餐,結果是科學的食品話語主導了我們的日常飲食生活。還有人擔心食品和藥品界限的模糊甚至消失可能導致社會生活或飲食文化的醫學化,使社會個體越來越依賴于食品專家的設計,最終使食品生產商變得越來越像藥劑師和醫生。我們吃東西不再出于樂趣,而是因為其包含適量的抗氧化劑或Ω-3脂肪酸,這意味著像味道、口味等的消失和人類飲食文化的豐富多樣性的喪失。米歇爾教授對此也憂心忡忡,他特別指出:“如果功能食品變得很普遍,這將會導致徹底的個性化,其徹底程度遠超過人們所夢想的。這將意味著膳食最終完全消失,每個人根據健康和食品科學的流行觀點只吃有益于他或她健康的東西,這些東西將因人而異。我們的基因圖譜將決定我們吃什么,而不再是我們所屬的文化或個體的哲學體系。”

“技術時代我們如何養活自己”的問題涉及文化價值、營養和食品的多層意義。米歇爾教授對這一問題的回答,基于個體性的自由主義立場,側重于對生命科學和基因組學等科學和技術進步對個體人飲食方式的影響,這不同于東方文化中集體主義的視角。在東方文化語境中,我們更多采用的功利主義立場,將問題的求解域鎖定在如何通過技術或其他手段來增加食品的總量供給,而不考慮個體的權利和對食品多樣性的選擇權。不同的文化視角,可能引出不同的倫理主張。東方文化可能將糧食安全(food secu-rity)作為首要的政府責任或義務來討論,而米歇爾教授所表達的西方文化觀點則強調消費者和相應的知情權及選擇權,明確地將食品安全(food safety)和食品多樣性作為政府規制的第一要務。

基于歷史的、社會的實踐觀點和商談倫理學的方法,米歇爾教授進一步強調指出,科學和技術持續地要求嵌入和控制,并通過公眾辯論、政府和組織得以建構。這“不是為了防止其有害影響,因為這幾乎是不可能的,而是為了更好地應對這些影響,以使其明顯的優勢和缺陷無論在什么地方都可以得到發揮和彌補,同時也為了更好地在不同科學和技術道路之間做出選擇”[1]122。在某種意義上,新技術發展可看作是對公共道德框架的有趣挑戰,它們并沒有把先驗作為動力來描繪分界線或擦去禁止標識。技術和倫理的共同進化清楚地表明,二者在相互作用中都發生了變化。因為“技術有廣泛的倫理蘊含,倫理在本質上與技術相關聯,沒有哪一方可以保持穩定和不變”。他因此主張通過一種協商的方式來應對技術時代農業和食品產業中的風險和不確定性,尋找“技術時代我們如何養活自己”的策略。因為借助于這種方式,公眾認知在經受公開辯論進行檢驗的同時能得到暫時尊重,同時消費者的能得到適當拓展,諸如食品選擇的自、多樣性以及對環境和后代的潛在影響等各種社會和文化因素也能得到充分考慮。

篇7

本刊訊(《中國醫藥導報》記者 劉志學) 11月4日,第十屆內地、香港、澳門衛生行政高層聯席會議在北京召開,本屆會議主要介紹了三地衛生改革發展的新舉措,著重分享了控煙,醫院質量評審,慢性病控制,全科及專科醫師培養等方面的經驗。共有13位來自三地的衛生行政部門主管分享了相關經驗。

會議達成的共識包括:在控煙立法、宣傳教育、藥物干預等方面加強交流;在借鑒國際標準的同時,結合自身實際情況,分別在加強醫院質量評審員的培訓、評審隊伍建設、制定評審標準、建立評審機制、發揮政府主導作用等方面加強合作;在慢性病的預防檢測、健康促進、利用電子信息化平臺加強對慢性病防治工作的管理等方面加強合作。三地將在基層醫療概念模式、服務指南、醫生專業資格等方面加強交流。會議確定了2012年組織三地專家赴西部地區進行基層衛生事業發展調研。

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

本刊訊 (《中國醫藥導報》記者 王 偉 特約記者 齊祖宏 樊新生 郭 果) 記者日前從河南省南陽市衛生局獲悉,自實施基本藥物制度以來,該市195家基層醫療機構次均門診費用下降4.9%,次均門診藥品費用下降12.62%,次均住院藥品費用下降2.9%,群眾藥費負擔進一步減輕。

