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[关键词] 生物素养；学科热点事件；屠呦呦；施一公
培养学生的生物科学素养是普通高中生物学教学重要的目标。我国现行的普通高中生物课程标准所描述的课程基本理念中明确提出，提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施的核心任务。因此，作为高中生物教师，应该充分利用各种课程资源，着力于提高学生的生物科学素养，合理挖掘当前与生命科学密切相关的热点事件，开展教学不失为一种有效的选择。
一、解读生物科学素养的主要内容
我国现行的《普通高中生物n程标准》指出：生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观，它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。1993年，美国生物科学课程研究所（简称BSCS）出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南，对生物学素养作了详尽的论述，并把它作为生物学课程的基本目的。BSCS认为，一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认识和理解，对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解与掌握，是生物学素养的基本要点。比较两者对生物科学素养的界定，虽然在表述上略有不同，但总的来说，两者对生物科学素养的认识是趋同的。概括地说，生物科学素养可以从知识、能力、情感态度和价值观三个维度来定义：在知识层面上，要求学生掌握基本的生物科学知识，能够用所学习的生物学知识理解或解释发生在身边的生物科学现象；在能力层面上，要求学生具有一定的生物科学探究和创新能力，具有将生物学知识用于解决实际问题的应用能力；在情感、态度、价值观层面上，要求学生形成正确的世界观和价值观，对生命现象和生物科学知识具有关注和探究的热情，对生物学技术及其他与生物学相关的问题具有正确的判断力，并且能根据自己的判断做出正确的抉择。
二、学科热点事件在培养学生生物科学素养中的作用
当今，随着信息传播手段的不断发展，人们获得各类信息的渠道增多，不少事情得到人们的关注而成为社会热点事件，这其中就有一些事件与生物学具有一定关联的，我们称之为学科热点事件。这类学科热点事件本身或者与事件相关的背景可能蕴涵着生物学的知识和原理，可能关系到生物学知识和技术的研究、发展和应用，也可能涉及对生物多样性、现代生物技术应用等方面的态度和价值判断。这就使得这些学科热点事件具备了成为有利于培养学生生物科学素养的课程资源的条件。
引导学生关注和探究这些学科热点事件，对于广大教师来说，也是培养学生的生物科学素养的应然之举。一方面，学生对于与生命科学有关的现象和事件的关注，乃至于愿意着力于对它们进行探索和研究，本身就是生物科学素养的一部分。2016年1月7日的《南方周末》发表的《核心素养：素质教育的新起点》一文中指出：现在的高中生中知道当红影视明星的学生要远多于知道屠呦呦的学生。此文提出，培养学生的核心素养需要用现实的情景及问题来激活教材知识，并借此将综合实践能力与情感、态度等加以整合；需要用人类最前沿的科普性知识，不时对“核心素养”予以淬炼和激活。另一方面，热点事件得到了社会层面较多的关注，在各种媒体中出现的频率也比较高，往往能够激发起学生去了解甚至去研究的兴趣。由于学科热点事件关联着学科的知识、技能和价值判断，只要老师引导得法，学生就有可能围绕这些热点事件有所疑、有所思、有所感、有所得，学生的生物科学素养就会在这个过程中得到有效的提高和发展。
一段时期以来，与生物科学相关的热点问题是很多的，笔者略举两个例子来说明其在培养学生的生物科学素养中的作用。
（一）屠呦呦研究员获得2015年诺贝尔医学和生理学奖
2015年，我国生物科学领域最引入注目的事情当属我国科学家屠呦呦与两位外国科学家分享了本年度诺贝尔医学和生理学奖，这是我国科学家因为在中国本土进行的科学研究而首次获诺贝尔科学奖。获奖消息传来，可谓举国沸腾，中国科学界多少年的诺贝尔科学奖的梦想这一刻终于成为了现实。笔者认为，我们每一位生物老师都应该在第一时间与同学们分享这份喜悦。同时，教师也需要挖掘这一事件在培养学生生物学科素养上的价值。
首先，教师应利用这一事件努力激发学生对生物科学的兴趣和热情。虽然学习及科学研究的本身并不是为了获奖，但获得诺贝尔科学奖毕竟代表了学界对科学家工作的充分肯定，是科学家本人以及他所代表的国家的一种无上的光荣。一个国家获得诺贝尔奖的多少，在很大程度上反映着这个国家科技创新能力的高低。我们国家在获得诺贝奖的道路上才刚刚起步，但我们有理由相信会有更多的诺贝尔奖花落中华大地。屠呦呦研究员获得诺贝尔医学和生理学奖，而在生物学领域还有无穷尽的未解之谜等待着人类去发现。21世纪正是“生命科学”获得巨大发展的世纪，“生命科学”发展的美好愿景一定能够吸引更多的同学关注或者投身于生物科学的研究中。因此，生物教师应该做好学生的领路人和宣传员。
其次，屠呦呦获得诺贝尔奖这一事件能够帮助学生形成正确的价值观。诺贝尔奖的颁奖词中提到，“屠呦呦发现了青蒿素，这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率”，“这三人的科研发现的全球影响及其对人类福祉的改善是无可估量的”。教师应该组织学生从这些颁奖词的角度去分析和讨论学习生物学知识以及进行有关生命科学研究的目的和价值取向。经过探讨，学生能够认识到学习知识、发展能力的重要性，力求用所学的生物学知识解决人们生产、生活中的实际问题。关注整个人类的生存和发展是学习生物学的根本目的，也是每一名学生立志要去实现的目标。屠呦呦研究员在解释当年她选择就读北京大学医学院药学系的原因时说：“药物是治疗疾病的主要手段，我认为只有生药学专业才最可能系统地探索中医药领域。”这段表述说明了屠呦呦年轻时候的志向和追求。显然，她获得诺贝尔奖与她所具有的正确的价值观是密不可分的。
这一事件在培养学生的科学创新意识和精神、引领学生理解生物科学探究历程和方法等方面都具有重要的作用。
（二）施一公教授带领的研究团队揭示剪接体结构及工作机理
