關於超高級生命科學
生命科學中的多媒體輔助教學研究
沈顯生
（中國科學技術大學生命科學學院，安徽 合肥 230027）
摘 要：根據生命科學專業知識體系的特點，在高等學校生命科學教學中應用多媒體課件進行輔助教學具有獨特的優勢。同生物學傳統教學中的掛圖、標本和模型等教具相比，其在聲音、色彩、動畫、視頻、照片和圖片等方面的作用尤為明顯，使課堂教學的內容更加豐富精彩，可極大地提高教學效果和質量。同時，文章指出了其應該注意的七個方面問題。
關鍵詞：多媒體；教學；生命科學
中圖分類號： G642.0 文獻標識碼： A
A Study of Multimedia Teaching of Life Science
SHEN Xian-sheng
（University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230027）
Abstract: The teaching of life science with multimedia courseware has unique advantages. Compared to traditional pictures, samples and models used in biology teaching, the vivid sounds, colors, images, animation and video of multimedia may greatly enliven the classroom and raise the quality and effect of teaching. Seven issues related to such multimedia teaching are discussed.
Key words: multimedia; teaching; life science
近年來，隨著計算機和網路技術的普及，多媒體輔助教學在全國各地得到了極大的發展，各個高等學校都將多媒體課件教學作為主要的教學輔助手段。多媒體輔助教學對教師的教學方法和學生的學習方式，都產生了重要的影響。[1,2]在絕大多數學科的教學工作中，同傳統的黑板教學模式相比，多媒體輔助教學得到了師生的普遍認可，這是無庸置疑的，也是信息時代帶給我們的好處。但是，任何事物都有其兩面性，我們在充分肯定多媒體輔助教學的優點的同時，也要理性地和積極地關注由此帶來的一些負面影響。
本文以中國科學技術大學生命科學學院為例,探討多媒體課件在生命科學教學中的作用與意義。通過召開青年教師多媒體教學研討會，以及對各個年級學生進行的有關多媒體教學的問卷調查，發現在生命科學專業課的教學中，運用多媒體課件進行教學有其自身的獨特優勢，但在教師和學生對多媒體課件的具體使用方面，存在一些共性問題，值得注意。
一、在生命科學理論課教學中多媒體課件可完全取代傳統教具
在傳統的黑板教學模式中，生物學的教學總是離不開掛圖、標本和模型等傳統教具。特別是動物學和植物學的教學，不僅需要大量的形態圖和解剖圖，還有很多模型與標本。在植物生理學和生物化學的教學中，也使用很多描繪代謝途徑的掛圖。在很多情況下，由於掛圖缺乏直觀性，教師們經常把植物和動物標本或模型帶到課堂上進行教學，尤其是人體解剖學，使用教學模型更加頻繁。所以，在傳統的生物學理論課教學工作中，掛圖、標本和模型等傳統教具曾起到了非常重要的作用。
隨著計算機和網路技術的出現，多媒體課件可以在聲音、色彩、動畫、視頻、照片和圖片等方面輔助教學，展現了由空間三維+色彩+動畫相組合的知識世界。因為它把感性知識帶進了課堂，使得課堂教學的內容更加豐富而精彩，並且教學素材不受時間和空間的限制，極大地提高了教學的效果和質量，提升了人才培養的層次與手段。由於多媒體課件具有一些傳統教具無法比擬的優點，如教學容量大，信息量大，圖文與聲像並茂，直觀性強，具有動態效果，教學素材來源廣泛（錄象、掃描、照片、繪圖等）；教師在備課時操作簡便，具可復制性可移動性，修訂內容和更新知識極為方便；學生可復制課件，列印課件，或網上復習。[1]由於生命科學的研究對象是生物有機體，對於學習生物的形態、結構、解剖、分類、生長、發育、運動和進化等知識，多媒體課件具有獨特的優勢。所以，生命科學課使用多媒體課件進行教學，越來越受到師生們的歡迎和認可。
目前，生命科學學院的幾乎所有的專業課和專業基礎課都採用了多媒體課件進行教學，所有教室都安裝了多媒體教學系統，在學院的網站上專門開通了用於教學課件下載與閱讀的ftp網址，所有這些都已經成為教學活動的重要組成部分。
