时间:2022-06-28 06:49:40
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面向21世纪的生物科技发展的重要特点是学科间相互渗透与协调发展。事实上,这种渗透与发展趋势在20世纪就已出现,现代生物学的每一个进步都离不开其他科学技术的发展。没有化学就没有现代酶学,没有X射线衍射及计算机技术就不可能了解蛋白质的三维立体结构,也就没有现代分子生物学。如果说过去的生物科技得益于引进物理学、化学和数学等学科的理论、方法和技术而得到长足的进步,那么,21世纪的生物科技研究就更离不开这些相关科学技术了。生物科技的这一发展趋势,要求从事生物科技研究的人员应具备相当的数理化等基础知识、宽厚的生物学知识以及相关的专业知识。然而,在我国现有的生物科技工作者中具备上述条件者为数不多,相当部分人已知识老化,专业狭窄,与目前生物科技的发展趋势不相适应。这种状况是制约我国生物科技发展的重要因素之一。从全球来看,生物科技的蓬勃发展正吸引着大量的优秀人才。近年来,在国外每年学习和从事生命科学研究的人数迅速增加。以美国为例,在近两年统计的48万博士学位获得者中,生命科学占到51%。大量高素质的青年科学家流向生物科技领域,是美国生物科技得以迅速发展的重要动力,而在我国这种趋势尚不明显。为什么呢?一方面在于我国的人才培养机制尚未适应生物科技迅猛发展的全球化趋势,人才培养计划滞后于生物科技的发展;另一方面在于国内生物技术开发研究起步较晚,生物技术产业尚未形成有效的规模,导致相当部分的生物科技人才流向国外。因此,我国生物科技人才的质和量两个方面都是不足的。对此,生物科技管理工作者应有清醒的认识。针对上述缺欠与不足,我们认为应采取三个措施:(1)打破学科间的界限,积极吸引物理学、化学、数学及其他专业技术人员直接参与生物科技的研究与开发,知识互补,相互协调,联合攻关;(2)根据目前生物科技发展的现状与趋势,及时有效地对传统生物科技人才培养模式进行改革,大力培养素质优良、基础扎实、知识面广的生物科技人才;(3)在国内大力发展生物科技产业,有效地吸引和使用优秀人才。
大力创造宽松的学术氛围,强化与企业的联合
从生物科技的发展来看,生物科技的每一个重大进步都来源于基础研究领域中的突破。而在基础研究领域,重大的发现和突破往往是难以预测的,很大程度上取决于科学家的观念发展过程。因此,在生物科技项目的确立等方面应该尊重生物科技工作者的想法和建议,给他们以更大的自由空间以充分发挥他们的主观创造性。过去,在相当长的时间里,在科技管理上,人们往往过于强调计划和预测。这种作法禁锢了人们的思想,在某种程度上阻碍甚至扼杀了创新性的思维与工作。按照上述思路,在生物科技领域自主性研究应大力提倡。然而随之带来的问题是科研经费的不足。长期以来,能够有充分的经费从事自己喜爱的工作一直是科学家梦寐以求的愿望。如何增加科技投入,为自主研究创造条件,是摆在科技管理者面前的一项新任务。目前科研基金的来源主要是国家自然科学基金和各省的自然科学基金。由于基金的申请要求有一定的工作基础,加之申请者很多,竞争也很激烈,因此课题争取难已经成为广大科技人员最为头疼的事。在国家经费有限的情况下,努力地从各个生产应用部门争取科研经费是个好办法。上海复旦大学生命科学院与上海新黄浦集团合作成立的上海生元基因开发有限公司(侧重在人类基因的克隆和测序)和上海新黄浦复旦基因有限公司(侧重功能基因的寻找和基因的功能开发)是一个例子。他们通过与企业的联合,不但解决了国家科研经费不足的问题,又为经济的发展、企业的腾飞注入了新的活力。现在,随着知识经济时代的到来,企业对知识的渴望将越来越强烈。管理部门应抓住这一良机,使全社会都意识到科技的发展将成为社会发展的强大推动力。促使企业设立各类研究基金,使科学研究与发展走上良性循环的道路。