在生物科技前沿领域，我国也有一些重大的发明和发现成为人们关注的热点。2015年8月，中国结构生物学家施一公教授带领的研究团队在《科学》周刊同时在线发表了两篇文章，揭示了剪接体的结构及工作原理。这是中国科学家在有关基因表达过程研究领域中的一项重大发现，清华大学为此项科研成果召开了新闻会。生物科学界很多科学家都认为这一发现是有望@得诺贝尔奖的成果。美国科学院院士、美国斯隆-凯特琳癌症研究中心教授丁绍・帕特尔说：“剪接体的结构是完完全全由中国科学家利用最先进的技术在中国本土完成的，这是中国生命科学发展的一个里程碑，它将影响并鼓励下一代青年人进入生命科学研究领域。”这一事件无疑是人们尤其是与生物科学相关的各界人士关注的热点，而帕特尔教授的评论，提示我们这一热点事件富含着培养学生生物科学素养的价值。
首先，教师可以充分利用这一事件培养学生的创新精神和创新能力。创新是一个民族的灵魂，创新精神和能力也是生物科学素养中至关重要的一个部分。围绕这一事件，我们不仅要向学生介绍施一公教授的团队研究的成果和意义，更重要的是要引导学生关注他们在技术和方法上的创新之举，要让学生深刻理解创新对于科学发现的重要意义。RNA剪接体的结构是长期困扰科学家的一个难题，而施一公教授的团队正是创造性地运用了冷冻电镜技术，并运用了新的计算方法才最终得到了科学的结果。也许，同学们并不能理解这些技术的原理，但同学们一定要有勇于创新的意识。同时，我们要让学生对创新有一个正确的理解，创新并不一定就是“无中生有”，如上文提到的冷冻电镜技术已经产生了几十年了，施一公教授的团队是创造性地运用了冷冻电镜的最前沿技术。因此，教师要让学生认识到创新可能是一种技术的改良，可能是一种新方法的运用。只要我们勤于思考，在科学的基础上勇于革新，创新并不是遥不可及的。对于学生来说，只有增强了他们对创新的理解，创新能力的提升才成为可能。
其次，教师也可以有意识地引导学生去关注施一公教授以及他的研究团队。在中国科学界，施一公教授无疑是一颗耀眼的明星。他那些丰硕的科学研究成果，他略带传奇色彩的求学和科研之路，他对生命科学研究的执着追求，他对中国科学研究及教育状况的真知灼见等，都可以成为学生去了解、研究和感悟的素材。在这个过程中，同学们可以更真切地理解科学的价值以及科学探究的过程和方法，这显然有益于提升学生的生物科学素养。施一公教授带领的研究团队同样值得我们的学生去关注。这个研究团队非常年轻，但是，他们用他们的智慧和努力创造了惊人的业绩，这也许更能激起学生向他们学习的热情和向他们靠近的激情和勇气。
再次，在学生对生物知识学习的层面上，这一热点事件对于激发学生学习相关知识的兴趣和信心、促进学生掌握相关知识是大有益处的。RNA剪接体是在真核生物基因表达过程中对前体RNA加工成成熟RNA过程中发挥其作用的。这个作用的机理，高中学生不必要知道。但与这个过程相关联的真核基因与原核基因在结构上的区别、外显子和内含子、基因的转录和翻译、基因表达的调控等知识是在高中阶段需要学生了解甚至掌握的。教师可以在适当的时机给同学们介绍这一热点事件及其有关背景，便会很顺利地为教学创造一个有利于学生学习的情境，学生的学习和探究就能更加投入和主动，这显然有利于学生对相关知识的学习。
当然，与学科密切相关的热点事件是层出不穷的。生物教师应该持续地关注这类事件，并积极探索其在培养学生生物科学素养方面的应用价值，为顺利完成高中生物课程的核心任务做出自己的努力。
[参 考 文 献]
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.
[2]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京：高等教育出版社，2003.
我觉得要想使学生具备一定的生物科学素养，首先要学习和掌握一些必备的生物学知识 。如果我们不懂得自身的结构和生理特征，就不可能有效地提高学习和工作效率，也不可能养成良好的卫生习惯，不能健康的生活；如果没有遗传和变异的基础知识，何谈优生优育、怎麽让农作物能高产和优产；如果没有植物、动物学方面的基础知识，怎能理解保护生态平衡的意义、提高全民的环保的意识，如何能创建人与自然的和谐发展。因此教师在教学中要转变角色，要充分调动学生学习的积极性和主动性，充分利用挂图、实物、模型、多媒体等直观教具来提高学生学习生物学的兴趣，同时应注重与生活实际相联系、注重学生的亲身体验。如在讲传染病时，可通过学生亲诉发病过程引出课题，让学生逐步理解传染病的途径和危害，从而有效地防止传染病的发生。通过学习使学生明确认识传染病预防的重要性，养成良好的卫生习惯。然后再以爱滋病为例，提供给学生一些爱滋病的资料，让学生充分认识到爱滋病对人类健康的危害以及预防的重要性和紧迫性。通过学生的讨论能够使学生正确对待爱滋病病人，不是远离而是关心和帮助他们的生活，关怀他们的情感，收到了很好的教育效果，学生只有掌握了必要的生物学知识，才会提高自身的生物科学素养、才会学以致用。
其次，良好生物科学素养的形成，还要注意培养学生良好的科学品质、科学态度和科学精神。教材中设置了课外阅读栏目其中有关于“科学家的故事”。这一栏目旨在反映科学发展的过程，帮助学生认识科学的历史和本质。在教学中教师可以引入一些对人类有卓越贡献的伟大科学家勤奋求实的故事，让学生懂得要想做到事业有成就，必须具备顽强刻苦的精神和惊人的毅力。其中袁隆平院士搞杂交水稻育种获得巨大成功，便是有利的证明，成为唯一被联合国科教文组织授予教学奖的中国人。
此外，在教学中教师应使学生成为教学的主体，多给学生提供参与的机会和实践的机会，培养学生的创新精神和独立解决问题的能力。生物学本身就是一门实验性很强的学科，各种生命现象和生命活动规律，主要是通过观察、实验来获得的。如在学习“两栖动物的生殖和发育”时，可提前让学生采集蛙的受精卵，再观察记录受精卵孵化成蝌蚪，发育成青蛙的过程，并查阅有关资料共同探讨，分别写出研究报告。以这种方式为作业形式，可以教会学生观察、实验、动手操作，让学生们可以学会合作、学会面对陌生领域，自己去收集资料，自己寻求答案，去创造奇迹，以体验成功的愉悦。
