生物技术论文:关注现代农业生物技术发展的新趋势 在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 生物技术论文:现代生物技术在中药现代化中的应用进展 【摘要】 生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中发挥着极大的作用。 【关键词】 生物技术;中药现代化;应用;综述 中医药学是我国在自然科学领域最有特色的学科之一,中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合,把中药推向国际化。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高技术,在21世纪将对生命科学的各个领域产生十分深远的影响。 1 生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用 生产具有国际竞争力的现代中药,其前提是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染,农药残留和重金属含量在十分安全的范围内,药效物质基础的含量稳定、可靠并有严格的质量标准。我国中药资源达1.2万余种,这些中药材中部分涉及到珍稀濒危物种,因此对珍稀濒危中药材的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保存物种的重要方法,建立相应的基因库用于保存动植物的基因,考察物种的变异具有重要意义。 就中药材栽培而言,GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正在逐渐发挥重要作用,如中药材优良品种选育、道地性药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物等。 应用RAPD技术对南北苍术间的差异进行了分析,认为苍术的道地性是在遗传和生态两因素长期复杂作用下形成的遗传和化学成分有稳定差异的居群[1];李萍等将5srRNA基因间区序列的变异用于对金银花药材道地性的分析[2]。有报道用转基因植物可生产外源基因编码的产物(如a栝蒌素、干扰素等),随着表达效率的提高和受体植物范围的不断扩大,将有可能在传统中药材中加入有用的新遗传特性,增加植物的抗病能力等,这将为中药材的绿色栽培奠定良好的基础[3]。 2 细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径 作为中药和天然药物发挥药效活性的物质基础,天然活性成分往往含量很低,而天然野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降,其原料来源能否满足批量化生产的需求,是所有天然创新药物开发所面临的重大难题,也是高水平中药能否广泛应用并走向世界的瓶颈。因此,针对特定有效成分或组分生产的中药人工资源开发生产技术引起了研究者的极大关注。为合理利用其资源,可利用生物技术的方法和手段进行一些珍稀濒危品种的快速繁殖,研究其在自然或人工控制条件下个体更新的速率及规律等,如石斛试管苗的快速繁殖。 发酵工程利用生物细胞在人工条件下的快速增殖与次生代谢产物的产生,为人工资源的生产提供了技术平台。目前,以冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物已形成产业化规模,并有相应的下游产品畅销。 以微生物、植物、动物细胞为反应器,进行天然活性物质的生产和加工,也已引起研究者的极大兴趣,以此推动的天然产物的生物转化和生物合成研究与开发,在国内中药研究和开发中的作用正为更多的研究和生产部门所重视。许建峰[4]等利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷。紫杉醇作为一种作用机理独特的天然抗癌药物,自发现以来受到了人们的广泛重视,但其在植物红豆杉中的含量极低,而红豆杉生长缓慢,资源匮乏,因此严重限制了紫杉醇的进一步开发应用。为此,近年来各国科学家在寻找及扩大紫杉醇的药源途径上进行了大量的工作。甘烦远等对紫杉醇的研究进行了综述,通过两篇综述所反映出的研究内容可以看出为解决紫杉醇的资源问题。全世界的科学家分别从筛选高产红豆杉栽培品种、微生物生物合成、化学合成、生物合成途径探索、生物合成关键酶的发现及其基因表达等多途径进行资源研究,而这些研究中生物合成与生物转化技术起着极为重要的作用。 3 酶工程是中药活性成分生产追求的最佳技术手段之一 就疗效确切的单一天然活性成分而言,能够通过工业化生产获得天然结构复杂的单一产物是人们追求的目标,但天然化合物结构复杂,常有多个不对称碳原子,合成难度较大或合成条件苛刻;而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2,并达到了月产30kg的生产规模[5]。 4 生物技术为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法 中药材是中药研究开发的基础,基础的质量标准无法控制,以后的研究和开发均属无本之木,其质量标准的制定也就失去了意义。中药材的质量控制主要应包括两个方面的内容,一是品种的控制,主要是解决真伪的问题。其二中药材的有效物质是次生代谢产物,其积累主要与其合成关键酶的表达及表达量等有关。因此建立合理中药材的生产和质量评价体系将对中药现代化尤为重要。 基因分子标记技术在中药品质评价中的应用,使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。在中药的分子鉴别研究中目前主要有以下一些方面:(1)基于PCR方法的DNA分子标记技术,如RAPD、AFLP等;(2)基于分子杂交的DNA分子标记技术,如RFLP;(3)基于DNA序列分析的分子标记技术,如DNA直接测序法、PCRRFLP法[6]。利用这些基因鉴别方法对了解和分析药用动(植)物的遗传特性、基因与药材产地、化合物积累的相关性等均具有重要意义。 5 生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径 中药新药的研发是中药现代化和国际化的关键,要研制符合国际标准规范的现代中药,应用现代先进的科学技术势在必行。 5.1 生物芯片为中药新药分子水平的机理研究提供依据:中药鉴定基因芯片,可以对中药材的产地、质量进行鉴定;可以搞清楚中药作用的分子机理,筛选出中药有效成分。 5.2 生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导化合物发现新药提供了新的思路与方法:生物转化技术可以弥补化学合成的不足,1997年Khmelnitsky利用盐活化生物催化剂脂酶,成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见,生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。 5.3 生物技术为天然微量活性成分的生产提供了新的技术平台:中药中微量高效成分的研制开发一直是困扰医药产业界的核心问题,利用定向生物转化技术可将天然药物中的高含量成分转化成微量高活性成分,因此大大提高微量成分的含量,使其达到产业化的要求。如研究发现多种微生物能定向地将含量较高的喜树碱转化为10羟基喜树碱。丁家宜等利用人参毛状根成功地实现了对羟基苯醌生物合成天然熊果苷。 5.4 物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰:天然活性成分的研发中还有一个 难以解决的问题,即天然活性成分常常体内外药效学活性差异较大,其中一个重要因素是其在体内吸收不好,导致生物利用度太低。利用生物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰,对提高这类成分的生物利用度,进而实现产业开发具有重要意义。 综上所述,生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,虽然大多数研究尚处于起步阶段,但其影响正在不断扩大,所显示出的潜在社会价值和经济效益也日益得到重视,生物技术将深入到中药新药研制的各个环节。正确利用现代生物技术合理地解决中医药现代科学研究和产业开发中的重要问题,必将有力地推动我国的中医药现代化和国际化进程,为加入WTO后的中国民族产业的国际竞争注入活力。 生物技术论文:生物技术在未来农业中的角色 一、生物技术给农业带来的益处 广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。 生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。 生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。 生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。 生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。 在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。 生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。 同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。 二、生物技术带来的不利 从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。 生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。 生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。 另一个令人担心的是:转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来,世界各国动植物的交流,有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。 未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。 生物技术论文:浅论现代生物技术发展带来的伦理问题 生物技术是一门由多学科综合的新兴科学,就生物科学而言,它包括了微生物、生物化学、细胞生物学、免疫学、育种学等几乎所有与生命科学有挂的学科,特别是现代分子生物学的最新理论和成果更是生物技术发展的基础。随着生物技术的发展,人们可以对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟,产生巨大生产力的同时,也带来了生物物种伦理的问题,引起了人们的高度关注和深思。 论文关键词:生物技术;伦理问题;思考 21世纪是生命科学的世纪,生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题,已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会,是众多学者和科学家急需解决的问题。 一、现代生物技术研究的新进展 进入21世纪,生物技术正处于发展成熟阶段,生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律,但生命现象极其复杂,目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。 (一)克隆技术。克隆原意是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物,动物克隆就是通过无性繁殖方式,由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。 (二)胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能,是指它可以分化成人体全部细胞类型,进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官,最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能,但是却失去了发育成完整个体的能力。 (三)转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去,从而改造生物的遗传物质,使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料,加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明,在欧洲,玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米,占世界玉米总产量的7%,但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去,就可培育出抗虫害的玉米,这种玉米就是转基因食品。 二、现代技术发展引发的伦理问题 (一)关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功,待几年来其他克隆动物的尝试,克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击,对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外,克隆人的身份难以认定,使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒,进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。 (二)胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的,而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源,与活着的婴儿没有什么不同,所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为:1、早期胚胎仅是一团细胞,尚难称其为人的一条生命,从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞,并没有杀死细胞,只是改变细胞的命运;2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病,让病人恢复健康,完全是合乎人类伦理道德。 (三)转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度:支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略;反对者则强调人为地用基因技术改变神武,会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前,人类对基因的活动实施了解还不够透彻,还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧:1、人类基因转入食品动物,如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中;2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中,这可能触怒犹太人和穆斯林,列入将猪的基因转入绵羊;3、动物基因转入植物中,可能会引起一些素食者的特别关注。 三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策 现代生物技术的飞速发展,引发诸多伦理问题,发人深思。为了促进生物技术的和谐发展,应采取相应对策和措施。科学预言,21世纪是生物技术发展的黄金时期,全国普及大众伦理学知识尤为重要,设置伦理学咨询机构,利用各种媒体宣传伦理学知识,增强大众的伦理学意识,提高全民族的整体伦理水平。同时,我们还应改变传统伦理观念,发展中国特色的生命伦理学。总体上,生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致,但又要保持中国的特色。另外,培养生命伦理专业人才,解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远,生命伦理学人才匮乏问题需要解决,设置生命伦理学专业,加快专业人才培养规模势在必行,特别应注重研究生、博士生的培养。 四、结语 现代生物技术的高速发展再给人类和社会带来积极影响的同时,必然会出现各种各样的问题。其中,导致的伦理问题尤其受人们的重视。我们应该正确看待这些问题的发生,并应用学习的科学知识尽力将其引导到好的方面发展。因此,我们任道而重远,希望通过我们的努力使现代生物技术应用给人类带来更多的实惠。 生物技术论文:医疗器械方面的生物技术 1功能性生物材料 组织损伤的情况不同,使用的胶原材料也有较大的区别,如骨组织损伤进行修复时,一般使用脱钙的骨胶原(DBM);肌肉、皮肤或者外周神经损伤,进行修复时一般使用胶原膜(CM);如果属于中枢神经损伤需要修复,则应使用有序的胶原材料(LOCS)。 另外功能性胶原生物材料对于不同的组织损伤的再生有良好的效果,包括CBD-PDGF,其能够活化胶原膜,使得皮肤组织能够再生修复;CBD-BMP-2的作用在于活化脱钙骨胶原DBM,使得骨损伤得到修复;CBD-BDNF对于有序的胶原材料LOCS有着良好的活化作用等。 2生物技术运用于心血管器械方面 生物技术运用于心血管方面,主要是利用天然的组织修复身体的病变部位,或者使用选择性的合成材料代替病变组织,具体的运用分为以下几点: (1)在生物技术研究的初期,医疗器械的的适用范围较小,一般是人体生命垂危时才会使用。近年来医疗领域在植入性合成聚合物的研究方面逐步深入,且研发了各种心脏的辅助器材; (2)心脏瓣膜的发展,使得生物瓣膜、机械性的修复瓣膜得到了广泛的使用,每年将瓣膜植入身体的人群数量逐年增加,常见的瓣膜类型包括嵌入盘、嵌入球、倾斜盘等; (3)永久性植入心脏的辅助装置、临时性植入心脏的辅助装置、人造心脏等,也逐步获得了较好的效果,该类装置能够使得衰竭的循环系统或者心脏保持基本的正常功能,且能够有效减少心脏负担,优化心脏的供氧情况; (4)血氧发生器也属于该类器械,其主要分为膜型、鼓泡型、空心纤维型等不同类型。 在氧发生器的开发方面,模型氧发生器是最为关键的技术,该氧发生器与人体吸气过程中的生理条件极为接近。如果人体的血液的功能由于疾病而减低,可以利用相应的的PVC、PTFE玻璃纸等生物材料制作成膜式氧合器没维持机体的功能正常。 3生物酶的运用 生物酶在医疗器械的运用主要是清洗器械,在自动清洗剂中添加适量的生物酶,其对于医疗器械上多种污渍生物酶的清洁效果十分明显,包括血渍、蛋白质污渍生物酶等。由于上述物质会限制微生物与灭菌因子的接触,需要该类技术进行彻底的清洁。利用生物酶将医疗器械进行浸泡,时间为三分钟,其即会将把污渍分解成细小的碎粒,脱离物品的表面,医疗器械得到彻底的清洗。该生物酶清洁医疗器械,优点在于清洁效果良好,不会对器械产生腐蚀,且能够使得器械的使用寿命更长。 生物技术论文:生物技术制药实验教学的改进 【摘要】生物技术制药是一门发展日新月异的综合性应用学科。本学科实验技术要求较高、但是实验教学相对滞后,尚需改进。教师在实验教学过程中通过突出理论教学中的实验内容、预习以往的实验技术、重点突出制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术的相互结合等多种改进方法,可以达到加强实验教学、提高学生专业素质的目的。本文介绍上述几种实验教学改进方法在生物技术制药教学中的应用以及一些个人体会,从而提高教学质量。 【关键词】实验教学 生物技术制药 生物技术制药是一门集生物学、医学、药学基础理论和先进技术为一体综合性学科,同工业生产联系紧密。自1971年世界第一家生物技术制药公司(Cetus)成立至今,现代生物技术制药已走完了近四十年的路程,已有近百种生物技术药品陆续完成临床试验,投产上市。二十一世纪又将是生物技术制药蓬勃发展的重要历史时期。但是,同生物技术制药产业形成巨大反差的是生物技术制药的基本知识普及较差,教学活动相对滞后。虽然国内已有数十家高校开展生物技术制药课程,普及相关的基本知识,培养生物技术制药专业人才,但是教学效果并不十分令人满意。造成上述问题的主要原因是由生物技术制药学科本身的特点所造成的。生物技术制药是一门综合应用学科,实验技术所占比重较大。而相关技术,像分子生物学、免疫学、药物化学等基本技术已在上述学科教学中有所涉及。这就造成相应的实验技术在生物技术制药教学中的脱节。学生相关的基本技术已经了解,但是同生物技术制药的具体内容联系不上,更无法谈到后期的产业化应用。所以,在生物技术制药教学中应该重视实验教学,在实验教学中应该重视同药物生产的联系。为了实现上述目标,我们可从如下方面着手。 1 理论教学中强调相应实验方法的基本原理、影响因素及注意事项 生物技术制药是一门应用学科,所以在理论教学中也要体现“实用”这个原则。生物技术制药主要分为基因工程制药、抗体制药、酶工程制药以及后期的发酵工艺和纯化工艺。由于是一门产业化的综合工程,所以涵盖内容多、涉及面广,每个分支工程都可以作为一门独立学科。在实际的教学中,对于刚刚入门的大学本科药学专业学生,让他们在较短时间内掌握一门制药工艺的基础理论和基本技术不切实际。所以在实际教学中,我们可以从浩如烟海的基础理论中精选出同各种主要工艺密切联系的实验方法作为教学重点,结合多媒体手段主要阐述相应方法的基本原理、影响因素及注意事项。比如讲述基因工程制药的基础知识时,我们可以重点讲述基因工程制药的基本原理、影响因素及注意事项。其基本原理可以用分、切、接、转、筛这五个字进行概括,简单明了、便于记忆。同时结合动态的flash课件加深学生的感官印象,便于理解。学生会在短时间内对基因工程制药的基本原理有一个简明的概念。当讲述基因工程制药的影响因素和注意事项时,我们可以联系平时药物的生产过程。比如阐述诱导程序对基因工程药物产量的影响时,我们可以介绍工业生产中采用高热气体瞬时升温,这样可以避免大量热休克蛋白的产生,利于提高目标蛋白的产量和后期纯化。同时结合常人洗澡时,高温造成体内热休克蛋白增加这一事实加深学生的理解。这样既可以使学生从浩如烟海的枯燥理论知识中摆脱出来,增加学生的学习兴趣,还可以为后期的实验教学做好铺垫,一举两得。 2 实验教学前预习已往的实验技术 预习是诸多教学中的基本环节,生物技术制药实验教学中的预习尤其重要。由于生物技术制药所涉及的很多技术,比如分子克隆操作、杂交瘤制备、细菌发酵培养等都是分子生物学、免疫学或者细胞生物学的基本技术,所以在生物技术制药的实验教学中其基本原理和基本技术将不会赘述。但是很多学生对其相关内容掌握不够,这就造成在讲述生物技术制药实验时,学生对以往知识未免生疏,而对新知识又疏于理解。所以在进行生物技术制药的实验教学前,应该对以往学过的相关技术的基本内容进行简要复习,巩固学生对相关知识的理解,同时也起到导课的作用,利于后续药物生产相关实验教学的开展。比如当讲授发酵工艺这一部分时,我们可以预先复习一下细菌的基本特性、生长周期、生长代谢特点等一系列微生物学知识,这样既引起学生的共鸣、复习以往知识,还可以很自然的过渡到发酵工艺学教学部分,讲述发酵工艺学的基本原理以及诸多对细菌发酵的影响因素。可见预习对生物技术制药的实验教学至关重要。 3 重点学习同各种制药工艺密切相关的实验技术 同理论内容一样,生物技术制药涉及的实验内容同样庞大。在平时的实验教学中同样需要精挑细选,重点突出。介绍每一分支的制药工艺时,精选1到2个主干的实验技术,这样既为学生理清生物技术制药实验教学的脉络,还可以使绝大部分学生在有限的教学时间内对生物技术制药的实验操作有一基本了解,达到教学目的。而素质较好的学生还可以此实验教学为主干,继续进行扩充学习。 4 注意各种实验在生物技术制药中的横向联系,相互结合 实验教学的最终目的是为了加强对相关知识的理解,从而更好的应用于实践。而实际的生物制药往往是众多生物制药技术的有机结合,单独的一门技术无法完成从药物生产到后期的鉴定这一综合过程[4]。这就需要我们在掌握各种实验技术的基础之上,了解各项技术的适用范围、优势和劣势,从而能够在实际的药物生产过程中将各项技术有机结合、灵活应用。这一概念我们在实验教学之初就应灌输给学生,使他们在掌握知识过程中有针对性的思考,去发现问题、解决问题,加深对知识的理解。比如进行生物药物纯化工艺的实验教学时,我们重点介绍各种纯化技术的原理、适用条件以及操作技术,同时提醒学生高质量的纯化效果需要各种纯化技术的有机结合。常规实验教学完成之后,我们将会增加各种纯化技术的结合应用这一部分。让学生合理应用已经学过的各种纯化技术设计实验,分离相同的目标蛋白。最后对比不同设计方案的纯化效果,组织学生进行讨论。这样既能培养学生的动手能力和统筹能力,又能加强学生对相关纯化技术的理解和应用,使其在未来工作中更有竞争力。可见各种实验技术的相互结合是生物技术制药从实验教学到实际应用的一个重要环节,是培养学生实际动手能力的一个必备手段。 总之,生物技术实验在生物技术制药教学中占有十分重要的地位,通过突出理论教学中的实验内 容、预习已知的实验技术、重点学习制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术在生物技术制药中的相互结合等多种方法,可以达到培养基础牢、素质高、能力强的生物制药专业人才的目的。 生物技术论文:对生物技术自动化生产的研究 1材料与方法 1.1主要试验材料江苏洋河酒厂股份公司制曲车间提供的已粉碎的成品大曲。1.2主要试验设备恒温振荡摇床;霉菌培养箱;离心机;恒温振荡水浴锅;圆盘制曲机;PCR扩增仪;智能蛋白质多维纯化系统;分子筛;凝胶成像分析系统。1.3试验培养基培养基:细菌培养基、放线菌培养基、酵母培养基、霉菌培养基。微生物的分离参照文献[5]的方法进行。1.4蛋白质的纯化、酶活参照文献[6-8]的方法。 2结果与讨论 2.1洋河传统大曲中的微生物体系经过多级富集、分离、纯化与鉴定,并将从洋河传统包包曲中分离得到的主体微生物与文献报道的传统浓香型大曲中的主体微生物进行了比较,结果见表1由表1可知,洋河包包曲中的主体微生物与报道的浓香型大曲主体微生物存在一定差异。这主要归结于传统浓香型大曲,其制曲“顶火温度”一般不超过60℃;洋河大曲虽然是浓香型大曲,但为了达到突出绵柔风味的目的,酿酒使用的不是严格意义上的浓香型中温大曲,而是中高温大曲,其制曲“顶火温度”可高达58~62℃。当然,这也与洋河酒厂当地特殊的自然环境有一定关系。2.2洋河传统大曲中的主体水解酶系通过对本厂传统大曲进行多样检测分析,确定其主体酶———糖化酶、液化酶和酸性蛋白酶的活力,并与检索得到的酱香型与清香型酒用曲进行比较[9-11],结果见表2。表2将洋河酒厂传统大曲主体水解酶系与报道的酱香、浓香与清香酒所用大曲进行了比较。可见,3种类型大曲随着制曲品温的升高,成品曲的糖化酶和液化酶活力明显降低,而酸性蛋白酶活力具有明显上升的趋势,浓香型曲的酶活均位于清香型大曲和酱香型大曲之间。由于洋河酒厂大曲“顶火温度”在60℃左右,占顶火时间可达6~8d,最终使成品曲糖化酶活力大大降低,液化酶和酸性蛋白酶活力也较浓香型大曲低。本厂大曲总体水解酶活力低于浓香大曲的平均水平,尤其是糖化力与酸性蛋白酶。与此同时,前期的大量研究表明,酸性蛋白酶活力对酒体有显着影响。所以,进一步提高与优化大曲水解酶活力是下一步研究的重点。2.3现代大曲工艺主体微生物的确定通过对传统大曲主体微生物和酶系的研究,本研究确定了3株霉菌、3株细菌、2株酵母作为主体微生物,表3列出了所使用的8株菌及其生理学特征。大曲是一个含有多菌系、多酶系与复杂香气物质的整体。正如之前报道的一样,大曲中的微生物常常是一种菌产多种酶、多个菌产一种酶、多个菌产多种复合香气。因此,在得到理想水解酶的同时,要赋予现代大曲同样复杂的香气物质,必须采用多菌种发酵工艺。而多菌种的纯种培养工艺还是要与传统大曲生料发酵工艺相结合。2.4现代大曲生产工艺在对传统制曲工艺进行深入的探索与分析后,结合现代生物技术,经过多次反复的试验与论证,最终确定采用90∶10的制曲配方,以及免压曲、免翻动的多菌种混合生料现代制曲工艺,大曲培养时间为9d,得到了较为理想的中试结果。将中试曲样检验指标与本厂传统包包曲的检测指标进行比较,结果见表4。由表4可知,现代制曲工艺排除了传统制曲中压曲和翻曲等繁琐而劳动强度大的工艺,避免了环境对产品质量的影响,并将制曲周期缩短到9d,而且各项指标都达到或优于传统大曲。图1是传统曲与小试现代曲的照片。从图1可知,生物曲菌丝相对于传统曲更为饱满,这主要是由于生物曲内在未经压曲的条件下,拥有更多的空间供菌丝生长的缘故。同时,在较短的时间内,生物制曲工艺使曲香达到了令人满意的程度。该中试的成功,使我们对传统大曲的制备工艺有了更为深入的认识,也为现代制曲项目的推进奠定了坚实的数据基础和理论基础。 3总结 大曲传统发酵工艺周期为4个月,消耗大量的人力物力,由于外界菌系随季节变化较大,产品质量受多种因素影响,不易控制,致使大曲产品质量不稳。利用现代生物技术,实现大曲生产机械化、自动化和信息化是目前大曲生产的发展方向和必经之路。本项目在传统大曲工艺的基础上,通过对影响其品质的微生物体系、多酶体系及其成香机制的研究与验证,将现代纯种培养生物技术与传统生料发酵工艺相结合,缩短了生产周期,实现了大曲生产的连续可控化。该项研究成果的推广无论是对提高大曲生产效率,还是对推动白酒行业科技进步都具有深远的意义。 生物技术论文:生物技术在未来农业中的角色 一、生物技术给农业带来的益处 广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。 生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。 生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。 生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。 生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。 在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。 生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。 同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。 二、生物技术带来的不利 从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。 生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。 生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。 另一个令人担心的是:转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来,世界各国动植物的交流,有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。 未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。 生物技术论文:农业生产生物技术 1植物遗传工程 目前的植物基因工程可通过生物载体细胞注射、基因枪高速细胞子弹轰击等技术向几乎所有的植物输入外来植物基因。以前导入植物体的外源基因只限于外源报告标记基因,抗卡那霉素和抗潮湿链霉素基因。最近已导人了BUR等抗除草剂基因、镶嵌病毒外壳基因、鸡蛋蛋白基因、豆血红蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗虫基因的导入也有所报道,对于控制单宁合成的酶基因已被克隆。 目前关于植物—病原物相互关系的分子生物学研究主要着眼于病原物基因工程,即从病原菌中或植物本身克隆制备出致病基因与调节基因,以及获得病原物的特异性DN段用于病原分类及病害检测。 自1986年首次获得能抗烟草花叶病毒的转基因烟草植株后,目前已利用基因工程获得许多抗病毒植株,如抗花叶病毒首楷,抗花叶病毒黄瓜,抗X病毒和Y病毒马铃薯等。 生物诱导广泛应用于植物对真菌、病毒及类病毒、细菌等病原物抗性的诱导,在烟草、黄瓜、西瓜、甜菜、马铃薯、小麦、苹果、番茄、棉花、水稻等诸多植物中已见报道。生物诱导包括:用非病原菌诱导,用异种病原菌诱导,用弱致病力菌株诱导,用热杀死的病原菌诱导等方法,诱导对病原菌的抗性。 生物技术创造了越来越多的基因植物,如消除了腐烂基因的耐贮存番茄,抗病虫害长颈南瓜,抗虫害转基因土豆,抗棉铃虫棉花,抗白叶枯病转基因水稻等等。 