發布時間:2023-10-11 15:53:58
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇生物技術和生命科學,期待它們能激發您的靈感。
關鍵字:生命科學;生物現狀
我國是一個生物資源大國,有著豐富的動植物和微生物資源和廣闊的市場需求,同時我國還是一個人口大國,這就為生物技術產業的發展提供了必須的條件。以醫藥行業為例,最近一些年,惡性腫瘤、心腦血管疾病等高發病都嚴重威脅著我們正常的生活水平,影響著老年人的生活質量,而這些病目前還沒有有效的治療手段。因此,在醫學領域的基因治療、肝細胞治療和生物芯片等治療技術就顯得尤為重要。
經過我國多年的不懈努力,我們在生命科學和生物技術領域已經取得了一定的工作基礎。從1965年我國在世界上首次人工合成牛胰島素到參與國際人類基因組計劃;從基因工程藥物和疫苗的研制生產,在生物制藥領域我們取得了頗為豐碩的成果。另外,生物技術的研發,對于農業生產和環境保護也具有相當的作用。比如水稻的雜交技術解決了世界關注的糧食難題。所以,總體來說,我國目前在生命科學和生物技術領域是有一定影響力的,而且多年的累積,也讓我們有了沖擊國際前沿的實力和技術。
一、我國在發展生命科學和生物技術的現狀分析
我國生命科學起源于醫藥和農業的方面。在上個世紀50年代前后我國成立了生物化學、細胞生物學以及神經科學等研究機構。70年代的時候,我們已經具備了相對比較完整的現代生命科學和生物技術的科研體系。截止目前為止,我國已經形成了四足鼎立的局面,代表著生物技術和生命科學研究的四大基地已經形成規模:北京基地(著眼于農業和環境的研究),上海基地(人口和健康的研究),西南基地(生物多樣性研究),武漢基地(水生生物和病毒學研究)。
現階段我國優先發展的生命科學領域內容包括基因組和蛋白質組學,重大疾病相關基因的識別和克隆,分子生物學和生物花絮額,細胞學和發育生物學等等。在國際上,我國的科學家也承擔了1%的人類基因組的測序,而且我國在發展中國家唯一一個加入人類基因組測序的國家,這也從側面反映出我國在生命科學領域的實力。科學家克隆了功能新基因的全長cDNA有800多條,已經申請了一批國內外專利。
近年來,我國在生命科學領域的生物化學和神經生物學等方面取得了比較突出的科研成果。受生物科學發展的帶動,生物技術也取得了長遠的進步,比如,在醫藥生物領域,我國的基因工程藥物已經有近二十種上市的產品,有二十多中種藥物已經進入一、二期臨床使用,處于臨床試驗的也有近四十種。產品的市場占有率也顯著提高。
目前在國際上銷量最大的醫藥品種,前十位當中我們能夠自主研發生產八種,這說明我國的生物科技藥物已經具備了自主研發的能力。在農業方面,植物基因工程的研究和雜交水稻的研究以及農業微生物基因工程研究方面,也都取得了可喜的研究成果,在很大程度上推進了我國甚至是全世界農業技術的前進。
生命科學和生物技術發展在我國雖然取得了很大的成就,但是改變不了的一點是我國的基本國情。我國是一個擁有13億人口的大國,所以,在人口和健康領域、農業生產發展領域都面臨著巨大的挑戰。一些危害人類健康的疾病都已經成為社會關注的重點。農業發展在效益和質量上和發達國家也還有一定的差距,所以,這些問題都反映了我國現代生物技術產業都還處于相對較早的階段,都需要我們向更高層次發展。
二、生命科學和生物技術發展的相應對策
要提高生命科學和生物技術的發展,我們就必須樹立把握機遇的意識,要認識到這兩者將對我們今后的生活產生什么樣的影響和作用。生命科學和生物技術的發展關系民生,關系國家根本利益,甚至有時候能左右一個國家在國際競爭中的主動權,所以,我們必須充分認識到我們自身的優勢和不足,明確我們今后生命科學和生物技術發展的重點。
要切實加強基礎性研究,將基因組學、蛋白質組學等學科及其相關的新理論、新方法的放到首要的位置來抓。其次,我們花大力氣來研發更新農業技術平臺,改造傳統農業的生態格局,促進新興產業的發展,實現多元化經營和生產。對于先進的科技成果,我們要積極推進其應用和轉化,要通過培育一批生物技術企業來提高我們的國際競爭能力。
