新能源科学工程范文
时间：2023-09-20 17:55:19
导语：如何才能写好一篇新能源科学工程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
0引言
2010年教育部批准河北建筑工程学院开设风能与动力工程专业，2011年我校开始招收第一批风能与动力工程（080507S）专业学生。风能与动力工程是一门交叉学科，教学环节涉及控制、电气、计算机、机械、自动化等多种学科。根据教育部2012年本科专业设置方案，我校风能与动力工程专业更名为新能源科学与工程（080507T）。全国开设新能源科学与工程的高校中，各个高校侧重点不同，结合我校学科群特点和优势我校该专业继续定位在风能方向。下面结合我校实际特点就新能源科学与工程的专业培养方案进行简要探讨。
1.专业培养目标
我校的该专业培养掌握新能源科学与工程基本理论，具有扎实学科领域基础知识与应用能力，综合掌握风力发电工程设计、风电设备原理及风电场运行的理论和技能，具有创新精神和实践能力的高素质新能源科学与工程专业人才。这样使毕业生主要在风电场设计与运行、控制与维护、风电机组设计及制造领域从事专业技术工作和管理工作，也可在相关研究机构从事研发设计工作。
2.课程培养方案设置
2.1学科大类基础课程和跨学科基础课设置
由于我校该专业方向为风能方向，侧重点为电气、自动化、控制部分。但该专业本身涉及到控制、电气、计算机、机械、自动化等多种学科，结合我校是河北省电子信息教育创新高地的资源优势，我校学科大类基础课程和跨学科基础课设置如下表。结合我校的优势学科，我校在跨学科基础课程上设置了许多计算机、物联网类课程，这对于学生在以后学习风电机组电气工程、监测维护、电力系统调度等做了充足的理论准备。
2.2专业基础课程设置
对于该专业的学生，我们力图通过四年的培养达到如下条件：
（1） 培养学生具有良好的综合素质和创新意识，富有社会责任感，具有国际一流的视野，具备新能源科学与工程这一强交叉学科宽厚扎实的科学基础理论，系统掌握新能源科学与工程应用专业知识及技能、新能源装置及系统运行技术。
（2） 培养学生具有扎实的自然科学基础，良好的政治理论基础，较好的社会科学基础和正确运用本国语言、文字的表达能力；
（3） 本专业主要学习空气动力学、风资源测量与评估、电工学、管理学、自动控制的理论和技术，接受现代风力发电专业的基本训练，使学生具有进行风电机组及风电场的设计、制造、运行、试验研究、项目投资与管理的基本能力。
（4） 较系统地掌握本专业领域所必须的专业知识，如风力发电原理、风电机组设计与制造、风电场电气部分、风电场运行与控制、风力发电项目开发等。
所以在专业基础课程和专业核心课程的设置上进行了侧重。
3教材的选用
教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，也是深化教育教学改革、全面推进素质教育、培养创新人才的重要保证。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》（教高司[2001]4号）中明确指出“教材的质量直接体现高等学校教育和科学研究的发展水平，也直接影响本科教学质量”。为了进一步规范教材选用与管理，选用高水平的教材，杜绝质量低劣的教材进入课堂，健全科学的教材选用制度，不断提高教学质量，我专业教材选用采用如下办法。
3.1教材选用原则
（1）优先原则：优先选用国家级、省部级获奖教材；优先选用国家级、省（部）级重点教材和规划教材；优先选用“面向21世纪课程教材”。
（2）择优、择新、适用原则：树立精品意识，在同类教材中，通过比较，选用质量最好的、近三年出版的、适用的新版教材。
3.2教材选用标准
（1）选用的教材必须符合社会主义市场经济建设、社会发展和科学进步对人才培养的需要。能运用辩证唯物主义和历史唯物主义的方法，全面、准确地阐述本学科的基本理论、基本知识和基本技能。
（2）选用的教材必须符合本专业人才培养目标及课程教学的要求，取材合适，深度适宜，份量恰当，符合认知规律，富有启发性，有利于激发学生学习兴趣，有利于学生知识、能力和素质的培养。
（3）选用的教材应体现科学性、先进性和适用性的有机统一，能反映本学科领域国内外科学研究的先进成果，正确阐述本学科的科学理论，完整表达课程应包含的知识，结构严谨，理论联系实际，具有学科发展上的先进性和教学上的适用性。
（4）选用的教材应文字精练，语言流畅，文图配合恰当，图表清晰准确，符号、计量单位符合国家标准。加工、设计、印刷、装帧水平高，价格合理。
篇2
摘要：《工程热力学》和《传热学》是为新能源科学与工程专业学生开设的两门专业必修课，也是该专业大学生所必须掌握的热工类课程。该课程具有知识丰富、专业性强、课时多等特点。在《工程热力学》和《传热学》课程教学中，大学生创新能力的培养是很重要的一环。本文对该课程的教学内容、教学方法和考核方式等方面进行了探讨，并对大学生创新精神与创新思维的培养进行了研究。
关键词：工程热力学；传热学；新能源；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0176-02
能源是现代社会赖以生存和发展的物质基础，是国民经济和社会发展的先决条件。新能源专业的毕业生，肩负着为国家能源发展贡献力量的重要责任。为达到培养专业知识面广、基本功扎实和创新能力强的本科人才的目标，作为新能源专业非常重要的必修课――《工程热力学》和《传热学》的课程设计和教学方法探索就显得尤为重要[1，2]。此前的相关文献中报道了《工程热力学》和《传热学》教学的优秀经验[3-6]。本文在此教学经验的基础上，对热工课程的教学内容和教学方法进行优化和探索，以更好地提高学生的创新精神和创新思维。
一、教学内容的优化
教学内容的优化和精选是教学改革的关键。作为专业必修课，在学时有限的情况下，如何最大程度地讲授最有价值的知识点成为教学的关键。
热工类课程由《工程热力学》和《传热学》两门课组成。《工程热力学》按热力学基本概念、热力学第一定律、理想气体的性质与过程、热力学第二定律与熵、气体动力循环、水蒸气、蒸汽动力循环、制冷循环、理想混合气体和湿空气、实际气体的性质等内容分为若干章节；《传热学》按照传热基本概念、稳态热传导、非稳态热传导、对流换热、热辐射及辐射换热、传热过程与换热器等分为若干章节。由于新能源科学与工程专业属于新兴产业专业，学科领域广泛，涉及能源类（如生物质能、太阳能、风能）、化工类（如基础化学、物理化学、新能源材料）、力学类（如工程力学、流体力学）等多门课程和领域。
在实际的教学过程中，教学内容必须有所侧重，应充分考虑到不与新能源科学与工程专业开设的其他相关课程的知识点产生重复。另外由于《工程热力学》和《传热学》课程难度较大，在教学过程中要讲清课程中的要点和基础知识。可以以“基本原理―公式推导―影响因素―实际应用”为主线介绍该课的有关知识，建立每章知识结构图，让学生清楚该门课程的知识体系结构。对重点的热力学第一和第二定律进行原理介绍，仔细推导相关公式，让学生夯实基础，使学生在进一步的学习中不会混淆概念，相对轻松地应对课程。此外，注重理论与实践相结合，例如介绍空调在夏天与冬天的工作原理、冰箱开门对室内的影响，积极引导学生利用热力学定律进行分析，增加课程的趣味性以提高学生的创新能力。通过优选教学内容，使教学内容始终能反映本学科的专业特点和学术水平，加强学生对后续专业方向的把握。
二、教学方法的探索
（一）以创新性地教带动创新性地学
科学技术是第一生产力。要想发展经济，需要加大科研力度、提高科技含量。这已被证明是一种行之有效的道路。与此对应的是，要促进教学质量、提高教学效率，必须加大教学与科研的力度、提高教学与科研互动水平。在当今大力发展科学技术的大背景下，如何提高身为未来科学技术发展主力军的大学生的学习热情和创新能力，成为目前高校教学的难题和重点。传统的直白讲课和搜集各种习题以供学生练习只会让课程变得生硬和枯燥，导致学生的学习效率和学习热情越来越低，甚至出现了普遍的抄袭作业和迟到早退等不良现象。为了改变这些不良现象，就需要在教学手段上进行创新。教师通过对平时科研工作成果的再学习，并结合对教材的研究，创造性地运用某些方法，使学生对重要问题达到本质上的领悟。在这种途径中，教师的创新思维方式以及从中体现的一言一行，让学生耳濡目染、潜移默化，对带动学生进行创新学习、开发创新思维起到积极的作用。
