生命科學技術范文10篇

當今世界，科學技術發展突飛猛進，新興學科、交叉學科不斷涌現，科技進步對經濟社會的影響作用日益廣泛和深刻。伴隨著信息科技革命方興未艾的浪潮，生命科學和生物技術的發展也正在展現出未可限量的前景。越來越多的人們已經預見到，一個生命科學的新紀元即將來臨，并將對科技發展、社會進步和經濟增長產生極其重要而深遠的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰略機遇期，我們要集中力量，建設惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應當說，生命科學和生物技術及其產業的發展為我國提供了一次實現科技創新和社會生產力跨越發展的重大戰略機遇。

一、當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

無論是科技界還是產業界，都基本認同這樣一個重要判斷：在新的世紀里，生命科學的新發現，生物技術的新突破，生物技術產業的新發展將極大地改變人類及其社會發展的進程。日益成熟的轉基因技術、克隆技術以及正在加速發展的基因組學技術和蛋白質組技術、生物信息技術、生物芯片技術、干細胞組織工程等關鍵技術，正在推動生物技術產業成為新世紀最重要的產業之一，深刻地改變人類的醫療衛生、農業、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學和生物技術放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學與生物技術獲得了飛速發展，為世界各國醫療業、制藥業、農業、環保業等行業開辟了廣闊發展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業和經濟格局的技術”，生命科學與生物技術日益受到世界各國的普遍關注和重視。進入新千年后，生物技術產業顯示出強勁發展勢頭，成為當今高技術產業發展最快的領域之一。2001年美國生物科技投資占到風險投資總額的11%，2002年美國在生物技術領域投入研究開發資金已高達157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術立國戰略，強調把“科研重點轉向生命科學和生物技術”，并計劃五年內將政府在生命科學和生物技術的研究預算增加一倍，達到8800億日元，力爭使日本生物技術達到世界領先水平。歐盟已成立生物技術委員會，繼在第四個研究開發框架計劃對生物技術研究大量投資后，又在第五個研究開發框架計劃中專門制定了“生命科學計劃”，進一步加強在這一領域的努力。在軟件領域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點”研究計劃，明確提出通過發展生物產業實現經濟結構的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發展生命科學、生物技術及其產業作為贏得未來競爭的戰略選擇。

目前，生命科學的研究熱點仍然集中在基因組學、蛋白質學等領域。繼2000年人類基因組計劃完成之后，水稻、瘧原蟲、蚊子和老鼠的全部DNA序列測定也在2002年完成，這些研究成果都直接與糧食生產和人類健康有關。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關于脊椎動物進化的重要線索。特別是科學家們已經把目光投入到功能基因組學(FunctionalGenomics)和蛋白質組學(Proteomics)這兩個極富挑戰性的領域，這將帶來更多與人類自身發展密切關聯的重大研究成果。

為鼓勵本市高校、科研院所和企業在市科委與國外地區政府機構簽訂的合作協議框架下開展地區間國際科技合作，推動本市與這些地區的科技交流和友好關系的發展，*市科學技術委員會特*年度地區政府間合作項目征集指南如下。

一、申請條件：

1、申請單位的國外合作伙伴和合作研究的內容應符合以下合作地區和合作領域。

1）法國羅納-阿爾卑斯大區——生命科學和醫學、生態環境保護；

2）法國朗格多克-魯西永大區（包括蒙彼利埃地區）——崇明生態島建設、孵化器合作；

3）加拿大——清潔能源、環境保護、多媒體技術；

摘要:隨著信息和通信技術的發展，集文字、圖形、聲音、動畫于一體的視頻資源已經成為了現代社會生活中極其重要的信息傳播形式。而隨著生命科學和技術的大發展，包涵生命科學基礎知識、基本原理以及生命科學技術運用的生物科技視頻也廣泛傳播。如何將生物科技視頻融合到日常教學中？作者通過一段時間的實踐研究，結合案例嘗試對生物科技視頻應用策略在教學中的作用進行簡要論述。