要盡一切可能,切實加強生物資源的保護和開發利用,健全法律和法規體系,推動生命科學和生物技術發展的具體措施。1,通過保護知識產權來實現專利戰略,只有這樣我們才能在產業發展和國際競爭中掌控主動權,2,加速生命科學和生物技術的產業化進程,改造傳統產業,使其和國際接軌,最大限度地提高其效益。3,培養行業的龍頭企業,使他們在市場開發和經營方面都能夠順風順水。4,大力發展生命科學和生物技術的同時,還要建立和完善生物安全評價保障制度,將對其保障不是一紙空文。既要讓生命科學和生物科技給經濟發展和人們生活帶來好處,同時也要在關注生物安全方面所引起的新問題。5,通過加強和國際發達國家質檢的合作和交流,開拓我們在國際市場上的合作渠道和發展空間,以此實現和世界先進技術共同發展的目的,最終造福于民。
參考文獻:
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2月2日下午,在虎年新春即將來臨之際,中關村生命科學園內60余家生物醫藥領軍企業代表和北京市、中關村管委會、昌平區及生命科學園發展有限責任公司領導歡聚一堂,回顧往昔,共話未來。
金融危機肆虐的2009年,中關村生命科學園在生物醫藥研發領域攻艱克難,取得了一系列自主創新的重大突破。年末,中關村生命科學園生物技術研發中心、泰康人壽郊區總部及健康研究中心、先正達生物技術研究中心等項目相繼奠基開工,標志著園區建設將進入一個全新的發展階段。
在活動間隙的采訪中,北京中關村生命科學園發展有限責任公司總經理郭利告訴記者,今年生命園將啟動擴區進程,為園區的進一步發展拓展更廣闊空間。
生命園新春之際已開始謀劃新一輪發展藍圖。
2009園區創新成果閃耀
“生命園最大的特征是以高端研發為主,聚集的企業以自主創新的居多,擁有自主知識產權的居多。目前,生命園內的企業百分之八、九十都是海歸人才學成回國后自己創辦的,這一點很重要,也是生命園區別于其他生物醫藥產業園區的明顯特點。”郭利說。
記者了解到,在過去的一年里,中關村生命科學園入駐機構和企業涌現出一大批國內外尖端科研成果,令人贊嘆不已。
園區企業博奧生物被北京市人民政府、科學技術部和中國科學院確立為首批“中關村國家自主創新示范區創新型企業”,并獲得2009年北京企業評價協會科技創新獎。博奧生物的晶芯微陣列芯片點樣系統和晶芯實時熒光定量PCR儀榮獲有中國工業設計“奧斯卡”之稱的“2009中國創新設計紅星獎”,其激光共聚焦掃描儀獲首批“國家自主創新產品”稱號。博奧的晶芯九項遺傳性耳聾基因檢測試劑盒(微陣列芯片法)成為世界上首款獲得國家監管部門批準,用于臨床診斷的遺傳性耳聾基因檢測芯片產品,也是我國在生物芯片臨床應用領域的重大突破。
瑞奇外科的“一次性使用RCS系列端端吻合器”項目和同昕生物的“EB病毒Rta蛋白抗體IgG檢測試劑盒(酶聯免疫法)”項目被同時納入北京市自主創新產品目錄。
萬泰公司成為昌平區首批“產學研一體化示范企業”,13種試劑獲得北京市自主創新產品證書,其甲型流感病毒抗原快速診斷試劑通過科技部篩選。
保諾公司在呼吸道和炎性疾病藥物研發方面與阿斯利康開展進一步合作,充分展示了自身的創新能力和雄厚的綜合藥物研發服務實力,被北京市認定為首批技術先進型服務外包企業。
在賀福初院士等科學家的倡導下,蛋白質科學研究設施國家重大科技基礎設施項目被列入國家高技術產業發展計劃并落戶園區。
園區生物醫藥科技孵化公司被認定為國家級高新技術創業服務中心,成為孵化器行業中的國家隊。
生命園的科技領軍人物――生物芯片北京國家工程研究中心主任兼技術總監、博奧生物總裁程京教授正式當選中國工程院院士;瑞奇外科CEO方云才博士人選北京市首批海外高層次人才(海聚工程)計劃,成為北京市首批獲此榮譽的創業者之一。