篇8

一、整合生物信息學的研究領域

盡管目前一般意義上的生物信息學還局限在分子生物學層次,但廣義上的生物信息學是可以研究生物學的任何方面的。生命現象是在信息控制下不同層次上的物質、能量與信息的交換,不同層次是指核酸、蛋白質、細胞、器官、個體、群體和生態系統等。這些層次的系統生物學研究將成為后基因組時代的生物信息學研究和應用的對象。隨著在完整基因組、功能基因組、生物大分子相互作用及基因調控網絡等方面大量數據的積累和基本研究規律的深入,生命科學正處在用統一的理論框架和先進的實驗方法來探討數據間的復雜關系,向定量生命科學發展的重要階段。采用物理、數學、化學、力學、生物等學科的方法從多層次、多水平、多途徑開展交叉綜合研究,在分子水平上揭示生物信息及其傳遞的機理與過程,描述和解釋生命活動規律,已成生命科學中的前沿科學問題(摘自:國家“十一五”生命科學發展規劃),為整合生物信息學的發展提供了數據資源和技術支撐。

當前,由各種Omics組學技術,如基因組學(DNA測序),轉錄組學(基因表達系列分析、基因芯片),蛋白質組學(質譜、二維凝膠電泳、蛋白質芯片、X光衍射、核磁共振),代謝組學(核磁共振、X光衍射、毛細管電泳)等技術,積累了大量的實驗數據。約有800多個公共數據庫系統和許多分析工具可利用通過互聯網來解決各種各樣的生物任務。生物數據的計算分析基本上依賴于計算機科學的方法和概念,最終由生物學家來系統解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰是如何從這些組學數據中,利用已有的生物信息學的技術手段,在新的系統層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學便承擔了這一任務。

圖1簡單描述了生物信息學、系統生物學與信息學、生物學以及基因組計劃各個研究領域的相關性。可以看出基因組計劃將生物學與信息學前所未有地結合到了一起,而生物信息學的興起是與人類基因組的測序計劃分不開的,生物信息學自始至終提供了所需的技術與方法,系統生物學強調了生物信息學的生物反應模型和機理研究,也是多學科高度交叉,促使理論生物學、生物信息學、計算生物學與生物學走得更近,也使我們研究基因型到表型的過程機理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學的研究領域,它包括了基因組計劃的序列、結構、功能、應用的整合,也涵蓋了生物信息學、系統生物學技術與方法的有機整合。

整合生物信息學的最大特點就是整合,不僅整合了生物信息學的研究方法和技術,也是在更大的層次上整合生命科學、計算機科學、數學、物理學、化學、醫學,以及工程學等各學科。其生物數據整合從微觀到宏觀,應用領域整合涉及工、農、林、漁、牧、醫、藥。本文將就整合生物信息學的生物數據整合、學科技術整合及其他方面進行初步的介紹和探討。

二、生物數據挖掘與整合

生物系統的不同性質的組分數據,從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次。大量組分數據的收集來自實驗室(濕數據)和公共數據資源(干數據)。但這些數據存在很多不利于處理分析的因素,如數據的類型差異,數據庫中存在大量數據冗余以及數據錯誤;存儲信息的數據結構也存在很大的差異,包括文本文件、關系數據庫、面向對象數據庫等;缺乏統一的數據描述標準,信息查詢方面大相徑庭;許多數據信息是描述性的信息,而不是結構化的信息標示。如何快速地在這些大量的包括錯誤數據的數據量中獲取正確數據模式和關系是數據挖掘與整合的主要任務。

數據挖掘是知識發現的一個過程,其他各個環節,如數據庫的選擇和取樣,數據的預處理和去冗余,錯誤和沖突,數據形式的轉換,挖掘數據的評估和評估的可視化等。數據挖掘的過程主要是從數據中提取模式,即模式識別。如DNA序列的特征核苷堿基,蛋白質的功能域及相應蛋白質的三維結構的自動化分類等。從信息處理的角度來說,模式識別可以被看作是根據一分類標準對外來數據進行篩選的數據簡化過程。其主要步驟是:特征選擇,度量,處理,特征提取,分類和標識。現有的數據挖掘技術常用的有:聚類、概念描述、連接分析、關聯分析、偏差檢測和預測模型等。生物信息學中用得比較多的數據挖掘的技術方法有:機器學習,文本挖掘,網絡挖掘等。

機器學習通常用于數據挖掘中有關模式匹配和模式發現。機器學習包含了一系列用于統計、生物模擬、適應控制理論、心理學和人工智能的方法。應用于生物信息學中的機器學習技術有歸納邏輯程序,遺傳算法,神經網絡,統計方法,貝葉斯方法,決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是,大多數數據挖掘產品使用的算法都是在計算機科學或統計數學雜志上發表過的成熟算法,所不同的是算法的實現和對性能的優化。當然也有一些人采用的是自己研發的未公開的算法,效果可能也不錯。

大量的生物學數據是以結構化的形式存在于數據庫中的,例如基因序列、基因微陣列實驗數據和分子三維結構數據等,而大量的生物學數據更是以非結構化的形式被記載在各種文本中,其中大量文獻以電子出版物形式存在,如PubMed Central中收集了大量的生物醫學文獻摘要。

