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论文摘要:计算科学主要讲述了一种科学的思想方法,计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。
引言:随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生,和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》 正如此书的名字,此书很好的诠释了计算科学这一学科,并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的:“计算科学是年轻人的科学,一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域,就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生,必须在大学几年的学习中,打下坚实的基础,才有可能在将来学科的高速发展中,或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。
什么是计算科学和它的来历
计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程,包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是,什么能(有效的)自动运行,什么不能(有效的)自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究,形成于20世纪30年代的后期。
随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生,人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果,计算科学这一学科也也应运而生。
计算科学的发展
a、首先先介绍图灵机
图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子,一个读写头和一组控制读写头的(控制器)组成它有一个状态集和符号集,而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想,深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机,而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。
b、计算机带动的计算学科
1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。
1、计算机语言
我们要用计算机求解一个问题,必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后,计算机的发展步入了实用化的阶段。然而,在最初的应用中,人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下,而且十分别扭,也不利于交流和软件维护,复杂程序查找错误尤其困难,因此,软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年,第一个程序设计语言Short Code出现。两年后,Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言,Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位,并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念,如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且,它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式(BNF)定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言,适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA,支持并发程序设计的MODULA-2,支持逻辑程序设计的PROLOG语言,支持人工智能程序设计的LISP语言,支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。
2、计算机系统和软件开发方法
现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件(系统软件、应用软件)。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计,在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后,在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下,通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后,并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关,如各种并行、并发程序设计语言,进程代数,PETRI网等,它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型
3、计算机图形学
在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大,也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展,促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试(CAT)等方向的发展。图形化界面的出现,彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft 。
4、计算机网络
随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。
计算机学科的主线及发展方向
围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究,形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面:
1、计算科学应用层
它包括人工智能应用与系统,信息、管理与决策系统,移动计算,计划可视化,科学计算机等计算机应用的各个方向。
2、计算科学的专业基础层
它是为应用层提供技术和环境的一个层面,包括软件开发方法学,计算机网络与通信技术,程序设计科学,计算机体系结构、电子计算机系统基础。
3、计算科学的基础层
它包括计算科学的数学理论,高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。
计算机的网络的发展及网络安全
(1)计算机网络与病毒
一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、 编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。
通过上面定义,我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一,信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet 正在爆炸性的扩大,已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。
因为互联网的快速发展与应用,我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展,计算机网络系统的安全受到严重的挑战,来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的,譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。
我们想更好的让计算机为我们服务,我们就必须很好的利用它,利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施,以抵抗外来信息的侵入,保护我们的信息不受攻击和破坏。
( 2 )计算机病毒及它的防范措施:
计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时,嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码,但更多的病毒携带毒码,一旦被事先设定好的环境激发,即可感染和破坏。
、病毒的入侵方式
1.无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式,同时技术难度也最大。可能的途径有:①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射,使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式,发射病毒码,使之能够混在合法传输信号中,进入接收器,进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路,将病毒传染到被保护的链路或目标中。
2.“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件(如芯片)和软件中,然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方,使病毒直接传染给对方电子系统,在需要时将其激活,达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽,即使芯片或组件被彻底检查,也很难保证其没有其他特殊功能。目前,我国很多计算机组件依赖进口,困此,很容易受到芯片的攻击。
3.后门攻击方式。后门,是计算机安全系统中的一个小洞,由软件设计师或维护人发明,允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种,如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击,如目前普遍使用的WINDOWS98,就存在这样的后门。
4.数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用,使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术,可以很容易地改变数据控制链的正常路径。
病毒攻击的防范的对策
1.建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层;二是病毒检测层;三是病毒遏制层;四是病毒清除层;五是系统恢复层;六是应急计划层。上述六层计算机防护体系,须有有效的硬件和软件技术的支持,如安全设计及规范操作。
2.严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品,应建立自己的生产企业,实现计算机的国产化、系列化;对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用,以预防和限制计算机病毒伺机入侵。
3.防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法,阻断电磁波辐射,这样,不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的,而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。
4.加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队,以解决计算机防御性的有关问题。
很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历,不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运,造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为,小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此,如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁,及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒,注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。
总结
在学了计算科学导论之后,让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样,在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅,也知道自己应该好好努力,争取在自己的专业领域上有所成就。
参考文献
1、《计算科学导论》(第三版),赵志琢著 ,科学出版社2004版
2、《计算机病毒分析与对抗》 傅建明 彭国军 张焕国编著武汉大学出版社2004版
3、《计算机应用于基础》(第三版) 丁爱萍 著 西安电子科技大学出版社 2006版
4、《软件工程》 萨莫维尔 著 机械工业出版社
科技论文;生物科学素养;文献检索
高中生物学教学使用的教材以及生物科技书籍与生物科技新进展存在较大的时差,将生物科技论文中的新观点、新作法,以及相关的新知识、新成果和新应用传播给学生,可促进学生对不断发展的生物科学及其研究的理解和应用,引导学生主动学习,提高生物学学习能力和生物科学素养。
一、科技论文的概述
所谓科技论文是指论证、描述运用科学技术,开展科学研究,获得一定科研成果的学术性文章。中国国家标准GB7713-87明确指出:“学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录;或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结,用以提供学术会议上宣读、交流或讨论;或在学术刊物上发表;或做其他用途的书面文件。”科技论文能体现最新的科技成果及科技发展,科技成果已广泛运用于生产、生活。在高中生物学教学中,有效地运用科技论文,能激发学生的探究欲望,促进学生对生物学的认识,提高生物科学素养。
二、科技论文的选择
应选择近期发表的较高水平的科技论文,注意选择研究角度新颖、涉及生物学热点话题的研究文章。如学习有关育种知识时,介绍有关华中农业大学科研人员克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该科研成果可加速水稻“两系”不育系培育,促进作物杂种优势利用。引导学生由此相关信息为主题,检索有关科技论文,让学生获取科学性、权威性的基因工程育种的最新科学进展。
还应注意选择有关促进社会、生产、生活等方面研究的科技论文。例如,在学习“生态环境的保护”时,根据不断加剧的“雾霾”天气,引导学生学习《北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析》,帮助学生了解北京地区持续性雾霾天气过程中的气象因素和气溶胶演变特征。学生结合“雾霾”天气亲身体验,加深了对“雾霾”天气的了解,提高保护环境的意识,有利于学生掌握生物科学知识,运用所学的知识解决现实生活中的问题。许多实验验证性的科技论文包含有实验材料、实验方法、实验结果、讨论和结论,不仅具有科学的、最新的实验技术和方法,还有翔实的实验数据,让学生易于理解实验过程、实验数据和结论之间的关系,体现科技论文的应用价值与社会意义。
三、科技论文的教学应用
首先在课堂上为每位学生提供一份论文,要求学生围绕“文章的研究的目、研究的对象、研究的结论或结果、研究的问题对社会或研究领域有什么影响”等一系列问题进行阅读,培养学生快速地获取有关信息的 能力。
然后指导学生罗列论文中相关的生物学概念和难理解的专业名词,并尝试理清生物学概念与难理解的专业名词之间的关系,通过新情境的构建,培养学生对知识的理解、分析、应用等迁移能力,为理解实验和科学进展打下良好基础。