系列重大項目相繼奠基開工
2009年末,中關村生命科學園三項重點工程舉行了密集的開工奠基儀式。
11月30日,中關村生命科學園生物技術研發中心項目在昌平區啟動。作為國家級生物醫藥、生物技術和新醫藥高科技產業創新基地之一,中關村生命科學園通過多年的建設與發展,目前已成功聚集了一大批國內外知名的企業和科研機構,形成了一系列具有核心自主知識產權的科技創新成果。生物技術研發中心項目的開工建設,是園區完善技術支撐平臺、優化產業發展環境的一項重要舉措,對于增強園區的產業聚集功能,提升整體創新能力具有十分重要的意義。據了解,中關村生命科學園生物技術研發中心是集醫藥研發、綜合辦公、商務配套等多種功能于一體的建筑組群,它將為大中企業、跨國公司和風險投資等中介服務型機構落戶北京提供先進的實驗平臺與優越的辦公環境。其投入使用,標志著園區公共技術服務水平又上了一個新的臺階。
12月8日,泰康人壽郊區總部及健康研究中心舉行奠基儀式。泰康人壽是我國第四大人壽保險公司,在2009年中國企業500強排名中,泰康人壽名列第84位。泰康人壽郊區總部及健康研究中心項目將建成一個包括健康研究中心、全國運營管理中心、健康保險研究中心、信息技術研發中心、職能管理中心等功能在內的綜合性研發基地。項目一期投資7.5億元,首批入駐員工達3000人,未來將為上萬人創造就業機會,并使得中關村生命科學園成為北京首個具有醫療健康保險、醫藥研發、醫療保健服務等完整產業鏈的園區,將大大提高園區的綜合實力和產業聚集能力。
12月17日,先正達生物科技(中國)有限公司暨先正達全球生物技術研究中心奠基儀式在北京中關村生命科學園舉行,這標志著中國首家外資農業生物技術研究機構正式落戶中關村生命科學園。
據了解,先正達生物科技(中國)有限公司是世界領先的農業科技企業瑞士先正達公司的全球第六大研究與技術中心,也是中國首家外資農業生物技術研究機構,2008年選址落戶北京中關村生命科學園。公司于2008年10月正式開始運營,現有員工70余人,計劃兩年內在園區建成世界一流的現代化生物技術研究和創新大廈,并組建一支約200人的高素質科研團隊。該研究中心將專注于玉米、大豆等主要作物生物技術和農藝性狀的研究,用于提高作物產量、抗旱性、抗病蟲害及生物燃料轉化效率等方面。研究中心將與先正達全球研發團隊緊密合作,并與先正達位于美國北卡羅來納州的生物技術研發中心形成互補。
先正達生物技術北京研究中心前五年預計總投資將超過1億美元,是未來先正達在中國從事生物技術科研工作的主要場所。研究中心占地25000多平方米,項目建設包括實驗樓和作物溫室,配備世界領先的設施和設備,并為科研人員提供貼近自然、激發創新的工作氛圍。研究中心有望在2011年竣工并投入運營,屆時將能容納200多名員工,成為生物技術創新和臺作的科研基地,并將持續培養生物技術領域人才,與科研院所實現互惠合作,帶動相關產業的進步和升級。
重大項目的集中啟動,預示了2010年將成為中關村生命科學園開發建設的年,也標志著生命園將在產業發展上謀求新的突破。
機遇面前的謀劃與思索
市委、市政府前不久決定,將整合中關村“一區十園”的相關資源,設立發展集團公司,實現中關村科技園區的跨越式大發展。
市委常委趙鳳桐在今年市人代
會上表示,中關村國家自主創新示范區北部地區將預留出30至40平方公里土地,為產業聚集提供發展空間。
順應這一發展大趨勢,2010年,中關村生命科學園的擴區問題成為年度工作重點。隨著中關村發展集團的成立,中關村“一區十園”的整體資源將得到充分整合,在以海淀、昌平兩區為主的北京市北部新區規劃調整過程中,生命園將有望爭取到新的發展空間。
據郭利介紹,目前生命園整體上升勢頭非常明顯,但受空間資源所限,企業、成果出現外流現象。為解決這一迫切問題,在政府的支持下,生命園計劃在今年盡快啟動東擴和北擴的進程,擴區總面積近3000畝,其中產業用地2000余畝,相當于生命園現有面積的一倍。擴區后,生命園將充分利用新增空間資源,一方面保留本土生物醫藥企業的特色,倡導自主研發,孵化更多中小企業;另一方面,將積極引入具有一定規模的高端生物醫藥品牌企業,為更多高質量企業的進駐預留發展空間。