与国际接轨,努力提高论文的质量和增加论文的数量
目前《科学引文索引》(SCI)、《科学技术会议索引》(ISTP)和《工程索引》(EI)检索系统已被国际上公认为评估科研水平的重要评价工具。由于SCI主要涉及基础研究,而生物科技大多属于这个范畴。因此,目前生物科技的综合水平一般可以采用SCI来评价。1996年美国科学情报研究所(ISI)编制了以期刊影响因子为主要指标的《期刊引用报告》(JCR),以此来评价学术期刊的论文被引用情况。所谓影响因子是指在一定时域内期刊论文的平均被引用次数。JCR编制的SCI论文平均影响因子见图1。由图1可见医学和生物学领域的期刊平均影响因子最高,分别为1.959和1.755。从期刊的分布来看,生物学和医学的SCI期刊数量在各自然科学期刊中也占有很大的比例,两者之和占到所有期刊的49%,见图2。这种统计充分说明了生物科技是当今科学技术中最为活跃的领域。然而,从1997年中国作者发表的11584篇SCI论文来看,其中生物学和医学方面的论文数量仅占5.8%和10.55%。这表明,目前我国生物科技的研究还十分薄弱,研究所涉及的范围及其研究水平与发达国家相比存在很大差距。造成这种差距的原因除了前述的我国生物科技人才培养不足和生物科技产业规模较小以外,我国现有的许多生物科技的研究还处于低水平的重复及跟踪研究上,有创新的高水平研究论文很少。由于科学论文的数与量(特别是SCI论文的数与量)综合反映了科学研究所涉及的范围及水平高低。因此,我们一方面要注意培养造就一大批高素质的研究队伍,另一方面还应该集中现有人才和财力,使有关生物科技的研究贴近当今国际研究的前沿,同时努力寻找和开拓新的生长点。由此努力提高研究论文的质量和数量,使我国生物科技的研究在国际上占有应有的地位。
面向国家经济建设,强化专利保护意识
生物科学是一门应用性很强的科学,在农业、医药、化工、环保、能源等方面有着广泛的应用前景。正因为如此,在加强生物科学基础研究的同时,将国家有限的人力和财力用在能迅速加强国民经济的有关生物科技的研究方面是完全必要的。目前,鼓励广大科研人员主动投身国民经济主战场已成为我国的基本国策。专利保护是实现投资补偿和保证良性循环的有力武器,因此,许多国家都视专利为生物技术生存与发展的关键。以美国为代表的一些发达国家,在生物技术专利保护方面表现出了异乎寻常的超前意识,他们采取强占基本专利,先期收购专利等基本战略,唯恐错失良机。作者根据《中国专利年度索引》,按国际专利分类(IPC),对1990~1995年在我国申请并授权的涉及生物化学、微生物学、酶学、变异或遗传工程的239项发明专利中的专利权人进行了统计,发现国内单位作为专利权人的仅有95项,约占这一领域发明专利的40%;而国外公司或个人作为专利权人的发明专利为144项,占这一领域发明专利的60%。在我国某些投资巨大的生物技术研究的产业化过程中,已经遇到因国外抢占专利而造成法律障碍与纠纷的事件。目前,我国即将加入世界贸易组织,入关以后,如不注重专利保护,此类事件将会大幅度上升。因此,研究专利工作如何介入生物技术的研究、开发和应用的工作模式与运行机制已是刻不容缓的重要课题。在专利注册与保护方面,外国已有许多经验。例如英国的约翰-英尼斯植物研究中心设有专业公司负责本所基因科研成果的专利申请。研究人员只要提供必要的材料,其他专利事务均由该公司办理,该公司实际上是一个专利商业化机构,其最终目的是发现基因专利的商业前景并推销专利,加速商品化的进程。借鉴于这些经验,我们在大力倡导科技人员研究和开发生物科技产品的同时,应该建立公职发明顾问制度,在较大规模的研究机构内部中建立相应的专利机构,改变过去专利机构与科研院所、大专院校脱节的现象,使科研成果处于有效地专利保护之下。