二、生命科學課程的內容與性質對多媒體課件的選擇及要求
在生命科學的各門課程中，其內容和性質仍存在著一定的差異。 [3,4]有的課程是描述性的，以形態、結構和分類為主；有的課程除了描述性內容外，還有數學公式的推導與計算；而有的課程則完全是描述代謝動態過程的，以化合物的結構變化為主的。如此種種，就要求我們在教學中應該根據不同課程的性質，採用靈活的適合課程特點的教學手段。
例如，動物學和植物學都是以形態描述、結構特徵介紹和類群劃分為主要內容，在教學過程中應該全部使用多媒體課件。精彩的動物和植物照片，以及顯微鏡和電子顯微鏡下的細微結構照片等，可使得課堂教學變得栩栩如生。
而對於生態學、微生物學和遺傳學等課程，其內容既有形態描述的部分，又有數學分析和代謝機理介紹。所以，在這些課程的教學過程中，大部分內容是應該使用多媒體課件的，而另一部分內容如果使用黑板加粉筆進行教學，其效果會更好。例如，在種群生態學中的關於種群的增長類型，就應該使用黑板逐步推導種群的指數式增長模型和Logistic增長方程的由來。如果這些部分的內容仍然採用多媒體課件進行教學，當然也是可以的，但學生會更加喜歡並容易接受利用黑板進行推導的教學方式。
在生命科學的所有課程中，從理論上說都是可以使用多媒體課件進行輔助教學的。但根據學生反映和我們的教學實踐，發現在教學內容中凡是有數學公式推導、化學分子結構式或化學反應方程式等教學內容，一般不宜使用多媒體教學，應該現場臨時板書。如我院到目前為止，植物化學仍然以黑板加粉筆的方式進行教學，就是出於這種考慮。
三、運用多媒體輔助教學應該注意的幾個問題
1. 課件的結構組成要符合教學規律和教學法的要求
一部優秀的高質量的多媒體課件，不僅體現在課件的具體內容上，而且也反映在課件的結構組成方面。因為傳統的黑板教學模式，老師系統而有條理的板書會給學生們留下一個課堂教學的整體印象，而多媒體教學是發生在屏幕上的視覺和聽覺信號，即現即失。所以，為了讓學生在課前能夠對本次課所學內容做到心中有數，教師在課件的首頁或第2頁要有一張「主要內容」介紹，通過醒目的標題將本課件內容展示出來。當全部課件結束時，在最後還需要有一張「主要內容回顧」。這樣做前後呼應，便於學生對本次教學內容進行快速的回憶與總結。作者不提倡像中學課堂教學那樣進行詳細的總結。因為大學的課堂教學容量大、信息多，加上大學生具有了較強的自學能力，完全可在課後自己總結。在課件的最後，要有下次課程內容的預告，讓學生有所准備。另外，在一門課程開始的第一堂課里，老師需要製作個人信息簡介，包括聯系方式等。
2. 課件的版式和背景模式要符合教育心理學要求
多媒體課件的版式應該多樣化，注重簡潔而美觀，重要的術語或重點部分要突出、醒目。多媒體課件應該是ppt (power point)形式的課件，不能在整堂課上全部使用word文本形式的課件。插入的視頻音像材料不能夠太長，一般控制在60—80秒以內，通過剪輯展示最精彩最動人的部分。如果課件的該頁全為文字，字數應該控制在200-250字以內，千萬不要超過250字，字型大小選28-32號為宜，行間距一定要大於字間距。字體的顏色與背景的反差一定要大。因文字太多，學生無法記筆記。每當字幕一出現，學生們便鴉雀無聲地抄寫，老師的講解反而聽不進去了，因注意力集中在記錄筆記上。這是多媒體教學無法迴避的問題之一。圖片或標題出現時不能有聲音，特別是怪異的、刺耳的聲音，那樣會干擾課堂教學。[5]一個學期的所有課件不能用同一種背景，這樣顯得單調枯燥，容易使學生的視覺鈍化。所以，每個星期的ppt課件的背景色彩和式樣需要不斷地變換，讓學生感到在形式上就具有新意。
3. 多媒體輔助教學的教室環境要滿足師生交流的需要
為了增加投影儀的效果，有些教師上課時喜歡關閉教室的所有燈光，再拉上遮光窗簾，使得整個教室像座電影院，老師站在昏暗的講台上，學生根本無法看清老師的目光和表情，這如何實現師生間的互相交流？為了提高銀幕的亮度，教室的前排燈光可以關閉，但其他處燈光的照明仍是需要的。在昏暗的教室里進行多媒體教學，學生極容易產生倦意，甚至出現有些學生在課堂上睡覺的現象。
4. 多媒體課件的容量要與教學學時相匹配
高等學校的教學課時安排一般是2節課或3節課連排，這就要求教師在製作多媒體課件時，要以2節課或3節可課的內容為一個課件單元。各個單元的容量要精心組織，與教學學時相匹配，上次課的內容不要拖到下次課講，否則學生會感到教學進度無計劃，教學內容隨意性太大。在課件的容量和順序安排好後，在恰當的位置插入1張或2張美麗精彩的風景或動植物照片，在課間休息時供同學們作視覺欣賞，以消除視覺疲勞，最好不要播放音樂。
