生物學研究熱點(合集7篇)

第第頁生物學研究熱點(合集7篇)

時間：2023-06-2516:04:09

生物學研究熱點第2篇生物學研究熱點第6篇

由于蒸汽機的出現(xiàn)和應用,熱現(xiàn)象的研究受到重視,到18世紀前半期,制造出了一些供實際應用的溫度計,相繼建立了華氏、攝氏等經(jīng)驗溫標,系統(tǒng)的計溫學初步建立,在定量研究熱現(xiàn)象方面邁出了重要的一步。溫度計的發(fā)明和改進,又進一步促進了量熱學的發(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,量熱學形成系統(tǒng)的科學。

隨著計溫學和量熱學的建立,對熱現(xiàn)象的研究走上了實驗科學的道路。18世紀后期,英國人瓦特對蒸汽機的改進起了關(guān)鍵性的作用,這大大促進了生產(chǎn)力的發(fā)展,也促進了對熱現(xiàn)象的更深人的研究。由于對熱本質(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,即熱力學第一定律在19世紀得以建立。這期間,一大批科學工在各個不同的領(lǐng)域作出了自己的貢獻,其中最著名的有邁爾、焦耳、亥姆霍茲三位。德國醫(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,認為熱是能量的一種形式,可與對機械能相互轉(zhuǎn)化。英國物理學家焦耳是一個孜孜不倦的實驗物理學家,他在長達40年的時間里,進行了大量精確的實驗,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實的實驗基礎(chǔ)。而德國的亥姆霍茲在論述能量守恒的普遍性上起著重要的作用。

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

在熱力學理論發(fā)展的同時,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)則運動有著密切關(guān)系,從微觀的角度研究熱現(xiàn)象的工作也已開始,在19世紀中葉以后得到飛躍的發(fā)展。首先是氣體動理論(以前稱為氣體分子運動論或氣體分子動理論)的提出和完善,概率統(tǒng)計方法的運用,使氣體動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。氣體動理論發(fā)展為分子物理學,再進一步發(fā)展,就是“統(tǒng)計物理學”。熱現(xiàn)象的各種宏觀性質(zhì)都與微觀粒子的運動情況有關(guān),各宏觀物理量都是相應微觀量的統(tǒng)計平均值,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。

20世紀50年代以后,關(guān)于非平衡態(tài)的熱力學和統(tǒng)計物理學理論得到迅速發(fā)展,已經(jīng)從平衡態(tài)和衡態(tài)向著遠離平衡態(tài)的方向推進,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)展的重點方向。

熱學是物理學的重要組成部分,熱運動是物質(zhì)運動的一種重要形式,熱運動對應的能量棗熱力學能(內(nèi)能)是一種重要的能量形式,因此,熱學部分的知識歷來是中學物理課程的重要組成部分。熱學與力學相比,研究對象、研究內(nèi)容和研究方法都大不相同,力學研究的是宏觀物體(其模型是質(zhì)點、質(zhì)點組或剛體等),以牛頓定律為基礎(chǔ),研究其機械運動規(guī)律以及機械能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移等等。

生物學研究熱點第7篇

[關(guān)鍵詞]生物素養(yǎng)；學科熱點事件；屠呦呦；施一公

培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)是普通高中生物學教學重要的目標。我國現(xiàn)行的普通高中生物課程標準所描述的課程基本理念中明確提出，提高每個高中學生的生物科學素養(yǎng)是本課程標準實施的核心任務。因此，作為高中生物教師，應該充分利用各種課程資源，著力于提高學生的生物科學素養(yǎng)，合理挖掘當前與生命科學密切相關(guān)的熱點事件，開展教學不失為一種有效的選擇。

