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[關鍵詞] 生物素養；學科熱點事件；屠呦呦；施一公
培養學生的生物科學素養是普通高中生物學教學重要的目標。我國現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，合理挖掘當前與生命科學密切相關的熱點事件，開展教學不失為一種有效的選擇。
一、解讀生物科學素養的主要內容
我國現行的《普通高中生物n程標準》指出：生物科學素養是指公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀，它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平，以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。1993年，美國生物科學課程研究所（簡稱BSCS）出版了名為“發展生物學素養”的生物學課程指南，對生物學素養作了詳盡的論述，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的學生需要對科學的本質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，是生物學素養的基本要點。比較兩者對生物科學素養的界定，雖然在表述上略有不同，但總的來說，兩者對生物科學素養的認識是趨同的。概括地說，生物科學素養可以從知識、能力、情感態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生在身邊的生物科學現象；在能力層面上，要求學生具有一定的生物科學探究和創新能力，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，對生命現象和生物科學知識具有關注和探究的熱情，對生物學技術及其他與生物學相關的問題具有正確的判斷力，并且能根據自己的判斷做出正確的抉擇。
二、學科熱點事件在培養學生生物科學素養中的作用
當今，隨著信息傳播手段的不斷發展，人們獲得各類信息的渠道增多，不少事情得到人們的關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聯的，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的背景可能蘊涵著生物學的知識和原理，可能關系到生物學知識和技術的研究、發展和應用，也可能涉及對生物多樣性、現代生物技術應用等方面的態度和價值判斷。這就使得這些學科熱點事件具備了成為有利于培養學生生物科學素養的課程資源的條件。
引導學生關注和探究這些學科熱點事件，對于廣大教師來說，也是培養學生的生物科學素養的應然之舉。一方面，學生對于與生命科學有關的現象和事件的關注，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的一部分。2016年1月7日的《南方周末》發表的《核心素養：素質教育的新起點》一文中指出：現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，培養學生的核心素養需要用現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”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注，在各種媒體中出現的頻率也比較高，往往能夠激發起學生去了解甚至去研究的興趣。由于學科熱點事件關聯著學科的知識、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就會在這個過程中得到有效的提高和發展。
一段時期以來，與生物科學相關的熱點問題是很多的，筆者略舉兩個例子來說明其在培養學生的生物科學素養中的作用。
（一）屠呦呦研究員獲得2015年諾貝爾醫學和生理學獎
2015年，我國生物科學領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學生生物學科素養上的價值。
首先，教師應利用這一事件努力激發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學和生理學獎，而在生物學領域還有無窮盡的未解之謎等待著人類去發現。21世紀正是“生命科學”獲得巨大發展的世紀，“生命科學”發展的美好愿景一定能夠吸引更多的同學關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，“屠呦呦發現了青蒿素，這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率”，“這三人的科研發現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生命科學研究的目的和價值取向。經過探討，學生能夠認識到學習知識、發展能力的重要性，力求用所學的生物學知識解決人們生產、生活中的實際問題。關注整個人類的生存和發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的目標。屠呦呦研究員在解釋當年她選擇就讀北京大學醫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才最可能系統地探索中醫藥領域。”這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。
這一事件在培養學生的科學創新意識和精神、引領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）施一公教授帶領的研究團隊揭示剪接體結構及工作機理
在生物科技前沿領域，我國也有一些重大的發明和發現成為人們關注的熱點。2015年8月，中國結構生物學家施一公教授帶領的研究團隊在《科學》周刊同時在線發表了兩篇文章，揭示了剪接體的結構及工作原理。這是中國科學家在有關基因表達過程研究領域中的一項重大發現，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現是有望@得諾貝爾獎的成果。美國科學院院士、美國斯隆-凱特琳癌癥研究中心教授丁紹?帕特爾說：“剪接體的結構是完完全全由中國科學家利用最先進的技術在中國本土完成的，這是中國生命科學發展的一個里程碑，它將影響并鼓勵下一代青年人進入生命科學研究領域。”這一事件無疑是人們尤其是與生物科學相關的各界人士關注的熱點，而帕特爾教授的評論，提示我們這一熱點事件富含著培養學生生物科學素養的價值。
首先，教師可以充分利用這一事件培養學生的創新精神和創新能力。創新是一個民族的靈魂，創新精神和能力也是生物科學素養中至關重要的一個部分。圍繞這一事件，我們不僅要向學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注他們在技術和方法上的創新之舉，要讓學生深刻理解創新對于科學發現的重要意義。RNA剪接體的結構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造性地運用了冷凍電鏡技術，并運用了新的計算方法才最終得到了科學的結果。也許，同學們并不能理解這些技術的原理，但同學們一定要有勇于創新的意識。同時，我們要讓學生對創新有一個正確的理解，創新并不一定就是“無中生有”，如上文提到的冷凍電鏡技術已經產生了幾十年了，施一公教授的團隊是創造性地運用了冷凍電鏡的最前沿技術。因此，教師要讓學生認識到創新可能是一種技術的改良，可能是一種新方法的運用。只要我們勤于思考，在科學的基礎上勇于革新，創新并不是遙不可及的。對于學生來說，只有增強了他們對創新的理解，創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。施一公教授帶領的研究團隊同樣值得我們的學生去關注。這個研究團隊非常年輕，但是，他們用他們的智慧和努力創造了驚人的業績，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學生學習相關知識的興趣和信心、促進學生掌握相關知識是大有益處的。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。但與這個過程相關聯的真核基因與原核基因在結構上的區別、外顯子和內含子、基因的轉錄和翻譯、基因表達的調控等知識是在高中階段需要學生了解甚至掌握的。教師可以在適當的時機給同學們介紹這一熱點事件及其有關背景，便會很順利地為教學創造一個有利于學生學習的情境，學生的學習和探究就能更加投入和主動，這顯然有利于學生對相關知識的學習。
當然，與學科密切相關的熱點事件是層出不窮的。生物教師應該持續地關注這類事件，并積極探索其在培養學生生物科學素養方面的應用價值，為順利完成高中生物課程的核心任務做出自己的努力。
[參 考 文 獻]
[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.