植物细胞工程包括茎尖脱毒、快速繁殖、花药、小抱子培养、染色体工程、单倍体育种、原生质体培养、细胞融合等技术。 植物细胞融合技术可克服远缘杂交中的不亲和障碍,更加广泛地组合起多种植物的优良遗传性状,从而培养出理想的植物新品种。脱毒快速繁殖技术在经济作物、花卉、果树上应用效益显着,快速繁殖成功的植物已有四百多种,其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、兰花等等已投入生产。 在作物育种方面,用花药培养和染色体工程育种等技术与常规育种技术结合的方法已培育出许多具有特殊抗性、耐性的优良新品种,利用花药培养技术获得纯合基因型已在小麦、水稻等谷类作物上广泛应用。以原生质体培养再生植株方面,近几年内取得了突飞猛进的进展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要经济作物已成功地从原生质体再生成植株,特别是一直认为难以培养的禾谷类,如水稻、大麦、小麦、谷子、高粱的原生质体培养都已相继突破。木本植物成功的例子也逐渐增加。药用植物与真菌原生质体培养的进展也十分迅速。以上的成就,为利用原生质体的遗传操作改良农作物打下了坚实的基础。 利用原生质体融合获得体细胞杂种,最近又研究出了利用卡那霉素和潮湿链霉素的抗性互补来选择杂种细胞的方法。中国在单倍体研究上一直处于国际领先水平,原生质体培养及细胞融合研究也趋于国际同类研究水平。 2动物遗传工程 动物细胞培养中胚胎移植(ET)技术对提高动物的生产率和繁殖力有重要意义,世界范围内已加以多方面的研究利用。ET技术已在兔、马、猪、牛、羊等动物上相继成功,但只有牛的ET技术达到了非手术利用阶段,所以牛胚胎移植进入商品化,在美国、加拿大、日本等国推广较大。日本已利用ET技术扩繁可提供精子用于人工授精的种公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通过ET技术可使母牛分娩双胞胎或多胞胎,这种一胚多产的核移技术在日本已获成功。 中国的单克隆抗体研究始于八十年代,至今已研制成功几干种单克隆抗体应用于畜禽疫病。在禽畜的性状选择育种上,采用DNA指纹鉴定技术识别DN段可加速选择过程。 微生物工程的微生物农业和微生物开发,部分解决了养殖业的饲料问题。用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料,在前苏联年产量约为130万吨,美国年产80万吨;以米糠为基础,添加含杆菌、链球菌、酵母菌等微生物作为饲料添加剂喂养猪、牛、鸡,能够分解禽畜粪中的有害气体,减少环境污染,提高饲料吸收率,提高肉、奶产量。此外,近年来通过生物技术在食用菌的遗传育种学上获得了广泛的重视。通过原生质体培养,用PEG法和电场诱导法为诱导突变体和远缘杂交开辟了一条新的途径,涉及的菇种有香菇、平菇、金针菇、木耳、草菇等。 3生物固氮 菌根菌对植物生育的促进作用近年来逐年受到关注。菌根菌的菌丝可以帮助作物根毛吸收范围更大的土体中的移动速度缓慢的磷酸盐离子和钾离子。VA菌根菌不但可以改善土壤环境,促进作物对养分的吸收,而且对抗御作物的某些土传性真菌病害具有十分重要的作用。 VA菌根真菌与根瘤菌双接种对绿豆、蚕豆、花生、大豆等作物具有良好的生长效应。科学家对豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究从经典的生态学、生理学和遗传学研究步入了分子生物学领域。在根瘤菌方面,已确认有结瘤和固氮两个基因组参与完成共生固氮作用。 4生物防治 由于地球环境日益恶化,生物防治植物病虫害的方法受到重视,生物防治包括天敌防治和微生物制剂防治。微生物制剂包括细菌制剂、病毒制剂和真菌制剂。细菌制剂以苏云金杆菌(BT)为主。现在全世界已有60多种BT制剂工业化商品,能有效防治150多种鳞翅目害虫,年产量达8000吨左右。BT杀虫剂与其它微生物农药相比,具有选择性高、混用性强、毒力强、速效、无污染等优点,因而广受欢迎。植物细菌杀菌剂是以放线菌类的链霉菌属为基础制成的,防治菜豆、大豆和其它作物的细菌病害,可使细菌病害感染率下降7。%。目前正进行基因筛选组合,以制出广谱新菌种,获得BT基因导入植株中培养出抗病虫植株。利用目前的优良菌种,培育出不产芽抱,只产晶体的高效菌株是正在开发的新技术。 病毒生物制剂是以核型多角体病毒(NPV)的颗粒体病毒为基础制成的,目前已生产出防治甘蓝夜蛾、棉铃虫、黄地老虎、美国白蛾等害虫的病毒制剂。真菌生物制剂中有蜡蚁轮枝菌制剂用于防治温室白粉虱;白僵菌制剂防治马铃薯甲虫和温室烟蓟马;座壳抱菌制剂防治黄瓜温室白粉虱;木霉菌制剂防治根腐及其它植物病害; 单端抱霉素防治黄瓜白粉病;腔蠢盘抱剂防治白粉病等。 随着生物技术的发展,农业对生物技术日见倚重,到2000年,运用生物技术和其它增产措施将占世界粮食增产的5/6,农业中出现的问题最终也将由生物工程来解决。 生物技术论文:注意现代农业生物技术发展的新趋势 在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争!夺,其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 生物技术论文:现代生物技术伦理价值冲突的哲学思考 对科学和技术做整体评价,简单地断言它是天使或者魔鬼,都容易陷入某种片面性。对于不同境遇下具有不同需要的主体而言,科学和技术具有不同的价值和意义。对于科学和技术研发、运用的具体问题研究,无疑会丰富和加深我们对于科学和技术的全面理解。以下对现代生物技术伦理价值冲突的哲学思考,就是这种具体问题的分析。 现代生物技术,不论是异种移植、基因技术还是生命克隆,可能引发各种各样的伦理问题。这些伦理问题的形成可以归结为现代生物技术操作的几个基本特征,这就是现代生物技术对自然秩序的入侵,个体的完美要求与社会平衡间的冲突,人的“非人化”或说是人成为机器,人性的技术化所致的人的身心二元论的消解。 一、现代生物技术,特别是人类基因组计划的初步完成,标志着人类历史由认识客体、改造客体的时代转向认识主体、改造主体的新时代。 对于主体的改造不同于对客体的改造,他所引起的社会、伦理问题不再是技术应用之后的间接的渐进表现,而是现代生物技术的具体研究就直接关涉尖锐的社会伦理价值观念冲突、社会冲突。按照基督教的创世说,人是上帝的造物,分享着神的灵性。但是,随着技术的每一进步,首先是自然的“祛魅”,而后是上帝的废黜,“上帝死了”;而今,该轮到人了。人类是大自然的自然进化结果,现在我们要对这自然之果进行人为的基因改造,这实际上是斩断了人的自然进化之根。基因技术是否是上帝为人类创造的第二个禁果?如果说第一个禁果是“智慧之果”,那么,这第二个禁果又意味着什么呢? 二、基因技术的应用,更多的是为了弥补个体缺陷,追求个人的完美,但由此引发社会问题,社会的完善经受考验。我们有理由申辩,个体缺陷的弥补就是对于人类完美的提高;但是,问题在于人类基因的完美只能算是人类的生物性完美,并不一定意味着人类的社会性完美,也不意味着人类幸福水平的一定提高。随着人们对于基因的逐渐认识,基因技术水平的不断提高,人们不断找到人的性格、行为背后的基因原因,犯罪、暴力、强奸似乎都有一定的基因根据,好像一切“都是基因惹的祸”。基因工程、克隆技术似乎可以成为人们解决一切问题的最终有效办法,人们的家庭观、人生观、价值观、世界观及其以往的社会规范、生存法则都受到从未有过的强烈冲击,人们曾为之努力、奋斗的信念、理想都不再像以往那样激动人心。在奥林匹克运动中,违禁药物的服用被认为是一种违背奥林匹克精神的丑恶行为,随着基因技术的发展,今后的奥林匹克运动会是不是还要做运动员的基因检测,到底什么人(具有怎样的基因的人)可以、有资格参加奥林匹克运动会;是不是没有基因限制,所有的人包括克隆人都能够在赛场上“公平”的竞争呢?现在我们有万众注目的世界杯比赛,有机器人足球比赛,那么,克隆人参加哪一个运动会合适呢?根据不同科学家的不同算法,一般认为借助基因技术人类寿命在最近几十年里,有望达到120岁或者更多。长寿是我们的梦想,但人类寿命的迅速大幅度提高确实带来一定的社会问题,甚至可以说是社会灾难。个体过长的寿命会延缓类的进化,会造成社会发展的相对停滞。“个体过于长寿会带来人满为患的威胁和上下几代人之间的对立,为争夺有限的资源和空间,上下几代人之间可能进行大量的畸形竞争。”([1],p.45) 三、人的“非人化”或说是人成为机器,必须引起我们的高度警醒。如果说拉美特里在18世纪只是把人类比为机器,那现代技术则可以把人实际改造成为机器。什么是人?人既是生物实体,又是精神载体;既具有自然属性,又具有社会属性;人是躯体与大脑的统一,是体、理、情三者的统一,是自然、社会与思维三大领域的结合部。如果我们用技术手段破坏了人的上述这些本质特征,那就是使人“非人化”。也有的学者不把这看作是人的“非人化”,而是看作人的进化的新形式。丁长青指出:“机器体系在有机化、人格化的过程中,不仅获得了生命的基本特征和进化能力,而且远远超过了人类本体进化的速度和程度,这就是以工具为代表的科学技术所开辟的人类体外进化之路。”([2],p.22)随着人的体外进化的不断加速,人不断感受到来自于自身创造的人工自然的压迫、威胁,人必须优化自身本体。从起初的保胎与胎教、医疗和手术、人工授精与试管婴儿到现代的基因工程、克隆技术都是人优化自身的手段,也是人的本体进化的形式。丁长青把人的自身优化看作是对于人的体外进化的抗衡,看作是人的进化形式的协调统一。现代技术对于人体自身的改造到底是人的进化的新形式,还是人的“非人化”,这只能是以人的本质为标准。人的本质不但具有变异性,同时也有相当的稳定性,体、理、情的统一是人类的本质特征,是不能割裂的。 四、基因科技导致人的身心二元论的消解。林德宏先生指出,人是物质精神的统一体,具有物质精神二象性。([3],pp.4-6)“对基因科技来说,一方面它实际能够干预的只是人的自然体,而这却是人的主观能动性的表现;另一方面,它干预的对象又是人的整体本质及主观性的自然基础。”“如同在人的身心关系中,心常常把身作为奴隶来实现许多与身无关的愿望并为害于身,科技也开始把人性作为支配的对象,并必然使人性物化、分化和异化。”([4],p.25)基因技术的滥用使人身归附于人心,人的心身二元对立被消解了,人的本质上的统一性与完整性被破坏了。对于人身的基因操作,既是人的自由发挥,同时也是技术理性的张扬、疯狂。基因技术的滥用应当说只是人性的技术消解的第一步,当人的意识控制技术进一步提高,人的主观精神也实现了技术操控时,人的身心两方面就完全消融在技术理性之中,真正的人也就将不复存在。 五、从生命伦理学到生命哲学,从更高的层次感悟生命。生命伦理学(bioethics)诞生于二十世纪50、60年代。生命伦理学是用伦理学方法,在跨学科和文化的条件下,对生命科学和医疗保健的伦理纬度,包括道德见解、决定、行动、政策,进行系统研究。生命伦理学重在探究行动的规范:应该做什么、不应该做什么和应该如何做。生命伦理学经常采用的是道义论和后果论两种理论方法,但都存在着一定的问题。([5],pp.31-33)道义论的问题是:(1)处于伦理推理顶端的原则从哪里来?如何得到辩护?(2)每一个病人都处于特殊的情景下,临床原则不可能从原则演绎出来,而必须在特殊情景下权衡有关方面不同的价值和利益。后果论的问题是:(1)不同的后果间难以比较、取舍,特别是对于不同文化背景、价值取向的人来说,更是如此。(2)固守后果论原则,会带来某些让人难以接受的后果。我们能否接受让一个智商很低但身体健康的人移植器官给五位对社会有重大贡献而器官衰竭的精英呢?显然不能,因为人只能用作目的,而不是手段,这就是道义论的解释。后果论对付这一反例的办法是,后果不仅是衡量某一具体行动的后果,而是同时衡量坚持或破坏某一伦理原则的后果。在这里我们看到了道义论与后果论的相互纠缠,不能够截然分开。判断某一行动是否道德,要在具体的情景之下对道义论与后果论作灵活的运用。正是在道义论和后果论的基本原理基础上,形成了生命伦理学的基本原则:不伤害(non-maleficence) 、有利(beneficence)、尊重(respect)和公正(justice)。现代生命技术是伟大的力量,有时又是可怕的力量。生命伦理学以及有关的政策和法律都是对这种力量的社会控制,但这种社会控制应该与发展自由的、创造性的科学研究相平衡,促进现代技术的人性化发展。 从伦理学的范围考察生命技术,主要讨论的是现代生命技术的利弊,应不应该以及如何发展现代生命技术。但是生命伦理学的伦理规范的哲学依据只有在生命哲学的层次上才能得到更为广泛和深刻的论证。生命哲学作为一种哲学流派产生于19世纪末20世纪初,特别是柏格森的生命哲学,其产生就是为了维护和防止人的自由意志被机械决定论所剥夺。柏格森认为机械论和目的论有同样的缺点:都以为世界上没有根本新的事物。机械论把未来看成蕴涵在过去当中,而目的论既然认为要达到的目的是事先能够知道的,所以否定结果中包含着任何根本新的事物。“柏格森虽然对目的论比对机械论要同情,他的见解跟这两种见解都相反,他主张进化如同艺术家的作品,是真正创造性的。”([6],p.348)柏格森指出,意识试图组织物质,使之作自由的工具,这样,它乃坠如陷阱:自动性和必然性尾随于自由之后,自由终于被窒息。只有在人那里,链条被打断,人的头脑能够以另一种习惯对抗任何一种已经形成的习惯,使必然性和必然性作斗争。如果我们的行动出自我们整个人格,是那人格的表现,我们则是自由的;因此,真正的自由行动在我们的生活中是罕见的。终极的人生之道是一切人在任一时刻都能同样实行的创造,是靠自己对自己的创造,是人格的不断丰富,这种丰富不靠人格从外界提取的因素,却依赖它促使产生于自身的因素。([7],pp.632-633)我们在柏格森的生命哲学里可以看到,他对于生命的意志、人的自由、进化的创造的讴歌,对于依赖完整人格打破理性统治所寄予的厚望。探索基因时代生命的意义以及引导人们追求精神的崇高性、创造性,是现代生命哲学的中心观点。面向基因技术的现代生命哲学的主要内容有:首先,针对现代生物技术引发的一系列人生困惑,确定如何对待人的本质、人的尊严、人生的意义等生命哲学问题。其次,要深入挖掘传统生命哲学(如狄尔泰、柏格森等)的有益成分。第三,探索建立精神科学的可能性。 生物技术论文:中药生物技术教学内容和知识体系构建初探 作者:史仁玖,李艳玲,苗苗,王建美 【摘要】 生物技术是生命科学中发展最快的一门学科,其在中药学领域的应用,将会对传统中药学的研究带来新的生机。文章从构建课程内容与知识体系,构建实验教学内容和体系,理论联系实际,重视实践教学内容等方面探讨构建中药生物技术教学内容及知识体系,从而培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质,为将来参加工作打下坚实的基础。 【关键词】 中药学 生物技术 知识体系 中药生物技术是中药学和生物制药相关专业本科及研究生的一门必修课,是一门新兴的复合型学科,利用生物技术的思路和方法,解决中药现代化研究与产业化开发中面临的难题。中药生物技术大量应用现代生物学的理论并综合利用了如生物化学、细胞和分子生物学、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、化学工程等现代科学的研究方法和手段,所以被列入高技术的范畴[1]。目前,国内开设该课程的院校不多,因此,中药生物技术教学内容和知识体系的构建是一种新的尝试,也是对传统中药学和生物技术教学思路的转变和教学内容的扩展。 1 课程内容与知识体系的构建 1.1 教学内容的构思课程目标是确定课程知识体系的主要依据,中药生物技术的教学目的是通过课程学习,使学生了解生物技术的原理和生物技术领域发展的动态以及生物技术在中药学中的应用,开阔学生的视野和知识面,优化知识结构,提高学生适应中药学现代化发展的能力;掌握现代生物工程和技术方法在中药学中的应用技术,培养学生把所学知识灵活应用到生产实践中的思维模式;力求培养学生动手能力,理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质。 中药生物技术课程涉及的知识面广,内容多,包括基因工程、植物细胞工程、酶工程、发酵工程以及生物转化基本理论和技术方法[2]。主要体现在4个方面:一是利用基因工程、细胞工程技术对中药资源的改造与改良;二是利用发酵工程、酶工程技术将药用植物原材料加工成商品,如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品;三是利用生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等;四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统中药加工工艺进行改造,降低能耗,提高产率,改善中药品质等。 1.2 教学内容的组织 1.2.1 以生物技术在中药学应用中的发展组织教学内容目前,生物技术在中药中的应用还十分局限,除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展以外,基因工程刚刚起步,而酶工程和蛋白质工程尚未涉及。教学内容着重讨论基因工程、细胞工程及发酵工程等技术在中药基础和应用中的研究,突出“生物技术”与“中药学”的有机结合。教学过程中需要把握每节课的重点和难点内容,不能把中药生物技术讲成了生物技术,需要突出中药学的相关内容,重点介绍生物技术在中药药物的研究和开发中的应用。 1.2.2 教学内容的融合教学内容的选择要具有系统性、基础性、科学性、实用性和先进性,中药生物技术与很多课程有着密切的联系,如药用植物学、中药学、微生物学、生物化学、分子生物学、免疫学、生物分离工程、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因工程等课程。因此,在教学过程中,需要注重中药生物技术与各个学科之间的密切联系,对重复的教学内容,尽量在授课时少讲或不讲,引导学生复习相关学科知识,安排学生专题讨论,加深学生对基本原理和概念的理解,以提高教学效率和教学效果。例如,基因工程技术与中药研究的内容学习,分子生物学基础知识部分安排学生自学,基因工程原理部分我们安排一个学习小组准备了学习课件,在课堂上精讲30 min,然后各小组课堂讨论。教学重点讨论药用植物基因工程,中药分子鉴定技术和基因芯片在中药研究中的应用。以论文文献为例,详细讲授材料处理、实验方法、结果分析及讨论,以期培养学生的科研思路、实验设计及生产应用技术,提高在工作中解决实际问题的能力和培养创新能力[3]。 1.2.3 及时增加新资料,扩展教学内容现代生物技术和中药学的发展日新月异,仅仅依靠教材知识很难跟得上发展的速度,这样学生在毕业后很难满足社会和科技发展的需求,所以需要教师通过阅览国内外专业期刊、网站,将国内外最新的相关科研成果和技术及时地介绍给学生,使教学内容更加充实,使学生了解到当前中药生物技术最前沿的知识,从听课过程中受到更多启迪,获得学科领域中的热点问题、实用研究技术和思维方法,以扩大自己的知识面,开拓视野,增强了学生自我学习的兴趣,如我们在讲述药用植物内生真菌时及时介绍“神七”搭载可产抗恶性肿瘤药物生物原料的植物内生真菌,黑龙江大学生命科学学院“抗癌药物紫杉醇产生菌的分离与工程菌株的构建”课题等。教学中,我们在围绕主教材完成教学大纲的同时,力求将国内外基因组学研究的最新成果、最新技术与方法、最新热点课题与方向、相关专业网站等及时介绍给学生,内容不在于知识全和系统性,而重在突出学科领域新、特、尖内容。此外,我校及我系每年有关中药学、生物技术、生物工程、制药学及中药生物技术的学术报告、讲座不少于十几场,这对课堂教学内容是一个很好的拓展。 2 实验教学内容和体系的构建 中药生物技术实验课程主要目的使学生更好地理解中药研究生产相关生物技术原理,培养学生运用相关技术方法的能力。因此,中药生物技术实验设计要充分体现该课程所具有的应用性、广泛性和综合性的显著特点。使所开设的每一个实验都有一个完整的、系统的技术路线,采用多种生物工程技术方法完成实验,学生通过实验可以全面了解某一中药生物技术产品或某一综合技术方法的特点与关键环节,加强学生对中药生物技术原理与技术全面、深刻的理解。 中药生物技术实验涉及的植物细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程等实验技术在前期的专业课程学习过程中已经学习训练,所以我们结合目前生物技术在中药学较成熟研究应用,我们教师相关的科研课题和实验条件设计实验项目。实验以基因工程、植物细胞工程和发酵技术在中药中应用的基本操作、基本技能为基础,从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发,精选实验,优化实验教学内容,力求在培养学生动手能力的同时,理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质。我们设计相应三个综合性实验项目培养学生的实验设计和学习实验技术。每个实验项目包括两部分实验内容。药用植物马齿苋组织培养包括植物ms培养基的配置和马齿苋组织培养技术;泰山蛹虫草发酵包括泰山蛹虫草菌丝体发酵和泰山蛹虫草菌丝体多糖提取;丹参分子标记鉴定技术包括白花丹参和紫花丹参dna提取及丹参rapd实验。实验教学效果表明该课程实验的设定培养了学生的综合素质和创新意识,我们三届毕业论文中与中药生物技术相关的题目占30%以上。这些实验项目的开设对弥补传统的验证性实验项目的不足和提高学生分析与解决问题的能力方面具有非常重要意义。 3 理论联系实际,重视实践教学内容 面对当前激烈的市场竞争和人才培养模式的转变,高等教育的新形势对传统的教学理念提出了挑战,如何培养和提高学生的综合素质已成为当前高校教学发展的新趋势。与其他一些基础学科不同,中药生物技术培养学生的创新能力也必须从实践教学入手,在实践中培养学生综合运用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,使其养成良好的工作作风。 3.1 实验室开放及课外兴趣小组鼓励学生利用课余时间参加实验室开放活动,让学生提早得到充分的科学研究综合训练,以利于培养创新型人才。在学生正在进行专业课学习时,除了必修的实验课外,鼓励同学进入实验室观摩学习,逐渐训练学生实验技术的规范性、熟练程度。每学期我们针对中药生物技术开放实验室和兴趣小组设定一些题目,如二氧化碳超临界萃取丹参药用成分,泰山蛹虫草菌丝体发酵条件优化,泰山四大名药分子标记鉴定,丹参活性成分合成关键酶的克隆,马齿苋的组织培养及悬浮细胞培养等一些与中药生物技术相关的科研课题,可以帮助其选择有兴趣的合适方向课题,积极参与其中,为以后的毕业课题和就业选择打下早期基础。从毕业生的考研和就业发现,参与实验室工作比较多的同学在考研面试和就业专业面试中优势明显。 3.2 生产见习生产见习是中药生物技术教学中的重要实践性环节,是与课堂教学相互渗透又各有重点的子系统,是中药生物技术进行直观教学的一种重要方法。我们利用周末走进生产企业、研究所等工作领域,不仅加深了感性认识,并且对以后的工作选择也具有前瞻性和指导性的作用。我们每届学生都要到泰安市的制药企业参观,与中药生物技术相关的如四维制药的泰山赤灵芝菌丝体发酵工艺,泰山药用植物种植园道地药材种植,泰安中信灵芝科技开发有限公司赤灵芝破壁孢子粉加工,泰安山东中药技术学院中药炮制车间等。 3.3 引导学生参加科研部分学习好、能力强的学生在导师的指导下,申请主持了泰安市大学生创新科研计划课题,或者参与部分教师承担的国家和省部级创新项目及企业合作项目的研究,使学生了解到不同学科的实验技术、科研方法,开阔学科视野,拓宽思维空间;尽可能增加应用性、设计性实验,提高学生科研水平,积极加强与校内实践基地、校办企业、实习实践基地单位的合作联系,为学生构建更广阔的实践平台。 生物技术论文:浅谈农业种植中生物技术的应用 生物技术,就是针对生物机体或生物部分器官、组织以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行改造,从而促进人类所需产品的生产。生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,生物技术涉及到生物学、生物化学、遗传学、细胞学等学科知识,对于人类发展具有极高的研究价值。生物技术在农业种植中的应用,能够有效提升农作物产量,促进农作物产品质量的改善,对于我国农业发展具有非常大的帮助作用。 1 我国农业生物技术的发展概况?随着我国科学技术的不断发展,农业生物技术的不断完善和成熟,很大程度上促进了我国农业产业发展,促进了我国农业经济的有效提升。目前,生物技术在农业种植领域的贡献最为巨大,有效的提升了我国农作物产品产量及质量,很好的解决了我国食品生产问题,提高了我国农产品在国际农产品市场中的综合竞争力。但是,由于我国生物技术起步较晚,虽然发展速度较快,短暂的时间内已取得较为满意的成就,但是同发达国家相比仍然存在一定的差距。目前,随着我国生物工程研究技术的提出和落实以及国家相关政策的有力扶持,我国生物技术取得突破性进展,抗虫棉技术的研制以及植物基因组研究、转基因植物研究都处于世界领先水平,在发展中的生物技术暴露出了严重的发展不平衡问题,部分项目的研究力度不够,研究经费不足,使得我国生物技术发展道路仍旧十分漫长。 2 生物技术在农业种植中的应用 2.1促进了我国农作物产量的提升?由于我国人口数量较大,土地耕种面积不足,使得粮食产量问题成为制约我国经济发展的重要因素。随着我国生物技术的发展和利用,有效促进了我国农作物产量问题,改善了我国农村居民的经济收入状况,促进了我国市场经济的快速发展。目前,我国生物技术在水稻种植领域的应用效果最为明显,实现了水稻产业的倍数增长,有效的提升了我国水稻年产量,缓解了我国粮食压力,加快了我国农业生产力的提升速度。 2.2促进了我国农产品质量的提升?随着我国市场经济的快速发展,我国城市居民的生活质量水平也得到了显著的提升,居民消费观念的不断转变,使得居民消费方向由数量消费逐渐演变为质量消费,强调农业产品数量的同时,更加强调农业产品的营养价值和食用安全性。生物技术在农业种植领域的利用,有效提升了我国农产品综合质量,解决了我国农业产品优质和高产的矛盾,提高了我国农产品的市场竞争力。其中,中单3701、中单9409、以及云优19等转基因蛋白玉米品种,在普通玉米产量基础上增产8%~15%,籽粒的硬度达到3.5以上,赖氨酸的含量达到0.4%以上,蛋白质含量维持10~12%,使得蛋白玉米营养丰富,产量逐渐提高,有效的提升了我国玉米产品的市场竞争力,促进了我国农业产业的快速发展。 2.3促进了我国农作物的抗虫性和抗病性?病虫害影响农作物产量的重要因素是病虫害问题,造成了农作物产量的快速下降,造成了农作物的大量死亡,因此,提高我国农业作物产量,促进我国农业产业发展的重要工作便是对病虫害问题的解决。通过先进的生物技术,我国部分转基因作物已经成功具有良好抗虫性和抗药性,确保了我国农作物产量的稳步提升。如新型转基因马铃薯的成功研制,使得马铃薯作物在受到克伦那多马铃薯甲虫的侵害时,能够自身分泌水晶蛋白这一物质,从而对克伦那多甲虫进行毒害,避免病虫害问题对作物产量的影响。同时,农作物抗虫性和抗药性的提升,有效的降低了农药及杀虫剂的用量,降低了农药和杀虫剂残留物对农产品质量的影响,降低了农药和杀虫剂对水资源的污染,提高农产品产量的同时,确保了环境保护工作的有效开展。 2.4促进了农作物对土壤养分的利用效率?农作物的生产离不开养分的有效供给,作物缺少必要的生长元素,就会造成作物生长效率的降低,导致农作物产量的降低。为确保农作物产量,氮、磷、钾肥的使用在农业生产过程中是必不可少的,就相关数据显示,农作物种植过程中作物能源的来源50%依靠肥料。由于肥料的过度使用,导致温度气体的大量排放,加剧了地球温室效应。同时,农业生产过程中肥料的大肆应用,是导致水体富营养化的罪魁祸首。?生物技术的应用,有效提升了农作物对土壤养分的利用效率,降低了农作物对肥料的依赖,从而有效降低了种植过程中肥料的使用,降低了肥料对环境的危害。如部分转基因作物,能够通过根部相关结果加强对营养元素的固定和收集,提高了对土壤养分的应用,促进了植物的快速生长。同时,通过对特定真菌的研究和应用,加速了种植区域内土壤养分的生成,提高了土壤中养分含量,有效减少了对人造肥料的应用,减少了人造肥料对环境的破坏。 3 总结?生物技术对农业发展具有非常积极的促进作用,加强生物技术的有效利用,能够有效提升作物的产量和质量,提升作物的抗虫性和抗药性,降低了人造肥料对环境的危害,实现农业产业经济快速发展的同时,确保了生态环境的稳定性。因此,应该加强生物技术的研究力度,加快生物技术产业化发展,以实现我国农业现代化水平发展速度,促进我国农业现代化改革。 生物技术论文:探讨农业种植中生物技术的推广及应用 随着科学技术的发展,生物技术也得到了不断地进步,生物技术在农业种植中的应用和推广,实现了我国农业的可持续发展。 1 农业种植中生物技术的推广及应用-转基因技术 转基因技术,简单来讲,就是在生物体外对dna分子进行人工剪切、拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内使导入的基因得以表达。其中,其核心技术就是提取目的基因——将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。其中还有一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测这些个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否表达(是否表现出相应的性状)。淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体进一步培养、研究。 在当前的农业生产中,转基因技术是目前应用最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植的育种有着极为重要的作用和意义,其可以将某一种作物的优良基因转移到另一种完全不具亲缘关系的作物品种当中,使得作物产量和质量得到提高。 目前被较广泛提取使用的植物目的基因主要有:苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。例:用棉铃饲喂棉铃虫,如虫吃后不出现中毒症状,说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达,如虫吃后中毒死亡,则说明摄入了抗虫基因并得到表达。 因此,通过转基因技术的应用,使得农作物的品种得到改良,目前,随着科学技术和生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛应用的趋势。首先,目前,转基因植物的种植规模在不断地扩大,根据相关数据分析,目前采用转基因技术种植面积已经达到了全球耕地面积的16%。 此外,还有杂交育种技术的应用。简单来讲,就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合,在形成配子时成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。其也是一种极为常见的生物种植技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作方式更为简单,而且这种技术的推广时间也比较早,目前,对于杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些技术的应用都使得农业种植的难度降低。 2 农业种植中生物技术的推广及应用-组织培养技术 在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立细胞的全能性的基础之上的,通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终发育成为完整植株的一种生物技术。组织培养技术的利用,不仅可以增加植物繁殖的速度,而且更为重要的是能够在有限的时间内,培育出更多优良的植物品种。此外,利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,促进良种经济作物的快速推广。在应用组织培养技术要注意以下几点:首先,要保证在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条件,培养基组成、ph值、渗透压等各种化学环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。另外,在进行初代培养外植体的时候,对于褐变做好处理。褐变,主要就是指外植体在接种后,其表面开始褐变,有时甚至会使整个培养基褐变的现象。它的出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,而使细胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中,会产生醌类物质,它们多呈棕褐色,当扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。第三,关于植物组织的初代培养。初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某种外植体后,最初的几代培养。在初代培养时,用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞分裂素和少量的生长素。