生命科學領域的新技術匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇生命科學領域的新技術范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

昌平園大健康產業“星光熠熠”

作為中關村國家自主創新示范區核心區的重要組成，中關村昌平園的政策區范圍為51.4平方公里，入園高新技術企業2400余家。園區內集聚了生命科學醫療健康產業相關的國家級研究機構、行業龍頭企業及中小創新型高新技術企業400余家，并擁有世界知名的國家級生命科學園區“中關村生命科學園”。

昌平園目前已成為中國生命科學與醫療健康產業創新要素和產業資源最集聚的區域之一，既有中糧集團、新時代健康產業集團、北大醫療產業集團、瑞士諾華制藥、修正藥業集團、揚子江藥業集團等多家大型領軍企業，也有樂普醫療、萬泰生物、北陸藥業、亞東制藥等一大批業內知名的科技型中小企業，覆蓋了創新藥物、醫療器械、保健用品、新型生物醫藥材料等各個領域。

此外，園區內還聚集了北京生命科學研究所、蛋白質藥物國家工程研究中心、生物芯片國家工程研究中心、瑞士先正達研發中心、丹麥諾和諾德研發中心、國家蛋白質重大基礎設施北京基地等多家頂級科研機構，初步形成了涵蓋研發創新、生產制造、市場銷售和服務外包等各個環節、較為完善的大健康產業鏈條。

為推動昌平區以生命科學、生物醫藥產業為核心的大健康產業的快速發展，在中關村科技園區管委會與昌平區人民政府的支持下，中關村昌平園發起成立了“中關村昌平園大健康產業聯盟”，聯盟由中關村昌平園內50多家大健康領域的核心企業及機構組成，包括5家國家級研究機構、3家跨國公司、5家上市公司、2家大型綜合性三甲醫院、5名院士、5家海外合作機構以及多家金融服務機構。

六家海外聯絡辦公室將整合全球資源

昌平區區長張燕友說，大健康產業作為當今世界的朝陽產業，不僅有利于提高人民群眾的生活質量和健康水平，而且對于轉變發展方式、調整產業結構具有重要意義。中關村昌平園大健康產業聯盟的成立既是一個里程碑，也是一個新起點，必將為全區乃至全國大健康產業發展注入強大動力和新的活力。作為屬地政府，將充分依托產業聯盟這個有效載體，切實加大協調服務力度，著力創新體制機制，從審批服務、金融支持、產學研合作、科技成果產業化等關鍵環節入手，進一步完善相關配套政策體系，積極搭建產業支撐服務平臺，為大健康產業的發展創造一流的環境。

在“中關村昌平園大健康產業聯盟”成立會上，昌平區副區長、中關村科技園區昌平園管委會主任蘇貴光代表中關村昌平園管委會與“美中醫藥協會”、“美中硅谷協會”、加中創新園等5家海外機構授權代表簽署了戰略合作協議，將在美國硅谷、美國新澤西、美國波士頓，加拿大多倫多，瑞典斯德哥爾摩，韓國江原道等國家和地區建立第一批6家中關村昌平園駐海外聯絡辦公室。聯絡辦公室將成為國外先進技術和項目進入中國的重要通道，為中關村昌平園整合全球資源、推動園區高新技術企業國際化發展提供資源支持，為海外人才、項目來京發展提供良好的創業服務環境。

為支持昌平區大健康產業的發展，在會上，中關村昌平園管委會與北京銀行簽署了戰略合作協議，將共同搭建政府引導、市場主導、銀企聯動、多方參與的科技金融服務平臺。在未來三年內，北京銀行將為中關村昌平園的企業成長、產業發展和園區建設提供200億元人民幣的授信額度，將把中關村昌平園推薦的高新技術企業選定為重點企業群體服務，建立企業貸款的“綠色通道”。

中關村科技園區管委會主任郭洪認為，大健康產業是首都構建“高精尖”產業結構的重要支撐，中關村科技園區昌平園產業集聚效應明顯，具備了發展大健康產業聯盟的良好基礎，他希望大健康產業聯盟充分發揮好協同創新的橋梁紐帶作用，促進產學研用各類資源密切合作，進一步完善中關村創新創業生態環境。

中關村大健康產業聯盟匯聚100億元投資

篇（2）

生命科學作為生物學的分支學科意在通過分子遺傳學研究生命的活動規律、本質、發育規律以及生物與生物、生物與環境之間的相互關系，其最終目的為治療遺傳疾病、提高農作物產量、保護環境以及改善人類生活。在地球人正努力使信息走向盡量對稱的互聯網時代，生命科學這一學科從以往的邊緣逐漸走入人們的視野中心。

這種關注絕非偶然，事實上，它所研究的問題擊中了人類從古至今最為關心的一個問題――如何延緩人類的衰老，如何抵御毀滅性的疾病的侵襲。可以說，生命科學從未離我們遠去，只不過隨著互聯網信息的傳播，今日它再一次顯得已離我們前所未有的接近。

早在2013年，中科院關于年世界科技成果的評選中，十項就有四項都與生命科學有關，并且這一比例正在逐年增長。通過互聯網，如今的生命科學研究者正在努力試圖建立一種框架或系統，使更多領域的熱心人士參與到生命科學的領域中。

每一次重大成果的出現，無不是為了讓人類更好地在這個世界生活下去而出現的。上個世紀五十年代，DNA雙螺旋結構模型建立，不僅使分子生物學成功建立成為生命科學領域的一個分支學科，而或是打開了“生命之謎”的大門。六十年代，人工合成牛胰島素成功，向人工合成生命邁出了重要一步，為后來解決骨質增生、精神畸變、動脈粥樣硬化等奠定了基礎。七十年代，限制性內切酶、DNA分子雜交技術以及基因重組技術相繼出現，為如今的現代生物技術的興起創造了重要條件。八十年代，PCR技術發明，這種技術為后來診斷感染性疾病、癌癥、遺傳病等提供了解決方案，使人們遠離疾病又多了一種可能。九十年代，克隆技術飛速發展，尤其是1997年克隆羊“多莉”的誕生，成為當年科技界的最熱門話題，克隆技術的突破給器官移植的普及，癌癥、糖尿病、惡性纖維化、修復脊髓神經組織等帶來了新希望。

盡管目前生命科學的研究成果最重要也最廣泛的指向在于醫學，但也同樣正越來越地被用于工業、農業、化學、環境保護等各個領域，劍走偏鋒。生命科學每一項重要研究成果的出現都意味著某一種或多種疾病治愈的可能性多了一分，也同樣意味著其它，因為人類或人最關心的是未來。

因為人最關心的是治愈我們的地球，谷歌就是其中之一

幾乎所有的科學家都曾說，“未來十年生命科學行業會大熱”。

2005年跨越十五個年頭的“人類基因組計劃”宣告結束，這項計劃自1985年首次提出設想以來，作為生命科學領域可以說最為重要的一項工程之一，為該領域的突破做出了巨大貢獻。從其目的上來說，“認識自身，了解生命起源”，不管從哪一個出發點來說，都切中目前及未來人類最為關心的本質問題。

在去年，著名的“小保方晴子學術造假”事件則引起人們除卻基因之外對生命科學領域又一分支的關注，干細胞。如若小保方晴子的“STAP干細胞”為真，那將大大減少制備多能干細胞的成本，使大規模的開展器官再生、修復以及疾病治療方面的臨床試驗成為可能。作用力等于反作用力，這也或是為何她在被證明為偽之后聲名一落千丈且遭受諸多業內人士討伐的要因。

關注這一領域的不僅僅只是生命科學領域的研究者們。作為一項全人類的事業與使命，近年來隨著學術的不斷開放，同商業結合的加強，有著越來越多的圈外人士相繼投入到該領域的研究之中。谷歌就是其中之一。

今年1月底，谷歌旗下的Google X部門便放出消息，稱將同美國一家制藥公司結盟，共同研發對抗多樣硬化癥的藥物。這對無數患有此病癥的患者來說，無疑為他們的治愈又帶來了一絲希望。此次合作，Google X旨在研究多樣硬化癥在不同病人身上的表現差異，以開發應對藥物。而最近，谷歌顯然在生命科學領域涉足更深，有消息稱，Google X將開發一套早期癌癥探測系統，據實驗室科研人員介紹，他們希望通過獲取光在經過不同皮膚是的反應數據，打造一款早期癌癥檢測器。雖然尚處于初級階段，但我們有理由相信在不遠的將來，我們將能夠體驗到不同于傳統僅在飲食、生活習慣上的癌癥預防。

其實早在去年年底，便有關于谷歌對疾病進行早期預防的消息流出。據有關報道稱，谷歌正在開發一種新技術，將能夠監測疾病的納米顆粒與腕帶是傳感器結合，通過納米顆粒進入人體血液之后探測出人體生化指標的輕微變化，作為對疾病的早期預警系統。這將為癌癥的預防提供重要數據及指標。

作為一家將人類關懷作為己任的公司來說，谷歌做的顯然已超出了他的職責范圍。我們可以看到，自去年以來，谷歌在生命科學領域做出了許多新嘗試，包括研究為糖尿病患者提供血糖監測的隱形眼鏡，收購制造帕金森癥防抖勺的Lift Labs以及對研發抗衰老產品的calico公司和提供個人基因監測試劑盒的23andMe公司入股，這些都可以看做是谷歌對生命科學領域投入的關注與支持。