[2]劉恩山.中學生物學教學論[M].北京：高等教育出版社，2003.
我覺得要想使學生具備一定的生物科學素養，首先要學習和掌握一些必備的生物學知識 。如果我們不懂得自身的結構和生理特征，就不可能有效地提高學習和工作效率，也不可能養成良好的衛生習慣，不能健康的生活；如果沒有遺傳和變異的基礎知識，何談優生優育、怎麼讓農作物能高產和優產；如果沒有植物、動物學方面的基礎知識，怎能理解保護生態平衡的意義、提高全民的環保的意識，如何能創建人與自然的和諧發展。因此教師在教學中要轉變角色，要充分調動學生學習的積極性和主動性，充分利用掛圖、實物、模型、多媒體等直觀教具來提高學生學習生物學的興趣，同時應注重與生活實際相聯系、注重學生的親身體驗。如在講傳染病時，可通過學生親訴發病過程引出課題，讓學生逐步理解傳染病的途徑和危害，從而有效地防止傳染病的發生。通過學習使學生明確認識傳染病預防的重要性，養成良好的衛生習慣。然后再以愛滋病為例，提供給學生一些愛滋病的資料，讓學生充分認識到愛滋病對人類健康的危害以及預防的重要性和緊迫性。通過學生的討論能夠使學生正確對待愛滋病病人，不是遠離而是關心和幫助他們的生活，關懷他們的情感，收到了很好的教育效果，學生只有掌握了必要的生物學知識，才會提高自身的生物科學素養、才會學以致用。
其次，良好生物科學素養的形成，還要注意培養學生良好的科學品質、科學態度和科學精神。教材中設置了課外閱讀欄目其中有關于“科學家的故事”。這一欄目旨在反映科學發展的過程，幫助學生認識科學的歷史和本質。在教學中教師可以引入一些對人類有卓越貢獻的偉大科學家勤奮求實的故事，讓學生懂得要想做到事業有成就，必須具備頑強刻苦的精神和驚人的毅力。其中袁隆平院士搞雜交水稻育種獲得巨大成功，便是有利的證明，成為唯一被聯合國科教文組織授予教學獎的中國人。
此外，在教學中教師應使學生成為教學的主體，多給學生提供參與的機會和實踐的機會，培養學生的創新精神和獨立解決問題的能力。生物學本身就是一門實驗性很強的學科，各種生命現象和生命活動規律，主要是通過觀察、實驗來獲得的。如在學習“兩棲動物的生殖和發育”時，可提前讓學生采集蛙的受精卵，再觀察記錄受精卵孵化成蝌蚪，發育成青蛙的過程，并查閱有關資料共同探討，分別寫出研究報告。以這種方式為作業形式，可以教會學生觀察、實驗、動手操作，讓學生們可以學會合作、學會面對陌生領域，自己去收集資料，自己尋求答案，去創造奇跡，以體驗成功的愉悅。
良好素養的形成，還需要形成正確的科學觀。而科學觀的核心是辯證唯物主義世界觀。1.唯物的觀點。一切生命和生命現象都有其物質基礎：生命起源的物質性――C、H、O、N、S、P等元素組成了核酸、蛋白質等化合物，這些化合物構成了生物體結構和功能的基本單位――細胞；生命現象的物質性 ――生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的解釋。2.辯證統一的觀點。生物有明顯區別于非生物的基本特征，但一切生命均由非生物界中的普通元素組成，且與非生物界進行著物質和能量的交換；生物體結構和功能的統一性――這是生命科學最基本的觀點之一。生命活動的辯證統一――同化作用和異化作用 ，光合作用與呼吸作用，遺傳與變異，生長與衰老等，正是在這一系列的矛盾、對立中，生命及生命活動才有了其完美的、和諧的統一；生物之間及生物與環境之間的辯證統一――生物與生物之間、生物與環境之間進行著生存斗爭，而生存著的生物均在一定程度上適應了環境，正是這種既斗爭又統一的各種復雜關系，構成了生態系統，建立了動態平衡。3.動態、變化、發展的觀點。組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。細胞和生物個體是動態、變化的――他們都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程；細胞和生物個體的結構與生理、生物和環境的關系等也是動態、變化、發展的。
關鍵詞: 高中生物 遺傳與進化 STS教育
自20世紀80年代以來,STS的理念和教育模式作為科學教育領域內的一種新的嘗試得到了世界眾多國家的認同,成為世界科學教育改革的一個重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科學、技術和社會)的英文縮寫,是研究科學、技術與社會的相互關系,以及科學技術服務于社會生產、生活及發展的科學教育思想,它要求學生懂得科學知識的應用,知道科學技術與社會之間的相互影響和作用,培養學生關注社會的意識,并能以正確的價值觀和方法解決科技發展所帶來的社會問題。
《普通高中生物課程標準(實驗)》在課程性質部分明確指出:“高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物學素養。尤其是發展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀。”
“遺傳與進化”是高中生物必修模塊,它是生物學的一個基礎和核心內容,也是生物科學與社會、個人生活關系最密切的領域,在本部分內容里包含遺傳的細胞基礎、分子基礎、遺傳的基本規律、生物的變異、人類遺傳病、生物的進化六部分,該模塊主要從細胞水平和分子水平闡述生命的延續性及生物進化的過程和原因。本文以該模塊為切入點,對STS教育在生物學中的滲透進行探討。
一、系統化生物學知識,在教學中貫穿STS教育
生物具有嚴整的結構,通過代謝表現為生長、繁殖等生命現象,具有應激性,能夠適應并影響環境,因此生物學的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有著一定關聯。在教學中,教師應心中有STS理念,在有意識地引導學生在學習生物學知識、技能的同時,建立起生物科技與社會的教育觀念。
