生物學(xué)研究熱點(diǎn)(合集7篇)

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時(shí)間：2023-06-2516:04:09

生物學(xué)研究熱點(diǎn)第2篇生物學(xué)研究熱點(diǎn)第6篇

由于蒸汽機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用,熱現(xiàn)象的研究受到重視,到18世紀(jì)前半期,制造出了一些供實(shí)際應(yīng)用的溫度計(jì),相繼建立了華氏、攝氏等經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo),系統(tǒng)的計(jì)溫學(xué)初步建立,在定量研究熱現(xiàn)象方面邁出了重要的一步。溫度計(jì)的發(fā)明和改進(jìn),又進(jìn)一步促進(jìn)了量熱學(xué)的發(fā)展,熱量、熱容、比熱、潛熱等概念初步形成,量熱器開始使用,熱平衡方程建立起來,量熱學(xué)形成系統(tǒng)的科學(xué)。

隨著計(jì)溫學(xué)和量熱學(xué)的建立,對(duì)熱現(xiàn)象的研究走上了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的道路。18世紀(jì)后期,英國(guó)人瓦特對(duì)蒸汽機(jī)的改進(jìn)起了關(guān)鍵性的作用,這大大促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展,也促進(jìn)了對(duì)熱現(xiàn)象的更深人的研究。由于對(duì)熱本質(zhì)的研究不斷深人,熱是一種物質(zhì)的說法徹底破產(chǎn),能量守恒定律,即熱力學(xué)第一定律在19世紀(jì)得以建立。這期間,一大批科學(xué)工在各個(gè)不同的領(lǐng)域作出了自己的貢獻(xiàn),其中最著名的有邁爾、焦耳、亥姆霍茲三位。德國(guó)醫(yī)生邁爾思維敏捷、視野開闊、善于總結(jié),最先提出能量守恒思想,認(rèn)為熱是能量的一種形式,可與對(duì)機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化。英國(guó)物理學(xué)家焦耳是一個(gè)孜孜不倦的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,他在長(zhǎng)達(dá)40年的時(shí)間里,進(jìn)行了大量精確的實(shí)驗(yàn),令人信服地證明了,熱量和功之間存在著確定的數(shù)量關(guān)系,為能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。而德國(guó)的亥姆霍茲在論述能量守恒的普遍性上起著重要的作用。

以上對(duì)熱現(xiàn)象的研究,都是根據(jù)對(duì)現(xiàn)象的觀察和實(shí)驗(yàn)所總結(jié)出來的宏觀熱現(xiàn)象的基本規(guī)律,用嚴(yán)密的、科學(xué)的邏輯推理方法,研究和討論熱學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì),稱為熱現(xiàn)象的宏觀理論。早在熱力學(xué)第一定律建立之前,法國(guó)工程師卡諾對(duì)熱機(jī)理論作了深入的研究,在此基礎(chǔ)上,德國(guó)物理學(xué)家克勞修斯和英國(guó)物理學(xué)家開爾文分別于1850年和1851年自立地發(fā)現(xiàn)了熱力學(xué)第二定律,論述了熱學(xué)過程的不可逆性,找到了反映物質(zhì)各種性質(zhì)的相應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù),這套理論發(fā)展到現(xiàn)在,稱為“熱力學(xué)”。

在熱力學(xué)理論發(fā)展的同時(shí),人們已注意到熱現(xiàn)象與組成物質(zhì)的大量微觀粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)有著密切關(guān)系,從微觀的角度研究熱現(xiàn)象的工作也已開始,在19世紀(jì)中葉以后得到飛躍的發(fā)展。首先是氣體動(dòng)理論(以前稱為氣體分子運(yùn)動(dòng)論或氣體分子動(dòng)理論)的提出和完善,概率統(tǒng)計(jì)方法的運(yùn)用,使氣體動(dòng)理論從定性的論述發(fā)展成為定量的理論,這就是關(guān)于熱現(xiàn)象研究的微觀理論。氣體動(dòng)理論發(fā)展為分子物理學(xué),再進(jìn)一步發(fā)展,就是“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”。熱現(xiàn)象的各種宏觀性質(zhì)都與微觀粒子的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān),各宏觀物理量都是相應(yīng)微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值,任何宏觀的平衡態(tài)都必然伴隨著永不停息的微小漲落,這就是關(guān)于熱現(xiàn)象的微觀理論的主要觀點(diǎn)。

20世紀(jì)50年代以后,關(guān)于非平衡態(tài)的熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)理論得到迅速發(fā)展,已經(jīng)從平衡態(tài)和衡態(tài)向著遠(yuǎn)離平衡態(tài)的方向推進(jìn),這為尋找從無序到有序轉(zhuǎn)化的途徑提供了新的思想和新的概念,但相對(duì)于平衡態(tài)理論來講,非平衡態(tài)理論還顯得很不完善,這是今后繼續(xù)研究和發(fā)展的重點(diǎn)方向。