良好素养的形成，还需要形成正确的科学观。而科学观的核心是辩证唯物主义世界观。1.唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础：生命起源的物质性――C、H、O、N、S、P等元素组成了核酸、蛋白质等化合物，这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位――细胞；生命现象的物质性 ――生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。2.辩证统一的观点。生物有明显区别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组成，且与非生物界进行着物质和能量的交换；生物体结构和功能的统一性――这是生命科学最基本的观点之一。生命活动的辩证统一――同化作用和异化作用 ，光合作用与呼吸作用，遗传与变异，生长与衰老等，正是在这一系列的矛盾、对立中，生命及生命活动才有了其完美的、和谐的统一；生物之间及生物与环境之间的辩证统一――生物与生物之间、生物与环境之间进行着生存斗争，而生存着的生物均在一定程度上适应了环境，正是这种既斗争又统一的各种复杂关系，构成了生态系统，建立了动态平衡。3.动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。细胞和生物个体是动态、变化的――他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程；细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
关键词: 高中生物 遗传与进化 STS教育
自20世纪80年代以来,STS的理念和教育模式作为科学教育领域内的一种新的尝试得到了世界众多国家的认同,成为世界科学教育改革的一个重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科学、技术和社会)的英文缩写,是研究科学、技术与社会的相互关系,以及科学技术服务于社会生产、生活及发展的科学教育思想,它要求学生懂得科学知识的应用,知道科学技术与社会之间的相互影响和作用,培养学生关注社会的意识,并能以正确的价值观和方法解决科技发展所带来的社会问题。
《普通高中生物课程标准(实验)》在课程性质部分明确指出:“高中生物课程将在义务教育基础上,进一步提高学生的生物学素养。尤其是发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。”
“遗传与进化”是高中生物必修模块,它是生物学的一个基础和核心内容,也是生物科学与社会、个人生活关系最密切的领域,在本部分内容里包含遗传的细胞基础、分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分,该模块主要从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性及生物进化的过程和原因。本文以该模块为切入点,对STS教育在生物学中的渗透进行探讨。
一、系统化生物学知识,在教学中贯穿STS教育
生物具有严整的结构,通过代谢表现为生长、繁殖等生命现象,具有应激性,能够适应并影响环境,因此生物学的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有着一定关联。在教学中,教师应心中有STS理念,在有意识地引导学生在学习生物学知识、技能的同时,建立起生物科技与社会的教育观念。
例如:学习细胞分裂知识后,分析细胞分裂中DNA、染色体变化规律,推导DNA与生物的遗传相关,通过“Avery实验、噬菌体侵染细菌实验”证明“DNA是主要的遗传物质”,继续追问思考:作为遗传物质应该具备什么条件?为什么DNA可以作为遗传物质?通过了解沃森和克里克成功的奥秘引出DNA结构、功能、中心法则这些遗传学的基本知识,由此引导学生关注:人类基因组计划、中国超级杂交水稻基因组计划、亲子鉴定、基因诊断与治疗、生物技术制药和研制疫苗、艾滋病病毒的遗传机理、基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、转基因食品、害虫和病原体抗药性形成、干细胞的应用、克隆技术、人体器官移植、组织培养、朊病毒等,这些都是极好的STS教育素材,教师只要随心巧用,必可达到良好的STS教育效果。
可遗传的变异为生物的进化提供选择的材料,在生存斗争过程中适者生存,不适者淘汰,有利变异不断积累和加强,推进了生物的进化,学生沿着达尔文的思路,能了解达尔文的自然选择学说模型,教师提示学生达尔文进化学说的局限,能激发学生深入探究了解现代生物进化学说。不同的物种之间,生物和环境之间,在相互影响中不断进化和发展,即共同进化。至此,又很自然地把生物与环境的相关知识水到渠成的联系起来,在生物与环境里,生物性污染、生物净化、生物资源合理利用、绿色消费等又是渗透STS教育的良好素材。
以上的知识梳理只是一个示例,在任何一个模块的学习中,任何一个生物学的基本概念和规律的拓展,均可以作为主线将STS生物学知识框架建构。教师心中应有生物整体的概念,善于从不同角度把STS教育落实于生物教学实践中。
二、穿插应用生物科学史,渗透STS教育
生物科学史是一部科学发展的历史,它揭示了人类生命科学的发展规律,蕴含着丰富的STS教育材料。如孟德尔、摩尔根在经典遗传学上的贡献、我国首次人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸、袁隆平两系杂交水稻法、DNA双螺旋结构提出、《寂静的春天》带来的环保革命等,生物科学史为我们展示了生物科学事实、概念、原理、方法,以及技术发明的历史背景、发展历程、现实应用,对于学生深入了解生物学原理、生物学实验设计的基本思路、掌握科学研究的一般方法,提供了极好的范例,同时,从生命科学的发展史来看,每一项成就的获得无一不是生物学家们不断思考、不断探索,甚至是不断失败后反复实验而获得的成功,因此生物科学史在教学中的融合,既有助于学生理解知识和概念,培养科学思维,形成良好的知识结构,理解科学研究方法,掌握生物科学概念原理,又有利于培养学生科学态度和形成正确的价值观。
例如,“基因的分离定律”可以采用以下教学步骤:(1)问题引导,设疑激趣:简单解释“融合遗传”的观点,预测孟德尔豌豆杂交实验F1会是什么样颜色?实际结果F1紫色,与“融合理论”不符合,怎么解释?(2)设问:在孟德尔豌豆杂交实验里为什么F1全是高茎?矮茎消失了吗?F2为什么会出现3∶1这样的结果?是偶然的吗?怎么解释孟德尔的发现?(3)带着疑问,引导学生思考孟德尔对该实验现象的解释;它与“融合理论”的本质区别是什么?孟德尔的解释是否合理呢?怎么检验它的正确性?(4)介绍“假说―演绎法”,指导学生绘制一对相对性状的遗传图解,理解测交实验过程,预测测交实验结果,领悟“假说―演绎法”在科学实验研究中的价值。(5)师生共同归纳总结孟德尔基因分离定律的实质,并组织模拟性状分离比实验,体会模型意义。(6)介绍孟德尔定律在生产实践上的应用。通过设疑探究模拟孟德尔关于基因分离定律的过程,再现生物学家的实验设计和操作,让学生亲身体验和感受科学探究过程,学生能够较好理解基因的分离定律实质,理解“生物―技术―社会”之间的关系,并对“观察、发现问题―分析问题、假设―实验设计、验证―归纳总结”的一般研究过程有了真实的体验,实现知识(分离定律)、技能(科学研究方法)目标的达成。