本文作者:熊嫣作者单位:北京理工大学生命学院
伦理争论和冲突
人工授精、体外授精和克隆也使人类面临着前所未有的伦理困境。异源人工授精将会影响到传统的血缘关系,体外授精使用了供体卵,破坏了有夫妻两人婚姻关系的线形传递,而克隆技术打破了生育与男女结婚紧密联系的传统模式,人类繁殖后代的过程不再需要两性共同参与,这将对现有的社会关系、家庭结构造成难以承受的巨大冲击,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义务观。克隆人在世界范围内冲击着人类社会现行的人权观念与生命准则,引发了公众对伦理道德观念的争论。
自然进化与定向进化的矛盾
达尔文进化论的核心是自然选择,由自然决定进化的方向和程度,物种包括人类受自然规律的强烈影响而进化。定向进化指的是利用生物技术,在分子水平改变物种的遗传基因或对蛋白质分子进行修饰,获得所需要性状的表达,使得其朝所特定的方向进化,与自然规律的影响无关。定向进化的技术已经广泛地应用于农业、工业、医学等领域,转基因技术在定向进化中发挥的重要作用。从1983年诞生了世界上最早的转基因作物以来,2005年全球21个国家共种植了0.863亿公顷转基因作物,美国农田的1/3、阿根廷和巴拉圭农田的一半多都已种植了转基因作物,到2007年全球转基因作物的种植面积已达1.14亿公顷。毫无疑问,利用转基因技术生产的优质、高产和各种抗性(抗虫、抗草、抗病毒和抗逆境等)转基因作物,已给社会带来了巨大的经济效益。以对种植转基因抗虫棉的农户为例,调查结果显示,3年平均种植抗虫棉农户每公顷收入增加1378元。但是,由于转基因作物作为自然界中以某一性状突出的物种存在,将会消除生物群落中的野生物种,威胁生物多样性,造成物种单一性的危险。比如,由于倾向于单一种植效益高的作物(甘蔗、油棕榈)而不是轮作,这会造成农业生态系统单一化,以及为增加产量和效益的转基因作物出现可能会造成与野生亲缘的交叉授粉,使得转基因作物侵入自然,导致栖息地的破坏,从而直接或间接造成物种多样性的丧失。另外,以克隆技术为例,克隆技术的使用将使人们倾向于大量繁殖现有种群中最有利用价值的个体,而不是按自然规律促进整个种群的优胜劣汰。从这个意义上说,克隆技术干扰了自然进化过程。
1研发薄弱
目前我市缺乏以现代农业生物技术为主的研发团队,仅有很少的几个单位极少数人员从事农业生物技术的研发,社会力量更是寥寥可数,科研成果也相应很少,如此薄弱的研发基础与农业大市极不相称。
2推广滞后
目前全市生物技术推广工作完全依靠政府或农技部门,不能形成推广合力,从事生物技术推广的人员是少之又少,要么是短期项目推广,要么是极小的社会小团体或个人的推广。由于推广力量较弱,各种技术推广就较为滞后,推广效果就大打折扣。
3投入偏少
我市由于财政困难,投入农业的资金本来就不多,投入农业生物技术领域的资金就更少。且投入方式以短期项目为主,项目完成,投入结束。近些年的发展主要靠社会力量的投入,与其他方面相比,社会资金投入也不大。
发展对策
针对我市面临人口、资源、环境、经济等方面压力越来越大的趋势,为了转变落后的农业生产方式,我们必须以市场为导向,改变观念,加快建立健全科技服务创新体系建设,引导激励社会投资,注重龙头企业的培育和发展,提高生物技术产业的竞争力,充分发挥现代农业生物技术的巨大作用,又好又快地推动我市农业发展。
1提高认识,加强领导,强化宣传,营造社会人人支持氛围
利用一切手段开展与现代农业生物技术相关的宣传工作,大造舆论,提升大家对生物技术的认识、了解程度,营造人人关心、人人支持的社会氛围。通过宣传,改变落后观念,树立现代生物技术是新世纪农业科技革命最为关键的出发点与落脚点。生物技术及其产业的发展是一项系统工程,仅靠某个部门或地方是难以实现的,必须充分发挥政府的系统整合和组织协调功能,建立科学高效的领导体制,实行党政齐抓、上下联动的工作格局,才能真正促进生物技术的发展。