文本挖掘就是利用數據挖掘技術在大量的文本集合中發現隱含的知識的過程。其任務包括在大量文本中進行信息抽取、語詞識別、發現知識間的關聯等,以及利用文本挖掘技術提高數據分析的效率。近年來,文本挖掘技術在生物學領域中的應用多是通過挖掘文本發現生物學規律,例如基因、蛋白及其相互作用,進而對大型生物學數據庫進行自動注釋。但是要自動地從大量非結構性的文本中提取知識,并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語言處理技術NLP,該技術包括一系列計算方法,從簡單的關鍵詞提取到語義學分析。最簡單的NLP系統工作通過確定的關鍵詞來解析和識別文檔。標注后的文檔內容將被拷貝到本地數據庫以備分析。復雜些的NLP系統則利用統計方法來識別不僅僅相關的關鍵詞,以及它們在文本中的分布情況,從而可以進行上下文的推斷。其結果是獲得相關文檔簇,可以推斷特定文本內容的特定主題。最先進的NLP系統是可以進行語義分析的,主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關性來斷定其含義。

生物信息學離不開Internet網絡,大量的生物學數據都儲存到了網絡的各個角落。網絡挖掘指使用數據挖掘技術在網絡數據中發現潛在的、有用的模式或信息。網絡挖掘研究覆蓋了多個研究領域,包括數據庫技術、信息獲取技術、統計學、人工智能中的機器學習和神經網絡等。根據對網絡數據的感興趣程度不同,網絡挖掘一般還可以分為三類:網絡內容挖掘、網絡結構挖掘、網絡用法挖掘。網絡內容挖掘指從網絡內容/數據/文檔中發現有用信息,網絡內容挖掘的對象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數據。網絡結構挖掘的對象是網絡本身的超連接,即對網絡文檔的結構進行挖掘,發現他們之間連接情況的有用信息(文檔之間的包含、引用或者從屬關系)。在網絡結構挖掘領域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法(如Google搜索引擎)。網絡用法挖掘通過挖掘相關的網絡日志記錄,來發現用戶訪問網絡頁面的模式,通過分析日志記錄中的規律。通常來講,經典的數據挖掘算法都可以直接用到網絡用法挖掘上來,但為了提高挖掘質量,研究人員在擴展算法上進行了努力,包括復合關聯規則算法、改進的序列發現算法等。

網絡數據挖掘比單個數據倉庫的挖掘要復雜得多,是一項復雜的技術,一個難以解決的問題。而XML的出現為解決網絡數據挖掘的難題帶來了機會。由于XML能夠使不同來源的結構化的數據很容易地結合在一起,因而使搜索多個異質數據庫成為可能,從而為解決網絡數據挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網絡上交換數據的一種標準方式,目前主要的生物信息學數據庫都已經提供了支持XML的技術,面向網絡的數據挖掘將會變得非常輕松。如使用XQuery 標準查詢工具,完全可以將 Internet看作是一個大型的分布式XML數據庫進行數據瀏覽獲取、結構化操作等。

此外,數據挖掘還要考慮到的問題有:實時數據挖掘、人為因素的參與、硬件設施的支持、數據庫的誤差問題等。

一般的數據(庫)整合的方法有:聯合數據庫系統(如ISYS和DiscoveryLink), 多數據庫系統(如TAMBIS)和數據倉庫(如SRS和Entrez)。這些方法因為在整合的程度,實體化,查詢語言,應用程序接口標準及其支持的數據輸出格式等方面存在各自的特性而各有優缺點。同時,指數增長的生物數據和日益進步的信息技術給數據庫的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統的數據庫主要是提供長期的實驗數據存儲和簡便的數據訪問,重在數據管理,而系統生物學的數據庫則同時對這些實驗數據進行分析,提供預測信息模型。數據庫的整合也將更趨向數據資源廣、異質程度高、多種數據格式、多途徑驗證(如本體學Ontology的功能對照)、多種挖掘技術、高度智能化等。

三、生命科學與生物信息學技術的整合

生物信息學的研究當前還主要集中在分子水平,如基因組學/蛋白質組學的分析,在亞細胞、細胞、生物組織、器官、生物體及生態上的研究才剛剛開始。從事這些新領域的研究,理解從基因型到表型的生命機理,整合生物信息學將起到關鍵性的作用。整合生物信息學將從系統的層次多角度地利用已有的生物、信息技術來研究生命現象。另外,由其發展出的新方法、新技術,其應用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學與生物信息學技術的整合關系。