在建設模式上,郭利認為生物醫藥園區的建設應盡量規避前十幾年建設中常常出現的問題,防止把園區建成“夜城”、“鬼城”,要綜合考慮服務配套設施的跟進,以人性化的設計留住研發人員。
在今后的產業發展上,生命園將更加注重產業鏈形成過程中的產業配置和布局,協同考慮生物醫藥產業上下游企業之間的有機聯系。在園區企業中,多引入與百姓生活息息相關的健康、康復、臨床診斷、食品安全等企業,在產業配置上,盡量形成包括成果、轉化、臨床、實驗,以及直接面向市場的生物產業循環體系,甚至要包括中間環節的服務體系支持,如藥監、醫藥物流等,形成相對配置完善的產業鏈條,帶動地區發展。
“要從長線上進行考慮,讓整個園區的生物醫藥產業做到持續發展。重點是要發展生物醫藥產業的兩頭,一是從源頭上注重引進大型企業或國際品牌企業進駐,二是更注重中間轉化要素和支撐平臺的建設,充分配置社會資源,協助企業做好市場的開發。”郭利說。
生物醫藥產業在北京市處于引領產業發展的龍頭地位,去年進一步出臺了加快生物醫藥產業發展的若干措施,提出了跨越式發展的思路。因此,把創新的成果源頭保留住、把這些難能可貴的高精尖人才留在北京,就顯得尤為重要。北京的自主創新型生物醫藥企業盡管比較弱小,但至少已形成自己的品牌,政府應呵護其成長,給予扶持壯大。應通過資源配置、投資、政策、土地等方面的扶持,讓這些成果就地生根、就地轉化。
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。”
進展突出表現在:(1)一大批生物基因組測序,2003年完成的人類基因組計劃之后,其他4000多種生物的基因組作圖和測序也陸續完成。形成了結構基因組學、功能基因組學、比較基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、表型組學和代謝組學、RNA組學等新興領域。(2)生物信息學迅速發展。(3)發育生物學研究不斷深入。發育生物學一直是生命科學中的前沿學科之一。(4)干細胞研究的快速發展。干細胞具有在體外大量增殖和分化為多種細胞的潛能,目前干細胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基礎研究。(5)小分子RNA的發現和對其功能研究是近10年來分子生物學領域最突出的熱點之一。(6)從研究神經網絡的結構和神經信息處理機制入手。(7)全球變化、生物多樣性和生態系統可持續發展成為宏觀生物學研究的熱點和前沿問題之一。(8)生命科學基礎研究已成為農業科技創新的源頭動力,動植物育種進入一個嶄新的時期。(9)生物科學與其他學科的交叉和滲透更加廣泛與深入。
高校生命科學課程改革發展趨勢
(一)課程、教材內容的更新和現代化
1.課程、教材內容的更新和現代化
課程改革的實質是課程的現代化。我們要根據現代生命科學發展趨勢、前沿、熱點,實現生命科學課程、教材內容與結構的更新和現代化,不斷容納生命科學的前沿與新興領域,更加側重前沿,更加側重基礎,尤其是學科發展的前沿以及對學科的發展具有重要作用的領域。新的前沿領域或新的學科生長點,要堅持反映現代、融入前沿的原則,課程內容更新、更現代化主要是通過教材更新來實現的,所以我們要把編制新教材(或外文原版)放在核心位置,創新現代化的課程、教材新內容和新體系。北京大學生命科學院完成編寫了高水平的《生物化學》《分子生物學》《細胞生物學》《遺傳學》《植物生理學》《動物生物學》《植物生物學》等教材,其中《生物化學》《細胞生物學》《植物生理學》當時被列入國家教委生物學科重點教材,另編寫有國家級生物學教材3種,規劃編寫45本教材。清華大學將培養學生影響最大、最重要的課程納入精品課建設計劃,2005年就已立項建設精品課共105項。