初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。 3 农业种植中生物技术的推广及应用-采用生物技术制作生物农药 生物农药,简单来讲,就是利用生物新陈代谢的产物,将其作为制作农药制品的有效成分,改变传统形式通过化学手段制作农药的方法,即可以起到良好的保护环境的作用,另外,还可以达到良好的使用效果,更加重要的是提高了植株的耐药性,所以,利用生物技术制作农药具有深远的影响。 在基因工程药品的生产中,许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。因此,我们可以将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。例如:转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、转鱼抗寒基因的番茄、转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯、不会引起过敏的转基因大豆等等。 因此,生物农药技术,避免了对环境造成的污染,利于农业的可持续发展。 4 总结 总而言之,生物技术已经在农业中得到了广泛的推广和应用,有效地改善我国目前的农业现状,提高了农作物抵抗能力,提高农业产量,积极推进我国农业的发展,实现了农业的可持续发展。 生物技术论文:现代生物技术在食品领域中的应用研究 摘要: 现代 生物学和分子生物学的 发展 ,对基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等现代生物技术工程产生重要影响, 其在食品发酵生产中的应用越来越广。本文阐述了基因工程、细胞工程、酶工程等现代生物技术在食品发酵业的应用。 关键词:生物技术;基因工程;细胞工程 现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着 科学 的进步,促进着 经济 的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010~2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品 工业 中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。 一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用 基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。 发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。 (一)改良面包酵母菌的性能 面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。 (二)改良酿酒酵母菌的性能 利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。 (三) 改良乳酸菌发酵剂的性能 乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品ph值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、nisin诱导系统、ph 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pn42和pjbl2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组dna 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。 二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用 细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。 三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用 酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是 现代 生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5~10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。 四、小结 在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加 工业 的 发展 。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。 生物技术论文:关于蛋白质化学和生物技术的研究 摘要] 在最近几年的生物研究技术和生物工程的相关领域已经被越来越多的人所关注。每个国家与每个国家的蛋白质化学技术与生物技术的研究都是不同的,各有各的特点。本文对蛋白质化学以及生物技术进行了详细的研究。 [关键词] 蛋白质化学;生物技术;研究;分析 本文就蛋白质化学以及生物技术做一综述,现分析如下: 1 蛋白质化学生物技术研究 蛋白质生物技术的主要任务之一就是要通过变化的蛋白质表达量,来寻找疾病潜在的诊断标志物。另一方面,蛋白质是生物体内的执行者,许多生物学过程、蛋白质降解、细胞之间的识别,都是依据蛋白质传递的信息来完成的[1]。 1.1 对蛋白质的化学标签 标签就是要将能够区分的元素差异的物质引入到差异样本中去,利用质谱分析得到的信息,将相对量的差异区分显示出来。化学标签的主要作用就是:便于目标蛋白的定位、追踪、纯化以及结构和相互作用研究[2-3]。 1.1.1 体内的标记体内的标记,也可以称为是代谢的标记。就是利用含有稳定的同位素,饲料对动物进行喂养和培养,将标签成功的引入。15n和13c是比较常用的稳定的同位素[4-5]。 1.1.2 氨基酸标记氨基酸的标记就是将氨基酸碳原子和氢原子替换成为稳定的元素,然后再将这样稳定的氨基酸加入到某种培养基中,这样细胞就会将氨基酸加入到蛋白质中引入的标记[6-8]。 1.1.3 体外的标记体外的标记主要分为酶解前、酶解时和酶解后三个标记。酶解前标记是将含有差异试剂标记在蛋白质的某个部位上,采用icat的技术,进行等量的混合后酶解,最后通过链亲和素的柱子富集这些标记的肽段,利用质谱分析差异。酶解时标记,就是在内切酶作用下,蛋白质发生酶解。酶解后标记,有些标记试剂适用于在蛋白质酶解成肽段后标记,酶解后标记就是指蛋白质在酶解后对形成的肽段进行标记,这样酶解后标记就派上了用场[9]。 1.2 化学标记的优缺点和应用问题 定量标记主要就是分体内标记和体外标记,对于体外标记技术分析的范围比较广,外标记技术适合于各种条件的标记,无论是从组织、体液到细胞样品均可以。而对于体内标记而言,无法实现完全标记,主要就是取决于蛋白质的代谢问题。化学标记来分析蛋白质是比较有发展前景的学科,许多的疾病与蛋白质也有一定的联系。最近,结合稳定同位素标记和差异技术分析了磷酸化蛋白,一共分析出了8 000多个磷酸化的位点[10-11]。 化学标记的不足:是在理论上,可能使融合蛋白不稳定,改变或使融合蛋白的功能丧失。在实验中表明,当应用较大的亲和纯化标记,常会发现细菌的融合蛋白产物的功能钝化。一个表位附加标记对融合蛋白质的行为影响是多变的,且依赖于该蛋白质的结构。 2 各个国家对蛋白质化学和生物技术的研究 德国美因兹大学的哈密特·斯托科教授的报告介绍了传统的著名医学植物萝芙木碱利血平最近几年提供的有关单贴吲哚生物碱的生物合成的详细内容。日本神户学院大学的冈田芳男教授也做了关于含有2,6-二甲基-l-酪氨酸和 pyrazinone的阿片类似物的设计和报告。日本东京大学的野水本雄教授的报告是关于细胞黏附性多肽一壳聚糖基质:这一种新型多功能生物材料,组织工程要求移植到组织的细胞,需要修复和再生[12]。 3 结语 蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。因此,它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。最近几年各国的管理人员更加重视对蛋白质的研究和探索。 生物技术论文:我国生物技术及产业发展的战略与若干对策 1 抓住机遇,加速我国生物技术及其产业的发展 近20年来,我国生物技术取得了长足的发展,培养了一支约2 万人的从事生物技术研究、开发、生产和管理的科技队伍,其中有一批留学海外学成回国的中青年生物技术专家;建立了相当数量的研究开发机构及产业化基地;初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系。作出了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果,开发出一批生物技术产品并投放市场。继1996~1997年第一个基因工程产品上市的高潮之后,预计在2003~2005年我国将出现生物技术产品上市的第二个高潮。由此可见,与其它高技术领域相比,我国的生物技术总体水平及产业化程度与国际先进水平的差距明显缩小。在我国重要的高技术领域中,从目前基础条件、资源优势和发展态势来看,生物技术最有希望取得创新性进展,最具参与国际市场竞争的潜力。因此,建议国家将发展生物技术及其产业作为21世纪加速发展我国高技术产业、提高国际竞争能力的“突破口”。把握有利时机,进一步把发展生物技术及其产业放在突出的战略地位,力争在21世纪的前10年内使我国生物技术及产业跻身于世界先进行列。 2 制定发展战略、明确战略目标、 选择发展模式总体战略 我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略,实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力,在未来10~15年内,我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。 关于集成应用,主要是指把现有的已成熟的先进技术(不管这些技术源自何处)组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就,对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。 1)战略目标 21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在:努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率,增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力;争取在21世纪初的10年内,使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列,生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。 2)发展模式 我们认为,在未来10~15年内,我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导,企业为主,官、产、学、研、资相结合”的发展模式。 众所周知,产、学、研的结合是促进科技进步,加速科技长入经济,提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况,为保障生物技术及产业得以迅速发展,政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计,对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导;对于一些重要的领域,国家应给予一定的资金支持,可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持,各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。 高技术是基于多种学科的综合技术,而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主,才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场,生物技术产业将难以迅速发展。 3 主要对策 1)健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成 总体而言,我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构,缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究,但在具体实施和操作过程中,往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目,导致创新的源头匮乏。更为严重的是,各类计划之间缺乏必要的沟通与协调,各部门、地方自成一体、封闭运行,导致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重复。 现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业,必须结合我国具体国情,同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段,采取“两弹一星”+利益捆绑的新机制,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成;必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力;必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调,避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。 2)进行战略布局,形成产业聚集区 国外生物技术及其产业发展的经验表明,在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域,容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作,不仅加速了生物技术研发及产业的发展,同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金,起到了“聚集”带动“聚集”的作用,形成了 良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东(深圳)、长春等地作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。 集中力量有选择地发展3~5个生物技术产业聚集区(如以北京为中心的京津冀聚集区、 以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等),发挥生物技术产业发展的聚集效应,尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区,国家应积极发挥引导作用,充分调动地方和企业界的积极性,以国家重大项目为纽带,促进优势互补的联合与协作,逐步形成既有合作(包括跨国和跨地区合作)又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。 3)选择部分重点产品,目标定位国际市场 对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域,例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域,应选择部分重大项目,目标瞄准国际市场,通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式,加大协同攻关力度,尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场,增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。 4)建立国家生物技术重大项目孵化器 我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展,影响了科技作为第一生产力作用的发挥,已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点,生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下,孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是,通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术上下游的结合,有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺,向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此,应在已有的工作基础上,择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器,结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施,力争在5~10 年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品,同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。 5)加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化 我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后,主要依靠国外进口。在国外,生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业,其产值占生物技术产业总产值的20%以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点,一是涉及多学科、多技术领域的交叉;二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场,只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此,对重要的生物技术仪器、设备和装备,应采取“桑塔纳”模式,走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作,引进建设组装线或生产线,这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平,另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争;第二步加速引进技术的消化吸收,逐步加大国产化比重,同时加强新型号、新设备的研制开发,进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面,应注意避免自己闭门造车、封闭发展,所开发的产品性能不稳定,测出的数据不可靠,别人不用,自己也不用的尴尬局面。 6)大力发展生物技术中介组织 国外成功经验表明,中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用,中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估(包括生物安全评估)、专利(特别是国外专利)、投融资等方面的中介机构。 我们认为,应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作,有利于规范市场和公平竞争,亦可避免不必要的重复,有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主,吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。 7)充分利用和合理保护我国丰富的生物资源 我国国土辽阔,特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因,使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源,包括历史悠久的中医药宝库,为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看,我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用,甚至一些重要的资源流失严重。例如,我国虽有丰富的微生物资源,但由于资金和管理上的一些因素,导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地,至今没有一个明确的主管部门,也没有一部微生物资源管理的法规。因此,建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资 源管理的法规和规章制度;另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系,其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上,给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金,但这是一项具有战略意义的基础性工作,因此必将起到事半功倍的效果。 8)加强国际合作,建立战略联盟 发展我国生物技术及产业要充分重视利用海外资源,特别是信息及人才资源。在这方面,即使是十分发达的美国也不例外,十分重视利用国外的信息,并吸引别国的优秀人才为其服务。我国除应采取相关措施积极吸引海外留学生和科学家回国为国效力外,还应选择重大技术领域,在国外建立联合工作站。863计划生物领域在“八五”、 “九五”期间已试行,效果良好。实践表明这是实现技术跨越的有效途径。国家应积极引导支持有条件的科研机构和企业,特别是企业在国外建立研究开发机构,这样将会大大提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。 9)高度重视人才的培养和引进 高技术的竞争归根结底是人才的竞争。为参与21世纪生物技术国际竞争,培养优秀人才是一项十分重要而紧迫的战略任务。目前我国的教育体制和课程设置不适应生物技术及产业发展的要求。生物技术是多学科交叉的综合性技术,生物技术人才的培养要注重掌握广泛的知识以及多种相关技术技能。因此,建议在大学本科阶段,增设专门的生物技术课程,课程的内容包括广泛的相关领域的综合性知识。同时在研究生阶段,应开设有关管理和经营方面的课程。没有多学科的交叉汇集就没有生物技术的发展;没有管理和经营的理念就没有生物技术产业的发展。同时还应特别重视毕业后的在职教育,及时扩展新知识。特别需要强调的是,应注意培养既懂科技又懂经营与管理的两栖人才。建议国家设立专门的奖学金,资助具有博士学位或高级技术职称的人才,同时选拔具有丰富经验或担任一定的行政领导职务的优秀中青年骨干进修mba 课程,包括遴选其中部分突出人才赴海外攻读mba学位。 在充分发挥现有国内生物技术人才重要作用的同时,应积极引导和吸引海外留学生和科学家回国发展,这是一项涉及人才资源争夺的战略任务。建议国家有关部门制定出台更加明确的有关鼓励和吸引海外留学生和华人科学家回国发展的具体政策措施。 生物技术论文:当前生物技术产业发展存在的问题及对策 摘要:生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,生物技术以其独有的活力和发展潜力已经成为一个国家新的经济增长点。但是当前生物技术产业的发展还存在着非常多的问题。因此,可以通过健全和完善管理体制、进行战略布局调整,加强企业队伍建设、以市场为主导,重点突破、加大政府投资,完善建立产业政策扶持等措施来加快当前的生物技术产业发展。 关键词:生物技术 产业发展 问题 对策 一、 生物技术概论 生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以dna重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。生物技术,可视为一种运用生物体来制造产品的科学与技术,虽然生物技术这项专有名词是在七十年代才开始正式出现,但生物技术应用却可追溯至远古时代。例如,神农氏尝百草是中国历史上利用植物在医药应用上的最早记载,足见生物技术观念与应用早已存在人类日常生活之中。 为加快生物技术产业的发展,我国始终把生物技术列为国家重大科技计划,政府大幅度增加了研发投入,同时鼓励国家加大科技投入,取得了较好的效果,获得了一批具有知识产权的新基因,新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段,建立了一系列关键平台技术,动植物转基因技术已经成熟,杂交水稻大面积推广,抗基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展,有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。 另外 ,通过对高产、优质、抗逆的动植物新品种,新型药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程三大主题的研究开发,以增产粮食为战略重点和发展生物技术药物产业为突破口,为生物高技术产业的形成奠定了良好的基础,并在遗传工程农作物的培育方面走在世界前列。 二、 生物技术产业发展现状 首先,生物技术生产发展快速,涉足领域不断深入。我国生物技术起源于80年代,到2000年销售产值已经达到200亿元人民币,平均增长33.58%。同时,生物技术产业涉及的领域是非常广泛的。并且还再继续扩展深入。 其次,生物技术产业取得了重大成就。世界上出现了一批影响未来的重大技术:人类基因组学或蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片或蛋白芯片或组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响。 最后,生物技术企业不断发展壮大。由于生物技术前景广阔,发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业,如雨后春笋,不断涌现。 另外,生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。兼并重组愈演愈烈,大企业愈来愈大,协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流; 三、 生物技术产业发展存在的问题 首先,自主知识产权过少,产业化能力很低。目前,我国在生物技术产业及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂主要依靠国外进口。生物技术产业的技术与装备还相当欠缺。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。我国的生物技术产业和其他的发达国家的生物技术产业比较起来,我们的技术还很低,并且很多的研究成果都还是在实验室,还没有走出转化为现实生产力的大门。如何加快将开发研究出来的生物技术成果转化为现实的生产力,提高产业化能力,是当前我国生物技术产业要充分重视的一个大问题。 其次,投入严重不足,并且投入渠道单一。生物技术产业是资金密集型产业,是高投入、高风险和高回报的产业,因此,资金短缺是首先要解决的问题。在国家加大生产技术投资力度的同时,还要充分利用银行贷款以及尚待健全的风险资金市场,寻找各种资金渠道。政府应制定优惠政策,鼓励企业参与生物技术的研究与开发。目前,我国企业资本融通渠道只有创业者个人出资,上市公司、民营企业投资,政府的风险投资,国家科技部的中小企业担保基金,中小企业科技创新基金五种。其中上市公司、民营企业的投资因为上面所说的缺乏对无形资产的认识和认可,导致他们常常希望在所投资的企业中依靠他们所提供的有形资本来控股,严重地打击了创业者的积极性。 最后,产业化人才缺乏,研发与产业化脱节。生物技术产业的发展同样离不开人才。由于研究开发人员培养周期长,大量优秀的科研人员滞留在国外,国内缺乏优秀人才,尤其缺少技术兼经营型人才。此外,我国现有生物技术人才偏重于理论研究,产业化人才相对缺乏,在我国生物技术产业发展中,常出现实验室里的科研成果难以产业化,或产业化成本很高而无经济价值。 四、 生物技术产业发展的对策 首先,健全和完善管理体制。发展我国的生物技术产业,必须结合我国具体国情,同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成。必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力,须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。 其次,进行战略布局调整,加强企业队伍建设。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的地方作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。 培养专门的企业人才,成立专门的开发生产企业或机构。就生物技术来说,我国已经有了很大成绩,但是在研究、开发、生产、销售四个环节中,研究和开发环节还存在很大的缺陷。因此需要下力气建立一只强大的研究,开发队伍。 再次,以市场为主导,重点突破。努力开拓生物技术产品市场,开发和生产符合生物技术市场需求的产品。生物技术市场对生物技术产品的需求将会极大的促进生物技术产业的迅速发展。世界生物技术都在迅猛发展,但是不同的国家有不同的研究重点和方向。就以我们中国来说,中国的生物技术最有权威的是植物细胞工程育种、植物快繁和脱毒苗生产等植物生物技术上。发挥我国的优势,保持技术的最前沿,可以大大的促进生物技术产业发展的领域。 最后,加大政府投资,完善建立产业政策扶持 通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术产业上下游的结合,有效地使单一技术向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。政府要制定一系列保护和鼓励生物技术发展的政策和法律。通过制定法律加强合作研究、鼓励发明创新和促进技术转移。还可以通过融资渠道来实现对生物技术产业的扶持,其中包括拨款或资助,大公司出资、成立基金会、贷款、风险投资等。政府直接投资的变化是调整研发投入结构,提高民用研究与发展投入,特别是民用高技术开发投入,以提高经济竞争力。投入的重点是风险大、民间投资有困难的重大长期研究课题。另外,政府对生物技术产业的扶持还有一个非常重要的方面,就是促进合作研究开发。政府可以将国有研发成果下放,鼓励产、学、研合作。 生物技术论文:现代生物技术在油菜育种中的应用 摘要:介绍了植物组织培养技术、重组dna技术和分子标记在油菜育种中的应用。植物组织培养技术已日趋成熟,应用在了油菜的单倍体育种、远缘杂交和染色体诱变等方面;重组dna技术在油菜抗除草剂,抗虫和抗病等方面已发挥巨大作用;随着基因饱和度的增加,基因图谱与物理图谱的建立,分子标记将有望在提高选择效率,培育好的油菜品种方面发挥大的作用。 油菜是世界四大主要油料作物之一,属十字花科芸薹属,包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜、白菜型油菜3个栽培种。多年来,油菜生产国政府和科学工作者均十分重视油菜的生产和科研工作。从70年代开始发展起来的现代生物技术则给动植物品种改良带来了一场革命,把育种技术从宏观水平提高到微观水平,以植物组织(细胞)培养技术、重组dna技术、分子标记技术为主体的现代生物技术已成为作物品种改良的前导技术。本文就生物技术在油菜育种中的应用加以综述。 1、植物组织培养 植物组织培养是指植物的离体细胞、组织或器官在人工培养基上的生长、维持或分化。组织培养的全部实践都是以细胞的全能性和体细胞有丝分裂的均等性为依据的。植物组织培养根据外植体来源和培养目标的不同分为愈伤组织培养,器官培养,分生组织培养,细胞培养和原生质体培养及融合等类型。组织培养作为一种新的手段,对植物改良有重要价值。 