生命科学前沿研究篇1

2011年第14期《求是》杂志发表了总理的重要文章《关于科技工作的几个问题》，专门讲了“加强基础研究和前沿研究”问题，他说：“基础和前沿研究是人类认识客观世界基本规律的科学活动，是新知识的源泉，是新技术、新发明的先导，一旦取得重大突破，往往会催生新的科技革命，以至推动人类社会发生变革。”他还说：“作为一个大国，我们必须有自己的基础研究和前沿研究。没有基础和前沿领域的原始创新，自主创新就没有根基。”强调了加强基础研究和前沿研究对于推动国家科技进步和产业革命所发挥的重要作用。

然而，我国目前在前沿科技研究方面，真正优秀的、有影响力的媒体很少，一定程度上制约了我国基础研究和前沿研究的发展。因此，《环球飞行》推出“科技前沿”专刊，可谓恰逢其时，也是《环球飞行》办刊发行的一项重大创新和贡献。 出版“科技前沿”专刊，目的就是要提供一个很重要的平台，面对全行业、乃至全国前沿科技的研究者，发表他们的独到见解，以此来丰富我国基础科学研究和前沿科技研究的理论舞台。

“科技前沿”专刊要立足前沿，做到“百花齐放、百家争鸣”

我国在基础科学研究和前沿科技技术方面与世界先进水平的差距仍然较大，主要表现为原始创新能力不足，在可能发生科技革命的重要方向上，基本上采取的仍然是以跟踪、模仿为主，真正由我国科学家率先提出和开拓的新问题、新理论和新方向很少。因此，要办好“科技前沿”专刊，一定要解放思想，不能墨守成规，不能受现有科技体系和理论框架的约束，不要动辄就把一些有创建性的、有突破性的观点通通排斥为伪科学。尤其是在西方已经树立起科学权威的领域，即便在西方也轻易不愿突破，因为这背后有他们的战略利益。所以，要大力鼓励那些有开拓性、有创新性、有原创性的研究观点，尽我们的力量保护和鼓励原始创新，因为“原始创新是我国科技发展的灵魂，是民族发展的不竭动力，是支撑国家崛起的筋骨”。中国人很聪明，但是受到的传统意识的束缚特别严重，要敢于突破传统的束缚，敢于挑战权威，敢于不断创新，中国的科学发展才有希望。

“科技前沿”专刊要面向未来，为科学猜想、科学假想提供一个舞台

对于那些带有一些科幻性的、假想性的、猜想性的理论，我主张拿出来供大家去探讨和研究，只有这样，才能形成原始创新、基础创新、自主创新的大好局面。我记得北京航空航天大学航空动力专家高歌教授曾经以科幻小说的形式撰写过《蓝星科技畅想》，这本书与一般科幻小说作品不同，这是一本前沿科技的大展览、未来的预言书，我在该书的序言里曾写道：“科学是过去的幻想，幻想是未来的科学”，要让科学家敢于幻想、敢于假想，敢于质疑定式、敢于否定权威，才有可能推动我们的科学技术的不断发展和进步，这是我国科技工作者的使命，完成这一使命很重要。

生命科学前沿研究篇2

化学科学是研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态的合成反应、分离和分析、结构形态、物理性能和生物活性及其规律和应用的科学。随着新世纪脚步的不断加快，作为物质科学组成之一的化学科学将愈来愈引起世界各国的关注。化学中的前沿科学也将成为化学工作者关注的焦点。

从一定意义上讲，科学论文的发表是科学成果被人们承认的唯一形式。一定频次的引用反映了某篇论文重要性的程度，超高频次的引用，常可认为其研究成果引发了科学研究的热点或在科学研究中取得突破。因此，近期化学科研论文的引用情况也体现了化学学科前沿的科学研究成果，以及当前国际化学前沿的特点和变化趋势和研究方向。据中科院文献情报中心的报道，90年代的化学研究前沿领域有：

（1）富勒烯C60的研究导致发现了自然界一类新的物质――碳的另一种存在形式，并对宇宙内碳循环和经典芳香性的关系这一理论化学的关键问题有了全新的认识，开辟了新的化学研究领域。

（2）模拟程序和密度泛函理论的发展引起整个化学领域的革命，使量子化学成为成千上万化学家手中的工具，可用以预测和阐明物质的化学性质。

（3）对不同管径和缠绕角的单壁碳纳米管的结构和导电性质的研究展示了单壁碳纳米管在纳米分子电子学领域的应用前景。

（4）人工合成新药的发展：天然抗癌药物的人工合成以及用以开发新药的组合化学方法。

（5）组合化学新研究领域的发展打破了传统药物开发的模式，可同时合成和筛选大批生物活性物质，大大缩短了新药开发的时间。组合化学技术还被广泛应用于催化剂的筛选、手性化合物合成等材料科学领域。

（6）仿生聚合物是一种先进材料，它的人工合成向模仿机体功能的“目标”迈进了一步。

（7）分析化学在这一阶段已不再仅仅是化学家手中的工具，它已发展为一门分析科学。它一方面为人们提供关于物质，特别是构成生命的基本物质的组成和结构甚至生命过程的信息；另一方面，在精密分析仪器本身的研制上不断获得进展。

（8）计算机技术的飞速发展使化学家的研究手段产生巨大变革。有关生物大分子（如蛋白质、核酸）多维结构图像实现和精细结构表达的程序及软件包的研究受到化学界的极大关注。

（9）有机反应、不对称合成及催化是90年代以来的持续热点。这是一个有工业应用前景和巨大市场潜力的、一直很活跃的研究领域。

在经历了20世纪的空前繁荣发展后，进入21世纪，化学学科面临着四大难题。第一，合成化学难题――化学反应理论；第二，功能结构化学难题――结构和性能的定量关系；第三，生命现象的化学机制――生命化学难题；第四，纳米尺度难题。徐光宪院士等科学家认为21世纪是信息科学、合成化学和生命科学共同繁荣的世纪，化学的微观方法和宏观方法相互结合，相互渗透这一潮流将进一步向前发展，并提出了新世纪的化学科学包含了对下列八个层次的物质对象的研究：