目前生命科學技術如基因測序、QTL定位、基因芯片、蛋白質芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質譜等實驗技術,可以從多方面,多角度來分析研究某一生命現象,從而針對單一的實驗可能就產生大量的不同層次的生物數據。對于每個技術的數據分析,都有了大量的生物信息學技術,如序列分析、motif尋找、基因預測、基因注解、RNA分析、基因芯片的數據分析、基因表達分析、基因調控網絡分析、蛋白質表達分析、蛋白質結構預測和分子模擬、比較基因組學研究、分子進化和系統發育分析、生物學系統建模、群體遺傳學分析等。整合生物信息學就是以整合的理論方法,通過整合生物數據,整合信息技術來推動生命科學干實驗室與濕實驗室的組合研究。其實踐應用涉及到生物數據庫的整合、功能基因的發現、單核苷酸多態性/單體型的了解、代謝疾病的機理研究、藥物設計與對接、軟件工具以及其他應用。

在整合過程中,還應該注意以下幾方面內容:整合數據和文本數據挖掘方法,數據倉庫的設計管理,生物數據庫的錯誤與矛盾,生物本體學及其質量控制,整合模型和模擬框架,生物技術的計算設施,生物信息學技術流程優化管理,以及工程應用所涉及的范圍。

四、學科、人才的整合

整合生物信息學也是學科、教育、人才的整合。對于綜合性高等院校,計算機科學/信息學、生物學等學科為生物信息學的發展提供了學科基礎和保障。如何充分利用高校雄厚的學科資源,合理搭建生物信息學專業結構,培養一流的生物信息學人才,是我們的任務和目標。

計算機科學/信息學是利用傳統的計算機科學,數學,物理學等計算、數學方法,如數據庫、數據發掘、人工智能、算法、圖形計算、軟件工程、平行計算、網絡技術進行數據分析處理,模擬預測等。生物信息學的快速發展給計算機科學也帶來了巨大的挑戰和機遇,如高通量的數據處理、儲存、檢索、查詢,高效率的算法研究,人工智能的全新應用,復雜系統的有效模擬和預測。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程:Windows/Unix/Linux操作系統、C++/Perl/Java程序設計、數據庫技術、網絡技術、網絡編程、SQL、XML相關技術、數據挖掘,機器學習、可視化技術、軟件工程、計算機與網絡安全、計算機硬件、嵌入式系統、控制論、計算智能,微積幾何、概率論、數理統計、線性代數、離散數學、組合數學、計算方法、隨機過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。

生物學是研究生命現象、過程及其規律的科學,主要包括植物學等十幾個一級分支學科。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程:普通生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、病毒學、免疫學、流行病學、保護生物學、生態學、進化生物學、神經生物學、基礎醫學、生物物理學、細胞工程、基因工程、分子動力學、生物儀器分析及技術、植物學、動物學、微生物學及其他生物科學、生物技術專業的技能課程。

作為獨立學科的生物信息學,其基本的新算法,新技術,新模型,新應用的研究是根本。課程涉及到生物信息學基礎、生物學數據庫、生物序列與基因組分析、生物統計學、生物芯片數據分析、蛋白質組學分析、系統生物學、生物數據挖掘與知識發現、計算生物學、藥物設計、生物網絡分析等。另外,整合生物信息學的工程應用,也需要了解以下學科,如生物工程、生物技術、醫學影像、信號處理、生化反應控制、生物醫學工程、數學模型、試驗設計、農業系統與生產等。

此外,整合生物信息學的人才培養具有很大的國際競爭壓力,培養優秀的專業人才,必須使其具備優良的生物信息科學素養,具有國際視野,知識能力、科研創新潛力俱佳的現代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學術動態和發展方向,整合學科優勢和強化師資力量,促進國際交流。

五、總結及展望

二十一世紀是生命科學的世紀,也是生物信息學快速不斷整合發展的時代,整合生物學的研究和應用將對人類正確認識生命規律并合理利用產生巨大的作用。比如進行虛擬細胞的研究,整合生物信息學提供了從基因序列,蛋白結構到代謝功能各方面的生物數據,也提供了從序列分析,蛋白質拓撲到系統生物學建模等方面的信息技術,從多層次、多水平、多途徑進行科學研究。

整合生物信息學是基于現有生物信息學的計算技術框架對生命科學領域的新一輪更系統全面的研究。它依賴于生物學,計算機學,生物信息學/系統生物學的研究成果(包括新數據、新理論、新技術和新方法等),但同時也給這些學科提供了更廣闊的研究和應用空間,并推動整個人類科學的進程。

我國的生物信息學教育在近幾年已經有了長足的進步和發展。未來整合生物信息學人才的培養還需要加強各學科有效交叉,尤其是計算機科學,要更緊密地與生命科學結合起來,共同發展,讓我們的生命科學、計算機科學和生物信息學的教育和科研走得更高更前沿。

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