1.1单倍体育种技术 控制和改变植物染色体倍数来达到选育优良品种的技术,其中最突出的是单倍体育种。以花药为外植体组织培养获得单倍体个体,无论花粉来源于纯合体还是杂合体,经加倍后即纯化,为加速育种进程提供了前所未有的机会。目前,花药培养已在200多个植物种中获得成功,中外学者对影响花药培养的内外因素进行了广泛深入的研究,运用花药培养已经获得新品种的重要作物有水稻、小麦和大麦等,通过花药培养也获得了一批纯合玉米自交系。甘蓝型油菜通过花药均获得单倍体植株,进而加倍,已成为常规育种的重要辅助技术。 1.2通过胚培养克服远缘杂交不亲和性和杂种后代的自交不亲和性,拓宽种质范围 远缘杂交是植物育种的二个重要方面。通过远缘杂交,可以获得品种间杂交难以得到的变异类型。通过栽培种和野生种间的杂交,还可以从野生种那里获得如抗病性和对恶劣环境适应性等经济性状。但远缘杂交也存在许多困难。其中之一是杂种胚乳不能正常发育,杂种胚也会因饥饿死亡。在芸薹属、萝卜属等作物上,远缘杂交均有成功的报道,我国也有不少成功的例子,如甘蓝型油菜与兰花籽、诸葛菜的种属间杂交等。 1.3原生质体培养及融合技术 植物原生质体是指用特殊方法脱去细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。这种裸露细胞在适当的外界条件下,还可以形成细胞壁,进行有丝分裂,形成愈伤组织和诱发再生植株,因而仍然具有细胞的全能性。原生质体培养就是指以这种裸露细胞作为外植体所进行的离体培养。原生质培养的主要目的是实现远缘物种的体细胞杂交和外源染色体、dna或细胞器的导入,以这种生物学手段对植物进行改良。在植物育种上应用最多而且期望最高的是体细胞杂交。 体细胞杂交又称原生质体融合,是指2种原生质体间的杂交。它不是雌雄配子间的结合,而是具有完整遗传物质的体细胞之间的融合。因此,杂交的产物一异型核细胞或异核体中将包含有双亲体细胞中染色体数的总和及全部细胞质。当然,由于自然的原因,由杂种细胞再生成的杂种植株内,染色体数目和细胞器的组成以及其它细胞质成分还有不同程度的变化,因而大大增加了后代的变异。此外,由于人为的控制,也会使杂种细胞内的遗传物质发生某种变化,例如体细胞杂交过程中有意识地去除(或杀死)某一亲本的细胞核,得到的将是具有l个亲本细胞核和2个亲本细胞质的杂种细胞,通常把这种细胞称为胞质杂种。 关于原生质体融合技术,自carlson(1972)获得第l个烟草体细胞杂种以来,到80年代中期报道有15个种内组合,38个种间组合,13个属间组合的体细胞杂种植株。大多数属于茄科植物,十字花科只有少数。据不完全统计,到90年代,通过体细胞杂交技术又增添了再生植株的种内杂种14个,种间62个,属间47个,并有2个科间组合的胞质杂种分化出植株。油菜的原生质体融合在70年代也开始了尝试,如拟南芥菜和白菜型油菜原生质体融合获得了自然界不存在的属间体细胞杂种一拟南芥油菜。banneret等通过种间杂交将ogura在萝卜中发现的雄性不育性胞质转移到甘蓝和甘蓝型油菜中。pelletier等通过体细胞融合的方法产生雄性不育的甘蓝型油菜胞质杂种,从而得到优良的没有缺点的雄性不育系。heyn通过油菜雄性不育和raphanobrassica(萝卜×甘蓝型油菜杂交的双二倍体)种间杂交,将恢复基因从萝卜导入到甘蓝型油菜中,pelletier等选择得到了具有改良的最佳胞质杂种组胞质全恢复植株,这类种质具有一个显性恢复等位的基因,近年来,通过不断改良,萝卜胞质三系已接近生产和利用阶段。 1.4诱发与筛选遗传变异,转移创造抗逆、抗药、抗病性突变 因为组织培养改变了细胞分裂的正常周期,使异染色质dna复制更加延迟,从而使带有异染色质区的染色体在细胞分裂过程中发生断裂、引起染色体畸变,诱发转座因子。因此,在组织培养条件下,无论有无诱变剂存在,都有较高的突变率,再生植株中存在着丰富的遗传变异。由于组织培养的环境条件可以严格地加以控制,我们就有可能模拟出各种自然灾害条件,如培养基中nacl的浓度、ph值、添加对某些作物危害最大的流行病菌毒素或者最有效的除莠剂等,组成各种特异性选择培养基,从而筛选出具有对特殊自然灾害抗性、抗药性或抗病性细胞系或再生株,为作物改良提供宝贵的基因来源或种质资源。 2、植物基因工程技术 基因工程即重组dna技术,或分子克隆。是一种外科手术式的遗传操作。它不是通过一般传统的有性杂交方法,而是采取类似于工程建设的方法,按照预先设计的蓝图,借助于实验室的技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状,成为新的类型。用重组dna技术实现对某一植物的改造,大体上要经过以下5个步骤:①从某种特定的生物中获取外源dna或目的基因; ②从原核生物中获取目的基因的载体并进行改造;③用限制性内切酶将载体切开,用连接酶把目的基因连接到载体上,获得dna重组体;④以欲改造的植株作受体,使重组dna进入受体细胞,即实现外源dna的转化; ⑤被转化的受体细胞再生完整植株,外源dna在受体内表达。 利用基因工程技术可以改良作物蛋白质成分,提高作物中必需的氨基酸含量,脂肪酸组成,培养抗病毒、抗虫及抗逆境植株,在当前农业生产中已经显示出巨大的经济效益。因此,倍受重视,已经成为研究人员多,投资大,进展快并极富活力的生物技术产业,并展示出在未来农业生产中的诱人前景,是我国"863"计划的重点项目。 近年来,油菜基因工程研究已蓬勃开展,据不完全统计,1985-1991年,十字花科基因工程研究共23篇,其中油菜占13篇。在加拿大,1992年全国转基因植物试验共205个,其中油菜164个。在这164个试验中,抗除草剂试验159个,抗病试验l个,改变蛋白质试验1个,提高含油量的试验l个。 2.1抗除草剂 将除草剂耐性引入农作物是增加对除草剂选择性及完全性的一条新途径。在油菜基因工程中,对抗草甘磷的epsp合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase)突变基因的导入取得成效。草甘磷(glyphosate)是一种非选择性的广谱除草剂,它是通过抑制epsp合成酶的活性而阻断芳香族氨基酸的合成,最终导致受试植物死亡。 目前已从e·coli分离出一个突变株,它含有抗草甘磷的epsp合成酶的突变基因,将其引入到作物中,当使用草甘磷时,作物不受损害。由于草甘磷无毒,无残留,易分解,不污染环境,因此,人们对抗草甘磷的epsp合成酶基因的遗传操作十分重视。目前加拿大已有2个抗草甘磷的转基因油菜品系,多加1992一1994年加拿大油菜品种联合试验,这些品系在产量方面与当前品种相当,但品质和抗性加强。 2.2抗虫 培养抗虫植物是基因工程的一个重要应用领域,不仅对改良作物具有重要意义,同时对种子工业和农业化学也有不可低估的影响。在抗虫方面,主要是通过克隆编码。将苏云金芽孢杆菌(bocillas thuringiensis)即b·t·的毒素蛋白基因(也称杀虫晶体蛋白基因)转移到植物细胞中,从而获得抗虫的转基因植株。目前已将其转入到烟草、番茄、棉花中。在姜芸薹抗虫基因工程中,已将苏云金杆菌毒蛋白基因转入油菜、花椰菜、花茎甘蓝,结球甘蓝中。 利用一些蛋白酶抑制剂基因,也可获得抗虫植株。如英国已克服了豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因,将该基因转入植株,就产生抑制剂,能破坏虫体胰蛋白酶的活性。害虫食转基因植株后,便因消化不良而死亡。 2.3抗病性 病毒对植物的危害是农业生产上损失最大的病害之一,目前普遍采用的控制和避杀传毒昆虫、选育带有抗病基因的品种、生产脱毒苗以及接种病态的弱毒株系以达到交叉保护的作用等常规方法,均或多或少存在限制因素,导致效果欠佳或产生相反的效果。利用植物工程防治病毒的方法有以下几种。 ①病毒外壳蛋白基因的导入:即利用导入的外壳蛋白基因形成交叉保护,防止或减轻病毒危害,已经获得的抗病毒转基因蔬菜作物有番茄、马铃薯、辣椒等。美国于1986年获得了转化tmv外壳蛋白基因的番茄植株,在大田试验条件下,有tmv外壳蛋白的番茄接种tmv后只有5%的植株发病,产量不减,而对照植株发病率达99%,减产26%~35%。已经成功转化的病毒外壳蛋白基因还有马铃薯x病毒(pvx)、马铃薯y病毒(pvy)、黄瓜花叶病毒(cmv)和大豆花叶病毒(smv)等。 ②病毒卫星rna的crna导入:1986年英国科学家把cmv的卫星rna转成cdna。再将它转进植物中去,第l次获得了抗cmv的工程植株。我国学者赵淑珍也获得了类似的转基因植株。 ③病毒的反义rna:日本科学家1993年已将cmv反义rna基因导入到辣椒中并探索反义技术在抗病毒育种上的应用价值。其抗病机理就是将病毒的基因组反向结合在启动子上,转入植株,使转基因植株编码出反义基因的rna,当外源rna病毒侵入时,反义rna便与之形成互补,构成双链结构,从而阻止病毒复制,减轻病毒危害。 除上述3种方法外,还可以利用植物自己编码的抗病基因以及利用病毒上的其它基因等方法进行抗病品种的育种。 2.4品质改良 据davies(1992)报道,在脂肪酸代谢过程中催化不饱和反应的酶为质体中18碳酰基载体蛋白脱氢酶。将其反义rna基因导入油菜和芜菁。结果使转基因植物中饱和的18碳烷酸含量由2%提高到40%,增加20倍。但油脂含量仅为正常种子的一半。另据kuntzon等报道,由加州月桂树分离得到的月桂酸酰基载体蛋白硫酯酶基因导入油菜中,使转基因油菜种子油中月桂酸(13碳饱和脂肪酸)含量高达50%。此外,据krebbeors等(1991)、stayton等(1991)、altenbach等(1992)报道,通过根瘤农杆苗导入拟南芥和豌豆2s白蛋白基因和巴西坚果富含甲硫氨酸种子蛋白基因,使转基因油菜蛋白质总量成倍增加,甲硫氨酸和赖氨酸含量显著提高。这些事实都说明,提高基因工程改良种子中油脂和蛋白质组成是可能的。 2.5自交不亲和性的转变 自交不亲和性(si)有孢子体和配子体2个主要系统,孢子体不亲和系统是不亲和花粉管在柱头表面生长停滞,配子体不亲和系统是不亲和花粉长出花粉管,花粉管生长停滞一般发生在进入柱头之后。甘蓝(brassica oleracea)仅孢子体系统,其s一座位(s-locus)含有2个多态基因(polymorphic genes)。即s一座位糖蛋白(slg)和s一受体激酶(spk)基因,两者是分离的,相隔约200kb。srk基因中一个类似于slg的结构区域,一个假定的穿膜结构区域和一个激酶结构区域。 甘蓝型油菜(brassica napus)属于自交亲和性的植物,将其slg基因转入自交不亲和性的甘蓝(brassica oleracea)后,甘蓝即变成自交亲和株。这可能是甘蓝的slg基因在受到有益抑制,引起柱头发生变化造成。 2.6育性 决定植物育性的ta29基因及转基因杂种油菜已取得突破性进展。ta29核酸酶基因最先是由goldberg r·b·在烟草花器中发现的。这一基因转至油菜等作物中可以表达。据marlani c·等研究,外源的ta29核酸酶基因在绒毡层中专一表达时,致使绒毡层细胞败育,而绒毡层细胞主要是为花粉粒发育提高营养的,败育后导致花粉发育不正常而表现为雄性不育。为了达到育性的恢复,marlani c·又设计了用绒毡层专一启动子与ta29核酸抑制物基因构成融匣?虻既胫参铮?肷鲜龅既?a29核酸酶基因后得到的雄性不育株杂交,在f1代中,由于ta29核酸抑制物基因表达,抑制了ta29核酸酶的活性,从而恢复可育。 为了使基因工程雄性不育可保护下去,mariani c·又设计了将ta29核酸酶基因与bar基因(编码抗除草剂磷化黄酮的ppt乙酰转移酶)串联在一起的转化植物。这一转基因雄性不育植物当与正常油菜杂交时产生的后代即可用除草剂处理,选择性杀死可育株而保留不育株。现在比利时pgs公司(1993)已利用这一套材料生产杂种。 3、分子标记 分子标记(molecular marker)是指与特定基因或标记连锁的一段经过扩增并可检测出的dna序列。经典的分子标记rflp(限制性片段长度多态性)至今仅l0多年的历史,但人们利用它已构建了数以百计的植物分子标记遗传连锁图。后来发展了基于pcr技术的各种分子标记,如ssr、rapd、scar、aflp等等。这些分子标记各有千秋,已有许多专文予以介绍。这里仅就分子标记在辅助作物育种中的功用概述之。 从本质上看,分子标记与构建经典细胞遗传连锁图的形态学标记和生化标记是一致的。所不同的是与后两者相比较,前者直接反映了dna序列上的变异,并在数量上具有无限性,因此在辅助作物育种上有更广泛的用途。 3.1作物品种资源的dna指纹分析 这种分析不仅将导致对遗传资源本质的评价、归类和利用,还将在品种的纯度测定和品种知识产权保护上发挥作用。 3.2标记重要基因 有些重要基因,如抗病基因检测不仅很费时,还受植物发育阶段的限制。利用与这些基因紧密连锁的分子标记,无疑有助于在育种过程中对特定基因型的选择。如果利用分子标记与目的基因之间的连做关系,构建出类似于细胞遗传图的分子标记遗传连锁图,那么分子标记还将有下述用途: ①辅助回交育种 回交育种中需要解决的问题之一是连锁累赘。利用分子标记可能检测到在目的基因两侧各发生了一次交换的个体,因而可以仅经过二、三次回交,便可达到常规回交育种中回交上10次也达不到的目的。 ②全基因组选择 借助于饱和的分子标记连锁图,可以对各预选单株的整个基因组组成进行分析。在此基础上选择出不仅具有多个目标性状,且遗传基础最为理想的个体。 ③杂种优势分析和预测 杂种优势来源于dna的杂合性,分子标记第一次提供了准确判断杂交组合dna杂合性的手段,从而也第一次有可能从dna水平预测杂种优势。利用分子标记,还可人工培育出在dna序列的重要片段可能高度杂合的亲本,从而配制出超优势的f1组合。 4、结语 处于世纪之交的现代植物育种学是以组织培养、分子克隆和分子标记3大生物技术同育种实践紧密渗透为特征的。组织培养技术已日趋成熟,成为油菜常规育种的重要辅助手段,随着基因图谱的饱和度日益提高,以及rflp标记图谱,基于pcr标记图谱、物理图谱间对应关系的建立,育种家在不久的将来有望利用分子标记来提高选择效率,更快地培育出更好的品种。基因工程除在抗除草剂、抗病、抗虫等方面发挥巨大的作用外,在创造新的雄性不育材料、充分利用杂种优势方面亦展现出诱人的前景。 生物技术论文:生物技术专业实践教学的改革与实践 摘要为提高实践教学质量,调动学生的学习自主性,锻炼学生的实践能力,培养学生的创新精神和创新能力,重庆文理学院通过对生物技术专业实践特点的研讨,对原有的实践教学体系进行改革和创新,构建了新的实践教学体系,实施效果显著。 关键词生物技术专业;实践教学;改革 2002年经重庆市教委批准,重庆文理学院设立生物技术专业,几年来,生物技术专业以培养德、智、体全面发展的高素质应用型人才为目标,以深化实践教学改革、合理设置实验课程体系、优化师资队伍结构、改善实践教学条件为措施进行专业建设,使生物技术实践教学的软硬件条件得到了较大改善。在实验设置和内容方面也进行了一系列的改革,构建了“以专业实验技术为龙头、基础实验技术为基础、模块实验技术为补充”新的实践教学体系。 1生物技术专业实践教学体系建设的原则 长期以来,国内各高校的生物技术专业因成立背景不同,办学特色不同,在实践教学各个环节设置方面各有偏重。近些年来情况有了一些变化,随着生物技术产业对人才要求的不断提高,各校交流的加强,对生物技术专业的内涵及外延有了较为一致的认识。从2005年开始,按照“国内领先和国际先进”生物技术专业的实验课程建设要求,结合重庆文理学院具体情况,对生物技术专业实践教学进行了改革,在课程优化目标方面,主要考虑以下3个方面: (1)就业市场对人才的要求。生物技术是一种高新技术,可以应用于农业、工业、食品、医药、微生物等领域,市场需求范围广。这要求以通才教育为基础,培养厚基础、高素质、能力强的应用型人才,形成核心竞争力。唯有如此,才能使学生在就业市场上展现出较强的竞争优势。因此,应该培养基础扎实、知识面广、技术过硬的应用型人才。 (2)结合学科理论和实践的发展趋势。生物技术是生命科学中发展最为活跃的领域,高新技术不断被发现,为生物学以及其他学科的发展提供了重要的理论依据和研究手段。同时,生物技术也是一门实践性很强的学科,要求学生具有较为扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能,了解生物技术领域的前沿和发展动态,具有较强的创新意识与实践能力。因此,应将最新生物技术科研成果和学术前沿发展趋势引入到教学当中,使学生了解和掌握最新的生物技术,并提高其解决科学难题的能力。 (3)学生自主意识和主观能动性。生物技术实验教学是重要的实践教学环节,它不仅仅是对理论的验证,还是培养学生动手能力、应变能力、创新能力及科学思维的重要手段[1]。生物技术实验教学的改革与探索,重在发挥学生在实验教学中的主体地位,充分尊重学生的兴趣和特长,重视学生的个性发展,促使学生养成自我约束、主动学习、不断进步的优良学风[2]。实验课堂应改变由教师“抱着学生走”的实验方式,以学生为中心,在实验中留给学生较多的独立思考的空间,有利于学生拓宽思路,使学生产生压力,并将压力转变为动力,最终提高学生的动手能力和分析能力。 综合以上各个方面,高等教育应当以学生的个人发展为出发点,形成专业的培养目标,并围绕这一目标进行课程建设和改革。为了实现这一目标,要求学生通过对基础知识体系的学习,形成自我学习的能力。 2生物技术专业实验建设的框架 生物技术是生命科学的前沿和尖端学科,发展日新月异,新技术、新设备、新成果层出不穷,只有不断更新知识,才能紧跟前沿[3]。生物技术专业无论是设备投入还是实验耗材相对较高,要求高校必须加大投入,才能确保实验教学的质量,而加强实验教学的关键是要有一个功能齐全、设备先进的实验室[4]。 首先,围绕专业培养目标,以实践性教学环节为中心,对专业人才知识和技能结构进行整体分析和设计,使课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计等主要实践教学环节形成4大模块,使这些模块既分工明确、各有侧重,又相互联系,有机地组成一个不可分割、相互渗透的整体。与理论教学相互配合,以基本技能为基础,专业技能为重点,突出知识的联系性和综合性特点,注重技术应用和创新能力的培养,构建相对完善的具有专业特色的实践教学体系。 其次,结合学科优势,打造创新性综合实验体系。综合实验体系除贯穿基本技能训练体系以外,根据重庆文理学院的专业特色,开设一些具显示度的、切合实验室规模的、包含完整生物制药环节的综合性大实验。充分培养学生的综合实验技能,并与课程理论体系配套,为学生提供初步技能实训的机会。实验规模的生产装置与布局反映了现代生物技术的特点,并充分利用重庆文理学院现有的生物教学中心技术优势,在实验内涵上体现多学科的交叉与应用,反映科研、生产、工艺一体化研究的思想。 最后,依托重庆文理学院建设重点学科的背景,创建柔性技能型实践平台。生物技术专业实验室的建设体现了教学与科研的充分结合。利用学科资源,校级重点实验室、重庆市生物工程中心都直接参与本科实践教学。开设植物组织培养、水产动物良种选育、基因工程、酶工程4个方面的设计型、研究型开放实验,供学生选做。学生依据自身的个性特点可选择感兴趣的实验,实验的内容也根据学科的发展不断调整、提炼最新的研究成果,体现出整个实验系统适应学科发展及个性培养的柔性。通过研究设计型实验环节,让学生体会生物材料的多样性,感受现代生物技术在科学研究和生产实践中的应用,对专业有一个更全面和深刻的认识。 3构建多层次的实践教学体系 实验教学体系是生物技术实践教学体系的重要部分。实验教学体系建设包括实验教学内容、实验教学方法和手段、实验教学队伍和实验室装备等的建设。其中教学内容是实验教学的基本依据,是学生获得实验技能的根本[5]。实践教学内容与体系是围绕着生物技术专业的培养目标制定和建立的,注重学生动手能力、创新能力、实践能力的培养。设立基础实验技术系列、专业实验技术系列和模块实验技术系列3大类别实验课程,明确本专业基本技能点、专业技能点和行业综合技能点要求。以实验技能性质分类为主线,整合实验课程,使学生明确每项技能的训练目标。 基础实验技术系列涵盖生物学和实验技术的核心,是学生必须掌握的基本训练环节,这一层次也称为基础核心实验。专业技术实验系列涵盖生物技术大实验以及发酵工程、植物组织培养、生物技术制药等方面的设计研究型实验,实验内容提前公布,学生可以结合自己的兴趣进行选择,专业技术实验系列中学生可部分或全部完成从实验方案设计、实验准备直至实验结果获取的全过程,培养学生的综合实验能力。在学生进行上述2个层次专业实验技能训练的同时,对一部分较为优秀的同学安排创新实验环节的训练,创新实验反映学科发展方向及研究热点并带有探索性,参加创新实验的学生可以提前进入实验室,并可以免修部分相关的综合实验。 实践教学体系的实施从2005年开始,学院对教学计划及实验室管理模式也进行相应的调整。在教学计划方面,集中时间安排综合性实验,并建立了互动的实验教学信息化平台,开发出集管理、预习、信息反馈为一体的实验管理信息系统,挂在校园网上供学生实验选题、预习、实验室准备、管理之用等。 4实验教学改革的实施效果 实践教学的改革是个永恒的主题,生物技术专业在近几年的改革实践中虽然已取得明显的成效。 首先,实验课教学更趋合理。实验教学改革实施过程中,实验教学内容的改革主要遵循创新性、系统性、连贯性、综合性的原则,从直观性、验证性和巩固性实验向创新能力培养的实验过渡的原则。在实验内容的选择上,适当减少验证性实验内容,增加定量分析试验和大实验,引入学生自主性实验。在实验内容的顺序安排上由浅到深,相互渗透,循序渐进。实验内容调整后的特点实验内容更加符合生物技术专业需求,内容的分布更趋合理,实验内容的改革有利于学生实验能力、实验效果的提高和创新精神的培养,使学生可以掌握更多的实验技术和方法。 其次,培养了学生的科学素养和创新意识。专业技术实验和创新实验环节得到了大大加强,综合性实验由原来的2个增加至10个。开设创新性开放实验机制,有兴趣的学生随时都可以申请开放实验项目,进入实验室进行实验研究。使学生从被动学习逐步转向主动学习,从被动接受教学到主动去探索寻求科学实践知识。许多学生不满足于实验、实习课程的学习,自发组织各种科技兴趣小组,在老师的指导下,从大二开始就介入教师的科研项目,结合教师的科研项目开展课外科技立项活动。通过这种训练方式,学生的动手能力、综合问题的分析能力得到了有效的提高。 再次,将科技前沿融入到实验教学环节。通过大纲的制定、教材的编写以及课程的合理安排,明确了教学思路,学生易于接受、反映良好。通过理论教学和实践教学的有机结合,丰富了课堂教学内容,加深了学生对生物技术理论课程知识的系统理解,提高了学习积极性,激发了求知欲和探索精神,培养了创新思维方法和能力,为他们将来从事科研工作、开发利用资源生产生化产品提供了思路、奠定了理论基础。同时,还将科学发展的前沿和热点渗透到本科实验教学中,部分实验内容直接来源于最新的科研成果,提高自身素质和教学水平。 最后,增强了学生专业学习积极性和主动性。本科学生到科研实验室后,从课题的选择到实验的设计等过程都以学生为主,教师仅做必要的指导,在进行课题研究的时候,专业理论在课题研究中得到应用,让学生专业学习不再枯燥与抽象,特别是课题研究一步步取得进展,解决了一个个难题,让学生获得成功感,学生学习的效能感得到了加强,这些都促使学生学生学习方式从“要我学”到“我要学”,从被动接受到主动探索新知的转变。
1引言 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,在改善居民生活的同时也带来了能源、环保等方面的问题。车企为了满足节能减排要求和应对越发激烈的汽车市场竞争,迫切需要提升自身产品竞争力并充分了解汽车市场发展趋势。作为科学合理确定赶超目标,深入学习其最佳实践及其经验的企业管理和竞争情报工具[1],对标管理也被广泛应用到汽车领域。“知己知彼,百战不殆”,对市场信息与竞品信息的收集是对标管理中的重要工作。本文将主要介绍车辆对标管理中的市场信息与竞品信息收集的几种途径。 2对标管理概述 对标分析,或Benchmarking(标杆管理),是20世纪70年代末发展的一种新型企业管理方法,其主要思想在于不断发现企业内外、行业内外的最佳理念或实践,将本企业的产品、服务和其它业务活动过程参照最佳做法进行模仿和创新,使企业在现如今以3C(Customer、Competition、Change)为主要特征的市场环境中,不断获得新的市场竞争力[2]。市场信息和竞品信息与对标管理有着密切的关系,在对标管理中起到寻找和明确战略目标与对标内容的作用,为车企科学选择标杆对象和了解行业发展水平提供有力支撑,是企业重要的战略资源。因此,准确地进行市场信息与竞品信息收集是对标管理的基础。 3车辆的市场信息与竞品信息收集途径 信息收集的三大原则:准确性原则、全面性原则、时效性原则。为了保证市场信息与竞品信息收集的准确性,一方面要保证信息渠道可靠,另一方面也需要通过多渠道信息对比来验证信息内容。另外,多渠道的信息收集也有利于尽可能的保证信息的全面性。为了保证信息收集的时效性、把握信息收集时机,则最好多挖掘一些信息收集渠道并定期关注。信息收集整理的大致步骤如图文主要以车辆的市场信息与竞品信息收集为例,简单介绍几种信息收集途径。 3.1搜索引擎 相对而言,通过网络进行市场信息与竞品信息收集是便利度高、成本低的一种方式。可以通过直接在百度、谷歌和必应等搜索引擎中输入关键词进行信息搜索,这样可以找到一些关联信息的资讯与网站等,但是,这种获取信息的方式最大的缺点是信息繁杂,后期整理费时费力,而且,一些专业性比较强的信息,一般不容易直接被快速搜索定位到。 3.2行业相关的资讯信息网站或自媒体 在行业相关的资讯信息网站或自媒体上进行市场信息与竞品信息收集会比在搜索引擎中搜索更有针对性。部分相关的资讯信息网站或自媒体,见表1。微信已经渗入到人们的工作生活中,微信公众号上的信息量不容小觑,很多期刊杂志社、行业学会、车企等都有运营公众号并发布信息,甚至不少汽车行业从业者个人也有运营公众号。但需要注意的是,自媒体的资讯和“解读”质量可能参差不齐,信息收集整理过程中注意对比分辨,确保信息的准确性。 3.3行业相关的公开车辆参数与信息的网站 在行业相关的车辆参数信息公开的网站上尤其适合对车辆常规参数信息进行收集,比如收集发动机功率、扭矩等参数。这类网站覆盖的厂家和车辆类型往往非常全,参数信息集中度和准确度较高。公开车辆参数与信息的相关网站见表2。比如,“汽车之家”网站上的车型“参数配置”栏包含了相关车辆参数信息;“中国汽车三包网”的“家用汽车产品三包信息查询”中可下载查看车辆的产品使用说明书、保养手册等,减少了查找收集不同车辆产品纸质资料的时间。 3.4车企对外的产品或技术展示活动 车企对外的产品或技术展示活动目的往往是产品宣传或者企业形象展示,但其实我们也可以从中收集挖掘出一些信息。这类活动比如每年的大型车展活动(北京国际车展、上海国际车展等),车企经常会在车展上进行车辆展示与新车首发。对于汽车产品对标分析工作而言,可以研究分析改款车型产品的研革以及企业的产品战略,也可以针对新上市车型中的潜在标杆做对标分析。相对而言,近几年车展上车辆产品详细的技术介绍较少,车企产品的宣传内容更多的是面向市场顾客。除大型车展外,也可以在车企独家举办的面向公众进行新技术展示与宣传的活动上进行信息收集。 3.5汽车专业领域的技术年会与论坛 汽车专业领域的技术年会与论坛因为参与的人员大多是本领域内相关的工程技术人员或专家高管等,且技术年会与论坛上经常深度探讨与发布行业内的先进技术与研发方向,因此是非常好的市场信息与竞品信息收集途径。技术年会与论坛上发布的资料往往比第三方的资讯更具时效性、准确性与专业度。部分技术年会与论坛清单及其21年的举办时间见表3。 3.6车企发表公开的论文与专利 借助车企发表公开的论文与专利,可以很方便地进行车辆产品技术信息收集。对中文论文的收集可以借助于“知网”等知识信息资源平台。在知识信息资源平台上,可以很方便地进行学术期刊、会议论文等资料的查找下载。知识信息资源平台收录期刊论文的时间一般会晚于期刊出版时间。另外,有些国外的杂志期刊在知网上不会有收录,一般需要企业通过官方渠道购买订阅,因此,购买订阅出版杂志期刊的时效性可能会优于网络平台。相关期刊杂志见表4。汽车工业领域相关英文论文的收集可以借助“SAEMOBILUS”平台。专利是技术创新的体现,从车企申请的专利作为切入点,可以收集到竞品更多的技术细节信息并对行业重点技术、技术发展情况等进行研究分析。诸多机构与企业均进行了相关基于专利的技术分析工作。董昊旻[3]等基于专利分析对丰田固态电池技术进行研究,分析丰田在固态电池领域的专利技术布局、重点研发方向以及技术发展现状。李国秋等[4]基于专利分析了上汽集团新能源汽车关键技术选择。辛明华[5]等基于专利分析对新能源汽车动力电池热管理技术发展现状进行分析。对车企公开专利的收集可以借助于一些专利信息平台或网站。部分专利平台或网站见表5。 3.7研究与咨询公司及其信息平台或数据库 目前,行业内的一些研究与咨询公司有汽车竞品对标分析业务和行业信息咨询服务,并通过建立数据库平台与售卖数据报告信息、服务来盈利。部分相关公司或平台,见表6。车企从这些公司或平台获取必要的市场和竞品数据报告信息可以大幅减省人力物力,实现信息获取高效化,但直接采购数据报告信息或通过购买信息平台会员来获取信息的途径会比其它途径的直接成本要更高。 3.8券商和投行的调研与分析报告 券商和投行为了研究市场,会针对性地出具行业报告、调研报告、深度研究报告等,我们也可以从中收集到汽车市场现状信息、技术发展趋势、行业宏观现状等信息。而且,这些报告中可能包含一些个人不易收集到的资料信息。通过这些已经汇总整理过的报告,我们可以节省收集信息的时间和精力,同时扩大收集信息的覆盖面。 3.7研究与咨询公司及其信息平台或数据库 目前,行业内的一些研究与咨询公司有汽车竞品对标分析业务和行业信息咨询服务,并通过建立数据库平台与售卖数据报告信息、服务来盈利。部分相关公司或平台,见表6。车企从这些公司或平台获取必要的市场和竞品数据报告信息可以大幅减省人力物力,实现信息获取高效化,但直接采购数据报告信息或通过购买信息平台会员来获取信息的途径会比其它途径的直接成本要更高。 3.8券商和投行的调研与分析报告 券商和投行为了研究市场,会针对性地出具行业报告、调研报告、深度研究报告等,我们也可以从中收集到汽车市场现状信息、技术发展趋势、行业宏观现状等信息。而且,这些报告中可能包含一些个人不易收集到的资料信息。通过这些已经汇总整理过的报告,我们可以节省收集信息的时间和精力,同时扩大收集信息的覆盖面。 4信息收集途径对比 表7中的对比评价仅是作者根据个人的使用经验与收集信息内容的侧重点进行的主观评价。信息收集时,信息获取的难易程度、信息的可信度与准确性、信息成本这些因素都需要进行考量。 5结束语 本文介绍了车辆对标管理中的市场信息与竞品信息收集的几种途径。准确的信息采集、科学的信息分析和有效的信息利用都是对标管理中的重要环节。建立科学的市场信息与竞品信息采集、分析、利用方法是对标管理中的重要工作内容。市场信息和竞品信息收集是对标管理后续工作的前提和基础,需尽可能地挖掘建立可靠的信息收集途径,从而保障市场信息与竞品信息的质量。 参考文献: [1]彭靖里,陈建华,段万春.对我国推进能效对标管理的竞争情报分析及思考[J].情报探索,2013(9):54-58. [2]平顶山天安煤业股份有限公司一矿.打造精品的标杆管理[J].企业管理,2011(3):61-64. [3]董昊旻,王军雷,辛明华.基于专利分析的丰田固态电池技术研究[J].汽车技术,2021(8):30-35. [4]李国秋,范晓婷.基于专利分析的上汽集团新能源汽车关键技术选择[J].现代情报,2017,37(10):122-127+136. [5]辛明华,王军雷,吕惠.基于专利分析的新能源汽车动力电池热管理技术发展现状分析[J].汽车文摘,2021(11):25-28. 作者:朱艳芳 洪月琼 刘宏江 张运泰 李连豹 韦虹 单位:宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司