（1）原子层次的化学：其中包括核化学、放射化学、同位素化学、sp区元素化学、d区元素化学、4p区元素化学、5f区元素化学、超5f区元素化学、单原子操纵和检测化学等。

（2）分子层次的化学：现已合成的2000余万种分子和化合物，通常分为无机、有机和高分子化合物。但近30余年来合成的众多化合物，如金属有机化合物、元素有机化合物、原子簇化合物、金属酶、金属硫蛋白、富勒烯、团簇、配位高分子等很难适应老的分类法。21世纪将研究分子的多元分类法，如按照分子片结合方式和生成的分子结构类型分类，可分为0维、1维、2维、3维分子等。

（3）分子片层次的化学：原子只有110余种，但分子数目已超过2000万种，因此有必要在原子和分子之间引入一个“分子片”的新层次，在21世纪应该开展分子片化学的研究。

（4）超分子层次的化学：其中包括受体和给体的化学、锁和钥匙的化学、分子间的非共价作用力、范德华引力、各种不同类型的氢键、疏水-疏水基团相互作用、疏水-亲水基团相互作用、亲水-亲水基团相互作用、分子的堆积组装、位阻和各种空间效应等。

（5）宏观聚集态化学：其中包括固体化学、晶体化学、非晶态化学、流体和溶液化学、等离子体化学、胶体化学和界面化学等。

（6）介观聚集态化学：包括纳米化学、微乳化学、溶胶-凝胶化学、软物质化学、胶团-胶束化学和气溶胶化学等。

（7）生物分子层次的化学：包括生物化学、分子生物学、化学生物学、酶化学、脑化学、神经化学、基团化学、生命调控化学、药物化学、手性化学、环境化学、生命起源、认知化学和从生物分子到分子生物的飞跃等。

（8）复杂分子体系的化学。从以上分类可以看出，新世纪化学别值得关注的有化学信息学、分子片化学、超分子化学、生命化学、纳米化学、理论化学和复杂分子体系的化学等。

随着化学分支学科的重组及其它学科的交叉、融合和不断渗透，21世纪初化学学科的前沿方向与优先领域有：绿色化学与环境化学中的基本化学问题、材料科学中的基本化学问题、合成化学、化学反应动态学、分子聚集体化学、理论化学、分析化学测试原理和检测技术新方法建立、生命体系中的化学过程、能源中的基本化学问题、化学工程的发展与化学基础等。

参考文献：

[1]刘春万.研讨我国理论化学跨入新千年发展的一次盛会[J].化学进展，2000， 36（2）： 230-232.

生命科学前沿研究篇3

[中图分类号]D64 [文献标识码]A [文章编号]0257—2826（2012）09—0005—05

随着中国经济社会发展与变革的不断推进，大学生思想政治教育的环境与形势正在发生深刻的变化，其理论和实践面临着诸多新考验和新挑战。不仅其研究范畴出现了新扩展、新特征，新的带有规律性的前沿问题也不断涌入人们的视野，日益成为思想政治教育工作者关注的焦点和热点。

一、为什么要关注思想政治教育前沿问题

所谓前沿问题，是指当前所面临的需要解决的正在或即将发生的、反映事物发展核心趋势的理论和实践问题。它既包括理论研究发展和创新的学理性问题，也包括在具体实践中、在一线工作中遇到的实际问题；既包括原有的研究范畴随着理论和实践的发展而呈现出的新内容、新特征，也包括在以往理论和实践方面从未遇到过的新出现、刚发生而又迫切需要解决的全新问题。前沿问题，一般是新问题，但新问题不一定是前沿问题。理论上的争论与困惑，实践中的困难与挑战，都会衍生出一系列需要研究和破解的前沿问题。前沿问题具有代表性、新颖性、复杂性和动态性等特点。有些一般命题，经过人们的研究和思考，会上升为前沿问题；而随着结论的逐步揭示、问题的逐步解决和研究热度的递减，不少前沿问题也会转化为一般命题。一个前沿问题的发现和解决，常常意味着一种新的理论和新的方法的出现。无论自然科学还是社会科学，理论研究的重大突破，几乎都是在发现和破解前沿问题的过程中产生的。

思想政治教育的前沿问题，一般可以理解为思想政治教育理论研究和实践探索中遇到的热点问题、焦点问题和规律性问题。这些问题往往关系到中国共产党和共和国的前途和命运，并对改革开放和社会主义现代化建设、大学生成长成才以及思想政治教育发展和创新产生重要影响，具有普遍性、关键性、集中性和迫切性等特点，需要思想政治教育工作者进行创造性的研究和破解。当前，思想政治教育学科建设面临着艰巨的任务，基础理论研究还相对薄弱，逻辑范畴和范式规范尚未真正统一，理论公信和学科自信还未完全确立，需要通过破解前沿问题，进一步探寻发展突破口和增长点。

前沿问题的产生，与当前教育主客体的时代特点和思想政治教育的环境变化有着密切关系。思想政治教育的环境与经济、社会和文化的发展密不可分，随着当代中国社会生活中经济成分、利益主体、生活方式、就业方式和社会组织形式的多样化，多种价值观、多种文化发生激烈碰撞，思想政治教育的内外环境都变得更为复杂。从施教者和受教育者角度来看，大学生思想政治教育的主体涵盖了高校全体教职员工，他们是思想政治教育的承担者、发动者和实施者，在思想政治教育中具有主动性、主导性、创造性和前瞻性，但也具有强烈的随意性和不确定性；而作为受教育者的青年学生，是思想政治教育的客体，具有较强的可塑性，但个性特征鲜明、心理承受能力较弱、成长要求多样和自我教育能力不强。思想政治教育前沿问题的提出、研究和破解，都不能脱离这个现实环境和时代背景。