2.課程內容國際化
積極開展國際合作與交流。在生命科學的前沿、新興領域、生物多樣性以及生態學與國際組織開展農業科學合作研究[1]。清華大學為使教學內容與國際先進水平接軌,教學內容處于國際先進水平,早在2000年以前,生物化學課程選定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作為基本教材,這門課程的教材與課堂板書全部采用英文。其他的幾門必修骨干課和部分選修課也采用了國際上最新的教材作為參考書并隨時更新。清華大學大四開設高水平的選修課10門:生物工程導論、基因分子生物學、膜生物學、分子酶學、神經生物學、分子免疫學、發育生物學等。以下是北京大學生命科學學院大三、大四現在開設的課程,體現了課程的專業性和現代化。
大三:生物化學(下),生物化學實驗,基礎分子生物學,基礎分子生物學實驗,微生物學,微生物學實驗,普通生態學,細胞生物學,細胞生物學實驗,遺傳學,遺傳學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告。大四:生物技術制藥基礎,現代生物技術導論,生物學綜合實驗。還開設選修課為:生理學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告,生物技術制藥基礎,現代生物技術導論。
(二)基礎科學知識居重要地位
基礎科學的知識在科學和技術的發展中起著很重要的作用。我國“863”計劃的八個領域,大都是從基礎科學實驗室里發展起來的,上世紀50年代初的遺傳密碼研究出來了,分子生物學研究出來了,遺傳工程研究出來了,這些都是在原子、分子的結構研究得比較清楚的基礎上,掌握了規律。我們必須加強基礎、素質教育。使學生掌握具有普遍意義的科學思維方法,提高他們的綜合素質。北京大學始終把加強基礎課程建設作為教學改革的重點,把學科體系中處于基礎地位的重要專業必修課定為主干基礎課。課程改革要加強增大基礎課的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加強基礎科學知識的教育:開設公共必修基礎課、理科必修基礎課、專業必修基礎課。
(1)早在九五期間,北京大學生命科學學院開設了8門專業基礎課:生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、植物生物學、動物生物學、植物生理學、基礎分子生物學。并確立了15門核心課程,要求學生用兩年時間完成這些課程的學習。(2)清華大學生命科學學院則是在低段開設專業基礎必修骨干課程7門:普通生物學、生物化學、細胞生物學、微生物學、分子生物學、生理學、生物物理學。開設基地班重點建設課程:生物化學、生物化學實驗。(3)經十多年的發展、改革與創新,北京大學生命科學學院的課程在大一、大二更加強化了課程的基礎性。大一開設:高等數學(一、二),普通化學,普通化學實驗,植物生物學,植物生物學實驗,物理學(一),分析化學,分析化學實驗,動物生物學,動物生物學實驗,生物學野外實習。大二開設:物理學(二),有機化學,有機化學實驗,物理化學,物理化學實驗,計算概論及上機,算法與數據結構及上機,普通物理實驗,生物化學(上),生理學,生理學實驗,生物統計學。
(三)課程、教材綜合交叉
科學發展一方面不斷分化和更加專門化,分支學科層出不窮,又高度交叉綜合,以高度綜合為主的整體化趨勢。許多高科技的研究開發,需要多方面的綜合知識才能突破而出成果。
1.學科之間交叉融合和滲透
前沿科技領域呈現群體突破的態勢,導致新學科誕生。生命科學多學科交叉的研究、多學科的交叉與融合,新的交叉、邊緣學科的興起和發展。這些科學往往代表了生命科學研究的前沿和熱點。
2.多種方法、思維研究