這也是如今生命科學研究的一大方向，即越來越多的相關研究與開發傳統實驗室走向同大公司的合作，這在一方面能夠提高世人對這一領域的關注與熱情，另一方面，也為研究提供了更好的環境以及更多的資金投入，同時使艷絕產生的新成果能夠更有效率的轉為商用，為生命科學更好的落地找到了基礎。

縱觀近幾年的合作趨勢我們可以發現，越是在其他領域有著技術優勢的大公司，對生命科學領域的合作便表現得越是熱情，這固然是其公司本身的實力與眼光所決定的，更反映出生命科學這一并不新鮮的領域在未來的市場無限廣闊。不僅是考慮到市場，因為人最關心的是治愈我們的地球。

因為人們不僅關心未來，更關心的是如何改變世界，如何創造未來，微軟就是其中之一

施一公在一次演講中說，“生命科學將從科學與藝術、制藥、干細胞三個方面改造世界”，從如今的趨勢上來看或確為如此。

目前，處于生命科學領域前沿的科技有，基于基因療法的各類病癥預警，通過干細胞進行器官再生移植的研究，各類生物、免疫、抗體、蛋白疫苗的開發，總體上在醫療與健康方面的成果是突出的。但是在未來，它也將在其他方面改變我們的世界。

生命科學的逐漸崛起也引發了一個全新的經濟領域誕生，即生物經濟，在這種經濟模式下， 高效、快速而又環保、綠色的經濟增長模式得到了徹底的實施，面對“21世紀是生命科學的世紀”這樣的樂觀前景，生物經濟必將在未來成為一種主導經濟，從對實驗室中的理念進行投資，到開展行業內并購，僅生物制藥行業便累積了巨額財富，這些財富，在未來將成為撬動世界進程的一股不可忽視的力量。

再如農業方面，早年袁隆平的“雜交水稻”可謂是中國近幾年來生命科學領域的一大進步，成功地解決了中國眾多人口的吃飯問題。關于去年有關“轉基因”即“非轉基因”的爭論，也將隨著相關領域的研究深入，最終找到合理的解釋。也許在未來，借助生命科學技術的進步，我們的生活將不再擔憂奶粉中是否添加過三聚氰胺，購買的肉類是否經過非正常處理，鴨蛋中是否添加過蘇丹紅等染色劑，不再懷疑自己的餐桌、飯店、超市，因為有了生命科學的力量，我們對食品安全的恐懼將煙消云散。

篇（3）

我國生物工程專業專門培養掌握生物化學技術及其產業化的科學原理，掌握現代生物學、生化反應工程、酶工程、基因工程、發酵工程等生物工程技術，具有研究和開發生物化工產品、生物保健品、生物藥品的能力，能夠在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術、新產品研制開發等工作的高級科技人才；

生物工程屬于工科，是由微生物學、化學、生物化學、化學工程和計算機科學等相互交叉發展而成的一門復合性學科，被視為21世紀三大前沿學科之一，是生命科學通向應用領域的橋梁學科。即生物工程是對生物進行創造和設計，對生命有機體按照預先設計的藍圖，在分子、細胞、組織和個體等不同層次上進行新的構思，然后結合工程學科的知識用它們大規模的生產出各種對人類有益的生物產品，在醫藥，農業，環境，能源，采礦等方面，特別是在人體生命科學方面，有非常突出的作用。

（來源：文章屋網 ）

篇（4）

二、“概論”課程教學內容與時俱進的探索與實踐

（一）密切關注學科發展前沿目前，生命科學已經成為世界科學前沿最活躍的學科，也是代表科學發展方向的學科之一。隨著新理論、新技術和新方法不斷涌現，“概論”課程的設置及內容顯著落后于科學發展的速度，許多前沿知識難以及時走進課堂，學生缺乏對“高、新、尖”科技知識及發展歷程的基本了解，缺乏對該領域發展對社會進步影響的認識，從而影響了他們的科學素養和科學價值觀的形成。這種局面對“概論”課程的講授內容和方式提出了新的要求。基于此，在遵循教學大綱的基礎上，有選擇性地穿插講授部分與大綱內容相關的前沿技術，一方面能夠加深學生對講授知識點的理解，同時也使最新的科技進展進入課堂，激發學生的學習興趣并促進他們修讀該課程的學習熱情。例如，在講授“克隆技術”這一知識點時，我們一方面按照教學大綱內容，講授“多利羊”的克隆過程及其中涉及的相關生物學原理；與此同時，結合最近剛剛興起的合成生物學技術，選擇其標志性事件作為講授素材：即2010年，美國科學家克雷格·文特爾（Craig　Venter）在其實驗室用化學合成的基因組成功構建了一個細菌細胞，命名為“辛西婭”，從此宣告“人造生命”成為可能。［7］針對這一最新的生命科學前沿事件，講授其誕生背景，相關技術水平，應用前景及輿論評價等方面的最新進展。在此基礎上，采用啟發式的教學方法，提出疑問。即：以“多利羊”誕生為代表的克隆技術和以“辛西婭”誕生為代表的合成生物技術有何區別與聯系？通過讓學生課后查閱資料及后續課程的及時跟進，我們將這一問題的答案貫穿在整個課程涉及克隆技術的內容中，使學生們深刻體會這二者之間的區別和聯系。這二者的效果是類似的，均是通過無性繁殖的手段獲得目標性狀的生物個體；但克隆技術獲得的“多利羊”只是一個母體的復制，也就是說它的遺傳物質是來至于自然復制，而采用合成生物學人工合成的生命“辛西婭”的遺傳物質來源于人工化學合成，這是二者的不同之處。（二）積極反映科技最新動態及時展示相關領域的最新科研成果是選修課程的基本屬性之一，這就要求“概論”在講授過程中，要突破傳統按照教學大綱的思路，及時地補充生命科學和生物技術領域的科技最新動態，全面提高學生修讀該課程的學習興趣并拓寬其知識面。如每年10月份諾貝爾獎評選結果公布，每年年底世界主流媒體評出當年科技十大進展之際，我們通常會把其中反映生命科學和生物技術最新進展的內容及時移植到教學中去。非典和禽流感的到來，威脅人們健康，引起了全社會關注。于是，有關病毒、細菌等病原物及流行疾病的新內容被拿到“概論”課堂上來了，這些“時尚”的新內容很受學生歡迎。學生從中感受到熱點前沿貼近自己，學習到對科研成果的評價，也更理解科技進展的人文涵義。例如，在講授生命起源這一知識點時，針對“生命起源于地球之外的宇宙”這一假設，課堂內容中引入了最新的科技報道：火星上曾有生命？“藍莓”狀物質成為有力證據（2012年9月17日中國日報網）！學生在感受有關生命起源探索是在不斷進行的同時，獲悉了最新的科技進展。再比如，講授“微生物基礎”章節中關于“病毒”的知識點時，我們結合當時在我國長三角地區爆發的H7N9禽流感疫情，詳細講解禽流感病毒的不同亞型，以及H7N9亞型病毒的演變歷程與其生物學特點、致病力、傳播力；據此，再進一步詳細介紹禽流感流感病毒的表面結構特征，以及其不同亞型的分類依據；并結合其不耐高溫的屬性，介紹在平時日常生活中應該如何防治，以及我國科學家如何及時進行針對性的研究，加快防治該病毒的疫苗研制的進展。（三）聚焦產業最新研究進展隨著生命科學逐漸成為世界科學前沿最活躍的部分，作為與人類健康和自身發展密切相關的領域，在世界范圍內，人們逐漸形成了這樣一個認識：生物技術所主導的BT產業，與計算機技術所主導的IT產業一起，將成為21世紀主導社會發展的支柱產業。這意味著生物產業已成為全球各國關注的焦點。講授“生物技術實踐”這一章節時，我們向學生們解讀我國基于對生物產業研發重視而頒布的《促進生物產業加快發展的若干政策》和《“十二五”生物技術發展專項規劃》等最新規劃文件，使學生們及時地了解到我國在該領域的戰略部署。及時地跟進產業的最新研究進展，有望使學生們在領悟中學習，在實踐中求知。每年6月份公布的美國總統綠色化學挑戰獎中都會有涉及生物技術應用于綠色化學過程的實例。這些應用實例的穿插講授，不僅可以使學生們領悟到生物技術的強大功能，而且可以使他們切身感受到生命科學和生物技術其實就在我們的日常生活中。再比如，講授“生物能源”這一知識點時，在介紹最新的第二代燃料乙醇研發進展和產業化動態的同時，我們結合南京工業大學在另一種重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和標志性成果進行講解，包括主持的兩項與生物甲烷相關的國家973項目“新一代生物催化與生物轉化的科學基礎”和“生物甲烷系統中若干過程高效轉化的基礎研究”，以及面向電動汽車的甲烷燃料電池的研發新進展。［8］通過這些內容的介紹，學生們在領悟到生物甲烷的優越性及其生產流程，以及其中亟須解決的關鍵科學問題的同時，可以獲得這樣一種體驗：其實生物能源研究就在我們周圍。在此基礎上，我們進一步以南京工業大學的生物甲烷示范工程項目作為講授素材，詳細講解生物甲烷的生產流程及其廣泛應用和對節能減排的貢獻。