科技论文表述的实验原理和步骤等具有前瞻性,专业性比较强,学生难以理解。课堂教学时教师应简要地解释实验过程,引导学生理解新的实验方法和实验设计,尝试用通俗易懂的文字简化复杂的实验条件和方法,设计相关类似的实验,提高学生的实验设计能力。
四、科技论文的教育价值
1.促进学生学会文献检索
指导学生从公共媒体如报纸、公共科学杂志,比如《新科学家》《科学新闻》或者中国知网等相关网站,采用“文献检索方法”“数据库检索方法”“出版物检索方法”,使用关键词搜索,在论文期刊上网站上或搜寻合适的论文,比如早期原创性研究论文,进行对比阅读,培养学生学会求知、学会学习,掌握认识世界的工具、学会最迅速、最有效地获取信息、处理信息和运用信息的能力。
2.促进学生对生物学核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解,从不同的角度阐释生命的本质,有利于帮助学生理解与掌握生物学主干知识。在有关“光合作用、呼吸作用”等核心概念学习中,以关键词“光合作用、呼吸作用、影响光合作用、呼吸作用速率等”检索到《不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响》《静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响》等科技论文,通过学习,拓宽视野,加深对光合作用速率、光合效率、净光合作用速率等生物学核心概念理解和掌握。
3.提高学生图文转换和图表处理能力
生物科学经常以生物绘图或图表方式呈现科学研究方法或成果,在教学中尝试将论文的数据用简化的图表进行特殊处理,剔除冗余信息,并将图表与文字相结合,培养学生科学思维和习惯,提高图文转换和图表处理能力,加深对新的科学实验的理解。
4.提高学生解决问题能力
1.1策划实施者
为使期刊顺应时代的发展,编辑要有调研、策划和推广实施的能力。首先要对自己刊物有清晰的认识,并与同类型的期刊作对比分析,结合时展的要求,制定符合自身刊物的发展目标,与同伴共同朝着目标努力。科技期刊的网络出版是多媒体出版时期出版者的共同目标。编辑应不再满足于借助知网、万方等数据库进行网络出版,而应策划、研发集网络投稿、在线审稿、网上办公、同步出版等服务一体化的网络平台。现在读者获取信息的方式越来越多样化,不仅是纸质阅读,如网络阅读、光盘阅读、手机阅读等方式也层出不穷。编辑要顺应潮流,不断进步,适应出版新形势的发展。医学期刊编辑不但要策划全局,细节也不容忽视,要制定一些策略,更好地促进期刊发展。如为科研项目作者开设绿色通道;与优秀作者保持联系,鼓励其多写好文章,争取稳定稿源;对部分潜在的作者要热情、耐心,加强沟通,取得其信任,增加稿源,扩大影响力。医学期刊编辑平时要利用文献检索及时捕捉医学研究的前沿和热点问题,积极联系相关潜在作者,为其提供支持和帮助,鼓励其撰写相关文章,以求期刊在内容上处于优势。另外,栏目具有导读、分类和索引功能,医学期刊栏目的策划具有重要意义,编辑应结合相关专家的建议,策划出个性鲜明、适应作者需求的栏目,以求期刊的更好发展。总之,医学期刊编辑要正确定位自身角色,及时更新观念,不断探索,在选题策划、栏目策划、经营策划方面下工夫,不断创新,推进期刊的发展。
1.2学术审定者
编辑承担着传播社会文化、维护作者权益的责任,所以编辑是科技期刊的“把关人”,既是传统角色,也是主要角色,是整个期刊出版的中心环节。医学期刊作为医学科技成果和学术交流的平台,其编辑人员要做好把关工作,在明确期刊的办刊宗旨和报道范围的前提下,除了把关医学论文的政治性和政策性问题,还要正确应用网络产品———学术不端检测系统,杜绝抄袭、剽窃、篡改等学术不端行为,要以敏锐的判断力,判断稿件的科学性和创新性,能够发掘其真正科学价值,最后结合专业科学领域专家的外审意见,对稿件给予准确公允的评价。进入全媒体时代,网络出版的低成本和开放性、便捷性以及人们对“快餐”文化的需求,使越来越多的科研人员通过网络论文与成果。在网络海量信息增长、市场经济影响以及目的不纯洁性的促使下,出现了许多“非审定性”的“发表”,导致科学论文良莠不齐,使其科学性与权威性受到威胁。在这样的背景下,对文章进行学术审定的编辑工作则显得尤为重要,编辑要增强学习意识,积极累积专业信息资源,了解最新发展成就,以专业的鉴定能力,以精益求精的态度去伪存真,坚守科技论文的把关职责,保证科学研究的纯洁和公正。随着医学科学的进步,医学分科越来越精细,学科之间的交叉也越来越多。在审稿过程中,医学期刊编辑要借助于学科专家的审稿意见以及自身专业素养决定稿件的取舍。循证医学是医学领域的新学科,在循证医学实践的过程中,医学期刊起着重要的导向作用,在医学期刊上发表的研究成果是临床决策的最佳来源,因此医学期刊编辑的学术审定身份起关键作用。编辑要对其临床资料的准确性、试验方法和治疗方法的合理性、统计学方法的正确性等方面进行审查,准确评估稿件的价值。随着伦理医学对医学临床的影响,医学期刊编辑要依据医学伦理学的规范,注重文章所涉及的实验动物的伦理道德问题,避免影响期刊的内容质量。
1.3技术加工者
技术加工者是编辑主要传统角色之一,优秀论文在与读者见面之前不但要经过编辑和审稿专家的把关,更要经过编辑工作者的技术加工。编辑的技术加工要在内容和形式上进行,内容上要在尊重论文原稿前提下,对学术论文价值进行再创造,对语句成分残缺或表述不清进行修改,达到用词准确、表述精炼,要把好语言文字关。形式上要调理论文的整体格式与体例,规范表达方式与书写方式,调整图表格式与编排等,保证文章符合国家标准和行业标准。全媒体时代不仅带来期刊出版模式的变革,由纸质出版变为网络出版,对科技期刊编辑业务工作也带来深刻的影响和挑战,由传统的单一、静止、平面的方式转变为复杂、立体的形式;由传统纸质手工操作方式转变为熟练应用Word、WPS文字编辑软件对稿件进行编辑加工。在编辑加工过程中要求编辑具有在海量信息中收集和整合信息的能力,能够通过搜索引擎以及专业数据库中的信息,查证论文的一些内容并能正确给予修改或指正。编辑可通过计算机的画图功能或简单的制图软件,对图片进行处理,提高其质量以达到刊物的要求。对于稿件的加工而言,医学期刊与其他期刊既有共性又有自己的特性,编辑应结合这些特性进行编辑加工,以提高期刊质量。医学期刊的专业性较强,对作者的修改意见和专家的审稿意见,编辑要给予足够的重视,必要时发送校样给作者,充分沟通后再定稿。医学期刊要注重文章科学的严谨性,对内容增删、医学术语、剂量和单位、标点符号、参考文献等要认真校正,及时与作者沟通,以免发表错误信息,给科研和临床造成危害性的后果。医学期刊编辑要正确处理医学伦理问题,包括医患关系、医学进步、卫生改革、医学教学等工作领域中的问题,编辑在加工处理稿件的过程中要遵循科学和社会伦理道德规范。例如对于临床医学类文章,患者有权了解自身接受治疗及预后情况,因此文章中是否签有知情同意书是加工时必须要注意的问题。总之,医学期刊编辑要掌握网络知识和计算机技术等现代编辑技能,不断提升自己,适应全媒体时代带给“技术加工者”这一传统角色的内涵变化。
1.4产品营销者
医学期刊作为出版商品是知识产业的一部分,其发展需要受市场的制约和支配,为保证期刊自身的发展,编辑要成为经济效益与社会效益双赢的营销者角色。在市场经济时代,编辑不可盲目追求经济利益,急功近利,要坚决维护自身期刊的办刊宗旨和品牌,仍要坚持以文化产品的社会效益为首位。全媒体时代,信息传播的速度加快,传播方式立体化,对期刊编辑“营销者”的角色提出了更多的要求。期刊的经济利益主要取决于期刊影响力的深远与否,而期刊的影响力又取决于期刊出版的内容、出版形式以及读者群等。首先,医学期刊作为医学论文的载体,它包含着先进的医疗技术、疗效好的用药方案以及严谨的科研成果,这些本身就会为个人和社会带来经济利益,编辑要以敏锐的市场嗅觉挖掘这类文章,医学期刊应该采取优秀论文绿色通道等方式吸引优秀稿件,提高期刊的学术水平,提高竞争力,提高市场占有率。其次,作为医学期刊编辑要有经济意识和危机意识,聘请有影响力的专家审稿,提供高水平的修改意见,增加稿件的内涵,为读者提供优秀论文,在以“内容至上”的全媒体出版的大潮中,以内容优良使期刊立于不败之地。最后,全媒体时代使期刊的出版形式发生了变化,医学期刊编辑要适应形势的发展,跟随市场趋势,以多元化的方式出版期刊,提高网络营销能力,以网络为平台,以一定的网络宣传技巧,加强宣传,扩大影响力。读者是期刊的上帝,在期刊与读者的需求之间,体现了编辑营销角色的重要性。随着网络的发展,读者多采用网络搜索和手机阅读等方式获取信息,编辑要建立一种新的营销方式来吸引读者,例如,借助免费阅读部分内容,以吸引读者购买全文。网络传播有即时性、广泛性和互动性的优势,编辑要利用此优势结合营销策略的运用,与读者交流互动,更好地为读者服务,稳定读者群,吸引更多的读者。
全媒体时代的医学编辑工作,机遇和挑战并存,医学期刊编辑要加强学习,不断提高自己的能力,架构好读者与作者之间桥梁,为其提供优质服务。为读者提供优质服务的关键是为其提供优质、高水平、具有参考价值的文献。全媒体时代,读者获取参考文献的方式发生了变化,不再单一借助于纸质期刊,而是更多地通过电子介质来获取有价值的信息。读者多通过网络和数据库中的检索功能,通过检索题名、关键词和阅读摘要来判断文章的价值,因此编辑要本着对作者负责、为读者服务的理念谨慎对待,要在题名、关键词和摘要上下工夫。题名和关键词要符合规范、通俗易懂、简明扼要,摘要要抓住全文的核心,使读者能够真正了解文章的价值和创新之处,引起读者进一步阅读的兴趣。高水平的文章是期刊生存和发展的基础,医学期刊编辑要牢固树立服务意识,充分尊重作者的研究成果,建立与作者的互动机制,构建编辑与作者的和谐关系,保障期刊的可持续发展。全媒体时代,网络技术快速发展促进了编辑更好地为作者服务。编辑可以通过期刊网站、电子邮件、即时聊天工具(QQ,MSN)、网上论坛、微博等更方便、更快捷的方式与作者沟通,实现与作者的即时沟通,倾听作者的需求、意见和建议,不断改进编辑的各项工作,提高工作效率,缩短文稿处理周期,提高优质稿件的时效性,方便学术交流。医学期刊编辑要培养“作者至上、读者至上”的核心价值观,为作者和读者服务应从大处着眼小处入手,及时向作者反馈读者的建议和需求,向读者传递自己的思想和理念,真正起到桥梁作用。
3结语
1.1医学科技计划绩效评估框架的构建原则
1.1.1系统性原则系统性原则要求绩效评估框架与评估对象的战略目标、绩效评估的目的一致。首先,与被评估对象的战略目标的一致性。绩效评估的目的就是引导、帮助被评估对象实现其战略目标以及检验其战略目标实现的程度。因此,构建评估框架应根据医学科技计划的战略目标来设定和选择绩效评估议题。其次,与绩效评估目的的一致性。目的不同,绩效评估的侧重点也应有所区别。
1.1.2可行性原则可行性原则对医学科技计划绩效评估框架的构建做出两个方面规定。一是评估框架要有针对性,一方面必须反映医学科技计划绩效的共同属性,另一方面又要突出政府关注的绩效重点。二是评估框架要合理。根据需要与可能设定议题或指标,使评估框架建立在切实可行的基础上,必须立足于主、客观条件,既要考虑到评估议题或指标本身的可评估性,又要考虑到评估过程中证据的可收集性。
1.1.3整体性原则首先,整体性原则要求评估框架的设计要体现全过程管理的思想,能够全面、系统地反映医学科技计划绩效的数量和质量要求。其次,绩效评估框架要有针对性,反映科技计划整个实施过程中的关键环节。再次,评估框架要体现管理要求,即体现关键环节做的很好或很差的标准。最后各个评估议题或指标要相互独立,不能重叠。
1.2科技计划评估的主要模型
目前在科技计划评估领域最常用的模型是“逻辑模型(Logicmodel)”,而在医学研究领域最常使用的成效评估模型是“回报模型(paybackmodel)”,因此,本文主要对这两个模型做简要的介绍。
1.2.1逻辑模型逻辑模型最早起源于私立部门的全面质量管理评价,之后被广泛应用于公共部门、政府部门和非营利组织,在绩效评估研究领域,常被国际组织作为一种计划/项目设计、执行和考核评估的工具来使用。逻辑模型勾勒出计划整个实施过程中各环节的因果关系,从中找出影响计划绩效的关键环节,既可以帮助评估科技计划绩效,也适用于对科技计划绩效进行分析并实施改进。作为一种概念化论证项目的方法,逻辑模型通过一张简单的框图来分析一个复杂的计划/项目的内涵和关系,注重把项目产生的短期结果、中期影响和长期战略之间的关系概念化,核心是事物层次间的因果逻辑关系。即“如果”提供了某种条件,“那么”就会产生某种结果,这些条件包括事物内在的因素和事物所需要的外部条件。典型的逻辑模型。通过可以看出,该逻辑模型通过描述系统从输入、输出、成果及影响等要素,给出了一个综合地、系统地研究和分析问题的思维框架。模型由以下六个维度构成:目标、投入、活动及对象、结果、假设、环境。逻辑模型总是在特定的情境下发生,对于一个科技计划来说,就是依据“情境”所制定的战略目标。投入包括所需的人力、物力、财力、时间和技术等资源;产出包括投入所带来的活动以及活动过程中所涉及的对象。结果是指计划/项目直接的效果和作用,是产出所带来的影响,包括短期、中期和长期影响;假设则是联系情境、投入、产出和结果彼此之间的因果关系,反映组织行为间的逻辑关系。通过逻辑模型,有利于了解特定行为的发展过程及各环节之间的因果关系;有利于找出关键问题,找到进行绩效评估的切入点,确定评估内容;还有利于组织和个人进行评估以及反馈,完善行为。其基本思路是从逻辑模型的分析框架出发,从系统的输入、输出、成效等逻辑环节构建绩效评估的维度。具体的方法是从计划/项目的长期战略出发,通过“长期目标-中短期目标-产出-投入”四个层次逐层分解战略愿景,找出绩效产生过程中的关键要素,并把各层面的关键要素转变为具体评估内容。
1.2.2回报模型回报模型,是MartinBuxton领导的英国BrunelUniversity(伦敦)健康经济学研究组提出的,是当前系统评估健康相关科研活动投入回报时使用最广泛的一套综合方法。在回报模型中,“影响”(impact)是一个宽泛的概念,它将直接产出、短期成效和长期影响等各个时间窗的效果都纳入到“影响”的范畴中,主要采用性质分类的方式来对不同类型的影响进行区分。将健康相关的研究所可能产生的影响分为知识产生、科研能力的建设、对相关政策和产品开发的支撑、健康及健康相关部门的收益、更广泛的经济和社会收益五大方面,并在每个方面提出若干指标。通过上面的回报模型逻辑图和回报模型指标划分可以看出,该模型主要集中在对结果端的评估,认为结果是否达到公共财政支出的要求、是否能够满足公众以及政府的需要,这对科技计划实施来说是最为重要的。模型不仅按照性质分类的方式将结果分成了五个方面,而且也考虑了各个利益相关方的需求,同时也能体现出不同时间窗下的效果,更重要的是符合健康领域相关科研活动的作用过程。
2医学科技计划绩效评估框架构建
2.1医学科技计划绩效评估框架构建的基本逻辑
本研究结合医学科技计划总结成效和管理经验、完善管理措施、提供决策参考的的绩效评估需求,选择“逻辑模型”和“回报模型”相结合的方式进行绩效评估的框架设计。采用了“逻辑模型”的逻辑主线,同时在成效部分结合了“回报模型”的成效分类方式,将逻辑模型和成效范畴结合,使评估逻辑模型更加适用于医学科技计划的绩效评估。改进后的逻辑模型通过描述系统从输入、输出、成果及影响等要素,给出了一种综合地、系统地研究和分析问题的思维框架。模型由以下四个维度构成:目标、投入、管理/活动、成效。其中目标,主要是根据上级政策规划、社会发展需求和科学发展需求等方面进行设计;投入包括所需的人力、物力、财力、时间和技术等资源;管理/活动主要包括两个层次的内容,第一个层次是指科技计划的主管方采取的组织方式和管理措施,第二个层次是指科技计划的执行方的实施活动;成效是指计划/项目直接的效果和作用,包括知识的积累、能力的建设、政策支撑与产品开发、健康及健康部门的收益、更广泛的经济和社会影响等方面。通过该逻辑模型,即可以对成效展开五个方面的评价,又可以把结果端和起始端串联起来,将目标-投入-管理/活动-结果逻辑线路上的所有要素囊括在内,有助于了解各环节之间的因果关系,明晰什么因素导致什么结果,找出绩效产生过程中的关键要素,并把各层面的关键要素转变为具体的评估内容。基于改进后的“逻辑模型”,结合一般医学科技计划投入与管理的特点,可得出如图4所示的医学科技计划绩效形成机理。从绩效形成机理图可以看出,医学科技工作面临着公众健康、卫生事业发展及医学科技发展的需求。根据政府医学科技工作战略目标制定医学科技计划的战略目标,并决定财政资源规模,同时制定科研组织、资源整合方式和科技计划学术牵头人。在给予一定的投入后,医学科技计划开始组织管理活动,包括确定优先资助的项目、及项目主持、承担单位、牵头人遴选、评审、实施过程监督管理,这些都是医学科技计划关键的管理环节。经过复杂的科技投入和管理活动,医学科技计划管理直接产出就是组织了一批项目进行研发、组建科技攻关体系、遴选一批牵头专家和搭建科技条件平台,同时形成一系列学术成果,这些成果通过推广、转化转移对知识增长、能力提升、政策支撑和产品开发、医疗服务和健康水平提升、社会经济发展产生了重要影响。