一、解讀生物科學素養(yǎng)的主要內(nèi)容

我國現(xiàn)行的《普通高中生物n程標準》指出：生物科學素養(yǎng)是指公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關(guān)的情感態(tài)度與價值觀，它反映了一個人對生物科學領(lǐng)域中核心的基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握和應用水平，以及在已有基礎(chǔ)上不斷提高自身科學素養(yǎng)的能力。1993年，米國生物科學課程研究所（簡稱BSCS）出版了名為“發(fā)展生物學素養(yǎng)”的生物學課程指南，對生物學素養(yǎng)作了詳盡的論述，并把它作為生物學課程的基本目的。BSCS認為，一個具有生物學素養(yǎng)的學生需要對科學的本質(zhì)和特點有起碼的理解。學生對科學知識特點的認識和理解，對科學的價值以及科學探究的過程和方法的理解與掌握，是生物學素養(yǎng)的基本要點。比較兩者對生物科學素養(yǎng)的界定，雖然在表述上略有不同，但總的來說，兩者對生物科學素養(yǎng)的認識是趨同的。概括地說，生物科學素養(yǎng)可以從知識、能力、情感態(tài)度和價值觀三個維度來定義：在知識層面上，要求學生掌握基本的生物科學知識，能夠用所學習的生物學知識理解或解釋發(fā)生在身邊的生物科學現(xiàn)象；在能力層面上，要求學生具有一定的生物科學探究和創(chuàng)新能力，具有將生物學知識用于解決實際問題的應用能力；在情感、態(tài)度、價值觀層面上，要求學生形成正確的世界觀和價值觀，對生命現(xiàn)象和生物科學知識具有關(guān)注和探究的熱情，對生物學技術(shù)及其他與生物學相關(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、學科熱點事件在培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)中的作用

當今，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)注而成為社會熱點事件，這其中就有一些事件與生物學具有一定關(guān)聯(lián)的，我們稱之為學科熱點事件。這類學科熱點事件本身或者與事件相關(guān)的背景可能蘊涵著生物學的知識和原理，可能關(guān)系到生物學知識和技術(shù)的研究、發(fā)展和應用，也可能涉及對生物多樣性、現(xiàn)代生物技術(shù)應用等方面的態(tài)度和價值判斷。這就使得這些學科熱點事件具備了成為有利于培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的課程資源的條件。

引導學生關(guān)注和探究這些學科熱點事件，對于廣大教師來說，也是培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)的應然之舉。一方面，學生對于與生命科學有關(guān)的現(xiàn)象和事件的關(guān)注，乃至于愿意著力于對它們進行探索和研究，本身就是生物科學素養(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》一文中指出：現(xiàn)在的高中生中知道當紅影視明星的學生要遠多于知道屠呦呦的學生。此文提出，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)需要用現(xiàn)實的情景及問題來激活教材知識，并借此將綜合實踐能力與情感、態(tài)度等加以整合；需要用人類最前沿的科普性知識，不時對“核心素養(yǎng)”予以淬煉和激活。另一方面，熱點事件得到了社會層面較多的關(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)起學生去了解甚至去研究的興趣。由于學科熱點事件關(guān)聯(lián)著學科的知識、技能和價值判斷，只要老師引導得法，學生就有可能圍繞這些熱點事件有所疑、有所思、有所感、有所得，學生的生物科學素養(yǎng)就會在這個過程中得到有效的提高和發(fā)展。

一段時期以來，與生物科學相關(guān)的熱點問題是很多的，筆者略舉兩個例子來說明其在培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)中的作用。

（一）屠呦呦研究員獲得2023年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎

2023年，我國生物科學領(lǐng)域最引入注目的事情當屬我國科學家屠呦呦與兩位外國科學家分享了本年度諾貝爾醫(yī)學和生理學獎，這是我國科學家因為在中國本土進行的科學研究而首次獲諾貝爾科學獎。獲獎消息傳來，可謂舉國沸騰，中國科學界多少年的諾貝爾科學獎的夢想這一刻終于成為了現(xiàn)實。筆者認為，我們每一位生物老師都應該在第一時間與同學們分享這份喜悅。同時，教師也需要挖掘這一事件在培養(yǎng)學生生物學科素養(yǎng)上的價值。