篇（5）

《規劃綱要》共分“背景與基礎”，“指導思想、戰略目標與基本思路”，“技術創新的主要任務”，“科學研究的主要任務”和“科技創新體系的建設”五個部分。“配套政策”主要包括“加強政府科技投入和管理”，“大力提升企業自主創新能力”，“增強產學研創新合力”，“加快推進高新技術成果轉化”，“加強引進消化吸收再創新”，“加大政府采購力度”，“改善投融資環境”，“加強知識產權的創造，運用和保護”，“加強人才隊伍建設”和“完善推進落實機制”十個方面。

戰略目標

戰略目標(2020年)，知識競爭力充分提升，知識社會形態初現。區域創新體系高效運轉，知識競爭力名列亞洲前列并進入世界先進地區第二集團，成為亞太地區的研發中心之一。若于科技領域達到世界領先水平，涌現出一批具有自主知識產權和國際競爭力的產品和產業，全社會研究開發(R&D)經費支出相當于地區生產總值的比重達3．5％以上(其中企業R&D經費支出占全社會R&D經費支出的比重達到70％左右)，萬人RaD人員全時當量達60人年／萬人，公眾科技素養達標率超過15％，國際科技論文年收錄數量達40000篇，百萬人年專利授權數量達3000件(其中百萬人年發明專利授權數量達450件)，知識密集產業的增加值占地區生產總值的比重達到40％以上，為上海基本建成經濟、金融、貿易、航運中心和現代化國際大都市提供強有力的支撐與保障，為我國成為科技強國奠定基礎并發揮引領作用。

階段目標(2010年)：知識競爭力加速提升，知識社會基礎夯實。區域創新體系逐步完善，知識競爭力居全國前列，全社會R&D經費支出相當于地區生產總值的比重達2．8％以上(其中企業R&D經費支出占全社會R&D經費支出的比重達到65％以上)，萬人R&D人員全時當量達45人年／萬人，公眾科技素養達標率超過10％，國際科技論文年收錄數量達25000篇，百萬人年專利授權數量達1500件(其中百萬人年發明專利授權數量達200件)，知識密集產業的增加值占地區生產總值的比重達到30％以上，科技創新成果為上海世博會提供技術支撐，上海成為國家重要的知識生產中心、知識服務中心和高新技術產業化基地，在夯實創新型國家建設基礎的過程中發揮重要作用。

基本思路

定位上，在確保一定的科學發現作為必要的戰略儲備的前提下，重點關注技術創新的效率和效益。路徑上，在若干優勢領域內聚焦有限目標，通過開展原始創新，集成創新和引進消化吸收再創新，持續增強上海自主創新能力。抓手上，將戰略產品研發、示范工程建設作為上海科技創新的兩個重要突破口，前者以商業價值實現為重心，形成自主知識產權的戰略產品并帶動具有國際競爭優勢的產業發展；后者以社會價值實現為重心，建成在我國全面建設小康社會過程中具有推廣價值的工程示范。載體上。將企業作為技術創新的主體，戰略產品必須由企業提出并作為主要執行單位，由企業組織高校，科研院所的力量開展聯合攻關。

主要任務

技術創新方面：貫徹以應用為導向的自主創新競爭策略，拄照科技發展的趨勢，圍繞新興產業的培育和傳統產業的提升，面向上海在健康社會、生態環境、高端制造和智能城市方面的戰略需求，將構筑“健康、生態、精品和數字上海”的“引領工程”作為上海中長期技術創新的主要任務，圍繞11個應用方向，研發33個戰略產品或功能，攻克相關的60項關鍵技術。

健康上海――營造身心健康，安全和諧的生活。圍繞公共衛生與防疫，疾病診斷與治療、重大新藥創制等3個應用方向，重點支持開發7項戰略產品或功能，攻克17項關鍵技術，帶動相關技術和產業的發展，使上海疾病預防、診斷、治療和新藥開發的技術總體水平和綜合實力居國內領先地位，并具備技術擴散、產業擴散和服務擴散的能力，成為亞洲生命健康科技和產業的重鎮。

生態上海――建設資源節約、環境友好的都市。圍繞資源再利用與環境污染控制，能源的高效利用和清潔能源的開發。生態科技工程等3個應用方向，重點支持開發8項戰略產品或功能，攻克15項關鍵技術，建立有利于生命健康和符合循環經濟特點的資源能源利用模式、環境保護體系及生態科技示范基地，促進自然生態的逐步恢復和改善，產業生態的不斷提升和發展，人居生態的綠色化。宜人化，形成人與自然和諧發展的都市型生態環境。

精品上海――鑄造自主產權、升級換代的產品。重點圍繞4項新興產業戰略產品、5項交通運輸與機電戰略產品和2項空天戰略產品，攻克17項關鍵技術，構建以先進制造技術為核心的新型工業化體系，提高上海制造業的產業競爭力。

數字上海――提供無所不在，高效可信的服務。重點圍繞智能港建設、信息產業基礎戰略產品2個應用方向。開發7項戰略產品和功能，攻克11項關鍵技術，帶動信息產業的發展，實現經濟、社會、文化。管理的數字化，構建相關產業鏈，成為國內重要的信息技術應用示范和產業化基地，使上海從信息港走向智能港。

科學研究方面：按照原創性、先導性、標志性的原則，面向世界科學發展前沿，結合國家重大戰略需求，針對“健康、生態、精品、數字上海”建設的技術創新任務要求和重大基礎科學問題，開展前瞻性布局，拓展研究的深度和廣度。重點圍繞生命科學，材料科學與工程。物質科學與信息、空天與地學、交叉科學等5個重點領域，開展23個優先主題的研究，力爭在生命科學和材料科學等領域搶占世界科技制高點，推進納米、生物、信息、認知等學科的交叉和融合。形成新的學科優勢。

生命科學領域，充分發揮上海生命科學的綜合優勢，體現對健康上海、生態上海的引領作用，力爭在生物復雜系統、蛋白質功能和結構等方面獲得重大突破，為生物醫藥產業提供堅實后盾。

材料科學與工程領域，重點研究材料結構功能一體化，新型特種功能材料及其原型器件和部件。過程工業工程科學及其裝備，引領納米科技等高新技術的發展，為上海城市發展和產業提升奠定基礎。

物質科學與信息領域，加強物質科學和信息領域的科學前沿研究，推動涉及未來信

息，通信發展的物理、力學等學科的發展，為上海高科技產業發展提供科技支撐，并在強場物理和帶隙物理等優勢的方面沖擊國際前沿。

空天與地學領域，加強對地觀測和深空探測。天文地球動力學研究，帶動上海一批相關學科發展，為上海空天產業發展做好知識儲備和技術積累。加強河口。海岸及城市的生態與環境基礎研究，探索深海過程及其資源環境效應，為生態上海和國際航運中心建設奠定科技基礎。

交叉科學領域，推動納米、生物，信息、認知等科學的交叉融合。發展計算生物學、計算材料學，探索強場物理在生命科學與醫學等科學領域中應用的新原理與新方法，推動數學和物理科學在金融領域中的應用。

創新體系

中長期上海科技創新體系建設的目標是建成要素齊全、布局合理。運行高效、合作開放、互動充分并具有區域特色的城市創新體系。要綜合運用法律、經濟以及行政手段，深化體制改革，強化機制創新，重點圍繞核心資源形成機制，企業動力激活機制、市場價值實現機制以及科技統籌管理體制的建立與完善，采取10個方面的2日項政策措施，形成創新人才集聚。研發設施完備、創新源泉涌流，技術轉移通暢、創業孵化便捷，主體實力強勁，特色產業集群的科技創新創業新局面。

創新體系建設主要包括強化人力資源開發，鞏固創新人才根基；建立引逼創新機制，加速企業主體到位；鼓勵中小企業創新，構建集群創新網絡；建設創新基礎設施，改進研發公共服務；優化學科機構布局，培育科技創新源泉完善創新相關市場，激活價值實現機制；優化財政投入模式，提高創新產出績效；提高公眾科技素養，營造創新文化氛圍；制訂完善相關政策．規范引導創新活動；加強規劃落實評估，形成推動創新合力。

配套政策

這里摘要介紹“加強人才隊伍建設”方面的內容。

支持領軍人才和創新團隊建設。對領軍人才和創新團隊在創新創業活動中的人力資本投入，由領軍人才專項資金給予資助。支持領軍人才在承擔重大科研項目和重大工程建設、自主選題立項中創新創業。

加快集聚海外優秀人才。海外高層次留學人員來滬定居工作或創業，可申請辦理《上海市居住證》。入外籍留學人員可按規定申請參加社會保險。從事高新技術成果轉化項目的留學人員在滬取得的工薪收入，在計算個人應納所得稅額時，可按規定加計扣除。高新技術企業和科研院所等用人單位聘用的外籍專家，其薪金可列支成本。

支持企事業單位培養和吸引創新人才。及時上海重點領域和行業人才開發目錄。對企事業單位引進優秀創新人才、解決優秀創新人才特殊困難等，由人才發展資金給予資助。已辦理居住證的優秀人才可享受子女在滬就讀。參加上海基本養老保險、醫療保險和繳納住房公積金等待遇。

對由高新技術成果轉化項目組建的企業，引進主要投資經營管理者和關鍵技術人員，并符合規定條件的，在本人及其配偶和未成年子女申請辦理《上海市居住證》等方面給予優先支持。