5. 多媒體輔助教學同樣要求教師常教常新
同過去傳統紙質的教案相比，電子版教案顯得更加先進、高效、安全，使用和攜帶也很方便。有人說教師製作多媒體課件是一件一勞永逸的事情。一旦當某一門課程的電子教案製作好了以後，只要教材不換，甚至課程名稱也不變，以後若干年裡就無需年年備課了。所以，有人說多媒體教學使得教師越教越懶。其實，對於一名優秀的老師來說，責任感和事業心會激勵著老師對教學保持常教常新的態度。一方面，由於科學在發展，技術在進步，每年都有許多新的知識需要補充到課件中去；另一方面，每次上完課後，對課堂教學要進行簡要的回顧和總結，對發現的問題要及時修改。所以，教師要堅持常年備課的習慣，將課件不斷地更新，使得內容更加豐富和新穎，以提高教學的效果和質量。
6. 多媒體輔助教學需要發揮教師的激情和肢體語言
在使用多媒體進行教學時，教師必須站著講課，不能只坐在電腦台前操作電腦，兩眼盯在計算機屏幕上。因為利用多媒體進行教學同樣需要發揮教師的激情和肢體語言的作用，利用眼睛隨時與學生溝通，利用各種姿勢表達情感，語句要抑揚頓挫，同時還要不斷地提出一些問題。所以，只有激情滿懷、肢體語言豐富的教師，在多媒體課件的配合下，才能夠把課堂教學變得生動而精彩。因為多媒體是教學的輔助手段，我們千萬不能忘記了「輔助」二字的含義。老師在課堂上適當板書一些字體優美的術語、詞彙或公式等，這不僅是一種欣賞，而且也是必須的，因為有利於學生的記憶。有人喊「粉筆萬歲」，可能就是懷念粉筆的這種畫龍點睛的作用。有的老師把課件做得非常仔細，課堂上要說的每一句話都打在屏幕上，上課時幾乎沒有了發揮空間。所以，有學生說「如果電腦能夠說話，就不需要老師了」，這話值得深思。由於老師的課件十分細致且完整，學生上課不想記筆記，只帶著耳朵坐著聽課，下課後問老師要課件。試想，這樣的教學方式對老師和學生雙方將會產生怎樣的影響？難怪有位退休的老教師說，「就是多媒體教學影響了我們的教學質量，把老師和學生都教懶了。」這話聽起來有些武斷，但仔細一想，有些地方是很有道理的。
7. 多媒體課件是教師的勞動成果，教師擁有其知識產權
教師製作一套優秀的多媒體課件不是一件容易的事情，不僅需要花費大量的時間和精力上網查找文字資料、音像資料與圖片，而且還需要精心地組織材料、版式設計與內容製作，同時還需要長期地對相關教學素材進行收集與積累。對於教師辛勤勞動的成果——多媒體課件，他有責任有義務在課堂上向學生們展示與介紹，卻不應該無償地隨便送給學生，應該享有一定的知識產權。由於學生可隨意地得到老師的課件，所以在課堂上懶得記筆記，甚至懶得上課，反正到了考試前，再上網查看課件，背誦課件，就能夠應付考試。難怪有人說，現在的學生越學越懶了，逃課越來越多了。分析造成這種被動學習局面的原因，可能主要有兩個方面：一是教師的課件製作得太仔細、太完整，甚至一部課件就是一本書；二是課件可隨意復制與下載，復習考試范圍以課件為准。所以出現這種情況，與考試的方式和內容有關。辦法是不能僅考查課件上的內容，一定要考查教材上內容，特別是規定的自學內容。作者一貫不提倡學生課後隨意下載或索要後列印課件的做法。作為學生，上課應該記筆記，課後需要閱讀教材，不能夠把教師的課件直接當作教材。[6]當然，教師也要注意講課的速度，並有意識地引導學生課後復習教材。
總之，先進的多媒體輔助教學只不過是一種教學手段而已，並且是一種輔助手段，而只有通過教師的無私奉獻精神和傳授知識的教學技巧與學生自發的強烈的求知慾望相結合，我們的課堂教學才能夠真正實現師生互動，取得事半功倍的效果。無論是教師還是學生，都要積極地、正確地面對多媒體輔助教學。正如一位教育專家所說，計算機網路技術是推動教學改革的發動機，他在教育領域中的應用，對整個教學活動產生了重大影響。這種影響是根本性的、不可逆轉的、具有普遍意義的，它表明在教育領域正在發生一場真正的革命。[7]
參考文獻：
［1］ 劉和海，王清. 高等學校多媒體教學現狀的調查與研究［J］. 教育與現代化，2006, (4): 40-45.
［2］ 王勁松. 現代多媒體教學經驗談[J]. 中國科技信息，2006，(9).
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［4］ 張小華. 多媒體課件能否成為教材的一部分［J］. 教育信息化，2006，(6).
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［6］ 王明瑩. 生物化學課堂教學中的多媒體運用［J］. 呼倫貝爾學院學報，2006，(1).