關鍵詞:生物科技視頻;初中生物教學;應用

1生物科技視頻應用的意義

經過20世紀的大發展，生命科學進入一個空前繁榮的新時期，生命科學在科學技術中的地位越來越重要。在初中階段如何激發學生學習生物的興趣，培養學生的生物學核心素養，是每位生物教師必須思考和實踐的事情。建構主義學習理論認為，學習是使學習者在與環境交互作用的過程中主動構建內部心理表征的過程，在學習的過程中強化“情境”非常重要，有利于提高學習者的學習水平。在現實教學中，由于各種條件的限制，我們不大可能提供大量的面向全體學生實踐觀察、動手操作的活動。而視頻資源是集文字、圖像、聲音、動畫于一體的動態影像資料，具有強烈的感染力和吸引力，能全面地調動學生的視覺和聽覺的處理功能，多方位感受知識信息，最大程度幫助學生在理解的基礎上記憶。

2生物科技視頻運用的作用

生物科技視頻在初中生物教學中的作用，我認為最主要的有以下三點：1)使抽象的知識內容形象化、具體化。教材上的知識內容主要以文字和圖片為載體，學生能在多大程度上理解文字所承載的信息，不僅取決于文字本身的準確性和嚴密性，還受到學生的理解能力、想像力、聯想力和生活經歷的影響。僅僅依靠文字和圖片，相當一部分初中學生總是比較難以理解教材上的知識內容，生物科技視頻能使抽象的知識內容形象化、具體化，從而幫助學生理解知識。2）激發學生的學習興趣，提高學習自覺性。學習是一個主動探索的過程，學生如果對生物學感興趣，就會積極地、專心致志地持續鉆研，學習效果自然容易提高。反過來，理解能力的加強，學習效果的提高，進一步提高了學習興趣和學習自覺性，從而形成良性循環。因此，提升教學效果需要做的第一件事情，就是激發學生的學習興趣，提高學習自覺性。生物科技視頻資源能夠提供學生從未體驗過、無法親身經歷的場景，對學生產生視聽的沖擊，讓學生體會到生物學的奧秘，從而產生想進一步學習和究的興趣，大大激發學生的學習興趣。學習八年級上冊生物圈中的其他生物，《BBC：生命系列》會讓學生感受生物的多姿多彩和大自然的和諧美好。這些引人入勝的視頻資源都會引起學生強烈的興趣，讓他們思考“為什么是這樣”，進而給學生提供進一步學習探索的動力，保持學習的自覺性。生物科技視頻在初中生物教學中的應用張完成（北京師范大學廈門海滄附屬學校）3）有利于學生記憶理解能力和獨立學習能力的培養。“學生是學習的主體，教師是學習的主導”。學生是學習的內因，老師和一切教育環境都是外因，外因是通過內因起作用的，內因起決定作用。目前在普通初中，部分學生對初中小學科老師的教學產生相當程度的“免疫”，在課堂教學中，單憑自己的能量，這些老師對這部分學生的影響作用比較小。因此，培養這部分學生的記憶能力、理解能力，進而培養他們獨立學習、獨立思考與獨立解決問題的能力占據了老師相當多的時間和精力。

服務大局，拓寬對外民間科技交流渠道，開展的主要工作有：

一、舉辦市海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展，搭建市與高校大學生科技交往平臺

從年起，市參加了由福州市科協、中華創意發展協會發起，國內近20個大中城市科協和有關學術團體共組織開展的“海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展”。