2.2医学科技计划绩效评估框架构建的评估准则
给出的逻辑模型中,展示了一般医学科技计划投入、管理和成效的前因后果。其中已经标识出了医学科技计划投入和管理中的几个关键环节,这些环节恰恰对应着投入与管理流程中可能的“断点”。如果医学科技计划在这些环节上做得很好或很差,那么直接关系到其绩效是否突出,而其做的好坏的标准也就对应着绩效评估的准则。基于一般科技评估框架,结合医学科技计划的管理要求,本研究认为评估准则包括以下内容。
2.3医学科技计划绩效评估框架
在明确医学科技计划的绩效形成机理和开展评估的准则之后,绩效评估的框架得以构建。医学科技计划的绩效评估框架和议题,其中过程评估包括三个大的维度:目标的制定、计划的投入、计划的执行;成效评估包括五个大的维度:知识产出、科研能力建设、政策支撑和产品开发、健康及健康部门的收益、更广泛的经济和社会收益。这些维度对应于医学科技计划绩效形成机理中的各个环节,前后之间具有一定的逻辑关系。在每个维度下,分别开展相应的评估议题。绩效评估框架的维度与关键。
2.3.1过程评估第一,对目标的制定的评估主要关注相关性准则。首先,政府医学科技计划的战略目标的设置应当满足国家或地方医学科技发展的总体规划以及社会发展的现实需求,即“定位准”。其次,还要有能够落实的机制和措施保证其战略目标的分解、实施,即“可操作”。第二,对计划投入的评估主要关注适当性准则。首先,政府医学科技计划的资源投入应该做到公正合理,将有限的资金分配给最需要的领域。其次,其投入的经费和人员的格局应该不偏离其预期结果,形成良性发展的资助体系。第三,对计划执行的评估主要关注效率性和效果性准则。首先,医学科技计划项目启动之初,应当确保有一套完善的实施方案和政策制度。其次,在政府医学科技计划从启动到结题的全过程中,应具有合适的管理方式和管理过程,保证管理的效率和效果。
2.3.2成效评估对政府医学科技计划成效的评估,主要关注效果性准则。首先政府医学科技计划的成效应当与其投入相匹配,符合预期定位。其次,政府医学科技计划的成效应该体现其战略目标,其事实结果应符合提升自主创新能力,产出创新成果和创新能力建设,以及促进社会发展和市民健康等方面的需求。前面在分析政府医学科技计划绩效形成机理时,已经对一般政府医学科技计划的战略目标进行了研究,主要体现在五个方面:第一,知识产生,主要包括期刊论文、学术会议报告、专著、研究报告等方面的评估;第二,科研能力建设,主要包括科研能力的提升、人才队伍建设、专业培训、团队、平台、数据信息等;第三,政策支撑和产品开发,主要评估研究成果是否为卫生政策的制定和实施起到坚实的支撑作用,以及开发新药物、新的诊疗技术。第四,健康及健康部门的收益,主要包括公众健康水平的提升、医院医疗服务成本的降低、医疗服务的质量提高、健康教育与健康促进等方面的效果。第五,更广泛的经济和社会收益:主要包括科研成果的商业化、劳动力增加带来的经济和社会效益等。
3结语
论文摘要:计算科学主要讲述了一种科学的思想方法,计算科学的基本概念、基本知识它的发展主线、学科分支、还有计算科学的特点、发展规律和趋势。
引言:随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生,和计算科学的快速发展以及取得的大量成果。计算科学这一学科也也应运而生。《计算科学导论》正如此书的名字,此书很好的诠释了计算科学这一学科,并且指导了我们应如何去学好这一学科。使得我们收获颇多。并且让我深深的反思了我的大学生活。正如赵老师书中所讲的:“计算科学是年轻人的科学,一旦你选择了计算科学作为你为之奋斗的专业类领域,就等于你选择了一条布满荆棘的道路。一个有志于从事计算科学研究与开发的学生,必须在大学几年的学习中,打下坚实的基础,才有可能在将来学科的高速发展中,或在计算机产品的开发和快速更新换代中有所作为。
一、什么是计算科学和它的来历
计算科学主要是对描述和变换信息的算法过程,包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用的系统研究。全部计算科学的基本问题是,什么能(有效的)自动运行,什么不能(有效的)自动运行。本科学来源于对数理逻辑、计算模型、算法理论、自动计算机器的研究,形成于20世纪30年代的后期。
随着存储程序式通用电子计算机在上世纪40年代的诞生,人类使用自动计算装置代替人的人工计算和手工劳动的梦想成为现实。计算科学的快速发展以也取得大量成果,计算科学这一学科也也应运而生。
二、计算科学的发展
a、首先先介绍图灵机
图灵机的发明打开了现代计算机的大门和发展之路。图灵机通过一条两端可无限延长的袋子,一个读写头和一组控制读写头的(控制器)组成它有一个状态集和符号集,而此符号集一般只使用0和1两个符号。而就是这个简洁的结构和运行原理隐含了存储程序的原始思想,深刻的揭示了现代通用电子数字计算机的核心内容。现在通用的计算机是电子数字计算机,而电子数字计算机的发展是建立在图灵机的基础之上。他的二进制思想使计算机的制作的简化成只需两个稳定态的元器件。这在今后的计算机制作上无论是二极管或集成电路上都显示了明显的优越性。
b、计算机带动的计算学科
1946年随着现代意义上的电子数字计算机ENIAC的诞生。掀起了社会快速发展的崭新一页。计算机工作和运行就摆在了人们的面前。
1、计算机语言
我们要用计算机求解一个问题,必须事先编好程序。因此就出现了最早的机器指令和汇编语言。20世纪50年代后,计算机的发展步入了实用化的阶段。然而,在最初的应用中,人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下,而且十分别扭,也不利于交流和软件维护,复杂程序查找错误尤其困难,因此,软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年,第一个程序设计语言ShortCode出现。两年后,Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言,Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位,并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念,如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且,它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式(BNF)定义语言文法的高级语言。还有用于支持结构化程序设计的PASCAL语言,适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA,支持并发程序设计的MODULA-2,支持逻辑程序设计的PROLOG语言,支持人工智能程序设计的LISP语言,支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。
2、计算机系统和软件开发方法
现代意义上的计算机绝不是一个简单的计算机了而也包括了软件(系统软件、应用软件)。各种各样的软件使得计算机的用途大大增强。而软件开发也成为了一个重要课题和发展方向。软件开发的理论基础即是计算模型。随着计算机网络、分布式处理和多媒体的发展。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计,在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计在程序设计语言中已非常的流行。之后,在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下,通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后,并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关,如各种并行、并发程序设计语言,进程代数,PETRI网等,它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础----计算模型
3、计算机图形学
在计算机的硬件的迅速发展中。随着它的存储容量的增大,也掀起了计算机的巨大改革。计算机图形学、图像处理技术的发展,促使图形化界面的出现。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试(CAT)等方向的发展。图形化界面的出现,彻底改变了在一个黑色的DOS窗口前敲代码输入控制命令的时代。同时也成就了一个伟大的公司Microsoft。
4、计算机网络
随着用户迫切需要实现不同计算机上的软硬件和信息资源共享。网络就在我们的需求中诞生了。网络的发展和信息资源的交换使每台计算都变成了网络计算机。这也促进计算机的发展和广泛应用。
三、计算机学科的主线及发展方向
围绕着学科基本问题而展开的大量具体研究,形成学科发展的主流方向与学科发展主线和学科自身的知识组织结构。计算学科内容按照基础理论、基本开发技术、应用以及他们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层面:
1、计算科学应用层
它包括人工智能应用与系统,信息、管理与决策系统,移动计算,计划可视化,科学计算机等计算机应用的各个方向。
2、计算科学的专业基础层
它是为应用层提供技术和环境的一个层面,包括软件开发方法学,计算机网络与通信技术,程序设计科学,计算机体系结构、电子计算机系统基础。
3、计算科学的基础层
它包括计算科学的数学理论,高等逻辑等内容。其中计算的数学理论涵盖可计算性与计算复杂性理论形式语言与计算机理论等。
四、计算机的网络的发展及网络安全
(1)计算机网络与病毒
一个现代计算机被定义为包含存储器、处理器、功能部件、互联网络、汇编程序、编译程序、操作系统、外部设备、通信通道等内容的系统。
通过上面定义,我们发现互联网络也被加入到计算机当中。说明了网络的重要以及普及性。21世纪是信息时代。信息已成为一种重要的战略资。信息科学成为最活跃的领域之一,信息技术改变着人们的生活方式。现在互联网络已经广泛应用于科研、教育、企业生产、与经营管理、信息服务等各个方面。全世界的互联网Internet正在爆炸性的扩大,已经成为覆盖全球的信息基础设施之一。
因为互联网的快速发展与应用,我们各行各业都在使用计算机。信息安全也显得格外重要。而随着计算机网络的发展,计算机网络系统的安全受到严重的挑战,来自计算机病毒和黑客的攻击及其他方面的威胁也越来越大。其中计算机病毒更是很难根治的主要威胁之一。计算机病毒给我们带来的负面影响和损失是刻骨铭心的,譬如1999年爆发的CIH病毒以及2003年元月的蠕虫王病毒等都给广大用户带来巨大的损失。
我们想更好的让计算机为我们服务,我们就必须很好的利用它,利用网络。同时我们也应该建立起自己的防护措施,以抵抗外来信息的侵入,保护我们的信息不受攻击和破坏。
(2)计算机病毒及它的防范措施:
计算机病毒是一组通过复制自身来感染其它软件的程序。当程序运行时,嵌入的病毒也随之运行并感染其它程序。一些病毒不带有恶意攻击性编码,但更多的病毒携带毒码,一旦被事先设定好的环境激发,即可感染和破坏。
<一>、病毒的入侵方式
1.无线电方式。主要是通过无线电把病毒码发射到对方电子系统中。此方式是计算机病毒注入的最佳方式,同时技术难度也最大。可能的途径有:①直接向对方电子系统的无线电接收器或设备发射,使接收器对其进行处理并把病毒传染到目标机上。②冒充合法无线传输数据。根据得到的或使用标准的无线电传输协议和数据格式,发射病毒码,使之能够混在合法传输信号中,进入接收器,进而进人信息网络。③寻找对方信息系统保护最差的地方进行病毒注放。通过对方未保护的数据链路,将病毒传染到被保护的链路或目标中。
2.“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件(如芯片)和软件中,然后把此硬件和软件直接或间接交付给对方,使病毒直接传染给对方电子系统,在需要时将其激活,达到攻击目的。这种攻击方法十分隐蔽,即使芯片或组件被彻底检查,也很难保证其没有其他特殊功能。目前,我国很多计算机组件依赖进口,困此,很容易受到芯片的攻击。
3.后门攻击方式。后门,是计算机安全系统中的一个小洞,由软件设计师或维护人发明,允许知道其存在的人绕过正常安全防护措施进入系统。攻击后门的形式有许多种,如控制电磁脉冲可将病毒注入目标系统。计算机入侵者就常通过后门进行攻击,如目前普遍使用的WINDOWS98,就存在这样的后门。
4.数据控制链侵入方式。随着因特网技术的广泛应用,使计算机病毒通过计算机系统的数据控制链侵入成为可能。使用远程修改技术,可以很容易地改变数据控制链的正常路径。
<二>病毒攻击的防范的对策
1.建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层;二是病毒检测层;三是病毒遏制层;四是病毒清除层;五是系统恢复层;六是应急计划层。上述六层计算机防护体系,须有有效的硬件和软件技术的支持,如安全设计及规范操作。
2.严把收硬件安全关。国家的机密信息系统所用设备和系列产品,应建立自己的生产企业,实现计算机的国产化、系列化;对引进的计算机系统要在进行安全性检查后才能启用,以预防和限制计算机病毒伺机入侵。
3.防止电磁辐射和电磁泄露。采取电磁屏蔽的方法,阻断电磁波辐射,这样,不仅可以达到防止计算机信息泄露的目的,而且可以防止“电磁辐射式”病毒的攻击。
4.加强计算机应急反应分队建设。应成立自动化系统安全支援分队,以解决计算机防御性的有关问题。
很多公司都有因为电脑被入侵而遭受严重经济损失的惨痛经历,不少普通用户也未能避免电脑被破坏的厄运,造成如此大损失的并不一定都是技术高超的入侵者所为,小小的字符串带给我们的损失已经太多。因此,如果你是数据库程序开发人员、如果你是系统级应用程序开发人员、如果你是高级计算机用户、如果你是论坛管理人员......请密切注意有关字符漏洞以及其他各类漏洞的最新消息及其补丁,及时在你的程序中写入防范最新字符漏洞攻击的安全检查代码并为你的系统安装最新的补丁会让你远离字符带来的危险。经常杀毒,注意外来设备在计算机上的使用和计算机对外网的链接。也可以大大有效的避免计算机被攻击。
五、总结
在学了计算科学导论之后,让我更深入的了解了我将来要从事的学科。计算科学导论指导着我们该怎么学习计算机。让我更清楚的知道我们信息安全专业的方向。正如计算科学这座大楼一样,在不断的成长。信息安全也必将随着网络的进一步发展而更多的被人们重视。总之学习了这门课之后让我受益匪浅,也知道自己应该好好努力,争取在自己的专业领域上有所成就。
参考文献:
1、《计算科学导论》(第三版),赵志琢著,科学出版社2004版
2、《计算机病毒分析与对抗》傅建明彭国军张焕国编著武汉大学出版社2004版
关键词:儒家文化古代科技古代科学家
关于中国古代是否有科学的问题,学术界至今仍有不同意见。不少学者根据卷帙浩繁的古代文献,用历史事实证明中国古代有科学,甚至认为,中国古代曾有过居于世界领先地位的科学技术。正如英国着名的中国科技史家李约瑟所言,古代的中国人在科学技术的许多重要方面“走在那些创造出着名的‘希腊奇迹’的传奇式人物的前面,和拥有古代西方世界全部文化财富的阿拉伯人并驾齐驱,并在公元三世纪到十三世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,中国的科学发现和技术发明曾经“远远超过同时代的欧洲,特别是在十五世纪之前更是如此”[]。然而,也有一些学者则根据中国古代没有近代意义的“科学”,近代科学没有在中国产生,以证明中国古代没有科学。笔者持中国古代有科学的观点,并认为,中国古代的科技具有明显的儒学化特征,不同于近代意义的“科学”。这一看法对于理解中国古代科技曾有过辉煌但又没有能够实现向近代科学的转型,或许会有一定的帮助。
一.儒学化的中国古代科学家
从科技与社会相互关系的角度看,科学技术总是在一定的文化背景中孕育并得以发展的,因而必然会受到一定的文化的影响。儒家文化是中国传统文化的主流,儒家文化对于中国古代科技的发展不可能不具有重要的影响。这种影响首先表现为儒家文化对于古代科学家的影响,表现为大多数科学家都不同程度地与儒学有着密切的关系。
关于中国古代科学家,目前,国内有两部较为重要的传记着作,其一,由杜石然先生主编的《中国古代科学家传记》,[]共选入中国古代科学家235位,另有明清时期介绍西方科技的外国人14位,该书收录的古代科学家较全;其二,由卢嘉锡先生任总主编的《中国科学技术史》中有金秋鹏先生任主编的《中国科学技术史?人物卷》,[]该书精选了春秋战国时期至清末的着名科学家77位(除汉代数学家张苍和清初地理学家刘献庭之外,大都包括在《中国古代科学家传记》之中),该书收录的古代科学家较精。以下就以杜石然先生所主编的《中国古代科学家传记》为依据,参照金秋鹏先生所主编的《中国科学技术史?人物卷》,分析古代科学家与儒学之间的关系。