自然科學學科間的交叉滲透促進了生命科學的發展,生命的現象與規律是多維的、復雜的,僅靠現有的生命科學的知識與方法來開展研究,很難系統地、全面地、準確地揭示真正的生命本質。因此,未來生命科學要將手段、技術和方法的創新納入重要的領域,予以優先發展,大力提倡學科交叉,用其他學科的理論思考生命活動的規律,鼓勵發展原創性方法和技術。主要涉及的學科如認知科學、心理學、生物力學、組織工程學等。要注意不同學科的思想、方法的碰撞與融合。
3.課程和教材交叉融合和滲透
我們必須根據生命科學綜合交叉化趨勢,創新交叉綜合的科學知識、課程和教材,不僅在學科內、還要在學科間構建相互交叉融合、相互聯系滲透、綜合的課程。如北京大學生命科學學院,原來設置的植物學,由植物分類、形態、生理、生態的知識聯系起來,綜合重新編制改為植物生物學;同樣動物學也改動物生物學;北京大學生命科學學院“生物基地班”將生物化學中信息及調控部分放入分子生物學,將內容擴展后開設了基礎分子生物學。
(四)課程、教材、教學計劃多元化
各高校生命科學院可根據自己的具體情況科學的、靈活的設置課程。1.必修計劃大一、大二開設公共必修基礎課、理科必修基礎課、專業必修基礎課。例如:北京大學生命科學院現在本科四年開設的課程:(1)基礎課大一、大二開設公共必修基礎課,理科必修基礎課和專業必修基礎課。
大一:高等數學(一、二),普通化學,普通化學實驗,植物生物學,植物生物學實驗,物理學(一),分析化學,分析化學實驗,動物生物學,動物生物學實驗,生物學野外實習。
大二:物理學(二),有機化學,有機化學實驗,物理化學,物理化學實驗,計算概論及上機,算法與數據結構及上機,普通物理實驗,生物化學(上),生理學,生理學實驗,生物統計學。(2)專業課大三、大四開設必修專業課。
大三:生物化學(下),生物化學實驗,基礎分子生物學,基礎分子生物學實驗,微生物學,微生物學實驗,普通生態學,細胞生物學,細胞生物學實驗,遺傳學,遺傳學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告。大四:生物技術制藥基礎,現代生物技術導論,生物學綜合實驗。2.選修計劃低段開設通識選修課。
北京大學對必修課作了一定的壓縮。增大選修課的比例。許多高校突破專業選修課的范圍,開設跨學科、跨年級、跨系別的選修課程。大三普遍增大專業任選修課的比例。大四還開設選修課:生理學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告,生物技術制藥基礎,現代生物技術導論。3.特色優勢計劃教材多樣化、教學方法多樣化、教學模式多樣化等。
(五)課程、教材知識應用性
進入知識經濟時代,必修課和選修課的教學中,尤其是選修課中我們要滲入高科技的教育和研究。
(六)課程、教材個性化
北京大學實行靈活的自由選課制度和轉系、轉專業制度。謀求學力水準、速度的個別化,尤其電腦、網絡的運用,學分制及教學計劃的多樣化,加大選修課比重,增大了課程的靈活化、彈性化,發展、培養學生的自學能力,發展個性。還有科學與人文整合的趨勢,課程設置在價值體系上的整體融合趨勢。
確立課程、教學內容和結構編制原則、教學培養模式
理科本科學制四年,要著力加強素質教育。許多大學本科教育修訂了新的教學計劃,要堅持培養知識面寬,基礎扎實,能力強,素質高的專門人才的專業口徑要進一步拓寬,專業目錄中的專業種數要進一步精簡。
(1)北京大學提出了“加強基礎,淡化專業,因材施教,分流培養”的16字教學改革方針。專業基礎和通識教育并重。要按科學性原則、高校生命科學課程發展趨勢及生命科學、科學技術發展趨勢改革,科學創新高校現代生命科學課程。即要按專業基礎和通識教育并重;課程、教材要融入、體現先進的內容和結構,現代教學方法、教材的可讀性,即反應現代,融入前沿的課程現代化原則;“綜合交叉”的知識結構即綜合化原則;課程多樣化原則;應用化原則;增加選修課比例,增大課程的靈活性、彈性化原則;“因材施教,分流培養”