年市第三屆巡回展由市科協主辦，藝術學院設計學院承辦，省內19所高校參加活動，共征集了作品80件、省外作品598件、省內作品494件，作品涵蓋海報招帖類、產品設計類及動漫類三個專業方向。參展作品的創作體現了大學生打破常規哲學，充分發揮想象力和創造力，將深度情感和理性的思考與實踐結合，體現了創意與生活的完美結合。月日市“第三屆海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展”開幕式暨優秀作品頒獎在藝術學院舉行。市原政協主席、市工藝美術協會會長張緒明，原市人大副主任，省科協副主席，市科協黨組書記、主席等有關領導參加開幕式。開幕式上對參加巡回展的優秀作品進行展示，對獲獎作品作者進行了表彰。

年市的巡回展加大宣傳和組織力度，根據參加活動大學指導教師和學生的建議，通過我們積極工作，巡回展得到省教育廳領導的大力支持，年市第四屆海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展由省教育廳、市科協共同主辦，藝術學院藝術設計研究中心承辦，東北師范大學美術學院等省內外29所大學協辦，共征集作品2220件。年市第四屆“海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展”開幕式暨優秀作品頒獎在9月份科普宣傳日期間舉行，出席開幕式的省政協主席巴音朝魯、市委書記高廣濱、省科協主席劉淑瑩等領導為290名獲獎作品代表頒獎，省市科協領導還參觀了優秀作品展示。

巡回展的舉辦為省高校與國內及地區大學生創意設計思想的交流打造有效的平臺，使大學生們足不出戶就可以了解來自國內及地區最優秀的創意思想和成果，為大學生展示自己最新作品和自身風采提供了最直接的舞臺。巡回展還促進了大學生與社會實際相結合，為畢業后走向社會成功就業起到很大幫助作用。巡回展在有關部門的大力支持下，規模和影響力逐年擴大，活動受到省內高校廣大師生的一致好評。

拓寬對外民間科技交流渠道，服務大局。開展的主要工作有：

一、舉辦市海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展。

市參加了由福州市科協、臺灣中華創意發展協會發起，從2009年起。國內近20個大中城市科協和臺灣有關學術團體共組織開展的海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展”

吉林藝術學院設計學院承辦，2010年市第三屆巡回展由市科協主辦。省內19所高校參加活動，共征集了臺灣作品80件、省外作品598件、省內作品494件，作品涵蓋海報招帖類、產品設計類及動漫類三個專業方向。參展作品的創作體現了大學生打破常規哲學，充分發揮想象力和創造力，將深度情感和理性的思考與實踐結合，體現了創意與生活的完美結合。9月14日市“第三屆海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展”開幕式暨優秀作品頒獎在吉林藝術學院舉行。市原政協主席、市工藝美術協會會長張緒明，原市人大副主任張德林，吉林省科協副主席尹軍，市科協黨組書記、主席孫國慶等有關領導參加開幕式。開幕式上對參加巡回展的優秀作品進行展示，對獲獎作品作者進行了表彰。

根據參加活動大學指導教師和學生的建議，2011年市的巡回展加大宣傳和組織力度。通過我積極工作，巡回展得到吉林省教育廳領導的大力支持，2011年市第四屆海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展由吉林省教育廳、市科協共同主辦，吉林藝術學院藝術設計研究中心承辦，東北師范大學美術學院等省內外29所大學協辦，共征集作品2220件。2011年市第四屆“海峽兩岸大學生創意設計作品巡回展”開幕式暨優秀作品頒獎在9月份科普宣傳日期間舉行，出席開幕式的吉林省政協主席巴音朝魯、市委書記高廣濱、省科協主席劉淑瑩等領導為290名獲獎作品代表頒獎，省市科協領導還參觀了優秀作品展示。

使大學生們足不出戶就可以了解來自國內及臺灣地區最優秀的創意思想和成果，巡回展的舉辦為吉林省高校與國內及臺灣地區大學生創意設計思想的交流打造有效的平臺。為大學生展示自己最新作品和自身風采提供了最直接的舞臺。巡回展還促進了大學生與社會實際相結合，為畢業后走向社會成功就業起到很大幫助作用。巡回展在有關部門的大力支持下，規模和影響力逐年擴大，活動受到省內高校廣大師生的一致好評。