［7］ 朱榮華. 一個創新教育的教學環境正在形成［J］. 中國大學教學，2004，（10）：19-24.
2. 生命科學包括哪些內容
生命科學一般包括：動物科學，農學，生物技術研究，生物工程，食品科學，園藝（也算在生命科學中的），制葯科學等等。
動物科學：研究對象顧名思義，動物的習性與特徵等等。
農學：簡單點說，如何讓小稻能結出更多的米粒，說的正式點，即是研究作物生長發育規律及其與外界環境條件的關系、病蟲害防治、土壤與營養、種植制度、遺傳育種等領域。總之造福全球的最可愛的人兒的。
食品科學：與咱們日常生活的食品有關的一個分支。在食品領域內從事食品生產技術管理、科學研究、產品開發、工程設計及食品質量與安全檢測、控制、監督、執法、管 理 方 面 工作的復合型高級工程技術人才。
制葯科學：主要從事葯品製造，新工藝、新設備、新品種的開發、放大和設計。伴隨著新葯的不斷發現和治療方法（如基因研究）的巨大進步，促使醫葯工業發生了非常大的變化。因此，無論是葯品，還是過程技術都需要新型制葯工程師，這類學習制葯科學的人才掌握最新技術和交叉學科知識、具備制葯過程和產品雙向定位的知識及能力，同時了解密集的工業信息並熟悉全球和本國政策法規，我表示，這很是符合時代的需求和發展。
3. 生命科學近年來有哪些新技術
NO.1
SARAH TEICHMANN: Expand single-cell biology（擴展單細胞生物學）
Head of cellular genetics, Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, UK.
在過去的十年裡，我們看到研究人員可以分析的單細胞數量大幅增加，隨著細胞捕獲技術的發展，結合條形碼標記細胞和智能化技術等方法，在未來數量還將繼續增加，對此，大家可能不以為然，但這可以讓我們以更高的解析度來研究更為復雜的樣品，我們可以做各種各樣的實驗。比如說，研究人員不再只關注一個人的樣本，而是能夠同時觀察20到100個人的樣本，這意味我們能夠更好的掌握人的多樣性，我們可以分析出更多的發展時間點，組織和個體，從而提高分析的統計學意義。
我們的實驗室最近參與了一項研究，對6個物種的250000個細胞進行了分析，結果表明，控制先天免疫反應的基因進化速度快，並且在不同物種間具有較高的細胞間變異性，這兩個特徵都有助於免疫系統產生有效的微調反應。
我們還將看到在單個細胞中同時觀察不同基因組模式的能力發展。例如，我們不局限於RNA，而是能夠看到染色質的蛋白質-DNA復合物是開放還是封閉。這對理解細胞分化時的表觀遺傳狀態以及免疫系統和神經系統中的表觀遺傳記憶具有重要意義。
將單細胞基因組學與表型關聯的方法將會發生演變，例如，將蛋白質表達或形態學與既定細胞的轉錄組相關聯。我認為我們將在2019年看到更多這種類型的東西，無論是通過純測序還是通過成像和測序相結合的方法。事實上，我們已經見證了這兩種技術的一種融合發展：測序在解析度上越來越高，成像也越來越多元化。
NO.2
JIN-SOO KIM: Improve gene editors(改進基因編輯)
Director of the Center for Genome Engineering, Institute for Basic Science, and professor of chemistry, Seoul National University.（首爾國立大學基因學研究所基因組工程中心主任、化學教授。）
現如今，蛋白質工程推動基因組工程的發展。第一代CRISPR基因編輯系統使用核酸酶Cas9，這是一種在特定位點剪切DNA的酶。到目前為止，這種方法仍然被廣泛使用，但是許多工程化的CRISPR系統正在用新變體取代天然核酸酶，例如xCas9和SpCas9-NG，這拓寬了靶向空間——基因組中可以被編輯的區域。有一些酶比第一代酶更具特異性，可以將脫靶效應最小化或避免脫靶效應。
去年，研究人員報告了阻礙CRISPR基因組編輯引入臨床的新障礙。其中包括激活p53基因 (此基因與癌症風險相關)；不可預料的「靶向」效應；以及對CRISPR系統的免疫原性。想要將基因組編輯用於臨床應用，就必須解決這些限制。其中一些問題是由DNA雙鏈斷裂引起的，但並非所有基因組編輯酶都會產生雙鏈斷裂——「鹼基編輯」會將單個DNA鹼基直接轉換成另一個鹼基。因此，鹼基編輯比傳統的基因組編輯更干凈利索。去年，瑞士的研究人員使用鹼基編輯的方式來糾正小鼠中導致苯丙酮尿症的突變基因，苯丙酮尿症是一種先天性代謝異常疾病，患者體內會不斷累積毒素。
值得注意的是，鹼基編輯在它們可以編輯的序列中受到了限制，這些序列被稱為原間隔相鄰基序。然而蛋白質工程可以用來重新設計和改進現有的鹼基編輯，甚至可以創建新的編輯，例如融合到失活Cas9的重組酶。就像鹼基編輯一樣，重組酶不會誘導雙鏈斷裂，但可以在用戶定義的位置插入所期望的序列。此外，RNA引導的重組酶將會在新的維度上擴展基因組編輯。
基因編輯技術在臨床上的常規應用可能還需要幾年的時間。但是我們將在未來一兩年看到新一代的工具，將會有很多的研究人員對這項技術感興趣，到時候他們每天都會使用這些技術。屆時必然會出現新的問題，但創新的解決方案也會隨之出現。
NO.3
XIAOWEI ZHUANG（庄小威）: Boost micros resolution （提高顯微鏡解析度）
Professor of chemistry and chemical biology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts; and 2019 Breakthrough Prize winner.