例如，在进行《传热学》教学时，学生往往对传热的基本概念，尤其是二维与三维的导热理论及方程很难理解。一般地教学方式是，教师在黑板上进行微观导热原理推导，得出一维傅里叶导热定律和二维三维傅里叶导热定律，并给出几个常用的导热方程。这种教学方式中，推导过程比较晦涩，给出的方程也较为难懂，学生们很可能只会死记硬背，不能灵活运用。针对以上问题，笔者建议将导热理论与生活问题相结合，或者采取数学建模的方法，将导热方程与实践相结合，选取最适合该问题的模型，以达到课程有趣生动、富有创新性，激发学生们的创新思维。以创新性地“教”带动创新性地“学”，学生收获的不仅仅是知识点，更是如何去发现问题、解决问题的实际能力，为以后在新能源科学与工程专业领域的探索中打下良好基础。
（二）板书教学与多媒体辅助教学相结合
多媒体技术以其图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的呈现使课堂教学达到了全新的境界。在《传热学》的讲授中，一维的传热理论和公式很好理解和应用，但二维与三维牵扯到微观传热理论，以至于推导过程较为复杂，传热方程较为抽象难懂。因此需要教师精心准备多媒体课件，通过动态描绘各向同性材料的微观传热过程，让学生理解不同形状材料在具有不同位置的热源时如何进行热传导。通过绘制动态的卡诺循环过程，使学生深入理解热力学第二定律，并理解第二类永动机无法制成的原因。同时需要注意的是，对于工程热力学和传热学，由于信息量大、内容广，过多地依赖多媒体教学可能会让学生在短时间内难以消化，因此在教学中对于难度较大的基础理论部分和原理的学习，板书不可缺少，使学生能够有充分时间紧跟老师的思维去理解每一个知识点。
（三）课程教学与科研活动相结合
教师可以将全班学生分为若干调研小组，每五个人为一组，选择新能源与热工基础理论相结合的课题，通过查找国内外科技文献，调研总结新能源专业前沿知识，形成调研报告，锻炼学生阅读科技文献的能力，提前为毕业设计的开展奠定基础。各小组也可以参与指导教师的科研项目，在实验室做一些力所能及的科研活动，并通过文献调研，形成工程热力学和传热学知识系统。课程结束时，各小组以PPT形式向全班同学作汇报，授课老师根据报告提出问题，该组同学进行即时答辩，考查学生对相关知识点的掌握情况。
三、课程考核方式的探索
工程热力学和传热学覆盖面广、知识点多，应该采取灵活多样的考核办法。在成绩的评定方式上，可以设定了四项考核内容，第一部分是学生考勤、课堂互动表现和课堂笔记，通过此部分的考核，提高学生的听课注意力，锻炼学生提炼课程重点内容的能力；第二部分是根据每个小组的调研报告、PPT展示、答辩情况打分，锻炼学生的团队合作能力、口头表达能力和应变能力；第三部分是每节课结束前的思考题，采取加分方式，鼓励学生积极思考；第四部分是传统的期末考试，考试内容为课程讲授的基本内容，专业性强的理论部分强调定性了解，让学生对热工基础有个整体的认识。
随着新能源科学领域的不断发展，热工基础理论散发出强大的活力。根据新能源科学与工程专业特点，教师还需要在教学过程中，不断探索教学方法和考核方式，不断优化课程内容，提升教学质量，使课程教学体系更加科学合理，更好地适应社会对新能源科学与工程专业人才的需求。
参考文献：
[1]陈登宇.新能源科学与工程专业人才培养模式研究[J].科教文汇（下旬刊），2015，（1）：61-62.
[2]登宇.新能源科学与工程专业（生物质能方向）人才培养探索[J].课程教育研究，2015，（1）：236-237.
[3]武和全，姚永腾.对“工程热力学及传热学”课程教学的几点思考[J].科教导刊（下旬），2015，（4）：90-91.
[4]武和全，吴云强.提高“工程热力学及传热学”课程教学质量的改革探讨[J].教育教学论坛，2015，（23）：267-268.
篇3
关键词：工程热力学 发电厂热力系统工程 制冷原理 课程群
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0229-02
Abstract：To improve the teaching quality of courses and systemize the teaching and learning， the construction of “energy conversion course group” with “engineering thermodynamics” as the core was proposed. Three courses， namely engineering thermodynamics， thermal power plant and principles of refrigeration， were integrated in the course group. The necessity and feasibility of the course group construction were discussed， and some suggestions on how to construct the course group were proposed as well， which can guide the subsequent specific work.
Key Words：Engineering thermodynamics； Thermal power plant； Principles of refrigeration； Course group
浙江大学宁波理工学院能源与环境系统工程专业（以下简称“能环专业”）创建于2004年，重点培养具备热学、力学、电学、机械、自动化等宽厚理论基础，掌握能源与环境系统工程专业知识，能从事清洁能源生产、火力发电及其自动化、工业企业节能减排及环境保护、新能源利用、制冷与人工环境、暖通空调、资源综合利用与循环经济等领域的科学研究、工程设计、操作运行与生产管理、设备制造与维护的跨学科高级应用型人才。该校能环专业下设“能源生产”和“制冷空调”两个方向，并相应开出一系列的专业方向课程。
1 能源转换相关课程概况
《工程热力学》是高等学校能源动力类专业一门重要的专业基础课程，它在能源学科中的地位就如《物理》《数学》在工科中的地位。《工程热力学》以能量转换为研究对象，重点阐述热能与机械能之间相互转换的基本规律和方法。《工程热力学》不仅在能源专业本科教学体系中扮演着核心的重要角色，而且也是学生今后从事专业研究和工作不可或缺的理论基础[1]。《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》分别是“能源生产”和“制冷空调”两个专业方向的课程，是学生从基础课程学习进入到后续专业课程学习的过渡桥梁。《发电厂热力系统工程》主要以热力发电厂整体为研究对象，着重研究汽轮机发电厂的热功转换理论及其热力系统和设备，在安全、经济的前提下，分析其经济效益，并进行热经济性的定性分析和定量计算[2]。《制冷原理》课程主要讲授制冷工质性质，各种制冷方法和制冷循环的理论及其应用[3]。这三门课程一直以来都是各校能源动力类专业的重点建设课程，研究报道了大量教学改革与研究方面的成果[4-9]。然而，鉴于现有教学体系下《工程热力学》《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》三门课程之间形式上多相互独立、各自为政，因此在教研教改方面也多局限于单门课程。
2 组建“能源转换课程群”的可行性
课程群是由在内容上紧密相承、相互渗透、互补性较强的几门同系列课程组合而成的有机整体，各自配有相应的课程大纲，并按照大课程框架组织课程建设，以获得课程体系的整体优化，是具有学科优势的课程。相对于独立式的课程观，课程群在教学上独具特色和优势[10]。
《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》是《工程热力学》在“能源生产”和“制冷空调”两个专业方向上的应用和延伸。《发电厂热力系统工程》在热力学基本概念的基础上，重点以水蒸气性质、蒸汽动力循环的实际应用为讲授对象；与之相似，《制冷原理》是气体性质、制冷循环等热力学相关知识点的应用，当然也离不开热力学第一定律、第二定律等基础知识。可以说，三门课程之间形成了一种“螺旋上升”的关系，通过《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》的学习，一方面复习了《工程热力学》的相关知识，同时加深了对相关知识的理解程度。因此，将《发电厂热力系统工程》和《制冷原理》纳入到以《工程热力学》为核心的课程群中，在教学过程中兼顾前后续课程的互补性、互，有利于巩固整体的热学知识体系。