前沿问题的提出和破解，能够使研究视角更加新颖、研究方法更加科学、研究领域更加宽泛、研究体系更加规范。思想政治教育工作者应站在推动中华民族的伟大复兴和实现国家的长治久安的历史高度，立足经济社会发展的前沿，密切关注中国特色社会主义建设的伟大实践，认真研究与中国共产党和共和国事业紧密相关的理论和实践问题；深入社会生活进行调查研究和理性思考，把握时展脉搏，认真总结思想政治教育的宝贵经验，不断提高发现问题、研究问题、解决问题的能力；以追求真理和驾驭真理的科学精神面对问题，发现困扰思想政治教育实践的新问题，切中制约思想政治教育发展的真问题，聚焦攸关思想政治教育创新的大问题，努力推动思想政治教育的发展和创新。

二、如何科学把握思想政治教育的前沿问题

生命科学前沿研究篇4

提高科技原创能力，抢占科技创新制高点。从科技发展规律的角度看，没有面向世界科技前沿的前瞻性基础研究、引领性原创成果的重大突破，就很难产生开创性、颠覆性成果。在“四个面向”中，面向世界科技前沿起着基础和引领作用，它是管根本、管长远、管全面的，没有前沿科技的突破，面向经济主战场，面向国家战略需求，面向人民生命健康就是无源之水、无本之木。决战脱贫攻坚，决胜全面小康，开启迈向世界科技强国新征程，要求

我们立足当前、放眼未来，更加重视面向世界科技前沿的基础地位和牵引作用，更好地面向世界科技前沿，密切地跟踪世界科技发展动向，加强基础研究，更加注重提高科技原创能力，抢占科技创新制高点，寻找重大突破，在不断的科学发现与认知突破中形成原始性创新，夯实我国科技强国建设的根基，为我国创新发展提供源源不断的高端前沿科技供给，满足创新发展的需要。

为经济高质量发展提供强大的科技支撑。我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式，优化经济结构，转换增长动力的攻关期，建设现代化经济体系是跨越关口的迫切要求和我国经济发展的战略目标。建设现代化经济体系，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革，都需要强大的科技支撑。从科技发展的趋势来看，我们正迎来第四次工业革命的浪潮，机遇与挑战并存。每一次科技革命都会给经济带来一个黄金发展期，抓住机遇，就能获得突破与发展。立足国情，放眼世界，要让我国经济突破发展瓶颈、从大到强，应对人口老龄化、消除贫困、保障人民生命健康等方面的挑战，都离不开科技创新。为此，我们要坚持科技工作面向经济主战场，推动科技与经济深度融合。围绕产业链部署创新链，围绕创新链部署产业链，形成科技与经济在各方面的相互衔接、精准对接、耦合互动。形成科技创新支撑产业创

生命科学前沿研究篇5

2017年6月21日，上海――科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞）与同济大学、意大利都灵理工大学签署了三方合作备忘录。三方将通过“产学研”联动的学生培训与实习项目，共同培养学术型与应用型高素质人才，为中国前瞻性科学领域的创新发展贡献力量。此外，以当日首场“干胞专题研讨会”为起点，三方将在医学、环境、化工等领域开展全方位的交流与合作，以期在多个学科领域取得新进展、新突破。

随着干细胞研究被列入“十三五”国家科技创新规划，并得到国家重点研发计划科研基金的支持。其研究与应用几乎涉及所有生命科学与生物医药领域，前沿科研机构对干细胞研究以及以干细胞为基础的再生医学一直给予了高度的关注，以期实现临床应用上的广阔前景。赛默飞通过与中国乃至全球重点院校的合作将以领先的产品和服务，推动合作伙伴在干细胞领域最前沿的基础研究与应用突破，从而使再生医学新疗法早日惠及全球患者。

赛默飞中国区总裁江志成（Gianluca Pettiti）先生表示：“作为全球科学服务领域的领导者，赛默飞始终致力于优化全球客户的科学研究与操作。我们希望通过此次合作，为国内与国际领先高校在干细胞、基因测序、精准医学、结构生物学等重要领域的科学创新增添助力，加速前沿医学临床应用的发展与成熟，引领新一轮的医学变革，从而提升中国以及全球整体健康水平，践行赛默飞‘使世界更健康、更清洁、更安全’的使命。”

同济大学常务党委副书记方守恩表示：“我们很高兴能与意大利都灵理工大学、赛默飞达成三方合作关系。同济大学走在中国干细胞研究的前列，并承担了首批国家重点研发计划‘干细胞及转化研究’重点专项。为了持续加速研发进展，我们长期寻求与领先的院校与企业进行合作交流。基于此次合作，我们将与都灵理工大学以及赛默飞分享行业前沿知识。相信通过知识、技术与人才的交流，我们能在生命科学领域的科研与转化方面取得更大的突破。”

都灵理工大学技术转移副校长Emilio Paolucci教授表示：“作为世界顶尖的科技类大学，我们长久以来与中国的重点院校与优秀企业有着密切的协作，也吸引了越来越多的中国学生来我校学习。我们很高兴能与赛默飞和同济大学建立合作关系，从而促进中意合作，并参与到中国提升创新活力与科研实力的进程中。以此次学术交流为良好开端，我们计划将合作范围拓展至医学研究、环境、化工等更多领域，全面加速院校与企业的联动，共同提升科学研究与创新实力。”

生命科学前沿研究篇6

问题是思维的起点。没有问题，就不可能有探究问题的意识与动力。人类天生就具有很强的探究本能，对任何事物、事情、事理都有天然的、与生俱来的好奇心。有探索意义的问题不仅与我们理智的好奇心有关，也与我们的价值取向和责任感相联系，比如，如何提高课堂效率？这就涉及什么是课堂效率，为什么要提高课堂效率两个问题。一个敷衍、得过且过的人是不会探索这些问题的。