三、情境创设、课堂引导,落实STS教育
建构主义观点认为:知识是从情境和活动中来的,学习是在真实的活动和社会性的互动里发生的,情境教学是教学研究中的一个重要问题,所谓“情境教学”,就是“从情与境、情与辞、情与理,情与全面发展的辩证关系出发,创设典型的场景,激起儿童热烈的情绪,把情感活动和认识活动结合起来,所创建的一种教学模式”,即“情境教学”指的是教师人为“创设”的情境中所进行的教学。[1]创设情境的目的或激发学习兴趣,或启迪思维,总的来说是为实现有效的教学服务,因此创设恰当的教学情境,开展STS教育活动,是生物教师的基本素质和能力体现。如学习“性别决定和伴性遗传”的内容时,我先给学生展示一位男明星和一位女明星的照片,设问:人都是由受精卵发育而来,为什么有的发育成雄性,有点发育成雌性?再讲述“色盲的发现”“月亮的女儿”的故事,提问:色盲和白化病的患病人群有什么不同?为什么会出现这样的情形呢?面对可能出现的不同的遗传病,如果你是一个遗传咨询师,你怎么给一个怀孕的母亲进行遗传咨询?在这样创设的提问情境,学生产生了价值取向,注意力集中,认真思考,为相关知识的学习做好了准备。随着一个个问题的解决,学生较好掌握了知识,同时在假设的情景里应用所学习知识分析问题,解决问题,“科学、技术、社会”的意识也自然地融入在教学活动中。
四、活动延伸,课外拓展STS教育
课堂教学的时间是有限的,因此教师在做好课堂教学的活动的同时,应充分组织学生围绕与生物学有关的科学、技术及社会问题开展以学生为主体,以实践性、趣味性为主要特征的活动课,对生物学课堂教予以必要延伸和拓展补充。如举办“基因工程和转基因技术”“克隆技术与人类未来”“人类基因组计划”等专题讲座,进行“生物与人类未来”“环境污染”“健康与生命”“健康与营养”等专题调查,推荐适合中学生的科普读物,收集报刊杂志上最新科技发展动态,开展阅读竞赛活动,进行小制作、小发明、小实验等丰富多彩的活动。学生通过活动的参与,能巩固已学的生物学知识,学和合作与分享,认识体会生物学科学的重要性,养成关注与生物学有关的社会问题的习惯,自觉运用生物学的相关知识解决人类面临的社会问题。
当今世界,生命科学日新月异,生物工程、克隆技术、转基因技术、人类基因组计划的研究在环境保护、医药生产和疾病预治等方面发挥巨大作用的背景下,在新课程理念的指导下,生物教学与STS教育相结合,把知识与应用、科技进步与社会发展,价值观与关注社会的理念融于教学过程中,能使生物教学的内容更趋于完整。教师应立足于社会生活中的实际情况和问题,利用好教材,使学生能够积极思考,理解生物科学与技术在社会中的作用及反作用,作出判断和决策,主动学习,寻求当今社会发展中的生物科学、技术运用的最佳方案,培养科学的价值观,具有对社会问题进行预测、判断、决策和解决的能力,使生物学科教学真正着眼于每个学生的全面发展和终身发展的需要,真正全面提高学生的生物科学素养。
参考文献:
关键词 生物；教育价值
一、生物学科的教育价值
就生物学科来说，社会需要体现在中学生物学科设置和生物学科教学总体要求上。目前的生物学科教学大纲中，生物学科教育的社会需要尚未充分体现，主要原因是其能力目标、技能目标、德育目标等太过原则、笼统，而知识目标过分强调系统、严密。从中学生物教学具体情况而言，生物学科的教育目标应放在人与自然的开放系统中，从生物科学自身发展、生物科学对社会发展的巨大贡献，以及社会与自然和谐发展等角度，提出体现当代社会需要的生物学科教育的知识、能力、技能、德育等目标。而生物学科教育的个体需要来自于个体生存与发展的内在需求。这种内在需求对生物学科教材和教学方法，提出了挑战。只有当中学生物学科的教育诱发了学生对自然的好奇心，激发了探究的兴趣和欲望，习得了分析解决有关问题的能力，这种内在需求才是持久的，才能激发出无尽的学习力量。
二、生物学科教育价值的实现
作为中学教育第一线的教师，我们不能左右生物学科在中学课程体系中的设置及教学总体要求，但我们可以通过生物学科教育价值的整合，在基础知识、基本能力教育培养的基础上，通过生物学科教育的改革实践，在充分实现生物学科教育价值上有所作为。
1.小课堂、大自然、大社会
让生物课的课堂成为“小课堂、大自然、大社会”是生物学科实现其教育价值的基础。一本生物教材的信息量是有限的，且很多信息是滞后的，其知识相对也是基础的。教材不经教师精心处理，教法、教学模式不经教师精心设计，不把教与学的知识、内容融入自然、融入社会，不把运动的、变化的、活生生的生命及生命现象，尽可能多地直接或间接地呈现给学生，让学生“触摸”，生物课将不是真正意义的生物课，其本身亦将缺乏生命力。
因此，在生物课堂教学过程中，我们要重视以下几个问题： （1）精心设计好教学媒体的应用，尽可能多地给学生呈现实物、标本、模型，充分运用现代教育媒体，尤其是电视、录像、影碟、多媒体电脑等。
（2）让书面教材无法承载的或是变化、发展了的有关生物科学知识，以及与生命科学有关的自然、社会知识、材料经过精心筛选后再进入课堂。如细胞学说的创立史、哈维和血液循环理论、 克里克和沃森与DNA双螺旋结构、达尔文和进化论、卡尔文和光合作用、关注海洋、克隆羊、DNA重组技术、保护臭氧层、无磷洗衣粉推广、控制“白色污染”、赤潮成因及防治等等。
（3）以各种生物兴趣活动、社会实践等形式，让学生到大自然、到大社会中去观察、调查、实验，从爱护一草一木，饲养小动物到参与生物科技活动，使其体验到生物科学知识、技能之于人、自然、社会的价值。
2.培养生物学科基本观点
生物科学中，有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用，而且能对学习者的求知、生活、做人等都有指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动，让学生在学习过程中，逐步明确、认同、确立这些基本观点。
（1）唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础：生命起源的物质性――最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内，经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性――C、H、O、N、S、P等元素组成了核酸、蛋白质等化合物，这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位――细胞。生命现象的物质性――生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。