3 课程群建设措施
3.1 制定课程标准，完善教学文件，做到课程之间的大统一
组建教学团队，打破以往“各自为政”的教学文件制定方式，以集体行为研究制定组内课程的教学目标和教学标准，明确课程任务。教学团队对各课程的教案进行讨论与研究，通过集体备课，统一设计教学环节，体现课程之间承前启后的关系，增强整体教学效果，提升教学水平。
以统一标准建立课程案例库、试题库，按统一出题，统一改卷的形式，规范考核评价体系。
篇4
东北农业大学工程学院简介
东北农业大学是一所“以农科为优势，以生命科学和食品科学为特色，农、工、理、经、管等多学科协调发展”的国家“211工程”重点建设大学，是黑龙江省人民政府与农业部省部共建大学。东北农业大学工程学院始建于1948年8月，是学校建立最早、在学科建设和培养人才方面具有强大优势的农业工科学院。学院现设有：机械设计及制造工程系、农业机械化工程系、能源与动力工程系、管理科学与工程系和工程技术基础部。新能源科学与工程专业自2012年开始招生，依托于农业建筑环境与能源工程专业多年的建设经验与条件，立足于农业大学，结合自身的特色，以生物质能源、风能和太阳能为主要方向，培养服务于新能源产业，具备新能源工程基础理论与专业知识，能在新能源技术与装备领域从事研究与规划设计、装备开发与集成、经营与管理、教学与科研等方面工作，具有创新精神、实践能力和创业精神的复合性研究应用型工程技术人才。
新能源科学与工程专业建设情况
学校的新能源科学与工程专业覆盖了生物质能、风能、太阳能等方面的内容，专业面较宽，有利于培养复合型人才，适应我国新能源产业发展现状以及人才需求特点，本科毕业生就业渠道宽广，符合我国“厚基础、宽口径”的本科人才培养方针，更深层次专业人才可以通过设置专业方向和研究生阶段解决。东北农业大学的新能源科学与工程专业侧重定位在“工程”上，依托东北农业大学工程学院深厚的工程背景，培养具有工程特色的新能源领域的人才。
明确人才培养目标
东北农业大学新能源科学与工程专业的人才培养目标是：培养服务于新能源产业，具备新能源工程基础理论与专业知识，有较高的道德和文化素质，能在新能源技术与装备领域从事研究与规划设计、装备开发与集成、经营与管理、教学与科研等方面工作，具有创新精神、实践能力和创业精神的复合性研究应用型工程技术人才。
与此对应的人才培养要求是：（1）有较扎实的自然科学基础知识和新能源工程专业所需的技术基础及专业知识，掌握分析问题、解决问题的科学方法，了解本专业工程技术的前沿和发展趋势。（2）具有较好的人文、艺术修养，勤奋进取、团结合作的工作精神。（3）掌握化学分析、热工基础、机械与工程设计、管理以及生物质能、风能、太阳能等新能源转换技术方面的知识与基本技能。（4）具有新能源工程技术与装备的科研、开发及应用等基本能力。（5）能阅读本专业外文文献，具备一定程度的写作与翻译能力；具有较强的计算机应用能力及文献检索基本技能。（6）具有较强的自学能力、创新意识和实践能力，综合素质高，具有基本开展科研工作的能力。
完善课程体系
明确的培养目标为合理制定课程体系提供了良好的基础。学校的新能源科学与工程专业，在课程体系上围绕着热能与动力工程、农业工程、环境科学与工程三个依托学科进行设置。基础课和专业基础课程主要包括：有机化学、生物化学、工程制图、工程热力学与传热学、流体力学、燃烧学，机械设计基础、能量有效利用、能源微生物等。由于农业类院校以生物质能为主要方向，因此在主干课程上加大了化学类课程比重，同时也兼顾了热工、流体和力学方面的课程，力争做到“厚基础”。专业课主要包括：新能源工程概论、生物质能工程、风能工程、太阳能工程、新能源装备设计、生物质能经济学。在新能源工程概论中重点介绍新能源的基础知识以及能源与环境等内容。专业课以生物质能、风能和太阳能三大新能源为主干课程，并配以装备设计和经济学方面的知识。使学生能重点掌握最主要的新能源的工程、装备和工艺等方面的知识和技能，实现“宽口径”的人才培养。
强化实验实践教学
篇5
高新技术开发区是一个独立的区，不属于任何区。高新技术产业开发区是指中国改革开放后在一些知识密集、技术密集的大中城市和沿海地区建立的发展高新技术的产业开发区。高新技术范围将根据国内外高新技术的不断发展而进行补充和修订。
高新技术的范围包括：微电子科学和电子信息技术，空间科学和航空航天技术，材料科学和新材料技术，光电子科学和光机电一体化技术，生命科学和生物工程技术，能源科学和新能源、高效节能技术，生态科学和环境保护技术，地球科学和海洋工程技术，基本物质科学和辐射技术，医药科学和生物医学工程，其它在传统产业基础上应用的新工艺、新技术。
（来源：文章屋网 ）
篇6
【关键词】风光互补；智能控制；洒水；除尘降温；DSP
引言
随着城市建设铺设的柏油路、水泥路，城市机动车的增多，人口稠密因而产生了温室效应。机动车来往所扬起的粉尘，排放的尾气和其它的排放使城市的空气污染日趋严重。尤其是粉烟尘悬浮颗粒物等。它不仅是对空气的污染，也危害到市民的身体健康。
基于目前公路上只有一些洒水车，这样不仅给行驶车辆造成很大不便，而且效率低，仅仅清理了道路上面的灰尘，无法实现道路上面的空气清洁。
为此，设计了一种城市道路自动洒水系统，这种自动洒水系统能够自动而精确的控制城市道路处空气的灰尘浓度和地面温度。
1.系统总体设计
一种基于风光互补的DSP控制的反馈式自动洒水装置，包括风光互补新能源电源模块、传感检测模块、DSP控制模块、洒水模块、反馈模块。装置利用温度传感器、湿度传感器、灰尘传感器等，用于采集目前空气状况；当空气中某一参数达到装置所设置的阈值时，通过数字信号处理器（TMS320LF2407）处理，从而控制相应电磁阀，进而控制水泵进行洒水。系统设置有反馈模块，在洒水的同时，能够实时监测空气指数，反馈到数据处理器，从而达到更加精确、稳定的效果。此外，系统所用电源由风光互补式新能源提供。本系统总体设计原理如图1所示：
2.系统模块设计
2.1TMS320LF2407
TMS320LF2407它具有TMS320系列DSP的基本功能及特点：
①用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减少了控制器的功耗。
②内有高达32K×16位的Flash程序存储器，高达2.5K×16位的数据/程序RAM，544×16位双端口RAM，2K×16位的单口RAM。
2.2检测原理示意图
机动车来往所扬起的粉尘，排放的尾气和其它的排放使城市的空气污染日趋严重。就目前系统设计来看，检测原理图如图2所示：
①粉尘检测：粉尘浓度计算方式：Ud=A*Vout （其中Ud为粉尘浓度，位为ug/m’；Vout为传感器输出信号，单位为V；A为比例系数）
②温度检测：系统所用为传感器YL-38温度传感器，对空气温度进行实时监测。
③热释红外检测：系统设置有热释红外产检测功能，所用为AM612热释红外线传感器，当检测区域有人员经过的时候，系统终止洒水。其目的主要是为了部影响路人通行。
2.3反馈设计
此系统具有自主设计的闭环反馈系统，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差，为提高控制精度，，反馈控制系统如图3所示。
2.4喷头参数
系统所采用的ZSTWB型高速水雾喷头是一种进水口与出水口在一条直线上的x心雾化喷头，具体参数如下：
①额定工作压力：0.35MPa，工作压力范围：0.28～0.8MPa。
②雾化形式：压力水进入喷头后，被分解成沿内壁运动的旋转水流，经混合腔在离心力作用下，由特定的喷口喷出，形成雾化。
③雾滴直径：Dv0.9
2.5供电设计
系统使用风光互补式充电系统，内嵌入电池组18650电池方阵，用于保障整个系统正常稳定运行。系统包括充放电控制器、250W多晶硅太阳能组件、NFA/纽福克斯7824N逆变器等进行进行各模块的电压转换。所设计标准水泵额定电压为24V。风光互补型电源设计示意图如图4所示。
3.结语
作为一种基于风光互补的DSP控制的反馈式自动洒水装置，风力发电机、分布式光伏电池、18650电池方阵集成的供电系统，并且由（TMS320LF2407）DSP数字信号处理器所组成的控制系统，通过设置反馈调节，能够自动而精确的控制城市道路处空气的灰尘浓度和地面温度，实时改善交通空气质量，提高生活水平，减少呼吸所造成的病症发生。
参考文献：
[1]吴佳梁等编著.风光互补与储能系统[M].化学工业出版社，2012，5.
[2]周志敏，纪爱华编著.风光互补发电实用技术[M].电子工业出版社，2011，9.