例如:學習細胞分裂知識后,分析細胞分裂中DNA、染色體變化規律,推導DNA與生物的遺傳相關,通過“Avery實驗、噬菌體侵染細菌實驗”證明“DNA是主要的遺傳物質”,繼續追問思考:作為遺傳物質應該具備什么條件?為什么DNA可以作為遺傳物質?通過了解沃森和克里克成功的奧秘引出DNA結構、功能、中心法則這些遺傳學的基本知識,由此引導學生關注:人類基因組計劃、中國超級雜交水稻基因組計劃、親子鑒定、基因診斷與治療、生物技術制藥和研制疫苗、艾滋病病毒的遺傳機理、基因工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、轉基因食品、害蟲和病原體抗藥性形成、干細胞的應用、克隆技術、人體器官移植、組織培養、朊病毒等,這些都是極好的STS教育素材,教師只要隨心巧用,必可達到良好的STS教育效果。
可遺傳的變異為生物的進化提供選擇的材料,在生存斗爭過程中適者生存,不適者淘汰,有利變異不斷積累和加強,推進了生物的進化,學生沿著達爾文的思路,能了解達爾文的自然選擇學說模型,教師提示學生達爾文進化學說的局限,能激發學生深入探究了解現代生物進化學說。不同的物種之間,生物和環境之間,在相互影響中不斷進化和發展,即共同進化。至此,又很自然地把生物與環境的相關知識水到渠成的聯系起來,在生物與環境里,生物性污染、生物凈化、生物資源合理利用、綠色消費等又是滲透STS教育的良好素材。
以上的知識梳理只是一個示例,在任何一個模塊的學習中,任何一個生物學的基本概念和規律的拓展,均可以作為主線將STS生物學知識框架建構。教師心中應有生物整體的概念,善于從不同角度把STS教育落實于生物教學實踐中。
二、穿插應用生物科學史,滲透STS教育
生物科學史是一部科學發展的歷史,它揭示了人類生命科學的發展規律,蘊含著豐富的STS教育材料。如孟德爾、摩爾根在經典遺傳學上的貢獻、我國首次人工合成結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸、袁隆平兩系雜交水稻法、DNA雙螺旋結構提出、《寂靜的春天》帶來的環保革命等,生物科學史為我們展示了生物科學事實、概念、原理、方法,以及技術發明的歷史背景、發展歷程、現實應用,對于學生深入了解生物學原理、生物學實驗設計的基本思路、掌握科學研究的一般方法,提供了極好的范例,同時,從生命科學的發展史來看,每一項成就的獲得無一不是生物學家們不斷思考、不斷探索,甚至是不斷失敗后反復實驗而獲得的成功,因此生物科學史在教學中的融合,既有助于學生理解知識和概念,培養科學思維,形成良好的知識結構,理解科學研究方法,掌握生物科學概念原理,又有利于培養學生科學態度和形成正確的價值觀。
例如,“基因的分離定律”可以采用以下教學步驟:(1)問題引導,設疑激趣:簡單解釋“融合遺傳”的觀點,預測孟德爾豌豆雜交實驗F1會是什么樣顏色?實際結果F1紫色,與“融合理論”不符合,怎么解釋?(2)設問:在孟德爾豌豆雜交實驗里為什么F1全是高莖?矮莖消失了嗎?F2為什么會出現3∶1這樣的結果?是偶然的嗎?怎么解釋孟德爾的發現?(3)帶著疑問,引導學生思考孟德爾對該實驗現象的解釋;它與“融合理論”的本質區別是什么?孟德爾的解釋是否合理呢?怎么檢驗它的正確性?(4)介紹“假說―演繹法”,指導學生繪制一對相對性狀的遺傳圖解,理解測交實驗過程,預測測交實驗結果,領悟“假說―演繹法”在科學實驗研究中的價值。(5)師生共同歸納總結孟德爾基因分離定律的實質,并組織模擬性狀分離比實驗,體會模型意義。(6)介紹孟德爾定律在生產實踐上的應用。通過設疑探究模擬孟德爾關于基因分離定律的過程,再現生物學家的實驗設計和操作,讓學生親身體驗和感受科學探究過程,學生能夠較好理解基因的分離定律實質,理解“生物―技術―社會”之間的關系,并對“觀察、發現問題―分析問題、假設―實驗設計、驗證―歸納總結”的一般研究過程有了真實的體驗,實現知識(分離定律)、技能(科學研究方法)目標的達成。
三、情境創設、課堂引導,落實STS教育
建構主義觀點認為:知識是從情境和活動中來的,學習是在真實的活動和社會性的互動里發生的,情境教學是教學研究中的一個重要問題,所謂“情境教學”,就是“從情與境、情與辭、情與理,情與全面發展的辯證關系出發,創設典型的場景,激起兒童熱烈的情緒,把情感活動和認識活動結合起來,所創建的一種教學模式”,即“情境教學”指的是教師人為“創設”的情境中所進行的教學。[1]創設情境的目的或激發學習興趣,或啟迪思維,總的來說是為實現有效的教學服務,因此創設恰當的教學情境,開展STS教育活動,是生物教師的基本素質和能力體現。如學習“性別決定和伴性遺傳”的內容時,我先給學生展示一位男明星和一位女明星的照片,設問:人都是由受精卵發育而來,為什么有的發育成雄性,有點發育成雌性?再講述“色盲的發現”“月亮的女兒”的故事,提問:色盲和白化病的患病人群有什么不同?為什么會出現這樣的情形呢?面對可能出現的不同的遺傳病,如果你是一個遺傳咨詢師,你怎么給一個懷孕的母親進行遺傳咨詢?在這樣創設的提問情境,學生產生了價值取向,注意力集中,認真思考,為相關知識的學習做好了準備。隨著一個個問題的解決,學生較好掌握了知識,同時在假設的情景里應用所學習知識分析問題,解決問題,“科學、技術、社會”的意識也自然地融入在教學活動中。
四、活動延伸,課外拓展STS教育
課堂教學的時間是有限的,因此教師在做好課堂教學的活動的同時,應充分組織學生圍繞與生物學有關的科學、技術及社會問題開展以學生為主體,以實踐性、趣味性為主要特征的活動課,對生物學課堂教予以必要延伸和拓展補充。如舉辦“基因工程和轉基因技術”“克隆技術與人類未來”“人類基因組計劃”等專題講座,進行“生物與人類未來”“環境污染”“健康與生命”“健康與營養”等專題調查,推薦適合中學生的科普讀物,收集報刊雜志上最新科技發展動態,開展閱讀競賽活動,進行小制作、小發明、小實驗等豐富多彩的活動。學生通過活動的參與,能鞏固已學的生物學知識,學和合作與分享,認識體會生物學科學的重要性,養成關注與生物學有關的社會問題的習慣,自覺運用生物學的相關知識解決人類面臨的社會問題。