（2）辩证统一的观点。自然界、生命、生命现象是相互联系、相互制约、辩证统一的：生物界和非生物界的统一性――生物有明显区别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组成，且与非生物界进行着物质和能量的交换。细胞和生物体自身结构的统一性――这些自身结构各有其结构和功能的特点，但同时又相互联系组成一个统一的整体。生物体结构和功能的统一性――这是生命科学最基本的观点之一。
（3）动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。生物的组成物质是动态变化的――生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的――他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
3.培养创造性思维
创造性思维是创造力的核心，它是指改组已有知识、经验，从而产生新颖的、具有社会价值的成果的思维。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一，逻辑性与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点，我们可以建立培养学生创造性思维的有效途径和方法。
（1）充分重视教师主导、学生主体的思想，努力实现课堂教学民主。课堂教学民主是师生共创的，符合“主导主体”思想，存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。让学生有足够的时间、空间去主动思考、质疑：这个生物学概念是否准确、完整，有无例外？这个生物学实验的设计是否科学、有什么干扰因素？该观察结果、生命活动或生理现象如何从本质上作出规律性的解释？等等。
关键词：生命力；创造思维；价值观；培养
中图分类号：G630 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2012）-12-0108-01
作为普通的生物教师，我们不能左右生物学科在中学课程体系中的设置及教学总体要求，但我们可以通过生物学科教育价值的整合，在基础知识、基本能力教育培养的基础上，通过生物学科教育的改革实践，在充分实现生物学科教育价值上有所作为。
一、让课堂、自然和社会融为一体
在生物教学中，教师要精心处理教材，对教法、教学模式更要精心设计，要把教与学的知识、内容融入自然、融入社会，要把运动的、变化的、活生生的生命及生命现象尽可能多地直接或间接地呈现给学生，让学生真正“触摸”，让生物课永远富有较强的生命力。
1.精心设计好教学媒体的应用，尽可能多地给学生呈现实物、标本、模型，充分运用现代教育媒体，尤其是电视、录像、影碟、多媒体电脑等。它可恰当地呈现大到生态系统，小到生物分子结构的图像，也可以把复杂的或微观的生理活动、生命现象简洁地、直观地表现出来，让课堂更活起来，更有生命力，更富想象力。
2.生物教师要把书面教材无法承载和变化、发展了的有关生物科学知识，以及与生命科学有关的自然、社会知识、材料经过精心筛选后及时引入课堂。如细胞学说的创立史、达尔文和进化论、关注海洋、克隆技术、DNA重组技术、保护臭氧层、控制“白色污染”、赤潮成因及防治等等。
3.以各种生物兴趣活动、社会实践等形式，让学生到大自然、到大社会中去观察、调查、实验，从爱护一草一木，饲养小动物到参与生物科技活动，让其体验到生物科学知识、技能之于人、自然、社会的价值。
二、培养生物学科基本观点
生物科学中，有许多朴实而又博大的基本观点，不仅对学好生物学有非常关键的作用，而且能对学习者的求知、生活、做人等都有指导价值。
1.唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础：生命起源的物质性——最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内，经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。如生命现象的物质性——生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。
2.辩证统一的观点。自然界、生命、生命现象是相互联系、相互制约、辩证统一的。如生物界和非生物界的统一性——生物有明显区别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组成，且与非生物界进行着物质和能量的交换；生物之间及生物与环境之间的辩证统一——生物与生物之间、生物与环境之间进行着生存斗争，而生存着的生物均在一定程度上适应了环境，正是这种既斗争又统一的各种复杂关系，构成了生态系统，建立了动态平衡。
3.动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。如细胞和生物个体都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程；细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
三、培养学生的创造性思维
创造性思维是创造力的核心，它是指改组已有知识、经验，从而产生新颖的、具有社会价值的成果的思维。结合这些特征及生物学科教学的特点，我们可以建立培养学生创造性思维的有效途径和方法。
1.激发学生主动联想，培养学生创新思维方法。联想是由所感知或所想的事物想起相关的事物的思维活动，联想虽然并不能直接产生有创新价值的新的形象，但它却为能够产生新形象的想象思维活动提供一定的基础，通过自由想象可探索各种解决问题的方案，通过强制联想可找到实现预期目标的途径。
2.充分重视教师主导、学生主体的思想，努力实现课堂教学民主。生物教师要创设出一种民主、和谐、开放的课堂气氛，积极调动学生学习的积极性、主动性，让学生大胆地思考、质疑和创新。
3.加强观察、实验和实践活动。生物科学是一门以观察和实验为基础的科学。在生物教学过程中，我们须十分重视课内外的观察、实验教学和实践活动，结合教材内容和教材有关观察、实验和实践活动，师生共同设计、开展验证性实验、探索性实验、平行 实验、反向实验及有关生物科技活动，让学生学习如何去有意、有效、有发现地观察，如何规范、科学、有创造性地进行实验和实践活动，学会完整科学地设计实验、分析实验结果，并积极开展思维活动，培养创新能力。