作者简介：
王卯卯：（1996―）男，能源科学宇工程专业本科生。
王启明：（1995―）男，机械制造及其自动化专业本科生。
孙渊：（1969―）女，教授，主要研究方向：局部载荷作用下弹塑性力学等。
秦大朋：（1994―）男，机械制造及其自动化专业本科生。
篇7
作为文理兼收的大类专业，经济学是当之无愧的NO.1——开设最普遍。经济学门类根据面向领域的不同而分别倾向于理论经济学、经济政策、货币与流通和对外贸易等，包括经济学、金融学、投资学、审计学、保险、财政学……虽然同是以经济学类为专业名称进行招生，但不同的大学所包含的具体专业不同。这就是说，在具体分专业时，考生只能选择大类所包含的专业。因此，考生在选择时，一定要弄懂拟报院校该类到底包含了哪些专业。目前以经济学类招生的院校中，专业构成情况可分为以下五类——
其一包含了经济学类的大部分专业，如西安交通大学包含了金融学、金融信息工程、国际经济与贸易、经济学、统计学、财政学、贸易经济等专业方向，山东大学包含了经济学、金融学、金融工程、财政学、国际经济与贸易、保险等专业。
其二为经济学类中设置最多的几个专业的综合。有的是包含经济学、金融学、国际经济与贸易等专业，如华北电力大学（北京）、中南民族大学；有的则只包含了金融学、国际经济与贸易专业，如同济大学、东华大学、中国矿业大学（徐州）。
其三是包含具体专业除大家所熟悉的经济学类专业外，还与学校特色联系在一起，开设了相关专业，如中国农业大学经济学类除了国际经济与贸易和金融学专业外，还包括农林经济管理专业；中国石油大学（北京）开设的经济学类，则在国际经济与贸易之外，还开设了能源经济学。
其四是同一院校有两个以上的以经济学类为名来招生的专业，但在经济学类后面还加有备注，标明不同专业的区别。如北京工商大学分为经济学类（经贸类）和经济学类（财贸类），前者包括经济学、贸易经济和国际经济与贸易3个专业，后者包括财政学、保险和统计学共3个专业。
其五是部分高校所开设的经济学类打破了只包含经济学类下相关专业的构成，还与其他学科所包含的近似专业联系在一起招生，如上海交通大学的会计学专业也属于经济学类的专业之一，天津商业大学则把信用管理包含其中。
主干课程
政治经济学、微观经济学、宏观经济学、货币银行学、国际经济学、财政学、数理经济学、发展经济学、会计学、统计学、管理学等。
院校展台
对外经济贸易大学——2013年，对外经济贸易大学生首届以经济学类招生的学子即将毕业，接受社会的检验。其经济学类专业属于国际经济贸易学院，下设国际经济与贸易专业、金融学专业、物流管理专业（国际运输与物流方向）、经济学专业（国际税务方向）、经济学专业（荣誉学士学位实验班）等五个专业或方向。入学时，大学一年级不分专业，学生在大学二年级春季学期将根据自身专业学习规划、兴趣特长和学习成绩情况，在贸易、金融、经济类学科内自愿选择专业，确定主修专业（方向）。
武汉大学——经济学类采取“打通”和“分段”方式培养，培养宽口径、厚基础、强能力、高素质，具有创造、创新、创业精神的复合型高级经济和管理人才。学生进校前两年，在公共基础课和专业基础课学习阶段打通专业界线，采用统一的经济学科基础平台和专业基础课平台进行培养；二年级末，在学生对专业已有一定了解的基础上，根据其兴趣、专长、人生规划和社会需要，分别进入四个专业（财政学专业、国际经济与贸易专业、金融学专业、保险学专业）继续专业课学习。
工商管理类
专业构成
从开设院校的数量来看，文理兼收的大类专业中，能与经济学类比肩的只有工商管理类。作为备受考生青睐的工商管理类，与管理科学与工程类、公共管理类、农业经济管理类、图书情报与档案管理类、物流管理与工程类、工业工程类、电子商务类和旅游管理类共同构成管理学类。九大类的差异从其命名可略知一二，工商管理类是研究盈利性组织经营活动规律以及企业管理的理论、方法与技术的学科。
在工商管理类下，有的专业以市场活动为主，如工商管理、市场营销、国际商务等，有的专业则以企业的经营管理活动为主，如会计学、财务管理、人力资源管理、审计学等，还有些是针对特殊领域开设的，如特许经营管理、连锁经营管理、酒店管理等。于是，在高校以“工商管理类”招生的专业中，具体包含的专业有所不同。
第一类是与经济学类学科有所交叉。如同介绍经济学类专业时，有的高校将部分工商管理类专业纳入其中一样，也有一些高校则将属于经济学类下的专业纳入工商管理类招生、培养，如北京大学工商管理类所包含专业除会计学与市场营销外，还包含了经济学类的金融学专业。
第二类则可称为工商管理类的。核心型”，将工商管理类下最常见的专业都纳入其中进行招生，如中国人民大学、北京化工大学、南开大学、同济大学等高校的工商管理类包含了如工商管理、市场营销、会计学、财务管理、人力资源管理等专业。
第三类则是在管理学类下，打破九小类之间的界限，将属于其他类的专业纳入工商管理类中。如大连理工大学包含信息管理与信息系统、物流管理、工商管理，北京工商大学工商管理类包括物流管理、工商管理、市场营销、人力资源管理、旅游管理、管理科学共6个专业。
还有一类则更为与众不同，以工商管理类招生，但实行的却是双学士的培养模式。以电子科技大学为例，该校工商管理类又称为“管理-电子工程复合培养实验班”，在四年的修业年限中，接受管理学（或经济学）+工学专业的培养，毕业时可获得双学士学位。
主干课程
政治经济学、微观经济学、宏观经济学、管理学、会计学、统计学、财务管理、管理信息系统、市场营销学、经济法等。
院校展台
电子科技大学——该大类整合经济管理和电子工程两大学科优势，突出管理与电子信息技术相融合。课程设置强调厚基础和国际化，培养过程注重学生的知识、能力和素质协调发展。学生在修读通识类课程、电子信息大类学科基础课程和经济管理专业学科基础课程后，可以根据志向选择在工商管理类（含工商管理、金融学和电子商务三个专业）或电子信息工程专业方向进行学习。
哈尔滨商业大学——该大类以实验班形式培养，包含专业众多，有工业工程、工程管理、工商管理、市场营销、人力资源管理、会计学、财务管理、审计学、信息管理与信息系统、电子商务、旅游管理、商品学、物流管理等。前期进行基础阶段学习，后期进入专业学习。
公共管理类
专业构成
同属于管理学类，但公共管理类把关注点集中于社会管理之中，是以政府、企业组织以及非政府组织的结构、工作程序、工作绩效为主要研究对象的学科。与工商管理类不同的是，公共管理类对经济领域涉足较少，而更倾向于解决公共事务——土地、公共关系、文化、劳动关系、公共安全等问题。
公共管理类下包含专业与工商管理类一样多，但最为人们所知的只有行政管理和公共事业管理两个专业，其他专业如劳动与社会保障、文化产业管理、劳动管理、食品经济管理等或是设置较少，或是仅在少数高校试点的专业。因此，公共管理类的构成大多以行政管理和公共事业管理为主，再适量增加一两个专业。
在设置公共管理类专业的高校中，北京化工大学、山东大学、西南大学仅包含行政管理专业、公共事业管理专业；武汉大学、中南民族大学、华侨大学和首都经济贸易大学在行政管理和公共事业管理专业外，又加入了劳动与社会保障、土地资源管理、城市管理等专业。与一般高校以招收文科生为主不同的是，西安交通大学公共管理类招收理工科考生，包含专业有行政管理、劳动与社会保障、卫生管理。
主干课程
管理学原理、公共管理学、经济学原理、政治学原理、社会学管理、会计学、社会学、应用统计学、公共关系学、公共人事制度、行政法与行政诉讼法、公文写作与秘书学、社会保障制度、社会中介组织管理、政策科学、公共部门人力资源原理、组织行为学等。
院校展台
上海财经大学——公共管理类各专业依托学校在经济学、管理学方面的优势，以及充分发挥法学、政治学和社会学等学科的作用，实行“厚基础、宽口径”的培养模式，学生在本科阶段的前两年不分专业，进入三年级时按照学生的志愿、社会需求状况以及学生学习成绩等因素，分为行政管理、公共事业管理和劳动与社会保障专业学习。
华侨大学——招收文史、理工类学生，学制4年。前两年行政管理、公共事业管理和土地资源管理3个专业开设相同课程，第三年在自愿选择与学院考核的基础上分成3个不同专业。成绩达要求可修读法学专业双学位，理工类选读土地资源管理专业的学生，可修读城市规划专业双学位。
中国语言文学类
专业构成中国语言文学类包含哪些专业？只要将其名称拆分一下，中国、语言、文学三大关键词就能解释得很清楚，即适用于中国，在中华民族文化中形成、发展起来的语言和文学为研究对象。语言既包括官方语言——汉语，也有部分少数民族语言；文学则涵盖了诗歌、词赋、戏剧、小说等。
由于中国语言文学类所含专业较少，因此高校开设的中国语言文学类专业的组成也比较简单，可分为“闭合式”和“开放式”两种。“闭合式”指的是所包含专业均为该门类下的专业，如中国人民大学中国语言文学类包含汉语言和汉语言文学两个专业，华中师范大学包含汉语言和对外汉语专业，山东大学仅含汉语言文学一个专业，云南民族大学包含汉语言文学、对外汉语专业，河北大学包含汉语言文学、对外汉语、古典文献专业。“闭合式”专业组成的中国语言文学类在目前招生高校中占据多数地位。而“开放式”则是将中国语言文学类下的专业与其他文学类的专业以“中国语言文学类”名义招生，如中南大学的中国语言文学类则将属于新闻传播类的广播电视新闻学专业与汉语言文学专业组成招生。（注：原对外汉语专业现更名为汉语国际教育专业）。