加大對科技人員的分配和獎酬力度。上海政府性科研項目經費在保證科研硬件投入的前提下，進一步提高用于人力成本支出的比例。

篇（6）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）43-0039-03

本科教育作為多層次高等教育體系的基礎階段，是學生基礎知識和綜合素質培養的關鍵時期，在人才培養體系中占有基礎性、先導性地位。加強培養本科生的基本科研能力與創新能力，為我國建設“創新型社會”培養大量的創新型人才，是當前綜合型大學的一項重要的任務。教育部在《關于全面提高高等教育質量的若干意見》中明確表示，要創新人才培養模式，支持本科生參與科研活動，早進課題、早進實驗室、早進團隊[1]。關于進一步加強高等院校本科教學工作的若干意見中也明確提出“積極推動研究型教學，提高大學生的創新能力”。為培養和造就適應社會需要的創新人才，我校正在積極創建“綜合性有特色的教學研究型大學”，逐漸把研究型教學理念與科研實踐融入本科教育的各個環節。生命科學是飛速發展的科學領域，由于該領域科學研究的進展迅速，使得新理論、新技術層出不窮，對從事生命科學科研、應用和教育人才的需求越來越大，要求也越來越高。作為一名從事生命科學領域高等教育的教師，如何在自己的教學科研領域做好教書育人工作，深化教學改革，激勵和培養學生科研能力與創新能力，卓有成效地培養人才，是值得不斷地探索的課題。

一、建立學術導師，完善本科生導師制度

本科生科研的啟蒙與培養來自于具有一定學術造詣、專業素質過硬的優秀教師的指導。早在2002年，隨著北京大學在本科生中全面實行導師制的率先推開，一些高校也紛紛開始了在本科生中建立導師制的探索。本科生導師制是在實行班級制和年級輔導員制的同時，聘請有經驗的老師擔任本科生指導老師，對學生進行指導的教育活動方式，是融教學與學生培養于一體的高等教育新模式[2]。作為211工程重點建設高校，我校早在2005年在學校相關院系實施本科生導師制度，由各業務素質好又熱心學生工作的專業導師（碩導和博導）負責各專業本科生的指導。我校本科生導師的主要職責包括引導學習、指導研究、傳導方法、引導發展、開導思想、疏導心理等，在多年的實踐中，導師制發揮著人才培養的積極作用。為適應高校創新科研人才的培養，近年來我校正在探索由廣義上的本科生導師向學術型導師轉型的探索，建立本科生的學術導師，對本科生進行學術與科研創新的引導與指導。學術型導師需要有高度的責任感和使命感，在本科生日常學習管理中不斷為學生滲透科研精神與創新精神，可以通過以下舉措切實有效開展工作：結合學院每年聘請大量國內外知名學者開展學術報告，有效組織本科生積極聽取報告；有計劃組織參觀、介紹重點實驗室的研究方向、科研成果；介紹本院優秀的教師科研團體與研究方向；有效組織學術帶頭人、教授等不定期地為本科生開展學術講座，介紹學科進展與前沿，對學生感興趣的科研領域及時與相關領域教師溝通并推薦進入實驗室開展研究工作，通過不斷完善與探索，使得導師制度在指導本科生開展科研工作方面發揮著重要的作用。

二、將科研與創新的理念滲透入課程教學

本科階段的課程內容以學生知識積累為基礎，課程學習是本科的主要學習內容，課程學習包括課堂理論學習與實驗室基本技能學習。引導學生創造性應用知識、自主發現問題、研究問題、解決問題，培養科研能力與創新能力的教學模式，在課程教學中需要教師不斷地將科研與創新的理念滲透入課程教學中。課堂教學中進行啟發式教學，引導學生以論文形式進行研討學習。生命科學領域不斷出現新理論、新觀點、新知識、新技術。研究型教學首先必須創新教學內容，雖然本科教學重點是經典知識和傳統技術的學習，但僅僅這樣將遠不能順應學科發展的需要。如何創新教學內容呢？我們的做法是處理好教學內容基礎性與先進性的關系，適當引入學科前沿知識，結合我校教師的研究課題，提出當前的一些研究進展，提出問題啟發學生，引導學生課后利用各種學習資源，查閱相關文獻，進行研討學習。我們在教學中，常常提出一些尚待解決的研究課題或研究熱點啟發學生，在這個過程中，學生要查閱大量相關資料進行深入實際調查研究，要與老師同學交流討論，得出自己的觀點，激發了學生的主觀能動性，進行探究性學習，培養了學生研究和創新思維能力以及理論應用于實踐的能力。

三、積極鼓勵本科生參加科學研究活動

科學研究是人才培養的基本手段，本科生參與科研活動是研究性大學教學法的基本原則[3]。同時科研實踐是理論、技術與實際應用相連接的紐帶。開展科研實踐訓練，是教學和科學研究相結合的研究型教學的重要內容，能有效促進本科生創新精神與實踐能力的培養[4]。建立“以學生為主體、以教師為主導”的基于探索和研究的科研實踐，可以充分激發每個學生的特長和潛能，鼓勵并引導他們的求知欲、創新欲望和探索精神，培養創新意識、創新能力和實踐能力。由于生命科學的科研特性，使得科研實踐在生命科學類本科生的培養中具有重要的意義。我院擁有國家動物學重點實驗室、分子醫學江蘇省重點實驗室、生物技術江蘇省重點實驗室等多個重點實驗室，具有完善、先進的儀器、設備平臺與人力資源優勢，為我院本科生科研活動奠定了實驗技術平臺。多年來學校積極支持本科生的科研活動，為本科生科研創新活動構建了很好的平臺，本科生可以自由組合2～4人的團隊申請江蘇省和學校大學生創新項目（StudentResearch Training，SRT），平均資助金額2000～3000元/項[5]。然而，學生的項目選題必須得到教師的積極鼓勵與支持，因為大多數項目的實施需要在科研實驗室中完成。同時也需要教師在上課期間積極宣傳本學院教師的研究方向與研究動態，激發學生對科研的興趣，也能有效促進學生與從事研究老師的交流，真正融入到學校學院的學術氛圍中。多年來我們一直積極鼓勵本科生參與各種形式的科研實踐，讓學生參與小型科研的設計、實施與總結，時間長至二年，短至四五個月。短時間的科研實踐主要通過本科生參與研究生科研活動進行；一年以上的科研實踐主要是本科生自主申請省級或校級科研創新項目進行。由于教師的熱情鼓勵與宣傳，每年有大批的本科生參與到科研項目的工作中。

四、認真指導學生的科研選題與申報

科研訓練的首要工作是選題。多年來我們指導了多屆學生的科研創新項目的選題申報。如何結合學生興趣選取符合學生當前水平的課題進行創新訓練呢？教師在指導時，首先要對本課題的訓練所達到的預期效果做到心中有數，不僅需要考慮學生的興趣，還要考慮現階段已掌握的專業知識水平，選取有一定創新性和可操作性的科研課題。申報時教師無須包辦代替，完全讓學生自主積極參與團隊的組建與分工、文獻的閱讀、方案的設計、申報書的撰寫等具體環節，讓學生體會到自己是主體，只有這樣才能有利于加強學生科研創新的自信心，激發學生的研究激情，促使學生積極主動地完成科研訓練項目。通過指導學生的選題與申報過程，也是對學生科研能力的培養內容，有效地提高了學生科研創新的主動性、信心與團結協作能力，使得學生能夠順利地獲得項目資助參與后續的科研訓練。

五、保障學生科研項目實施

如果沒有精心的指導，本科生進入科研實驗室后通常是手足無措，很難開展研究工作。作為導師，應該合理安排，建立保障本科生科研項目順利實施的有效措施。我們經過多年的探索，建立了如下舉措：（1）加強本科生的文獻閱讀能力的培養，吸納本科生參與每周一次的研究生文獻交流活動，并讓本科生參與讀書報告的交流；（2）選取優秀的研究生直接指導本科生的科研實踐，研究生負責指導本科生參與實驗室的日常管理、儀器的規范使用、實驗實施的指導等工作；（3）定期交流研究進展與實驗心得，指導解決科研過程中出現的難題，并對學生取得的進展及時給予肯定，讓學生在科研訓練過程中，不斷提高科研能力與創新能力；（4）教師對本科生科研的經費上的支持。盡管學校對本科生申請的科研創新項目有一定經費資助，然而對于從事生命科學領域的實驗研究，也只是杯水車薪，大量的研究經費還是需要指導教師承擔才能保障研究課題的順利進行。通過這些措施，讓本科生對研究工作有了全面的了解，并能真正融入實驗室研究氛圍中，學習到研究技術，并且與研究生相互協調、相互促進，共同發展。

六、及時總結科研活動的實踐成效

本科生參與的科研項目訓練需要提交結題報告，需要教師認真指導學生完成報告的總結與寫作。對研究結果的總結也是科研能力培養的重要環節，教師要指導學生按規范的格式、規范的語言進行寫作；要指導學生應用圖形軟件等處理實驗結果、詳細地描述研究結果、合理地討論研究結果。同時，對研究結果要及時整理成研究，既肯定了學生的辛勤付出，又讓學生有實實在在的收獲，將極大地強化學生的科研熱情，增強學生的自信心。多年來，我們指導的本科生在《中國抗生素雜志》、《藥物生物技術》、《生物技術通訊》、《Appl Microbiol Biotechnol》、《Peptides》、《Protein Expr Purif》等刊物發表文章多篇。并且這些學生在完成本科學習后，都順利進入重點高校或中科院研究所進一步攻讀碩士學位，繼續開展創新性的研究工作。