四、培养学生科学的价值观
1.结合教学内容，向学生介绍生物科学的发展对人类逐步正确地了解自然、了解自己、了解生命，改善人类生活质量，促进人与自然和谐发展等方面的重要作用，激发学生热爱生物科学，乃至献身生物科学事业的决心和精神动力。
2.在达成认知、技能目标的同时，重视情感目标的达成和人文精神的培养，让学生更富于爱心，关心他人，热爱生命，关爱自然，乐于为社会服务。
3.重视生物学科教育社会目标的达成。教学过程中，我们可以引入关于价值观的社会争执、科学的伦理道德等问题，如人口控制、安乐死、库、克隆羊等问题，从而引发讨论和价值判断。
关键词：生物信息学 遗传学 教学方法 教学内容
遗传学（Genetics）是研究自然界中生物的遗传和变异规律的科学，是生命科学领域中最为重要和基础的学科之一。它也是生物科学中一门最具活力，发展最迅速的理论科学，又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学，对探索生命起源和本质，推动整个生物科学的发展起着巨大的作用。因此，遗传学作为生命科学相关专业的一门重要主干课程，在教学中起着举足轻重的作用。
一、生物信息学专业开设遗传学的必要性
20世纪80年代末，由分子生物学、计算机科学以及信息技术等学科的交叉和结合产生了生物信息学（Bioinformatics），它是基于分子生物学与多种学科交叉，以计算机为工具对生物相关信息进行储存、检索和分析的科学，是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一。近20年，特别是随着人类基因组计划（human genome project，HGP）不断拓进，生物信息学作为跨越和融合生命科学与信息技术的新兴学科已成为生命科学核心领域和最具活力的前沿领域之一。生物信息学专业应运而生。国内单独设立生物信息学本科专业的高校较少，且普遍较晚。
遗传学与生物信息学两个学科之间关系密切。有国内学者利用美国《科学引文索引》（SCI）数据库web of science，运用文献计量学方法对8种权威生物信息学期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上传至wed of science的全部文献进行统计及分析。对施引文献按跨学科强度排列的结果显示，遗传学及基因与生物信息学跨学科文章发表量居第二位，仅次于生物化学与分子生物学。这说明，生物信息学与遗传学直接的跨学科研究较多，二者交叉学科的发展关系密切。因此，生物信息学专业开设《遗传学》课程十分必要。
二、遗传学教学中存在的问题
多年来，不同专业的《遗传学》课程的教学过程中涌现出一些共性问题，这些问题在生物信息学本科专业的教学过程中也存在。一是，学科拓展深化与课时压缩之间的矛盾。随着遗传学研究范畴的不断拓展，新的学科分支相继涌现，信息量逐步扩增，待教授内容逐渐增加且显得零散。但随着大学素质教育改革的进行，更多新的选修课、实验课被引入，遗传学理论课时被压缩，课时减少与内容增多的矛盾日益突显。二是，遗传学与其他课程教学内容设置与组织易重复。学科交叉为科研工作提供源源不断的动力，但在教学工作中学科渗透也造成教学内容重叠，基础和关紧技术重复教学的问题。例如，分子遗传学是遗传学重要组成部分，是目前遗传学研究的重点和热点，与生物信息学关系最为紧密，它包括的遗传物质的本质，基因的调控，基因重组等内容也在基因工程、分子生物学、细胞学等课程中作为讲授重点。如何利用有限的理论课时，合理安排教学内容，提高教学效率值得思考。
与此同时，生物信息学作为比较新的本科专业，开设各课程之间的衔接问题也比较突出。生物信息学专业的学生在大二开始全面生命科学和信息技术相关程学习。在理论知识在实际中如何应用缺乏概念，学生达不到共鸣，这也是生物信息学专业低年级学生面临的通病。遗传学课程安排在大学二年级上学期讲授，对于刚刚接触专业课程的学生而言本来就陌生，而且信息技术和生命科学相关课程独立讲授，二者貌似是两条平行线，怎样相交碰撞出火花，对于学生来说很难结合，必须由任课老师在授课过程中充分引导。传统的《遗传学》课程教学注重以杂交分析为主的经典遗传学理论的讲解，很大篇幅集中在三大定律（分离定律、自由组合定律以及连锁和互换定律）的教授上。遗传学课程教学重点集中在经典遗传学定律，经典案例跟不上学科发展。这个问题已经被一线教育工作者认知。
综上，由于学科本身发展迅速，涵盖知识范围越来越广，课时压缩等原因，容易让学生在学习过程中对该课程产生“内容太发散”“课时进程快”“知识跨越大”等认识，不利于课程的学习。由此可能造成，内容广泛且繁杂“抽象且深奥”枯燥无味，容易让学生觉得难或者枯燥。学生学习主动性不高。因此，在教学实践中，针对不同专业性质和培养目标存在的差异，不同专业《遗传学》课程教学应在知识体系、内容侧重点、教学方法等方面在各专业间有所区分。特别是生物信息学这种学科交叉性强的专业，如何实施该专业本科生遗传学的教学，以达到即符合本科教学难易程度的要求，又被大多数同学接受，同时能符合生物信息学学科自身特点，需要在教学过程中逐步的探索与实践。本文将结合资深授课教师经验及笔者生物信息学本科专业《遗传学》教学经历对这一问题进行阐述。
三、教学过程中的探讨与实践
1.制定具有专业特色的教学内容
（1）优化教学内容，关注专业需求
生物信息学专业的课程教学中，遗传学相关知识是需要讲授的重点。传统遗传学课程教学将重点内容集中于经典遗传学定律及其相关知识的讲授，其优点在于能够帮助学生打牢遗传学知识基础，缺点在于教学内容过于单一，没有包含遗传学重要分支的最新知识，无法与当前的研究热点联系起来，学生学习兴趣不高。随着国际遗传学研究的深入，分子遗传学和群体遗传学得到长足发展，极大地丰富了遗传学的知识体系。为了紧跟国际研究前沿，国内许多高校对遗传学课程进行了教学改革，在经典遗传学教学的基础上，纷纷加入了分子和群体遗传学的教学内容，为后续开展更深入的专业研究和学习奠定了良好的知识基础。为了帮助学生对遗传学知识体系形成全面而系统的认识，结合生物信息学专业特点，在教学设计时借鉴了以“遗传信息”为主线的教学思想，教学内容涵盖了“经典”“分子”和“群体”三类主体遗传学内容。在现实教学中，受遗传学课时限制，对所有遗传学知识点进行了梳理和必要的删减，既把握三种遗传学知识的内在联系，做好各部分知识的教学衔接，同时注意区分三者的不同，突出教学重点，做到“主题鲜明，重点突出，点面结合，结构清晰”，使学生在掌握经典基础理论知识的同时了解最新的遗传学研究进展。
（2）生物信息学专业遗传学课程与其他课程的衔接