主干课程
文学理论、语言学概论、中国古代文学史、中国现代文学史（含当代）、外国文学史、古代汉语、现代汉语、中国古代经典导读、美学概论、马列文论、中国文学理论史、西方文艺理论史、古代汉语、现代汉语等。
院校展台
华中师范大学——作为六所部属师范院校之一的华中师范大学，在中国语言文学类的构成上较有特色：汉语言与对外汉语的结合。两个专业紧紧围绕语言，一个是内在的汉语、语言学、文学等方面，一个是把汉语传递给对中国语言、文化感兴趣的外国人。
广西民族大学——学制四年，双学历[同时颁发中国少数民族语言文学（壮语方向）、汉语言文学本科专业毕业证书]，符合学位授予条件的，授予文学学士学位。培养具有系统的壮汉双语言文学基本理论和知识，并能从事进一步研究的高级专门人才。学生将具有双语写作、交流和研究能力及掌握办公自动化技能，并粗通一门东南亚国家语言。
能源动力类
专业构成
能源亦称能量资源或能源资源，是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用性的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。隶属于工科门类下的能源动力类就是以各种能源为研究对象的学科，由于一次性能源随着使用的减少，人们更注重对新能源的开发与利用，所以在能源动力有许多专业都围绕核能、风能、新能源设置。
能源动力类以热能与动力工程专业开设最为普遍，其他专业如能源工程及自动化、风能与动力工程、辐射防护与环境工程、新能源科学与工程都为在少数高校试点的专业。所以在以能源动力类为名进行招生的大类，一般都是“热能与动力工程+其他专业”的形式组成。如大连理工大学包括热能与动力工程、能源与环境系统工程两个本科专业，山东大学包括能源与环境系统工程基地班和热能与动力工程两个专业。
需要提醒考生的是，许多开设此大类的高校，都将与该专业相关较大的但属于土木类的建筑环境与设备工程（注：现更名为建筑环境与能源应用工程）纳入其中。如北京科技大学该大类包括热能与动力工程和建筑环境与设备工程，中南大学包括热能与动力工程、建筑环境与设备工程和新能源科学与工程。
除以上两类以外，还有少数以能源动力类招生的高校在培养方面是打通本硕连读进行培养，如西安交通大学该大类学生在完成综合基础素质教育、掌握宽厚的理论基础后，根据社会需求和个人志愿可以在热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷及低温工程、热动力工程、汽车工程、热能动力与控制工程等专业方向选择，再进行以能力培养为主的教育，按学科大类平台课程、专业知识课程和实践课程学习深造。
主干课程
机械原理、机械设计、电工技术、工程热力学、流体力学、传热学、动力机械基础、内燃机原理、透平机械、热力发电厂等。
院校展台
北京科技大学——包括热能与动力工程和建筑环境与设备工程两个专业，按大类招收的学生入学后实行宽口径培养模式，一年半后学生将根据本人志愿和在校学习成绩进入不同的专业学习。
哈尔滨商业大学——以实验班（能源动力类）招生，前期以基础学习为主，第三或第四学期再选择具体的专业，可选择范围十分广泛，包括机械设计制造及其自动化、包装工程、印刷工程、计算机科学与技术、电子信息工程、土木工程、热能与动力工程、建筑环境与设备工程、油气储运工程、物流工程等专业。
电气信息类
专业构成
作为工科门类招生专业数量最多的一个类，电气信息类将传统的电工技术与计算机、电子、自动控制、系统工程及信息处理等新技术相结合，因此专业可以分为相关的几类。如电气工程及其自动化、电气工程与自动化、电力工程与管理是与传统的电工技术紧密结合；计算机科学与技术、计算机软件、电子与计算机工程则与计算机更为投缘；电子科学与技术、真空电子技术等则与电子牵手……在以电气信息类为名称招生的大类专业中，各高校又包含了哪些专业呢？一起去探个究竟吧！
首先是相关专业的结合，如北京交通大学电气信息类包含的电气工程与自动化专业、电气信息工程专业都与电工技术有关；防灾科技学院包含的计算机科学与技术和网络工程专业、首都师范大学包含的计算机科学与技术、软件工程、信息工程则与计算机有关。
其次则是在传统电子与计算机或其他新技术的结合，如中国矿业大学（徐州）电子信恩科学类包含了信息工程、电子科学与技术专业，四川大学包含了电气工程及其自动化、通信工程、自动化专业。
还有一类构成比较复杂，包含专业比较多，还有些把近年才新增设的专业也包容进去，如大连理工大学电气信息类包含电子信息工程、电子信息工程（英语强化）、自动化、计算机科学与技术、集成电路设计与集成系统、电气工程及其自动化、通信工程、物联网工程等8个专业；中南大学则包含信息安全、测控技术与仪器、自动化、电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、电气工程及其自动化等专业和新增设的智能科学与技术和物联网工程专业。
主干课程
大学数学、大学物理、工程数学、电路、电子技术、现代电子技术、数据结构与算法分析、数据库技术、微机原理及接口技术、计算机网络与通信、电磁场与电磁波、信号与系统、电力电子技术、自动控制原理、通信系统原理等。
院校展台
西安交通大学——电气信息类所属电气工程学院其前身创建于1908年，是中国高等教育创办最早的电工学科；是全国电工二级学科设置齐全、师资力量雄厚、实验设备先进的电气工程学院之一。电气信息类实施本科生与研究生统筹制定教学计划。学生在掌握好宽厚扎实的理论知识基础后，根据社会需求和个人志愿可以在信息与通信工程、计算机科学与工程、控制科学与工程、电子科学与技术等学科选择专业方向，再进行能力培养为主的专业教育，按学科大类平台课程、专业知识课程和实践课程学习深造，学习成绩合格者可分阶段获得学士、硕士或博士学位。
材料类
专业构成
用一句真实并且高度概括的话说，人类的世界始终是一个由材料组成的世界。从属性来分可分为无机物材料（金属材料、无机非金属材料）、有机物材料和不同类型材料所组成的复合材料。从用途来分可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。
材料类下的专业就是围绕研究各种不同材料的特征以及运用不同的材料设置的。金属材料工程覆盖了冶金、有色金属、复合材料、粉末冶金、材料热处理、材料腐蚀与防护及表面等方面；无机非金属材料则是研究水泥、玻璃、陶瓷与建筑（墙体）材料；高分子材料与工程则是针对纤维、橡胶、塑料、乳胶漆等材料。
以材料类大类招生的专业构成，主要有三种方式。第一种是全部专业都由材料类下的专业构成，如石家庄铁道大学该类包含的无机非金属材料工程、金属材料工程、材料科学与工程、功能材料都属于本类下的专业。
第二种是由材料类下的专业加工科门类下其他类的专业，如武汉大学、中国矿业大学（徐州）、河北工业大学、河南理工大学等的材料类，既有属于材料类下的材料科学与工程、金属材料工程、无机非金属材料工程之一，又有机械类下的材料成型及控制工程专业。
第三种是材料类下的专业与理学门类下的专业的组合，如中南大学材料类由属于理学门类下的材料化学专业与材料类下的粉体材料科学与工程和材料科学与工程组成，大连理工大学材料类也包含了理学门类下的材料物理专业。（注：现材料化学、材料物理已归为材料类。）
主干课程
材料科学基础、金属材料学、材料力学性能、材料表面改性技术、检测技术及质量评估、复合材料、材料成型原理、材料成型工艺学、计算机模拟技术与应用、材料制备技术、材料质量控制与检测技术等。
院校展台
篇8
关键词：光伏产业 人才培养 校企合作
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0227-01
1 人才培养目标
光伏应用技术专业是培养具有良好职业道德和敬业精神的高素质技能型光伏人才。学生要掌握光电子技术、光伏制造和光伏应用的基本知识，要具备一定的系统工程应用能力。学生完成学业后能在光伏领域从事光电产品的生产、质量检测、安装、调试、维护、设计、市场营销及企业管理等工作。
2 工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式
光伏人才的培养是一个全新的领域，目前缺少可以借鉴的成熟模式。在探索人才培养模式创新的过程中，学院始终坚持以“为地方经济发展服务”为办学宗旨，充分调动行业企业的积极性，以校企共同体为平台，确立“全员育人，全程育人”的育人理念，深化“基于校企共同体的工学结合人才培养模式”改革。在理事会领导下的院长负责制框架内，根据新区产业结构转型与调整要求，以及光伏行业企业的用人标准，融入岗位职业资格要求，坚持学校教育与职业培训并举。学院与光伏企业共同制定人才培养方案，共同组织实施教学，共同开展教学质量评估，以满足光伏行业对高素质劳动者和技能型人才的需要。基于校企共同体的工学结合人才培养模式如图1所示。