總之，科學研究是生命科學領域發展的核心動力，對于生命科學領域的本科生的人才培養應加強科研創新能力的培養。作為教育第一線的教師，無論是參與學術導師的工作，還是日常教學與科研工作，都應在各個環節充分調動學生參與科研的積極性，激發學生的創新意識，建立并提升本科生的科研素養、創新精神與科研實踐能力，為國家科技創新戰略的實施不斷培養高質量后備人才。

參考文獻：

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1993年，第一個由法國研究部資助的國家級跨學科研究規劃問世，確定生命科學、信息與傳播學、環境科學、社會動力學、材料與技術和天文學六大學科為法國跨世紀跨學科研究的重點學科領域，同時批準了數十個課題項目。這些課題項目是政府、科研、教育機構和企業根據現實問題、社會需求和科學自身發展需要設立的，一般每隔一兩年調整一次，每四五年徹底更新一次。

1993年以來，法國政府連續3次將跨學科研究列入國家科研規劃，并作為國家科研發展戰略的重點。特別是進入新世紀以后，重新修訂了跨學科研究發展戰略，大幅度提高了重點學科領域的科研經費。

新世紀初頒布的《2002年法國研究與發展預算》(注：Le projet du budget civil de recherche et développment(BCRD)pour 2002，recherche.gouv.fr/dis cours/2001/budget/bcrd.pdf.)繼續將生命科學、宇宙科學、信息科學與環境科學列為國家重點投資的學科領域。

生命科學成為政府的重點投資對象　2002年的法國研究與發展預算總計90.36億歐元(592.72億法郎)，比2001年提高了2.9%。其中生命科學預算高居榜首，達到22.37億歐元(146.73億法郎)，占總預算的近1/4(24.8%)。

環境、能源與可持續發展問題引起特別關注

緊隨生命科學之后的是對環境、能源與可持續發展問題的研究。2002年，該問題的研究預算首次躍居第二位，達到14.448億歐元(94.78億法郎)，比上一年提高了3.3%，占總預算的16%。

空間研究優勢不減　2002年，法國研究部仍將空間開發與研究列為重點投資對象，把經費預算提高到14.286億歐元(93.71億法郎)，約占法國研究與發展預算的15.8%。

信息科學的研究經費仍保持增長勢頭　2001年，信息科學與信息技術經費預算的增幅最大，提高了15.7%。2002年雖然有所下降，但也提高了7個百分點，即增加了5470萬歐元(3.59億法郎)，總經費超過了54億法郎。

新增經費主要投向三個方面：(1)支持建立計算機集成系統；(2)法國技術、教育與研究電信網從第二代升級到第三代，實現國家和私人研究機構與大學的聯網，提高上網速度和服務質量，使用戶能便捷上網；(3)2001年，法國研究部向“信息資源與數據全球化”項目投資1500萬法郎，與教育部合作建立“數字大學”，發展遠程高等教育。

二、新世紀的跨學科研究課題規劃

鑒于法國國家科學研究中心(以下簡稱為“法國科研中心”)在法國的跨學科研究方面占有舉足輕重的地位，承擔了大部分國家級跨學科課題項目，是落實法國政府制定的全國科研規劃的主要科研機構(在生命科學科研規劃方面承擔了28.9%的課題項目，在環境科研規劃方面承擔了28.5%的課題項目)，本文重點分析介紹該機構在新世紀的跨學科研究和課題規劃情況。通過對該機構的分析介紹，管中窺豹，以了解全法國的跨學科研究狀況。

1997～2000年，由法國“跨學科研究指導與協調辦公室”確定并負責領導的跨學科研究領域有5個：生命及其核心問題、環境、社會發展動力、電信與認知和材料與技術。這5個領域共設立16項重點課題，其中半數課題項目已于2000年第三季度結項。(注：cnrs.fr/SHS/programmation/scientifique.htm.)

2000年5月16日，法國科研中心公布了《2000～2004年跨學科研究規劃》。該規劃與上一個跨學科研究規劃的主框架基本相同，仍然圍繞著5個學科領域，只是把“社會發展動力”換成了“物質”，同時又新增了7項課題：帶脫氧核糖核酸的蚤(Puces à AND)，生物信息學，分子與治療對象，環境與過去的氣候：歷史與演變，人類、言語和語言的起源，單個的納米物體和天體粒子。(注：Programmes du CNRS:sept nouveaux programmes pour 2000～2004，CNRS-Info，n°386，septembre 2000.)

據法國科研中心科學委員會(2001年3月22日)和機構行政管理委員會(2001年3月29日)透露，2001年法國科研中心對課題規劃再次進行了調整，新增了9項新的課題：生物鏈的活力與反應性，蛋白質學與蛋白質工程學，小動物拍攝技術，生物醫學、健康與社會，信息社會，認知與信息處理，機器人技術與人造實體，非常環境的地理微生物學，生物技術對農業生態系統的影響。(注：Programme du CNRS:neuf nouveaux programmes　pour 2001，CNRS-Info，n°396，septembre 2001，cnrs.fr/SHS/Pinfo/info.htm.)

2002年，為使各傳統學科的邊緣產生出更多的新學科，為應對科技、社會和經濟的挑戰和解決當代社會問題，法國科研中心根據法國新的科技政策方針和《2002年法國研究與技術發展預算》，在仍然堅持五大學科領域的基礎上，對2001年的課題規劃進行了又一次的調整和更新，使課題項目達到了17個。(注：Programmes du CNRS:sept nouveaux programmes pour 2000～2004，CNRS-Info，n°386，septembre 2000，cnrs.fr/Cnrspresse/n386/pdf/n386osl.pdf.)其中生命及其核心問題方面有8個，信息與認知方面有3個，環境與能源方面有3個，材料與納米技術方面有2個，物質方面有1個。

從以上調整中我們可以發現，2000～2004年的跨學科課題規劃與1997～2000年相比有了很大的變化，增減了不少課題項目。其中最值得關注的是：

技術科學成為研究熱點　新技術層出不窮，科學工作者不斷挑戰技術極限和利用尖端技術支持商品生產和服務。在新世紀的跨學科課題規劃中，我們發現技術科學的研究領域明顯拓寬，有關生物技術、環境技術、信息和電子技術、化學與物理學工程和材料技術(納米技術)的課題多得令人眼花繚亂。

認知科學成為前沿學科　認知科學是一門新興的學科，從1997～1999年的課題規劃中，我們發現，當時科研人員只是從理論上單純地研究認知科學，但進入新世紀之后，情況發生了根本性的變化：認知科學與信息技術相結合，發展前景變得異常廣闊，開辟出許多新的研究領域，如計算機視覺領域、腦認知成像領域、視感知覺領域、語言學領域、推理等高層次認知過程領域、認知神經科學等。隨著新世紀的到來，法國把“認知與信息處理”、“機器人技術與人造實體”提上了跨學科研究日程。

環境與能源始終是焦點問題　在1997～1999年的課題規劃中，有關環境的課題只有“環境、生命與社會”，2000～2004年的課題規劃不僅重新調整了研究的重點，而且擴展了研究的范圍，新增兩項課題。新課題的最大特點是環境研究與生物技術掛鉤，與歷史上的氣候聯系在一起，從不同的角度探討導致環境變化的因素。

生命科學研究異常火爆　新世紀的課題規劃表明，生命科學引起法國科學界的高度重視，課題項目由1997～1999年的3個猛增到目前的8個，成為法國跨學科研究中最為火爆的一個學科領域。新世紀的生命科學不僅研究對象比過去顯著增加，而且研究的問題更加貼近時代、社會發展和人類自身生存與發展的需要。

三、人文社會科學大顯身手的三大跨學科研究領域

關于跨學科研究重點涉足的學科領域上文已作了介紹，下面分析探討人文社會科學與自然科學相互結合最緊密、相互滲透最多、交叉范圍最廣和交互作用最明顯，同時也是法國科研中心人文與社會科學部在其中發揮作用最突出的三個跨學科研究領域，它們是生命科學、信息與認知科學、環境科學。

1.生命及其核心問題

語言折射社會發展的軌跡。語言的發展與種族的擴增和社會變遷之間究竟存在著怎樣一種對應關系?生物醫學的發展對人的健康和社會發展將產生什么影響?這三者之間究竟存在著一種什么樣的關系?為了探明這些問題，法國科研中心把“人類、言語和語言的起源”和“生物醫學、健康與社會”列為重大科研項目。

(1)人類、言語和語言的起源

語言的起源對于我們來說一直是一個謎。最近幾十年，隨著遺傳學、考古學和語言學數據和文獻資料的快速積累，隨著分子生物學、人類種群遺傳學(génétique des populations)、考古學和語言學的相互交叉和滲透，隨著新的研究方法和技術手段的不斷進步，有關人類和人類交際起源的探索取得重大進展，我們終于看到了解開這個“世紀之謎”的曙光。

篇（8）

盡管目前一般意義上的生物信息學還局限在分子生物學層次，但廣義上的生物信息學是可以研究生物學的任何方面的。生命現象是在信息控制下不同層次上的物質、能量與信息的交換，不同層次是指核酸、蛋白質、細胞、器官、個體、群體和生態系統等。這些層次的系統生物學研究將成為后基因組時代的生物信息學研究和應用的對象。隨著在完整基因組、功能基因組、生物大分子相互作用及基因調控網絡等方面大量數據的積累和基本研究規律的深入，生命科學正處在用統一的理論框架和先進的實驗方法來探討數據間的復雜關系，向定量生命科學發展的重要階段。采用物理、數學、化學、力學、生物等學科的方法從多層次、多水平、多途徑開展交叉綜合研究，在分子水平上揭示生物信息及其傳遞的機理與過程，描述和解釋生命活動規律，已成生命科學中的前沿科學問題（摘自：國家“十一五”生命科學發展規劃），為整合生物信息學的發展提供了數據資源和技術支撐。