随着我国社会经济的不断发展,以及城市化进程的进一步加快,公路工程建设项目逐渐得到了人们的高度重视。而在时间的不断推移之下,我国公路工程施工项目建设数量也随之得到了一定的增加,人们对于公路工程建设的质量更是提出了全新的要求。对于公路工程建设项目而言,软土地基处理技术是其中不可缺少的一部分,软土地基处理技术不仅在整个公路工程施工占有着十分重要的位置,而且其施工质量的好坏对我国公路工程建设项目最后的质量都有着极大的影响。因此,为了在极大的程度上避免因软土地基处理技术造成的公路工程建设项目质量达不到相关的标准,并在一定程度上保证人们出行的安全,相关人员就需要加大对公路工程施工中软土地基处理技术的研究。针对公路工程施工中软土地基处理保障措施及处理技术研究,本文首先将针对软土地基处理的重要问题进行相关的阐述,其次再对软土地基常见的处理技术进行相关的研究,以供参考。 1公路工程施工中软土地基处理的重要性 在如今这个繁华的时代当中,我国城市化进程脚步的不断加快,使得我国现如今的公路工程施工项目数量变得越来越多,在此背景条件下,公路工程的施工质量随之得到了人们的高度重视。但从实际角度出发,我国大部分的公路工程项目在施工的过程中,都会出现因公路跨度过大以及呈带状等现象,不得不需要在不同的地质环境下进行施工。由于施工的地质环境有所不同,所以施工人员在施工的过程中所遇到的难度也都存在着很大的不同,而该现象的存在更是使得软土路基问题逐渐应运而生。对于软土路基而言,其有着地质软这一特点,所以在施工的过程中,施工人员若没有对其进行妥善的处理的话,最终将使得路基出现不均匀的沉降及坍塌等现象,而该现象的存在则会在一定程度上导致交通事故的发生,甚至给整个施工企业的效益带来影响。因此,为了在极大的程度上避免该现象的存在,在施工的过程中必须加强对软土地基的处理,并在其中使用科学合理的软土地基处理技术,不断提高软土地基处理技术的水平。这样才能在极大的程度上保证整个公路工程的质量,以及让相关企业的经济效益得到最大化。以上就是公路工程施工中软土地基处理的重要性,可见,软土地基处理技术作为公路工程施工项目中不可缺少的一部分,其处理技术的好坏对施工质量有着十分重要的影响,相关施工人员在施工的过程当中就需要对其加以重视,并合理的采用软土地基处理技术,促使公路工程施工顺利完工。 2公路工程施工中软土地基处理技术研究 由上述可见,公路工程施工中软土地基处理技术的好坏对最终的施工质量有着十分重要的影响。因此,做好公路工程施工中的软土地基处理将给公路工程施工建设项目带来十分重要的意义,相关人员更是需要对公路工程施工中软土地基处理技术加以研究。针对公路工程施工中软土地基处理技术研究,本文将从以下几点对施工中常见的软土地基进行相关的阐述:一是,强夯技术。根据相关的研究调查可以发现,目前,强夯技术在公路工程施工中所应用的次数相对其他软土地基处理技术而言较少,该技术主要可应用于黏性土、碎石土以及湿陷性黄土等一系列砂性土质的软土地基施工中。对于强夯技术而言,该技术使用的原理主要在于,通过重锤从高处快速落下所产生的冲击力往下砸,该技术在施工过程当中的应用,不但可以让施工过程中比较松软的软土地基变得十分紧致,而且可以达到提高软土地基的坚硬性、紧实性等目标。使用该技术之后的软土地基的承重能力自然会得到极大的提升。另外,相对其他软土地基处理技术而言,强夯技术的优点主要在于,其不但操作起来十分的简单顺手,而且可以在短时间内达到很好的施工效果。所以,该技术虽然在所有公路工程施工中的应用比较少,但其在砂性软土地基施工中的应用可谓是十分的广泛。二是,换填垫层技术。在如今这个先进的社会当中,因公路工程施工建设的地质环境有所不同,所以,施工人员在施工的过程当中就需要采取不同的施工技术进行,软土地基处理也不例外。当前,在众多软土地基处理技术当中,我国应用最为广泛的一种技术就是换填垫层技术。对于换填垫层技术而言,其主要适用于短时期的软土地基施工,以及工程造价相对较低的工程处理。而换填垫层技术具体的施工操作方式是,在一定程度上利用含水量更高的土壤将地基铺设下一定范围内的软土地基替换成能够承受更高强度、抗腐蚀性更好以及性能更为稳定的材料。而该施工技术对细节的处理要求十分的高,所以在施工的过程中,施工人员需要对以下几点加以重视:1)在采用该技术进行施工前,相关人员首先需要对原来的地基垫层进行有效的分析,且需要根据分析出来的结果制定出详细的施工计划。2)在施工的过程中需要选择能够充分弥补原软土地基的不足的换填土壤。3)在施工的过程当中需要通过人工,或者是设备的方式来控制好填换的密度,只有这样才能在极大的程度上保证整个公路工程施工的质量。4)排水技术。对于软土而言,其有着含水多,稳定性差等特点,因此,其会在一定程度上给公路工程施工造成影响。而为了保证公路的工程质量,并且在一定程度上提高软土地基的稳定性,施工人员首先需要做的就是对其进行排水处理。所谓排水技术,其主要指的是把软土中多余的水分排除干净。另外,针对不同的施工条件,施工人员需要采取不同的排水形式,只有这样才能在极大的程度上保证施工的质量,以及提升软土地基处理施工技术。以上就是公路工程施工中软土地基处理技术研究,相关人员需要对其加以重视。 3结语 随着我国社会经济的不断发展,公路工程施工建设逐渐得到了人们的高度重视。对于公路工程施工而言,软土地基处理技术则是其中必不可少的一部分,其施工技术的好坏也将在极大的程度上给公路工程施工最终的质量造成一定的影响,因此,为了促使软土地基处理技术有所提升,以及保证施工质量,相关施工人员就需要加大对公路施工中软土地基处理技术的研究。 参考文献: [1]高小波.公路工程施工中强夯地基处理技术的应用研究[J].交通世界,2018(34):86-87. [2]魏明磊,王林,李晓村.水利工程施工中软土地基处理技术研究[J].科技风,2018(34):205. [3]郭仁兴,邓和平.公路工程施工中软土地基的处理方法[J].黑龙江交通科技,2018,41(11):32,34. [4]任思键,赵明雨.水利工程施工中软土地基处理技术要点浅谈[J].时代农机,2018,45(10):220. [5]周丽杰.路桥工程施工中软土地基处理技术实践研究[J].工程技术,2017(2):89. [6]陈先.实例分析公路工程中软土路基施工处理技术的应用[J].居舍,2018(25):75. 作者:刘青峰 单位:山西省公路工程监理技术咨询公司
科学与技术论文:论语言科学与语言技术 一、“语言科技”新思维的提出 虽然计算机设计的初衷是缘于数值计算,但是英国数学家图灵(a.m.turing)在《机器能思维吗?》(1950)一文中已经预见到计算机和自然语言将结下不解之缘,并且提出检验计算机智能的最好方法就是对语言信息的处理能力。1977年,费根鲍姆(feigeaum)提出知识工程,计算机信息处理出现了从“数据世界”向“知识世界”的转移趋势。知识世界的载体是语言符号系统,语言信息处理的需求促使语言研究过程和语言研究成果的技术化趋势日益明显,当代语言学已凸显出“语言科学”与“语言技术”的二分互补格局,由此我在《南京师范大学语言科技系建设发展规划》(20__年2月)中提出“语言科技”的新思维。“语言科学”主要指基础性的描写语言学和理论语言学。“语言技术”主要指面向信息处理的应用语言学或计算语言学,其研究任务可划分为“文本处理技术”和“语言模拟技术”。简而言之,语言文本处理技术是通过编辑和编程,将印刷文本转化为可供计算机使用的电子文本的技术。语言系统模拟(simulation)或者语言能力仿真(emulation)技术是通过算法和编程,将自然语言的理解和生成能力输入计算机的技术。获得语言能力的计算机可以实现“人—机对话”而成为名实相符的“电脑”。为研制智能机服务的“语言系统模拟”,可比喻为“语言基因图谱分析工程”和“语言能力移植工程”。强调语言研究的技术化,并非忽视传统语言学研究存在技术性的一面,例如实验语音学和方言语音调查等。之所以以往未能突出语言研究的技术化,其原因在于——除语音研究可借助声学技术设备以外——语言研究的绝大多数领域还一直没有相应的实验性技术设备。 虽然当代语言学家不可能也不必要都转向计算语言学研究,但具有一定的语言信息处理意识却非常必要。早在1964年11月,美国科学院语言自动处理咨询委员会就在《语言与机器》的报告中明确指出:机器翻译遇到了难以克服的semanticbarrier(义障)。然而这一警告,除了致使机器翻译研究热的暂时消退以外,并没有引起语言学界的足够重视。1982年,日本制订了一个为期10年面向ai(人工智能)的“第五代计算机”即智能机的研制计划,其中包括自然语言处理装置。1992年结束时,只部分达到了预定目标。随后又公布了另一个为期10年的“真实世界计算机(rwc)计划”即“新信息处理技术计划”。(许万增1996,p.61-62)据说,90年代后期日本不得不宣布暂停研制,其根本原因就在于未能穿过语言研究的“瓶颈”。自然语言处理装置的任务无法实现,计算机谈何“真实世界”或“人工智能”。时至今日,这一“义障”仍然没有跨越。在《新世纪将对人类产生重大影响的十大科技趋势》(新华社北京20__年12月30日电)的报道中,列出21世纪的“认知神经科学领域”和“信息技术领域”,并分别提出来“探索意识、思维活动的本质”和“计算机向智能化方向发展”的任务,然而没有语言科技领域的合作——关键是认知语义结构网络研究的根本性突破——则不可能实现。 无论从手段还是就目标,对准自然语言处理的当代语言学研究,其性质都应界定为“语言科技”。“语言科技”的内涵是以理论研究为指导,以描写研究为基础,以应用研究为枢纽,促使语言研究向计算机应用、数学、认知科学和现代教育技术领域延伸,沟通文理工相关学科以实现语言研究过程及其成果的技术化;“语言科技”的外延表现为语言工程科技、语言教育科技和语言研究科技。语言学和计算机科学等学科相结合的“语言工程科技”,研究领域是“人—机对话”,其目标主要是自然语言能力的模拟。语言学与现代教育技术相结合的“语言教育科技”,研究领域是“人—人对话”,其主要目标是实现语言教育的多媒体和网络化。“语言研究科技”是将语言研究活动与计算机工具相结合,其主要目标是实现语言学自身的计算机化,包括语料库、词库和句库的研制,语言研究的分析性、统计性、比较性和实验性软件的开发等。这一新思维既突出了当代科技发展所要求的“语言学的技术化”,又体现了以语言学为本而沟通文理工相关学科的研究旨趣。 二、计算语言学的界定要突出技术性 20世纪50年代以后,在理论方法交叉渗透而形成诸多边缘语言学的同时,语言学与计算机结合的趋势开始出现。1954年,在美国乔治敦大学所进行的世界上首次机器翻译试验,标志着计算机科学与语言学的结合已经起步。在这一研究领域,立足于不同的学科视角或知识结构,先后出现了一系列名称术语,如“语言工程”、“语言工程学”、“自然语言的计算机处理”(工科视角)、“语言信息处理”(信息学视角)、“数理语言学”(数学视角)等等。20世纪60年代以后,计算机和语言学的结合逐步深入到语言学的各个领域,形成了包括计算语音学、计算词汇学、计算语法学、计算语义学等分支学科在内的计算语言学(computationallinguistics)。其中“计算语音学”等名词,虽然计算语言学界没人提过,因为已经存在着“言语识别”、“言语合成”等计算机应用专业术语,但是从“语言工程学”到“计算语言学”的术语演变中,透露出“语言学立场”在这门交叉学科中的日益强化。虽然目前的计算机运算速度已经可以满足语言信息处理的技术要求, 但是之所以“人—机对话”尚未实现,其“瓶颈”就在于现有的语言研究成果无法满足计算机处理的要求。归根结底,语言信息处理的最终目标就是“计算机模拟语言能力工程”或“语言能力移植计算机工程”。探索语言能力的性质和描写语言系统的结构,这些艰巨性工作还得由语言学家先来完成。语言信息处理或计算语言学务必以语言学为本而以计算机为用。语言学家必须具备“数字化”意识,了解计算机需要怎样的语言描写成果,然后才可能将研究目标对准语言工程。 迄今为止,正如许多发展中学科一样,“计算语言学”的定义尚无一致认定,归纳起来盖有四种观点(侯敏1999,p.2—p.6): 第一种,计算语言学是以计算机为工具研究语言学。侯敏认为,任何一个学科在使用工具方面都是自由的,使用不同工具研究一个学科会带来不同特点,但不因为使用了新工具就产生了新学科。虽然并不排除新工具的使用没有导致新学科的产生,但同样不能否认工具的变革有可能带来学科体系的革命,以致于产生新的分支或交叉学科。现代自然科学之所以能够建立,无疑得益于望远镜和显微镜的应用,前者打开了人类认知的宏观世界之门,后者打开了人类认知的微观世界之门。望远镜和显微镜带来的不仅仅是“这一个工具”,而是人类认知方式的巨大变革,从而引起了天文学、生物学等自然科学的一系列革命,产生了一系列新学科。因此,问题在于如何使用新的工具或新认知方式。如果仅仅利用计算机做语言研究的统计工具,也许不会产生新的分支学科,但是利用计算机作为语音分析和合成的工具,则形成了计算语音学。 第二种,计算语言学是把语言学成果应用于计算机。侯敏认为,计算机的应用领域几乎没有限度,什么学科的成果都可以在计算机上应用,因此在计算机上应用语言学的研究成果不足以建立新学科。问题不在于在什么学科的成果能在计算机上应用,而在于在计算机上所应用的成果的性质。与其他学科研究对象的性质迥然不同,语言学科的研究对象——语言——是人类最重要的认知符号系统和知识载体,因此面向信息处理的语言成果应用于计算机足以建立新的学科。以往的语言学研究是面向人际交流,而计算语言学研究是面向人机交流,两者具有截然不同的性质。 第三种,计算语言学是研究语言中的可计算问题。侯敏认为,虽然利用可计算理论研究语言符号是建立了一个新学科,但是这种说法偏于保守,没有把计算语言学推进语言学发展的作用充分体现出来。问题在于面向信息处理的计算语言学研究,其显著特点就是语言的可计算性。“推进语言学发展的作用”这不是计算语言学的定义,强调“研究语言中的可计算问题”未必保守,反而突出了计算语言学的显著特点。 第四种,计算语言学是建立基于计算机科学理论的语言学理论。侯敏认为,把计算机科学的基本思想和方法引进语言学领域,不但可以产生许多应用性课题,而且能够促使研究者从新的角度观察语言学,建立与传统语言学不同的理论。因此计算语言学是一种基于计算机科学理论所建立的语言学理论。问题在于:一方面计算语言学需要理论但本质上不是一门理论科学,同时并非所有的计算语言学家都乐意或适合从事理论研究,另一方面计算语言学的应用性质决定了研究成果的技术性特征,而绝大多数人可能更适合于——实际上也更需要——语言信息处理的技术性研究。 第一种和第二种是欧洲流行的广义定义,主张计算语言学是计算机和语言学的交叉,第三种和第四种是盛行于美国的狭义定义,主张计算语言学是计算机科学和语言学的交叉。也就是说,前者仅仅把计算机当成语言学研究中的一种新工具应用,而后者强调计算机学科的要求和理论对语言学的影响。陈小荷(20__)认为,计算语言学就是以计算机为手段来研究自然语言,较严格的定义是“通过建立形式化的计算模型来处理自然语言的一门科学”。要建立形式化的计算模型来处理自然语言,首先要完成适合于计算机使用的自然语言系统的描写。这一面向“人—机对话”的机用语言系统,与以往面向“人—人对话”的日常语法系统不同。因此机用语言系统的描写应当纳入计算语言学的研究范围,即完成了“机用语言系统”以后,才能“建立形式化的计算模型”使计算机获得自然语言能力。综上所论,计算语言学可以定义为——利用计算机作为工具研究语言、研究机用自然语言系统、研究语言系统或语言能力的计算性,同时建构基于计算机应用、数学模型、认知科学等相关学科基础之上的语言理论的新学科。姑且图示如下: 工具性:利用计算机研究语言 计算语言学描写性:研究机用自然语言系统 技术性:研究语言系统的计算性 理论性:建构新的语言学理论 虽然计算语言学的关键任务是研究人机之间的语言交际问题,即“如何教计算机学会说话”。但是从本质上来说,研究语言系统或语言能力的可计算性和利用计算机工具来研究语言是相通的,只是前者探索的是适合于人-机对话的语言能力,而后者讨论的是适合于人-人对话的语言规则。 依据目前的语言研究成果和信息处理技术路线,计算语言学包括应用基础研究、应用研究和理论研究三个方面。(陈小荷20__)应用基础研究指语言处理的基本技术研究。现阶段的主要进展是:1.自动分词技术:这是计算机理解自然语言的第一步。目前汉语书面语自动分词的正确率达到95以上。2.词语特征标注技术:现阶段的词语特征包括词性和义项,这是句法结构理解的基础。两种标注可采用相似的计算模型但后者要复杂得多,目前尚无大规模的实验结果报道。3.语句分析技术:句法结构和语义结构是自然语言理解的关键技术,目前分析真实文本句子的正确率仅在40左右。4.语料库建设技术:语料库是为特定目的而收集的言语作品集,包括语料处理和检索。研究语句分析需要存放句法分析树的“树库”,但目前的汉语语料库加工程度较低,所建立的树库很少且规模不大。5.语言知识库建设技术:语言知识包括词汇知识、语法知识和语义知识等,事实性和规则性知识分别放在机读词典和规则库中。语句分析技术之所以不能取得突破,主要原因就是目前尚无适合于中文信息处理的大规模语言知识库。 应用研究指自然语言处理的应用工具的研制。现阶段的热点主要有:1.机器翻译工具:半个多世纪过去了,机器翻译的质量仍然令人失望。现在通行的是有限范围翻译和机器辅助翻译。2.自动文摘工具:微软公司的词处理器word有用于英语的文摘功能,哈工大研制的hit-863i型中文自动文摘系统可按用户设定的比例压缩原文。3.自动校对工具:现在存在的主要问题是误报率过高,并且深层错误难以发现。4.信息检索工具:有主题词检索、全文检索两种。前者需要预先有一个主题词表;后者任意字符串都可成为检索对象。另外从语料库中自动获取各种知识的“信息抽取”在线工具的研究刚刚兴起。5.言语识别和言语合成工具:言语识别(或语音识别)可分为词语识别(计算机口语命令)、有限词汇识别(电话订票)和无限词汇识别(将成段说话转为文字)。言语合成(或语音合成)指用计算机将书面语转换为口语即“文语转换”,存在的问题主要是断词不当且语调刻板,仿真度亟待提高。 然而,如果以为应用性特征明显的计算语言学仅仅是技术,则未免失之于偏颇。计算语言学有着相应的理论研究,大致包括人工智能理论(含计算模型理论。目前的人工智能研究,主要还是集中在人工体能、人工技能。在语言能力移植电脑过程未取得实质性进展以前,还谈不上真正的人工智能)和语言学理论两个方面。例如计算机如何或是否可以模拟人脑和语言能力,如何寻找合适的语言计算模型等,就是计算语言学家特别关心的理论问题。除此之外,还有对自然语言本质属性的重新认定、面向信息处理的机用语法学理论、语言系统与数学模型的关系、语言结构和数理逻辑的关系、语言符号的数字化可能性及其局限性、语言的异质性和受限性或语域理论、元语言理论和研究方法等一系列问题。总体而言,一方面,由于 牵涉的学科太多,计算语言学的理论研究还相当薄弱,另一方面,与科技发展息息相关的计算语言学不容过多地沉醉于理论探索。计算语言学的强大发展动力植根于鲜明的应用性,必须通过实践推动理论探索。 三、语言系统的计算机模式化要求 从语言学家的立场出发,语言系统的计算机模式化要求,就是要了解计算机需要怎样的语言描写成果,传统语言学(此处指非面向语言信息处理的语言学)的研究是经验描写解释型,而计算语言学的研究是实验操作技术型,自然语言系统要能进行操作技术化处理,首先必须实现语言的计算机模式化。冯志伟(1999,p.215)认为自然语言处理一般应经过三个过程:1.形式化,将所研究的自然语言问题以一定的数学形式表示出来;2.算法化,把自然语言的数学形式转换为算法形式;3.程序化,根据自然语言的算法形式编写计算机程序。侯敏(1999,p.30)认为语言系统的形式化或计算机模式化必须满足三个要求:1.高度抽象化,即从语言现象中抽象出一般规则;2.元语言的形式化,即采取形式逻辑、数学公式、程序语言等形式语言作为元语言;3.运用过程的严密化,即运用过程必须具有数学与逻辑的严密性。 袁毓林(1993)认为形式语言至少具有三个特点:基本单元的明确性、基本运算和基本关系的明确性、运算优先级别的明确性,但是自然语言在这三方面皆不明确。具体而言,1.语法范畴的边界不明,例如语素、词和词组之间、词类之间的界限不明;2.结构关系难以定义,通常所说的结构关系,如主谓、动宾等往往很难明确界定;3.层次关系不外显,人们通常根据语感和语境等来识别结构层次。侯敏(1999,p.36—40)不赞同这种分析,针锋相对地提出:1.可以根据实际需要或应用目的来确立词项或划分词类;2.结构关系分析需要深入到语义平面;3.形式语法已经给出了体现层次的结构树,在分析歧义结构中可加入语义限制,至于有些连人都解决不了的层次歧义结构也不必要求计算机解决。侯敏的观点是“理论追求的是完美,工程追求的是适用”,避开理论困难而采取工程方法,可以建立一个语言分析的近似模型。 所谓“语法范畴的边界不明”,主要是因为这些“范畴”的设置从某种程度上肢解了语言事实;所谓“结构关系难以定义”,主要是因为这些“结构”难以反映语言的本质结构;而所谓“层次关系不外显”,恰恰是语言结构的特点之一。这些探索和争论,实际上反映了三个根本性的问题:1.汉语结构语法学中长期存在的一些困扰,不仅是套用西方语法学框架框范汉语事实所产生的龃龉,而且也是语形语法学自身无法克服的固有问题。几千年来的西方语形语法学研究之所以能够存在,就是因为人脑在发育过程中逐步自建构了与认知能力协同发展的语义结构网络,为语形语法规则提供了语义选择清单与路径。虽然这些语形语法规则在人际交流中可以使用,但是在语言能力的计算机移植中却顿时陷入困境,因为计算机不存在语义网络结构的自建构功能,缺少语义激活路径。根据语形语法规则,计算机造出来的符合自然语句标准的概率极低,多为与对象世界不存在一致性的随机词语串。2.计算语言学所要求的自然语言的形式化,是基于计算机运算模式的语言研究成果。移植进计算机的“定域受限语言系统”和自然语言系统并不完全相等,严格说来,只是一种接近自然语言的计算机模式化符号系统。3.计算语言学的理论和方法,必须建立在语言的本质共性语义性和和计算机数字化运算模式的基础之上。如果对人类语言的认知语义性没有足够的认识,依然安居于语形语法窠臼而迟迟未能建构语义结构网络,语言信息处理的目标则不可能实现。 中国信息科学界有一种看法,计算机对于形态结构的印欧语言处理具有良好的支撑能力,而对中文信息处理则不然(陈力为20__)。之所以计算机对印欧语文信息处理具有良好的支撑能力,是因为印欧语文结构类型便于建立计算机处理模型。从历史上来看,谷登堡印刷术和打字机键盘都是基于字母的简约性而发明的。一方面,字母系统的符号简约性便于进行数据化处理,汉字符号的繁复性难以进行数据化处理;另一方面,印欧语的形态变化为形式化提供了识别标志,而汉语的孤立结构却没有明显的标志。依据现在的计算机处理模型,汉字的繁复性和汉语的非形态性必然导致中文信息处理中存在一些特殊问题:1.中文信息处理的第一个“瓶颈”。汉语的常用汉字数量繁多,汉字需要解决键盘输入、内部代码、汉字识别和显示、程序语言的数据类型、数据库的排序和检索等一系列问题。2.中文信息处理的第二个“瓶颈”。印欧书面语采取词分写形式,而汉语书面语采取单字连写形式。由于采用西方词法学框架,因此必须研制自动分词技术。假定考虑以“字”和“字义块”等作为汉语的结构单位,自动分词技术将相应改为“字义块”切分技术。3.印欧语的同音词较少,而汉语的同音字较多,同义词和量词也十分丰富,这些都给中文信息处理带来必须解决的难题。4.印欧语可以借助实词的形态变化即在词法层面上进行处理,汉语只有在句法和语义层面上进行处理,需要把语序和虚字的语法信息归纳出来再让计算机掌握。5.印欧语的句子结构是以动词性词语为核心的“主—谓”结构,而汉语的句子结构是以体词性词语为核心的“话题—说明”结构。印欧语的句子结构划一而句界分明,汉语的句子结构多样、成分缺省并且前后句义缠绵。 如果说语言系统是一座“冰山”,那么以上这些语言信息处理中遇到的难题还都是语言系统浮在海水上面的那一小部分,真正的障碍是隐没在海水下面的那一大部分。无论哪一种结构类型的自然语言系统的计算机模拟,包括形态语言,迟早会无可避免地碰撞上坚硬实在而又难以捉摸的“语义结构”。语言研究需要敢于在冰海下持续探索“语义结构”的潜水员。从自然语言系统来说,要让计算机理解语言通常认为必须使电脑能够解决三个问题:1.消除自然语言的一词多义;2.揭示自然语言的潜在意义;3.掌握自然语言的联想推理。这些问题都离不开语义分析,而语义分析技术尚处于探索阶段。(侯敏1999,p.247)对于第一个问题,一词多义可给出不同义项的清单。对于第二个问题,给出每一义项的显性和潜性语义特征清单。对于第三个问题,给出义项或义场之间的语义关联模式。由此可见,必须在以往的经验语感法和先验演绎法基础上,引进实验归纳法和结构优化法,消除语义“泥潭”情结,潜心于冰海中的语义“冰山”,才能逐步建构造语义结构网络。 就世界各种语言来说,语言的计算机理解的深层次难点可能还在于:1.至今尚未揭示出人类理解语言的机制,计算机只能局部模拟自然语言理解的某些简单过程;2.至今尚未完成人类理解语言所凭借的知识系统,建立人类进行语言表达的完整理论,计算机尚无从掌握人类语言的知识系统以及语言表达机制;3.至今尚未对人类语言所兼具的规则性和离散性、精确性和模糊性做出定量和定性的系统分析,计算机尚无从掌握语言系统的复杂性和语言使用的随机性。(傅永和1999,p.238—239)既然语言的理解和表达是一个以知识系统为基础的综合性行为,因此语言系统的计算机模拟必须进行跨学科的研究,特别需要语言学、计算机科学、数学和认知科学以及百科知识学者的合作。与侧重于面对自然人语言学习的语形语法学不同,如果面向语言信息处理,那么就需要以计算机智能模式来重新确定语言学的理论基础、研究重点和研究方法。 面向自然语言处理的计算语言学理论基础,目前主要有基于语言规则性的理性主义理论(即先验主义)和基于语言随机性的经验主义理论。依据理性主义的语言学理论主要有:短语结构语法(g)、扩充转移网络(atn)、配价语法(vg)、格语法(cg)、范畴语法(cg)、概念从属理论(cd)、多叉多标记树形图分析法(mmt)、词汇功能语法(lfg)和蒙塔古语法(mg)等。这些理论和方法,因为从“理性”出发,因此不可能反映以感受性为基础的自然语言的真实面貌,其缺失已经日益明显。为了克服理性主义理论的不足,采取经验主义理论处理大规模真实文本的语料库语言学应运而生。在收集语言资源或建立语料库的基础上,运用统计方法进行语言信息处理,语言交际过程的随机性由此得到关注。面对传统语形语法学对自然语言过程的不相适应和语义研究的复杂性,甚至有人尝试撇开语言学家的语言研究,以借助语料库逐步实现自然语言系统模拟。虽然借助语料库可以解决语言 信息处理的一些问题,但是仅仅依赖语料库实现自然语言系统模拟注定此路不通。因为自然语言不是一个语料仓库,而是一个语义和语形复合性结构系统。无论是理性主义还是经验主义,都必须意识到:语言信息处理中所处理的是定域受限语言。这一研究的理论基础既不应是纯粹基于语言规则性的理性主义,也不应是完全依赖语言随机性的经验主义,而应是突出语言受限性的实验主义。世界语言学的发展经历了从经验科学到先验科学的漫长过程,计算机的发明必将促使当代语言学成为一门实验科学。强调计算语言学的实验主义,并非一概否定理性主义和经验主义,而是要在实验主义的基础上运用理性和经验的理论方法。 自然语言处理的语言理论,目前主要有基于语形的语言理解系统和基于语义的语言理解系统。前者是以语形语法研究的成果为出发点,从句法形式入手;后者是以语义研究的成果为出发点,从语义关系入手。两种理解系统在文本输入、预处理和自动分词等早期环节上基本相同,不同的是基于语形的理解系统先进行词法和句法分析,后进行语义和语用分析,基于语义的理解系统先进行语义分析和语义结构生成,后进行目标语的形式组合。生成语义学认为句子的句法特点取决于语义,语义部分才具有生成能力。认知语义学把意义看作一个植根于知识网络和信仰系统中的认知结构,理解一个语言形式的意义必须激发相关认知领域中的其他认知结构。既然语形结构只是语义结构的表层投影,既然基于语义的理解系统才符合语言的生成机制,既然语义处理才是语言信息处理的关键,那么只有基于语义的理解系统才能满足计算机对自然语言的理解和生成。 李葆嘉:论语言科学与语言技术(下) 四、人脑语言和电脑语言的性质异同 根据与“人脑语言学”的对应关系,计算语言学也可以称之为“电脑语言学”。从人脑角度出发,电脑语言学的研究是将人脑语言系统移植电脑工具的电子工程;从电脑角度出发,电脑语言学是电脑程序模拟人脑语言能力的仿生工程。 不管是系统移植还是能力仿生,首先必须认识到人脑和电脑的异同。1.构造机制的不同:人脑是生物神经系统,具有生物认知机制,而电脑是电子计算系统,具有电子运算程序。2.伴随情感的有无:人脑具有驱动感觉、思维和表达进行的情感性,而电脑只具有执行程序运算的机械性。3.经验基础的有无:人脑具有以感受性为特征的经验基础以及知识系统,而电脑即使配备了一定的知识背景,也不可能具有人脑一样的认知经验基础。4.认知理性的异同:人脑的感受和认知可以区别为非语言层次和语言符号层次,非语言层次包括直觉和感觉,语言符号层次包括知觉(游移性印象)、象觉(清晰性意象)和统觉(逻辑性抽象)。电脑的认知理性只能够定位于语言符号的象觉和统觉层次,难以具备丰富的认知层级系统。5.交流对象的异同:人脑的交流对象分别为对象世界和人际关系之间,具有交流的二重性;而电脑的交流对象只有执行程序的人或“人—机对话”的一重性,所谓“机—机对话”的实质仍然是“人—机对话”的连网,互联网交流仍然是执行者之间的交流。由于计算机永远不可能直接认知人所面对的对象世界,必须以人类的认知为中介,因此计算机永远不可能超越人类的智慧,计算机统治人类世界永远是一种不必要的担忧。 其次,必须认识人脑语言系统和电脑语言系统的差别。人脑语法或自然语言法则是在历史上逐步形成的,具有随机性、规约性、类推性和耗散性特点;而电脑语法或机用语言法则只是自然语法的再抽象化和再规范化,具有受限性、是否性、程序性和封闭性的特点。即使将来研究出适合于语言信息处理的机用语法,也不等同于自然语法。电脑所能获得的语言能力,只是自然语言的一部分或有限语言能力。因此,移植进电脑的语言系统必须进行界定:1.定域化语言:因为人脑语言是一个可以分为不同语域的复合性层级系统,所以必须首先确定电脑语言与人脑语言的对应层级,最佳选择就是规范性的日常语域。2.受限化语言:只能采取有限网络模式,才能将自然语言裁剪成适合计算机运算模式的机用语言。3.形式化语言:必须将定域受限语言的语义结构和语形规则分别形式化。4.算法化语言:借助一定的数学模型,将形式化语义和语形系统数字化。5.编程化语言:依据一定的程序语言,将数字化语义和语形系统编程化。 语言信息处理的目标,就是在受限性语言层面上逐步实现人—机对话。归根结底,自然语法≠电脑语法,电脑语言系统是通过建立形式化的计算模型进行处理的定域自然语言系统。电脑的运算速度可以远远超过人脑的思维速度,但是电脑不可能具备人的能动性认知行为。语形语法学面对是人—人对话,人们在语言习得过程中不知不觉地形成了建立在认知能力之上的语义结构网络,为语形语法规则提供了一份语义可选性清单。语言信息处理面对的是人—机对话,而语言“白板”的计算机并不具备这份语义可选性清单。语形语法规则,在教计算机如何说话的过程中顿时陷入困境。几千年来的西方语法学之所以能够延续下来,全赖人们具有基于认知能力的语义结构网络的自建构功能。反之,正是这一语义结构网络的存在,致使以往的语言学家误以为语形语法就是语法的全部或主要,而将语义结构法则长期放逐出语法学领域。 自然语言系统的计算机处理对西方具有两千多年传统的语形语法学提出了根本性的挑战,也为东西方语言学的合流带来了新的契机。回顾20世纪东西方语言学合流的历程,之所以出现西方语法学框架和汉语事实的错位,是因为合流基点的选择陷入误区。西语具有丰富的语形结构(这里指形态变化)而汉语基本没有(汉语主要依靠语序、虚词、韵律和语气,另外对语境或语用具有极大依赖性)。选择建立在形态变化基础上的西方语法学框架作为合流的基点,必然导致这一过程的曲折。反思的结果显示,东西方语言学合流的基点应当是建立在人类语言所共有的语义结构基础上的语义语法学理论。随着对语言能力研究的进一步深入和语言信息处理对传统语言学的挑战,传统语义研究在新的形势下得以复活。随着世界语言学从20世纪60年代以来出现了从语形研究向语义研究的转移,东西方语言学研究的合流将在新的基点上逐步实现。 五、面向语言系统模拟的语义语法学 尽管乔姆斯基理论认识到语言形式化的重要性,但生成语义学才是语言研究本体的转向。虽然配价语法和格语法的引进和对汉语语法意合性的认定,促使语义句法研究成为当代中国语法学界的热点,但迄今为止,中文信息处理应用系统自觉而全面地运用语义研究成果的鲜见。这一现状的表象似乎是语义研究成果不多,其根源却在于没有彻底认识到——必须从人类(不限于印欧族群)普通(不限于欧洲唯理主义)语法(不限于形态语言)的高度,来解决语言理论和研究方法的创新。无论是语言信息处理,还是语言机制揭示,汉语研究都需要既能反映汉语个性又植根于人类语言共性的原创理论。 人类的认知表现为对象世界的符号化(认知对象的符号化形成语义单元)、范畴化(语义单元的范畴化形成语义类别)和关联化(语义类别的关联化形成语义结构)。西方语言中的词法范畴原型是先民通过语音形式所表现出来的认知范畴或语义类别。语言的形态标记性、单位分布性和结构层次性都是语义类别关联化在表达层面的投影或者制约。一方面,随着人们认知的发展,反映原始认知足迹的形态范畴(如原始生物观的“性”、原始计算法的“数”)的价值日益消解;另一方面,随着语言系统的演化,表现原始认知足迹的语法手段又不可避免地合并、弱化和丧失。语序、功能词等手段的补偿,导致语言结构类型从综合型向分析型方向嬗变。这一过程证明,原始词法范畴在句法结构中并不具有充分必要性。一种语言可以没有词法形态变化,但不可能没有语义结构规则。不同的自然语言之间之所以可能互译,其基础就是存在可互通性语义,尽管结构类型迥然不同。(李葆嘉20__) 由此可见,人类语言的本质属性是语义性,其他属性都是语义性的派生。人类语言的共性可以概括为:在人类感知对象世界的过程中,神经机制依据象似性模式促使对象世界语符化,音义一体化的语符具有实体性和范畴性,由此组成的语义结构具有语境性和关联性,语义结构的语境性表现为语用、语义结构的关联性投影为语形,而语义结构模式具有生成性。图示如下: 神经机制语义实体语境-语用性 象似性认知过程语符语义结构生成性 对象世界语音范畴关联-语形性 在自然语言能力移植工程中,计算机需要的是具有语言本质共性的语义结构网络, 由此有必要首先建构语义语法学。所谓“语义语法学”不是“语义+语法的学”,而是以语义为研究对象的语法学。把语义结构的表层投影——语形作为语法研究的纯正对象,有悖于语言结构的真实本体。乔姆斯基试图在语形结构进行数理化描写的基础上,建构反映语言能力的生成语法体系势必捉襟见肘。这一初始思路必然导致“抛开语义——深层语义——语义解释——逻辑表达——逻辑式”这样的“不断革命”。