通过校企深入合作，共同推进“学做合一”工厂型课堂教学，从而提高课堂教学效率。共建校内生产性实训基地—— “光伏组件生产线”等，实施多种形式的现场教学，丰富课堂形式和教学手段，创新教学形态。校企共同制定“企业技术人员担任实践教学指导教师的实施办法”，有效地促进企业技术人员担任实践教学指导工作，丰富实践教学手段，使学生在真实情境中学习和锻炼，实现理论与实践、课堂与车间、教学与生产的有机统一，从而有效的提高学生的职业技能。
岗位实习是学生职业能力形成的关键教学环节，是落实工学结合、培养面向生产第一线的高素质技能型专门人才的重要手段。通过赴企业进行专业实习和顶岗实习实现专业与行业的零距离对接，成为符合岗位需要、企业需要的技能型专门人才。校企共同制定了相关规章制度，双方共同协作，对生产性实训基地岗位技能实习进行全程管理，从而达到了教学内容与岗位工作任务的有效对接。同时，以应用为导向，以实践为途径，培养学生的创新创业能力，促使学生树立正确的职业观。
3 校企共同制定人才培养方案
（1）人才培养模式。通过在理事会领导下的院长负责制，与光伏企业共同深化“基于校企共同体的工学结合人才培养模式”。学校和企业之间资源共享、优势互补，打造崭新的教育实体，达到共同办学、共同育人、共同发展的目标。根据学校专业建设的文件精神，以校企共同体为平台，按照“首岗适应、多岗迁移、可持续发展”的人才培养要求，通过“2+1”的教学模式（即在校内学习2年，在企业专业实习和顶岗实习1年相结合），把“做中学，学中做”贯穿人才培养全过程，通过“校中厂、厂中校”（即在学校中建立教学工厂、在企业中建立教学基地）的教学实施途径，培养学生的专业技能、岗位能力和职业素养。
（2）课程体系。通过“企业岗位分析—岗位所需的知识能力素养论证—相关课程确定”的过程，与企业共同构建与人才培养模式相匹配的课程体系，培养学生的职业基本能力和可持续发展能力。
（3）技能培训。通过“岗位描述、任务分析、能力定位、课程开发”的过程，与尚德公司共同合作，借助“校内教学工厂”、校外实训基地等实训条件，探索基于工作过程的课程开发理论，并注重开发和光伏技术相关的职业技能鉴定行业标准，将职业技能培训融入核心课程，贯穿于整个教学过程。
4 面临的挑战
近来，受欧债危机和美国对中国光伏企业采取“双反”措施的影响，中国光伏企业目前面临着严峻的挑战，正经历着一场“寒流”。这对专业建设来说，也同样是挑战。
通过各方面调研，我们得出以下结论：（1）就专业设置而言，无锡地区光伏企业中，光伏组件的生产量在减少，光伏应用正在向多方面发展，光伏应用人才需求量也在增加，我们采取的措施是坚守的同时进行适当调整：坚守即专业为光伏产业服务的目标不变，主要面向光伏电池组件制造与光伏应用领域；调整即根据行业的变化情况，调整光伏组件和光伏应用类课程的比例，加大光伏应用课程的设置，适应光伏应用人才需求量的增加。（2）在人才培养规格方面，光伏企业对人才需求缺口大的是高素质技能型人才，我们要加强对学生素质和技能两方面的培养。
5 结语
光伏人才培养模式是近几年同类高职院校关注的热点话题，如何提高光伏应用技术专业学生的专业知识、职业能力、综合素养和就业竞争力，如何应对产业变化对就业的影响，我们还不断地需探索与完善。
参考文献
篇9
准确地说：自20世纪80年代以来，我们已是处在一个信息爆炸的时代、一个知识经济的时代。有人还更形象地说：这是一个一“网”情深的时代；一个“网”事如歌的时代；一个无“网”而不胜的时代。的确，进入20世纪的后期，我们已实实在在地处在了一个信息网络化的时代中。未来学家们又进一步预言说：21世纪将是生物科技的时代，或者说是生命科学的时代。因为生物技术和信息技术的迅猛发展已向人们展现出了更加诱人前景，并使得将生物学和信息学结合起来的生物信息学的研究成为可能。运用生物信息学的原理或机制去提示生命的奥秘，认识和探讨人类疾病的发生和发展及至康复等医学问题，将是一个全新的课题，并有望开启一个崭新医学时代。生物信息医学的时代。这是一个将“物质、能量和信息”三基元的思想用来指导医学的研究和发展的新阶段，是对现代医学仅从人体的物质结构和功能(能量)或者注重从生物物理和生物化学的角度去认识疾病和防治疾病方法的一种进步和完善。换句话说：我们将从生理、生化和生物信息三方面去看待机体和生命，去认识和防治疾病。这不正是我们传统中医学的“形、气、神”理论的现代体现吗?所以，我们认为，21世纪的医学发展趋势将是以生物信息为主导的医学新时代。
下面我想从4个方面来分析和探讨一下，我们所提出的“生物信息医学”形成的可能性或可行性。即：①现代高新科技发展所提供的时代科技背景；②信息时代新的哲学思想原则为之提供的认识论和方法论；③生物信息医学已存在的历史和发展现状；④生物信息医学未来的发展前景展望。
1生物信息医学形成的时代背景――现代高新科技
现代医学科学的每一个新进展都与当时的科学研究和技术的支持是分不开的，在当今蓬勃发展的医学背后有现代高新技术强有力的支撑。
现代高新科技来自现代尖端科学的研究，所谓尖端科学就是人类探索自然界规律，攀登科学知识高峰的前沿。当前，科学研究的最前沿主要可以归结为以下几个方面的问题，即物质的组成或结构，生命的本质和演化，人类生存的环境，宇宙的起源和人类智力的奥秘。正是对在这些问题探索研究的过程中，人们不断获取尖端科学知识，并应用这些知识，又进一步开发出了如下高新科学技术，即：①生命科学技术(或称生物科学技术)――对生命的本质和演化的探索；②信息科学技术――对人类智力的探索；③软科学技术(或称管理科学)――对人类智力的探索；④海洋科学技术――对生存环境的探索；⑤空间科学技术(或称航空航天技术)――对宇宙空间的探索；⑥环境科学技术――有益于环境的高新技术；⑦新材料科学技术――对物质的组成或结构的探索；⑧新能源和可再生能源科学技术――对物质的组成或结构的探索。
这高新技术中，其中信息科学技术、生命科学技术和软科学(管理科学)是与人的生命和智力的探索直接相关的。自然也是与医学是密切相关的科学和技术。海洋科学和空间科学及环境科学，主要研究人类生存空间的拓展和生存环境的保护，也是以人为本的。新材料科学和新能源及可再生能源科学则主要是为人类寻找更好的使用工具和动力资源，提高人类劳动效率和生存生活质量。同时，其新材料科学技术还将会为我们的医学提供更精细和精密的诊疗仪器或技术手段。例如：纳米技术可使我们造制出更加精细的检测仪器，如：纤维镜、胃镜等，也可提供更精细手术器械等。
在现代高新科学技术的基础上，现代医学科学研究方法的特点：一是研究更为深入，利用现代生物学先进技术，在核酸、蛋白质等生物大分子水平上阐述生命体的结构和功能特征，并且利用基因技术使人们能够设计和改变生物体特征；二是研究技术的综合应用，以往各学科单一的研究方法、系统正在被跨学科多水平的实验体系所取代，高水准的研究一般都在整体、离体组织、细胞、分子多种水平上证实一种论点；三是高新技术的发展完善，使得元损伤非侵入式研究越来越广泛被采用，不仅可以在实验动物上得出与人更接近的结果，还能直接用于人体的研究；四是信息科学技术又为现代医学科学的研究提供了新的思路和方法。它使我们对生命体的认识不再只考虑其物质结构和能量代谢两个方面的问题，而是将生命体内物质、能量和信息三个基本要素都考虑进来。目前，对于人体信息系统的组成、信号转导及有关的分子家族、信号转导过程、细胞内信号转导、细胞间通讯、神经信息的传递、大脑信息的加工、处理等有了前所未有的详细认识。
因此，在这里我将重点介绍一下信息科学技术和生物科学技术。因为，这两项技术与我所提出的生物信息医学是紧密相连的。
1．1信息科学技术
1．1．1信息的定义及本质的讨论：从20世纪中叶开始，对于信息的定义及其本质的问题在世界范围内已引起了非常广泛的讨论，但仍未有一个定论。
其实，信息现象十分古老，早在人类历史发端以前，信息已存在于物质世界。如阳光普照，星光灿烂，就是宇宙天体发出的信息，在人类社会诞生以后，信息不仅来自物质世界，而且来自精神领域。人类认识和改造客观世界的过程，实质上就是一个信息过程。所以，人类自诞生以来，一直是在不断地进行信息的加工、传递、交流和利用等过程。
人类虽然很早并一直在接触和利用信息，但对信息进行有意识的科学阐析，都是20世纪以后的事。在此之前，我们对信息的认识和理解，主要是指一些通知、报告、新闻消息、报道、情报、知识见闻、资料等，进一步指思想、事实、思维、意念、资讯等，在通信科学发展的时代中是指信号、指令、代码、数据、图像等等。这些都是我们的日常可能接触到的一些信息。。然而，从哲学的角度去深究信息的本质，是相当艰难的，在学术上也一直是争论不休的。这些争论，始终是围绕着信息同物质、能源的关系，同认识、意识的关系问题展开的。由于人们认识上的差异以及观察角度和采用方法的不同，各国学者在探索过程中，给“信息”下的定义已有四五十个之多，每种定义都有理性的面，但还没有一个是定义在世界范围内得到公认。不过，从这些讨论中可以肯定的是：信息与物质和能量一起共同构成了人类可利用的三大基本资源要素。换句话说：整个世界(包括人体)是由物质、能量和信息三大资源构成的。信息论的创始人之一，美国学者唯纳说过一句有名的话，他说：信息就是信息，它不是物质也是能量；不承认这一点的唯物论，在今天就不能存在下去。