根据笔者分析,在《中国古代科学家传记》中所收录的科学家,大都与儒学有着程度不同的关系。依据这些科学家与儒学的关系的密切程度,可分为以下两个层次:
其一,在儒学发展史上具有较重要地位或撰有儒学研究着作的科学家。这类科学家有:汉代的张衡、崔寔,魏晋南北朝时期的陆玑、虞喜、何承天、祖冲之,隋朝的刘焯,宋代的沈括、黄裳,明代的罗洪先、宋应星、张履祥,清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪莱、李锐,等等。其中汉代的天文学家张衡着《周官训诂》;东晋时期的天文学家虞喜“释《毛诗略》,注《孝经》”[];南北朝时期的天文学家何承天对《礼论》进行整理,“删减合并,以类相从,凡为三百卷”[],数学家、天文学家祖冲之“着《易》、《老》、《庄》义,释《论语》、《孝经》”[];隋朝时期的天文学家刘焯着《五经述义》;宋代的科学家沈括撰《孟子解》,天文学家、地理学家黄裳撰《王府春秋讲义》;明清之际的科学家宋应星撰《谈天》、《论气》;清代的数学家汪莱撰有《十三经注疏正误》、《说文声类》等经学着作,数学家李锐协助阮元校勘《周易》、《谷梁》和《孟子》,并撰有《周易虞氏略例》、《召诰日名考》等等。
其二,明显受儒学影响、具有儒家理念或运用儒家经典中的知识进行科学研究的科学家。这类科学家较多,比如(按年代顺序),班固、刘洪、张仲景、皇甫谧、裴秀、刘徽、郦道元、贾思勰、王孝通、贾耽、杜佑、李吉甫、陆龟蒙、韩鄂、苏颂、唐慎微、刘完素、郑樵、张从正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、杨辉、郭守敬、朱世杰、王祯、朱震亨、鲁明善、戴思恭、马一龙、李时珍、徐春甫、程大位、朱载堉、陈实功、徐光启、张景岳、邢云路、方以智、王锡阐、梅文鼎、杨屾、徐大椿、陈修园,等等。
这些科学家与儒学都有着密切的关系。需要指出的是,以上所罗列的这些科学家几乎囊括了古代科技体系中数学、天文学、地理学、医学和农学五大学科的最着名的科学家,是科学史上各个时期最具代表的科学家。而且在事实上,除了以上科学家之外,还会有其他许多科学家与儒学有着直接的关系,比如,大多数官吏科学家必然要受到儒家思想的影响;一些道教、佛教科学家,在他们的成长过程中,在他们的科学研究中,也会与儒家思想有着这样或那样的关系。
古代科学家与儒学的这种关系,与儒家文化是中国传统文化的主流有关。在这样的文化背景下,古代中国人自小都学习过儒家经典。儒家经典是古代文化的载体,学习文化知识,不能不学习儒家经典;同时,儒家经典是培养理想人格的教科书,要成为有道德的人,也不能不学习儒家经典。而且,儒家经典是古代科举考试的重要内容,要进入仕途,也必须学习儒家经典。古代的绝大多数科学家当然也不例外。而且在社会交往中,古代科学家大都免不了与儒士交往。从家庭成员到老师,以至朋友同事,总会有儒家学者,或者有儒家背景的文人学士。宋朝时期的法医学家宋慈,先是师从朱熹弟子吴雉,又经常向朱熹弟子杨方、黄干、李方子、蔡渊、蔡沈等学习。入太学时,他的文章得到着名理学家真德秀的赏识,并拜师受学。清代科学家梅文鼎,他的父亲就是饱读儒家经典的书生;后来,他又与着名经学家朱彝尊、阎若璩、万斯同以及清初儒家李光地、着名儒家黄宗羲之子黄百家等等有过密切的交往;他的许多思想,包括一些科学思想的形成都或多或少地与他所交往过的儒家学者有关。又比如,清代的数学家李锐,曾师从于着名经学家钱大昕,在数学研究上与经学家焦循多有交往,与焦循、汪莱一起被称为“谈天三友”[]。
中国古代科学家在成长的过程中、在社会交往以及学术交往中,大都处于儒家文化的氛围之中,儒家文化是他们心灵、思想、学识、情感的不可分割的重要组成部分,从而使得中国古代科学家带有明显的儒学化特征。他们大都具有儒家的价值观念和道德品质,具备深厚的儒家文化知识,对儒家经典有着浓厚的学术情趣,以至于在他们的科学研究中,或是包含着对儒学的研究,或是运用了儒家经典的知识,或是蕴涵着儒家的情怀。
二.儒学化的古代科学研究
在儒家文化为主流的中国传统文化背景下,不仅科学家的价值观念、人格素质、知识学问要受到儒家文化的影响,而且在科学研究中,科学家的科研动机、基础知识乃至科研方法,都在很大程度上受到儒学的影响。
(1)儒家的价值观影响科学研究的动机
古代科学家研究科技的动机大致有三:其一,出于国计民生的需要;其二,出于“仁”、“孝”之德;其三,出于经学的目的。
古代科学家研究科学的动机首先出于国计民生的需要。北魏时期的农学家贾思勰在其所着的《齐民要术》中对此有很好的论述。该书的“序”在阐述作者研究农学的目的时说:“盖神农为耒耜,以利天下。尧命四子,敬授民时。舜命后稷,食为政首。禹制土地,万国作乂。殷周之盛。《诗》、《书》所述,要在安民,富而教之。”[]他还举了许多例子:“耿寿昌之常平仓,桑弘羊之均输法,益国利民,不朽之术也”;“任延、王景,乃令铸作田器,教之垦辟,岁岁开广,百姓充给”;“皇甫隆乃教作耧、犁,所省庸力过半,得谷加五”;“《书》曰:稼穑之艰难。《孝经》曰:用天之道,因地之利,谨身节用,以养父母。《论语》曰:百姓不足,君孰与足”。这些论述无非是要说明他撰着《齐民要术》的目的在于“益国利民”,为的是国计民生。元朝时期农学家的王祯在所着《农书》的“自序”中说:“农,天下之大本也。一夫不耕,或授之饥;一女不织,或授之寒。古先圣哲,敬民事也,首重农,其教民耕织、种植、畜养,至纤至悉。”他撰着《农书》的目的也在于国计民生。中国古代科技之所以在数学、天文学、地理学、医学和农学这些学科较为发达,概由于当时这些学科与国计民生密切相关。数学以解决实际问题为基本框架和内容,其中所涉及的问题大都与国计民生有关;天文学讲“敬授民时”,地理学讲治国安邦,医学讲治病救人,也都与国计民生相关联。
古代科学家研究科学的另一个动机是出于“仁”、“孝”之德。东汉时期医学家张仲景研究医学,旨在“上以疗君亲之疾,下以救贫贱之厄,中以保身长全,以养其生”,在于“爱人知物”、“爱躬知己”[]。魏晋时期医学家皇甫谧在所着《针灸甲乙经》的“序”中说:“若不精通于医道,虽有忠孝之心、仁慈之性,君父危困,赤子涂地,无以济之,此固圣贤所以精思极论尽其理也。”可见,他研究医学的动机在于落实“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝时期的医学家孙思邈也在所着《备急千金要方》“本序”中指出:“君亲有疾不能疗之者,非忠孝也。”金代医学家张从正更是明确把自己的医学着作定名为《儒门事亲》,以表明他研究医学的动机在于“事亲”。事实上,科学研究的动机出于国计民生的需要与出于“仁”、“孝”之德,这二者是一致的,关注国计民生是“仁”、“孝”之德的进一步推广;所以,那些出于国计民生的需要的科学研究,同样也是出于“仁”、“孝”之德。
除此之外,古代科学家研究科学还有一个动机,这就是经学的动机。古代数学家大都把自己的数学研究与《周易》、《周礼》的“九数”以及儒家的“六艺”联系在一起。魏晋时期数学家刘徽在所撰《九章算术注》“序”中说:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之数,以合六爻之变”,“周公制礼而有九数,九数之流,则《九章》是矣”;《孙子算经》认为数学是“六艺之纲纪”,能够“穷道德之理,究性命之情”;唐朝时期的数学家王孝通在《上缉古算经表》中说:“臣闻九畴载叙,纪法着于彝伦;六艺成功,数术参于造化”;这一切都是为了说明他们研究数学是对儒家经学的继承和发挥。宋朝时期的数学家秦九韶在《数书九章》的“序”中认为,数学“大则可以通神明、顺性命,小则可以经世务、类万物”,元朝时期的数学家朱世杰在《四元玉鉴》“卷首”中认为,数学“以明理为务,必达乘除升降进退之理,乃尽性穷神之学”,这里讲“通神明、顺性命”以及“明理”,无非是要说明数学与理学在根本上是一致的,而他们的数学研究的动机也正在于此。事实上,宋代以后的科学家较多地把科学研究与求“自然之理”联系在一起,所谓“数理”、“历理”、“物理”、“医理”之类;在他们看来,当时所谓的“自然之理”是包含在儒家“大道”中的“小道”,正如朱熹所言,“小道亦是道理”[],所以,研究科学也是为了阐发儒家的道理。
从根本上说,古代科学家研究科学的以上三种动机都是围绕着儒家的价值观而展开的。出于国计民生的需要,就是为了落实儒家的民本思想;出于“仁”、“孝”之德,就是实践儒家的仁爱理念;出于经学的目的,就是要发挥儒家之道。因此,古代科学家的研究科学的动机最终都源自儒家的价值观。
(2)儒家经典成为科学研究的知识基础
科学研究需要有相当的知识基础和专业基础,而在儒家文化占主流的背景下,大多数科学家的基础知识甚至一些专业基础知识最初都是从儒家经典中获得的。儒家经典中包含了丰富的科技知识。就古代数学、天文学、地理学、医药学和农学五大学科而言,《周易》等着作中包含有某些数学知识,《诗经》、《尚书?尧典》、《大戴礼记?夏小正》、《礼记?月令》以及《春秋》等着作中包含有某些天文学的知识,《尚书?禹贡》、《周礼?夏官司马?职方》等着作中包含有某些地理学知识,《周易》、《礼记?月令》等着作中包含了与医学有关的知识,《诗经》、《大戴礼记?夏小正》、《礼记?月令》等着作中包含有农学知识。应当说,儒家经典中具备了古代科学家从事科学研究所需要的基础知识以及一些专业基础知识。因此,儒家经典中的科技知识,实际上成为许多科学家的知识背景,成为他们的知识结构中非常重要的组成部分。
古代许多科学家的科学研究正是在儒家经典中所获得的科学知识的基础上,经过自己的进一步研究、发挥和提高,从而在科学上做出了贡献。从一些科学家的科学研究过程以及他们所撰着的科学着作中,可以发现,他们的科学研究与儒家经典中的知识密切相关,在一定程度上是对儒家经典中某些知识的发挥和提高。
古代数学家必定要讲《周易》。魏晋时期的着名数学家刘徽在为《九章算术》作注时说:“徽幼习《九章》,长再详览,观阴阳之割裂,总算术之根源。探赜之暇,遂悟其意。是以敢竭顽鲁,采其所见,为之作注。”[]也就是说,他是通过《周易》的阴阳之说“总算术之根源”,从而明白《九章算术》之意,并为《九章算术》作注。宋元时期的数学家讲河图洛书、八卦九畴。宋代着名的数学家秦九韶对《周易》揲蓍之法中的数学问题进行研究,从而引伸出一次同余组的解法,即“大衍求一术”,被认为达到了当时世界数学的最高水平;又有数学家杨辉对“洛书”的三阶纵横图进行研究,直至对十阶纵横图的研究;还有元代着名数学家朱世杰撰《四元玉鉴》,运用《周易》概念论述了多元高次方程组的求解问题,被美国科学史家乔治?萨顿称为“中国数学着作中最重要的一部,同时也是中世纪最杰出的数学着作之一”[]。
古代天文学家必定要以《尚书?尧典》为依据,同时结合《大戴礼记?夏小正》、《礼记?月令》、《诗经》、《春秋》“经传”等儒家经典中有关天象的纪录和天文知识,进行研究,同时,古代天文学家在编制历法时也经常运用《周易》中的概念。李约瑟说:“天文和历法一直是‘正统’的儒家之学。”[]充分揭示了中国古代天文学与儒学的关系。由于古代的天文历法研究需要涉及大量的儒家经典,所以,在历史上,大多数天文历法家都是饱读儒家经典的儒者,从汉唐时期的张衡、虞喜、何承天、祖冲之、刘焯到宋元时期的苏颂、沈括、黄裳、郭守敬,这些着名的天文历法家都曾经读过大量的儒家经典,他们所撰着的天文历法方面的着作采纳了儒家经典中大量的天文学知识。
古代的地理学则不可能不讲《尚书?禹贡》、《周礼?夏官司马?职方》。东汉的班固所撰《汉书?地理志》辑录了《尚书?禹贡》的全文和《周礼?夏官司马?职方》的内容;魏晋时期的地图学家裴秀所制《禹贡地域图》主要是根据《尚书?禹贡》。此后的地理学家郦道元、贾耽、杜佑、李吉甫都无不通晓《尚书?禹贡》,并以此作为地理学研究的基本材料。
在农学方面,《周易》的“三才之道”是古代农学研究的思想基础。而且,以《礼记?月令》为基本框架的月令式农书是古代重要的农书类型,先是有东汉的崔寔撰《四民月令》,又有唐朝韩鄂撰《四时纂要》,后来还有元朝的鲁明善撰《农桑衣食撮要》,等等。即使是其它类型的农书,其中也包含了大量从《诗经》、《尚书》、《周礼》、《礼记?月令》、《尔雅》等儒家经典中引述而来的农学知识。
当然,作为科学家,他们的知识并不只是从儒家经典中所获得的那一部分科学知识,他们还拥有从前人的科技着作以及其它着作中获取的知识,更重要的,还有他们的经验知识以及他们通过科学研究所获得的知识。但无论如何,在他们的知识结构中,从儒家经典中所获得的知识是他们进行科学研究最基础的同时也是最重要的知识。
(3)儒家的经学方法成为重要的科学研究方法
在儒家文化的背景下,科学家在研究科学时,不仅研究动机与儒家思想有关,所运用的知识中包含着从儒家经典中所获得的知识,而且在研究方法上也与儒学的经学方法相一致。
中国古代科学家的科学研究往往是以读书为起点,然后用经验知识验证前人的理论和观点,并作适当的发挥、诠释和概括。与这样的研究程序相关,科学研究首先要求广泛地读书,博览群书,其中也必然包括儒家经典,这就是“博学以文”。在此基础上,科学家还要用亲身的实践对前人的知识进行验证,尤其是地理学家、医药学家、农学家更是如此,这就要求“实事求是”。因此,古代科学着作有不少都是对以往科技知识的整理和总结。
古代的科学研究由于与儒家的经学研究有许多相似之处,都是围绕着前人的着作而展开的,所以一直有尊崇经典的传统。古代科学家首先必须尊崇儒家经典,尤其是包含科技知识的那些儒家经典,《诗经》、《尚书?尧典》、《尚书?禹贡》、《大戴礼记?夏小正》、《礼记?月令》、《周礼》、《周易》以及《春秋》“经传”等都是古代科学家所必须尊崇的经典。此外,科学中的各个学科也都有各自的经典:数学上有“算经十书”,包括《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算经》;天文学上有《周髀算经》、《甘石星经》等;地理学上有《山海经》、《水经》等;医学上有《黄帝内经》、《神农本草经》、《难经》、《脉经》、《针灸甲乙经》等;农学上有《泛胜之书》、《齐民要术》、《耒耜经》等等。这些经典是各学科的科学家所必须尊崇的。
由于尊崇经典,所以科学研究只是在经典所涉及的范围内展开,只是在对经典的诠释过程中有所发挥。先有《九章算术》,后有《九章算术注》;先有《水经》,后有《水经注》;先有《神农本草经》,后有《神农本草经集注》,诸如此类。这与儒学的经学方法是一致的。尤其是,明清之际,西方科学传到中国,当时中国的科学家大都持“西学中源”的观点,并且采取引中国古代经典解释西方科学的方法进行研究。这一科学研究方式依然是承袭了儒学的经学方法。[]
三.儒家文化对古代科技特征的影响
由于古代科学家的科研动机、知识基础以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影响,因而中国古代科技所具有的实用性、经验性和继承性的特征,事实上也与儒家文化有着密切的关系。
在儒家文化的影响下,古代科学家进行科学研究的重要动机之一在于满足国计民生的需要,所以,大多数具有儒家价值理念的科学家在研究科技时,所注重的主要是科技的实际功用,这就决定了中国古代科技的实用特征,富有务实精神。虽然也曾有一些科学家对纯科学的问题进行过研究,但在总体上看,古代科技的实用性特征是相当明显的,是主要的。在论及中国古代数学史上最重要的经典着作《九章算术》与儒家文化的关系时,中国数学史家钱宝琮先生说:“《九章算术》的编纂者似乎认为:所有具体问题得到解答已尽‘算术’的能事,不讨论抽象的数学理论无害为‘算术’;掌握数学知识的人应该满足于能够解答生活实践中提出的应用问题,数学的理论虽属可知,但很难全部搞清楚,学者应该有适可而止的态度。这种重视感性认识而忽视理性认识的见解,虽不能证明它渊源于荀卿,但与荀卿思想十分类似。”[]如果对于中国古代数学发展具有重要影响的《九章算术》,其实用性的特征是受到儒家文化的影响,那么,整个古代数学的发展与儒家文化的密切联系,也就不言而喻的了。除此之外,中国古代的天文学、地理学、医学和农学的实用特征在很大程度上也与儒家文化的务实精神有着直接的关系。
与实用性特征相联系,古代科学家较为强调感觉经验,注重经验性的描述,因而使古代科技带有明显的经验性。在科学理论上,则主要是运用某些现成的、普遍适用的儒家理论以及诸如“气”、“阴阳”、“五行”、“八卦”、“理”之类的概念,经过思维的加工和变换,对自然现象加以抽象的、思辩的解释,只注重定性分析,而不注重定量分析。其结果是,科学研究仅仅停留在经验的层面上。比如,唐朝时期的天文学家僧一行,他在天文仪器制造、天文观测等诸方面多有贡献,他所编制的“大衍历”是当时最好的历法。然而,他在解释他的“大衍历”时则说:“《易》:天数五,地数五,五位相得而各有合,所以成变化而行鬼神也。天数始于一,地数始于二,合二始以位刚柔。天数终于九,地数终于十,合二终以纪闰余。天数中于五,地数中于六,合二中以通律历。……故爻数通乎六十,策数行乎二百四十。是以大衍为天地之枢,如环之无端,盖律历之大纪也。”[]再比如,宋代科学家沈括在解释黄河中下游陕县以西黄土高原成因时,他说:“今关、陕以西,水行地中,不减百余尺,其泥岁东流,皆为大陆之土,此理必然。”[]他还说:“五运六气,冬寒夏暑,旸雨电雹,鬼灵厌蛊,甘苦寒温之节,后先胜复之用,此天理也。”[]由于停留在经验性的描述和思辩性的解释上,科学在理论上相对较为薄弱。