2制定优惠政策,加大资金投入,打造生物技术产业发展的优良投融资环境
目前国家对生物科技的发展给予了高度重视,国务院专门成立了“国家生物技术研究开发与促进产业化领导小组”,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将生物技术列为重点发展的前沿技术。参照国家规划,要因地制宜,及早编制我市中长期发展生物技术及产业规划,尽快制定优惠政策,出台对生物产业化项目和生物产品提供税收优惠政策和财政补贴政策。加大财政资金投入,增加预算内资金,增加相关基建资金,建立农业生物产业发展专项基金,支持重大农业生物项目建设,提供银行信贷支持,建立农业生物专项贷款,积极寻求资本市场的支持,充分利用投融资渠道,以多种形式解决农业生物产业发展资金问题。积极引导和鼓励一些中小企业实行联合、改组、改造,实现大投入、大扩张、大发展,培育出一批规模大、技术含量高、市场开拓能力强、带动范围广的龙头企业,以龙头企业带动基地建设,以龙头企业带动农民增收。
3加快构建技术支撑体系,提高科技创新研发能力
生物技术专业培养的是适应社会主义现代化建设需要的,具有一定的知识广度与深度、专业技能扎实、实践能力强、综合素质好,在农业、医药、化工、食品、环保等行业从事与生物技术有关的生产管理、技术开发与应用研究等工作的高素质复合型应用人才。因此,在人才培养过程中应该特别强调学生不仅具有坚实的专业理论基础,熟练掌握基本实验技能,而且要具有较强的社会实践能力和开阔的知识视野,具有一定的创新能力和创业精神[2]。围绕上述人才培养目标,在培养方案建设时特别强调“加强基础,注重实践,分流培养”。加强基础主要是加强人文社科类综合基础、理科平台基础和生物技术相关基础课的教育。注重实践主要是强调对学生实践技能的培训,整个实践教学的比重大大增强,实践教学学时数占到总学时数的42%;实践教学环节不仅包括了基础实验课程、综合实验课程、毕业论文设计,而且还强调到企业进行实训和实习,以满足学生在产学研结构链上的锻炼。分流培养是发挥四川大学理、工、医交叉融合办学的特点与优势,在统一的基础教育基础上,实行专业分流培养。根据学院的实际情况及社会对生物技术人才的具体需求,我院在生物技术专业设立了3个培养方向:生物技术基础方向、生物制药方向及生物化工方向,学生可根据自己的兴趣与专长在上三年级时自由选择其中一个方向进入专业课的学习阶段。在新的人才培养方案指导下我们重建了课程体系,力求体现出以下特点:基础课程板块,突出“宽”的特征,使学生有坚实的数理化基础及宽厚的生物学基础、药学基础、化工基础;专业必修课板块则要考虑学科交叉、融合的特点,不仅开设了生物技术的相关基础课,还增设了生物化工、生物制药、天然药物化学等课程。此外还开设丰富多样的专业选修课程,包括生物医药类、化工类、管理类等课程,以此拓宽学生的学识范围,培养复合型应用人才(见图1)。
以学科建设为支撑,积极推进课程改革和教学内容改革,实现科教融合的教学方式
以生命学院、药学院、化工学院为依托的生物技术专业拥有3个国家重点学科:植物学、遗传学、药剂学,以及一个创新药物与中药现代化研究交叉学科建设点。拥有国家“211工程”重点建设学科I期:资源生物学;II期:生物技术与生物资源的保护及利用。在生物技术专业建设的过程中充分利用这些学科优势与特点,对课程内容进行了深入的改革与整合。我们要求所有任课教师有意识地、有针对性地引导学生既要专注本学科领域内知识的掌握运用与发展,又要放宽视野,关注相关学科的基本理论及发展的趋势,力求教学内容符合新世纪对生物技术复合型应用人才培养的要求。