熱學(xué)是物理學(xué)的重要組成部分,熱運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種重要形式,熱運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量棗熱力學(xué)能(內(nèi)能)是一種重要的能量形式,因此,熱學(xué)部分的知識(shí)歷來是中學(xué)物理課程的重要組成部分。熱學(xué)與力學(xué)相比,研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容和研究方法都大不相同,力學(xué)研究的是宏觀物體(其模型是質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)組或剛體等),以牛頓定律為基礎(chǔ),研究其機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移等等。

生物學(xué)研究熱點(diǎn)第7篇

[關(guān)鍵詞]生物素養(yǎng)；學(xué)科熱點(diǎn)事件；屠呦呦；施一公

培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是普通高中生物學(xué)教學(xué)重要的目標(biāo)。我國(guó)現(xiàn)行的普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)所描述的課程基本理念中明確提出，提高每個(gè)高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是本課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的核心任務(wù)。因此，作為高中生物教師，應(yīng)該充分利用各種課程資源，著力于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，合理挖掘當(dāng)前與生命科學(xué)密切相關(guān)的熱點(diǎn)事件，開展教學(xué)不失為一種有效的選擇。

一、解讀生物科學(xué)素養(yǎng)的主要內(nèi)容

我國(guó)現(xiàn)行的《普通高中生物n程標(biāo)準(zhǔn)》指出：生物科學(xué)素養(yǎng)是指公民參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)知識(shí)、探究能力以及相關(guān)的情感態(tài)度與價(jià)值觀，它反映了一個(gè)人對(duì)生物科學(xué)領(lǐng)域中核心的基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握和應(yīng)用水平，以及在已有基礎(chǔ)上不斷提高自身科學(xué)素養(yǎng)的能力。1993年，米國(guó)生物科學(xué)課程研究所（簡(jiǎn)稱BSCS）出版了名為“發(fā)展生物學(xué)素養(yǎng)”的生物學(xué)課程指南，對(duì)生物學(xué)素養(yǎng)作了詳盡的論述，并把它作為生物學(xué)課程的基本目的。BSCS認(rèn)為，一個(gè)具有生物學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生需要對(duì)科學(xué)的本質(zhì)和特點(diǎn)有起碼的理解。學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)科學(xué)的價(jià)值以及科學(xué)探究的過程和方法的理解與掌握，是生物學(xué)素養(yǎng)的基本要點(diǎn)。比較兩者對(duì)生物科學(xué)素養(yǎng)的界定，雖然在表述上略有不同，但總的來說，兩者對(duì)生物科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)是趨同的。概括地說，生物科學(xué)素養(yǎng)可以從知識(shí)、能力、情感態(tài)度和價(jià)值觀三個(gè)維度來定義：在知識(shí)層面上，要求學(xué)生掌握基本的生物科學(xué)知識(shí)，能夠用所學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識(shí)理解或解釋發(fā)生在身邊的生物科學(xué)現(xiàn)象；在能力層面上，要求學(xué)生具有一定的生物科學(xué)探究和創(chuàng)新能力，具有將生物學(xué)知識(shí)用于解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力；在情感、態(tài)度、價(jià)值觀層面上，要求學(xué)生形成正確的世界觀和價(jià)值觀，對(duì)生命現(xiàn)象和生物科學(xué)知識(shí)具有關(guān)注和探究的熱情，對(duì)生物學(xué)技術(shù)及其他與生物學(xué)相關(guān)的問題具有正確的判斷力，并且能根據(jù)自己的判斷做出正確的抉擇。