由于古代科学家的科学研究较多地受到儒家经学方法的影响,因此对科学家来说,不仅儒家思想是不可违背的,而且,各门学科的“经典”也是不可违背的。这种崇尚经典的学风使得后来的科学家在科学研究中更多的是对前人着作中的科学知识和科学理论的继承、沿袭或注疏、诠释,并在此基础上有所补充、改进。因此,古代的科学着作大都少不了引经据典,广泛吸取前人的多方面、多学科的知识,因而表现出明显的继承性。即使有所创新和发展,也主要是在既定的框架内做出适当的改变和发挥。
中国古代科技的实用性、经验性和继承性的特征实际上正是在科技的层面上对儒家思想的延伸和展开。由于要实践儒家之道,所以古代科技重视实用,重视经验,在实用科技方面较有优势,而在科学理论上则相对薄弱;同时,又是由于要尊崇儒家之道,所以古代科学家总是把自己的研究与儒家学说、儒家经典联系在一起,重视知识的积累,表现出明显的继承性。由此可见,中国古代科技的特征与儒家思想密切相关,儒家文化对于中国古代科技特征的形成具有重要的影响。
综上所述,在以儒家文化为主流的中国传统文化背景下,中国古代科技的发展在很大程度上受到儒家文化的影响,甚至在某种意义上可以说,中国古代的科学家大都是儒学化的科学家,中国古代的科学研究大都是儒学化的研究,中国古代科技大体上带有明显的儒学特征,中国古代的科学是儒学化的科学。
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1.1重视程度不够
目前,各高校大多都开设了本课程,但重视程度普遍不够,几乎都将其定位为选修课,课时数偏少,多为24-32个课时左右,使得老师讲授时无法向学生进行深入、详尽的讲解和演示,造成理论课讲不深,实践课又太少,教学效果并不理想。同时,现在的学生往往很早就接触网络,对网络上的Google、百度等公共搜索引擎并不陌生,很多人认为现在查找资料通过搜索引擎即可实现,没有必要专门安排这门课程来学习检索技巧和知识。
1.2教材内容不尽合理
目前各高校选用的教材尽管版本繁多,但编排内容却基本雷同,多为通识性内容,缺乏明确专业属性。如数据库部分,主要介绍国内的中国知网数据库(CNKI)、万方数据库和维普数据库、超星电子图书馆和国外的施普林格(Springerlink)、科学引文索引(SCI)、工程索引(EI)、化学文摘(CA)等通用数据库,缺乏专业数据库的相关内容和检索方法,专业性不突出,在教学过程中针对性和实用性不强,对不同专业的学生吸引力不够。
1.3教学硬件设施不完善
由于各院校条件不同,教学过程中不同程度地存在着教学设施不完善的问题,如图书馆是本门课程必须的实习场所,但部分院校目前往往缺乏专用于进行科技文献检索课程的实习室,检索实习一般都安排在开放阅览室进行,因此,为不影响其他正在查阅资料和学习的老师或学生,授课老师往往无法随时向学生进行讲解;其次,由于数据库版权费用高昂,部分院校受经费所限往往只能购买较少的检索资源,无法有效地支撑课程的学习及实践,老师只能是纸上谈兵;更有甚者,有些高校尽管购买了为数不少的数据库资源,但校园网却不对学生开放,学生即使自备电脑也无法连接校内网,更不能有效利用校内数据库资源。
1.4实践课时占比过低
目前各院校在实践课的安排上普遍存在着课时数少、占总课时比较低等现象,洛阳理工学院目前开设的该门课程总课时数仅有24学时,其中实践学时8个,占比不足40%,这样的课时分配既难以让学生通过上机消化理解所学的大量理论知识并掌握检索技能,也与应用型人才培养目标及课程强调的实践性、可操作性明显脱节。
2课程教学改革的实践及建议
2.1提高重视程度
由于种种原因,很多院校在本科阶段对本课程重视程度较低,学生也对课程在毕业学位论文撰写及今后的工作和科研中的重要性缺乏必要的了解。因此,应用型本科院校应采取多种措施,切实加强对本课程重要性的宣传普及,以引起学校职能部门及教学单位的重视,使学生了解信息意识和信息素质的高低将会对每个人的工作就业及成才发挥长期的、不可替代的重要作用。
2.2优化教材内容,改进教学方式和方法
为突出应用型本科院校的人才培养目标,应在总结多年教学成果的基础上,从以下几个方面进行课程教学改革:
2.2.1教材及授课内容的选择应用型本科院校应结合自身人才培养目标,遵循“实用”原则,结合不同专业的特色和学生的专业方向及实际需求,选择难易程度相当、专业特色鲜明、内容新颖、能反映最新学科前沿动态及最新研究成果的教材或专题,增强课程的专业性和实用性。必要时,可根据专业设置情况和特色自行组织力量编写相应的教材和配套习题集、实习指导书等资料,实现本门课程与专业课的紧密结合。此外,在科技文献检索与利用过程中必然涉及到知识产权保护等前沿问题,而学生们往往对该领域不甚了了,因此,授课时应结合具体案例向学生灌输一些知识产权方面的基本内容,培养学生知识产权意识,做到既尊重他人知识产权,又具备必要的维权意识。
2.2.2教学方式及教学方法的改进和优化本门课程以课堂讲授和上机实践为主要形式。在理论授课过程中,既要以学生为主体,灵活安排授课内容,发挥多媒体教学图形、图像、声音、文字形式多样、快捷、直观的优势,将教学内容生动地呈现给学生,还要注意利用小组讨论、案例教学等形式活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣和热情。
2.3加强实践部分的教学
科技文献检索是一门应用性、实践性很强的课程,为提高学生学习效果,在完成一个专题的理论授课后,应及时和图书馆或计算中心提前约好实习实践的时间、地点,并编写内容相适应的上机实习(践)指导书,让学生按照指导书的要求进行上机实践练习,锻炼学生检索能力,熟练掌握相关检索方法与技巧。在条件适宜时,可向学校建议调整该课程的实践学时数及校园网开放,增加学生上机实践和使用校内资源的机会。
2.4完善考核方式
模型建构是一种重要的科学方法,也是生物学课程标准所重视的一种能力。高中生物学教材含有丰富的模型建构案例,是试题原创的重要素材库。模型分为三种类型,即物理模型、概念模型、数学模型。物理模型如细胞膜的流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型;概念模型如血糖平衡调节模型、达尔文的自然选择学说的解释模型等;数学模型如自由组合定律、有丝分裂中DNA含量变化曲线等。在原创试题的命制中,对核心概念的考查,可在物理模型、概念模型、数学模型之间进行转换,从而创设出新颖的问题情景。例1:图示某反应物分子从常态到显著活跃状态能量变化的一段曲线。①②③三条曲线表示加酶、常温和加氯化铁等条件下的反应。下列叙述正确的是A.E1表示酶所降低的反应活化能B.E2表示氯化铁所降低的反应活化能C.曲线①与曲线③的对比,说明酶具有高效性D.曲线①与曲线②的对比,说明加氯化铁能加快反应速率例1是以“酶的作用及其原理”为考查内容的试题。命制时,将“概念模型”转换成“数学模型”,用数学中的坐标曲线图进行情景设计。该曲线图的设计创意来自大学教材陈阅增《普通生物学》第2版第46页上的插图,但经过较大的改进,在图中增加了有效信息,去除了一些干扰信息。题目情景新颖,又重点考查了“活化能”概念中之“显著活跃状态与常态下分子能量的差值”这一要素。参考答案:D。例2:图示为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为h,此时S1和S2浓度大小关系为。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的,两者在物质透过功能上的差异是。(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验……(以下部分略)例题2是2013年江苏高考生物学试题的第27题,就是这种原创策略的成功案例。“渗透作用原理”是考纲中“物质出入细胞的方式”这一考点的重点内容之一。在命题时,将概念模型转换成物理模型,即将渗透作用的内涵和外延分解开来,将渗透装置示意图这一物理模型作为渗透作用概念外延的一部分。用数学方法处理实验结果(如液面高度差h、S1和S2溶液的浓度关系),通过考查学生对实验宏观现象的认知来考查对渗透作用微观原理的认知,通过考查对概念外延的认知来考查对概念内涵的认知。参考答案:(1)S1>S2(2)原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能。
2“知识与方法”考查的“重组移植”策略
生物学试题考查的知识内容主要包括事实性知识和方法性知识。考查时,整合事实性知识和方法性知识可以还原知识的产生过程、体现知识的应用价值。从知识的形成过程提炼出的科学方法,还可以“移植”到其他知识的探究过程。生物学原创试题采用这种思路,重组“知识”和“方法”,可创设出新颖的问题情景。例如,差速离心法是分离各种细胞器的方法。设计“酵母菌细胞呼吸”有关试题时,可将差速离心法“移植”到酵母菌细胞呼吸的研究中。即用差速离心法将线粒体和细胞质基质分离,然后进行细胞呼吸的实验,以此作为试题情景,以考查细胞呼吸的过程。又如,将放射性同位素标记法“移植”到考查细胞周期染色体行为的试题中,创设出来的试题既能够考查有丝分裂细胞中染色体的行为,又能够考查DNA半保留复制的特点。例3就是这样的试题。例3:提取正常家兔的造血干细胞,放入液体培养基培养,提供的脱氧核苷酸原料中的N元素全为15N。造血干细胞连续进行有丝分裂,则第二次分裂后期的细胞中,含14N的染色体所占比例为A.0B.50%C.25%D.100%参考答案:B。
3从科学史资料提炼试题的“补充整合”策略
高中生物学教材含有丰富的科学史素材,是命题的重要素材库。若能根据知识的生成过程,梳理史实的脉络,挖掘史料之间的内在联系,以思维能力和核心知识为测量目标和考查内容,做好“补充整合”,命题往往能够打破框框、达到求变出新的效果。这一策略的要点:第一,要对史料进行针对性的“补充”,才能出新;第二,须“整合”,形成一个有内在联系的知识结构,思路才会连贯,主题才能聚焦。2014年高考理综试题福建卷的第28题,就是采用这种策略命制的。从例4可以看出,该题对教材中的科学史素材有选择、有提炼,以“人类对遗传的认知逐步深入”为线索,主题聚焦,第1小题和第3小题对教材中的史料有补充和整合,设问的角度也比较新颖。这道题的出现,是福建高考遗传方面命题的一个新突破,它避开了以往的旧模式,打开一片新的视野。尽管题干文字较长、语言表达还存在一定的瑕疵。但是,其灵活的创作思路和求新求变的可贵精神值得赞赏。例4:人类对遗传的认知逐步深入。(1)在孟德尔豌豆杂交实验中,纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交,若将F2中黄色皱粒豌豆自交,其子代中表现型为绿色皱粒的个体占。进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对,但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸,推测r基因转录的mRNA提前出现。试从基因表达的角度,解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中,所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现,隐性性状不体现的原因是。(2)摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交,将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交,子代出现四种表现型,比例不为1∶1∶1∶1,说明F1中雌果蝇产生了种配子。实验结果不符合自由组合定律,原因是这两对等位基因不满足该定律“”这一基本条件。(3)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌。有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生,但该实验中出现的S型菌全为,否定了这种说法。(4)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,该模型用解释DNA分子的多样性,此外,的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。参考答案:(1)1/6终止密码(子)显性基因表达,隐性基因不转录,或隐性基因不翻译,或隐性基因编码的蛋白质无活性或活性低(2)4非同源染色体上非等位基因(3)SⅢ(4)碱基对排列顺序的多样性碱基互补配对。
4基于科技论文原创试题的“挖掘转化”策略
(一)设立专门的科研管理机构
要切实提高学生的科技创新素质及能力,高校要首先明确科研创新能力培养的目标,建立专门的组织机构负责医学生在读期间的科研培养与实践。如在学校学术委员会下设置“大学生科研管理办公室”,组织科研、教学经验丰富的教师负责医学生科研培养与实践的评定、审核及监督。学校团委、学生会等部门负责具体的组织和协调工作,包括科研经费的管理和学生科研档案的管理等。其次,应建立一套行之有效的管理机制,优化医学本科生的科技创新环境,确保学生科研工作的高质、高效开展。学校应结合学校和学生的实际情况,制定并不断完善一系列与大学生科研创新培养有关的规章制度,深入推进医学本科生科研服务管理,如设立独立于教学学分之外的科研学分,必须修够一定的科研学分才能毕业;建立医学生科研项目管理细则、科研经费使用及监督准则、导师的选拔制度、激励措施等,积极引导并鼓励医学本科生进行科研创新。只有设立专门的科研管理机构并制定完善的政策,才能创造良好的科研创新环境,确保学生科研工作规范化和可持续地进行。
(二)优化课程结构、改变教学模式
新学科、新的技术的快速发展促进了当代医学模式的转变。21世纪的新型医学人才需要具备综合运用知识,独立分析与勇于创新的素质。然而,医学科学发展的超前性与医学教育的滞后性是我国当前医学教育面临的重要问题。学校的课程设置决定着教学的内容和学生的知识及能力结构,直接关系到人才培养的质量。因此,医学院校课程设置的改革对培养有创新精神和实践能力的高素质医学人才至关重要。我国医学院的培养模式基本为:基础课—临床课—实习模式,学科的系统性、专业性强,基础与临床分离,理论与科研实践脱节,学生知识面狭窄,缺乏探索研究的科学态度和科技创新能力。医学院的课程设置应遵循现代医学教育及人才成长的规律,围绕新的人才需求将传统知识理论和技能内容与结构进行分化和重组、模块化,形成医学内容紧密衔接、交叉渗透,科研理论与实践相互反哺,知识、素质、能力协同发展的新课程结构。在教学方式上,教师应在医学生的课程学习中通过合理的教学设计和教学环节,培养学生的科研思维与兴趣。采用启发式教学、问题式教学、案例式教学等多种方式引导学生改变传统的思维模式,在实验教学中通过开设综合性实验和设计性实验着重培养学生发现问题、解决问题的能力,让学生主动学习知识并找到答案,实现教学与科研的全面结合,在课堂教学中培养学生的科研能力。
(三)科研学生需要导师的管理与激励
由于医学本科生科研能力不足,许多医学院校都采用医学生在导师指导下进行自主课题科学研究模式。学生的培养方案受到学生科研兴趣和导师研究方向的双重影响,学生可主动参与并协助导师完成已有科研项目,或通过导师的指导,学生独立完成选题设计、实施、成果整理、、专利申请等一系列完整的科研训练,培养学生今后独立开展科研的能力。但是在大学生实施科研创新的过程中仍存在大量问题有待解决。
1.导师的管理
导师作为医学本科生科研创新的引导者,导师的科研素质直接影响学生科技创新能力的培养。导师可能要承担繁重的教学任务、科研任务、临床业务,部分导师带教积极性不高,导致学生的科技创新得不到有效支持和保障。因此,需实施“导师遴选上岗”等系列措施,由医学生科研管理部门遴选具有高尚的品德,渊博深厚的专业知识,思想政治素质高,教学态度端正,治学风格严谨的导师,形成“临床导师+科研导师”的导师组,公布导师研究方向,学生根据自己的科研兴趣选择导师组,导师组分别在学生的不同学习阶段,分阶段开设医学科研基本方法、科研设计等课程,系统地培养学生的科研思维、科研技能。导师根据学校课程的安排,有针对性地设计科研项目,让学生进行科研实践,促进医学本科生医学基础知识与临床知识的连贯与衔接,为后续课程的学习及科研的开展奠定良好基础。实行导师考评制,通过教学督导队不定期对导师进行考评,连续2次考评不合格导师将受到相应处罚,对优秀导师进行表彰及奖励,提高导师培养医学生科技创新能力的积极性。学校可通过与国内外著名大学建立交流合作机制,聘请国内外知名专家来校讲学或优秀青年教师外派进修等,提高导师科研水平。