遗传学是研究生物遗传和变异的科学，以遗传物质结构和功能为研究对象，是生命科学的主干。因此，与其他学科在内容上有交叉或重叠无法避免。同中求异，突出遗传学的特色，是教学中值得研究的问题。遗传物质的本质、染色体畸变、基因突变、遗传调控等章节与微生物学、细胞生物学、生物化学内容重复较多，可以强调知识结构的完整性，淡化这些内容的分子结构和生化过程的讲解。例如，结合孟德尔定律和摩尔根定律案例，着重从染色体和基因角度切入，增强遗传学色彩，同时对其他课程起到提纲挈领的作用。
（3）结合生物信息学，引入最新研究成果，体现前沿性
在处理好学科衔接之后，还需要关注的就是内容与生物信息学的结合。学生在学习过程中，最想了解的莫过于，这门课程与我的专业有什么联系？因此，在讲授内容中加入生物信息学手段解决遗传学问题的新成果既体现前沿性，又能提高遗传学课程的专业针对性。教师平时要多注意积累教学素材，对于现阶段比较热点且与生物信息学相关的、应用性强的问题，要在课程基础知识讲授后，进行一定拓展。例如，在讲授基因定位和遗传图绘制时，引入用EST进行基因定位及遗传图谱绘制等内容；在讲到遗传家谱时，引入通过对患病群体或家系进行外显子组测序分析，对小家系孟德尔遗传病的致病基因进行鉴别和定位的例子。通过引入生物信息学教学例子，不仅可以使学生加深对遗传学知识的理解，还可帮助学生了解生物信息学最新进展，激发对后续生物信息学专业课程的学习兴趣。
2.教学方法多样化，提升学生学习兴趣
遗传学教学内容繁杂、理论性强，不易理解。为了提高教学效果，在教学模式上必须变“以教师为主体”为“以学生为主体”，注重采用灵活多样的教学方法和手段，开展多媒体教学、案例教学和研讨教学等，将传统抽象、枯燥的说教式教学转变为具体、生动的参与式教学，增强教与学的双向互动。
（1）多媒体教学方式
计算机多媒体辅助教学改变了传统的黑板加粉笔，以教师为中心灌输式教学模式。多媒体通过实时可交互的多维动画及图像展示，可以增强教学内容的展示效果，提高课堂教学的信息量和容积率，提升学生学习兴趣，加深对枯燥晦涩知识点的理解，提高教学效率。充分利用多媒体课件的超文本功能、交互功能、网络功能的优势，比如Holliday模型是分子水平上关于遗传重组机制的重要模型，很好解释了基因转变现象。在讲到Holliday模型时，为了让学生直观了解单链交换重接及分支移动后的Holliday交叉旋转180度形成Holliday异构体的过程，采用了动画、图片、电子板书相结合的方式，很容易让学生理解空间旋转互换的过程，以及基因转变产生的原因等较难理解的知识点，反响较好。此外，声音、视频、动画、图片等便于学生拆解枯燥内容。
（2）案例教学
案例教学是一种创新型的教学方式，主要通过开放课堂、增强互动，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学需要结合本课程的专业理论知识，着眼于达成课程教学目的，编写和准备基于一定事实且具有一定场景的教学案例，这些教学案例要能够启发学生的思考，促进学生将从外部学习的知识吸收转化内在的专业素养和能力。在教学实践中，教学案例是“教”与“学”互动的桥梁和纽带，使枯燥乏味的学习过程变得活泼有趣；“教”不是告诉学生怎么去做，而是启发学生如何去思考，对学生针对案例问题提出的解决思路进行引导和评价，鼓励学生创新性思考，找到最优的问题解决方法；“学”不是被动的接受，而是主动的思考和创造，通过与他人而不仅仅是老师进行互动和交流，加深对知识的理解，培养解决实际问题的能力。
案例教学的核心是精心设计教学案例，将知识内化在符合实际又富于想象的故事情景中，使得学生通过身临其境将抽象的理论知识具体化，学会如何用概念性和原理性知识在实际工作和研究中解决问题，进而加深对特定原理和概念内涵的理解。在教学实践中，先以典型案例提高学生兴趣，把抽象的东西具体化，让学生变被动接受为主动思考，激发学生的求知欲。注重培养学生创造力和解决问题的能力。通过案例的分析，深化学生对基本原理、基本概念的理解。案例教学能很好地启发学生进行自主思考，对于理论性较强，比较枯燥的内容，通过案例式教学能激发学生学习兴趣。所举案例应具有针对性，要考虑案例产生的时间、背景和条件，要贴近生活，耳熟能详，与时俱进。在处理问题的同时，获取知识。进行案例教学过程中，要注重与学生的互动。围绕教学目的，选择合适案例，进行启发式教学，调动学生参与性。教师不能一味平铺直叙的讲案例，还要注意学生的参与度。只有学生和教师共同参与，才能达到预期教学效果。
（3）以学生为主体的教学
以往课程中，往往针对经典类型习题进行讲解，参考“标准答案”。在实际教学中发现，这样往往造成学生思想禁锢，学科交融性不够。特别是对于生物信息学专业的学生来说，传统习题课或者讨论课，没有实用效果。习题课及讨论课应注重实用性，关注遗传学与生物信息学学科发展与融合，设置开放性答案，突出培养学生创新性的应用能力。
课堂教学不仅要“授业”，更要“传道”，即培养学生如何学习和如何思维。根据教学内容和学生的认知水平，研究、讨论、交流式的教学模式的引入，有助于调动学生积极性。采用专题自学，规定材料与学生自学有机的结合起来，开展研讨，充分体现学生观点。同时，教师只起到点评引导作用，能培养学生获取信息、分析问题、创造性的解决问题的能力，有利于学生形成科研创新意识。教师如何正确引导是开展研讨式教学的重点。首先，应明确课程在相关领域中的作用和地位，了解课程的教学内容，选择课程中适合研讨的内容，并将研究与讨论贯穿教学的全过程。在选择题目时，要考虑专业相关程度及考虑不同学生层次的需求，考虑学生个体间的差异，难度适宜。
四、结语
生物信息学本科专业遗传学的教学，以孟德尔定律为基础，分析遗传物质的存在形式、传递、保存及变化，课程脉络更加清晰，通过案例教学的等教学模式，激发兴趣，并有利于与后续课程连接，在实践教学中体现了比较好的教学效果。因为生物信息学专业的需求与传统生物专业有差异，教学内容侧重点不同这给教师备课增加了难度。同时，在期末考核时，由于讲授侧重点不同，考试侧重点也应有所区别，在师资允许的前提下，引入小班教学，有利于教学侧重点突出。后续课程如果设置分子遗传学，将使知识体系更加完整。
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庄小威今年5月荻选美国科学院院士，由此刷新了最年轻美国科学院华人院士的纪录。她出身中科大少年班，15岁进入大学，但是这位天才认为自己在中国接受的教育中创造力是个空白：“我在读大学时没有创造力，到了伯克利才慢慢改变，开始批判性地阅读和怀疑性地阅读。”
“有人说你像红楼梦里的史湘云，你怎么看?”