即個性化原則;還要求課程設置在價值體系上的整體融合;科學與人文的結合;重視思想性;實踐性,加強動手能力、科研能力的能力培養原則。我們本科階段的課程、教材、教師要注意在系統和重點的基礎上劃分授課范圍,減少重疊內容,特別就課程間教學內容的重復問題和銜接問題。
(2)教學模式多樣化。本科教育,要確立“課堂教學、學術活動、科學實驗”為主體的教學模式,融課堂教學、實踐教學、科學研究為一體,把義務教育與素質教育相結合,知識傳授與能力培養相融合。
教學模式多樣化:有條件的學校,學生進校就定向,確定直讀碩士、直讀博士人選;實行聯合培養,跨學校、中國科學院、外國大學交流培養等辦學制度
。北京大學全面推行雙學位和輔修制度,還設立“暑期學校”(小學期)
21世紀被公認為是生命科學的世紀,生命科學在農業可持續發展、能源開發、人類健康、生態平衡等領域發揮著重要的作用。近年來生命科學成為科學大系統里最有競爭力的帶頭學科,引領著世界科技經濟的快速發展。因此,世界主要國家都把發展生物科學和生物技術作為基本國策。21世紀世界各國在高科技領域的競爭歸根到底是高素質人才的爭奪和競爭,在這一歷史時期,高校非生物專業開設生命科學課程是新世紀高等教育發展的需要,是歷史的必然。作為21世紀的大學生,如果不懂得一點生物學的知識,成為所謂的“生物盲”,將無法適應以生命科學和信息科學為特征的知識經濟飛速發展的要求。加強生命科學教育,普及生命科學知識,有利于個人形成正確的人生觀、世界觀,有利于樹立良好的健康觀念,提高環保意識,增強學生的社會責任感,促進社會的發展與穩定。因此,在民航院校開設《生命科學概論》對民航人才的培養模式具有重要意義。高等教育應該是在更高層次上的以整體素質教育為主,有一定專業方向的高層次整體素質教育。《生命科學概論》是一門融合基礎知識與前沿進展相結合的綜合性課程,是當今高校進行素質教育的重要內容。世界著名大學,如哈佛、劍橋和斯坦福等,早在20世紀80年代就在全校開設類似生物學課程,1995年以來,清華、北大、上海交大等重點理工科大學也陸續把《生命科學概論》列為非生物類專業的限選或必修課程,北京航空航天大學和南京航空航天大學近年來也面向非生物專業開設《生命科學導論》的公修課。隨著航空航天事業的飛速發展,生命科學技術在航空航天領域的應用越來越廣泛。為發揮航空器整個系統的效率,提高其安全性和可靠性,利用生命科學技術開展航空人因工程研究,開展在航空環境下飛行員的行為及作業工效研究,弄清飛行員與航空器在航空飛行環境下的相互作用與相互關系,提出航空器飛行器的適人性設計要求、安全救生與防護措施、評價方法以及人員的選拔與訓練方法等,使人、航空器及其所處的飛行環境有機協調與配合,探討航空環境對航空人員健康的影響機制及對抗措施,為航空工程提供理論基礎和技術支撐,這些將大大促進民航事業的快速發展。因此,在民航院校開設《生命科學概論》,增加了學生對生命科學知識的了解,尤其是對人體自身的了解,將有利于學生發展仿生的設計思路,落實“以人為本”的根本原則;有利于拓寬學生知識面,改善知識結構,提高學生綜合素質,將來更好地為民航服務。
二、非生物專業開設《生命科學概論》公選課的教學內容
中國民航大學是一所以工為主,理工結合,集管理學、經濟學和法學等學科全面發展的綜合性行業院校,在校學生均為非生物專業。學校利用航空醫學研究所的師資力量從2006年開始給全校本科生開設自然科學類公共選修課《生命科學概論》,深受學生歡迎,每學年選課人數達到800人。向非生物學專業學生開設《生命科學概論》課程的教學內容定位于“基礎性、系統性、趣味性和學科交叉性”,從介紹生命科學基礎知識的物質基礎入門,衍射到生命活動的基本單位———細胞,從細胞到細胞工程;從生物物質代謝深入到生物遺傳的本質———基因,從基因到基因工程,直至現代的分子生物學技術,從分子水平上闡述生物的奧秘;同時還從動物、植物、微生物等不同的生物類群上描述生物的多樣性以及生物與環境的關系,通過科學性、趣味性、學科交叉性和貼近生活性的內容介紹生命科學領域的最新進展以及與我們人類自身生存和健康方面的相關知識,使學生的生命科學素質得到提高。