2.学生的管理
首先,医学本科生应打破年级、专业、性别等限制,根据共同兴趣自由组建科研团队。项目组成员的年级和专业差别、知识结构、操作技能、性格甚至性别等应遵循优势互补的原则。不同年级学生的理论基础及基本实验技能不同,低年级学生的课余时间相对较多,思维活跃,高年级学生课余时间少,但专业技能和知识结构上较低年级学生优越,能有效带动低年级学生的学习,因此应分别吸纳低年级和高年级本科生共同组成科研团队,以梯队式结构保持团队的可持续发展。现代医学的发展应注重多学科交叉融合,促进整体医学的发展,所以吸取不同专业的学生组成科研团队,学科间的交流合作更能促进新颖科研思路的形成及学生科研潜力的发展。其次,部分学生科研热情不高,依赖性、投机性强,缺乏独立思考问题、解决问题的能力。相关科研管理部门及导师组应加强对学生的选拔,多吸收真正有科研热情的学生,系统培养学生的科研能力、严格质控学生的科研过程,争取教学资源利用和成果形成最大化。第三,学校应建立合理的奖励制度,鼓励学生参加各级优秀论文、成果评选,并按照相应标准给予奖励,选拔优秀学生校间互访、交换培养,营造出良好的科研学术氛围。
(四)加强科技创新平台
建设完善的科研平台是医学生科技创新能力培养的保障。目前大部分医学院校在学生的科研活动中均设立本科生科研基金,在政策与科研经费方面鼓励学生申请科研项目,有效提高了学生的科研素质。然而,由于学生基数大,学校师资、设备等因素的限制,科研项目资助项目多但金额小,项目内容不能系统深入开展,学生科研素质的提高有限。学校应拓宽科研经费来源渠道,广泛吸取社会资金来校设立科研基金,加大对科技创新的资助力度,购置先进的、精良的仪器设备和技术手段,创造更多的科技创新条件。学校在有限的资源配置下可通过构建大学生科技创新网络平台,为学生的科技创新活动的宣传培训、项目申报、评审答辩、成果展示等工作提供必要的支撑,提高师生参与率、加强制度创新、提高组织管理水平。还可以设置虚拟课题竞赛,科研团体在导师组的指导下,查阅文献,撰写标书,参加虚拟课题申请竞赛,学校对优秀课题给予重点培养、资金资助、表彰奖励等,这种虚拟研发的手段可有效缓解开展创新活动师资、经费、设备不足等问题,在有限资源配置下最大限度地提高医学生的科技创新素质。除此之外,学校可定期邀请行业专家组织学术论坛、开展科研讲座、优秀学生科研报告会等,不断增强大学生的科研意识与创新意识,促进科技创新体系的形成。
二、总结
我国自解放以来一直用“科技”一词来涵盖科学与技术两个方面,包括在国务院下属部门中专管科学与技术的“科技部”以及许多单位中的“科技处”等等。毫无疑问,自然科学与技术有非常密切的关系;但是,也必须指出科学与技术虽然关系密切却又区别明显,在许多问题上还真不能混为一谈。几乎在所有情况下使用“科技”一词把科学和技术合二为一,也许是我国的创造。邹承鲁在1999年应《Science》编辑部邀请而写的“ScienceinChina”一文中,谈到了我国当前有把科学与技术混为一谈的倾向,而“科技”一词就是混同科学与技术所创造的专用术语。李醒民同志在“科学无”一文中(见《科学时报》2002年7月19日B3版)提到,这个词是有“中国特色”的。我们同意李醒民同志的意见,在我们多年国际科学活动中,也许除前苏联外,还很少见过别的国家有类似的提法。
科学与技术密切相关
科学仅指自然科学。科学和技术同样以自然界为对象,但严格的说,自然科学研究的目的是为了认识自然,包括认识自然界发生的各种现象,剖析自然界存在的所有物质,揭示主宰自然现象的内在规律和相互联系。大至宇宙中的日月星辰,小至组成一切物质的基本粒子,都是科学认识的对象。不仅要认识其宏观和外观,还要认识其内部各个层次上的精细结构,运动特点及运动规律。而技术侧重将我们对自然界的认识去利用自然,向自然索取,改造自然以适应人类越来越复杂、越来越高标准的生活的需要。李醒民同志指出:技术的发明和使用比科学的历史久远得多,某些技术即使在今天也完全可以脱离科学自主发展。但是时至今日,技术上的进步,总体来说基于科学的发展,科学上的每一个重大突破,不仅都将在一定时间内导致影响人类生活的新技术的出现,还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段;新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高,从而推动科学的进一步发展。
在20世纪最伟大的科学发现中,原子核结构和DNA结构的阐明无疑都是名列前茅的。19世纪末放射性元素的发现,表明元素是可变的。20世纪初,用重粒子轰击破碎原子核弄清了原子核是由质子和中子构成的。这些方面的突破,影响了整个物理科学的发展。生命科学领域也同样如此。生物学不仅研究自然界里所有的生物体,还要研究生命活动的各种表现形式,构成生物体的所有物质,以及这些物质在生命活动中所起的作用,揭示出生命活动的本质和规律。构成生物体的物质,最重要的是蛋白质和核酸。生命活动主要由蛋白质承担,而生物体的遗传则以核酸为基础,或者说遗传信息的世代相传是依靠DNA分子的自我复制。1953年DNA分子双股螺旋结构的发现和阐明从根本上说明了这个问题。由于构成DNA分子的四种核苷酸之间有严格的两两配对关系,根据双股螺旋DNA分子的一个单股为模板合成另一个单股必然形成另一个和原来的DNA分子完全相同的双股DNA分子,生物体的遗传就是这样实现的。这一发现改变了整个生物学的面貌,使生物学进入了崭新的分子生物学时代。
无论是原子核结构还是DNA分子的双股螺旋结构的阐明,都是科学家研究自然所得到的重大认识,属于科学研究的范畴。而且在一段历史时间内,并没有与技术有直接的关系。但是这两件在科学发展史上产生了划时代突破作用的发现,很快激发技术上的突飞猛进。正因为对于原子内部结构有了深入的科学认识,才有可能利用原子核分裂所释放的巨大能量为人类活动服务,发展成为今天的核能工业。而根据对DNA作为遗传物质基础的认识,在农牧业上培育和改良物种,在医学上有效地预防和治疗大量疑难疾病,在工业上建立全新的基因工程产业。以上这些在技术上的发展,已经对人类生活产生了巨大的影响。实际上我们今天所享用的改变了人类生活方式的所有重要技术成果,几乎无一例外,全部都来源于科学发展史上的重大突破。
如果把技术分为实验技术和生产技术两个方面,上面说的是科学发展对生产技术产生的巨大影响。在另一方面我们也不能不看到实验技术对科学发展的巨大推动作用。没有加速器的技术,就不能进行许多重要核物理研究的实验。没有X-射线衍射技术,就无法测得DNA的双股螺旋结构。这两项属于20世纪最伟大的科学突破,就无法实现。如果我们纵观一个世纪以来的诺贝尔奖的历史就可以看到,以实验技术上的成果而得奖的,特别是在物理奖和化学奖方面,占有相当大的比例。包括2002年得奖的在质谱和核磁共振方面的贡献。科学与技术的本质差异
虽然科学和技术如此密切相关,但二者毕竟有所不同,而且有本质的差异。科学以认识自然、探索未知为目的。虽然自然科学的发展有其内在的规律,但是却有它的不可预见性。具体的发展途径,哪一项突破在什么时间在哪个实验室出现,一般来说是不可预见的。科学发展史上的许多重大突破,以百年来的诺贝尔奖获得者为例,相当大的一部分是获奖者从本人的兴趣出发而进行工作的,有的甚至是工作中偶然的发现,是原先完全没有预料的事情。而按照预定的计划,组织安排而最终获得突破的反而只是极少数。好像还没有哪一位诺贝尔奖获得者是通过有目的的预先组织,精心安排、刻意培养而产生的。而技术是以对自然界的认识为根据,利用得到的认识来改造自然为人类服务。由于它有了科学的根据,就可以树立目标,因此总体来说是可预见的,也是可以根据人们的需要和现实的可能,包括人力、资金和技术条件进行规划的。
建国初期所进行的“科学规划”(实际上是否应该说是“技术规划”)得到了巨大的成功。原子弹爆炸了,火箭上天了,半导体工业建立起来了。但是这些技术成就,毕竟都是国际上已经实现了的,因此也是可以规划的,可以指日实现的。然而当时在科学方面的学科规划呢,由于不像技术方面那样有硬指标可供检查,就有些说不清楚了。当然我国的科学在解放以后取得了巨大的进展,但是国际上的科学家也不是在原地踏步,与建国初期相比,我们现在和国际上科学先进国家的差距是缩小了,还是扩大了,这可能是一个见仁见智的问题了。
这一事实至少从一个方面说明了科学是难以进行规划的。20世纪50年代的学科规划只不过是规划了应该在哪些方面进行工作。回想半个世纪以来科学发展的现实,有许多重要发展是当时没有预见到的,例如这几十年来出现了许多新兴的分支学科。如果我们不注意这些新发展而完全按照当时的学科规划进行工作,我们就会蒙受很大的损失,就不会有今天的局面。1978年DNA双螺旋结构建立25周年之际,英国《自然》杂志记者采访克里克教授,要他预测到20世纪末生物学可能取得的成就。克里克回答说科学发展是不可预测的,过去的预言家大多是以失败而告终。他只是说,“我们现在见到的生物学问题,到20世纪末都可以解决,但是那时又会有新的问题出现。”现在看来他的预言也没有完全实现,例如癌症问题,当时在美国还是属于有一定程度组织安排并限期解决的问题,到现在仍然没有解决。克里克教授也是一位失败的预言家。
技术上的发展在一定程度上是可以预见的,也完全是可以规划的。特别是国际上已经实现的技术,我们做一个具体的规划,安排一定的力量,经过努力在一定时间内完成是可以做到的。我国在20世纪50年代所制定的科学规划中有关技术部分,都属于这种情况。80年代在四位院士倡议下制定的发展高技术规划,也属于同样性质,在总体上也同样顺利实现了。但是要实现国际上还从未实现过的技术,特别是那些包含科学上尚未解决的问题的技术,就很难预见何时可以实现了,例如核聚变能量利用问题。虽然时见全世界媒体的炒作,迄今也无法断言何时可以实现。
在这个意义上说,科学发展难以预见,因此也难以规划。我们可以做的也无非是和半个世纪以前一样,勾划出各个学科中的主攻方向而已。但是如前所说,科学发展有一定的不可预见性,我们现在看见的主攻方向是根据当前的科学发展态势所认定的重要方向,若干年后整个科学发生变化,重要方向也会随之变化。如果我们硬性规定什么可以做什么不可以做,就必然失去机会。我们认定的主攻方向也必须随时修正以适应形势的变化。试想20世纪90年代初,人类基因组全序列的测定还没有提上日程时,我们如果在当时制定规划,在生物学领域内我们能够预见到蛋白质组学,能够预见到生物信息学吗?
以认识自然为目标的科学研究特别是基础研究由于探索性强,结果一般难以事先预见,原创性强的技术研究也是如此。因此除可以明确总体研究方向外,常常难以事先设定具体的研究目标,难以事先规定进度,或强求完成的日期。毋庸置疑,自然科学史中众多重大突破都是自由探索的结果。从物理学上牛顿力学的建立,电的发现和电学基本定律的建立;化学上门捷列夫周期律的建立;生物学上细胞的发现,孟得尔遗传定律的建立等,都是自由探索的结果,这些都已经在实际应用中产生了众所周知的巨大影响。类似的例子实在是举不胜举。在20世纪内所有诺贝尔奖获奖人中绝大部分都是由于在基础研究领域中的自由探索而获奖的。20世纪一百项重大事件中名列前茅的,像青霉素、半导体和DNA双螺旋结构的发现,曾分别获1945年、1956年和1962年诺贝尔奖,这些也都是少数科学家自由探索的结果。而它们在实际应用上的巨大影响已经深入到我们每个人的生活中。近年来获诺贝尔奖的基础研究成果,如超导现象和新高温超导体的发现,胆固醇代谢调节,癌基因的发现等,仍然是少数科学家自由探索的结果,这些发现必将对21世纪人类文明产生巨大影响。
科学与技术的不可预见性
我们不是完全否定规划的重要性,而只是指出科学和部分含有原始性创新的技术都有相当程度的不可预见性。我们在制定规划时务必充分认识这一特征,规划可以一方面指出方向,而在另一方面也必须同时鼓励自由探索,不要在科学上设立,并且在规划中留有充分的余地,以便在形势发展时可以随时修订。
当前在我国科学界流行的追赶国际科学发展热点,体现在对设定项目的高强度支持,这对我国科学努力追踪和赶上世界发展潮流是重要的。但同时也必须看到,设定热点项目的多数已经是全世界科学家辛勤工作了多年,有的项目年数已在万篇以上,超过我国全年发表全部SCI论文总数,要在这些国际上已经充分开放的领域中有所突破的可能性就微乎其微了。当然这决不是说我们不应该进入热点领域,热点领域的研究往往对科学发展有重要作用,进入热点领域,在热点领域内进行工作以积蓄力量,对发展我国科学还是有重要作用的,我只是想强调在热点领域内取得突破的艰巨性可能更大一些。我还想强调的是我们必须看到自然科学的发展有一定的不可预见性,因此既要重视热点领域,又要鼓励在那些目前虽还不是热点却有广阔发展前景的基础研究领域中去进行自由探索,对自由探索中已经取得有意义进展的项目,不仅不能予以限制,还要给以鼓励和支持。二者的关键都在于有自己创新的学术思想,这样才能在根本上有所创新和取得重大突破。没有自己原创性的学术思想,不仅进行自由探索寸步难行,进入热点领域也只能永远模仿或重复前人的工作,最多也不过为前人成果锦上添花而已。
科学和原创性技术的发展需要长期积累。自然科学的发展经常是波浪式前进的。在一段平稳发展的时期之后,会出现一件重大突破性贡献而给有关领域带来一个飞速发展的时期,引起大量在有关领域工作者的密切关注,并涌入这一领域工作,造成一哄而起的局面,形成科学中的热点,这在国际上也是常有的事。当然我们应该看到,一些热点领域对于科学长远发展有其内在的重要性。因此,对于一个国家的科学发展而言,从全面布局考虑,安排适当力量去追踪热点是必要的。但是我们又必须认识到,在一件突破性贡献发表之后,一些较为重要的后继性工作,往往已经在同一研究集体,或有密切关系的研究集体中酝酿已久或者已经在积极进行,并且在一个不太长的时期内就会陆续发表。外来者,即使急起紧跟,也已经落后了一个位相,在多数情况下,只能拾取一些残羹剩饭而已。
在另一方面,我们也必须看到,突破性进展常常不是一个偶然事件,而是经过长期艰苦努力,大量工作积累的结果。不用说佩鲁兹和肯特鲁关于蛋白质晶体结构分析的工作是经过长期努力才开花结果的,就是沃森和克里克关于DNA双螺旋结构的重大突破,看似突然,实际上如果没有剑桥关于X-射线衍射研究几十年的积累和威尔金森等人长期关于DNA衍射数据的收集,这一突破也不可能从天而降。
关键词: 医学科技论文 评价性语言 应用方法
1.评价性语言分类
对于评价性语言的应用这一课题,已有不少学者从不同角度对不同题材的科技论文进行了探讨与研究。英语语言的表达方式层出不穷,因此,用于科技论文中的评价性语言表达方式也是多种多样的。不同的语言特点,例如:时态、语态、句式等,都可以起到评价的作用,促进作者和读者的交流。
2.评价性语言的应用分析
(1)时态语态
①时态
时态(Tense),简称“时”,是个语法范畴,它是表示时间区别的动词形式。在作者表述观点时,通过应用适当的时态,不仅可以阐明观点,而且可以表示委婉的语气。在医学论文中,有很多不断变化的因素,有一些个人的观点并不能被学术界认可和接受。因此,学者们通过这种手段正好可以表达其不确定性。例如“Could you please give me some information about this case?”就比“Can you please give me some information about this case?”委婉客气。
例1:Parent artery occlusion would be difficult and less effective for an aneurysm located distal to the Pcom A.
②语态
语态(Voice),简称“态”,是个语法范畴,它表示主语和谓语动词之间的主动或被动关系的动词形式。当不强调施动者或不知道施动者是谁的时候,英语中一般会用被动语气。它不仅有利于句子结构的安排,而且比较容易地体现了结论的客观。另外,由于主语是叙述的中心事物,因此,在叙述中,被动语态使表述顺理成章(方红,2005)。
例2:Preservation of the testicular arteries is recommended for optimal testicular blood flow.
在这个例子中,“recommend”是作者发出的动作,按照一般的习惯,我们会用主动语态。然而,该例却采用了被动语态,没有突出自己的地位,但表达了自己的观点和立场,这也是医学科技论文中,表达观点的常用手段和方法。
(2)选词
①情态动词
情态动词是一种本身有一定的词义,但要与动词原形及其被动语态一起使用,给谓语动词增添情态色彩,表示说话人对有关行为或事物的态度和看法。由于情态动词有感彩,因此,在医学科技论文中,学者们通过对情态动词的准确的应用,在清楚明了地表述自己观点的前提下,还能保护自己及专家读者的感情和立场。所以,在医学论文中,它能起到调节提议的功能。
例3:This also could reduce total incision length.