二、學(xué)科熱點(diǎn)事件在培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)中的作用

當(dāng)今，隨著信息傳播手段的不斷發(fā)展，人們獲得各類信息的渠道增多，不少事情得到人們的關(guān)注而成為社會(huì)熱點(diǎn)事件，這其中就有一些事件與生物學(xué)具有一定關(guān)聯(lián)的，我們稱之為學(xué)科熱點(diǎn)事件。這類學(xué)科熱點(diǎn)事件本身或者與事件相關(guān)的背景可能蘊(yùn)涵著生物學(xué)的知識(shí)和原理，可能關(guān)系到生物學(xué)知識(shí)和技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用，也可能涉及對(duì)生物多樣性、現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用等方面的態(tài)度和價(jià)值判斷。這就使得這些學(xué)科熱點(diǎn)事件具備了成為有利于培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的課程資源的條件。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和探究這些學(xué)科熱點(diǎn)事件，對(duì)于廣大教師來說，也是培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的應(yīng)然之舉。一方面，學(xué)生對(duì)于與生命科學(xué)有關(guān)的現(xiàn)象和事件的關(guān)注，乃至于愿意著力于對(duì)它們進(jìn)行探索和研究，本身就是生物科學(xué)素養(yǎng)的一部分。2023年1月7日的《南方周末》發(fā)表的《核心素養(yǎng)：素質(zhì)教育的新起點(diǎn)》一文中指出：現(xiàn)在的高中生中知道當(dāng)紅影視明星的學(xué)生要遠(yuǎn)多于知道屠呦呦的學(xué)生。此文提出，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)需要用現(xiàn)實(shí)的情景及問題來激活教材知識(shí)，并借此將綜合實(shí)踐能力與情感、態(tài)度等加以整合；需要用人類最前沿的科普性知識(shí)，不時(shí)對(duì)“核心素養(yǎng)”予以淬煉和激活。另一方面，熱點(diǎn)事件得到了社會(huì)層面較多的關(guān)注，在各種媒體中出現(xiàn)的頻率也比較高，往往能夠激發(fā)起學(xué)生去了解甚至去研究的興趣。由于學(xué)科熱點(diǎn)事件關(guān)聯(lián)著學(xué)科的知識(shí)、技能和價(jià)值判斷，只要老師引導(dǎo)得法，學(xué)生就有可能圍繞這些熱點(diǎn)事件有所疑、有所思、有所感、有所得，學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)就會(huì)在這個(gè)過程中得到有效的提高和發(fā)展。

一段時(shí)期以來，與生物科學(xué)相關(guān)的熱點(diǎn)問題是很多的，筆者略舉兩個(gè)例子來說明其在培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)中的作用。

（一）屠呦呦研究員獲得2023年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)

2023年，我國(guó)生物科學(xué)領(lǐng)域最引入注目的事情當(dāng)屬我國(guó)科學(xué)家屠呦呦與兩位外國(guó)科學(xué)家分享了本年度諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)，這是我國(guó)科學(xué)家因?yàn)樵谥袊?guó)本土進(jìn)行的科學(xué)研究而首次獲諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)消息傳來，可謂舉國(guó)沸騰，中國(guó)科學(xué)界多少年的諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的夢(mèng)想這一刻終于成為了現(xiàn)實(shí)。筆者認(rèn)為，我們每一位生物老師都應(yīng)該在第一時(shí)間與同學(xué)們分享這份喜悅。同時(shí)，教師也需要挖掘這一事件在培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)上的價(jià)值。

首先，教師應(yīng)利用這一事件努力激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的興趣和熱情。雖然學(xué)習(xí)及科學(xué)研究的本身并不是為了獲獎(jiǎng)，但獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)畢竟代表了學(xué)界對(duì)科學(xué)家工作的充分肯定，是科學(xué)家本人以及他所代表的國(guó)家的一種無上的光榮。一個(gè)國(guó)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)的多少，在很大程度上反映著這個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新能力的高低。我們國(guó)家在獲得諾貝獎(jiǎng)的道路上才剛剛起步，但我們有理由相信會(huì)有更多的諾貝爾獎(jiǎng)花落中華大地。屠呦呦研究員獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)，而在生物學(xué)領(lǐng)域還有無窮盡的未解之謎等待著人類去發(fā)現(xiàn)。21世紀(jì)正是“生命科學(xué)”獲得巨大發(fā)展的世紀(jì)，“生命科學(xué)”發(fā)展的美好愿景一定能夠吸引更多的同學(xué)關(guān)注或者投身于生物科學(xué)的研究中。因此，生物教師應(yīng)該做好學(xué)生的領(lǐng)路人和宣傳員。

其次，屠呦呦獲得諾貝爾獎(jiǎng)這一事件能夠幫助學(xué)生形成正確的價(jià)值觀。諾貝爾獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)詞中提到，“屠呦呦發(fā)現(xiàn)了青蒿素，這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率”，“這三人的科研發(fā)現(xiàn)的全球影響及其對(duì)人類福祉的改善是無可估量的”。教師應(yīng)該組織學(xué)生從這些頒獎(jiǎng)詞的角度去分析和討論學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)以及進(jìn)行有關(guān)生命科學(xué)研究的目的和價(jià)值取向。經(jīng)過探討，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)知識(shí)、發(fā)展能力的重要性，力求用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)解決人們生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題。關(guān)注整個(gè)人類的生存和發(fā)展是學(xué)習(xí)生物學(xué)的根本目的，也是每一名學(xué)生立志要去實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。屠呦呦研究員在解釋當(dāng)年她選擇就讀北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系的原因時(shí)說：“藥物是治療疾病的主要手段，我認(rèn)為只有生藥學(xué)專業(yè)才最可能系統(tǒng)地探索中醫(yī)藥領(lǐng)域。”這段表述說明了屠呦呦年輕時(shí)候的志向和追求。顯然，她獲得諾貝爾獎(jiǎng)與她所具有的正確的價(jià)值觀是密不可分的。