鼓励教师积极开展教学方法的改革与研讨,开展具有特色与创新性的教学改革思路与举措的探索。学院积极组织教师申报各级教学研究与改革项目,并给予相应的经费配套支持。近几年本专业教师围绕生物技术专业建设成功申报了20余项国家与省部级教研教改课题,如“生物技术跨学科人才培养模式创新示范区建设”,“生物技术特色专业建设”等,发表了近40篇教学研究论文,其中植物生物学、细胞生物学、普通生物学获得国家级精品课程称号,另有省级精品课程10门。生物技术是实验科学,通过实验训练提高学生的科研素质及分析问题与解决问题的能力,是培养高质量生物技术人才的关键之一,生物技术专业建设的一个重要内容是对本专业实验教学体系的改革。我们淘汰了落后的实验,适量减少了验证性实验,增设了综合性、研究性、设计性实验。同时我们还强调将成熟的科研成果转化为实验内容,如油菜Toc33基因的克隆为国家自然科学基金项目的研究成果,引入分子生物学实验课程,通过该实验学生掌握了分子生物学的质粒提取、基因组DNA制备、PCR、电泳、DNA分子重组、遗传转化、重组子筛选鉴定、测序和生物信息分析等基本技术。再如以高原植物狼毒为研究对象的天然生物杀虫剂的研究是科技部支撑计划项目,该项目的部分研究成果引入到天然产物分离制备技术实验课程中,使学生掌握了天然产物从分离制备到纯度鉴定及性质分析所涉及的一系列实验技术,这种综合设计型实验项目比单个的验证实验更能激发学生实验的兴趣,同时还让学生获得了近似于科研工作的综合性训练。
构建卓有成效的师资培训与人才引进机制,优化师资队伍结构
教学质量是高校的生命线,也是专业赖以生存的基础,而师资队伍的水平高低、学缘结构、学历结构等因素都极大地影响着教学质量。在生物技术专业的建设过程中一方面通过政策保障,让知名教授、博士生导师走上讲台为学生讲授学科基础课和专业基础课;另一方面注重发挥有丰富教学经验的老教师的传、帮、带作用,有计划、有针对性地对青年教师进行教学素养、教学理念、教学方法的指导,促进青年教师的快速成长。学院陆续出台一系列保障师资培训的措施:如提倡和鼓励中青年教师在职攻读博士学位,对于在职攻读学位的教师给予工作量的适当减免;实施教师研修计划,选派拔尖人才、骨干课教师到国内外著名高校、研究机构进行短期和中长期研修,扩大国内国际交流规模,支持教师参加各种国内国际学术会议等等。完善而有保障的师资培训措施,使得中青年教师的业务水平大幅度提高,成为本专业教学中坚力量。近几年,本专业教师中有两人获得国家教学名师奖,1人获得四川省教学名师称号,3人获得校级教学名师称号,另有8人获得校教学优秀奖。在加强中青年骨干教师培训的同时,学院还积极采取有效措施从国内外引进高水平的学术带头人,做到人才培养与引进的有机结合。近几年先后从国外引进了20余位优秀人才,这些高层次人才引进后均承担了多门专业基础课的教学,并开设多个前沿讲座,将学科前沿与专业基础有机地融合,取得了良好的教学效果。除此之外,为满足生物技术特色专业的建设要求,还特别重视“双师型”教师的引进与培养。我们选择具有较高专业理论水平,有较强的教学、科研能力和熟练的专业实践技能,同时还具有一定的组织生产经营和科技推广能力的优秀、成功企业家和创业者作为“双师型”教师为学生开设实践环节教学课和创业实践课。如世界著名生物学家、发明家梁朋博士、四川三叶草生物制药公司创始人及董事长,为本科生讲授生物制药,同时指导本科生科研训练。李伯刚博士,成都地奥集团董事长,为本科生讲授制药企业经营管理,同时指导学生在地奥集团的生产实习。此外,泸州老窖酒业集团总经理张良以及水井坊集团副总经理赖登燡均作为我院兼职教授指导学生的生产实习。
以雄厚而独具特色的科研优势加强实践训练,促进生物技术复合型应用人才的培养