當今世界,生命科學日新月異,生物工程、克隆技術、轉基因技術、人類基因組計劃的研究在環境保護、醫藥生產和疾病預治等方面發揮巨大作用的背景下,在新課程理念的指導下,生物教學與STS教育相結合,把知識與應用、科技進步與社會發展,價值觀與關注社會的理念融于教學過程中,能使生物教學的內容更趨于完整。教師應立足于社會生活中的實際情況和問題,利用好教材,使學生能夠積極思考,理解生物科學與技術在社會中的作用及反作用,作出判斷和決策,主動學習,尋求當今社會發展中的生物科學、技術運用的最佳方案,培養科學的價值觀,具有對社會問題進行預測、判斷、決策和解決的能力,使生物學科教學真正著眼于每個學生的全面發展和終身發展的需要,真正全面提高學生的生物科學素養。
參考文獻:
關鍵詞 生物；教育價值
一、生物學科的教育價值
就生物學科來說，社會需要體現在中學生物學科設置和生物學科教學總體要求上。目前的生物學科教學大綱中，生物學科教育的社會需要尚未充分體現，主要原因是其能力目標、技能目標、德育目標等太過原則、籠統，而知識目標過分強調系統、嚴密。從中學生物教學具體情況而言，生物學科的教育目標應放在人與自然的開放系統中，從生物科學自身發展、生物科學對社會發展的巨大貢獻，以及社會與自然和諧發展等角度，提出體現當代社會需要的生物學科教育的知識、能力、技能、德育等目標。而生物學科教育的個體需要來自于個體生存與發展的內在需求。這種內在需求對生物學科教材和教學方法，提出了挑戰。只有當中學生物學科的教育誘發了學生對自然的好奇心，激發了探究的興趣和欲望，習得了分析解決有關問題的能力，這種內在需求才是持久的，才能激發出無盡的學習力量。
二、生物學科教育價值的實現
作為中學教育第一線的教師，我們不能左右生物學科在中學課程體系中的設置及教學總體要求，但我們可以通過生物學科教育價值的整合，在基礎知識、基本能力教育培養的基礎上，通過生物學科教育的改革實踐，在充分實現生物學科教育價值上有所作為。
1.小課堂、大自然、大社會
讓生物課的課堂成為“小課堂、大自然、大社會”是生物學科實現其教育價值的基礎。一本生物教材的信息量是有限的，且很多信息是滯后的，其知識相對也是基礎的。教材不經教師精心處理，教法、教學模式不經教師精心設計，不把教與學的知識、內容融入自然、融入社會，不把運動的、變化的、活生生的生命及生命現象，盡可能多地直接或間接地呈現給學生，讓學生“觸摸”，生物課將不是真正意義的生物課，其本身亦將缺乏生命力。
因此，在生物課堂教學過程中，我們要重視以下幾個問題： （1）精心設計好教學媒體的應用，盡可能多地給學生呈現實物、標本、模型，充分運用現代教育媒體，尤其是電視、錄像、影碟、多媒體電腦等。
（2）讓書面教材無法承載的或是變化、發展了的有關生物科學知識，以及與生命科學有關的自然、社會知識、材料經過精心篩選后再進入課堂。如細胞學說的創立史、哈維和血液循環理論、 克里克和沃森與DNA雙螺旋結構、達爾文和進化論、卡爾文和光合作用、關注海洋、克隆羊、DNA重組技術、保護臭氧層、無磷洗衣粉推廣、控制“白色污染”、赤潮成因及防治等等。
（3）以各種生物興趣活動、社會實踐等形式，讓學生到大自然、到大社會中去觀察、調查、實驗，從愛護一草一木，飼養小動物到參與生物科技活動，使其體驗到生物科學知識、技能之于人、自然、社會的價值。
2.培養生物學科基本觀點
生物科學中，有許多樸實而又博大的基本觀點。這些基本觀點不僅對學好生物學有非常關鍵的作用，而且能對學習者的求知、生活、做人等都有指導價值。教師必須充分地利用每項生物教學活動，讓學生在學習過程中，逐步明確、認同、確立這些基本觀點。
（1）唯物的觀點。一切生命和生命現象都有其物質基礎：生命起源的物質性――最初的生命是由非生命物質在極其漫長的時間內，經過極其復雜的化學進化過程演變而成的。生命的物質性――C、H、O、N、S、P等元素組成了核酸、蛋白質等化合物，這些化合物構成了生物體結構和功能的基本單位――細胞。生命現象的物質性――生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的解釋。
（2）辯證統一的觀點。自然界、生命、生命現象是相互聯系、相互制約、辯證統一的：生物界和非生物界的統一性――生物有明顯區別于非生物的基本特征，但一切生命均由非生物界中的普通元素組成，且與非生物界進行著物質和能量的交換。細胞和生物體自身結構的統一性――這些自身結構各有其結構和功能的特點，但同時又相互聯系組成一個統一的整體。生物體結構和功能的統一性――這是生命科學最基本的觀點之一。
（3）動態、變化、發展的觀點。組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。生物的組成物質是動態變化的――生物體的新陳代謝使生物體每時每刻進行著新舊更換。細胞和生物個體是動態、變化的――他們都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程。細胞和生物個體的結構與生理、生物和環境的關系等也是動態、變化、發展的。
3.培養創造性思維
創造性思維是創造力的核心，它是指改組已有知識、經驗，從而產生新穎的、具有社會價值的成果的思維。其特征是具有高度的主動性與積極性、獨特性與求異性、流暢性與變通性、抽象性與形象性的統一，邏輯性與非邏輯性的統一。結合這些特征及生物學科教學的特點，我們可以建立培養學生創造性思維的有效途徑和方法。
（1）充分重視教師主導、學生主體的思想，努力實現課堂教學民主。課堂教學民主是師生共創的，符合“主導主體”思想，存在于課堂教學中的師生間的平等、互助、參與、進步的“精神民主”。讓學生有足夠的時間、空間去主動思考、質疑：這個生物學概念是否準確、完整，有無例外？這個生物學實驗的設計是否科學、有什么干擾因素？該觀察結果、生命活動或生理現象如何從本質上作出規律性的解釋？等等。