在例3中,作者巧妙地运用can的过去式,比用can更委婉,这样在陈述的时候不那么绝对,给学者自己留下了提高的空间,同时也为读者留出了思考的余地,促进作者与读者的进一步交流。不同情态动词或同一情态动词的不同形式,其表达程度和强度不同。因此,学者们可以利用不同的情态动词表达不同的建议程度、不同的态度。
②实义动词
除了助动词、情态和系动词以外的表达主要动作的动词都是实义动词。在医学科技论文中,作者经常通过seem,suggest,think等词表达观点,这类都具有不确定性,正好可以准确而委婉地表述学者们的观点和态度。
例4:The ICA was tapered proximal to the aneurysm,which seems to make it difficult to stabilize a balloon distal to the OPhA.
③形容词副词
形容词和副词(adjective & adverb),在句中主要作修饰成分,形容词可以表达主动意义和被动意义,可以作名词修饰语,可以作补语。副词,它可修饰动词、形容词、副词和介词等。因此,在医学科技论文中,学者们常常通过选用准确的形容词和副词表达作者的观点和态度。
例5:In our experience,topical papaverine was essential to counter the inevitable vasospasm associates with microsurgical dissection of the arterial vasculature.
本文探讨了英语医学科技论文中表达评价的几种手段,希望对国内学者写作英文医学科技论文有所帮助,进而促进国际医学学术的传播和交流。
参考文献:
[1]Robins,R.H Genral Linguistics.4th edn.London:Longman,1984/1989.
通过教师讲解,让学生认识到大学实验与高中实验的不同,认识到进行主动学习对其能力和综合素质提高的重要性,然后再根据学生自愿报名,将带教班级的学生分为两组,其中实验改革组按照以下方案进行,对照组按照普通教学法进行。
1.1课前预习与小组讨论:
布置学生进行课前预习,预习时以教材为主,以网络资料和图书馆课外书为补充。撰写实验预习报告,报告内容分实验原理、步骤、注意事项、问题、可改进操作,引导学生尤其注意实验注意事项和实验问题的收集。在课前两天,自由组合的几个小组一起进行探讨,尤其是实验注意事项、实验问题和可改进操作的讨论。对照组学生只需参考实验教材写出普通实验预习报告。
1.2课堂学生讲解和教师补充相结合,教师演示和学生体验相结合:
为了督促学生养成主动预习习惯,使学生由“要我学”转变为“我要学”,每次课堂开始时叫1名学生上台讲解实验,讲解完后,先由学生自愿主动补充。然后再由教师补充讲解学生未讲到位的部分。同时教师进行关键操作的演示,可以叫学生上台配合体验实验操作过程。特别强调让学生提出对实验部分操作过程的改进,对可行的部分将允许学生按照新操作过程进行实验。对照组学生不需上台进行实验讲解。
1.3学生实验:
生按照讲解和演示的过程完成实验内容。对于部分小组提出设计的可行的部分操作的改进方案,鼓励引导学生按照新方案进行实验。如果实验课堂不能够满足新方案的要求,将给学生提供教师药物化学科研实验室和相应实验条件,在课后时间完成。对照组完全按照教材内容方案进行实验。第四,讨论总结分析、撰写实验报告和实验改进方案:实验完成后,在课堂组织学生分组讨论总结,课后撰写实验报告,对于部分实验,鼓励引导学生提出并上交实验改进方案。在下次实验课堂前,教师将针对实验报告和实验改进方案进行评述。对照组学生只需递交普通实验报告,而实验组的实验报告形式和内容形式自由。上教学方法的实施,与未参与改革组相比,实验改革组学生的学习效果明显要好,学习积极性也要高,实验动手能力、分析问题和解决问题的能力均明显要强,同时也让部分学生体验到了自行设计实验的成就感,激发了其对科研的兴趣爱好。
2以有机化学实验为起点培养本科生科研素质
从以上参与有机化学实验教学改革的学生中,组建本科学生课外科研兴趣小组,长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下,在笔者所进行教改的2个实验班中,实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提,因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学,分成了2组,在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比,这些学生思想动机总体相对较端正,除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外,其它学生一直踏踏实实,完成了多个环节的课外科研活性内容,坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期,这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能,同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后,尽管有专业知识的限制,但是由于学生的主动积极进取学习,大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能,熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索,也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后,在教师的指导下,学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候,利用前期实验结果,指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文,利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成,因此,在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛,学生的潜力得到了充分的发挥,不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力,也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力,整体综合素质较高。例如,首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目(2010R413019,2011R413025,12R413020)和多项校学生科研项目;同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇;其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;由于毕业论文是几年积累的结晶,这些学生的本科毕业论文整体水平较高,避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念,大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电,其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假,每个寒暑假都能留在实验室做实验,每个寒暑假只休息两周时间。再次,在所带教的学生中,学生的学习成绩总体不是特别好,只有一人次拿过一等奖学金,但由于综合素质强,在研究生考试中脱颖而出,有5人考取了硕士研究生,其中有北京大学和浙江大学各一名(整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名)。
3小结
人类的技术预测活动始于20世纪30年代的美国,二战期间其应用逐渐广泛,战后越来越多的机构开始重视对未来科技的研究,尤其是在军事和航天领域。从20世纪70年代起,随着科技发展的重心从军用方面向民用部门转移,社会生活特别是经济领域变化加快、复杂性增大,传统预测方法很难适应瞬息万变的市场环境,技术预测研究陷于低谷;直到20世纪末,在全球创新需求愈发强劲,以及新的预测方法和形式的带动下,技术预测研究又开始蓬勃发展起来。世界上越来越多的国家注意到技术预测的重要性,美国、日本、英国、德国和韩国等国家都在积极开展技术预测和关键技术选择等前瞻性研究。如美国白宫科技政策办公室自1991年以来每隔2年就要一份《国家关键技术报告》,对未来国家关键技术进行预测和选择;日本科学技术厅从1971年开始大约每隔5年进行一次技术预测调查。而我国的技术预测研究活动起步较晚,虽然还落后于发达国家,但发展也非常迅速,越来越受到重视,相关研究成果有技术预测与国家关键技术选择研究组的《从预见到选择:技术预测的理论与实践》,国家技术前瞻研究组的《中国技术前瞻报告》等。在技术预测方法的研究上,欧盟委员会联合研究中心未来技术研究所(JointResearchCentreInstituteforProspectiveTechnologicalStudies,JRC-IPTS)分别在2004年、2006年、2008年、2011年召开了四届FTA(Future-OrientedTechnologyAnalysis,面向未来的技术分析)研讨会,用FTA来涵盖包括技术预测、技术情报、技术评价、技术预见等各类面向未来的技术分析方法和实践,极大地推进了技术预测相关研究的发展。由于FTA涉及许多与未来技术有关的研究和实践活动,因此拥有众多的技术预测方法,一些作者根据各自的理解,试着对现有的技术预测方法进行梳理或分类,如Slocum、Martino和Yoon等。
2技术预测与学科建设
2.1学科建设
学科建设是提高学校办学水平的基础,学科建设水平决定着高校的办学水平,决定着高校知识创新能力、科学研究水平和人才培养质量。高校在学科建设过程中,学科重点研究领域或研究方向的选择及建设、学科人才队伍建设、科研项目的申请及完成等是学科建设的基本内容,也是最重要的内容。作为学科人才的科研工作者在开展科研工作时,申请科研项目是科研的基础,科技创新是科研的关键。目前,高校在进行学科重点研究领域或研究方向的选择时,一般是采用召集学科专家进行讨论的方法,也即德尔菲法。科研工作者在进行科研项目申报和科技创新时,往往是通过个人的学术知识理解和运用及专业思考来开展的。显然,这些进行研究方向选择、项目申报、科技创新等所采用的方法带有较大的主观性,缺乏对当前研究现状的全面了解,也比较缺乏判断和决策的客观性,同时也存在着重分析轻预测的缺陷。工程类学科知识直接涉及相关的工程技术,因此工程类学科的建设更加需要紧密结合当下的最新工程技术现状,紧跟本学科工程技术的发展趋势来协调推进学科的发展。因此,高校或科研工作者在开展学科(重点)研究方向选择、科研项目申报、科技创新等工程类学科建设工作时,很有必要通过分析与预测本学科领域的技术来全面、客观了解某一个学科领域内的科技现状及未来的技术发展趋势,以此增加进行学科(重点)研究方向选择时判断和决策的客观性和科学性,提高项目申报和科研创新的针对性和成功率。而这些工作的开展都将大大地促进学科的快速发展,有效地提高学科建设水平。
2.2技术预测应用于学科建设的现状
有关将技术预测直接应用于学科建设的研究,目前国内外尚少见。但在学科建设过程中,间接采用技术预测方法及成果的案例却不少,这主要体现在世界各国各级政府部门所制定的科技发展规划上。如前所述,世界各国都在积极开展技术预测和关键技术选择等前瞻性研究,而其研究成果主要就是用于帮助政府部门制定科技发展规划或指引科研导向的指导性纲领;同时,高校的学科建设往往是紧密结合政府部门的这些规划或指导性文件来进行的。因此,高校在学科建设过程中是间接采用技术预测方法及成果。但必须注意的是,政府部门所开展的技术预测活动往往是比较宏观的,也即技术预见;而具体到高校学科建设的层面,相对而言是比较具体的,再到科研工作者个人的层面,就更加具体和细化。因此,即便有了政府部门的指导性文件,高校在进行学科建设时也很有必要开展更为具体的技术预测,以协助和指导学科的发展。另外,也有一些研究试图采用一些客观分析或预测的方法来协助学科建设。如赵坤等提出通过科学预测国内外科技发展趋势来进一步加强学科建设,但并未见有具体的应用;张婷对科学传播领域的研究前沿进行了可视化的梳理和描述,试图演示科学传播领域研究前沿的动态变化过程与发展趋势,为技术预测和学科发展提供借鉴;侯剑华对中国工商管理学科的文献数据进行了可视化图谱分析,梳理出中国工商管理学科的7个研究热点和15个具体的前沿研究方向,构建了中国工商管理学科体系,并将工商管理学科的研究热点和前沿进行国内外比较,预测出中国工商管理学科的发展趋势;黄晓颖和张文超以高校学科建设为背景,先后提出了基于数据仓库和数据挖掘的决策支持系统解决方案,研究与实现了基于数据仓库和数据挖掘的高校学科建设决策支持系统;于江运用信息可视化技术对我国基础学科领域发展状况作了分析,揭示学科发展状态、识别研究热点、发现学科交叉,为学科发展趋势的预测提供参考,从而指导科研人员选题,帮助有关部门制定学科发展规划;尹仁芳采用文献研究法、文献计量学、SWOT分析法及专家访谈法,明确中医药信息学学科发展思路、发展目标、未来重点研究领域、主要任务、具体保障措施及实施计划。
3技术预测应用于工程类学科建设的构思
通过以上对于技术预测及其在学科建设中的有关应用现状的介绍和分析,可见将技术预测应用于高校工程类学科建设中具有可操作性,是切实可行的。围绕学科建设的几个主要方面,利用技术预测的方法和结果,用于学科发展和建设决策的基本思路和途径。具体而言,可从学科信息分析、学科技术预测、学科建设决策3个方面递进进行。
3.1学科信息分析
对于高校工程类学科而言,其学科信息主要与本学科所涉及的科学与技术领域知识有关,科学知识主要记载在科技图书和论文中,技术知识主要记载在专利文献中。学科的建设需要紧跟实际,而图书记载的往往是比较成熟的知识体系,无法反映最新的科学研究成果。因此,在学科信息的选择上,往往选择能够比较快地披露最新科技信息的论文和专利作为信息源。进行学科信息分析,主要就是结合分析本科学领域的科技论文和专利文献。在分析的方法上,可采用目前比较先进的信息可视化方法,运用知识图谱方法对科技论文信息进行分析和可视化展示,运用专利地图方法对专利信息进行分析和可视化展示;最后将两种分析结果进行对比和归并,形成最终的学科领域科技分析结果。
3.2学科技术预测
在对学科信息进行深入分析后,便可在其基础上进行学科技术预测。预测的方法就是充分利用学科信息分析的结果,通过知识图谱和专利地图,掌握学科领域的技术现状,进而预测技术发展趋势。具体而言,学科技术预测可从3个方面进行:一是通过分析学科领域的科技总体和区域发展状况、主要科研机构和人员研发动向等,预测学科领域的技术活跃程度;二是通过分析学科领域的研发周期和技术生命周期等,预测学科领域的技术将进入哪一个具体的生命周期阶段;三是通过分析学科领域的科技研究重点、核心、热点、前沿、空白区域等,预测学科领域的技术发展重心、演化趋势、潜在机会等。
3.3学科建设决策
在进行客观的学科技术预测后,便可利用有关技术预测结果进行学科发展和建设决策。围绕学科建设的几个主要方面,利用学科技术预测的相关结果,分别有针对性地协助进行科学、客观的决策。具体而言,在学科(重点)研究方向的选择上,可借鉴学科领域技术活跃程度和技术生命周期的预测,初步确定学科领域比较有发展前景的若干研究方向;再结合学科领域技术发展重心(研究重点、核心)和演化趋势的预测(研究热点、前沿),进一步确定学科今后的(重点)研究方向。在学科研究项目的申报和科技创新上,同样可以借鉴学科领域技术演化趋势(研究热点、前沿)和潜在机会(技术空白区域)的预测,申报关于学科领域热点和前沿问题的研究项目,开展科技创新活动,完成有关科研项目,提升学科水平。
4结语