當前，由各種Omics組學技術，如基因組學（DNA測序），轉錄組學（基因表達系列分析、基因芯片），蛋白質組學（質譜、二維凝膠電泳、蛋白質芯片、X光衍射、核磁共振），代謝組學（核磁共振、X光衍射、毛細管電泳）等技術，積累了大量的實驗數據。約有800多個公共數據庫系統和許多分析工具可利用通過互聯網來解決各種各樣的生物任務。生物數據的計算分析基本上依賴于計算機科學的方法和概念，最終由生物學家來系統解決具體的生物問題。我們面臨的挑戰是如何從這些組學數據中，利用已有的生物信息學的技術手段，在新的系統層次、多水平、多途徑來了解生命過程。整合生物信息學便承擔了這一任務。

圖1簡單描述了生物信息學、系統生物學與信息學、生物學以及基因組計劃各個研究領域的相關性。可以看出基因組計劃將生物學與信息學前所未有地結合到了一起，而生物信息學的興起是與人類基因組的測序計劃分不開的，生物信息學自始至終提供了所需的技術與方法，系統生物學強調了生物信息學的生物反應模型和機理研究，也是多學科高度交叉，促使理論生物學、生物信息學、計算生物學與生物學走得更近，也使我們研究基因型到表型的過程機理更加接近。虛線范圍代表整合生物信息學的研究領域，它包括了基因組計劃的序列、結構、功能、應用的整合，也涵蓋了生物信息學、系統生物學技術與方法的有機整合。

整合生物信息學的最大特點就是整合，不僅整合了生物信息學的研究方法和技術，也是在更大的層次上整合生命科學、計算機科學、數學、物理學、化學、醫學，以及工程學等各學科。其生物數據整合從微觀到宏觀，應用領域整合涉及工、農、林、漁、牧、醫、藥。本文將就整合生物信息學的生物數據整合、學科技術整合及其他方面進行初步的介紹和探討。

二、生物數據挖掘與整合

生物系統的不同性質的組分數據，從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次。大量組分數據的收集來自實驗室（濕數據）和公共數據資源（干數據）。但這些數據存在很多不利于處理分析的因素，如數據的類型差異，數據庫中存在大量數據冗余以及數據錯誤；存儲信息的數據結構也存在很大的差異，包括文本文件、關系數據庫、面向對象數據庫等；缺乏統一的數據描述標準，信息查詢方面大相徑庭；許多數據信息是描述性的信息，而不是結構化的信息標示。如何快速地在這些大量的包括錯誤數據的數據量中獲取正確數據模式和關系是數據挖掘與整合的主要任務。

數據挖掘是知識發現的一個過程，其他各個環節，如數據庫的選擇和取樣，數據的預處理和去冗余，錯誤和沖突，數據形式的轉換，挖掘數據的評估和評估的可視化等。數據挖掘的過程主要是從數據中提取模式，即模式識別。如DNA序列的特征核苷堿基，蛋白質的功能域及相應蛋白質的三維結構的自動化分類等。從信息處理的角度來說，模式識別可以被看作是根據一分類標準對外來數據進行篩選的數據簡化過程。其主要步驟是：特征選擇，度量，處理，特征提取，分類和標識。現有的數據挖掘技術常用的有：聚類、概念描述、連接分析、關聯分析、偏差檢測和預測模型等。生物信息學中用得比較多的數據挖掘的技術方法有：機器學習，文本挖掘，網絡挖掘等。

機器學習通常用于數據挖掘中有關模式匹配和模式發現。機器學習包含了一系列用于統計、生物模擬、適應控制理論、心理學和人工智能的方法。應用于生物信息學中的機器學習技術有歸納邏輯程序，遺傳算法，神經網絡，統計方法，貝葉斯方法，決策樹和隱馬爾可夫模型等。值得一提的是，大多數數據挖掘產品使用的算法都是在計算機科學或統計數學雜志上發表過的成熟算法，所不同的是算法的實現和對性能的優化。當然也有一些人采用的是自己研發的未公開的算法，效果可能也不錯。

大量的生物學數據是以結構化的形式存在于數據庫中的，例如基因序列、基因微陣列實驗數據和分子三維結構數據等，而大量的生物學數據更是以非結構化的形式被記載在各種文本中，其中大量文獻以電子出版物形式存在，如PubMed Central中收集了大量的生物醫學文獻摘要。

文本挖掘就是利用數據挖掘技術在大量的文本集合中發現隱含的知識的過程。其任務包括在大量文本中進行信息抽取、語詞識別、發現知識間的關聯等，以及利用文本挖掘技術提高數據分析的效率。近年來，文本挖掘技術在生物學領域中的應用多是通過挖掘文本發現生物學規律，例如基因、蛋白及其相互作用，進而對大型生物學數據庫進行自動注釋。但是要自動地從大量非結構性的文本中提取知識，并非易事。目前較為有效的方法是利用自然語言處理技術NLP，該技術包括一系列計算方法，從簡單的關鍵詞提取到語義學分析。最簡單的NLP系統工作通過確定的關鍵詞來解析和識別文檔。標注后的文檔內容將被拷貝到本地數據庫以備分析。復雜些的NLP系統則利用統計方法來識別不僅僅相關的關鍵詞，以及它們在文本中的分布情況，從而可以進行上下文的推斷。其結果是獲得相關文檔簇，可以推斷特定文本內容的特定主題。最先進的NLP系統是可以進行語義分析的，主要是通過分析句子中的字、詞和句段及其相關性來斷定其含義。

生物信息學離不開Internet網絡，大量的生物學數據都儲存到了網絡的各個角落。網絡挖掘指使用數據挖掘技術在網絡數據中發現潛在的、有用的模式或信息。網絡挖掘研究覆蓋了多個研究領域，包括數據庫技術、信息獲取技術、統計學、人工智能中的機器學習和神經網絡等。根據對網絡數據的感興趣程度不同，網絡挖掘一般還可以分為三類：網絡內容挖掘、網絡結構挖掘、網絡用法挖掘。網絡內容挖掘指從網絡內容/數據/文檔中發現有用信息，網絡內容挖掘的對象包括文本、圖像、音頻、視頻、多媒體和其他各種類型的數據。網絡結構挖掘的對象是網絡本身的超連接，即對網絡文檔的結構進行挖掘，發現他們之間連接情況的有用信息（文檔之間的包含、引用或者從屬關系）。在網絡結構挖掘領域最著名的算法是HITS算法和PageRank算法（如Google搜索引擎）。網絡用法挖掘通過挖掘相關的網絡日志記錄，來發現用戶訪問網絡頁面的模式，通過分析日志記錄中的規律。通常來講，經典的數據挖掘算法都可以直接用到網絡用法挖掘上來，但為了提高挖掘質量，研究人員在擴展算法上進行了努力，包括復合關聯規則算法、改進的序列發現算法等。

網絡數據挖掘比單個數據倉庫的挖掘要復雜得多，是一項復雜的技術，一個難以解決的問題。而XML的出現為解決網絡數據挖掘的難題帶來了機會。由于XML能夠使不同來源的結構化的數據很容易地結合在一起，因而使搜索多個異質數據庫成為可能，從而為解決網絡數據挖掘難題帶來了希望。隨著XML作為在網絡上交換數據的一種標準方式，目前主要的生物信息學數據庫都已經提供了支持XML的技術，面向網絡的數據挖掘將會變得非常輕松。如使用XQuery 標準查詢工具，完全可以將 Internet看作是一個大型的分布式XML數據庫進行數據瀏覽獲取、結構化操作等。

此外，數據挖掘還要考慮到的問題有：實時數據挖掘、人為因素的參與、硬件設施的支持、數據庫的誤差問題等。

一般的數據（庫）整合的方法有：聯合數據庫系統（如ISYS和DiscoveryLink）, 多數據庫系統（如TAMBIS）和數據倉庫（如SRS和Entrez）。這些方法因為在整合的程度，實體化，查詢語言，應用程序接口標準及其支持的數據輸出格式等方面存在各自的特性而各有優缺點。同時，指數增長的生物數據和日益進步的信息技術給數據庫的整合也帶來了新的思路和解決方案。如傳統的數據庫主要是提供長期的實驗數據存儲和簡便的數據訪問，重在數據管理，而系統生物學的數據庫則同時對這些實驗數據進行分析，提供預測信息模型。數據庫的整合也將更趨向數據資源廣、異質程度高、多種數據格式、多途徑驗證（如本體學Ontology的功能對照）、多種挖掘技術、高度智能化等。

三、生命科學與生物信息學技術的整合

生物信息學的研究當前還主要集中在分子水平，如基因組學/蛋白質組學的分析，在亞細胞、細胞、生物組織、器官、生物體及生態上的研究才剛剛開始。從事這些新領域的研究，理解從基因型到表型的生命機理，整合生物信息學將起到關鍵性的作用。整合生物信息學將從系統的層次多角度地利用已有的生物、信息技術來研究生命現象。另外，由其發展出的新方法、新技術，其應用潛力也是巨大的。圖2顯示了生命科學與生物信息學技術的整合關系。