關鍵詞：生命力；創造思維；價值觀；培養
中圖分類號：G630 文獻標識碼：A 文章編號：1003-2851（2012）-12-0108-01
作為普通的生物教師，我們不能左右生物學科在中學課程體系中的設置及教學總體要求，但我們可以通過生物學科教育價值的整合，在基礎知識、基本能力教育培養的基礎上，通過生物學科教育的改革實踐，在充分實現生物學科教育價值上有所作為。
一、讓課堂、自然和社會融為一體
在生物教學中，教師要精心處理教材，對教法、教學模式更要精心設計，要把教與學的知識、內容融入自然、融入社會，要把運動的、變化的、活生生的生命及生命現象盡可能多地直接或間接地呈現給學生，讓學生真正“觸摸”，讓生物課永遠富有較強的生命力。
1.精心設計好教學媒體的應用，盡可能多地給學生呈現實物、標本、模型，充分運用現代教育媒體，尤其是電視、錄像、影碟、多媒體電腦等。它可恰當地呈現大到生態系統，小到生物分子結構的圖像，也可以把復雜的或微觀的生理活動、生命現象簡潔地、直觀地表現出來，讓課堂更活起來，更有生命力，更富想象力。
2.生物教師要把書面教材無法承載和變化、發展了的有關生物科學知識，以及與生命科學有關的自然、社會知識、材料經過精心篩選后及時引入課堂。如細胞學說的創立史、達爾文和進化論、關注海洋、克隆技術、DNA重組技術、保護臭氧層、控制“白色污染”、赤潮成因及防治等等。
3.以各種生物興趣活動、社會實踐等形式，讓學生到大自然、到大社會中去觀察、調查、實驗，從愛護一草一木，飼養小動物到參與生物科技活動，讓其體驗到生物科學知識、技能之于人、自然、社會的價值。
二、培養生物學科基本觀點
生物科學中，有許多樸實而又博大的基本觀點，不僅對學好生物學有非常關鍵的作用，而且能對學習者的求知、生活、做人等都有指導價值。
1.唯物的觀點。一切生命和生命現象都有其物質基礎：生命起源的物質性——最初的生命是由非生命物質在極其漫長的時間內，經過極其復雜的化學進化過程演變而成的。如生命現象的物質性——生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的解釋。
2.辯證統一的觀點。自然界、生命、生命現象是相互聯系、相互制約、辯證統一的。如生物界和非生物界的統一性——生物有明顯區別于非生物的基本特征，但一切生命均由非生物界中的普通元素組成，且與非生物界進行著物質和能量的交換；生物之間及生物與環境之間的辯證統一——生物與生物之間、生物與環境之間進行著生存斗爭，而生存著的生物均在一定程度上適應了環境，正是這種既斗爭又統一的各種復雜關系，構成了生態系統，建立了動態平衡。
3.動態、變化、發展的觀點。組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。如細胞和生物個體都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程；細胞和生物個體的結構與生理、生物和環境的關系等也是動態、變化、發展的。
三、培養學生的創造性思維
創造性思維是創造力的核心，它是指改組已有知識、經驗，從而產生新穎的、具有社會價值的成果的思維。結合這些特征及生物學科教學的特點，我們可以建立培養學生創造性思維的有效途徑和方法。
1.激發學生主動聯想，培養學生創新思維方法。聯想是由所感知或所想的事物想起相關的事物的思維活動，聯想雖然并不能直接產生有創新價值的新的形象，但它卻為能夠產生新形象的想象思維活動提供一定的基礎，通過自由想象可探索各種解決問題的方案，通過強制聯想可找到實現預期目標的途徑。
2.充分重視教師主導、學生主體的思想，努力實現課堂教學民主。生物教師要創設出一種民主、和諧、開放的課堂氣氛，積極調動學生學習的積極性、主動性，讓學生大膽地思考、質疑和創新。
3.加強觀察、實驗和實踐活動。生物科學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。在生物教學過程中，我們須十分重視課內外的觀察、實驗教學和實踐活動，結合教材內容和教材有關觀察、實驗和實踐活動，師生共同設計、開展驗證性實驗、探索性實驗、平行 實驗、反向實驗及有關生物科技活動，讓學生學習如何去有意、有效、有發現地觀察，如何規范、科學、有創造性地進行實驗和實踐活動，學會完整科學地設計實驗、分析實驗結果，并積極開展思維活動，培養創新能力。
四、培養學生科學的價值觀
1.結合教學內容，向學生介紹生物科學的發展對人類逐步正確地了解自然、了解自己、了解生命，改善人類生活質量，促進人與自然和諧發展等方面的重要作用，激發學生熱愛生物科學，乃至獻身生物科學事業的決心和精神動力。
2.在達成認知、技能目標的同時，重視情感目標的達成和人文精神的培養，讓學生更富于愛心，關心他人，熱愛生命，關愛自然，樂于為社會服務。
3.重視生物學科教育社會目標的達成。教學過程中，我們可以引入關于價值觀的社會爭執、科學的倫理道德等問題，如人口控制、安樂死、庫、克隆羊等問題，從而引發討論和價值判斷。
關鍵詞：生物信息學 遺傳學 教學方法 教學內容
遺傳學（Genetics）是研究自然界中生物的遺傳和變異規律的科學，是生命科學領域中最為重要和基礎的學科之一。它也是生物科學中一門最具活力，發展最迅速的理論科學，又是一門緊密聯系生產實際的基礎應用科學，對探索生命起源和本質，推動整個生物科學的發展起著巨大的作用。因此，遺傳學作為生命科學相關專業的一門重要主干課程，在教學中起著舉足輕重的作用。
一、生物信息學專業開設遺傳學的必要性