问题发现了之后，紧接着就是问题的提出，即发现的问题究竟是一个怎样的问题。这就需要我们对所发现的问题进行提炼与概括。

其次是文献的收集与整理能力。文献是深入探讨学术的必要资源。资源占有量的多少与质的高低往往决定着学术质量的优劣。没有足够的、高质量的文献作为学术研究的基础，我们将会做很多不必要的无用功；有足够的文献参考，我们就能够将学术思维的触角延伸到更远的地方。伟大的物理学家牛顿说过，站在巨人的肩膀之上，我们才能够看得更远。

文献占有包括两项细致的工作：其一就是文献的收集，其二就是文献的整理。文献的收集首先是查找文献。文献的收集需要很多技巧，否则，在浩如烟海的资料中无法找到对自己的研究有帮助的文献。那些学术成就很高的学者，他们往往有很强的文献收集能力，能够迅速、准确地找到适合自己的学术研究的必备文献资料。

仅占有文献资料还是不够的。这就需要我们对文献进行归类与整理。我们占有的文献中，有的是基础性的，有的是前沿性的；有的是拓展性的，有的是辅的；有的是理论性的，有的则是实践性的，等等。因此，如何高效率、准确地将这些资料分类整理，是一项非常关键的工作。马克思当年为了写《资本论》，在大英图书馆查阅了大量的文献资料。如果他没有文献整理的能力，恐怕很难在有生之年完成这一宏篇巨著。有些研究者占有了大量的宝贵的文献，可是由于缺乏科学的文献整理能力，因此导致文献使用、引用、援引的不当。对于学术研究而言，文献的整理是一项丝毫不亚于文献搜集的重要工作。

再次，学术能力表现为概念的生成与厘定能力。概念的生成是指从所发现和提出的问题之中形成核心概念的过程与结果。学术研究需要以概念为基石。学术史上那些取得卓越成就的大家们都是生成与建构概念的高手。这些大师们创造出一套属于自己的独特的学术概念，并在此基础上建设自己的学术大厦，这些概念是我们后人理解其深奥学理的门径。

在学术研究的过程中，有时需要提出一些概念，有时需要借用和移植一些概念。不管是原创的概念还是借用和移植的概念，都需要进行界定或阐释。这样一来，概念涉及的对象、内涵就明晰化了。通过这一工作，让读者明白这些概念究竟指的是什么。当今时代，不少学人往往喜欢造弄一些新词，或者从国外舶来一些概念，动不动就是新名词、新概念、新术语，卖弄自己的学问有多么的深刻，好像别人不懂他的新东西就意味着自己高明。事实上，这些人往往也不知道究竟自己所言说的是什么，有时还会自相矛盾。这就是为什么我们认为概念的厘定是一项非常重要的学术能力的原由。

第四是做出学术命题的能力。在逻辑学中，命题指“表达判断的语言形式，由系词把主词和宾词联系而成”；在数学或物理中，指“要进行某种说明的问题”；在社会科学中，指“比概念更为上位的、运用一组概念而构成的一个特定概念链”。命题是学术研究重要的成果表现形式。

就学术研究而言，仅有概念是不够的。学术需要有命题的支撑。因为命题能够将概念所不能言指的对象说明得更加清楚，指涉得更为明了。从命题出发，我们能够进一步扩展学术的疆域，能够将概念的力量延伸至更广阔的领域，从而充实、丰盈学术大厦，使之更为坚实，更加辉煌。所谓做出命题的能力，其本质就是指建构一组组将概念联系起来成为一个整体的概念链的能力。命题能够使思想得到简练、精到的表达。命题之于学术的价值就在于，它的精练与扼要能够准确地表达深刻的思想。

在学术思想史上，没有哪位大家没有命题。就教育学来说，实用主义教育大师约翰・杜威在其力作《民主主义与教育》中就提出了许多非常有影响的命题。如我们所耳熟能详的“教育即成长”、“教育即生活”、“教育即经验的改组改造”等。这些都是将概念根据一定的意义串联而成的对当世与后世有巨大影响的教育命题。

第五是设计研究过程的能力。基于所要研究的问题以及对于问题的假设来设计研究的过程。研究过程的设计，就好比是建筑的设计同等重要。

生命科学前沿研究篇7

摘要： 本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。

关键词：问题； 先进制造技术； 前沿科学； 应用前景

论文

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。

1 当前制造科学要解决的问题

当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：

（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。

（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(cad／cam)集成、坐标测量(cmm)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-real space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如localization)等方面，存在c-空间

(配置空间configuration space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(screw space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。

（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。

（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。

这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。

2 现代机械工程的前沿科学

不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。

超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。

信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。

2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学

机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。

与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：

(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。

(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。

这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。

2．2 微机械及其制造技术研究

微型电子机械系统(mems)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。mems技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。mems的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。mems技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。

微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技

术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来，微机械的发展令人瞩目。其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。

目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。

2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础

材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料与零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。

2．4 机械仿生制造

21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。

地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧，是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力，智能化延伸了人类的智力，那么，"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。

仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下，在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。

仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交"，它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。

仿生制造的研究内容目前有两个方面：

2．4．1 面向生命的仿生制造

研究生命现象的一般规律和模型，例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等；

2．4．2 面向制造的仿生制造

研究仿生制造系统的自组织机制与方法，例如：基于充分信息共享的仿生设计原理，基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略；研究仿生制造的概念体系及其基础，例如：仿生空间的形式化描述及其信息映射关系，仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。

机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合，其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作，具有鲜明的基础研究的特点，如果抓住机遇研究下去，将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学，以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势

20世纪90年代以来，世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，如美国的先进制造技术计划amtp、日本的智能制造技术（ims）国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(g--7)、德国的制造2000计划和欧共体的esprit和brite-euram计划。

随着电子、信息等高新技术的不断发展，市场需求个性化与多样化，未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。