“你是如何平衡妻子母亲女儿科学家这几个身份的?”
场下“粉丝”的这些问题，让人绝不会想到，这是一个科学讲座的现场。
这场主题为《从物理到生物》的报告，是北京大学“大学堂顶尖学者讲学计划”的—部分。主讲人庄小威成为入选该计划的第二位学者。一个多月前，诺贝尔物理学奖得主崔琦作为首位入选者开启了这一讲学计划。
“顶尖学者”庄小威实至名归：今年5月她获选美国科学院院士，由此刷新了最年轻美国科学院华人院士的纪录。在这—名单中，被她甩在身后的不乏声名如雷贯耳的名家，包括华人诺贝尔奖得主杨振宁、李政道、丁肇中等人。在此次北大报告现场，庄小威受追捧之热烈，甚至超过崔琦。
尽管庄小威的形象早已多次出现在荧屏报端，但当她来到现场，这位年轻的女科学家还是引来观众不约而同的惊呼。
惊呼的原因不难理解：明眸皓齿，话语轻陕，看起来比她40岁的年纪还要年轻不少，这与人们印象中的科学家形象并不相符，俨然一位邻家姐姐。
但在演讲中，她还是显现出了大多数科学工作者的特质。她反复说道：“我不愿意做演讲，因为演讲不像物理那样有着严密的逻辑。”
对朱棣文的建议说“why not”
庄小威开始引起国内媒体的广泛关注，大约是在6年前。那年，34岁的庄小威成为哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授，并随后在哈佛大学建立了以自己名字命名的单分子生物物理实验室。
事实上，庄小威在圈内成名更早。2004年，美国著名的《科技评论》评选出在纳米技术、计算机与通信及生物技术领域从事前沿技术研究的、年龄在35岁以下的100名青年创新者，庄小威名列其中。2003年，31岁时，庄小威获得麦克阿瑟“天才奖”，她是第—位获此荣誉的华人女科学家。
北京大学生命科学学院院长饶毅告诉《瞭望东方周刊》：“庄小威的科学成就有目共睹。如果说她是杰出的华人女科学家之一，不会有很大争论。”
庄小威的主要研究内容是用现代成像研究生物学问题。她最知名的研究成果是曾拍摄到单一枚感冒病毒如何影响一枚细胞，这是首次有科学家记录到这—过程。
为了实现这一目标，她将带荧光的分子标记物附在病毒上。当用激光照射时，标记物发射出特殊的彩色光。借助超分辨率显微镜技术，就可以实现跟踪拍摄。
庄小威能够取得这样的突破，得益于她跨学科的背景。
这位如今在生物学领域颇有建树的学者，直到博士生学业结束时，一直聚焦物理领域。1987年，庄小威毕业于苏州中学的科大少年班预备班；1991年，她获得中国科学技术大学物理学学士；随后，她赴美国加州大学伯克利分校深造，师从著名物理学家沈元壤，1997年获物理学博士学位。
在科学网上，有网友认为，庄小威之所以从物理转而研究生物，是因为“生物科学相对于数理化而言，还是一门非常初级的科学，容易出成果”。
庄小威对此的解释是，这就是个偶然。博士后研究期间，她进入诺贝尔物理学奖获得者朱棣文的实验室。庄小威说想做点新东西，朱棣文问她要不做生物，“我就跟他说why not”。
科大少年班采取自由选课制度，庄小威的兴趣都在数学、物理上，导致她没有任何生物学基础。研究开始时，她连DNA和RNA有什么区别都不知道。但她认为，“ignorance is bliss(无知者无畏)”。
无畏是庄小威性格的一部分。在美求学期间，一次，沈元壤受邀在某大会上做报告。因为临时有事，沈元壤让庄小威代劳。这位还在念书的女学生十分自信地走上讲台，后来效果不错，会议还延长了十分钟。
恰逢生物革命
从物理到生物，这个偶然的变更带庄小威进入了一个完全不同的学术世界：“做生物研究有个做物理没有的体验。做物理研究，经常是自己提出问题，自己给出解答，没多少人关心。做生物研究，不需要挖空心思去想新题目，有很多自然而然的东西，因为生物跟我们息息相关。而且大家都关心健康，因此比较容易产生社会共鸣。”庄小威告诉《瞭望东方周刊》。
值得注意的是，近年来获评美国科学院院士的美籍华人科学家中，生物领域的研究者在各学科中占据多数。如在2012年的获选者中，6位在美华裔学者的研究领域均与生物领域相关。前几年人选的学者亦有不少在国内为公众所知，如北京生命科学研究所所长王晓东等人。
饶毅说：“留学美国的中国人，研究生命科学领域的，最终留在学术界的人数比其他学科更多。”
观察美国科研的整体状况，这一现象不难理解。以2011年美国科学院院士评选为例，在72位新晋院士中，从事生物医学领域研究的院士有20多位，在总数上占绝对优势。
饶毅对此的解释是，“因为美国投资生命科学的研究经费有可能多于数理化天地等学科研究经费的总和，美国做生命科学学术的人就比较多。”庄小威从另一个角度解释了生物研究火热的原因：“作为一门新兴学科，生物研究比较吸引人才。”
在20世纪下半叶，生命科学成为发展速度最快的领域之一，“21世纪是生命科学的世纪”这一说法甚至进入了教科书。