随着信息科学和技术的发展与完善，相信人们一定会对信息的本质作出一个比较全面的科学阐析。目前，对信息的单位已确定了用“比特”来表示。所谓的信息流也就是比特流。美国麻省理工学院媒体实验室主任尼古拉•尼葛洛庞帝先生说过：信息社会的基本要素不是原子，而是比特。比特与原子遵循着不同的安全法则。比特没有重量，易于复制，可以以极快的速度传播。它在传播时，时空障碍完全消失。而原子只能由有限的人使用，使用的人越多其价值越高。尼葛洛庞帝还说：“我觉得我们的法律就仿佛在甲板上吧达吧达挣扎的鱼一样。这些垂死的鱼拼命喘着气，因为数字世界是个截然不同的地方。大多数法律都是为了原子的世界而不是比特的世界而制定的”。可见信息与物质和能量有着本质的不同。另外信息网络带来的挑战，可能会更超出我们所有人的想象。所有这些都将有助于我们对“信息”的进一步理解。对于信息的定义值得一提的有：《中国新闻实用大辞典》(人民日报出版社)从“实用”的角度，把“信息”表述为：一切事物的状态和特征的反映。它普遍存在于自然界、人类社会以及人们的认识和思维过程中。人类生活的世界是一个充满信息的世界。另有一个比较通俗的说法：即认为凡是人和动物通过眼睛、耳朵、鼻子、舌头、身体、大脑接受到的外界事物及其变化，统统都含有信息。如五彩滨纷的图画、火车的鸣叫、香水的芬芳、苹果的酸味、棒击的疼痛、灵感的触发等等。据专家统计，一般来说，人类通过视觉获得的信息占83％，通过听觉获得的信息占12％，而其余6％的信息通过嗅觉、触觉和味觉获得。然而，这些也只不过是指人体从外界接收或获取的体外信息，只是机体信息中一个方面。而另一方面在生物体内自身还有其信息的加工、处理、发出、传输、储存和利用等过程。如大脑的思维、心理活动、神经反射、激素调节、体液传导、遗传变异、气功意念、经络传感、细胞、组织的新陈代谢等等，都是一些重要的生物信息过程。可见，“生物信息”的过程要比现在我们了解的“电子信息”处理的过程更为复杂。
现代医学是建立在分子生物学、细胞学、组织胚胎学、解剖学、生理学和生物化学的基础上的。它注重的是机体不同部分之间的差异性，即每发现一个部分在结构和功能上的不同，就给予这个部分一个命名，就成为一种新发现。这也正是科学界历来所信奉的“结构决定功能”的理论观念。由于这种思想观念的指导，使人们对机体内部各个部分都有了深刻的研究和了解，便于得到各部分之间的结构方式和本质差别，进而了解其功能特征。然而，这种只从物质结构状态和功能(或能量)特征去认识机体是不全面的，它忽视了生物体不同部分之间还有其信息的联系和控制调节等特点，即生物体内的“信息调控机制”问题。因而，现代医学也就遇到了许多理论难题和临床疑点问题，这些问题也正是影响医学和生命科学全面发展的主要因素。因此，未来医学则必须是建立在生物物理学(物质结构功能，即分子生物学、细胞学、组织胚胎学、解剖学、生理学等)、生物化学(物质和能量代谢)和生物信息学的基础上。
1．1．2信息技术的发展历程：在人类诞生之初――即最原始的人类，其信息交流可能主要是靠叫声和动作手势，进而就有语言的产生，最后又有了文字符号，并进一步又有印刷术的出现。紧接着又有书报、信件、邮递员、信鸽等信息传播工具或媒体，这些是古代信息传播技术发展的一个基础过程。到了近代，随着电的发明和发展，利用电来传递信息的技术得以研究和发展。最初是电报、电传，到了1876年3月10日，贝尔运用电声转换技术发明了电话，随后又是有了无线电广播、电影、电视的发睨。这些使人类的信息传播技术产生的一个飞跃，是一次信息革命
进入20世纪后，电话、无线电广播、电影和电视得到了极大的发展和应用。更有意义的是：20世纪上半叶又有了电子计算机的出现，计算机改变了人类对信息储存、加工、处理和复制的基本方式，也使传统的印刷术发生了一场革命。使之告别了铅与火，代之以光和电。进入20世纪90年代以后，以Intemet为代表的计算机网络得到了飞速的发展。它从最初的教育科研网络，逐渐发展成为商业和民用网络，并正在改变着我们工作和生活的各个方面。可以毫不夸大地说，Intemet是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。目前，Intemet与电话和电视并称为三大通信网络。从计算机网络(Intemet)的发展速度和趋势来看，有可能以它为核心将“三网合而为一”。
1993年9月15日，美国政府了一个在全世界引起很大反响的文件，其文题是“国家信息基础结构行动计划”。后来人们又通俗、生动而形象地把这个“行动计划”称作“信息高速公路”。紧接着全世界所有的工业发达国家和很多发展中国家都纷纷研究和制订本国建设信息基础结构的计划。这就使得计算机网络(Intemet)的发展进入了一个新的历史阶段。应该说，这正是我们进入信息化时代的一个标志。当然，这个时代是经历了由信息科学研究一信息技术革命一信息产业化、商品化一信息的社会化一信息化时代的过程，也差不多是经历了一个世纪的发展历程。
在这个信息化时代，我们所有的人都可以感受它给我们带来的快捷和便利。也更惊叹它的发展速度以及其社会变化竟是如此变幻莫测。有一个著名的定律是美国贝尔电话实验室的穆尔提出的，叫穆尔线性定律：他说一个硅片上的晶体管数量，按每18个月增加1倍的集成度的速度增长。目前，一块计算机芯片上晶体管的集成度已达几亿个以上。据估计，到2007年将达到2000亿个晶体管。所以，有些学者说，在信息化时代，我们只能预测到5年(最多10年)以内的发展情形，10年以后是很难以预料的，因其发展太快了。如果说20世纪末的信息时代是那么地变幻莫测，那么21世纪的生物科技时代，就更难以预测了。因为，21世纪人类的生存、生活、婚姻、家庭以及伦理、道德等方式都将有可能被重新定义或定位。你想想，可以将人进行复制，并使生命延续的克隆技术已予示着将打破一切条条框框(这正是下面我将要介绍的生物科学技术的发展及态势)。
1．2生物科学技术的发展态势：生物技术应该说不完全是一门新兴学科，它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。传统的生物技术是旧有的制造酱油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品等传统工艺。现代生物技术则是指20世纪70年代末80年代初发展起来的，以基因工程为核心，以DNA重组技术的建立为标志的新兴学科。目前我们所提的生物技术基本上是指现代生物技术。
现代生物技术包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生化工程等。．不久的将来也许还将有生物信息工程的诞生。
1．2．1基因工程：1944年Averg等科学家阐明了DNA是遗传信息的携带者；1953年Wats。n和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNlA的半保留复制模式，从而开启了分子生物学研究的新纪元；1961年M•Nirenberg等破译了遗传密码，揭示了DNA编码的遗传信息如何传递给蛋白质这一秘密；1972年Berg首先实现了DNA体外重组技术，这标志着生物技术的核心技术――基因工程技术的开始，它向人们提供了一种全新的技术手段，使人们可以按照意愿在试管内切割DNA，分离基因，并经重组后导人其他生物或细胞，藉以改造农作物或畜牧品种；也可以直接导人人体内进行基因治疗。基因治疗主要包括制备正常基因取代遗传缺陷的基因，或者关闭异常表达的基因，或者降低异常基因的表达强度。这样可以对一些由于基因突变、缺失和异常表达所引起的疾病，如遗传病、恶性肿瘤等有望达到较理想的治疗效果。
根据基因工程技术而进行的基因工程药物的研究自20世纪70年末也已经开始，如人工胰岛素、干扰素、生长素类、白细胞介素类和肝炎疫苗等。一还有转基因技术对人工选育优良品种也取得了成功。其中克隆羊的成功为动物转基因研究揭示了广阔的前景(有关克隆技术在下面的细胞工程中介绍)。