当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面：

(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，现代制造生产模式会获得不断发展。

(2) 设计技术与手段更现代化。

(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。

(4) 新型特种加工方法的形成。

(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。

(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。

(7) 实施无污染绿色制造。

生命科学前沿研究篇8

我国在化学领域发表的文章总数和被引用文章数以及论文的引用次数逐年上升，已经跃居世界前列。在2000—2010年期间，中国在化学研究领域发表的SCI论文总量列世界第2位；2007、2008年成为SCI论文增长速度最快的国家见图1、图2)，在此期间论文被引用次数名列世界第四位；2005—2008年，中国在化学领域被引论文的数量超过曰本，成为重要研究成果的主要产出国家之一。论文的数量与质量同步提高，质量提高更快（见图4)。中国化学在国际化学界顶尖1的论文比例从1998年的0.3%增加到2008年的8.1%中国人在化学领域发表的文章从19W—2!丨n3年的9%上升到2丨104—2丨IIm年的17%(有中国作者在内的所有文章）（源于基本科学指标.汤姆森-路透影响力的提高，我国化学家在包括IUPAC重要学术机构的担任重要职务的人数越来越多，越来越多的中国化学家担任包括Acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等重要学术期刊的编辑、副主编、编委、顾问编委。

           

我国化学领域越来越重视对知识产权的保护，专利申请数量稳步增力口。2009年中国化学科学领域在中国申请的专利件数已经超过曰本和美国(见图5)。

我国生产的化工产品的销售额占全球的比例有了大幅度提升，2009年已经超过美国，成为继欧盟之后的第二大化工产品大国（图6)。

中国化学发展存在的问题

近年来在化学领域顶尖刊物上发表的论文已经有了较大幅度的增长，专利申请有了较快增长，在国际化学界有了一定的影响。但是，我们必须清楚地看到，我国化学的发展与具有传统研究优势的欧美和曰本相比，仍然存在着较大的差距，这主要体现在：高质量、原创性和系统性的研究成果仍然较少；国际顶尖科学家还很少；研究队伍在化学的各个分支研究方向结构不甚合理；缺乏与其他学科的深度交叉融合，缺乏化工产业的核心技术以及对相关产业的发展缺乏引领作用等。因此，充分的认识目前我国化学发展的制约因素和存在的问题，在“十二五”期间进行正确的引导，对维护我国化学的健康和可持续发展具有重要的意义。

中国化学学科发展的战略

一是要保持已有优势，发展新的特色领域。在已有的研究基础上，继续深入开展以化学合成及理论为核心，以材料科学、能源科学、生命科学、农业科学、环境科学和信息科学等领域的重大需求为导向，发展定向、高效、低耗、绿色的化学合成、能量和物质转换体系及相关技术，加强基础研究思想和方法向原理器件设计和制备技术的转化，强化探索和创新意识，注重基础研究和应用研究的结合与协调发展，加快化学科学的全面发展。

二是要鼓励具有原创性的新思想、新概念、新理论、新方法的提出，鼓励变革性研究项目，对重大基础问题科学研究应给予持续性的支持，使我国在一些重要的研究领域取得突破，形成一些由我国科学家提出的、在国际上具有重要影响的学术思想和理论，使我国在化学科学的若干领域的研究水平跨入世界先进行列，且在一些领域形成优势和特色。

三是要在化学科学的前沿和新兴领域取得重要突破，赶超国际先进水平。在化学科学的前沿及其新兴领域，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键科学问题，集中力量，重点突破。争取在揭示分子及其组装体的可控合成、设计规律、性质与微观结构的本质关系，在高性能、不同凝聚态结构化学材料体系的制备、表征、理论模拟和计算方法，在高效能源和物质转化催化剂的设计和机理，在关乎人类生存和健康的药物设计和合成等领域取得重要研究成果。

四是要加强学科交叉，形成新的生长点，有重点地发展一些新的国际前沿研究领域。瞄准化学科学前沿和国家战略需求，完善学科布局与结构，注重和加强化学科学各分支学科及其与材料科学、生命科学、信息科学、纳米科学等学科的交叉、渗透和融合，推动学科建设，形成新的学科生长点，赋予化学科学新的内涵和生命力。前瞻性地重点部署和发展一些新的具有战略意义的国际前沿研究领域（例如：能源、环保、生物、催化等），组织学科交叉研究和多学科综合研究。

生命科学前沿研究篇9

深紫外全固态激光如何产生？

全固态激光器要产生深紫外激光，关键是找到合适的非线性光学晶体。经过10余年努力，中科院在国际上率先生长出大尺寸KBBF（氟硼铍酸钾）晶体，是目前唯一可倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体。大尺寸深紫外非线性光学KBBF晶体生长成功以后，如何将其研制成精密化、实用化激光源，则成为一个棘手的问题。许祖彦院士研究组与陈创天院士研究组合作，发明出KBBF晶体的棱镜耦合技术（已获中、日、美专利），即无需按照匹配角斜切割晶体，即可实现深紫外全固态激光倍频输出。KBBF棱镜耦合器件在国际上首次实现了1064nm激光的6倍频输出，将全固态激光波长缩短至177.3nm，首次将深紫外激光技术实用化、精密化。

KBBF晶体是如何发挥作用的呢？在实验室内，你可以看到，在一米二长、一米宽的光学实验平台上，放置着一台深紫外（177.3 nm）全固态激光源（见图），分三部分：一部分为泵浦源系统A（包括基频、二倍频和三倍频激光系统），二部分为六倍频系统B，为深紫外全固态激光产生系统，三部分为深紫外全固态激光整形输出系统C。空气中的水、氧气及有机物等对深紫外激光有强烈的吸收，因此深紫外激光的产生及整形需要在真空腔内的高真空或高纯氮气/氦气环境下。

研究团队在此前的基础上，最终研发出精密化、实用化的系列深紫外全固态激光源，具有光子能量高、光谱分辨率高、光子流密度大、可低重频至高重频及纳秒、皮秒和飞秒多种方式运转等特点，非常利于开发深紫外固态激光源前沿装备，在前沿科研中观测新现象、获取新数据，因此深紫外激光技术与前沿装备的研发在物理、材料、化学、信息、生命、资环六大学科领域都有重大的应用前景。