目前生命科學技術如基因測序、QTL定位、基因芯片、蛋白質芯片、凝膠電泳、蛋白雙雜交、核磁共振、質譜等實驗技術，可以從多方面，多角度來分析研究某一生命現象，從而針對單一的實驗可能就產生大量的不同層次的生物數據。對于每個技術的數據分析，都有了大量的生物信息學技術，如序列分析、motif尋找、基因預測、基因注解、RNA分析、基因芯片的數據分析、基因表達分析、基因調控網絡分析、蛋白質表達分析、蛋白質結構預測和分子模擬、比較基因組學研究、分子進化和系統發育分析、生物學系統建模、群體遺傳學分析等。整合生物信息學就是以整合的理論方法，通過整合生物數據，整合信息技術來推動生命科學干實驗室與濕實驗室的組合研究。其實踐應用涉及到生物數據庫的整合、功能基因的發現、單核苷酸多態性/單體型的了解、代謝疾病的機理研究、藥物設計與對接、軟件工具以及其他應用。

在整合過程中，還應該注意以下幾方面內容：整合數據和文本數據挖掘方法，數據倉庫的設計管理，生物數據庫的錯誤與矛盾，生物本體學及其質量控制，整合模型和模擬框架，生物技術的計算設施，生物信息學技術流程優化管理，以及工程應用所涉及的范圍。

四、學科、人才的整合

整合生物信息學也是學科、教育、人才的整合。對于綜合性高等院校，計算機科學/信息學、生物學等學科為生物信息學的發展提供了學科基礎和保障。如何充分利用高校雄厚的學科資源，合理搭建生物信息學專業結構，培養一流的生物信息學人才，是我們的任務和目標。

計算機科學/信息學是利用傳統的計算機科學，數學，物理學等計算、數學方法，如數據庫、數據發掘、人工智能、算法、圖形計算、軟件工程、平行計算、網絡技術進行數據分析處理，模擬預測等。生物信息學的快速發展給計算機科學也帶來了巨大的挑戰和機遇，如高通量的數據處理、儲存、檢索、查詢，高效率的算法研究，人工智能的全新應用，復雜系統的有效模擬和預測。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：Windows/Unix/Linux操作系統、C++/Perl/Java程序設計、數據庫技術、網絡技術、網絡編程、SQL、XML相關技術、數據挖掘，機器學習、可視化技術、軟件工程、計算機與網絡安全、計算機硬件、嵌入式系統、控制論、計算智能，微積幾何、概率論、數理統計、線性代數、離散數學、組合數學、計算方法、隨機過程、常微分方程、模擬和仿真、非線性分析等等。

生物學是研究生命現象、過程及其規律的科學，主要包括植物學等十幾個一級分支學科。整合生物信息學的課程設計可以提供以下課程：普通生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、發育生物學、病毒學、免疫學、流行病學、保護生物學、生態學、進化生物學、神經生物學、基礎醫學、生物物理學、細胞工程、基因工程、分子動力學、生物儀器分析及技術、植物學、動物學、微生物學及其他生物科學、生物技術專業的技能課程。

作為獨立學科的生物信息學，其基本的新算法，新技術，新模型，新應用的研究是根本。課程涉及到生物信息學基礎、生物學數據庫、生物序列與基因組分析、生物統計學、生物芯片數據分析、蛋白質組學分析、系統生物學、生物數據挖掘與知識發現、計算生物學、藥物設計、生物網絡分析等。另外，整合生物信息學的工程應用，也需要了解以下學科，如生物工程、生物技術、醫學影像、信號處理、生化反應控制、生物醫學工程、數學模型、試驗設計、農業系統與生產等。

此外，整合生物信息學的人才培養具有很大的國際競爭壓力，培養優秀的專業人才，必須使其具備優良的生物信息科學素養，具有國際視野，知識能力、科研創新潛力俱佳的現代化一流人才。所以要始終緊跟最新的學術動態和發展方向，整合學科優勢和強化師資力量，促進國際交流。

五、總結及展望

二十一世紀是生命科學的世紀，也是生物信息學快速不斷整合發展的時代，整合生物學的研究和應用將對人類正確認識生命規律并合理利用產生巨大的作用。比如進行虛擬細胞的研究，整合生物信息學提供了從基因序列，蛋白結構到代謝功能各方面的生物數據，也提供了從序列分析，蛋白質拓撲到系統生物學建模等方面的信息技術，從多層次、多水平、多途徑進行科學研究。

整合生物信息學是基于現有生物信息學的計算技術框架對生命科學領域的新一輪更系統全面的研究。它依賴于生物學，計算機學，生物信息學/系統生物學的研究成果（包括新數據、新理論、新技術和新方法等），但同時也給這些學科提供了更廣闊的研究和應用空間，并推動整個人類科學的進程。

我國的生物信息學教育在近幾年已經有了長足的進步和發展。未來整合生物信息學人才的培養還需要加強各學科有效交叉，尤其是計算機科學，要更緊密地與生命科學結合起來，共同發展，讓我們的生命科學、計算機科學和生物信息學的教育和科研走得更高更前沿。

篇（9）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0249-02

生物化學是從分子水平和化學變化的深度闡明生命活動機理的科學，是整個生命科學的領先學科和中心支柱。近幾十年來生命科學取得驚人成就，生物化學也成為該領域最活躍的學科之一，是發展生命科學各學科和生物工程技術的重要基礎，特別是21世紀隨著人類基因組框架圖的繪制完成，生命科學邁入了后基因時代，應用各種生物化學技術手段也成為生命科學研究領域的主流，作為生命科學基礎學科的生物化學無論從理論還是從實驗技術方面都占有重要的地位。生物化學及其實驗課程是生物工程等專業開設的重要專業基礎課，其教學效果直接影響到學生對后續課程，如微生物學、基因工程與分子生物學、微生物生理學、酶工程等的學習。在學習生物化學理論的同時，需要通過實驗來驗證所學理論，以便熟練掌握實驗技能，為今后繼續深造和參加科學研究打下堅實的基礎。

筆者所在學院開辦生物工程專業已有二十余年，其前身是原貴州工學院輕工系1986年建立的發酵工程專業。生物化學及其實驗課程是目前我院生物工程、釀酒工程、食品科學與工程的專業基礎課，其教學地位十分重要。然而目前生物化學實驗教學面臨的主要困境是開設的實驗項目較為陳舊，人均實驗學時偏少，難以適應現代生物化學的研究與發展，也不能滿足學生掌握新技術、新方法的要求。針對現有生物化學實驗教學的不足，筆者認為通過大學生創新性實驗計劃，可以激發學生的主觀能動性，提高他們的實驗動手能力以及分析問題和解決問題的能力。

一、生物化學實驗教學存在的主要問題

我院自開設生物化學實驗課程以來，雖然實驗內容經過多次調整和改進，但受制于實驗經費不足、師資缺乏，以及教學改革帶來的課程學時壓縮等因素，目前開展的實驗教學已很難適應現代生物化學的研究與發展。筆者認為當前實驗教學主要存在以下幾方面問題，需要進一步改進才能提高整個生物化學課程的教學效果。

1.人均實驗學時少，學生缺少足夠的動手訓練機會。筆者所在學院開設的生物化學實驗課程主要面向生物工程和釀酒工程專業。生物化學是一門理論和實驗結合很強的課程，需要開設足夠的實驗來驗證相關的理論知識，同時提高學生的實際動手能力。然而隨著多次教學改革的實施，實踐教學部分得到加強，課堂教學和實驗教學課時卻減少了。目前我院生物化學實驗課程總共16～18學時，遠遠低于省外一般大學和211院校，無法滿足學生對該門課程的實際實驗需求。另一方面，由于受實驗經費、場地以及師資匱乏等因素的制約，學生在開展實驗時往往2～4人一組，每個人只負責實驗的某個環節，很多實驗不是獨立完成，因而學生缺少必要的實驗鍛煉。雖然近幾年在省政府的大力支持下，學校基礎實驗教學用地等方面得到很大提升，但短期內很難顯著提高學生人均實驗學時數。

2.驗證性實驗為主，限制了學生的創造性。目前我院生物化學課程開設的實驗，如氨基酸的層析分離、酪蛋白的制備、考馬斯亮藍法測定蛋白質等，大多屬于驗證性實驗，而綜合性實驗比較少。由于驗證性實驗一般都會有比較明確的實驗預期，所以可能會出現一些學生實驗不認真，甚至根據預期編造實驗結果，同時抄襲他人實驗報告的現象也時有發生，這些都不利于培養學生的嚴謹學風。另一方面，生物化學屬于專業基礎課，筆者所在學院一般安排在大二上學期開設該門課程，而這階段學生思維還是沿襲了高中的授課方式，以老師灌輸為主，學生的動手能力及自主思維創新的能力較差。雖然授課教師會反復強調課前預習的重要性，但由于很多學生自覺性較差，并不能按時預習。在實驗的過程中只是按照實驗教材中的步驟機械地進行，部分同學對實驗的原理、步驟和現象不理解，教學效果欠佳。長此以往就會造成學生慣于接受、疏于思考、依賴性變強的惡性循環，其主觀能動性和創造性進一步降低。