20世紀80年代末，由分子生物學、計算機科學以及信息技術等學科的交叉和結合產生了生物信息學（Bioinformatics），它是基于分子生物學與多種學科交叉，以計算機為工具對生物相關信息進行儲存、檢索和分析的科學，是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一。近20年，特別是隨著人類基因組計劃（human genome project，HGP）不斷拓進，生物信息學作為跨越和融合生命科學與信息技術的新興學科已成為生命科學核心領域和最具活力的前沿領域之一。生物信息學專業應運而生。國內單獨設立生物信息學本科專業的高校較少，且普遍較晚。
遺傳學與生物信息學兩個學科之間關系密切。有國內學者利用美國《科學引文索引》（SCI）數據庫web of science，運用文獻計量學方法對8種權威生物信息學期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上傳至wed of science的全部文獻進行統計及分析。對施引文獻按跨學科強度排列的結果顯示，遺傳學及基因與生物信息學跨學科文章發表量居第二位，僅次于生物化學與分子生物學。這說明，生物信息學與遺傳學直接的跨學科研究較多，二者交叉學科的發展關系密切。因此，生物信息學專業開設《遺傳學》課程十分必要。
二、遺傳學教學中存在的問題
多年來，不同專業的《遺傳學》課程的教學過程中涌現出一些共性問題，這些問題在生物信息學本科專業的教學過程中也存在。一是，學科拓展深化與課時壓縮之間的矛盾。隨著遺傳學研究范疇的不斷拓展，新的學科分支相繼涌現，信息量逐步擴增，待教授內容逐漸增加且顯得零散。但隨著大學素質教育改革的進行，更多新的選修課、實驗課被引入，遺傳學理論課時被壓縮，課時減少與內容增多的矛盾日益突顯。二是，遺傳學與其他課程教學內容設置與組織易重復。學科交叉為科研工作提供源源不斷的動力，但在教學工作中學科滲透也造成教學內容重疊，基礎和關緊技術重復教學的問題。例如，分子遺傳學是遺傳學重要組成部分，是目前遺傳學研究的重點和熱點，與生物信息學關系最為緊密，它包括的遺傳物質的本質，基因的調控，基因重組等內容也在基因工程、分子生物學、細胞學等課程中作為講授重點。如何利用有限的理論課時，合理安排教學內容，提高教學效率值得思考。
與此同時，生物信息學作為比較新的本科專業，開設各課程之間的銜接問題也比較突出。生物信息學專業的學生在大二開始全面生命科學和信息技術相關程學習。在理論知識在實際中如何應用缺乏概念，學生達不到共鳴，這也是生物信息學專業低年級學生面臨的通病。遺傳學課程安排在大學二年級上學期講授，對于剛剛接觸專業課程的學生而言本來就陌生，而且信息技術和生命科學相關課程獨立講授，二者貌似是兩條平行線，怎樣相交碰撞出火花，對于學生來說很難結合，必須由任課老師在授課過程中充分引導。傳統的《遺傳學》課程教學注重以雜交分析為主的經典遺傳學理論的講解，很大篇幅集中在三大定律（分離定律、自由組合定律以及連鎖和互換定律）的教授上。遺傳學課程教學重點集中在經典遺傳學定律，經典案例跟不上學科發展。這個問題已經被一線教育工作者認知。
綜上，由于學科本身發展迅速，涵蓋知識范圍越來越廣，課時壓縮等原因，容易讓學生在學習過程中對該課程產生“內容太發散”“課時進程快”“知識跨越大”等認識，不利于課程的學習。由此可能造成，內容廣泛且繁雜“抽象且深奧”枯燥無味，容易讓學生覺得難或者枯燥。學生學習主動性不高。因此，在教學實踐中，針對不同專業性質和培養目標存在的差異，不同專業《遺傳學》課程教學應在知識體系、內容側重點、教學方法等方面在各專業間有所區分。特別是生物信息學這種學科交叉性強的專業，如何實施該專業本科生遺傳學的教學，以達到即符合本科教學難易程度的要求，又被大多數同學接受，同時能符合生物信息學學科自身特點，需要在教學過程中逐步的探索與實踐。本文將結合資深授課教師經驗及筆者生物信息學本科專業《遺傳學》教學經歷對這一問題進行闡述。
三、教學過程中的探討與實踐
1.制定具有專業特色的教學內容
（1）優化教學內容，關注專業需求
生物信息學專業的課程教學中，遺傳學相關知識是需要講授的重點。傳統遺傳學課程教學將重點內容集中于經典遺傳學定律及其相關知識的講授，其優點在于能夠幫助學生打牢遺傳學知識基礎，缺點在于教學內容過于單一，沒有包含遺傳學重要分支的最新知識，無法與當前的研究熱點聯系起來，學生學習興趣不高。隨著國際遺傳學研究的深入，分子遺傳學和群體遺傳學得到長足發展，極大地豐富了遺傳學的知識體系。為了緊跟國際研究前沿，國內許多高校對遺傳學課程進行了教學改革，在經典遺傳學教學的基礎上，紛紛加入了分子和群體遺傳學的教學內容，為后續開展更深入的專業研究和學習奠定了良好的知識基礎。為了幫助學生對遺傳學知識體系形成全面而系統的認識，結合生物信息學專業特點，在教學設計時借鑒了以“遺傳信息”為主線的教學思想，教學內容涵蓋了“經典”“分子”和“群體”三類主體遺傳學內容。在現實教學中，受遺傳學課時限制，對所有遺傳學知識點進行了梳理和必要的刪減，既把握三種遺傳學知識的內在聯系，做好各部分知識的教學銜接，同時注意區分三者的不同，突出教學重點，做到“主題鮮明，重點突出，點面結合，結構清晰”，使學生在掌握經典基礎理論知識的同時了解最新的遺傳學研究進展。
（2）生物信息學專業遺傳學課程與其他課程的銜接
遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學，以遺傳物質結構和功能為研究對象，是生命科學的主干。因此，與其他學科在內容上有交叉或重疊無法避免。同中求異，突出遺傳學的特色，是教學中值得研究的問題。遺傳物質的本質、染色體畸變、基因突變、遺傳調控等章節與微生物學、細胞生物學、生物化學內容重復較多，可以強調知識結構的完整性，淡化這些內容的分子結構和生化過程的講解。例如，結合孟德爾定律和摩爾根定律案例，著重從染色體和基因角度切入，增強遺傳學色彩，同時對其他課程起到提綱挈領的作用。
（3）結合生物信息學，引入最新研究成果，體現前沿性