超解析度顯微鏡的原理驗證僅僅發生在十幾年前，但今天這項技術相對來說再平常不過，生物學家可以接觸到並豐富知識。
一個特別令人興奮的研究領域是確定基因組的三維結構和組織。值得一提的是，基因組的三維結構在調節基因表達中起到的作用越來越大。
在過去的一年裡，我們報道了一項工作，在這項工作中，我們對染色質進行了納米級的精準成像，將它與數千個不同類型細胞的序列信息聯系起來。這種空間解析度比我們以前的工作好一到兩個數量級，使我們能夠觀察到各個細胞將染色質組織成不同細胞之間差異很大的結構域。我們還提供了這些結構域是如何形成的證據，這使我們更好地理解染色質調節的機制。
除了染色質，我們預見到在超解析度成像領域空間解析度有了實質性的提高。大多數實驗的解析度只有幾十納米，雖然很小，但與被成像的分子相比卻沒有什麼差別，特別是當我們想解決分子間的相互作用時。我們看到熒光分子和成像方法的改進，大大提高了解析度，我們預計1納米解析度的成像將成為常規。
同時，瞬時解析度變得越來越好。目前，研究人員必須在空間解析度和成像速度之間做出妥協。但是通過更好的照明策略和更快的圖像採集，這些限制可以被克服。成千上萬的基因和其他類型的分子共同作用來塑造細胞的行為。能夠在基因組范圍內同時觀察這些分子的活動，將為成像創造強有力的機會。
NO.4
JEF BOEKE: Advance synthetic genomes （先進的合成基因組）
Director of the Institute for Systems Genetics, New York University Langone Medical Center, New York City.
當我意識到從頭開始寫一個完整的基因組變成可能的時候，我認為這將是一個對基因組功能獲得新觀點的絕佳機會。
從純科學的角度來看，研究小組在合成簡單的細菌和酵母基因組方面取得了進展。但是在合成整個基因組，特別是哺乳動物基因組方面仍然存在技術挑戰。
有一項降低DNA合成成本的技術將會對行業產生幫助，但是目前還沒有上市。今天發生的大多數DNA合成都是基於亞磷醯胺化學過程。所得核酸聚合物的最大長度和保真度都受到限制。
許多公司和實驗室都在研究酶促DNA合成——這種方法有可能比化學合成更快、更准確、更便宜。目前，還沒有一家公司在商業上提供這種分子。但是去年10月，一家總部位於巴黎的叫做DNA Script的公司宣布，它已經合成了一種150鹼基的寡核苷酸，幾乎符合化學DNA合成的實際限制。
作為一個群體，我們還研究了如何組裝人類染色體DNA的大片段，並且我們可以使用這種方法構建100千鹼基或更多的區域。現在，我們將使用這種方法來解剖大的基因組區域，這些區域對於識別疾病易感性非常重要，或者是其他表型特徵的基礎。
我們可以在酵母細胞中快速合成這些區域，因此我們應該能夠製造數十到數百種以前不可能檢測到的基因組變體。使用它們，我們將能夠檢查全基因組關聯研究中涉及的數千個基因組基因座，它們在疾病易感性方面具有一定意義。這種解剖策略可能使我們最終能夠確定這些變體的作用。
NO.5
CASEY GREENE: Apply AI and deep learning（應用人工智慧和深度學習）
Assistant professor of systems pharmacology and translational therapeutics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia.