独步世界的深紫外固态激光源前沿装备

为了自主发展我国前沿科研装备，中国科学院暂时禁止深紫外全固态激光相关技术出口。为开创深紫外领域科学技术发展的新局面，2007年，在财政部和中科院的支持下，设立了深紫外固态激光源前沿装备研制项目，并制订了创新的组织管理模式。该项目于2013年9月通过验收，全面完成了研制任务，达到了预期目标：我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光源的国家，并研发成功9种系列化新型深紫外固态激光源前沿装备，对学科交叉面广、跨度大、探索性和工程性均很强的原创性重大科研装备自主创新积累了丰富经验。9种国际首创的深紫外固态激光源前沿装备分别为：深紫外激光高能量分辨角分辨光电子能谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪、基行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪、深紫外激光光发射电子显微镜、深紫外激光拉曼光谱仪、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光光化学反应仪及深紫外激光原位时间分辨隧道电子谱仪。

我国自主研制的9种深紫外固态激光源前沿装备，属全球首创，为物理、材料、化学学科领域研究提供全新的探索手段，能将微观世界看得更清晰，已经在高温超导、催化反应、石墨烯、拓扑绝缘体和超宽禁带半导体等一系列重大前沿科学研究领域中获得了重要结果，已有近百篇于Nature及子刊等国际顶级科学期刊，不断推动相关科学仪器行业的科技进步，有望创建新的科技前沿，使我国科学家在深紫外前沿探索中占据主动。例如，通过外光电效应，观测凝聚态物质内电子的能量、动量、自旋三种基本参数来探索物性的光电子能谱仪，大大提高了观测电子能级的清晰度，主要技术指标都成量级提高，在铜氧化物高温超导体中，直接看清了费米能级是口袋形的，为建立高温超导理论提供了重要信息;首次看清了Sr2IrO4的高能奇异电子能带为瀑布型结构，有助于在Ir氧化物中探索新型高温超导材料;过去看不到的电子自旋结构现在可以看到了：首次看到Au（111）表面态存在自旋劈裂，并发现拓扑绝缘体Bi2Se3的自旋结构和轨道结构是固定在一起的，等等。

生命科学前沿研究篇10

莽山走出的科学家

1962年10月，邓兴旺出生在沅陵县邓家岭一个小山村。湘西的莽林深处不通公路，从家到学校，是一个小时的崎岖山路。艰苦的生活环境和对山外生活的向往，激励他刻苦读书，成为镇中学的优秀学生。1978年考入北京大学，攻读生物学专业。爬惯了武陵山脉崎岖山路的双腿，跋涉在科学领域同样坚实有力，7年时间获得了生物学学士、硕士学位。

“做科研，硕士阶段以后必须进一步深造，也必须有更好的科研条件。”从北大毕业后，邓兴旺有机会到美国加州大学伯克利分校进一步深造学习。要进入伯克利，首先要通过中国植物生理学研究和教育的先驱者和奠基人、国际知名的植物生理学家汤佩松先生的面试。在中关村汤老先生的居所畅谈之后，这位植物学界前辈对邓兴旺的研究工作与科学思路表现出了很大的兴趣。最终，伯克利向这位优秀的年轻人敞开了大门。

加州大学伯克利分校是美国一流高等学府。在这里邓兴旺获得全额奖学金攻读博士学位，专攻叶绿体基因的调控研究。功夫不负有心人，在不到4年时间他共撰写了五篇第一署名论文，发表在《生物化学杂志》、《细胞》、《植物细胞》、《欧洲分子生物学会杂志》、《美国科学院院志》等业内顶尖级刊物上，提前获得博士学位。

1992年初，邓兴旺出任耶鲁大学生物学系助理教授，开始创建自己的实验室。1995年他从上千名候选人中脱颖而出，获得美国政府颁发的“总统青年教师奖”，这意味着他可以连续5年获得美国国家科学基金会每年10万美元研究拨款。

1998年，因为在植物分子、细胞和发育生物学领域取得的突出成就，邓兴旺被耶鲁大学提前聘为终身教授，成为上世纪80年代后美国常青藤大学植物生物学界第一位获此殊荣的来自中国大陆的科学家。2003年，邓兴旺获得世界植物分子学会颁发的Kumho奖，该学会全世界范围内每年仅有一名获奖者。对植物生物学家来说，获得Kumho奖是一种至高的荣誉。同年，耶鲁大学授予邓兴旺唯一的植物生物学终身讲席教授。

知识报国之路

邓兴旺很朴实，他总觉得自己的根是在中国，而事业也将落地于此。他运用自身所掌握的植物学领域前沿知识和与国内外学术团体紧密联系的优势，加强国内外植物学学术和人员交流，推动国内植物学基础领域的研究。

北大对邓兴旺的回归格外看中，1999年就任北大校长的许智宏教授热烈地接待了他。许校长不但支持邓兴旺建立“北大-耶鲁合作中心”，还支持邓兴旺参与创建及管理以企业化管理方式运行的农业技术研究机构，开启了邓兴旺学术之外的另一扇大门。

2003年，邓兴旺与美国科学院院士王晓东博士一起，在北京生命科学研究所的全球遴选中被选为联合所长，这是中国在发展生命科学技术领域的重要创举。北京生命科学研究所采取改革试点的方式，聘请包括10位诺贝尔奖得主在内的24位国内外知名科学家组成科学指导委员会，从全球相关专业的优秀人才中充分筛选研究员建立研究队伍；由科技部等8个部委为主体组成理事会，而科技部和北京市政府直接投入5亿元人民币给予支持。该研究所获得充足的资金、实施以科研团队为主体的先进体制，一切旨在探索一条与传统科研体制迥然不同的研究模式。经过几年的发展，这个从零开始的研究所已经成为一个有重要国际影响的研究机构。做为两位共同所长之一，邓兴旺教授为这个研究所的起步、发展和壮大过程中做出了实质性的贡献。