在處理好學科銜接之后，還需要關注的就是內容與生物信息學的結合。學生在學習過程中，最想了解的莫過于，這門課程與我的專業有什么聯系？因此，在講授內容中加入生物信息學手段解決遺傳學問題的新成果既體現前沿性，又能提高遺傳學課程的專業針對性。教師平時要多注意積累教學素材，對于現階段比較熱點且與生物信息學相關的、應用性強的問題，要在課程基礎知識講授后，進行一定拓展。例如，在講授基因定位和遺傳圖繪制時，引入用EST進行基因定位及遺傳圖譜繪制等內容；在講到遺傳家譜時，引入通過對患病群體或家系進行外顯子組測序分析，對小家系孟德爾遺傳病的致病基因進行鑒別和定位的例子。通過引入生物信息學教學例子，不僅可以使學生加深對遺傳學知識的理解，還可幫助學生了解生物信息學最新進展，激發對后續生物信息學專業課程的學習興趣。
2.教學方法多樣化，提升學生學習興趣
遺傳學教學內容繁雜、理論性強，不易理解。為了提高教學效果，在教學模式上必須變“以教師為主體”為“以學生為主體”，注重采用靈活多樣的教學方法和手段，開展多媒體教學、案例教學和研討教學等，將傳統抽象、枯燥的說教式教學轉變為具體、生動的參與式教學，增強教與學的雙向互動。
（1）多媒體教學方式
計算機多媒體輔助教學改變了傳統的黑板加粉筆，以教師為中心灌輸式教學模式。多媒體通過實時可交互的多維動畫及圖像展示，可以增強教學內容的展示效果，提高課堂教學的信息量和容積率，提升學生學習興趣，加深對枯燥晦澀知識點的理解，提高教學效率。充分利用多媒體課件的超文本功能、交互功能、網絡功能的優勢，比如Holliday模型是分子水平上關于遺傳重組機制的重要模型，很好解釋了基因轉變現象。在講到Holliday模型時，為了讓學生直觀了解單鏈交換重接及分支移動后的Holliday交叉旋轉180度形成Holliday異構體的過程，采用了動畫、圖片、電子板書相結合的方式，很容易讓學生理解空間旋轉互換的過程，以及基因轉變產生的原因等較難理解的知識點，反響較好。此外，聲音、視頻、動畫、圖片等便于學生拆解枯燥內容。
（2）案例教學
案例教學是一種創新型的教學方式，主要通過開放課堂、增強互動，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。案例教學需要結合本課程的專業理論知識，著眼于達成課程教學目的，編寫和準備基于一定事實且具有一定場景的教學案例，這些教學案例要能夠啟發學生的思考，促進學生將從外部學習的知識吸收轉化內在的專業素養和能力。在教學實踐中，教學案例是“教”與“學”互動的橋梁和紐帶，使枯燥乏味的學習過程變得活潑有趣；“教”不是告訴學生怎么去做，而是啟發學生如何去思考，對學生針對案例問題提出的解決思路進行引導和評價，鼓勵學生創新性思考，找到最優的問題解決方法；“學”不是被動的接受，而是主動的思考和創造，通過與他人而不僅僅是老師進行互動和交流，加深對知識的理解，培養解決實際問題的能力。
案例教學的核心是精心設計教學案例，將知識內化在符合實際又富于想象的故事情景中，使得學生通過身臨其境將抽象的理論知識具體化，學會如何用概念性和原理性知識在實際工作和研究中解決問題，進而加深對特定原理和概念內涵的理解。在教學實踐中，先以典型案例提高學生興趣，把抽象的東西具體化，讓學生變被動接受為主動思考，激發學生的求知欲。注重培養學生創造力和解決問題的能力。通過案例的分析，深化學生對基本原理、基本概念的理解。案例教學能很好地啟發學生進行自主思考，對于理論性較強，比較枯燥的內容，通過案例式教學能激發學生學習興趣。所舉案例應具有針對性，要考慮案例產生的時間、背景和條件，要貼近生活，耳熟能詳，與時俱進。在處理問題的同時，獲取知識。進行案例教學過程中，要注重與學生的互動。圍繞教學目的，選擇合適案例，進行啟發式教學，調動學生參與性。教師不能一味平鋪直敘的講案例，還要注意學生的參與度。只有學生和教師共同參與，才能達到預期教學效果。
（3）以學生為主體的教學
以往課程中，往往針對經典類型習題進行講解，參考“標準答案”。在實際教學中發現，這樣往往造成學生思想禁錮，學科交融性不夠。特別是對于生物信息學專業的學生來說，傳統習題課或者討論課，沒有實用效果。習題課及討論課應注重實用性，關注遺傳學與生物信息學學科發展與融合，設置開放性答案，突出培養學生創新性的應用能力。
課堂教學不僅要“授業”，更要“傳道”，即培養學生如何學習和如何思維。根據教學內容和學生的認知水平，研究、討論、交流式的教學模式的引入，有助于調動學生積極性。采用專題自學，規定材料與學生自學有機的結合起來，開展研討，充分體現學生觀點。同時，教師只起到點評引導作用，能培養學生獲取信息、分析問題、創造性的解決問題的能力，有利于學生形成科研創新意識。教師如何正確引導是開展研討式教學的重點。首先，應明確課程在相關領域中的作用和地位，了解課程的教學內容，選擇課程中適合研討的內容，并將研究與討論貫穿教學的全過程。在選擇題目時，要考慮專業相關程度及考慮不同學生層次的需求，考慮學生個體間的差異，難度適宜。
四、結語
生物信息學本科專業遺傳學的教學，以孟德爾定律為基礎，分析遺傳物質的存在形式、傳遞、保存及變化，課程脈絡更加清晰，通過案例教學的等教學模式，激發興趣，并有利于與后續課程連接，在實踐教學中體現了比較好的教學效果。因為生物信息學專業的需求與傳統生物專業有差異，教學內容側重點不同這給教師備課增加了難度。同時，在期末考核時，由于講授側重點不同，考試側重點也應有所區別，在師資允許的前提下，引入小班教學，有利于教學側重點突出。后續課程如果設置分子遺傳學，將使知識體系更加完整。
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莊小威今年5月荻選美國科學院院士，由此刷新了最年輕美國科學院華人院士的紀錄。她出身中科大少年班，15歲進入大學，但是這位天才認為自己在中國接受的教育中創造力是個空白：“我在讀大學時沒有創造力，到了伯克利才慢慢改變，開始批判性地閱讀和懷疑性地閱讀。”
“有人說你像紅樓夢里的史湘云，你怎么看?”