為了鼓勵本市高校、科研院所和企業在市科委與國外地區政府間的合作框架下，圍繞**市科技發展中長期規劃綱要，充分利用國際科技資源，結合雙方的技術優勢和本地的實際需求，開展以我為主的對外科技合作，加快技術開發和成果轉化，進一步提升本市科研水平和增強自主創新能力，加快融入國際創新體系，切實推進本市與這些地區的科技交流和友好關系的實質性發展，**市科學技術委員會現開始征集*年度政府間國際科技合作項目。

一、申請條件：

1、申請單位應為本市高校、科研院所和企業，且與國外研究機構有實質性的合作，并簽有相應的合作協議或合同。申請單位的國外合作伙伴與合作研究內容應符合以下合作地區及相應領域或方向：

1）加拿大艾伯塔省（Alberta）：信息和通信技術、生命科學和醫學、納米技術、環境技術和替代能源技術。

2）加拿大魁北克省（Quebec）：信息和通信技術、生命科學。

3）加拿大（NationalResearchCouncil）：清潔能源（特別是燃料電池和氫能）、環境保護、多媒體技術。

如何推動實踐教學

以北方民族大學為例，該校設置的7個實驗板塊中，設計性和綜合性本科實驗項目的來源，均圍繞教師的科研項目或科研成果而設置。例如：在微生物學板塊中，部分實驗教學項目是根據基金項目“蝦青素高產酵母菌的選育及其產物功能研究”等課題而設置。再以福建師范大學為例，生命科學學院工業微生物教育部工程研究中心，投入建設經費2000余萬元，建成省屬高校領先水平的發酵工程中試車間[2]。目前該車間配備有多臺10～1000L全自動發酵罐及其配套的輔助設備和下游工程設備，如空壓機、空氣凈化系統、電鍋爐、制冷裝置、管式離心機、三足離心機、微濾系統、超濾系統、納濾系統、噴霧干燥器等先進的儀器分析系統，完全可以滿足該院師生進行相關實踐性教學的需要。江南大學生物工程學院，在學生畢業實習之前，由學院下屬的5個研究中心根據自身特色，各負責1個本中心課題組特色教學訓練項目。將學生分為5個大組，輪流進行互動實驗，每個項目安排4～5天，整個教學訓練項目在短期內完成[3]。天津科技大學認為上述做法實質上相當于工業產品開發中的中試環節，具有連續或半連續的生產方式，并可以全面監測產品過程，從中發現問題和解決問題。因此，它是學生將知識從理論上升到實踐的一個重要環節。例如湖南人文科技學院，與婁底百雄堂高科技農業有限責任公司建立校企產學研合作關系，合作內容是：(1)開展科研合作。(2)每年接收生命科學系學生實習。(3)共享資源。例如公司提供臘八豆菌種和腐乳菌種等現有產品和技術，作為科研合作的起點和生命科學系實驗課的內容；生命科學系提供氣相色譜儀、液相色譜儀、原子吸收光譜儀等設備供公司產品質量分析使用。此舉可供其他高校借鑒。2009年以前，生物工程與生物技術實驗裝備中多數涉及上游技術的設備已經基本配置到位(如基因工程操作設備，萃取、離子交換、吸附、層析、蒸餾、結晶干燥等實驗室級別的代謝產物分離設備)，缺乏的是下游生產級別的設備，所以要重點考慮配置實訓車間設備。在高等教育裝備博覽會上，同樣可以看到國家對高等教育實驗室裝備的一些新理念，以及設備制造業滿足市場新需求的動向。浙江天煌公司的實驗室設備，以典型工業產品范例和個案研究開發，作為高校實驗實訓的裝備依據。涉及生物技術的實訓系統，就有啤酒自動化生產線過程控制(工程型)系統(含5器和4發酵罐)等。高校還需建設固體制劑生產線實訓車間(含30萬級潔凈水平操作間)和分離制備生產線(包括發酵罐、多功能動態提取罐、旋轉薄膜蒸發器、結晶罐、迭片式離心機、板框壓濾機等)，適合各類食品或藥品的生產操作訓練。校內小型實訓車間，其生產過程完全與工業化生產過程相同，使學生能夠從生產原料預處理、培養基制備、菌種擴培、發酵罐滅菌、接種及發酵過程中工藝參數的控制、產品分離提取等各個環節進行實際操作和系統分析。不過，各校對實訓車間的投入還是普遍偏少。天津科技大學生物工程校內實踐基地，設備總價值近500萬元，包括好氧發酵、果酒釀造、啤酒生產、分離提取、精制純化等中試系統，涵蓋了生物工程產業上中下游生產環節[4]。華中農業大學從2000年起分3期，建成生物工程專業教學實驗室1000m2，包括有通風發酵、固態發酵、生物工程下游技術、啤酒加工等實驗室及儀器分析室和準備室等。在引進現酵控制系統、發酵后處理設備的同時，成立了生物工程設計室，通過工程軟件AutoCAD電腦繪制，進行發酵工藝和設備流程設計等操作。