這一事件在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)和精神、引領(lǐng)學(xué)生理解生物科學(xué)探究歷程和方法等方面都具有重要的作用。

（二）施一公教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)揭示剪接體結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理

在生物科技前沿領(lǐng)域，我國(guó)也有一些重大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。2023年8月，中國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家施一公教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》周刊同時(shí)在線發(fā)表了兩篇文章，揭示了剪接體的結(jié)構(gòu)及工作原理。這是中國(guó)科學(xué)家在有關(guān)基因表達(dá)過程研究領(lǐng)域中的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)，清華大學(xué)為此項(xiàng)科研成果召開了新聞會(huì)。生物科學(xué)界很多科學(xué)家都認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)是有望@得諾貝爾獎(jiǎng)的成果。米國(guó)科學(xué)院院士、米國(guó)斯隆-凱特琳癌癥研究中心教授丁紹?帕特爾說：“剪接體的結(jié)構(gòu)是完完全全由中國(guó)科學(xué)家利用最先進(jìn)的技術(shù)在中國(guó)本土完成的，這是中國(guó)生命科學(xué)發(fā)展的一個(gè)里程碑，它將影響并鼓勵(lì)下一代青年人進(jìn)入生命科學(xué)研究領(lǐng)域。”這一事件無疑是人們尤其是與生物科學(xué)相關(guān)的各界人士關(guān)注的熱點(diǎn)，而帕特爾教授的評(píng)論，提示我們這一熱點(diǎn)事件富含著培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的價(jià)值。

首先，教師可以充分利用這一事件培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，創(chuàng)新精神和能力也是生物科學(xué)素養(yǎng)中至關(guān)重要的一個(gè)部分。圍繞這一事件，我們不僅要向?qū)W生介紹施一公教授的團(tuán)隊(duì)研究的成果和意義，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注他們?cè)诩夹g(shù)和方法上的創(chuàng)新之舉，要讓學(xué)生深刻理解創(chuàng)新對(duì)于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要意義。RNA剪接體的結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期困擾科學(xué)家的一個(gè)難題，而施一公教授的團(tuán)隊(duì)正是創(chuàng)造性地運(yùn)用了冷凍電鏡技術(shù)，并運(yùn)用了新的計(jì)算方法才最終得到了科學(xué)的結(jié)果。也許，同學(xué)們并不能理解這些技術(shù)的原理，但同學(xué)們一定要有勇于創(chuàng)新的意識(shí)。同時(shí)，我們要讓學(xué)生對(duì)創(chuàng)新有一個(gè)正確的理解，創(chuàng)新并不一定就是“無中生有”，如上文提到的冷凍電鏡技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了幾十年了，施一公教授的團(tuán)隊(duì)是創(chuàng)造性地運(yùn)用了冷凍電鏡的最前沿技術(shù)。因此，教師要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新可能是一種技術(shù)的改良，可能是一種新方法的運(yùn)用。只要我們勤于思考，在科學(xué)的基礎(chǔ)上勇于革新，創(chuàng)新并不是遙不可及的。對(duì)于學(xué)生來說，只有增強(qiáng)了他們對(duì)創(chuàng)新的理解，創(chuàng)新能力的提升才成為可能。

其次，教師也可以有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注施一公教授以及他的研究團(tuán)隊(duì)。在中國(guó)科學(xué)界，施一公教授無疑是一顆耀眼的明星。他那些豐碩的科學(xué)研究成果，他略帶傳奇色彩的求學(xué)和科研之路，他對(duì)生命科學(xué)研究的執(zhí)著追求，他對(duì)中國(guó)科學(xué)研究及教育狀況的真知灼見等，都可以成為學(xué)生去了解、研究和感悟的素材。在這個(gè)過程中，同學(xué)們可以更真切地理解科學(xué)的價(jià)值以及科學(xué)探究的過程和方法，這顯然有益于提升學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。施一公教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)同樣值得我們的學(xué)生去關(guān)注。這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)非常年輕，但是，他們用他們的智慧和努力創(chuàng)造了驚人的業(yè)績(jī)，這也許更能激起學(xué)生向他們學(xué)習(xí)的熱情和向他們靠近的激情和勇氣。

再次，在學(xué)生對(duì)生物知識(shí)學(xué)習(xí)的層面上，這一熱點(diǎn)事件對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的興趣和信心、促進(jìn)學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)是大有益處的。RNA剪接體是在真核生物基因表達(dá)過程中對(duì)前體RNA加工成成熟RNA過程中發(fā)揮其作用的。這個(gè)作用的機(jī)理，高中學(xué)生不必要知道。但與這個(gè)過程相關(guān)聯(lián)的真核基因與原核基因在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別、外顯子和內(nèi)含子、基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因表達(dá)的調(diào)控等知識(shí)是在高中階段需要學(xué)生了解甚至掌握的。教師可