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

其次，屠呦呦獲得諾貝爾獎這一事件能夠幫助學生形成正確的價值觀。諾貝爾獎的頒獎詞中提到，“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)的全球影響及其對人類福祉的改善是無可估量的”。教師應該組織學生從這些頒獎詞的角度去分析和討論學習生物學知識以及進行有關(guān)生命科學研究的目的和價值取向。經(jīng)過探討，學生能夠認識到學習知識、發(fā)展能力的重要性，力求用所學的生物學知識解決人們生產(chǎn)、生活中的實際問題。關(guān)注整個人類的生存和發(fā)展是學習生物學的根本目的，也是每一名學生立志要去實現(xiàn)的目標。屠呦呦研究員在解釋當年她選擇就讀北京大學醫(yī)學院藥學系的原因時說：“藥物是治療疾病的主要手段，我認為只有生藥學專業(yè)才最可能系統(tǒng)地探索中醫(yī)藥領(lǐng)域?！边@段表述說明了屠呦呦年輕時候的志向和追求。顯然，她獲得諾貝爾獎與她所具有的正確的價值觀是密不可分的。

這一事件在培養(yǎng)學生的科學創(chuàng)新意識和精神、引領(lǐng)學生理解生物科學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)的研究團隊揭示剪接體結(jié)構(gòu)及工作機理

在生物科技前沿領(lǐng)域，我國也有一些重大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)成為人們關(guān)注的熱點。2023年8月，中國結(jié)構(gòu)生物學家施一公教授帶領(lǐng)的研究團隊在《科學》周刊同時在線發(fā)表了兩篇文章，揭示了剪接體的結(jié)構(gòu)及工作原理。這是中國科學家在有關(guān)基因表達過程研究領(lǐng)域中的一項重大發(fā)現(xiàn)，清華大學為此項科研成果召開了新聞會。生物科學界很多科學家都認為這一發(fā)現(xiàn)是有望@得諾貝爾獎的成果。米國科學院院士、米國斯隆-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)是完完全全由中國科學家利用最先進的技術(shù)在中國本土完成的，這是中國生命科學發(fā)展的一個里程碑，它將影響并鼓勵下一代青年人進入生命科學研究領(lǐng)域?！边@一事件無疑是人們尤其是與生物科學相關(guān)的各界人士關(guān)注的熱點，而帕特爾教授的評論，提示我們這一熱點事件富含著培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的價值。

首先，教師可以充分利用這一事件培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是一個民族的靈魂，創(chuàng)新精神和能力也是生物科學素養(yǎng)中至關(guān)重要的一個部分。圍繞這一事件，我們不僅要向?qū)W生介紹施一公教授的團隊研究的成果和意義，更重要的是要引導學生關(guān)注他們在技術(shù)和方法上的創(chuàng)新之舉，要讓學生深刻理解創(chuàng)新對于科學發(fā)現(xiàn)的重要意義。RNA剪接體的結(jié)構(gòu)是長期困擾科學家的一個難題，而施一公教授的團隊正是創(chuàng)造性地運用了冷凍電鏡技術(shù)，并運用了新的計算方法才最終得到了科學的結(jié)果。也許，同學們并不能理解這些技術(shù)的原理，但同學們一定要有勇于創(chuàng)新的意識。同時，我們要讓學生對創(chuàng)新有一個正確的理解，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，施一公教授的團隊是創(chuàng)造性地運用了冷凍電鏡的最前沿技術(shù)。因此，教師要讓學生認識到創(chuàng)新可能是一種技術(shù)的改良，可能是一種新方法的運用。只要我們勤于思考，在科學的基礎(chǔ)上勇于革新，創(chuàng)新并不是遙不可及的。對于學生來說，只有增強了他們對創(chuàng)新的理解，創(chuàng)新能力的提升才成為可能。

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

再次，在學生對生物知識學習的層面上，這一熱點事件對于激發(fā)學生學習相關(guān)知識的興趣和信心、促進學生掌握相關(guān)知識是大有益處的。RNA剪接體是在真核生物基因表達過程中對前體RNA加工成成熟RNA過程中發(fā)揮其作用的。這個作用的機理，高中學生不必要知道。但與這個過程相關(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、基因表達的調(diào)控等知識是在高中階段需要學生了解甚至掌握的。教師可