传统的机械类教学模式通常是以教室、教师、教科书为中心,以教、授为主的教学方法。传统的机械类教学方法以知识传授为目标,对课程结构进行严格划分。它的主要特点是:①知识传授为目标的教学观念。在传统的机械类教学模式中,高校往往仅仅注重学生知识的学习,其主要任务是对书本中的知识进行传授,并反复通过考试对学生进行考核。老师把学生视为接纳知识的容器,具体地对学生实施教学知识、发展才能、德性培养,但仍以教学知识为主。②老师为主导的应试教育方法。在传统的机械类教学模式中,老师作为主导地位,忽略了学生这一广大群体在教学中的巨大作用。教师指导学生在教室中埋头学习,教师一味地传授,学生一味地接受。在这种教学模式中,学生被动地接受知识、被动地去听取老师在课堂上所讲的“不移至理”,从不去举一反三、问个为什么,久而久之学生的发散性思维和主观能动性无法得到提高。③考试成绩作为对学生评价的唯一量度。在传统的机械类教学模式中,高校一贯用考试成绩作为衡量学生质量的唯一标准,从而致使学生把成绩看得至关重要,由于机械性地接受老师所授予的知识,导致学生缺乏创新意识和主观能动性。这种教学模式下,学生往往能够对知识掌握得滚瓜烂熟,但都是对所学知识的机械性掌握,无创新可言。这种传统机械类教学模式把学生对书中概念的掌握程度的高低作为衡量学生质量的唯一标准显然存在着不足,它终究会使学生缺乏创新意识,缺乏主观能动性,不利于培养学生对社会的适应能力。
二、高水平科研平台对机械类院校教学的促进作用
高水平科研平台有利于培养优秀的教学人才,有利于提高教师的教学质量,有利于为学生提供实习实验基地,有利于培养学生的综合素质;同时,教师教学为高水平科研平台提供了科研理论知识与优质的学生。因此,教师教学与高水平的科研平台是能够相辅相成、相互促进的。
1.高水平科研平台能够提高教师教学质量。
当今高校以教学为中心,不段提高教学质量为永恒不变的重要任务。而拥有高水平科研平台是能够提高教师教学质量的一项重要举措,通过高水平科研平台能够提高现有的国内学科水平,提高我国在国际中的地位,丰富当下的学科内涵,发掘并培养边缘新型学术带头人。本着高水平科研平台有利于提高教师教学质量的态度,山东科技大学机械电子工程学院在科研工作中积累经验,不少导师已经出版了具有特色的书刊、发表了很多高水平的论文。并且,以高水平科研平台为凭借的相关论文作为课外阅读资枓。通过实实在在的项目,学生对研究内容、研究方法进行探讨研究,加深了对课本理论知识的理解。
2.高水平科研平台促进优质师资队伍建设。
高水平科研平台有利于加强师资队伍建设,国内外历史经验表明:没有高质量的科研平台,就很难建立一支高水平的师资队伍,没有高质量的师资队伍同样也不可能拥有优质的教育质量和高水平的科研平台。要想深入了解当下社会对人才的需求,教师就必须了解自己专业在整个国际环境的学术动态,准确地把握自己所授课程在整个专业中的地位,将自己在高水平科研平台中获得的经验及科技新成就及时反映到教学中去,从而提高学生的知识水平。近几年,山东科技大学机电学院先后承担国家“863”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、企业合作等科研项目300余项,年均科研经费3000余万元。这些高水平的科研平台有利于优质的师资队伍的建设,山东科技大学机电学院现有教职工125人,其中教授29名,副教授32名,高级实验师6名。有外聘院士1名“、泰山学者”特聘教授2名、国家突出贡献专家1名、享受国家政府特殊津贴6名、山东省突出贡献专家3名、省部级专业技术拔尖人才7人,博士生导师13人,硕士研究生导师56人,具有博士学位的82人。
3.高水平科研平台有利于大学生素质的提高。
大学的成长阶段是人生中至关重要的时期,一个人的学识水平、思维方式、人生价值观、以及以后的人生道路都受到这一阶段的重大影响。培养学生质量的高低,高校改革的成败,教育水平的优劣,往往取决于大学阶段对学生的培养。因此,机械类院校积极组织学生参与拥有高水平科研平台的活动,提高他们的学术水平,增强他们的卓识,努力让这一措施成为他们人生中重要的一步棋。在我校本专业,本科阶段已有开设各种实习课程,如巩固与增强本科生知识的课程设计、开阔学生眼界的生产实习、提高本科生创新能力的毕业设计。在研究生阶段,研究生除了上他们的基础课程之外,还额外地去从事导师下的一些科研活动,来增强自己的素质和学术能力。
三、如何实现科研反补教学
1.以高水平科研平台为基础,优化教学内容,改革教学教育方式。
高水平科研平台有利于优化教师教学内容并存在着可行性,学校应当鼓励教师在教学过程中积极地引入与教学相关的高水平科研平台课题,激发学生的发散性思维。具体措施如下:(1)指导教师将高水平科研平台的相关内容引入课堂提高学生对学习的积极性,同时,设立教学评估制度。(2)尝试建立科研平台研究成果改进教材的工作机制,并将最近的科研成果融入到教案中,以提高学生的知识面。(3)尝试开设一些反应现代前沿科技的选修课,建立将高水平科研平台项目转化为课程的工作机制。(4)尝试通过结合高水平的科研课题指导机械院校的学生完成相应的毕业设计,使他们对自己专业的发展有进一步的认识。(5)以高水平的科研成果为内容,邀请一批高水平的科研团队进入课堂进行面对面的授课,与学生们进行互动,解决他们心中的疑惑。
2.注重学生的创新能力培养,建立并健全高水平科研平台实践制度。
经过反复思量与探讨,高水平科研平台实践制度的实施可以从以下几个方面进行展开:(1)尝试建设高水平科研开放平台,让高年级的学生可以通过平台获取到自己所需要的知识与科技实践,使平台与学生所学的知识相呼应。(2)尝试组织一些与高水平科研平台相关的科研活动,科研活动要求对参加活动的小组进行竞赛选拔,并对表现好的小组给予相应的奖励。(3)尝试建立辅助型的师资队伍,对于难以理解、较为深奥的课题,学校应当组织相应的老师来帮助学生。
3.建立“高水平科研活动反哺教师教学”的保障体系。
第一,要明文指出培养的学生拥有参与高水平科研活动的经历,并通过其经历能够拓宽自己的知识面,能够对培养自己的动手能力和创新能力起到一定的作用。第二,学校在给专业学生安排课程时,要保证学生的专业课时与自主学习的时间,与此同时安排与专业相关的科研活动,实施理论与实践相结合的教学方法;第三,学生可以跟随老师参与老师所从事的科研活动,以加深自己的学术见解。通过以上措施来保障“高水平科研活动反哺教师教学”方案的具体实施。探索建立与教师教学等价的科研活动评价制度:(1)在教师科研活动中建立与教师教学等效的评价系统,其评价结果参与教师各种评优选举等活动。(2)在建立科研活动评价制度的同时,不要忘记对教师教学评价制度的进一步优化。(3)保证教师育人质量,对于教师另一主要方面的评价来源于学生,培养学生质量的高低是对教师最直接的评价,因此,需要建立并完善学生评价老师系统,以提高教师育人的积极性。
四、结论
1.国内现状及存在的问题
基础医学是医学教育与研究的基石,基础医学研究生课程教育教学是国家培养高层次医学人才的必由途径。研究生基础医学阶段创新性人才培养的目标是:培养具备扎实的基础理论功底、具备自主进行医学科学研究和技术创新的能力、具备在交叉学科领域进行广泛探索的能力的研究生[3]。然而与创新性人才培养的要求相比,基础医学研究生培养却面临着诸多问题。
1.1实验创新能力基础薄弱
研究生生源情况堪忧,实验创新能力基础薄弱,自主设计和不断修订完善科学研究实验计划的能力欠缺。随着当前研究生招生规模不断扩大[4],导致生源质量下降,特别是很多研究生实验能力欠缺,综合利用多学科知识的意识和能力不足,在较短的基础阶段学习之后,许多研究生自主设计和不断修订本完善科学研究实验计划的水平不强,难以独立完成课题论文设计或设计水平不高。另外,近年来由于就业压力和收入差距,许多优秀毕业生更多地选择了临床学科,选择基础医学专业的研究生数量不断下降,同时其它医学专业研究生在基础阶段课程学习中也普遍存在着“轻基础、重临床”的观念,这在很大程度上不仅极大地削弱了医学基础学科研究生的生源质量,也显著地影响了基础医学课程的教学效果。
1.2课程设置、教学内容和方式不合理
(1)课程设置和教学内容不合理。研究生阶段的课程与本科阶段部分课程类同,内容重复,各课程之间的交叉互通不足。例如:为研究生开设的生物化学课程、计算机基础等课程,讲述的内容许多都与本科阶段学习的内容相似。基础理论课教学占据的时间较多,研究生培养需要的实践教学训练时间很少,且课程各自独立,不能融汇成实验体系,不利于学生综合运用各学科知识和方法进行研究。另外,课程内容较为陈旧,更新较慢,吸收学科新进展、新成果、新技术不够。这些课程对学生缺乏新鲜感,不能吸引学生产生学习兴趣,这实际上造成了极其严重的时间和精力浪费。(2)研究生教学的方式和手段单一,研究生仍处于被动学习。研究生教学方式与本科阶段类同,仍然以灌输为主要形式,师生互动很少,无法体现研究生在学习中的主体地位。研究生的学习始终是比较被动的,这就无法为学生提供深层次思考的空间,不利于培养研究生独立思考和进行实验设计的能力。大多数教学内容局限于课本,书本以外的知识涉及不足,引导学生充分利用网络进行自我学习的能力仍需加强。(3)对研究生的科研和实验能力训练不足。设计和完成研究生毕业论文是研究生在校期间必须经历的学习过程。由于研究生自身的原因、学位课程设置、科研平台、导师队伍、学术氛围等各方面因素的影响,大多数学生的实验能力、科研素质得不到培养,独立设计和完成研究任务的能力得不到提高。因此,若要提高研究生培养质量,必须使研究生科研素质和科研水平得到训练和提高。(4)缺乏满足学生实验和科研能力培养的实验平台和师资队伍。创新型研究生培养的核心内容是提高研究生的实践和科学研究水平,这些都离不开高层次的研究实践平台和高水平的师资队伍。目前,基础医学教学由于课程设置的缘故,多数实验教学工作仍然依托本科生阶段的教学中心完成,受实验平台和师资队伍的限制,大多数实验内容仍以验证性实验为主,缺乏设计性实验内容,很难达到培养学生科研创新能力的效果。(5)教学效果考核评价制度不科学。对基础医学课程学习情况的考核还不完善,大多数课程的考试依然沿用本科阶段的纸面考试为主的终结性考核模式,真正能够检验学生自主设计实验和解决问题能力的形成性考核方式还没有形成。没有一套科学合理的考核制度,就难以调动学生的积极性,实现基础医学的教学目标。因此非常有必要建立一套能充分调动学生积极性,发挥其主观能动性的考评机制。(6)研究生团队意识和学术道德规范的教育效果不佳。良好的学风和高尚的学术道德,是研究生必备的思想素质。近年来,学术界抄袭、剽窃、造假的事件屡屡发生,给研究生培养带来了很大的负面影响。教育研究生自觉维护学术道德,杜绝学术不端行为,强化学术诚信意识,已经成为研究生教育不可或缺的重要内容。如何在基础医学教学中有效的将学术道德规范教育与研究生实验技能培养相结合,使研究生学术诚信教育真正生效,是我们应着力研究的内容。
2.基础医学专业硕士研究生基础医学课程体系改革与实践
研究生教育改革要整体设计,分步推进。充分调研,综合分析当前教育培养模式中方面存在的主要问题及其成因。通过对当前各高校在校研究生、管理人员等面对面访谈,征求他们对当前的基础医学教育培养的看法,了解他们对目前教育模式、课程设置和内容选择上存在异议的方面,收集对相关内容的意见和建议,发现存在的主要问题,并进行深入的原因分析;在此基础上,对研究生培养过程进行系统的改革;要加强产学研合作,与科研机构和就业单位建立多渠道、多形式的紧密合作关系。
2.1改革基础医学教学的课程设置
总体设想是,以当前社会发展对高层次人才需求为出发点,在强化研究生自主设计实验和科研创新为目的,改革现有的基础医学教学课程体系。课程体系建设中,逐步优化研究生课程学习时间,优化理论与实验教学时间分配,缩减理论授课课时,增加实验学时。探索按照学科门类相近的原则集中授课节约授课时间的新方式,缩短基础医学课程学习时间为8个月,使研究生尽早完成基础医学课程学习,将更多的精力投放科研实践中,实现研究生早进实验室、早完成实践培训,多出成果、多出人才的培养目标。在基础课程教学中,以问题教学为主,注重各专业知识的横向联系,突出知识的高、精、深。定期进行调研分析,对于今年来选课人数少或学生评价差的课程逐步取消,同时根据最新进展及时开设部分前沿性课程,如:蛋白质组学技术、生物信息学、分子生物学技术、免疫学技术等重大技术的实验技能课程,为学生进入科研阶段打下扎实的知识和技能基础。
2.2强化实验实践课程体系建设
没有高水平的科学研究,要培养出高质量、高层次的人才是难以想象的。因此,建立创新的研究生实验课程体系,突出对研究生实验技能和自主设计实验能力的培养成为改革探索的重要内容。研究生教育要体现应有的宽广度和纵深度,我们将探索建立三个层次的实验教学平台。第一层次的实验为基础性实验内容,关注PCR、细胞培养、SPF动物饲养、实验动物处置、大型仪器设备操作等基本技能训练。第二层次的实验为整合性实验,依托机能学、形态学、分子医学等教学中心开设,综合性实验打破单一课程界限,按照学科相近的原则上重组实验内容,由教学团队给定研究内容,学生自主设计,导师组修订完善后,采用小班制历经2-3月由学生以自组团队方式完成,实验里程和最后结果由实验室监督并给出成绩。第三层次的实验主要依托研究生科技计划项目、省校级重点学科(实验室)开放基金项目等进行,由研究生组成团队自主设计研究内容、寻找合作导师联合申请,获批后按照项目管理模式进行,研究主要依托省校级重点学科(实验室)完成,须提交研究结题报告和发表文章,成绩纳入实验成绩。为了达到培养研究生自主创新能力,研究生实验内容设置以整合性和设计、创新性实验为主,两者实验内容分别占到40%和30%。
2.3改革教学模式与方法
为了达到锻炼研究生科研综合能力的目的,将在教学中改变以往教师主动授课,学生被动参与的情况。课程教学由以传授己有知识和成果为主要内容的传授性教学方式,向以培养学生创新能力为主要特征的研究性教学方式转变。变课程教学的单向灌输方式成为研究生主动学习和教师课堂讲授相结合、以学生为主体的教学方式。在压缩理论教学学时的同时,鼓励各课程采用启发式、讲座式、研讨式的教学方式,基础教学密切联系临床实践和学科前沿进展。各基础医学课程教学在侧重于传授式教学方式的同时,注重激发学生的创新思维。各课程均开设一定比例的讲座式、研讨式教学内容,鼓励研究生为组织者和主体参与课堂讨论。在课程教学的同时,学院还集全院师资力量开设一系列学术前沿讲座和文献综述类课程,以计算学分和成绩的方式使研究生更广泛地参与拓宽学术视野的讨论,不断提高研究生的学术水平。在介绍课程最新研究进展时,在介绍常见实验方法的基础上,重点培养学生如何追踪国内外本学科的研究进展,如何有效阅读中外文文献。此外,研究生科研能力重要的环节还包括对实验结果的分析。因此我们在教学中也将非常重视以实验结果中表格和图片为导向的教学,在专题讲座和论文汇报中强调实验结果中表和图片解读的重要性,引导研究生如何分析这些表和图,并反追踪这些表和图中所使用的方法的原理和应用范围,在学习如何解读实验结果的同时,逆向式培养研究生对实验方法的了解。总之,只有通过调动研究生学习和研究的主动性与积极性、促进研究生科研认识与实践能力的提高,才能使课程教学成为训练研究生创新思维与创新能力的舞台,实现研究生课程教学的目标。
2.4加强师资队伍建设
课程教学质量高低,与研究生教师的学术水平、科研能力和教学方法有着重要的关系。项目进展期间,我们将围绕课程教学加强师资队伍建设,提高教师的学历层次、学术素养、教学和研究水平;严格研究生授课教师的遴选,把研究生教师的遴选、培训、考核、聘任有机结合起来,选用有经验的教师承担研究生课程的教学,提高教师队伍的教学水平;通过课堂教学质量考核,促进教师教学水平和教学效果的不断提高;引进激励和竞争机制,充分调动教师的教学和科研积极性,保持研究生教师队伍的生机和活力[5]。
2.5完善和建立研究生学习效果的综合考评体系
深化基础医学研究生教育教学的改革还应包括灵活选择考核方式。改变单一评价方式,建立多维考评方式,改变以往的终结性评价一锤定音为关注学生发展的形成性评价。根据课程性质选择包括卷面考试、研讨报告、实践项目报告、自学作业、论文、答辩等在内的多种评价方式。考试方式可采取闭卷或开卷考试、课程论文和文献综述等,闭卷考试应与其他考核方式有机结合。如通过课程论文、研讨报告、文献综述等的考核方式,促使研究生查阅大量的文献资料,了解本学科及相关学科的国内外的学术前沿,拓宽知识面。利用技能实验考试验证学生的实践能力,通过答辩的方式培养学生汇报、做图、应对挑战等综合素质。
2.6强化研究生的学术道德规范和科研诚信意识
在基础医学教学和实验的每一个环节都注重突出对研究生加强学术道德规范和科研诚信意识的引导,将遵守学术道德规范纳入研究生理论与实验课程学习的每一个考核环节中,通过在科研素质培养中加入典型案例,使研究生认识到坚守学术道德规范在事业生涯中的重要作用,从而坚定不移地以严谨的科学态度对待和处理科学问题。
3.结束语