講授內容在注重系統性的基礎上包含了最新的科技前沿、最廣泛運用的生物學技術手段、最熱點的人類疾病、最新的交叉學科等等。我們密切關注科技最新動態,把其中反映生命科學和生物技術最新進展的內容及時移植到我們的教學中去。例如:在“遺傳”部分介紹癌癥、糖尿病、高血壓等現代慢性疾病在遺傳方面的研究近況;在“病毒”部分介紹SARS、H7N9等疾病的致病機理、防治途徑和治療方法;在“免疫系統”介紹艾滋病的基本知識及預防;在“環境”部分介紹日本福島第一核電站泄漏等。這些“時尚”新內容很受學生歡迎,讓學生了解生命科學,激發對生命科學的興趣。
三、非生物專業開設《生命科學概論》公選課的教學方法
1.采用多媒體教學手段加強學生的感性認識
《生命科學概論》教學內容龐雜、信息量大、知識難點多。所謂“百聞不如一見”,直觀的東西更易于接受、理解和記憶。利用多媒體教學,通過圖文聲像并茂的組合方式講授課程,將書本知識化靜為動,化虛為實,化抽象為直觀,不僅增加了課堂的教學信息量,提高了學生學習效率,而且增強了學生對知識的理解及方法的運用。另外,可在課堂上利用多媒體設備播放一些生物學相關影像資料,給學生更為直接的視覺感受。例如播放科教片《人類消失之后》,讓學生充分理解人類和大自然和諧相處的重要性。
2.開展課堂主題演講激發學生的學習興趣
為了激發學生學習的主動性,提高課堂教學的參與度,了解生命科學的研究進展,我們組織開展了課堂專題演講的研究性學習活動。教師初步確定當前生命科學重要前沿問題的題目,如生物芯片、基因工程、干細胞、生態與環境可持續發展、轉基因食品等,把學生按5~6人一組分組,每組確定一個主題,學生通過網絡和圖書館查閱相關文獻資料,小組討論寫成小論文,并做成幻燈片在班上交流演講。這樣增強了同學之間以及同學與老師的溝通交流,活躍了課堂氣氛,充分鍛煉了學生的文獻檢索利用、團隊協作、論文寫作和口頭表達等綜合能力,收到了良好的效果。
3.引入社會熱點問題,開展辯論賽,提高學生理論聯系實際的能力
科技是一把雙刃劍,生物高科技的發展給人們的生活帶來舒適快樂,同時也給人們帶來了很多的困惑甚至危機。人們在開發利用生物技術時,有可能出現意想不到的安全問題,生物技術的誤用以及生物技術的非道德應用也可能帶來很大的安全隱患。這些與生命科學有關的熱點問題具有鮮明的時代性和綜合性,學生對這些熱點問題的探討有利于增強他們的科學敏感性和社會責任感,以培養他們捕捉信息、分析事物的能力。首先,教師初步確定當前生命科學具有爭議性的熱點社會問題,如食品添加劑的利與弊、克隆人的利與弊、轉基因食品的利與弊、垃圾焚燒的利與弊、安樂死是否應該合法化等。學生通過分組每10個人一組,每2組自由選擇一個辯論主題作為正方和反方進行辯論,每個班級推舉一名主持人來主持辯論賽。通過辯論賽,增強了學生之間的團結、合作、競爭、進取的意識,為學生提供了一個思考和展現自我的平臺,并讓學生對科學研究有了更進一步的認識,大大提高了學生理論聯系實際的能力。
4.多元化的考核方式
學生的課程成績由平時成績和考試成績組成,其計算方式為:最終成績=平時成績(占30%)+期末開卷考試成績(占70%),其中平時成績的考核主要由課堂出勤(占10%)、課后作業(占10%)以及課堂小論文(占10%)三部分內容構成,期末考試成績采用撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式。這種多元化考核方式不但評價了學生參與教學活動的態度、完成作業的質量,又考查了學生對知識的了解和掌握程度,同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣,減輕了學生的思想壓力,且避免了少數學生平時不學習,通過考前突擊準備獲得較高分數,導致課程成績不合理的情況發生。
四、思考與建議