實踐教學中新手段、新體系的運用與推廣

對于和實際生產聯系最緊密的課程，如化工原理、發酵工程、生物工程設備、生物發酵工藝等，吉林農業科技學院考慮到設備的限制問題，增加了模擬教學，從專業教學仿真軟件開發公司購置了仿真教學模擬軟件，保證一人一機的實踐演習。這些軟件的仿真性強，尤其是配備的實踐操作演練，能讓學生真正達到工廠模擬化的操作練習。煙臺大學生物工程系將計算機模擬仿真引入實踐教學[6]。這種仿真系統能逼真地模擬工廠運行和各種事故狀態的現象，大大縮短培訓時間。在計算機仿真環節，該校選用了北京東方仿真公司開發的青霉素發酵工藝仿真軟件，以單元操作的形式進行仿真模擬。青霉素發酵工藝仿真包括青霉素發酵生產、青霉素的精制和提純等內容。同時，教師可以通過計算機監測系統，全程跟蹤每組學生的操作，真正達到實踐訓練教學的目的。傳統實驗項目普遍存在反應體系大、樣品處理量多和處理時間長等特點，也使微量移液器、微量與狹縫分光光度計等現代科教儀器不能充分發揮其先進性。微型化實驗于1988年末開始引入我國，關于微型實驗已有文獻報道[7]。微型化實驗的研究，是著眼于環境保護和實驗安全的需要，體現了現代科學技術發展水平的要求。微型化實驗具有現象明顯、操作簡便快速、節省經費、減少污染、安全和便于攜帶等優點。

本文作者：余多慰工作單位：南京師范大學生命科學學院

摘要：本文介紹了當今制造技術面臨的問題，論述了先進制造的前沿科學，并展望了先進制造技術的發展前景。

關鍵詞：問題；先進制造技術；前沿科學；應用前景

論文

制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%~55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。

1當前制造科學要解決的問題

當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：

信息技術、生物技術、納米技術被稱為21世紀的革命性領先技術，其產業化方興未艾。生物技術產業，尤其是生物醫藥產業是一項高投入、高利潤的產業，它的利潤率達到了17.6%，是利潤率為8.1%的信息產業的兩倍。因此，展望未來，多數分析家認為，生物技術產業是繼信息產業之后迅速崛起的又一個高新技術產業，在21世紀初將與信息技術產業并駕齊驅，并最終成為主導全球經濟的核心產業。生物技術和產業如此巨大的發展前景，有著其必然的原因：