虽然乔姆斯基强调语言研究的目的在于揭示语言天赋,但依据其理论思路:普遍语法(研究对象)——语言能力(哲学基础)——自然主义(学科性质)——数学方法(方法借鉴)——符号描写(形式载体)——形式语法(研究成果),显然缺少人类天赋中最关键的认知性语义能力这一环节。完全排斥语义的经典理论阶段,其句法结构规则必然导致生成出一批语言事实中并不存在的语符串。即使在不得不引进语义解释的标准理论阶段,也没有放弃把形式结构作为句法生成的基础规则。然而,任何脱离语义的语法形式化注定流产,不可能达到揭示语言生成机制或普遍语法的目标。 如果说语义语法学的语言观强调人类语言的本质共性是语义性,那么语义语法学的语法观则突出语义结构是语法的主要研究对象。在欧洲传统语文学中,“语法”主要指基于形态变化的词法和句法规则。在历史比较语言学时代,“语法”包括语音法则,因此才有“青年语法学派”之称。20世纪的结构主义和描写主义促使“语法”研究的对象日益窄化。依据语言是音义符号系统这一论断,所谓“语法”即语言结构之法,当包括语音结构法和语义结构法。在语言系统的第一次划分中没有通常所说的“语法”即语形结构法的位置。语形结构是语义结构的表层投射或制约,语形结构法依附于语义结构法。语言系统的音义二分以及相关研究学科,图示如下: 语音分析(生理语音学、物理语音学) 自然语音解析 语言(语音学)语音结构(音位系统学、语流节律学) 符号语形结构(语形语法学) 系统语义投影聚合性义场(词类) (语义学)语义结构(语义语法学) 组合性义场(句模) 以往的“语音、词汇、语法”三分法,迷糊了研究者的视线。虽然语形语法研究在语言交际和语言教学中具有一定或者相当用途,但是从研究角度而言,却避开了关键的语义结构法则。 人类认知的本质是对世界图式的语义符号化,人所认识的世界就是存在于语言符号系统中的世界。语义结构网络表现为“实体范畴化”(聚合性义场)和“关系模式化”(组合性义场)的相互交错。广义语义不仅包括实体范畴化的词汇语义和关系模式化的结构语义,而且包括语境范畴化的语用语义。语法的真实本体或语法研究的切实对象应当是语义范畴及其关联模式。结构语法和生成语言的不同之处,在于前者强调“语言系统”,而后者强调“语言能力”,但其共通之处却在于皆以语义结构的虚象——语形作为研究实相,始终游离于语法真实本体之外。依据语形语法学的有限范畴和简略框架(词类划分、语形成分、短语结构、句子成分等),既难以深入分析句法结构,更不可能有效驾驭语言结构的生成机制。从表达来说,语义编码是一切语言编码的基础,要揭示语言的奥秘必须从语义入手。语形型语言(并非只有语形,而是语形隐含或遮蔽了语义语法)和语义型语言(并非没有语法,而是没有形态变化语法)的研究基础,都应是语符的语义性。语义语法学的语法观突出语义结构,表面上突出汉语的个性特征,实质上受制于人类语言的本质共性。关于语形型语言和语义型语言的大致异同,图示如下: 语形型语言:形态手段 语义范畴——语义网络(知识世界)——元语言(日常认知) 语义型语言:非形态手段 人类的语言符号系统,本质上是一个意义隐喻系统。作为人类认知基本能力的隐喻,其更深层次是源于动物性感受的模仿(基于事物的相似性)与借代(基于事物的相关性)这两种认知能力。关于语言符号系统的形成大致流程,图示如下: 神经机制情绪模式 认知机制具体感受元语言(日常认知)——语义网络(知识世界) 对象世界经验框架 西方语法学源于古希腊的“语言·哲学·逻辑”混沌母体,西方哲人的逻辑研究基于思辩性语言活动。因为逻辑的基本单位是概念和命题,因此人们往往把注重语义的语法研究混同于逻辑的研究。汉语实词的义类划分不是根据逻辑意义,而是借助日常语义;汉语句读之间的语法关系不是根据逻辑关系,而是遵循事理关系。虽然逻辑规则是语法规则的部分再抽象化,但泛逻辑主义却致使人们误以为语法规则都可以逻辑化。自然语言首先具有本能传情性和日常认知性,语言结构法则主要依据广泛存在于日常生活中的事理关系。这一事理关系包括:时序先后性、空间位置性、主观因果性、主观目的性和评估好恶性等等。不是日常语法以思辩逻辑为基础,而是思辩逻辑以日常语法为基础。同样,虽然可以借用数理符号转写具有算法性的语言结构法则,但不可把语言法则混同于数理逻辑规则。 语义语法学的技术路线,是从建构现代汉语元语言系统到建构现代汉语语义网络。虽然自然语言信息处理依赖于语义结构的形式化,但是一些语言学家往往视语义研究成果为“非语法”,并且对其形式化的可能性持怀疑态度。一方面语义单元不具备语形变化的显著标记,而包含较多的意会性;另一方面语义单元并非没有范畴标准,也具有感受或认知的一致性。所谓语义的客观性和主观性就是语义的集体认同性和个人联想性,其本质是个体使用的“素单位”和集体认同的“位单位”之间的矛盾。语义语法学的研究对象首先是具有集体认同性的“义位”(标准体),然后才有可能是仅具个人使用性的“义素”(义位变体)。尽管语义单元或语元数量众多,语义结构关系复杂,但它们以潜在的元语言系统为基础。语义结构网络由语元实体和语义关系组成。同类语元之间具有聚合性语义关系,异类语元之间具有组合性语义关系。换而言之,每一语元都具有两种互相制约着的语义关系,一是同一义场内的各个“义位”之间的“义征”(语义特征)异同,一是不同义场的“义位”之间的“义联”(语义关联)异同。由此,可以依据义征和义联的异同而建立聚合性义位系统和组合性义联系统,在两者基础上在编织语义结构网络。句法结构的形式化应当是语义结构的形式化,而语义结构的形式化就是义场关联模式。 现代汉语语义语法的基础研究是建立“现代汉语元语言系统”,这一研究可比喻为“语言基因图谱分析工程”。其研究思路是:首先归纳出现代汉语词典中用于释义的最低限量词汇,以建构释义元语言系统;其次依据日常语言交际和语言教学中的用词,参照释义元语言以建立词汇元语言系统;再次抽象出义征范畴以建立析义元语言系统,完成语义标记集。在以上成果基础上,一方面可以结合认知心理学和神经语言学的成果进一步研究认知元语言系统,另一方面可以依据语言信息处理的要求,建立机用元语言系统。(李葆嘉等20__) 在现代汉语元语言系统这一基础性工作完成以后,才可以逐步建构现代汉语语义结构网络。研究程序和主要方法大致如下:1.义征对比法。依据有限网络模型,借助析义元语言系统对义元进行形式化描写即标注义征。给出义元在义场内的语义特征,其目标是建构聚合性义场。2.义联配比法。依据有限网络模式,对语义符号的配比关系进行形式化描写即标注义联,在分析和描写过程中归纳出关联性元语言系统和语义结构关联框架。语义句法的本质是相关义场之间的配比,因此义联标记体现着义场配比。给出义场之间的语义选择或语义制约规则, 其目标是建立组合性义场。3.语形标记法。汉语具有词序、虚词和韵律等形式手段。韵律手段属于语音句法,可姑且不论。汉语的语形大致可以概括为两种:附着在词或词组上的词语级语形是完构成分;附着在句干上的句子级语形是完句成分。在进行汉语语形范畴化研究的同时,寻找语义关联和语形成分之间的对应性,然后对语形系统进行层级性形式化描写。4.合成建构法。在义征、义联和语形研究成果的基础上,通过相关标记的合成以建构语义结构句模系统。 “语言能力移植工程”的语言学部分主要是语义结构网络研究。通过建立形式化的计算模型,可以将语义结构网络进一步形式化、算法化和程序化。语义语法系统研究的每一结果,都可以也应当用计算机操作作为验证。以往的语法学研究,除了执著于语形研究以外,还有一个根本性的缺憾,就是不具备自然科学研究中的实验手段,因此难免经验性、臆断性和游移性等。采取计算机作为研究和验证手段,从而使语法研究具有鲜明的技术性和可证伪性。人们常说,只有学会一门外语,人们才真正了解自己的母语。与此同理,只有计算机掌握了自然语言,人类才深入揭示出自然语言的奥秘。换而言之,根据语言学习对象的不同,可能存在三种教学语法:一种是母语教学语法(着重于语形语法,因为人类对语义结构网络和语言知识库具有自建构能力),一种是对外语言教学语法(需要在语形语法的基础上增加与语言理解相关的社会文化知识,因为不同语言的语义结构网络具有不同的文化性),一种是计算机模拟语言能力的语法(需要语义语法和语言知识库,因为计算机不具备语义结构网络自建构能力以及与语言理解相关的知识系统的自学习能力)。也只有揭示出语义结构网络,语法学研究才能够在语形语法研究的基础上取得全面突破,语法形式、语形语法意义和语义语法意义,才能够全面贯通。 尽管语义研究及其形式化相当困难,但是在语义语法学理论的指导下,根据定域(语言定域)、定量(词语定量)、定性(义元定性)、定式(义联定式)的“四定”原则逐层实施,自然语言的理解与生成有可能在单句模式系统中首先实现。只要对语言本质的探索和人脑语言移植电脑的目标不变,就必须穿越语义研究的沼泽地。如果说20世纪是语形语法学的世纪,那么可以预言21世纪将是语义语法学的世纪。 六、语言科技复合型人才的培养 自然语言的计算机理解和生成已经成为国际语言学研究的聚焦,语言信息处理的技术水平已经成为当前衡量一个国家现代化水平的重要标志之一,尽快培养兼通语言学、计算机科学、数学和认知科学的复合型人才迫在眉睫。据《美国计算语言学杂志》1986年统计,全球设置计算语言学博士学位的大学已有105所,其中美国63所。在英国曼彻斯特大学已有计算语言学的学士和硕士专业。(侯敏1999,p.27) 中国的机器翻译在20世纪50年代启动,但由于反复不断的政治动乱停滞了近20年。1981年,成立了中文信息学会。1987年,隶属于中文信息学会的计算语言学专业委员会成立。通过计算机专家和语言学家的努力,已经取得语言信息处理的一系列成果。但迄今为止,中国大陆计算语言学方向的研究生的培养,或附属在汉语言文字学、语言学及应用语言学学位点,或附属在计算机应用等学位点,专门性的本科专业迄今尚无设置。根据目前中国高等教育学科体系,一方面,语言学和计算机科学分属不同专业,兼通语言学和计算机科学人才的培养如隔重山;另一方面,“中国语言文学”学科中,作为学术或准科学的“语言学”在前而作为艺术或教化工具的“文学”为重,两者始终捏而不合。 依据南京师范大学文学院的发展规划,20__年4月成立了语言科技研究所,6月成立了语言科学及技术系,现在正在建设一个包括教学功能、科研功能、开发功能和交流功能的语言科技实验中心。在现有专业目录内增设的汉语言专业,以“语言科技”为特色,课程设置以语言学、计算机科学、数学和认知科学为四大学科支柱,20__年开始招收首届中文信息处理方向的本科生。这一举措,为多年来倡导的文理工学科渗透,找到了一个准确的切入口。语言科技专业的培养目标是:立足当代语言科技领域,放眼未来相关科技前沿,以语言学与相关学科相的结合为导向,培养有利于促进21世纪科技进步和社会发展的复合型创新人才。通过坚持不懈的努力,南京师范大学语言学学科点拟在三五年内完善“本科生——研究生——博士后”的多层次人才培养体系,建构“教育性——科研性——开发性”的综合型高等教育基地。 面对信息科技对当代语言学的挑战,“语言科技”新思维应运而生。这是一个可以在描写语言学、理论语言学和计算语言学之间,可以在语言学和相关学科之间,充分发挥沟通作用并引发许多思考的新概念。依据这一新思维,首先建构了面向语言工程的语义语法学理论,并进一步将这一工程具体化为“语言基因图谱分析工程”和“语言能力移植工程”。当代信息科技的发展趋势表明,研究对象的语义性和研究过程及其成果的技术化将成为21世纪的语言学精神。 科学与技术论文:论农业科学技术的发展与运用 1新农村建设中存在的问题 1.1传统农业生产方式效率低下 改革开放以来,随着工业化进程的不断推进,我国传统的农业生产方式发生了巨大的改变,机械化程度明显提高,农业生产取得了可喜可贺的成就。尽管如此,我国的农业生产仍然是典型的劳动密集型产业,以家庭为单位,小面积经营。这种一家一户分散经营生产方式,包括种植业和养殖业均需在单位面积投入大量的劳动力,且以低水平、重复为主,很难形成规模化和集约化,造成资源的极度浪费。既不适应不断提高的农业生产要素水平和社会化分工的要求,也无法应对日益增加的市场风险,更不利于农业科技进步。尽管农村城镇化进程促进农民收入增加、生活水平提高,但导致大量农村劳动力转向城市,造成农户兼业化和村庄空心化现象。不但不能从根本上解决传统农业生产方式效率低下的问题,反而导致城乡收入差距逐渐拉大,影响“农业、农村、农民”3者共同协调发展。 1.2农产品流通和市场建设有待优化 农业产业结构调整的不断深入为现代化农业,尤其是农产品的流通和市场建设提出了新的挑战。目前我国市场农业还处于发展完善阶段,市场信息不能及时、准确地在供需双方交换,生产不能与市场相适应;产业布局和专业化分工错乱,不符合现代化市场的需求;储运加工系统不畅,导致“卖难”问题十分突出。这些问题都大大地抑制了广大劳动者进行农业生产和农产品结构调整的积极性。 1.3粮食安全与食品安全令人担忧解决好我国13亿人口的吃饭、穿衣问题,始终是党和政府的头等大事。作为一个全球性话题,粮食与食品安全受到国际社会的广泛关注。随着全球气候变暖的加剧带来的极端气候,导致粮食大面积减产及病虫害问题,始终威胁着我国的农业生产。当前,随着分子生物学技术的飞速发展,转基因已走出实验室,成为动植物育种的常规手段。通过转基因技术培育的新品种,正逐步侵入和占领传统的农业国家,我国同样未能幸免。尽管该技术在提高产量、抗逆及抗病虫害方面比传统作物有着巨大的优势,但是其安全性却无法准确评估。转基因作物的大面积推广,不仅危害食品安全,更不利于我国种质资源和生物多样性的保护。食品安全问题直接关系到广大人民群众的健康和生命安全,影响到经济的健康发展和社会的和谐平稳。当下食品安全问题层出不穷,屡禁不止。这些接连不断发生的事件,引发了党和政府对食品安全问题高度关注。 2农业科学技术发展现状 我国农业科学技术拥有悠久的历史和曾取得过令人瞩目的辉煌成就。18世纪以来,西方以实验为基础的现代科技体系引领了科学技术发展的方向,生命科学的发展与创新,尤其是数量与分子遗传学技术的进步,极大地促进了传统农业的发展与变革。我国用了近半个世纪,尤其是改革开放后的30年,依靠自己的力量,不断努力进步与创新,极大地提高了农业科技水平和综合竞争力。尽管我国人口增加了2.4倍多,但粮食产量由1949年的1亿t多,增加到5.9亿t,其增长速度远远超过人口增长。 3农业科学技术在新农村建设中的作用 3.1稳定发展农业生产 农业发展是“三农”建设的基础,而科技创新更是社会发展的第一推动力。创新是社会主义新农村建设的根本特征,从家庭联产承包责任制,这一制度创新,彻底改变了我国农村的产业结构到现代化农业工程——超高产作物选育、现代化的畜禽育种技术、应对各类自然灾害的重大工程等,通过高科技手段不仅使得农业生产环境和生产方式发生了根本性的改变,更提高了对环境的适应和抵御自然灾害的能力。“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是古人总结出的一句老话,从中反应出了优良品种的重要性。在生命科学爆发式发展的推动下,尤其是经典数量遗传学与分子遗传学相结合促成了现代化的作物、畜禽选育技术。高密度芯片和深度测序技术的出现,不仅使科技工作者更方便地定位疾病和生产相关候选基因,其衍生出的全基因组选择技术在作物、畜禽育种领域的应用大大缩短了世代间隔、加快遗传进展,极大地降低了育种成本。而应用现代技术进行抗病、抗逆育种,使得自然环境较恶劣的地区进行农业生产成为可能。被誉为我国农业战线上的“两弹一星”——黄淮海平原旱涝盐碱综合治理更是应用现代化农业科技手段,在党和各级政府协同努力下重点针对盐碱障碍耕地淡水匮乏问题,改善种植结构,改良工程和农艺措施,选育耐盐抗旱新品种,综合利用咸水和雨水资源对这一饱受旱涝、盐碱和风沙危害的地区开展大规模的综合治理和开发。其产生的经济、社会和生态效应不可估量,在社会主义新农村建设热潮中起到了先锋模范带头作用。 3.2推动农业产业化进程 农业现代化发展的核心是农业生产方式,如何充分发挥农业的生态、环境和经济功能,改变农村生产、生活方式,推动城镇化进程是党和政府始终关心的问题。农村传统的生产方式无法适应现代农业产业化、集约化和规模化经营的需要,而城镇化的进程使得大量青壮年劳动力离开世代耕作的土地进城务工,而留守农户身兼数业,无心种田。这些归根结底是传统劳作方式生产效率低下,不能为劳动者带来切实的利益。农业产业化,这一生产方式的转变应时而生,体现了先进生产力发展的要求,不仅能够推动农村经济和生活结构的调整,同时也是农民增收和提高我国农业竞争力的重要途径。产业结构的优化、集约化程度的提高和农业基础设施的建设都为这一进程提供了有力的条件。用现代化的工业理念来规划农业生产,通过土地集约经营,不仅可以加速农业科技在实际生产中的应用,更能加速农民生产和生活方式的转变。农业科技园区正是这一理念的体现,作为一种新型的农业发展模式,它以技术密集为主要特征,在农业高新技术开发、试验和推广中发挥重要作用。农产品的高效快速流通也是困扰农业产业化进程的一大难题。随着我国农产品“七区二十三带”布局的完成,现代化的农产品收储、加工、运输技术为“减少流通成本,提高流通效率”提供了强有力的支持。 4结论 我国新农村建设正在进入新的阶段,党和政府不断加大“强农、惠农、富农”政策力度,促进农村社会结构转型和城乡发展。这一过程中显现出的传统农业生产方式效率低下、粮食和食品安全及农产品流通和 市场建设问题亟待解决。借助农业科技的快速发展,不仅可以稳定快速地发展农业,推动农业产业化进程,缓解粮食和食品安全问题,使农业经济发展,农民致富,“农业、农村、农民”3者共同协调发展,才能缩小城乡差距,达到共同富裕。 科学与技术论文:谈谈计算机科学与技术发展 新课程改革基本的理念当中明确指出评价的主要目的是为了全面了解学生的学习历程,激励学生的学习和改进教师的教学,应当建立目标多元化、评价方法多样化的评价体系。本文就计算机科学技术在现代教育应用作了介绍,接着分析了在现代教育中普及与应用计算机科学技术时应当注意的问题,为计算机科学在现在教育中更好地应用做了借鉴。 1.计算机科学技术在现代教育中的优势 1.1摆脱了教育时间的约束。计算机科学技术在现代教育中的应用,具有明显的超时间性。一方面,在计算机科学技术中,其存储器可以存储大量信息,中央处理器可以对大量的信息进行运算和处理,因此可以确保计算机辅助教学系统在处理教学信息时的及时、高效,而且可以将以前以及现在的教育信息储存起来,方便在以后的教育与教学活动中的随时调用,摆脱了各种教育活动在时间上的限制。 1.2摆脱了教育空间的约束。借助计算机科学技术和网络通信技术,现代教育实现了在教育空间上的有效延伸。在计算机网络教育环境下,人们可以在任何一个地方,通过联网的计算机终端了解到各个高校的最新研究成果和教育信息,随时随地地登录专业网站进行相关专业知识的学习或相关资料的下载,甚至可以与专业教师或专家进行在线交流,从而使计算机科学技术彻底打破了教育在空间上的限制,使得现代教育开放性的特征更加明显。 1.3在教学活动中的沟通与交流。交互性是计算机科学技术应用于教育活动的一大优势,符合现代教育良好沟通、人机对话的要求和现代教育发展的客观规律。借助计算机科学技术,教师和学生之间、教师与教师之间以及学生与学生之间都可以随时随地的进行沟通和交流,不必再受时间和空间的限制,便于教学内容的灵活选择以及各种教育问题的及时处理。同时,借助计算机科学技术在沟通与交流上的优化,可以使教学内容变得更加形象、生动,变传统、静态的教学模式为动态、交互式的教学过程,有助于学生由被动学习向主动学习的积极转变。 1.4自由性。计算机科学技术在现代教育中的应用,使得各个教育主体可以通过计算机网络进行自主而不受约束的参与和沟通,让现代教育能够渗透到社会的各个角落,的特征,使真正意义上的自由学习和终身学习变为现实。 2.计算机科学技术在现代教育中的具体应用 2.1在学生预习环节的具体应用。在传统的教学模式下,学生的课前预习主要是自主开展的,教师的指导和帮助非常有限,学生的预习过程具有很大的随意性和盲目性,预习效果也很难得到保证。借助计算机科学技术的网络优势,教师可以在课前指出学习的重点和难点,提出课前预期的目标。 2.2在课堂教学环节的具体应用。计算机辅助教学手段在课堂教学环节的应用,不仅让教学内容的呈现更加具体和生动,还丰富了课堂教学的手段和方法,尤其是多媒体技术在课堂教学环节的应用,使教学工具由“黑板”变为“计算机”,使教师从繁琐的板书工作中解放出来,大大提高了课堂教学的效率。 2.3在现代远程开放教育中的应用。计算机科学技术在教育领域的应用,打破了现代教育在时间和空间上的限制,同时为各类人群都提供了平等、开放的学习机会,因此远程教育、开放性大学等营运而生。在现代远程开放教育模式下,求学者可以不用再受空间、时间、办学规模、年龄等因素的限制,随时随地开展自主式的学习。 2.4在构建多媒体课堂中的应用。多媒体课堂已经成为现代教育中最常见的形式,对激发学生的学习兴趣和求知欲具有十分明显的作用。多媒体课堂主要是由计算机、多媒体音视频输入设备、控制软件以及数据存储设备等组成的,在继承传统课堂教学优势的基础上,借助计算机科学技术与录音、录像、电视等传统媒体技术的结合,更好的满足了现代教育的教学需求。 3.在现代教育中普及与应用计算机科学技术时应当注意的问题 首先,要增强计算机科学技术应用的实效性,避免走形式主义。这是因为,很多学校在推广计算机教育技术时,过分强调高配置、高普及率,这对在我国的很多地区还是很难实现的。同时,计算机科学技术在现代教育中的应用,需要与传统的教学手段进行充分的融合,而不是单纯对传统教学模式的完全否定。 4.结语 综上所述,计算机科学技术在现代教育中具有无可比拟的优势和鲜明的特点,能够推动现代教育的改革与发展,为教师 提供了更加丰富的教育手段和教学方法,有助于学生自主学习和远程教育的实现。同时,计算机科学技术在现代教育中的应用,有效拓展了教育的时间和空间,为师生之间的沟通交流和学生综合素质的而培养提供了有利的条件,对现代教育活动的开展具有十分重要的现实意义和作用。 科学与技术论文:试论科学知识、技术知识与工程知识 摘要: 本文首先通过对实证主义知识论的批判来建构立足于生活实践的知识论立场,在科学、技术、工程三元论的架构下,沿着知识论的两个基本追问----何谓知识?知识何以可能?即知识基于什么样的活动得以产生的追问,来分析已往科学知识、技术知识、工程知识的研究在流行的知识论框架下存在的问题与缺失。从立足于生活实践的知识论立场看,科学知识作为描述性知识,其目标与意图就是在于理解世界,描述世界的存在方式;技术知识作为行动的程序性和规范性知识,其目的在于解决实践过程中“做什么”和“怎样做”的问题;而工程知识作为造物行动中的情境化知识,其目的在于人工物在现实中的成功建造。三者有着本质的区别,但存在着十分紧密的联系。 关键词:知识论,科学知识,技术知识,工程知识 在科学、技术、工程三元论的构架下,科学知识、技术知识、工程知识作为科学、技术、工程相应的知识形态,由于三者本质属性的不同而具有各自的特征。但是长期以来,由于实证主义知识论的广泛影响,国内外大多数的学者普遍认为 :技术知识是科学知识的应用,而工程知识则是技术知识的应用。工程知识、技术知识仅被视为科学知识的“退化形式”,尤其是工程知识,根本没有作为独立知识形态的合法地位。本文试图通过对实证主义知识论的批判,来转变知识论的立场。在立足于生活实践的知识论立场上,来对科学知识、技术知识、工程知识的本质、特性加以尝试性的研究。 一、知识论立场的转变 近现代以来,随着理论自然科学取得的巨大成就,西方知识论经过经验主义、唯理主义和康德先验主义的演变,实证主义知识论逐步成为西方居于主流地位的知识论。尽管自上世纪五、六十年代以后,实证主义知识论作为流派,在理论界已经风光不在,并且遭到了众多的批判,但是,在现实生活中,它的主张已经广泛渗透到公众的意识里,深深地影响着公众乃至于知识界对科学知识以及人类其它知识的整体理解。 逻辑实证主义对科学知识的本性作了系统的解释。科学知识是实证的、客观的,任何科学命题都要经受得住实验和事实的考验,要符合可证实性原则,否则就是没有意义的,是形而上学。整个科学就是一个存在意义关联的命题集,是一个严密的、前后一致的逻辑体系和公理系统。由于经验世界是统一的,因而表述经验世界的科学语言也是统一的。正如卡尔纳普所说:“物理语言是一种普通科学语言……,科学是一个统一的体系,在这个体系中没有根本不同的对象或领域,这就是关于科学统一的理论”。[1] 尽管实证主义知识论涉及的人物和思想众多,但其根本观点和目标是一致的,那就是把科学限制于经验范围之内,满足于对经验的描述和整理,只有这样的科学知识才是客观、确切和有用的知识。这样,他们把知识几乎全部等同于科学知识,并且认为它在价值上是中立的,具有工具合理性。逻辑实证主义对当时和以后的经济学、社会学、法学、历史学、心理学等产生了深刻而广泛的影响,按实证科学知识的模式去改造与重建各类知识几乎成为一种潮流和时尚。 实证主义知识论从20世纪中叶起遭受了众多学派学者的批判。其实早30年代,胡塞尔在《欧洲科学危机和超验现象学》一书中就指出:“欧洲危机的根源在于实证主义、怀疑论、非理性主义等错误的哲学思潮排挤了欧洲传统的理性主义的精髓。” [2] 持历史主义的库恩、费耶阿本德等,持后现代科学知识观的罗蒂、利奥塔等,还有科学知识社会学(ssk)的布鲁尔、拉图尔等,以及强调“个人知识”的波兰尼等,他们各自站在自己的知识论立场上,对实证主义知识论进行了剧烈的批判。在这些思潮看来,科学是一项解释性的事业,科学知识并非由科学家发现的客观事实,并非科学家对外在自然界的客观反映和合理表述,而是科学家在实验室里制造出来,并且通过各种修辞手段使之得以认定为普遍真理的局部知识,是负载着社会利益或受到特定社会因素塑造的。费耶阿本德认为科学本质上是无政府主义的事业,对科学的研究可以采用任何方法,各种巫术、神话都与科学一样在文化上是平等的,没有贵贱之分。“任何思想,不管是多么古旧和荒谬,都有可能改善我们的知识”。[3] 反对实证主义知识论赋予科学知识的唯一霸权。 在笔者看来,实证主义知识论的问题与缺失主要存在于三个方面: (1)实证主义的以知识论、方法论替代认识论,拒绝从哲学上对科学认识进行论证,试图使科学免受哲学的影响。然而,在科学上排除哲学的影响并不真的表明实证主义可以不受哲学的影响,事实上它是“把方法论自身的框架先验化了的认识论,自己现在受到了它曾经给形而上学所作的那种狂热和荒诞的裁决”。[4] 实证主义否定形而上学本身就是以经验主义和归纳主义为基础的形而上学。 (2) 实证主义持一种唯科学主义的知识观,认为科学是最恰当的人类知识的表达形式,甚至认为科学知识是人类唯一具有真理性的知识,并以自然科学的知识标准衡量、裁定人类的其它知识。人类的其它知识要么是无意义的,需要加以拒斥,要么就归结于科学知识或者是科学知识的应用。 (3)实证主义在坚持肯定了科学知识的客观性与普遍性的同时,排除了主体及其价值判断,主张事实与价值无涉,正如胡塞尔分析欧洲科学的危机时所说:实证科学“抽象掉了作为过着人的生活的人的主体,抽象掉了一切精神的东西,一切在人的实践中物所附有的文化特性。”[5] 由此,造成了科学对生活世界的遗忘,造成了人类文化的危机。 因此,要摆脱实证主义知识论的束缚,走出实证主义知识论的困境,就必然转变知识论的立场,必须恢复被遗忘的生活世界,立足于生活实践来展开知识论的重建。 通常,实践被理解为人们为了获取物质文化生活资料,满足人类社会需要而进行的探索和改造客观世界的感性物质活动,它作为人类实际地处理自身与世界之关系的活动过程,总是以对人与世界关系的观念处理为范导,是在观念地处理并处理了人与世界关系之后才得以进行的有目的的、能动的、改造世界的物质活动。[ 6] 也就是说要以人与世界关系的观念处理为实践的前提,然而,“在现代科学的视野中,世界展现为客观自在的、数学化的、无限的科学世界,人与这个世界的关系,构成了主客体二元对立的对象性关系,科学、技术的认识活动,工程改造世界的造物实践活动都是在这个主客体二元对立的对象性结构中进行的。这样,工程本质上就展现为:在科学活动建构的自然图景和自然规律的框架内,遵循技术活动建构的以自然规律为前提的“怎么做”的程序化知识,在一定的社会条件下,按照数学化的方式去筹划和改造自然、构造人工物的活动,通过这种活动实现理论向现实的飞跃,实现客体的主体化,从而达到主体的目的、满足主体的需要”。[7] 显然,这种实践观在本质上同实证主义的科学观是一致的,胡塞尔对现代实证主义所造成危机的批判,同样适用于这种实践观。现代科学对生活世界的遗忘,必然也会导致这种实践对生活世界的背离,加深文化的危机,加深我们这个世界的非人性化,从而逃避人类的责任! 笔者所主张的生活实践是立足于生活世界的社会行动,人与世界最原初、最根本的关系不再是自然主义常识观、实证主义科学观中的主客体二元对立的对象性关系,即以某种观念为先导的关系,而是境域化关系,这种关系是自明的、非预设的、非课题化的、存在论的而非认识论的关系。把实践纳入这种存在论的境域化结构中,也即生活世界之中,才能真正理解马克思所说的:“哲学家们只是用不同的方式解释世界,而问题在于改变世界。”[8] 实践,作为人的有意识有目的的、最活跃的话动,是一种探索性的、创造性的、认识的和组织的活动。生活实践中包含着包括理论活动在内的多种认知活动,这种立足于生活世界的实践,才是人类一切知识产生的基础。 基于这种生活实践的知识论立场,我们反对给知识一个抽象的、僵死的、绝对的定义,主张从丰富多彩的生活实践类型来探寻各种人类知识的本质与特征。在科学、技术、工程三元论的构架下,从生活实践的类型来看,科学是认识世界的活动,技术是如何改造世界的认知活动,而工程则是改造世界的造物实践活动。显然,这三种不同的实践类型对应着本质上不同但又紧密联系的三种知识形态。 二、科学知识 通过上述对实证主义的科学观的批判,依据立足于生活实践的知识论立场,我们认为:1)科学活动是人类理解和解释世界的一种实践类型,它所产生的科学知识以追求符合客体的真理性、描述性知识为目标,因此在本质上必须坚持科学知识的实在性、客观性与普遍性,这个问题上我们赞成实证主义知识论的主张,不赞同社会建构论者关于科学实在是由科学研究的社会过程建构出来的主张。2)任何人类的实践都是嵌入在一定社会历史文化之中的,科学实践也不例外。在此我们赞同对实证主义知识论排除主体、排除价值、排除历史文化,造成科学对生活世界遗忘的批判,主张科学知识要回到生活世界,在立足于生活世界的实践中把被实证主义分裂的主体与客体重新结合起来。3)反对实证主义知识论唯科学主义的主张,反对将一切知识都归结为科学知识或科学知识的应用。主张从生活实践的类型来肯定各类知识独特的价值。4)任何具体的科学研究实践都是在一定的地域、时域中现实发生的,地方性的各种社会因素、实验室情境都显示了科学家日常实践的鲜活性,社会建构论者深入到科学研究实际过程的微观探究十分值得关注。但科学家如何超越情境达成“共识”,创造出具有客观性与普遍性的科学知识?仍有待深入研究。 在这样观念下,科学知识呈现出如下的本质与特征。 1、 真理性 科学知识的真理性有两方面的含义。其一,是指科学知识本身就是真理,或者是具有向真理逼近的性质;其二是指某一科学知识可能最终被证明不是真理,但它是最求真理过程中的一个环节,具有追求真理的使命,尽管它可能被证伪。所以,科学知识的根本特征是表征客观对象的客观性质与客观规律的,它具有可检验性,或者能被证实,或者能被证伪,或者能被进一步发展。 2、 合理性 首先科学知识以经验事实为基础,所建立的理论或规律,它在经验上具有严格的可重复性、可预言性。其次,科学知识的逻辑体系是严密的。严密的逻辑推理方法如经验归纳与演绎推理是获得科学知识必不可少的思维方法。科学因此具有一种与天意、神启、臆测相对立的理性。在当代,尽管经验对一个新理论的直接支持可能已经变得越来越少,但是科学知识体系仍依赖于其坚实的经验基础和具有经验基础的背景理论的支持。 3、 进步性 科学的发展趋势一般是:后一种理论比前一种理论更仔细地更详尽地描述或说明同样的事实;后一种理论通过了前一种理论通不过的经验;后一种理论对前一种理论具有完全的包容性,能解释前一种理论所能解释的一切事实,还能解释并预言前一种理论所不能解释和预言的新事实。随着科学的发展,科学知识体系中,总是能进化出更具有普遍性的、具有更高解释效用的、能更准确预言未来的理论体系。这种进步是在现实的社会历史中发生的,社会、文化的因素在科学知识的进步中有着不可忽视的作用。 4、共享性 自然科学知识具有普遍性,其内容及其利用,具有公开性和共享性。科学知识是无国界的、无阶级性的,科学理论可以被各个国家的人、各阶级的人所发现、继承和利用。但是,由于科学知识的创造与应用都是嵌入在一定的社会历史文化的情境之中的,社会的政治、法律、哲学、道德、宗教等社会意识形态会深刻地影响科学知识的生存和传播,影响着其共享性的实现,因此,必须立足于生活实践来具体分析。 三、技术知识 在把技术理解为知识的传统中,长期以来,由于深受实证主义知识论的影响,技术就是应用科学的观点在国内外学界广为流行。 “技术就是把应用科学所得的原理和方法等用到更广泛的实际问题。” [9]的看法十分普遍。 但是,正如d•伊德所说:“西方的技术传统是偏爱‘理论’而轻视‘实践’的,并且将技术贬黜为应用和实践”。[10] 由此造成了技术知识附属于科学知识的非独立地位,遭到了知识论研究的严重忽视。上个世纪80年代以后,这种状况有所改变。经济学家罗森伯格说:“技术本身是关于某些事件和活动的一组知识,它并非只是来自其他领域知识的应用”。[11] 技术史家莱顿认为,作为科学的镜像兄弟,技术是一个“自主的、平等的组织”,它与科学的关系是“共生的、平等的和互动性的”。[12] 由此,技术知识作一种有别于科学知识的独立体系确立起来。 站在我们知识论的立场上,显然,现代意义上的技术知识是技术发明这一特殊的实践活动创造出来的。技术发明活动已经从生产领域中分离出来,构成了相对独立的、以建构技术知识为目标的人类活动。可以说,它是为了实现人类的某种目的,导向实践的、“应当怎样做”的程序性、规范性知识的认知与建构活动。