4. 求關於生命科學的2條報道
21世紀生命科學的研究進展和發展趨勢
20世紀後半葉生命科學各領域所取得的巨大進展，特別是分子生物學的突破性成就
5. 生命科學是什麼
生命科學是系統地闡述與生命特性有關的重大課題的科學。支配著無生命世界的物理和化學定律同樣也適用於生命世界，無須賦於生活物質一種神秘的活力。對於生命科學的深入了解，無疑也能促進物理、化學等人類其它知識領域的發展。比如生命科學中一個世紀性的難題是「智力從何而來？」我們對單一神經元的活動了如指掌，但對數以百億計的神經元組合成大腦後如何產生出智力卻一無所知。可以說對人類智力的最大挑戰就是如何解釋智力本身。對這一問題的逐步深入破解也將會相應地改變人類的知識結構。
生命科學研究不但依賴物理、化學知識，也依靠後者提供的儀器，如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離心機、X-射線儀、核磁共振分光計、正電子發射斷層掃描儀等等，舉不勝舉。生命科學學家也是由各個學科匯聚而來。學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科。
生命科學研究或正在研究著的主要課題是：生物物質的化學本質是什麼？這些化學物質在體內是如何相到轉化並表現出生命特徵的？生物大分子的組成和結構是怎樣的？細胞是怎樣工作的？形形色色的細胞怎樣完成多種多樣的功能？基因作為遺傳物質是怎樣起作用的？什麼機制促使細胞復制？一個受精卵細胞怎樣在發育成由許多極其不同類型的細胞構成的高度分化的多細胞生物的奇異過程中使用其遺傳信息？多種類型細胞是怎樣結合起來形成器官和組織？物種是怎樣形成的？什麼因素引起進化？人類現在仍在進化嗎？在一特定的生態小生境中物種之間的關系怎樣？何種因素支配著此一生境中每一物種的數量？動物行為的生理學基礎是什麼？記憶是怎樣形成的？記憶存貯在什麼地方？哪些因素能夠影響學習和記憶？智力由何而來？除了在地球上，宇宙空間還有其它有智慧的生物嗎？生命是怎樣起源的？等等。
在上述問題的研究中積累起來的知識已經或正在應用於人類社會，並產生了巨大的效益如減少人類疾病和動植物病害、改善人類的營養狀況，減少環境公害、保護自然資源等等。
近年來，生物工程的興起，使我們面臨著重大的機遇與挑戰。在這一關鍵時刻，我們必須有所作為，理解並參與做出決定。
6. 國外有哪些生物科學專業特別好的大學
1. MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
麻省理工學院
MIT是一所以STEM專業著稱的大學，而他們一般生物學專業也不例外，位居全美國排名榜首!作為採取小班教學的頂尖研究型大學，麻省理工提供的課程允許學生和各類研究項目的教授和同輩緊密合作。
通常，一般生物學專業可以使學生為在研究或醫學方面繼續接受教育奠定基礎，學生會學習遺傳學，細胞生物學，化學以及自然科學領域更為專業的選修課程。許多學生畢業後就參加工作，薪資高於平均起薪高達62,000美元，職業生涯中期薪酬達83,000美元。
2. STANFORD UNIVERSITY
斯坦福大學
斯坦福大學的生物學專業為學生在科學領域的求職做出充分准備。學生們學習例如進化學、海洋生物學和生態學等領域的課程，能夠進一步了解生命世界。隨著課程的更新，生物學專業讓學生有機會選擇自己最感興趣的選修課程。
一些讀研的學生會選擇醫學，牙科或獸醫，另一部分學生會偏向於應用或生命科學的研究。而不選擇繼續研究生課程的學生的平均起薪約為51,000美元。
3. TUFTS UNIVERSITY
塔夫茨大學
塔夫茨新英格蘭醫學中心是塔夫茨大學醫學院的主要教學醫院，更是著名的生物醫學研究中心。泰晤士高等教育和世界大學學術排名(ARWU)均將塔夫茨大學醫學院列為世界最佳的臨床醫學院之一。
4. UNIVERSITY OF CALIFORNIA-SAN DIEGO
加州大學聖迭戈分校
加州大學聖迭戈分校的生物科學系——是希望獲得高質量科學教育的學生的首選。其一般生物學專業是渴望廣泛而多樣化的生物學多種科目教育的學生的理想。各類專業領域為生物學畢業生求職和追求更高學位奠定了堅實基礎。加州大學聖迭戈分校的生物學專業學生的平均起薪為43,000美元，職業生涯中期平均薪酬為87,000美元。
5. WAKE FOREST UNIVERSITY
維克森林大學
維克森林大學生物系擁有一個多元化的教師和學生團隊，共同進行生物體的研究項目。本科生生物專業是跨學科的，依託人文和文科課程以補充進化、生理學、遺傳學和分子生物學以及細胞生物學等尖端科學課程。