中关村新一代创新领袖

2009年初，中央制定了关于实施海外高层次人才引进计划的意见，重点引进2000名能够突破关键技术而带动高新产业和新兴学科发展的战略科学家和领军人才。在这年“”的名单上和北京市海外聚集工程首批优秀人才中，邓兴旺赫然在列。

“我团队的企业型现代农业科技研发机构创立是从那一年开始的。中国农业生物产业缺乏原创的核心技术，产业化方式比较落后，严重制约了中国种业的发展。我希望能够在作物前沿核心技术创新、作物新品种培育方面做几件实事，期望能够帮助改变中国种业的被动局面。”

2009年8月，未名兴旺系统作物设计前沿实验室（北京）有限公司（简称“前沿实验室”）成立。前沿实验室主要从事农业生物技术研发、优良作物新品种培育、技术服务等业务，同时也是高端人才引进基地，目前已聚集了2位人才、3位海聚工程人才、4位中关村高端领军人才。袁隆平院士担任高级顾问，邓兴旺博士担任主任兼首席科学家。前沿实验室是“国家作物分子设计工程技术研究中心”的核心技术研发机构和“国家现代农业科技城良种创制中心”依托单位，在第三代水稻育种技术、小麦新一代杂交育种体系、非转基因、抗除草剂优良籼稻和小麦新品系及水稻全基因组分子育种平台等方面掌握前沿核心技术。

生命科学前沿研究篇11

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）10 -0233-02

“课程资源”是指可能进入课程活动，直接成为课程活动内容或支持课程活动进行的物质和非物质一切。自从我国推进基础教育课程改革以来，课程资源的开发和应用已经成为基础教育领域的一个研究热点。课程资源有效开发的基本策略之一是突出特色，初中科学课程标准中要求“教师要充分发掘与学生生活密切相关的自然环境资源，如星空、田野、森林、河流、各种动植物等，使自然环境成为激发学生学习的兴趣、动手实践的最直接、最有效的教育资源”。

一、海洋特色科学课程资源的开发

蓝色的海洋是地球上生命的摇篮，我国拥有漫长的海岸线，广袤的海洋国土。海洋中蕴藏着丰富的物质资源，这些物质资源不仅可以供给我们的衣、食、住、行之用，也可以成为课程的物质资源。以浙江省洞头县为例，洞头县地处浙南沿海，瓯江出海口外，是江浙沿岸流与台湾暖流交汇和交替消长的区域，盐度、水温适宜海洋生物成长，海洋生物资源丰富，岛屿海岸蜿蜒曲折，海域地貌的发育十分完善，具有丰富的地质资源。

（一）海洋生物资源

洞头拥有丰富的海洋生物，有各种生活在海中的鱼、虾，也有各种生活在潮间带的螺、贝类等生物，这些生物中的大多数在本地农贸市场中均能见到，是广大岛民餐桌上的美食，也是科学教学中很好的物质资源。

1.鱼类

洞头沿海的能捕到鱼类有三百多种，常见的四十多种。主要有带鱼、大黄鱼、小黄鱼、黄姑鱼、鱼、鲳鱼、鳓鱼、海鳗、石斑鱼、马鲛鱼、鲷鱼、鲨鱼、鲐鱼、鲻鱼、马面鱼、鱼、龙头鱼、墨鱼等。由于海洋鱼类在捕获后保活的难度较大，因些在教学中一般用作生物分类方法教学。

2.虾、蟹

洞头常见的虾有在近海岸生活的中国毛虾、俗称红虾的凹管鞭虾、对虾、鹰爪虾、白虾、凤尾虾等。蟹类主要有梭子蟹、锯缘青蟹及各种石蟹、沙蟹，其中石蟹种类较多，有些个体较小的种类，因人工捕捉较少，较容易捕获，可以用于科学实验探究教学。

3.螺、贝类

洞头沿海潮间带生活着种类繁多的螺、贝类生物。常见的有滨螺、马蹄螺、畚箕螺、荔枝螺、泥螺、玉螺、嫁嘁、石鳖、龟足、厚壳贻贝、牡蛎、藤壶、缢蛏、蛤蜊、蚶等。潮间带生物较容易在海滨地区捕获，可以短期饲养，能存活较长时间，可以用于科学实验探究教学。

4.海藻

海藻是生长在海中的藻类。洞头沿海生长着大量的藻类，如鼠尾藻、铁钉菜、石莼、紫菜、海带、龙须菜、羊栖菜等。这些海藻有野生的，也有人工养殖的。人工养殖的海藻较易获得活体，可以用于植物有关的科学实验探究教学。

（二）地质水文资源

1.海水和潮汐

海洋中的海水可以作为浮力、海水淡化、水体净化、溶解结晶等科学课程内容的材料。潮汐现象是指海水在太阳和月亮的引力作用下所产生的周期性运动，是沿海地区的一种自然现象。潮汐对沿海渔业生产的影响很大，研究潮汐现象可以对深对日地月相对运动的理解，还可以用于潮汐发电的研究。

2.海岸地貌

洞头海岛沿岸地貌为海岸侵蚀地貌和海岸堆积地貌，如洞头本岛，东北沿岸主要为海岸侵蚀地貌，西南沿岸主要为海岸堆积地貌。不同地貌可作为研究地形地貌形成原因的材料。

二、海洋特色科学课程资源的应用

初中科学课程内容包括“科学探究”、“生命科学”、“物质科学”、“地球和宇宙”、“科学、技术、社会、环境”等五个部分。其中“科学探究”整合在其他各部分内容中，同时“通过若干具有综合性的当代重大课题，引导学生关注和分析与科学、技术有关的现实问题”。根据科学课程标准，海洋科学资源可以下列科学课程内容的教学中加以应用：