一、生物技術對于人類的生存和發展有著極為重要的意義

1.可持續發展的要求

20世紀的一百年，人類憑借著科學和技術的巨大發展與進步，發明和創造了機械化和自動化的生產和交通設備與工具、電子與系統集成化的通訊設施與器具、家用電器、電腦以及化學合成物質，極大改變了自身的生活、生產和經濟方式，邁進現代化的階段。歡欣之余，人類也不能忘記在發展中付出的慘重代價：在準備大踏步向現代化邁進的20世紀中葉，人類社會卻面臨著全球性生態環境日益惡化、人口與健康受到嚴重威脅、糧食生產滯后、能源耗竭和資源短缺的五大危機。這些問題顯然是發展中帶來的，它們直接向人類的生存與發展提出了嚴峻的挑戰。

毋庸置疑，一項技術的進步對社會和經濟發展起著巨大的促進作用。然而，工業革命發展進程表明，人類一味強調技術的先進性和對經濟的推動作用，而忽視技術對人類自身和生態環境的安全性時，人類最終要飽嘗在技術發明初期未曾預料的苦果。曾幾何時，滴滴涕一問世便被譽為人類技術史的里程碑，聲稱它可以殺死害蟲卻對人畜無“害”，可以拯救成千上萬人的生命。1946年，該產品在美國上市引起巨大轟動，以至引來化學公司投巨資開拓殺蟲劑市場。僅在1947～1949年間，滴滴涕的投入就達38億美元，旦利潤逐年直線上升，到1951年利潤額猛增1.1億元。它的發明人保羅·米勒被人們稱為救世主，獲1948年度諾貝爾獎。然而時隔6年后，滴滴涕就被發現具有激素效應，嚴重影響動物（包括人類）的性分化和生殖，并且通過母體傳遞后代，導致許多的野生動物數量急劇下降。到1970年，美國率先下令禁止使用滴滴涕。

20世紀70年代末期，人類開始意識到，技術的安全性對于人類自身生存與繁衍及生態環境的重要意義，絲毫不亞于技術的先進性對社會和經濟發展的價值。因此，由聯合國提出、各國政府共同倡導的可持續發展戰略，意味著今后的科學和技術發展具有雙重使命：既促進生產力進步和為人類謀福利，又保護人類及其生存和繁衍的環境。

1當前制造科學要解決的問題

當前制造科學要解決的問題主要集中在以下幾方面：

（1）制造系統是一個復雜的大系統，為滿足制造系統敏捷性、快速響應和快速重組的能力，必須借鑒信息科學、生命科學和社會科學等多學科的研究成果，探索制造系統新的體系結構、制造模式和制造系統有效的運行機制。制造系統優化的組織結構和良好的運行狀況是制造系統建模、仿真和優化的主要目標。制造系統新的體系結構不僅對制造企業的敏捷性和對需求的響應能力及可重組能力有重要意義，而且對制造企業底層生產設備的柔性和可動態重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統，以滿足制造系統新的要求。

（2）為支持快速敏捷制造，幾何知識的共享已成為制約現代制造技術中產品開發和制造的關鍵問題。例如在計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)集成、坐標測量(CMM)和機器人學等方面，在三維現實空間(3-RealSpace)中，都存在大量的幾何算法設計和分析等問題，特別是其中的幾何表示、幾何計算和幾何推理問題；在測量和機器人路徑規劃及零件的尋位(如Localization)等方面，存在C-空間

(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計算和幾何推理問題；在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機器人多指抓取規劃、裝配運動規劃和操作規劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進行幾何推理。制造過程中物理和力學現象的幾何化研究形成了制造科學中幾何計算和幾何推理等多方面的研究課題，其理論有待進一步突破，當前一門新學科--計算機幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。

（3）在現代制造過程中，信息不僅已成為主宰制造產業的決定性因素，而且還是最活躍的驅動因素。提高制造系統的信息處理能力已成為現代制造科學發展的一個重點。由于制造系統信息組織和結構的多層次性，制造信息的獲取、集成與融合呈現出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結構模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數據的制造知識庫管理等方面，都還有待進一步突破。