WFU非常重視研究。該專業的畢業生的平均職業生涯中期年薪可達到94,000美元，但其會隨著學位的升級而增加。
6. EMORY UNIVERSITY
埃默里大學
埃默里大學的本科生生物學課程旨在向學生揭示該領域當前運用的理論和實踐。學生可以學習遺傳學、神經生物學、進化生物學和生態學方面不同的課程，旨在培養批判性思維和解決問題的能力。
一些生物學專業學生還會兼修科學、文化和社會等方面課程，這可能會使學生進入公共衛生和醫學領域的領導階層。埃默里大學畢業生的平均起薪可達40000美元。
7. UNIVERSITY OF NOTRE DAME
聖母大學
作為美國生物學專業最佳大學之一的聖母大學，在全國最佳學院中也排名第十。該校生物學專業畢業生的平均起薪是47000美元。
聖母大學的生物學專業有八個可供選擇的領域，包括生物科學，計算生物學，進化與基因組學以及醫學神經生物學。在每個領域中，學生都有大量的機會，甚至在大一學年就可以參與研究項目。
8. RUTGERS UNIVERSITY
羅格斯大學
成立於1766年的羅格斯大學，是美國第八個最古老的高校。基於其高超的學術水平和合理的學費價格，羅格斯大學具有很高的性價比。該校還擁有較高的新生保留率和較低的學生貸款違約率。生物學學位持有者的平均起薪為44,000美元。
該校生命科學系提供了許多專業領域的課程，如分子生物學和遺傳學。除了課程的內部研究機會以外，學生還可以關注醫療，牙科和醫師助理學校的聯合項目。這些課程為獲得BA / MD，BA / DMD或BA / MS提供了更便捷的途徑。
9. UNIVERSITY OF ROCHESTER
羅切斯特大學
羅切斯特大學是一所頂級研究型大學，提供生物學文學士學位和生物科學理學士學位課程。對於後者，學生可以選擇專注於生物化學，分子遺傳學或神經科學等七大專業之一。畢業後，學生們平均起薪為43,000美元。
10. UNIVERSITY OF MARYLAND
馬里蘭大學
馬里蘭大學成立於1856年，是美國著名的公立研究型大學，距華盛頓只有4英里。生物學專業是該校最人們的專業，獲得學士學位的學生平均起薪為41,000美元。
馬里蘭州生物系允許學生選擇兩個專業——生理學和神經生物學(PHNB)和生態與進化(ECEV)。此外，該院系負責監督生物多樣性和保護生物學專業化，這是環境科學和政策規劃的一部分。
7. 生命科學都包括那些內容，能舉例說說嗎
生命科學一般包括：動物科學，農學，生物技術研究，生物工程，食品科學，園版藝（也算在生命科學中的），制權葯科學等等。
動物科學：研究對象顧名思義，動物的習性與特徵等等。
農學：簡單點說，如何讓小稻能結出更多的米粒，說的正式點，即是研究作物生長發育規律及其與外界環境條件的關系、病蟲害防治、土壤與營養、種植制度、遺傳育種等領域。總之造福全球的最可愛的人兒的。
食品科學：與咱們日常生活的食品有關的一個分支。在食品領域內從事食品生產技術管理、科學研究、產品開發、工程設計及食品質量與安全檢測、控制、監督、執法、管 理 方 面 工作的復合型高級工程技術人才。
制葯科學：主要從事葯品製造，新工藝、新設備、新品種的開發、放大和設計。伴隨著新葯的不斷發現和治療方法（如基因研究）的巨大進步，促使醫葯工業發生了非常大的變化。因此，無論是葯品，還是過程技術都需要新型制葯工程師，這類學習制葯科學的人才掌握最新技術和交叉學科知識、具備制葯過程和產品雙向定位的知識及能力，同時了解密集的工業信息並熟悉全球和本國政策法規，我表示，這很是符合時代的需求和發展。
8. 世界生命科學有了什麼重大突破
世界生命科學重大突破！ 兩只克隆猴在中國誕生。
這是中科院神經科學研究所孫強研究員（左）和劉真博士（1月21日攝）。
中科院神經科學研究所孫強團隊經過5年努力，成功突破了世界生物學前沿的這個難題。利用該技術，科研團隊未來可在一年時間內，培育出大批基因編輯和遺傳背景相同的模型猴。
「這是世界生命科學領域近年來的重大突破。」中科院神經所所長蒲慕明院士說，克隆猴的成功，將為阿爾茨海默症、自閉症等腦疾病以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的機理研究、干預、診治帶來前所未有的光明前景。
孫強說，這意味著中國將率先建立起可有效模擬人類疾病的動物模型，既能滿足腦疾病和腦高級認知功能研究的迫切需要，又可廣泛應用於新葯測試。
9. 對生命科學的認識800字
研究生命現象的科學。既研究各種生命活動的現象和本質，又研究生物之間、生物與環境之間的相互關系，以及生命科學原理和技術在人類經濟、社會活動中的應用。生命科學所要回答的首要問題就是"什麼是生命？"這個古老的命題。一般說來，生命具有新陳代謝、生長、遺傳、剌激反應等特徵。這些特徵是生命運動的具體反應。生命科學就是研究生命運動及其規律的科學。