（一）生命科学

（二）物质科学

（三）地球和宇宙

三、海洋特色科学课程资源的应用案例

（一）课堂教学

科学课学教学中有很多的实验活动，在这些实验活动中可以用海洋资源代替原来的实验材料，也可以把海洋资源作为原来的实验材料的补充。

七年级上第二章第1节《生物和非生物》有一个实验活动：观察蜗牛的生物特征，主要内容是观察蜗牛的身体结构及触觉、听觉、嗅觉、味觉反应。上课前一天我到燕子山码头边的海滩上捕捉了一些渔舟延螺，上课时，我让学生观察渔舟延螺的身体结构，并与蜗牛对比，同时观察渔舟延螺对光、声、盐度变化的反应，并让学生们思考二者的感觉器官与它们生存环境有什么关系。除了渔舟延螺外，也可以用单齿螺、嫁嘁等在农贸市场上可以买到的无脊椎动物作补充。

（二）研究性学习和综合实践

研究性学习是以科学研究为主的课题研究活动，是学生将课堂所学的科学知识和方法应用于实际的一种途径。初中科学教材每册都有4个研究性学习课题供学生选择研究，学生也可以选择其他自己感兴趣的问题进行研究，研究性课题的实施应当结合当地自然资源。

案例1：海岛空气中含盐量研究

该课题从大多数人到海边都有一种“带着咸味的空气”的感觉入手，提出一个问题：海边空气中的食盐含量是不是比内陆高？课题组成员解决了定量测量空气中的食盐含量的方法后，先后在三盘海边、海霞中学、温州市区共选择了五个地点进行实验。结果发现，不管在海边还是温州市区，用他们的实验方法都不能测出空气的含盐量有差别，最后得出“带着咸味的空气”可能跟空气中的食盐含量没有关系的结论。通过该课题的研究，课题组的成员对气体测量、食盐的检验的实验方法有了进一步的认识，同时也培养了他们尊重科学实验事实，勇于否定自己的假设的精神，加深了对海岛气候特点的认识。

案例2：蒸馏法海水淡化研究

该课题组同学受教材中同名的研究性学习课题启发，提出海洋中到处都是淡水，可是海岛上却普遍缺水，外出打渔的渔船也是这样的，如果有简单方法能够从海水中获得淡水，就可以解决海岛和渔船上缺水的现象。我提示她们：可以用太阳能作海水蒸馏的能量来源，设计一套利用太阳能的海水蒸馏器。她们查找了各种资料，利用家中各自废旧材料，先后制作了三个海水蒸馏器，其中一个能比较快速地利用阳光蒸馏海水。在她们研究的过程中，我还用她们设计的第二个方案在班级中开展了太阳能蒸馏法海水淡化器制作比赛，全班同学参加，取得了较好的效果。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.初中科学课程标准（2011版）.

[2] 范兆雄.课程资源概论.

[3] 闫红敏，范蔚.刍议课程资源及其有效开发.

生命科学前沿研究篇12

第六版《辞海》的生物学部分共有5107条词目,在删除冷僻、很少使用的词目和增加反映学科发展前沿的词目外,对80%的条目内容进行了更新、修改和充实,比较全面地收录了生物学科领域中的基本概念、学科发展历程、著名人物等基本面貌。这是我们生物学科几十位同仁不辞辛劳、通力合作的成果。特别要提到的是上海水产大学的伍汉霖先生和中科院古脊椎动物所的叶祥奎先生两位耄耋长者,在国外探亲或身患重病期间仍不忘为《辞海》收词、审订和校阅。

我是《辞海》的作者,又是《辞海》的读者,我的体会是《辞海》是适合于所有知识阶层阅读的综合性工具书。有一种误解认为专家只是《辞海》的作者而不是读者。其实不然。我举个例子。美国《科学》杂志编辑部在组织讨论生命本质时曾提出一个问题:一只活猫和一只死猫有什么区别?生物学家可以从心脏搏动、血液循环、呼吸停止和神经反应等层面上指出两者的差别。可是,物理学家说:活的猫是无序趋于有序,是负熵增加;死的猫则是有序趋于无序,是熵增加。熵是什么概念?恐怕不是每一位生物学专家都很清楚的。这时,就需要《辞海》了。

《辞海》给人另一个误解,是收录的词目偏重于历史。这是误解,同时也是广大读者对《辞海》能更好、更多地反映当代科学发展的期待和需求。

生命科学是当展最为迅猛的自然科学。人们对生命本质的认识日益深入,并且在这个基础上不断发明新的技术来为提高人类生活水平和增进身体健康而服务。其中最突出的是近年来出现的“组学”研究,就是说,从研究一个基因、一种蛋白质或一个生物大分子的结构和功能,逐步深入研究一个细胞里的所有基因、所有蛋白质和所有生物大分子的结构和功能,以及这些分子之间的相互作用。从研究单个分子到研究一组分子,从研究单个分子间的相互作用到一组分子间的网络式的调控,由此开辟了生命科学研究的新天地,大大地推进了对癌症、衰老和许多种复杂疾病的病因研究和提出新的医疗措施。这种“组学”包括[基因组学]、[蛋白质组学]、[转录物组学]、[代谢物组学]、[糖组学]等。这些都是第六版《辞海》增添的反映科学前沿和发展趋向的词目,反映了生物学条目的重大变化和新的面貌。

词目的收录总是落后于科学发展的步伐。在《辞海》2009年版出版之日,正是2019年版修订起步之时。我感到,生物学已经有大量需要增添的词目,比如,[生物学]和[生命科学]。现在全国高校没有一家设立生物学系,都改成生命科学学院或生物工程(技术)学院。生物学和生命科学的区别及定义需要诠释说明。又比如,以前是生物化学、生物物理、生物数学等学科,现在则出现了化学生物学、物理生物学、数学生物学,需要诠释这些学科的内涵与界定。举个例子,BioNano生物纳米是研究生命系统中处于纳米量级的物质及其运动规律。而NanoBio纳米生物学则是以纳米技术为背景的生物学研究,探讨纳米技术能为生命科学研究提供哪些新思维和新技术。这说明,纳米生物学、生物纳米不是文字游戏而是各有实质内涵的科学名词,需要我们作出诠释和介绍。