“你是如何平衡妻子母親女兒科學家這幾個身份的?”
場下“粉絲”的這些問題，讓人絕不會想到，這是一個科學講座的現場。
這場主題為《從物理到生物》的報告，是北京大學“大學堂頂尖學者講學計劃”的—部分。主講人莊小威成為入選該計劃的第二位學者。一個多月前，諾貝爾物理學獎得主崔琦作為首位入選者開啟了這一講學計劃。
“頂尖學者”莊小威實至名歸：今年5月她獲選美國科學院院士，由此刷新了最年輕美國科學院華人院士的紀錄。在這—名單中，被她甩在身后的不乏聲名如雷貫耳的名家，包括華人諾貝爾獎得主楊振寧、李政道、丁肇中等人。在此次北大報告現場，莊小威受追捧之熱烈，甚至超過崔琦。
盡管莊小威的形象早已多次出現在熒屏報端，但當她來到現場，這位年輕的女科學家還是引來觀眾不約而同的驚呼。
驚呼的原因不難理解：明眸皓齒，話語輕陜，看起來比她40歲的年紀還要年輕不少，這與人們印象中的科學家形象并不相符，儼然一位鄰家姐姐。
但在演講中，她還是顯現出了大多數科學工作者的特質。她反復說道：“我不愿意做演講，因為演講不像物理那樣有著嚴密的邏輯。”
對朱棣文的建議說“why not”
莊小威開始引起國內媒體的廣泛關注，大約是在6年前。那年，34歲的莊小威成為哈佛大學化學與化學生物、物理學雙聘教授，并隨后在哈佛大學建立了以自己名字命名的單分子生物物理實驗室。
事實上，莊小威在圈內成名更早。2004年，美國著名的《科技評論》評選出在納米技術、計算機與通信及生物技術領域從事前沿技術研究的、年齡在35歲以下的100名青年創新者，莊小威名列其中。2003年，31歲時，莊小威獲得麥克阿瑟“天才獎”，她是第—位獲此榮譽的華人女科學家。
北京大學生命科學學院院長饒毅告訴《瞭望東方周刊》：“莊小威的科學成就有目共睹。如果說她是杰出的華人女科學家之一，不會有很大爭論。”
莊小威的主要研究內容是用現代成像研究生物學問題。她最知名的研究成果是曾拍攝到單一枚感冒病毒如何影響一枚細胞，這是首次有科學家記錄到這—過程。
為了實現這一目標，她將帶熒光的分子標記物附在病毒上。當用激光照射時，標記物發射出特殊的彩色光。借助超分辨率顯微鏡技術，就可以實現跟蹤拍攝。
莊小威能夠取得這樣的突破，得益于她跨學科的背景。
這位如今在生物學領域頗有建樹的學者，直到博士生學業結束時，一直聚焦物理領域。1987年，莊小威畢業于蘇州中學的科大少年班預備班；1991年，她獲得中國科學技術大學物理學學士；隨后，她赴美國加州大學伯克利分校深造，師從著名物理學家沈元壤，1997年獲物理學博士學位。
在科學網上，有網友認為，莊小威之所以從物理轉而研究生物，是因為“生物科學相對于數理化而言，還是一門非常初級的科學，容易出成果”。
莊小威對此的解釋是，這就是個偶然。博士后研究期間，她進入諾貝爾物理學獎獲得者朱棣文的實驗室。莊小威說想做點新東西，朱棣文問她要不做生物，“我就跟他說why not”。
科大少年班采取自由選課制度，莊小威的興趣都在數學、物理上，導致她沒有任何生物學基礎。研究開始時，她連DNA和RNA有什么區別都不知道。但她認為，“ignorance is bliss(無知者無畏)”。
無畏是莊小威性格的一部分。在美求學期間，一次，沈元壤受邀在某大會上做報告。因為臨時有事，沈元壤讓莊小威代勞。這位還在念書的女學生十分自信地走上講臺，后來效果不錯，會議還延長了十分鐘。
恰逢生物革命
從物理到生物，這個偶然的變更帶莊小威進入了一個完全不同的學術世界：“做生物研究有個做物理沒有的體驗。做物理研究，經常是自己提出問題，自己給出解答，沒多少人關心。做生物研究，不需要挖空心思去想新題目，有很多自然而然的東西，因為生物跟我們息息相關。而且大家都關心健康，因此比較容易產生社會共鳴。”莊小威告訴《瞭望東方周刊》。
值得注意的是，近年來獲評美國科學院院士的美籍華人科學家中，生物領域的研究者在各學科中占據多數。如在2012年的獲選者中，6位在美華裔學者的研究領域均與生物領域相關。前幾年人選的學者亦有不少在國內為公眾所知，如北京生命科學研究所所長王曉東等人。
饒毅說：“留學美國的中國人，研究生命科學領域的，最終留在學術界的人數比其他學科更多。”
觀察美國科研的整體狀況，這一現象不難理解。以2011年美國科學院院士評選為例，在72位新晉院士中，從事生物醫學領域研究的院士有20多位，在總數上占絕對優勢。
饒毅對此的解釋是，“因為美國投資生命科學的研究經費有可能多于數理化天地等學科研究經費的總和，美國做生命科學學術的人就比較多。”莊小威從另一個角度解釋了生物研究火熱的原因：“作為一門新興學科，生物研究比較吸引人才。”
在20世紀下半葉，生命科學成為發展速度最快的領域之一，“21世紀是生命科學的世紀”這一說法甚至進入了教科書。