3.開設的實驗內容滯后，難以滿足現代生物技術發展需求。隨著學校辦學規模的提高以及專業的進一步細化，最近我院在原先生物工程基礎上，結合貴州省白酒產業發展的需求，新開辦了釀酒工程專業，這對生物化學及實驗教學提出了新要求。目前生物化學教學一直沿用原先發酵工程的模式，實驗內容及大綱只是在原有基礎上做了細微的調整，沒有體現各專業對生化實驗技能的特殊要求。另一方面，最近十幾年生物技術突飛猛進，生命科學邁入了后基因時代，應用各種生物化學技術手段也成為生命科學研究領域的主流。受制于教學條件和師資力量的匱乏，我院目前開設的生物化學實驗課程基本停留在簡單的定性驗證，且實驗對象大多數集中在糖和蛋白質，核酸部分的實驗學時偏少，學生很難接觸到分子生物和基因工程等先進儀器設備，難以掌握現代生物技術的實驗技能。

二、大學生創新性實驗計劃對教學的促進作用

為了全面提高學生的創新能力和綜合素質，教育部和許多院校都設立了以本科生為主體的創新能力培養計劃，即國家大學生創新性實驗計劃，其目的是通過學生參與科研實驗，激發他們的學習興趣和創新精神，鍛煉他們分析問題和解決問題的能力。近年來，我校也加強了本科生創新能力的培養，設立了專項經費用于支持大學生創新性實驗計劃。筆者這幾年作為指導教師，帶領本科生完成了國家大學生創新性實驗計劃和貴州大學大學生創新性實驗計劃。通過這些計劃的實施，學生動手能力和綜合素質普遍得到加強，可以一定程度上彌補現有實驗教學的缺陷。

1.實驗時間有保障，動手能力得到加強。教學實驗一般要求學生在規定的時間內完成，且教學課時比較少，所以很多學生缺少機會進行充足訓練。相比而言，大學生創新性實驗計劃則比較靈活，一般是在空余時間安排學生進行實驗。雖然大部分創新性實驗計劃只資助半年或一年，但項目結束后仍可在老師指導下繼續參加導師項目研究，甚至還可以結合本科畢業論文進行持續鍛煉，因而學生做實驗的時間有充分保障。另一方面，大學生創新性實驗計劃遠遠大于教學實驗工作量，雖然每位參與學生在課題執行中承擔各自的任務，但人均實驗量還是比較大，學生有充足的時間來鍛煉動手能力。

2.進一步開闊學生的視野。本科教學實驗開設的內容相對比較滯后，無法滿足學生對掌握新技術、新方法的需求。創新性實驗計劃的模式是按照科研項目的評價體系來申報和驗收的，因而實驗需要突顯一定的創新性。本科生在參與大學生創新性實驗計劃時，需要在老師指導下閱讀一定量的文獻，了解與研究相關的前沿技術，同時在實施過程中有機會接觸和使用先進的儀器設備。近年來生物科學進展日新月異，特別是后基因時代涌現很多新技術和新方法，而現有的實驗教學基本停留在原先的模式，學生很難掌握日益革新的實驗技能。通過大學生創新性實驗計劃的實施，可以進一步拓寬學生的視野，提高他們的綜合實力。

3.激發學生主觀能動性和創造力。本科生物化學開設的實驗大多屬于驗證性質，同時實驗內容較為單一，缺少對知識理論的綜合運用。相比而言，大學生創新性實驗計劃的基本屬于探索性研究，實驗結果一般不可預知，這可以在一定程度上激發學生的主觀能動性。創新性實驗計劃的實驗較為系統，不僅僅是由單一實驗構成，需要學生對知識的綜合運用。筆者指導的大學生創新性實驗計劃，需要學生完成微生物的接種和培養，固態發酵工藝的控制和優化，以及蛋白酶的分離純化和酶促反應動力學測定，不僅要求學生掌握蛋白質化學的基本理論和實驗技能，同時也加強了學生對微生物培養這塊的理論和實驗操作技能。另一方面，在創新計劃的實施過程中，除了前幾次實驗需要指導老師進行準備和示范，后續的研究一般要求學生學會獨立設計方案，并進行相關實驗準備和具體實施，在遇到問題時能夠通過小組討論，提出解決問題的切實方案。因此，通過大學生創新性實驗計劃的實施，可以激發學生主觀能動性和創造力。

三、結語與展望

通過大學生創新性試驗計劃的實施，可以一定程度上解決現有生物化學實驗教學中的一些弊端，并激發學生的主觀能動性和創造力，全面提高學生的綜合素質，滿足學生掌握新技術、新方法的要求。然而受資金等因素的限制，大學生創新性試驗計劃只能在有限的范圍內開展。考慮到一般學校很多老師的科研項目與生物化學專業知識體系密切相關，所以筆者認為可以將學生吸納到教師的科研實驗進行鍛煉，讓更多的學生有機會接觸前沿技術，并通過創新研究提高自身的綜合實力。

參考文獻：

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中關村科技園區昌平園原名“北京市新技術產業開發試驗區昌平園區”，1991年經北京市人民政府批準正式成立；1994年4月，經科技部（原國家科委）批準，成為國家級高新技術園區的一部分；1999年6月，國務院批復北京市和科技部《關于進一步加快中關村科技園區建設的請示》，昌平科技園區正式更名為中關村科技園區昌平園。作為中關村最早成立的三個園區之一的昌平園，規劃面積11.48平方公里，其中包括昌平園北區5平方公里（包括昌平園西區、昌平園東區、民辦科技園）、昌平園南區即中關村國家工程技術創新基地4平方公里、中關村生命科學園及三一產業園2.48平方公里。

建園以來，特別是國務院批復建設中關村科技園區以來，昌平園憑借優惠的產業政策與高效的工作作風，開拓創新，與時俱進，成為中關村重要的技術創新和科技成果轉化、產業化的示范基地，產學研結合綜合改革的先試先行基地，創新型人才、研發機構和高新技術企業的集聚和輻射基地，與市場經濟和知識經濟發展相適應的科技服務基地。昌平園各項主要經濟指標呈現跨越式健康發展態勢。2007年，昌平園實現工業總產值398億元，占全區工業總產值60%以上，總收入530億元、利潤總額50億元、出口創匯8億美元、上繳稅金25億元，年經濟增長速度超過了30％。1992年至2007年，昌平園技工貿總收入累計達到2142.5億元；累計實現工業產值1519.3億元；累計實現利潤157.8億元；累計上繳稅費84.37億元；出口創匯累計超過32.75億美元。

目前，昌平園電子信息、生物工程和新醫藥、環保和新能源、新材料等四大支柱產業已經初具規模。規模以上工業企業逐年增加，重點企業推動園區經濟發展，骨干企業隊伍已經形成，骨干企業發展勢頭良好。神華昌運、諾華制藥、福田環保、賽迪集團等已經成為昌平的龍頭企業，繼二六三網絡、直真節點、清華陽光、鄂爾多斯，亞都等企業之后，中信國安、英斯泰克、三一重機、中電智能卡、利德華福、巴可利亞得等企業已經加入骨干企業隊伍，中軟股份、有研億金、綠創環保、萬泰生物、振沖工程、柏瑞安科技、美高儀軟件等一大批企業正在加速步入骨干企業行列。

圍繞能源科技和生物醫藥兩大特色產業發展，園區專業園建設不斷推進。

中關村生命科學園總規劃用地面積249公頃，其中一期工程用地面積132公頃，規劃為研究、開發、中試基地。二期工程用地面積119公頃，定位為醫療及產業基地。一期聚集了中國科學院、中國軍事醫學科學院、中國醫學科學院、北京大學、清華大學和北京生命科學研究所等國家頂尖的研究機構；在技術支撐體系上，設有生物芯片國家工程研究中心、國家蛋白質組研發及工程中心、國家863實驗動物及病理動物模型中心、北京生物醫藥孵化基地等；在產業化資源上匯集了揚子江集團、江中制藥集團、北京養生堂和奧瑞金種業等國內知名企業，吸引了諾和諾德、Takara等著名跨國公司。

中關村國家工程技術創新基地項目，總規劃面積4平方公里。是科技部針對國家走新型工業化道路對工程技術創新的巨大需求于2003年2月提出的。一批在提升國家重點行業整體技術水平中發揮骨干作用的科研院所(以重點實驗室、研究所、工程研究中心和院所興辦的公司為主)聚集起來。目前創新基地控制性詳細規劃方案已和可行性研究報告及土地開發實施方案已獲得國家發改委批準，中石油的一批科研院所和企業先期進駐該基地。

昌平園未來發展重點：

（一）始終堅持一條主線――強化成果轉化和產業基地功能

依據國家和北京市“十一五”發展規劃思路，昌平園作為北京郊區的高新區，將推進二次創業，優化基礎設施、公共服務配套設施、軟硬環境。主動承載首都高新技術產業鏈中的產業基地作用，強化昌平園高新技術成果轉化和產業基地功能，加快引進、加速培育重點領域高新技術企業，構建新的競爭優勢。將昌平園建成北京市主要的成果轉化與產業化基地。

（二）重點發展兩個產業――能源科技和生物工程和新醫藥產業

認真貫徹落實“發展高技術，實現產業化”的戰略方針，積極實施《中關村科技園區十年創一流》發展戰略，充分發揮本地的資源優勢，圍繞具有產業基礎的能源科技、生物技術和新醫藥產業，培育一批高新技術企業，開發一批高新技術產品，成就一批科技人才。有力地促進昌平經濟結構的調整和優化，推進首都高新技術產業的發展。