我们将从如下方面来解释技术知识的本质与特征。 1、技术知识的存在形态 人们一般认为,传统技术知识主要是以经验为基础的,是经验形态的零散化的知识;而现代技术知识则主要是以现代科学知识为基础的,是理论形态的知识体系。经验性的技术知识是主观的、心理性的、个人的。与此相反,现代技术知识是客观的、理论性的、社会性的。在我们看来,1)技术知识既包括理论形态也包括经验形态,技术知识再发展,理论形态的技术知识也不可能涵盖全部的技术知识,从而把经验形态的技术知识排除在外。2)理论形态的和部分经验形态的技术知识可以通过编码成为明言性的知识,可以用文字、数字、图像、符号表达,易于以硬性数据、公式、编码程序或普适原理的形式传播和共享。3)有相当多的经验形态的技术知识,如技能、诀窍等,由于它们的存在依附于人的大脑或身体操作的技能,通常只能在操作行动表现出来,而行动如何往往又依赖于特定的情境,因此无法对它们进行编码,由此构成了难言知识(波兰尼称之为“默会知识”)。这一点,与科学知识明显不同,科学知识都是明言的,否则它不可能达到描述自然的目的。 2、技术知识的认知结构 技术知识不是对现有客观事物的描述,但它也不是人的头脑中先天固有的东西,技术发明不是在自然界中发现现成的东西,而是创造自然界原来没有但逻辑上可能的东西。因此,技术知识蕴含可能性,是对可能性世界的探索,技术知识的应用是可能性的实现。技术知识是人类为了某种目的,在可能世界中搜索,从而创造出来的“怎么做”才能达到该目的的技能、诀窍、方案、程序、规则。其认识结构包括三个方面:1)确定欲实现的目的;2)在可能世界中以试错的方式搜寻与选择实现该目的的手段;3)对该手段能否实现目的以及手段的功效进行评价。其中,“目的”与人的欲望、社会的需求、利益及其限制相关,“可能世界”、“手段评价”则与逻辑空间、科学知识、日常经验、已有的技术知识、生产制造能力水平、自然环境、各种社会政治、经济、文化因素等相关,可见,技术知识的认知结构更深地嵌入到了社会情境之中,更为各种复杂的价值关系所左右。不可能像科学那样完全地去情境、去价值,达到完全普遍性的知识,其普遍性往往表现为约定性的规范。 3、技术知识的评价原则 技术知识的评价显然不同于科学知识的评价,实验评判与逻辑评判构成的真理性评价是科学知识评价的基本原则,由于排出了价值,科学知识的评价与价值无涉。技术知识的评价虽然无关与对象是否相符意义上的真与假,但它仍然包含价值性评价与事实性评价两大原则:1)价值性评价主要指:技术知识作为手段在其实际应用中,能否实现预期的技术目的?是否满足了技术使用者的需求?是否具有正当性与公正性?负面价值有多大?2)事实性评价主要指:技术知识作为手段,在实施过程中是否具有可操作性?是否易于现实化?功效如何?技术本身是否先进?是否可靠、稳定、耐用?各种(自然、经济、政治、文化、社会的)成本代价有多大?效益如何?等等。 4、技术知识的普遍性与特殊性 技术知识无法构成像科学知识那样统一的、严格按照内在逻辑关系展开的普遍知识体系,这并不是因为技术知识不够成熟所致,而是其本性使然。我们可以把技术知识分为如下层次:1)技术理论原理(通常称为技术科学);2)技术规范;3)技术项目的工作原理;4)技术方案;5)工艺流程;6)操作规则;7)诀窍与技能。第一个层次与科学知识联系密切,具有科学知识一样的普适性,它是将因果关系转换成目的-手段关系,也即科学知识转换成技术知识的中介;第二个层次是一定社会条件下的约定,对于受该规范制约的技术活动而言,具有普适性;第三个层次进入具体项目,其工作原理的构思具有明显的特殊性,往下的层次特殊性越来越强,直至难言。可以说,这些层次从上而下,技术知识的普遍性、明言性、社会性不断减弱,特殊性、难言性、个体性不断增强。 5、技术知识的社会性与地域性 技术知识的社会性与地域性不仅体现在它的应用所产生的社会功能上,而且也体现在它自身的内在建构上。我们认为社会建构论者的研究进路与方法,其实更适合用于技术知识建构的研究。关于技术知识的社会功能已有大量成果,不再赘述。 三、工程知识 长期以来,由技术与工程不分,人们往往把工程视为技术的应用,工程知识也自然视为技术知识的一部分,实证主义者更是把工程知识、技术知识都视为科学知识的“退化形式”,工程知识根本没有作为独立知识形态的合法地位。近年来,这种状况发生了改变。正如沃尔特•文森提(w. vincenti)所说:“以前我们将工程看作是科学的婢女,以为工程只是应用科学的发现,现在是我们改变这种看法的时候了”。[13] 在中国学界,自从李伯聪提出科学、技术、工程三元论以来,工程在哲学研究中逐步获得了合法地位,相应,从知识论的角度把工程知识作为独立的知识形态来展开研究已经提上日程。 按照生活实践的知识论立场,我们进一步把工程造物活动规定为:为了满足社会的某种需要,在集成科学、技术、社会、人文等理论性知识及境域性经验知识的基础上,在经济核算的约束下,调动各种资源,在特定的空间场域和时间情境中,通过探索性、创新性、不确定性和风险性的社会建构过程,有计划、有组织地建造某一特定人工物的实践活动。显然,工程实践的根本目的在于建造人工物,而不在于工程知识本身的创造,工程活动本质上不是创造知识的活动。工程知识在此仅仅是作为实现工程目的的手段、环节、要素而被创造的。因此,从本质上说,工程知识不是工程活动的目的,而是实现工程目的的手段,它的创造由目的决定,是中介性的知识。具体来说,我们认为工程知识具有如下的本质特征。 1、工程知识的独特性与地域性 工程知识的独特性与地域性来至于工程本身的独特性与地域性:1)任何现实的工程活动总是意向着某个特定的欲求建造的人工物的。正如陈昌曙教授指出:“工程项目是强对象化的,有其特殊对象。…… 它常常不是批量化的,而是‘唯一对象’或‘一次性’的,如青藏铁路工程、南京长江大桥建设工程。”[14] 严格地说,工程几乎没有可重复性。2)在英文中,动词engineer就包含着谋划、独创的意思,工程师们(engineers)所做的事情一般来说是ingenious (有独创性的)。“独创性”(ingenuity ) 和“工程”(engineering) 具有相同的拉丁文词根。3)这种特定的人工物总是嵌入在特殊的自然环境与社会环境之中的,这些特殊的地域性因素不是工程的外部环境约束条件,而是工程活动的内在要素。因此,工程知识的建构必须充分反映这些独特性与地域性。 2、工程知识的综合性、具体性与可靠性 从知识的性质看,工程知识既不具有纯粹的科学性质、技术性质,也不具有纯粹的社会性质、人文性质,而是众多种类知识的综合集成。工程知识要集成多种自然科学知识、技术知识、技术发明、技术诀窍,但不能仅仅是它们的单纯应用或集成,还必须集成经济学、管理学、社会学、政治学、哲学、历史学、人类学、心理学、文化学、美学、宗教学、民俗学、考古学等多种人文社会科学的知识。但是,工程知识仅集成这些知识还不够,还必须集成相关的已有经验,尤为重要的是,必须集成工程本身的独特性与地域性所带来的具体的情境性知识与经验。这就要求工程知识的建构不仅要有高度的综合性,而且还必须具有深入细微的具体性与可靠性,正如皮特所说:“工程知识被证明要比科学知识更加可靠。” [15] 否则,不仅不能确保工程的成功完成,往往还会造成重大损失。集成并不是上述各种知识、经验的简单堆砌,而是把它们有机地结合并转化为与当下工程现实情境相符合的,可行、可靠、可操作的方案、方法、工艺、程序、规则、规范、指南。 3、工程知识的复杂性与协调性 在工程活动中,掌握和创造工程知识的主体具有十分复杂的构成:它包括决策者、投资人、企业家、管理者、工程家、科学家、工程师、设计师、技术人员、经济师、会计师、工人等等。我们把直接参与到某项工程行动中来的人员总体,称之为工程共同体。这些工程共同体的成员以自己原有的专业知识,参与到某项工程中来,由此决定了工程知识总体构成上的复杂性。在工程的决策、设计、实施操作、运行、评价、管理等行动过程中,共同体的成员各施其职,各显其能,矛盾与冲突在所难免。在工程展开的具体情境中,他们之间必须通过交往行为、规范调节行为来进行沟通,消除观念上、利益上的冲突与矛盾,达成目标认同、行动协调、紧密配合、利益共享,才能保证工程的顺利完成。由此又决定了工程知识还应包括修辞、商谈等促进交往沟通的协调性知识。 4、工程知识的情境性与现场发生性 工程开展的地域性与情境性,决定了工程知识的情境性与现场发生性,主要表现为:1)现场发生性,它指的是由具有一定知识经验储备、带有一定的工程意图的工程主体,或者说处于以往历史形成的情境之中的工程主体,与工程活动发生的具体的自然环境、社会环境相互作用,当下产生的明言性和难言性的经验、知识。它们不是预先既定的、现成自在的,而是随着工程行动者的出场、造物行动的发生才涌现出来的;2)主体间性,地域与情境条件不仅是工程行动主体与客观自在环境相互作用的结果,也是工程共同体内个体之间交往、沟通、争执、协商的结果,任何个体虽然都从自身出发,存在视界的差异,正是主体之间的交往行为带来了视界的融合,形成了对工程行动共通共识的主体间性的情境性知识;3)境域约束性,地域与情境条件一旦产生,又与工程行动者已有的知识经验储备相结合,共同构成约束工程行动者视界及行为的境域性知识与经验;4)随机的变异性,地域与情境条件构成因素的不确定变化,都可能带来它的随机变异。它会随着工程行动的展开而不可完全预期地发生着变化,反过来又影响工程的行动变化。工程知识也必须具有这种随机变异性,才能确保工程的成功。 5、工程知识的难言性与不可复制性 把工程知识与科学知识、技术知识相比较,它更是难于形式化、体系化的零散知识。工程知识中综合集成的自然科学、技术科学和人文社会科学的知识,可以进行编码,属于明言性知识。具有普遍性的各种理论知识,在工程知识的集成中,它们必须转化为情境性的特殊知识,才能在现实工程中发挥作用。但大多数在工程中随机发生的情境性知识是难于编码的,属于难言知识,与技术知识相比,它的难言性更为突出明显,这正是工程知识的一大特点。例如,一个人拥有再多的明言性的工程知识,只要他不进入到现实的工程实践之中,不掌握难言性的情境性知识,他就难以对工程有实际作用,人们甚至会说他不懂工程。工程知识的难言性、独特性、地域性等特征决定了它的难以复制性,致使它不能共享,更不能直接移植,简单套用。 6、工程知识的优化性与评价的多元性 围绕工程目标,必须通过设计对工程知识进行优化。但是,优化并不意味着最优化而是满意化,因为从理论上讲最优化必须建立在所有实现工程目标的途径方案都完全已知,每一种方案实施后产生的后果影响都能完备预期,评价方案及后果影响的标准都完全一致等这三个必备条件的基础上。但是,在现实的工程活动中,价值标准的多样性,各种人群、组织在观念、利益上的冲突与矛盾等等,都决定了不可能形成完全一致的评价标准;而认识水平、能力、精力的有限性也决定了不可能搜寻全部的方案和预期所有的后果影响。因此,工程知识的优化不可能有“最优解”,只可能有“满意解”、“妥协解”。现代工程的发展显现出两面性的特征,它在造福于人类的同时,又为人类带来了意想不到的灾难。工程人工物不是中性的,它负荷着价值。因此,必须要从经济的、政治的、军事的、生态的、环境的、文化的、科学技术的、人文的、审美的等众多维度的对工程进行全方位的评价,工程知识中必须把多元性的评价知识作为不可缺少的组成部分。 科学与技术论文:小学科学与现代信息技术巧妙融合 摘要:在现代化信息技术与教学思想的助推之下,小学教育如虎添翼,为小学生的各大学习能力奠定了坚实的基础。作为科学教师,必须要拥有信息化带动教育现代化、提升知识普及度的思想意识,并努力探索信息技术的新奥妙。本文详细阐述了信息技术与科学课程紧密相融的优势,而后提出了几大措施,以此督促教师挖掘更有效的知识传授技巧。 关键词:小学科学;现代信息技术;巧妙融合 科学与自然是息息相通的,我们了解科学知识的宗旨就是保护自然环境,珍爱自然生命,所以对于人类赖之生存的地球而言,科学是它的“保护罩”。因此,从小学起教师便要着手自然科学知识的灌输,从而让学生对科学的了解程度随着年龄的增长而逐步加深。本文旨在以信息技术的大势凸显教师教学渠道之宽阔,只有灵活地将各大有效技术串联在一起才能使课堂绽放出精彩的火花。 一、提供多样化的外部刺激,创设具体的教学情境 对于小学科学课堂而言,学生的学习兴趣显得尤为重要,因为科学领域的解释往往侧重于抽象、绕口、复杂,其难度自然也超出了小学生的正常可接受范围。因此,在教学的过程中,教师可创造引人入胜的学习情境,借此提供多样化的外部刺激,进而深入地挖掘学生的学习潜能。例如:在“水的形态变化”这一小节开讲之前,我向学生提问:同学们,你们知道“形态”二字的含义吗?生1:指的是事物存在的形式或状态。师:是的,那你们在生活中亲眼见过水的哪些状态呢?生2:自来水、蒸馏水等是液态的,具有可流动性。生3:冬天里液态水会凝结成冰,成为固态。师:同学们的答案都是正确的,可知你们对于周边的生活观察还是较为细致的,但是还有一种形态大家都忽视了。此话一落,学生都陷入了沉思:水还能呈现出哪种形态呢?教师可稍做提示:液态、固态都呈现过了,还缺哪种状态呢?有同学立马反应过来:气态。既然水的三种形态已向学生托盘而出,于是接下来教师可以利用多媒体以图像、视频的方式向学生自然界中水的不同形态及其三种形态之间的变化关系。然后让学生用文字叙述的方式将“自然界中水发生变化的条件及过程”完整地表述出来。等学生完成这些任务过后,教师还需帮助他们得出促使水具有三种不同形态的原因是温度的高低关系的结论,其中以0℃为变化的分界点。通过以上的多媒体学习,学生就能知道气态水包括“霜、雪、露、雾”等多种形式,再者这些字都是雨字头,自然与“水”有着不可分割的联系。在理论知识讲解的同时,教师分别将水的固态、液态、气态表示图投影在大屏幕上,让学生通过对比来得出三种形态之间的不同点,而后在用箭头关系表示出转换循环图,这样一来就加深了学生对水循环的记忆与理解。 二、创设模拟实验,促进学生知识建构 现代信息技术是协助科学教师一改传统教学风格的最佳辅助工具,所以在创建先进课堂、营造良好气氛的同时,教师可用信息技术的功能与作用凸显课程的主旨和整体教学目标,开展模拟实验,让学生在知识的感染下逐步进入到学习的最佳状态中来。例如,在研究地球上的“可利用性水资源”这一概念时,教师首先向学生灌输了只有淡海水才符合人类食用标准的知识,但“可利用性”的标准并不仅仅局限于“可食用”这一方面,也包含可运输、可转化、可滴灌等作用,因此在讲解这一部分的内容时,“水的循环利用”这一思想成为关键点。为了促进学生对水循环的理解,教师可利用Flash课件制作水地表径流和地下径流的动态图,然后再用对应的箭头标示出哪一部分水蒸发到达了大气层,而又有哪一部分水降回到海洋中,只有熟知了这一过程,我们的学生才有可能在“改善水的质量”这一实验中发挥自己的聪明才智,思考正确的解决方法。现代信息技术给予了学生一个见证“动态水循环”的最佳平台,使得教学效果加倍。当多媒体与课堂紧密相融时,学生也会对科学知识产生浓厚的学习兴趣,从而在“微世界”中以更仔细、更全面、更清晰的心态去观察,发现“新大陆”,构建完善的知识架构。 三、突破理论教学瓶颈,延伸教学内容 在教学过程中,如果教师不借助外物单凭课本的话,会遇到诸多问题的瓶颈,比如,考试卷中部分超纲题、知识与知识间的维系点等,因为课本中的讲解往往都是散落的,而现代信息技术提供了整体化的技巧,所以它适合用于复习阶段的教学。通过信息技术,教师不但可以轻松完成教学任务,还可以树立学生保护自然、珍惜资源的意识,彰显人文教学的精神。同时也从小学起就向学生植入了信息素养的核心概念,以此提升有效整合信息的能力。信息技术是科学课堂的点缀品,它以高层次的融合与主动适应渗透于日常教学中,成为加速学生消化理解知识的催化剂。对于小学生而言,信息技术是辅助基本认知的有力工具,它所展现的与课本截然不同的直观形象,富有深刻内涵的附加内容拓宽了学生的科学视野,丰富了他们的思维想象,从根本上向学生的脑海中注入了正确合理的科学发展观念,为培养新时代素质人才奠定了基础。 作者:赵高翔 单位:浦江县虞宅乡中心小学 科学与技术论文:小学科学与信息技术整合 摘要 在现代教育加速改革的环境下,信息技术的重要性开始得到有关教育部门的认可,很多学校都着手将信息技术列为必要的教学工具。但是目前,小学科学与信息技术在整合的过程中并未取得理想效果。通过举例说明信息技术在教学过程中的不可替代性,进一步探讨运用信息技术促进小学科学教育的方法。 关键词 信息技术;重要性;整合;方法 在现代教育改革过程中,最有活力、最有潜力的因素就是信息技术。经过大量实际调研可以证明,通过将信息技术与小学科学整合,使教育手段趋于多样化,可以更好、更多地为学生提供知识来源,拓展学生的知识面,为学生提供一个直观、易于交流的学习环境,从而提升小学教学质量,促进我国素质教育的发展。简而言之,信息技术在提升小学教育质量方面的作用是巨大的,小学科学与信息技术的整合是非常有必要的的。 一、小学科学与信息技术进行整合的实质 信息技术与小学科学进行整合的实质,就是在教学过程中合理运用现代科学的教学理念和教学方法,并且通过使用计算机等现代科技产品,辅助教学的开展,逐步替代过去传统教学方法。目前,信息技术与科学学科的整合具体主要表现为:教师在课堂上使用多媒体课件,使讲解内容更为清晰直观。例如,在讲解蜡烛燃烧现象时,教学目的就是想让学生了解燃烧现象,从而得到对燃烧的一些认知,并能够掌握灭火的技巧。如若真正动手做燃烧实验,教学时间不一定充足,并且燃烧实验也不易控制,安全问题不能忽视,这种情况下运用课件,上述问题迎刃而解。生动直观的影像,不仅培养了学生的观察、分析能力,还提高了学生了解新事物的积极性,小学科学课教学中的难点得到了有效解决。再举一个简单的例子,小学科学课学习动物相关知识时,只有运用教学课件,才能让学生得到较为直观的认识。教师可以制作带有动物图片、动画等内容的课件,可以得到事半功倍的效果,例如动物有关知识讲解时,可以通过设置一些简单游戏,教师说出动物名称,学生去指出对应的图像,很好地活跃了课堂气氛,使学生的学习积极性得到很大提高。这样的例子不胜枚举。“月亮”“地球绕着太阳转”等知识,就算教师讲解得再到位,考虑到学生的注意力程度以及年龄偏小的情况,不如通过现代信息技术的手段,通过运用图片、音频、视频、动画等信息技术将学习内容展现到学生面前,使各种知识直观地出现在学生的眼前,更能激发学生的好奇心和钻研心。 二、制约小学科学与信息技术整合的因素 1.部分地区缺少相关设备设施 信息技术在小学科学教学过程中所扮演的重要角色越来越得到有关教育人员的认可,信息技术成为必要的教学工具的趋势不可阻挡。但是在一些经济落后、教育条件差的地区,很多学校只配有一些落后的教学工具,缺少相关的多媒体设备,无法利用信息技术得到丰富的教学资源,严重制约了小学科学与信息技术的整合进程。 2.部分教育人员对整合的认识不足 目前,一些学校的领导以及老师不重视学习深造,而学习深造正是教育人员提高教学水平的重要途径,是接触先进的现代教学理念的关键渠道。现代的教学理念得不到认可,教师的教学理念就摆脱不了过去传统思想的影响,教学方法仍是死气沉沉的形式,认识不到信息技术在当代教育中不可替代的重要作用。另外,部分教师理解不了整合的真正意义,只是片面地认为只要会运用计算机等设备就可以,不能把信息技术与教学紧密结合在一起,发挥不了信息技术的优势,片面的认识严重影响了小学科学与信息技术的整合效果。 3.信息技术运用能力不足 在我国,由于信息技术是近些年才开始作为教学工具逐步引入到日常教学中,很多教师虽然有多年的教学经验,具备很强的教学能力,但是不一定能做到熟练运用多媒体设备等仪器,因为这些设备设施都是近些年才开始普及的。另外,一些教师很少关注每一个学生的特点,教学没有针对性,做不到因材施教,对于各方面资源整合能力较差,严重限制了信息技术的施展空间。 三、对小学科学与信息技术整合的建议 1.加大教育投资 偏远地区缺少配套的仪器设备,国家应进行重点补助。一般来说,小学学校的教育投入的资金来源主要是当地政府,因此要通过相关政策提高当地政府对教育的重视程度。政策上得到了鼎力支持,硬件条件也会得到提高。另外,一些教育水平落后、师资力量薄弱的学校可以通过教学资源整合,达到整合所要求的硬件条件。 2.教学理念革新 教师在小学科学与信息技术整合的过程中起着举足轻重的作用,是这场变革中最关键的因素之一。教师是教学过程中的引导者,教师的教学观念直接影响着整合的效果。所以,学校领导应在政策和行动上均给予大力支持,更为重视现代教育理论的学习,定期组织教师进行培训学习,培养教师先进的教学理念。首先,可以学习有关整合的理论知识,了解教学改革的方向;其次,可以组织去一些示范学校学习经验,理论与实践并重,做好整合的准备工作,可以更好地促进小学科学与信息技术整合。 3.信息资源库的建立 资源丰富是信息技术的优势之一,建立共享的信息资源库可以发挥其优势。丰富的教学资源可以给教师带来更为广泛的教学内容,也可以为自主学习创造条件。教师可以在日常教学过程中多搜集一些实用的信息,既可以丰富自己的教学内容,也可以丰富学生的知识来源。小学科学与信息技术的整合不可能迅速完成,短时期内,信息资源不会集中,如果教师每次都需要去耗费时间搜集资料会造成资源浪费。如果建立共享的信息资源库,就可以通过快捷的网络来获取第一手的资料。 4.教师能力的提高 针对存在的一些问题,教师应该发现自己在小学科学与信息技术整合过程中存在的问题,如对多媒体设备运用不熟练。教育改革的背景下,教师应熟悉相关理论知识,利用信息技术辅助教学,逐步掌握信息技术这项新技能,做到信息技术与个人教学科学整合。 5.提高实用性 不能盲目地过度倚重信息技术,它也存在不可忽视的缺点,如信息技术不能代替实际试验。因此,小学科学与信息技术整合需要注重教学的实用性,条件允许的情况下,真实的体验要比虚拟的影像带来的认识要深刻很多。 四、结束语 整合小学科学与信息技术是一个需要磨合很长时间的过程,整合是优良教学因素之间的结合,发挥信息技术资源丰富的优势,将教学内容中不易理解的难点攻破。教师在注重实用性的前提下,运用信息技术,通过整合设计,增加师生和学生之间的互动,提高学生的学习积极性,使教学水平更上一层楼。 作者:崔加良 刘超 单位:临沂洗砚池小学 科学与技术论文:计算机科学与技术经济管理分析 【内容摘要】 进入新世纪之后,计算机技术的不断发展,促进了各个方面的更新步伐。计算机技术也在企业的经济管理中得到应用,与传统的人工管理方式,各方面速率有了很大程度的提高,其在企业进行数据信息管理时充分发挥了优越便捷的性能,本文从企业经济管理存在的问题出发,对计算机科学与技术所起到的作用进行阐述,最后针对其应用进行了合理的分析。 【关键词】 计算机科学;技术应用;经济管理 计算机科学与技术因其实用性、可操作性得到广泛应用同,在现代企业经济管理中也起到巨大作用,具有广阔的发展前景。但是一些企业领导者却没有相应的理念,对计算机科学与技术的重要性没有一个充分的认知,这对企业发展十分不利。 一、企业经济管理存在的问题 (一)观念传统和保守。 经济管理理念传统和保守是中国经济管理存在的重大问题。企业领导者常常是依据自身经验及其主观看法进行管理,随着市场经济的推进,如果管理观念不发生转变,必然会被市场所淘汰。大部分的企业领导者因没有一个正确的观念对计算机科学与技术运用时,无法产生有效的经济管理,最终导致企业领导者的决策行为存在盲目性。 (二)经济管理行为缺少明确的职责划分。 企业在进行经济管理时要有统筹观念和战略性意识,内部管理效率质量低下,企业发展就会失去平衡。如果企业的内部管理起不到相应系统性和全面性作用时,就会产生企业成长的障碍。企业缺乏主体意识没有合理的管理计划与明确的策略目标,导致企业经营效率降低,严重时会使企业陷入混乱与危机。现在我国在企业治理层面存在众多的矛盾,相应体制跟不上现有经济的发展需求,这非常阻碍我国企业收益的提高,这也是目前亟需解决的问题。 (三)计算机科学技术没有得到充分的利用。 数据信息的搜集是计算机科学技术的重要作用,目前对计算机技术虽然得到广泛的运用,但计算机互联网体系经济管理方面在还非常的单一,这也在应用上存在滞后性。企业在对其的应用跟不上市场经济的需求,致使企业经济管理得不到科学性的提升,企业内部经济管理体系不健全,企业管理者对信息输入、处理及输出等各步骤上的忽视,企业经济管理数据不准确、完善,致使计算机科学技术体系无法得到合理的应用,也就无法给经济管理提供充分有效的支撑。 二、计算机科学与技术在经济管理中的作用 计算机科学与技术已经得到各行业的认可,因其巨大的便利性,从而获得了较为广泛的运用,经济管理工作方面所受到的影响更为显著,计算机科学与技术推动了企业的经济管理的步伐,不仅能够全方位管理各类繁杂的数据,加强企业内部控制力、资金管理力度,最重要的是能够进行企业内部财务工作职能的转变,还可以同时对数据的有效性及可靠性进行验证。但对经济管理人员而言,如何进行应用,并将其作用最大化,就成了首要任务。 三、计算机科学与技术在经济管理中的应用 (一)以计算机科学技术为基础的管理系统。 创建设立完整的组织构造与权责划分规范体系因内部控制环境适应网络环境的相关条件,企业就原有的会计模式进行重新建立与改革。应该从企业的现实状况出发对其会计管理进行设置,并应结合企业的现实经营环境,在保证企业的营销战略的情况下。企业需要结合成本收益率对比,简化的、科学合理的方法进行其组织构造。网络环境发生改变组织构造也作相应的调整。运用互联网实现经济管理,企业领导者的目标可以得到有效的执行,还可以规划企业所有与会计相关的各流程环节,并使其得以运用到各部门中。计算机科学技术为基础的管理系统还能够增强预防性能,具有防范、寻查和纠错等特点。网络技术的先进性给予了强大的技术支持,改良了业务在信息交流方面进行相互转变的过程,是企业实现目标强有力的后盾。通过计算机科学技术的运用企业经济管理一体化得已实现,企业完全运用网络信息数据与技术成立产、供、销一体化的营运,同时使财务管理最大限度上进行同步化,对传统业务程序进行转变,减少运营成本,使企业营销效率得以提升。 (二)宣传企业文化。 企业文化代表着企业形象,是企业的活力中心,企业文化的制定形成良好的凝聚力量可以促使企业健康有序的发展。企业通过对网络技术合理应用,对企业文化充分做好动态方面宣传和企业之间的相互沟通,使企业文化可以为战略政策的制定提供帮助。 (三)计算机科学技术进行风险辨别。 科技迅猛发展的今天,计算机网络技术也稳健成熟,在为我们带来便利的同时也带来了许多潜在的风险因素。企业在执行战略的过程也许会有不确定事项的出现,而对其进行分辨和识别就是风险评估,而企业希望在不确定因素发生前对其加以控制,使企业得以减少相对的风险。一是实行经济管理整体风险评估,也是企业经济管理对内部效率控制与实施结果的主要环节。不仅要以信息技术网络环境下内部控制所属环境因素与企业风险关键点为起点进行剖析,整体评估与剖析网络环境哪些风险会发生,并拟定相关限制风险的方法和限制步骤。二是运用计算机科学与技术进行风险模拟预测,对可能形成的风险进行有效避免。将相关的资本市场产品、供求、法规信息及客户情况采集融合后,采用计算机进行经营中会出现的各种模式的模拟,最后得出的模拟经营结局,然后对其各种模式实行相关敏锐警惕度方面的分析,可以使企业寻找到其风险点及时实行有效的防范措施。因这种办法的实用性高,在企业生产活动中有现实的指导影响,使营销战策更加科学完善,实务界对其也越来越重视了。 四、结语 计算机科学与技术的日趋成熟,让日常工作可以更好地完成。在进行经济管理时具有很强的便利性,解决了很多难题,计算机科学与技术能够对经济管理进行系统性规范,其强大的网络性对企业管理、统筹、文化宣传等方面都起到巨大作用。本文对计算机科学与技术在经济管理中的应用进行了深入的分析,希望能推动经济管理工作的有效进程。 作者:刘嘉唯 单位:南昌大学信息工程学院 科学与技术论文:质量科学与质量工程技术研究 摘要: 质量与工程技术的结合是质量科学进步的必然结果,它既是质量本身发展的需要,同时也是社会进步的需要,质量工程技术的成功应用是质量科学的现实需要,而质量科学理论的丰富为质量工程技术的发展指明方向,两者相互依存,共同发展。 关键词: 质量;工程技术;发展;提升 0引言随着经济社会的高度发展,物质资料的极大丰富,人们对质量的需要显得尤为重要,它时刻伴随在我们左右,小到衣、食、住、行,大到国民经济建设。质量的提高与改善离不开质量工程技术的运用,科学技术是第一生产力在质量科学成果中得到完美的体现。 1质量需求推动社会进步 质量依附于产品和服务中,以实现顾客满意为终极目标,这同时也是产品占领市场的基础工作,只有顾客的感知质量超出认知质量后,产品才能赢得市场,质量时效性使质量的内涵随时间推移也在不断变化,产品只能不断地适应这一变化才能生存,这也成为推动社会进步的一种力量,如果这一循环关系被打破就会使产品停滞,甚至最终退出市场,质量时效性使质量的内涵随时间推移也在不断变化,产品只能不断地适应这一变化才能生存,这也成为推动社会进步的一种力量,如果这一循环关系被打破就会使产品停滞,甚至最终退出市场,如三鹿奶粉事件为乳制品市场敲响了警钟,并最终导致免检的终止。 2社会进步促进质量科学发展 新产品不断出现,科学技术的发展催生了许多新的产业和新的生产方式,这对质量监管提出了新的要求,同时由于人员素质差别,逐利方式的不断更新,使原本不是问题的问题,变成了棘手的质量管理问题,如网络购物、电子商务的发展,虚拟空间的不断扩大,在考验质量道德水平的同时,也在拷问质量监管手段的有效性,这也正是质量检验四职能中关键一环“把关”职能的发挥问题,问题的解决需要发展的眼光、创新的思维、需要科学技术与质量科学完美结合,这也正是质量科学发展的动力。 3质量工程技术使质量科学理论更加完善 质量科学是管理范畴内的理论科学,其作用于过程和过程输出,而其评价指标必须是可量化和可测量的,只有这样的质量才是有意义的质量。将各种质量指标的规律性进行系统总结,利用数理统计进行量化分析,得出评价指标,确定期望值,实施有效的质量控制和质量改进,如果没有质量工程技术的支撑,质量科学将成为高台楼阁,其作用于输出结果的效能将无法发挥。 4质量科学为质量工程技术指明了发展方向 质量是目标,工程技术是手段,目标确定,剩下的就是如何实践,质量工程技术正是基础科学在质量方面的成功运用。在20世纪30年代由休哈特等质量专家将数理统计的原理引入到质量管理中,形成了统计质量控制阶段和后来的全面质量管理阶段,通过近一个世纪的发展,质量工程技术手段已在所有追求质量的企业和行业中得到广泛应用,并贯穿于全过程管理的方方面面。 5工程技术的运用促进质量提升 质量科学与质量工程技术综合运用,使质量保持和质量进步成为可能,而质量科学正是通过质量控制和质量改进的有效方法实现这一目标。质量控制是满足质量要求,质量改进是增强满足质量要求的能力,当质量水平低于顾客感知质量时,需要质量改进提高质量水平,在满足顾客对理所当然质量要求的同时,大力发展魅力质量,使产品以质量优势占领市场,通过质量控制和质量改进提高质量水平的过程,是质量工程技术成功运用的结果。质量控制的基本技术SPC控制图,其以统计技术和概率理论为基础,质量改进活动中的QC和6σ项目等都是以工程技术为基础,如新、老七种工具和参数估计、方差分析、回归分析等技术方法。 6质量控制和质量改进是质量提升的必然过程 质量科学与质量工程技术综合运用,使质量保持和质量进步成为可能,而质量科学正是通过质量控制和质量改进的有效方法实现这一目标。质量控制是满足质量要求,质量改进是增强满足质量要求的能力,两者的辩证关系如下图,其中水平线为质量控制阶段,当质量水平低于顾客感知质量时,需要质量改进提高质量水平,在满足顾客对理所当然质量要求的同时提高一元质量水平,大力发展魅力质量,使产品以质量优势占领市场,而这两种方法提高质量水平的过程,是质量工程技术成功运用的成果。质量控制的基本技术SPC控制图,其以统计技术和概率理论为基础,质量改进活动中的QC和6σ项目等都是以工程技术为基础,如新、老7种工具和参数估计、方差分析、回归分析等技术方法。 7“6西格玛”管理是运用质量工程技术实现质量改进的成功案例 “6西格玛”标准是美国通用电气公司振兴的三大法宝之一,是由杰克•韦乐奇推行的现代管理方法,从最初的提高产品质量引申到全领域改进的现代管理方法,其追求的理念是“零缺陷”即百万机会缺陷数为3.4,其将通用电器公司从一个弥漫着官僚主义气息的公司打造成一个充满朝气、富有生机的企业巨头,几乎重新定义现代企业,而这一改进方法均是以质量工程技术为基础。质量科学离不开质量工程技术,两者的深入融合将充分发挥质量的作用,并在经济领域产生更大的效益,基础科学进步、工程技术发展不断丰富着质量科学内涵,而又对质量科学提出了更高要求,这一需求推动着质量科学不断进步,最终实现共同提高。 作者:金秋玲 张旭 康秀翠 单位:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 科学与技术论文:食品科学与工程技术进展 1当代食品科学与工程技术学科发展的概况 中国近年来发展工程技术和食品科学的成绩斐然,这主要是由于在日常生产中,经济价值的作用越来越明显,这也使越来越多的人投入到该领域地研究中,这也相应地提升了该学科的影响力及知名程度。在规模方面,两门学科不断扩大,梯队方面也优化显著。中国2015年以来,越来越多的人投入到这两门学科地研究中,许多高等院校也增设了与之有关的专业课程,规模不断得到拓展。曾有统计数据表明,中国自2008年开始,这两门学科在各高校的开设率显著增长,两年内,增设数量超过三十所,另一方面,我们分析梯队的专业能力,一方面专业梯队不断增加,另一方面,专业梯队的质量也显著的提升。相关人员具备了越来越高的资格与学历水平。总体而言,在质量与数量方面,中国在研究这两门学科的上都取得了巨大进步。教学方式得到改革,人才的质量整体呈上升趋势。