生命科學是一門有很長歷史的學科。在人類文明的初期，人們已經注意到了生命與非生命的區別，並對生物進行觀察、描述，收集整理了大量材料。17世紀前，由於科學技術水平的限制和神學的桎梏，古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。到18世紀，伴隨工業革命和自然科學的發展，對生物進行分門別類的研究成為主要課題，林奈總結了前人的成果，建立了系統分類學。19世紀，物理學和化學進一步發展，新技術不斷地應用於生物研究。使生物學由描述性的學科楊為實驗性的學科。1838年和1839年，德國的施萊登和施旺分別通過對植物和動物細胞的研究，提出了細胞學說：一切生物的基本構造單位是細胞。英國科學家達爾文在1859年出版的巨著《物種起源》中，提出了生物是由低級向高級不斷進化的進化論學說，他認為生物的變異和自然選擇是推動生物進化的根本原因。1865年，孟德爾發現了生物性狀遺傳的兩個基本定律，即分離定律和自由組合定律，開始了遺傳學的研究。20世紀初，摩爾根進一步提出了基因定位於染色體上和基因學說。從而使生物學躍入了近代科學的行列。 從另一方面看，生命科學又是一門非常年輕的學科。它的一些基本概念和理論都是隨著20世紀以來物理學、化學等有關學科的迅速發展而建立起來的。1945年，理子力學創始人之一薛定諤在《什麼叫生命？》一書中預告，一個生物學研究的新紀元即將開始。他說："目前的物理學和化學顯然還缺乏說明在生物體中所發生的各種事件的能力，然而，絲毫沒有理由去懷疑它們是不能用這兩門科學來說明的。"隨著電子顯微鏡、X－射線晶體衍射、同位素等先進技術在生物學中的應用，生物學研究取得了重大突破。美國科學家鮑林用X－線衍射方法研究了蛋白質的分子結構，發現由氨基酸構成的肽鏈在一定條件下，可以形成螺旋結構。1953年，沃森和克里克通過對脫氧核糖核酸（DN-A）的X-射線衍射照片進行分析和計算，提出了DNA的雙螺旋結構模型，並提出了遺傳信息就是以核苷酸排列的順序儲存於DNA分子之中。以此為突破口。誕生了分子生物學。隨後科學家們又破譯了全部遺傳密碼，指出蛋白質分子中的氨基酸排列順序是以DNA分子中核苷酸排列為模板翻譯的，每三種核苷酸為一種氨基酸密碼。不久克里克提出了遺傳的中心法則：遺傳信息的表達，是以DNA為模板轉錄為MRNA，再以MRNA為模板，按遺傳密碼翻譯為蛋白質。這樣，構成生命的兩大類最基本的生物大分子━━蛋白質和核酸在生命過程中作用達到了統一，就能夠從本質上解釋生命現象。 現代生命科學不僅有不同於傳統生物學的許多特點，而且深刻影響著現代科學的各個領域。具體地說（1）從量子水平、原子分子水平、亞細胞和細胞水平、組織器官水平、個體水平、種群和群落、生態系統、生物圈等不同層次上研究生命現象及其相互關系，與其相應，出現了量子生物學、分子生物學、細胞生物學、組織學和生理學、微生物學和動植物學、群體生物學、生態學等學科、這些學科從微觀到宏觀的不同水平上，對生命科學的內在規律進行精細地研究。（2）多學科相互滲透，使生物學出現了一系列的分支學科和邊緣學科。如研究基因及其基因表達的分子遺傳學，研究生物大分子的結構與功能、生物體內化學變化的生物化學，以及生物物理學、生物數學、生物力學、生物光學、生物醫學、農業生物學環境生物等。（3）應用生物學的形成。20世紀末，現代生物技術（生物工程）已經直接影響到人們的經濟生活和社會生活，如近年來興起的基因工程，它利用DNA的重組技術，將人們所需要的基因或基因片斷組合在一起，從而創造出人們所希望的生物大分子物質，甚至新的物種。又如利用發酵工程，可以大規模生產干擾素（一種抗病毒的活性蛋白質）。醫學遺傳學和分子生物學的研究，使人們能夠從遺傳的物質基礎DNA的改變上找出某些疾病的原因。現已發現了十多種癌基因，以及這些癌基因表達的機制。人類最終攻克癌這一"不治之症"已為期不遠了。人造器官的植入使得一些生命垂危的人又獲生機。此外，現代生物技術在農林、醫葯、食品、能源環境保護等領域中，正發揮著重要作用。生命科學的研究，還為電子計算機、人工智慧、工程式控制制論等的研究，提供許多新的啟示。 此外，生命，科學某些領域的研究，還影響到社會科學和人們的社會生活，如流行病與古代文化的關系，環境污染與環境保護，心理疾病，人口、計劃生育與社會發展，行為科學與政治學，記憶、思維等高級生命活動的機制，等等。生物體的高度協調性和對物質和能量的精確利用方式，還為現代的管理科學、能源科學、交通運輸、通訊等，提供了很好的研究和模擬的對象。