目前在我国各大高校中该学科的教学方式、教学模式以及教学方法得到不断改革。正是在这种大方向的改革下,学科在高校内的发展可谓是如鱼得水,对该方面人才的培养起到了重要的推动作用。从学科精品课程的开设状况来说,仅仅2005年到2006年这两年内食品科学与工程技术学科的精品课程开设数量已经达到了近20门,在学术研究成果上来看,该学科的博士学位优秀获奖论文在数量上也有了重要的突破。因此从人才培养的整体情况上来看,明显呈上升趋势。 2食品科学和工程技术的作用 在知识经济的推动下,随着新产品的不断发展,过去的食品生产工艺过于落后,不能适应食品学科的各项发展。因此,未来中国食品学科的发展将主要以科技引领生产技术为主要方向。由此,民生问题因食品学科的影响将越来越明显,越来越重要。 2.1为食品安全提供了科学依据 在飞速发展的社会经济推动下,科技领域越来越重视民生科技的发展,并且随着设计与执行科技规划方案工作的不断推进,民生科技逐渐成为科技创新的关键,其中与民生科技发展关系最为密切的就是合理规划健康、节能、公共安全以及环保等。由此,在和谐社会的构建中,民生科技的作用也越来越明显。在民生科技中,食品科学占据主要地位,对人类健康具有重要影响,这也是其逐渐被重视的关键。 2.2为节约型社会的建立提供了资源 加大对社会中不同资源的保护与利用力度是当前创建节约型社会的关键所在,与此同时,各种资源要加大其利用率。在装备得以提升、科技不断进步的情况下,在全部学科中,食品产业作为重要内容,一方面帮助科学化的实现,使学科化的成果得以最大程度的发挥;另一方面,从装备和资金的角度,学科化都提供了极大的帮助,使食品产业有了良好的发展基础。此外,食品科学的发展应该依据科学技术的改革,对生产过程中需要的关键技术进行重点解决,并以先进的科学技术取代传统生产技术,以便对食品产业进行改革;利用科学技术的不断进步对资源使用率和生产水平进行提升,加强对废弃物的管理与应用,从而确保食品学科真正实现可持续发展。 3食品科学和工程技术的发展对策 3.1增强科学技术创新意识 当前多家战略需求最大的就是可持续利用资源与食品安全,在国家建设可持续发展的道路中,这些问题也起着关键性的作用。因此,对未来食品学科发展的规划方面,有关工作者必须将其发展态势作为重点进行研究,同时对其可能遇到的发展问题进行详细的了解和解决。另一方面,建设学科的过程中,还要加强对科技创新的重视力度,从而使食品产业未来的发展具备坚实的技术基础。 3.2建立具有较高水平的专业平台 研究食品学科的有关人员必须通过创建高水平的专业平台来使其研究成果保持原创。集约的高度性是食品学科的主要特点,其有关研究工作必须在相关技术的支撑下完成,但因投入方面的制约,食品学科的有关研究工作在专业性方面还有待提升,并且大部分科研部门都缺乏先进的装备,这也在很大程度上限制了食品学科的发展,并且在研究自主创新方面也受到了极大的消极影响。所以,为了使食品学科的发展更加快速,许多高校以及相关科研部门都需要与食品学科有关的实验室或者实验基地作为支撑,在研究装备方面需要更新提升,从而在条件与环境方面为食品学科创造机会,使研究食品学科的相关成果更加准确。 4结语 在中国的主体经济中,食品学科占据主导地位,其研究也是生命学科研究的一部分,并且,在市场经济可持续发展的建设中,食品学科起着关键性的作用。因此,发展食品学科,首先从自身优势出发,抓住机遇,不断挖掘先进领域,改革科学技术,使食品学科的发展能在当前经济环境下获得质的飞跃,使其在其他学科中的影响力得到发挥。 作者;顾朋 单位:大庆市工业和信息化委员会 科学与技术论文:计算机科学与技术发展现况与趋势 摘要:详细分析计算机科学与技术发展的现状,在此基础上就其未来发展趋势进行探讨,以期对我国计算机科学与技术的发展提供参考。 关键词:计算机科学;发展趋势;发展现状;未来趋势 引言 随着技术的不断进步,计算机类产品在各大领域都得到了广泛应用。无论是教育培训、家庭娱乐,还是办公设备等,都会应用到相关产品,给人们生活带来极大便利。我国在计算机科学与技术方面研究起步较晚,与世界先进国家相比,存在很大差距,技术还不成熟,系列产品得不到有效的推广应用。随着我国综合国力的不断提升,国内技术人员积极探索,成就了技术的不断发展。对计算机科学技术的发展现状与未来发展趋势进行探讨,能更好地服务国家战略发展,以进一步提升我国综合竞争力。 1计算机科学技术的发展现状 1.1普及性与深入发展性 随着社会的不断发展,人们接受新事物的能力也得到提高。在信息化和数字化不断发展的时代下,人们越来越喜欢应用计算机类的科技产品来方便自身生活。根据相关调查人员的一项市场调研结果显示:全国有84%的家庭已经安装并使用计算机类的科技产品,94%的公司和企业运用计算机网络化的操作和管理形式。计算机科学技术已成为人们工作和生活当中必不可少的一部分,提高了工作和学习效率,丰富了日常生活[1]。 1.2专门化与综合化 社会发展日新月异,人们生活也丰富多彩。生活中的每一个事件都离不开高科技,简单到生活中的洗衣做饭,复杂到公司组织结构的管理等,都不可避免地会涉及到高科技。如今市场上各大技术公司之间的竞争日趋激烈,只有努力提高自身产品的专业性和后期的服务性,才能够在市场竞争中具有优势。这里的专业性含有两层的意思:一方面,企业要提高自身现有技术的质量,不断在此基础之上加以创新;另一方面,企业还要深入市场调查研究,真正了解人们所需,根据市场需求来开发相关产品。只有这样,才能够提高自身竞争力。尽管如此,我们还要注意相关技术之间的联系性,不能一概而论,也不能分开阐述研究,而要真正了解他们之间的联系和区别,不断优化升级改造[2]。 1.3突破性与深入性 当今计算机产品市场竞争十分激烈,技术革新水平与企业发展存在密切联系。企业要积极采取一系列行之有效的方法措施,来提高自身的竞争力。计算机技术的发展历程也是极其漫长的,从第一台计算机出现到如今,我们可明显地感受到此方面技术的不断进步,且这种进步程度也变得越来越快。我国正在倡导创新型国家的建设,努力提升综合软实力,缩小与发达国家之间的距离,需不断地突破一些技术瓶颈,加大对科研人员的培训力度。 2计算机科学技术在未来的发展趋势 2.1朝着更深层次发展,信息智能化程度更高 虽然当前社会已是一个网络化的时代,但是在其网络技术上仍然存在一些问题,如在防御问题上就存在很多漏洞,许多黑客利用网络存在的这个问题,进行一系列的违法犯罪行为,严重侵害了许多人的隐私,严重时可能也会损害集体和国家的利益,这个问题影响是非常之大的。除此之外,还有一些网络服务并不完善,有许多客户对其进行了投诉,这就要求科研人员对这一项问题,进行更加深入的研究[3]。各大媒体之上看到过智能机器人的报道,在该报道中机器人几乎可以帮助人类做任何事情,当然考虑到种种因素,该项发明还不能投入市场,但这也充分证明了计算机技术的不断发展[4]。 2.2多领域广泛发展,在日常生活中更加普及 智能自行车是谷歌集团推出的一款新的产品,这款自行车安装了遥感系统,不仅可感应到“主人”的需求去自动识别地址,还可实现自动驾驶,这在很大程度上降低了交通事故率,给人们出行带来了很大便利。经过市场调查分析,该项技术产品得到了大家一致好评,如果这项技术足够成熟,价格也在普通家庭能够承受的范围之内,这款产品将会主宰几乎整个市场。这些产品当前面临的重要问题就是是否能够得以推广应用,只有解决了这个问题,企业才会获得成功,人们也才会真正享受到技术社会带来的乐趣。 2.3更新速度越来越快,性能品质越来越高 当前技术革新速度快,相关产品的性能与品质也越来越高。以手机软件为例,几乎每个软件隔一段时间就要更新一次,而且更新后的软件比先前更加优越,使用起来也更加便利,获得人们更多的欢迎。随着科学技术不断提高,相关企业与科研人员便可根据收集回来的客户反馈信息,来进行针对性的改进,进而找到解决的办法,以便于给客户带来更高级的体验,提升自己在市场上的竞争力。这对社会而言是有利的,所以客户的认可才是企业最大的成功,遇到问题要积极解决,而不是置之不理。针对这种情况,相关企业一定要做好客户信息的收集整理工作,否则企业经营也会有所影响。 3结语 技术在日常生活中得到了普遍的应用,高科技产品已与我们生活的联系越来越紧密。我们只有遵循客观规律,在科研领域不断努力探究,就必定可以将社会创建得更美好,也会加快我国建设创新型国家的步伐。当前,我国相关技术与发达国家还存在一定的差距,为了融入世界发展的潮流,改变我国在激烈国际竞争中的不利局面,我国科研人员也需密切关注计算机科学与技术的发展趋势,促进计算机科学与技术的不断发展[5]。 作者:冯小萍 周峰 单位:江西制造职业技术学院 科学与技术论文:计算机科学与技术专业发展问题探索 【摘要】在计算机技术不断推广的情况下,受到社会环境、教育观念、经济发展等多种因素的影响,计算机科学与技术专业发展还存在着一些问题急需解决。本文就计算机科学与技术专业发展存在的问题进行全面探讨,提出计算机科学与技术专业发展存中问题的对策,以培养满足各行业发展所需的优秀人才。 【关键词】计算机科学与技术专业;发展;问题;对策 在人们的日常生活中,计算机科学与技术已经成为非常重要的组成部分之一,不但使人们的沟通方式、出行方式等变得更加便捷,还大大加快城市经济发展速度。因此,对计算机科学与技术专业发展存在的问题有比较深入的了解,对于促进计算机科学与技术专业进一步发展有着重要现实意义。 1计算机科学与技术专业发展存在的问题 对当前计算机科学与技术专业发展的实际情况进行相关调查和分析发现,其存在的问题主要包括如下几个方面: 1.1培养目标与就业需求不相匹配 根据计算机科学与技术专业的发展要求来看,其主要是培养拥有较强专业知识和计算机技术的综合性人才,因此,需要加强计算机科学与技术专业学生的实践能力培养,才能真正满足各行业对高素质、高技能、高水平人才的需求。但是,很多高校设置的计算机科学与技术专业的教学目标都存在与就业需求不相匹配的问题,过于注重学生专业知识的讲解,没有培养学生的自主意识,从而影响学生创新能力、探索能力等发展,最终无法很快适应社会发展。 1.2培养目标制定覆盖的范围太广 目前,高校的教育教学改革力度在不断加大,给计算机科学与技术专业的培养目标提出了更高要求,以促进学生综合素质全面发展。但是,计算机科学与技术专业发展制定的培养目标覆盖范围太广,致使专业定位出现不够明确的问题,从而无法针对性的提高学生的专项技能,大大降低计算机科学与技术专业的教学效果。与此同时,学生的应用能力提升没有得到高度重视,计算机硬件、软件等方面的操作水平较低,给学生未来发展造成极大不良影响。 1.3本专业特色没有得到充分体现 在制定计算机科学与技术专业的教学计划时,没有根据学校的发展情况、学生的学习需求等确定项目,从而无法充分体现本专业的特色,给计算机科学与技术专业发展带来一定影响。在实践教学中,计算机科学与技术专业学生接触的知识都差不多,从而影响学生的个性发展,给学生各方面能力提升带来极大阻碍。 2计算机科学与技术专业发展中问题的对策 2.1重视实践教学,注重学生实践能力提升 在加强学生算机科学与技术专业知识教学的基础上,重视学生的实践教学,并注重学生实践能力提升,是培养优秀计算机科学与技术专业人才的重要途径,对于促进算机科学与技术专业更快、更好发展有着极大作用。因此,在实践教学中,按照应用型人才的培养要求选择教学内容,结合学生的实际学习需求制定教学计划,是完善算机科学与技术专业教学体系的重要基础,以在加强学生技能水平考核、专业能力提升的情况下,为学生未来良好发展奠定坚实基础。 2.2创新计算机科学与技术专业的教学方法 在不断推进教育教学改革制度的情况下,创新算机科学与技术专业的教学方法,不但能满足更多学生的学习需求,还能使教学目标与就业需求更加匹配,从而提升学生综合素质的基础上,促进算机科学与技术专业进一步发展。在实践教学过程中,教学活动的有序开展,需要结合现代教学资源、信息技术等,与学生的实际生活保持紧密联系,才能真正体现算机科学与技术专业的重要性,最终达到全面提高教学效率、教学质量的目的。例如:在进行CAI的教学时。通过设置合适的教学情境,让学生自由讨论与沟通,不但能为学生营造一个舒适、愉悦的学习环境,还能更好的促进学生各方面能力快速提高。 2.3科学设置选修课程,促进学生全面发展 为了促进算机科学与技术专业可持续发展,需要注重选项课程的科学设置,充分体现算机科学与技术专业的特色,才能在提高教学内容针对性、实践性和综合性等的基础上,促进算机科学与技术专业学生全面发展。在实践教学中,加强教学体系的完善力度,将学生实践能力、应用能力培养贯穿到每个教学环境中,不但能力提高学生的学习积极性,还能使算机科学与技术专业课程教学效率进一步提升,最终推动算机科学与技术专业教学水平快速提升。 3结束语 总的来说,算机科学与技术专业的发展与社会、经济、各行业都有着紧密联系,需要加大算机科学与技术专业教学改革力度,培养学生的创新能力、实践能力、应用能力等,才能真正满足各行业对优秀人才的需求。 作者:余佳 沈捷 潘宇飞 单位:沈阳理工大学 科学与技术论文:光信息科学与技术专业课程改革探索 摘要:随着科学技术的不断进步,我国的社会发展速度逐渐加快,进而促使了知识经济时代的到来,在这种情况下,许多新兴的热门专业逐渐被开设,其中,具有较强的实践性的光信息科学与技术专业更是受到社会的关注与重视,因此,了解光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性,提高光信息科学与技术的教学质量,提高学生的综合能力,成为高校光信息科学与技术专业发展的前提。本文通过简要分析光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性,指出光信息科学与技术专业具体的改革措施,以期为提高光信息科学与技术的教学质量提供有价值的参考[1]。 关键词:光信息科学与技术;必要性;措施 作为一门新兴的热门专业,光信息科学与技术专业是教育部在1998年调整后增加的新专业,经过10几年的发展,国内近百所大学已经开设了光信息科学与技术专业,而且,目前仍有许多大学在争取开设光信息科学与技术专业。因此,重视光信息科学与技术专业的重要地位,积极开展光信息科学与技术课程改革,激发学生的学习兴趣,提高光信息科学与技术的教学质量,培养学生的实践能力和创新能力,提升学生的综合能力,促进学生的全面发展,成为高校光信息科学与技术专业的教学任务。 一、光信息科学与技术专业进行课程改革的必要性 光信息科学与技术的使用范围广泛,具有很强的实践性,因此,在教学过程中,教师需要培养学生的实践能力和创新能力,不断提高学生的综合能力,以确保学生能够满足社会对高素质专业人才的需求,但是,在实际的教学活动中,许多高校忽视了培养学生的实践能力和创新能力,致使光信息科学与技术专业的教学质量不高,严重阻碍了学生的进一步发展。因此,高校光信息科学与技术专业需要进行课程改革,以提高教学质量,提升学生的综合素质[2]。同时,在光信息科学与技术教学活动中,许多教师过分强调自己的主导地位,采用传统的注入式的教学方式,传授理论知识,未能充分调动学生学习的积极性,并且忽视了培养学生的实践能力,使得学生处于被动学习状态,从而大大降低了课堂教学效果,因此,高校需要通过光信息科学与技术课程改革,提高教师的执教能力,增强教学质量,从而提高学生的实践能力。另外,由于有些高校的教学条件有限,在开展光信息科学与技术教学活动中,学生只能做一些简单的实验,例如测量透镜的焦距、光的偏振现象、观察透镜成像等实验,难以引发学生的学习兴趣,使得学生的学习动力不足,从而降低了教学效果,因此,高校应该开展光信息科学与技术课程改革,培养学生的学习兴趣,引发学生的学习热情,以提高教学质量,提升学生的实践能力。 二、光信息科学与技术专业具体的改革措施 (一)建立完善的光信息科学与技术课程体系 光信息科学与技术专业需要扎实的理论知识和较强的实践能力,因此,高校应该加强光信息科学与技术课程建设,建立完善的课程体系,以确保光信息科学与技术教学的质量。高校应该根据光信息科学与技术专业的实际情况,合理安排教学课程,以提高光信息科学与技术教学的效果。在光子学基础方面,高校应该注重强调基础理论知识,重视描述方法、物理量以及概念之间的联系,开设信息光学、电动力学、激光原理、量子力学和光电子学等必修课,确保学生能够具有扎实的理论知识。在信息技术方面,高校应该重视电子信息技术,开设数字电路、电路理论和模拟电路等必修课,合理取舍教学内容,采用科学的教学方法,提高教学的有效性,以提高学生的综合素质。在光信息技术方面,高校应该合理设置课程,适当安排光通信原理、光电检测与处理、光信息存储与显示这三门课程,拓宽学生的知识面,增加学生的专业知识,从而提高光信息科学与技术的教学质量,促进学生的全面发展。 (二)不断提高学生的实践能力 目前,在光信息科学与技术专业教学中,许多高校只重视学生的理论知识,忽视了培养学生的实践能力和创新能力,使得学生的实际操作能力较差,严重降低了光信息科学与技术专业的教学质量,因此,在大力提倡素质教育的环境下,高校应该积极转变传统的教育观念,采用科学的教学方式,提高光信息科学与技术的教学质量,注意培养学生的实践能力和创新能力,以提升学生的综合能力,促进学生的全面发展。高校应该重视实验教学,加大资金投入,为光信息科学与技术专业提供必需的硬件设施,确保光信息科学与技术专业实验教学的有序开展,从而提高教学的有效性。同时,在教学过程中,教师应该创设良好的教学氛围,充分发挥学生的主观能动性,注意培养学生的思维能力、实践能力和创新意识,促使学生积极主动的参与到教学活动中来,从而提高教学效率,提升学生的实际操作能力[3]。 三、总结 总而言之,作为新时期的热门专业之一,光信息科学与技术专业具有很强的实践性和实用性,因此,在教育事业蓬勃发展的今天,高校应该重视光信息科学与技术专业的重要地位,加强光信息科学与技术专业的课程建设,积极开展光信息科学与技术专业课程改革,不断优化光信息科学与技术专业的课程体系,丰富光信息科学与技术的教学内容,激发学生的学习兴趣,提高光信息科学与技术的教学质量,提高学生的实践能力,从而为社会提供专业的高素质光信息科学与技术人才。 作者:冯利 单位:湖北工程学院新技术学院 科学与技术论文:光信息科学与技术专业实践教学分析 摘要:光信息科学与技术作为一门重要的课程,它在培养当代社会发展所需要的专业性技术人才方面有着不可替代的作用。而实践教学作为光信息科学与技术专业不可或缺的一部分,随着我国教育体制改革的发展,对实践教学要求也越来越高。要想为我国现代社会培养更出色的人才,在光信息科学与技术专业实践教学中,就必须加大创新。本文就光信息科学与技术专业实践教学进行了相关的分析。 关键词:光信息科学与技术;实践教学 在这个科技不断发展的时代里,信息产业发展速度越来越快,而光信息科学与技术作为信息产业的重要组成部分,为了促进我国信息产业的发展,加大光信息科学与技术人才的培养有着重大意义。然而就当前教学工作来看,一直是以理论知识的教授,忽视了实践教学,而光信息科学与技术是一门研究光信息的产生、获取、传播等过程的基本规律及其应用的一门学科,如果单纯的进行理论知识的教学,势必就会影响到学生专业能力的提高。为此,在光信息科学与技术专业中,为了更好地培养学生的创新力,提高学生的逻辑思维能力,在教学过程汇总,就必须重视实践教学,加大实践教学创新。 1光信息科学与技术专业实践教学的意义 光信息科学与技术作为信息技术的重要组成部分,它是一门结合物理学、电子学、光学以及计算机科学等多种学科,对光信息科学与技术进行研究的新型较差学科。对于光信息科学与技术专业来讲,它是与一门应用性较强的学科,在教学过程中除了要求进行理论学习的同时,还必须与实践相结合。光信息科学与技术专业在培养学生创造力、想象力等方面有着不可替代的作用,为此加强光信息科学技术专业教学十分重要。随着我国教育体制改革的发展,对教学要求也越来越高,传统的教学方法已经难以满足现代社会发展的需要,那种以理论知识为主导的教学模式所教导出来的人才难以适应这个信息化高速发展的社会的需要了。而实践教学作为光信息科学与技术专业中不可或缺的一部分,只有重视实践教学,才能更好地培养学生各方面的能力,进而促进学生的全面发展,为我国现代社会发展培养更多的专业性技术人才。 2光信息科学与技术专业实践教学策略 2.1转变教学观念 受传统教学观念的影响,光信息科学与技术专业教学中,教师依然是以机械式的方式向学生灌输理论知识,没有考虑到学生的“学”,只重视“教”,在这种模式下,学生的能力难以得到提高。而光信息科学与技术作为一门应用性的学科,它讲究的是理论与实践的相结合,而单纯的进行理论知识的教授很难达到预期的教学目的。为此,在光信息科学与技术专业教学中,教育工作者就必须积极的转变观念,在向学生灌输理论知识的同时,也要注重与实践相结合,因为实践是检验真理的唯一并标准,学生的理论知识只有在实践中才能够得到深化,学生治愈在不断的实践中才能积极学习的积极性,培养学生自己动手的能力[1]。 2.2加大教师队伍的建设 在光信息与技术专业实践教学中,专业的教师是提高教学有效性的保障,只有专业的教师才能在教学过程中更好地引导学生进行学习。为提高光信息科学与技术专业实践教学的有效性就必须加强专业教师队伍的建设。首先,学校必须加强现有教师的培养,不断提高他们的专业知识水平和教学能力,进而更好地服务于教学;其次,要对外引进专业、有教学经验的教师,为光信息科学与技术专业实践教学提供保障。另外,作为教师,更要认识到自身的职责所在,要不断学习专业知识,不断提高自己的能力,在教授理论知识的同时,重视实践教学[2]。 2.3加大投入 光信息科学与技术专业作为一门应用性的学科,在光信息科学与技术专业实践教学中,设备是实践教学开展的先决条件,只有完善的设备,才能更好地开展时间教学。为此,学校必须加大投入,为光信息科学与技术专业实践教学配备先进的设备以场所,让学生有更多的机会可以实践操作。 2.4推行校企合作 校企合作就是学校与企业之间建立合作的关联,通过校企合作这个平台,让学生在校所学与企业实践有机结合,让学校和企业的设备、技术实现优势互补、资源共享,以切实提高育人的针对性和实效性,提高技能型人才的培养质量的一种新型的教育理念。校企合作不但可以学习到东西,还可以在学习的过程中得到历练,发现自己需要学习什么样的知识,及早的丰富自己的知识结构。为此,在光信息科学与技术专业实践教学中,就应当积极的推行校企合作,学校结合专业需求,为学生选择合适的企业进行实践,让学生在不断的实践中培养自己的能力,提高自己的专业技能,进而为学生今后的发展打下坚实的基础[3]。 2.5开展创新实践活动 创新能力作为现代社会人才所必备的一种能力,在光信息科学与技术专业实践教学中,为了更好地培养学生的创新能力,积极的开展创新实践活动有着重要的作用。让学生积极参加创新实践活动,尝试用创造性的方法解决实践中的问题,进而不断提高学生发现问题、解决问题的能力。只有不断参加实践,才有了不断的发现、发明和创新。同时,实践又能够检验和发展创新,一些重大的创新目标,往往要经过实践的反复检验,才最终确立和完善。为此,作为教育工作者要为学生创造更多的实践机会,而作为学校更要结合专业实践教学需要,创办相应的实践活动,让学生参与进来,让学生在实践活动中得到成长。 3结语 加强实践教学是现代教育体制改革的内在要求,在光信息科学与技术专业中,加强实践教学,能够有效地激发学生的学习积极性和主动性,让学生在不断的实践练习中巩固自己的专业知识,提高自己的专业水平。同时,通过实践教学,可以培养学生的创新能力,培养学生的逻辑思维能力,促进学生的个性化发展,进而为我国现代社会培养更多的专业性人才。 作者:孔感 单位:湖北工程学院新技术学院 科学与技术论文:计算机科学与技术发展趋势初探 摘要:如今人们已经进入信息化的时代,计算机的科学与技术正在改变着人的生活,社会的不断发展和进步也是离不开计算机的科学与技术。我们要把握住计算机发展的节奏,加入推进计算机科学技术发展的行列。本文通过对计算机发展的背景和问题进行分析,进行计算机科学技术发展趋势的研究。 【关键词】计算机科学;技术;发展趋势;探讨 计算机已经有60多年的发展基础,计算机的开发与应用等多方领域得到了飞速的发展。伴随着社会的不断变迁以及科学技术的迅速发展,计算机的更新与发展也是日新月异,并且在自身飞速发展演变的同时还衍生出众多的发展方向。如今计算机已经在各个领域都涉及广泛,例如军事、政治、文化等。本文通过对计算机的发展历程分析,从而对计算机未来的趋势进行了浅析和探讨。 1计算机科学与技术的历史步伐 20世纪在美国诞生了世界上第一台计算机,标志着我们进入信息化的时代,当时的计算机体积和重量庞大,运行速度也慢,成本也非常高。但是随着社会科学的不断发展和进步,许多国家机关和一些先进企业开始利用计算机来进行一些高度数据的处理,处理器也随着发展的需要而诞生,并逐渐得到广泛的利用。到了1982年,诞生了世界上第一台个人计算机,这样计算机的成本得到了明显的降低,也可以更广泛的得到发展和利用。所以计算机的应用逐渐从政府机关开始延伸到中小型的公司企业,最终甚至延伸到了普通家庭中来。总体来看,计算机一直沿着积极的方向迅速发展。随着科学技术的不断发展和深入,计算机的应用领域也是出现了分化的趋势,首先计算机被高度利用在国防,军事和科技研发中。其次,计算机的微型领域也是得到了科学迅速的发展,融入到了各个行业领域中。经过六十多年的发展,计算机已经逐渐深入到了人们的生活中,很大程度上丰富了人们的生活,社会进步的速度也在不断更新。 2计算机科学与技术得到发展的原因 2.1时展的需要 如今信息化的进程在不断的更新,计算机科学与技术也是随着时代的迅速发展而发展。最初计算机是由于战争的需要和繁多的信息数据的处理需要,加之计算机的发展技术还不够成熟,会在利用计算机的过程中投入大量的人力和财力。但是正是因为这样才能促进计算机的诞生以及不同领域的需要促使计算机技术的不断发展。现在,由于国家政府对计算机技术的大量需求和利用,需要通过利用计算机科学与技术来对国家各个领域的发展起到推动的作用,对计算机各种硬件和软件的要求也越来越高,这就使得计算机的革新技术的速度也随着需求而加快了发展的脚步。 2.2技术的发展基于计算机的理论基础 在计算机技术更新的研发中,开发者需要有活跃的设计开发理念创新,并要把这些创新理念实际应用到具体计算机技术操作当中。当然创新理念在应用中需要不断的检验才能证明其是否存在利用价值,会不会对原来的操作产生更为便捷的途径。在检验计算机技术是否成熟的过程中必然会出现失败或者错误的情况,这就需要研究者不断进行反思和修改,并促进其开发研究内容的更加丰富和实用。当某一个计算机技术成熟后会对下一次的技术革新有强大的推动作用。 3计算机科学与技术的发展趋势 3.1智能化的计算机 如今各个领域对计算机的要求日益趋高,很多计算机的旧技术已经不能满足大量数据整理的需求。所以就需要更为强大的计算机技术来满足需求。智能化的计算机的研究利用,它在较之前的计算机有了处理速度上的提升,以及更全面的数据技术的分析和处理。节省更多的时间,大大增强了工作效率。 3.2新型的计算机 硅技术在近些年的技术发展到了一个瓶颈期,所以要发新的技术成为当前信息化社会发展的一个重要目标。计算机领域的研究人员把目光投入到光子计算机、量子计算机和纳米计算机等新型计算机的研究开发。而今计算机更新换代的周期越来越短,所以新型计算机的广泛应用也指日可待。3.2.1光子计算机光子计算机是利用光子对大量数据进行处理和分析的,采用光子硬件和光子运算方式,数据处理量大,处理的速度也快,使更为复杂的数据的处理在光子计算机的技术上得到优化。所以光子计算机会随着对计算机科学技术要求的不断提升会成为新型的计算机类型。3.2.2量子计算机量子计算机是对庞大的数据量进行运算处理储存和分析处理源,它是在遵循量子力学规律原理的依据上进行大量数据的处理和运算的。与传统的计算机比较起来,量子计算机在计算速度方面也是要快许多的,主要原理是量子计算机可以通过量子来进行计算。并且量子计算机在系统的安全防护方面比传统计算机有明显的优势,这目前是很多人对计算机应用方面的追求。3.2.3纳米计算机纳米计算机是把纳米技术运用到计算机的技术中来,通过纳米原件体积小的优势来取代传统原件,并且其导电性会比一般传统的计算机原件有明显突出的优点,相信纳米技术一定会成为计算机技术领域重要的一部分。 4结语 综上所述,社会的发展已经不能与计算机科学技术的发展脱离,计算机技术对人们日常生活也有着越来越大的影响。计算机技术也不断朝着智能化、多元化的方向发展,对人们未来的生活和社会的发展提供强大的动力。 作者:努尔兰·艾山拜 科学与技术论文:计算机科学与技术在现代教育的应用 摘要:伴随计算机信息技术的日益普及推广,计算机越来越成为现代人们生活的陪伴者、工作中的合作伙伴、学习中的辅导者,由此可见计算机技术在现代社会中占有的重要地位。基于时代的逐步向前发展,教育事业也要面向现代化,与时俱进,通过计算机科学与技术的广泛应用促进现代教育事业的发展。 关键词:计算机科学与技术;现代教育;应用 前言 基于计算机技术应用范围越加广泛,教育事业发展的与时俱进,在教育领域中逐渐融入计算机科学与技术。在现代教育中计算机的广泛应用,打破了传统教育模式下时间与空间的限制,使教学活动的开展更具多样化、个性化,课堂更加生动有趣。教师在应用计算机科学技术进行教学活动时,也为其节省了大量的时间精力,学生在快速掌握知识点的同时,也提高了计算机操作技能,所以说计算机技术的应用对于收获良好有效的教育教学效果具有至关重要的作用。 一、计算机科学与技术在现代教育中的应用优势 (一)对教育时间的依赖程度得以降低 计算机在教学活动中是一种重要的辅助工具,以其强大的互联性,通过联网收集到各类教学信息,以强大的储存功能,加以对类型多样的信息进行整理,不受时间的限制,无论是在课堂时间,还是课余时间,只要是有计算机在任何时刻实现快速获取知识内容。例如在美术教学中,将名家字画存储到计算机网络当中,师生可以借助对字画的欣赏,加之配以文字说明,得到更加鲜明的点评。同时计算机作为在教学活动中的一种教学系统,摆脱了对于时间的限制,学生受到计算机系统的吸引,通过受到直接影响与直接利用其技术获取科学文化知识,提升了学习过程中的动手实践能力,体现了计算机科学技术应用的深度与广度[1]。 (二)不受制于教育空间的影响 传统教育教学的开展只是限制于教室内的教学活动,即当堂课的教学内容当堂传授,当学生遇到问题的时候,欲寻求教师的帮助,受到空间的限制,只能无奈等到下次课上询问教师。计算机科学技术在现代教育中的应用不再受制于空间的影响,通过社交网络将师生的关系紧密联系在一起,当遇到问题的时候,学生即可通过社交网络在任何地方联系到教师,寻求教师以解决在学习中遇到的难题,此外还可以不受空间的影响,实现对教学研究成果的共享,在任何地方通过登录资源共享网络平台,下载教育信息资料,实现在线交流,通过远程教育实现对课堂内容的深化,以获取有效的教学资源[2]。 (三)教学活动的灵活性得以真实体现 计算机科学技术以人机界面的形式,实现了人机对话,在教学活动中通过师生之间的沟通交流,增强了彼此之间的联系,通过对话实现师生灵活性的合作。教学内容在计算机系统中呈现出丰富性的特点,更加吸引了学生的注意力,激发了学习兴趣,使其能够配合教师具体教学活动的的实施。 (四)更加体现了自由性 不受时间与空间的限制,师生之间无时无刻都可以通过计算机科学技术的应用,实现教材内容的共享,实现在线交流,这其实是计算机科学与技术在现代教育中应用自由性的体现。学生可以通过其技术的使用结合知识点与自身学习实际情况,对学习时间自由选择,教师也可自由教学方法,更好地借助计算机技术为现代教育服务[3]。 二、现代教育中计算机科学技术的应用 (一)在学生独立自主的自学阶段的应用 教材是学生促进学习一种无声的、物质化的良师益友,教辅材料扮演着辅助者的角色,对于知识的理解一方面是来源于自身对于知识点的理解,一方面是来源于教材教辅材料对知识点的阐述,而教材与教辅材料由于篇幅有限,对知识点的阐述不可能做到面面俱到,这是传统教育背景下存在的学生对于知识点理解的弊端,限制于较少的专业辅导的影响,对于学习活动缺乏目标方向性,学生很难在自学活动中约束自己,达不到理想的自学效果。计算机科学技术在现代教育中的应用,学生可以借助计算机系统平台获取更多的学习资料,更加深度地理解知识点,还能扩充知识储备量,有针对性地查找想要了解的知识内容;教师提前设计好课件,在展示课件的内容过程中,提出在自学中学生需要注意的重点、难点,结合课件展示的内容,学生提出疑问,教师进行解答,对于学生自主学习能力的培养具有重要作用。 (二)课堂教学活动中提高了课堂效率 计算机科学技术在现代教育当中的应用实现了静态化的教学知识点与动态化的计算机呈现方式的有机结合。以计算机作为教学设计、展示的载体,将教材上的知识要点融合于计算机当中,呈现在信息系统当中,而且呈现的方式多种多样,丰富了教师的教学思路方法,为学生对于应用计算机的学习方式提供了多重选择,把更多的目光关注于课件上,以丰富生动的教学呈现形式吸引学生的注意力,增强了学生自主学习的能力,创造了参与教学活动的机会,教师减轻了授课压力,有更多的时间通过计算机平台与学生沟通交流,了解学生在学习过程中遇到的难题,了解到学生对教学活动的开展有哪些意见与建议,便于个性化、有针对性信息化的教学活动开展。 三、结语 综上所述,本文从两个方面对计算机科学与技术在现代教育中的应用展开了论述。第一部分中主要从四点论述了计算机科学与技术在现代教育中的优势,正是基于这些优势使得其科学技术在教学活动中得到了广泛;第二部分是对其技术在现代教育中的具体应用体现,通过计算机技术的应用,有利于提高课堂效率,激发学生参与教学活动的热情。计算机科学与技术在现代教育中的应用是教育事业与时俱进的体现,随着其技术的不断发展,将会对现代教育中注入生机勃勃的活力,为教育事业提供良好的发展平台。 作者:柴一森 单位:江苏省南京市中国传媒大学南广学院