1．2．2细胞工程技术：所谓的细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改变生物品种和创造新品种，加速繁育个体，或获得某种有用的物质的过程。在这里我重点介绍一下细胞核移植技术-克隆技术。进入20世纪90年代，利用幼胚细胞核克隆哺乳动物的技术接近成熟。世界上许多国家和地区，如美国、英国、新西兰、中国、台湾等纷纷报道成功克隆猴子、猪、绵羊、牛、山羊、兔等。不过最让生物学家和全世界震惊的重大突破是英国PPL生物技术公司罗斯林(R。slin)研究所的维尔穆特(Wilmut)博士于1997年2月27日在世界著名权威杂志《Nature》上宣布的用乳腺细胞的细胞核克隆出一只绵羊“多莉”(D。lly)的消息，“多莉”的诞生，既说明了体细胞核的遗传信息的全能性，也翻开了人类以体细胞核竟相克隆哺乳动物的新篇章。仅仅过了一年半，1998年7月5日，日本人就喜迎来了叫作“能都”和“加贺”的两头克隆牛犊的降生。它们是用母牛输卵管细胞的细胞核克隆成功的，几乎与此同时，一组科学家在美国檀香山宣布，他们已经采用卵泡细胞的细胞核克隆成功的小鼠“卡缪丽娜”再克隆出了下一代。祖孙三代22只克隆鼠组成的大家庭具有完全一致的遗传基因和信息。随后，德国和韩国的科学家也相继宣布用体细胞成功克隆出哺乳动物的消息。可见，几个世纪以来人类梦寐以求的快速、大量繁殖纯种动物的夙愿，在20世纪快要结束之前正在变成现实。
如果说1997年2月克隆“多莉”羊的新闻轰动了世界，一些人还是持怀疑态度的话，那么随着“能都”和“加贺”等多头克隆牛的问世以及克隆老鼠的再克隆成功，用体细胞而不是用早期胚胎细胞的细胞核克隆的哺乳动物，已经成了广为科学界和普通群众接受的事实。在此基础上，克隆人已经不再是科幻小说中的故事了。1998年初，美国哈佛大学的理查德•希德宣布了他的克隆人计划，立即招来了全世界一浪高过一浪的反对呼声，紧接着欧洲19国联合签署了禁止克隆人的协议，我国政府以及美、英、德、日也已明确表示反对。然而这位69岁的博士称：克隆人“只不过是人类生育的另一项先进技术”。他计划把自己的体细胞核与捐献者的卵相结合后，再将这个胚胎植入他妻子格洛丽亚的子宫中，以期生下他的复制品。目前全世界都以关切的目光注视着希德的举动和美国政府的一些反应。另据报道，韩国科学家已于最近克隆成功了人的早期胚胎，但摄于法律的约束，又主动将她销毁了。正象核能的开发具有截然相反的作用那样，人类对克隆自身已采取了十分慎重的严肃态度。
但是，科学的发展是无法阻挡，即便是法律最终也可能无能为力，它也只能为顺应科学的发展而变化或制订新的条文，以此来对新生事物加以规范或约束，强制阻挠是愚蠢的。正如信息时代一样对信息犯罪必须重新修订法律条文。所以，克隆人最终还是会变成现实的。据了解，目前在医学领域是允许可以克隆器官的，以便提供被人体易接受的一模一样的器官移植。
总之，这项技术必将对21世纪的医学科学、生命科学以及农学等诸多领域产生重大的影响和变革。如果一旦被允许可以克隆人时，那么，整个社会的形态，生存和生活的方式都将发生变化，人与人之间的关系、婚姻、家庭和伦理道德等概念都将会被重新改写或定义，因为，一种新的生育方式将改变这一切。因此，21世纪的生命科学时代的确是人们难以预料的。
1．2．3生物信息学的萌生：随着人类基因组计划等大型国际项目的实施，以及生物技术和信息科学技术的进一步研究和发展，一门新兴的边缘学科――生物信息学已应运而生。因为，生物科技和信息科技等高新技术的发展已为生物信息学的研究、开发和利用提供了可能，并已成为当前一个前沿领域和研究的热点。
生物信息学是以核酸(DNA分子)、蛋白质等生物大分子的信息密码；细胞间的通讯；脑科学和神经网络；内分泌激素的信使作用和免疫调节，以及中医的经络学说和精气神理论为主要研究对象。以数学、信息学、计算机科学和仿生学为主要手段，以计算机硬件、软件和通信网络为主要工具，对浩如烟海的原始数据和纷繁复杂的生命信息进行存储、管理、注释、加工、解读，使之成为具有明确生物意义的生物信息。通过对生物信息的查询、搜索、备份、比较、分析，从中获取基因编码、基因调控，核酸和蛋白质的翻译和其结构功能关系，大脑的信息加工、处理机制、神经信息的传输原理等等知识。在弄明白这些大量的生物信息的基础上，再结合已有的生理、生化知识去探索生命的起源、生物的进化、生命信息的传输调控机制、大脑的思维和神智；人类的疾病与康复，以及细胞、器官和个体的发生、发育、衰亡等生命科学中的重大问题，搞清楚它们的基本规律和内在联系，是完全可能的。因此，生物信息学对21世纪的医学科学和生命科学具有不可估量的奠基和推动作用。
高新技术的重要特征之一是学科的横向渗透、纵向加深、综合交错、发展迅速。所以，我们所提出的生物信息学也正是在现代多学科发展的基础上横向结合而产生的。它是生物学与信息学，信息学与生物医学工程学等学科之间的相互交叉、相互渗透的一门边缘学科。同样，生物信息学又将与生命科学和医学科学进行交叉和渗透，并进一步形成生物信息医学这门新兴分支学科。它将促进医学科学的发展，并有可能引发一场医学革命，使我们步入生物信息医学时代。虽然，我们目前尚不能作出一个比较完善的定义或解释，但是，今天我们大家大概都不会否认，信息过程是生物体(人体)的一个重要过程。这一过程从根本上来说，是个体为了适应机体内、外瞬息万变的各种环境。事实上，现代生物遗传工程、转基因技术、细胞工程学和克隆技术，还有现代医学的脑科学研究、神经生理学、内分泌激素、免疫学、心理医学和思维医学，以及我们祖国传统医学中的针灸学、经络学说、气功和推拿按摩学等等，这些都已不同程度地揭示了机体内的一些信息过程中内涵。这些探讨生命过程中的信息问题，对于了解生命的本质、演化以及疾病的发生、发展和转归等无疑是十分重要的。因此，我们有理由相信，生物信息医学将成为21世纪医学科学研究和发展的主流。
2信息时代的哲学思想原则与方法
19世纪和20世纪初，我们把它称为工业化的时代。在工业化时代，牛顿力学有力地支撑了对立统一的哲学思想原则，也使我国古代就已形成的“物生有两，体分左右，皆有二也”的朴素“二元论”辩证法观念找到了近代科学的解释。然而，牛顿力学观察的是两个物体之间的相互作用，是以质量和能量作为物质的两个本源特质的。人们很容易理解，任何事物都有正反两个方面，非此即彼，非我即敌的机械认识论观点就是这种思想方法的极端体现。
进入20世纪后半叶，现代科学技术发展把人们推进到了信息化时代，人们遇到的诸多问题已经不可能在牛顿力学的单一因果链的思维平台上获得满意的答案，除了对立双方之间的力学作用之外，还必须考虑介质或者环境变化的信息作用问题。对立双方长期斗争的结果并不总是一个吃掉另一个，而往往是两败俱伤，由第三者或第三态主导局面。因此，信息时代的哲学思想原则应该是至少要考虑三个最基本的要素而不是两个。比如：物质、能量和信息；元序、有序和自序；整体、局部和媒介；主体、对象和环境；正态、负态和零态；宏观、微观和中观等等。现已知晓：物质、能量和信息是人类可利用的三大基本的战略资源。整个世界包括我们的人体，是由物质、能量和信息三者所共同构成的。因此，一位美国科学家曾经说过这样一首诗，他说：“没有物质的世界是一个虚无的世界；没有能量的世界是一个死寂的世界；没有信息的世界则是一个混乱的世界”。可见，物质、能量和信息这三者是缺一不可。物质可以被加工成材料，为工具准备形体；能源可以被转换为动力，为工具注入活力，驱动机器运转；信息则可以被提炼成为知识和智慧，为工具和机器提供智能指令。在这三种资源之中，物质相对直观；信息资源相对抽象；而能量资源则介于两者之间：人类认识世界的规律是由直观而至抽象，这就决定了一个极为有趣的生产力发展进程。在农业时代，人们主要利用物质一种资源来制造人力工具(称为一维工具、死工具)，这种“物质”又全部取之于自然环境；在工业时代，人类进一步学会了高效地利用能量资源，并把它与材料结合起来制造动力工具(称为二维工具、活工具)物质和能量大显身手、大出了风头，使我们看到了电灯代替油灯，汽车代替了马车。到了信息化时代，人类又学会了利用信息资源，并把它与物质和能量结合起来制造智能工具(称为三维工具、聪明工具)，也使我们看到计算机代替生产线上的工人。也因此在信息时代，大量的下岗和失业是在所难免的。
由此可见，人类的生产活动，实际上是通过能源的开采、运输和变换，作用于各种物质，使之发生物理的和化学的种种变化，使之成为人们所需要的各种产品。这种能量流和物质流的结合程度，取决于信息流的注入程度。我们人类的医疗实践活动似乎也遵循了这一发展规律，在原始的农业时代，人们的医疗手段主要是靠自然医疗和天然药物医疗。那时只能凭借自然界的现有条件来同疾病作斗争。到了工业时代，人类也就掌握了运用化学药物和切开手术医疗手段来战胜疾病，这些正是将物质和能量的结合利用。那么，到了信息化时代，人类也将会把信息导入医疗实践活动，并把他作为一种新的诊断和治疗手段，或与药物和手术结合起来应用，使其医疗手段更加先进和完善。在工业化时代，人类对自然资源的过度开采和大量索取，造成了有些资源短缺、物种的灭绝和环境的严重污染或破坏等，已使人类饱偿大自然对人类的惩罚。同样，现代医学由于大量使用化学药物和手术切除或置换修补，致使药源性和医源性疾病的发生和泛滥。也使人们也偿到苦头，并感到了恐慌。把生物信息资源导入医疗实践，将很有可能改变这一不利局面。
我们知道，在生产力体系中，物质、能量为实体因素，而信息是非实体因素。信息对物质和能量起着结合和控制作用。没有信息的参与，物质和能量无法正常发挥作用，生产就混乱而无法进行，除了这种“结合”和“控制”作用外，信息还起到放大或倍增作用――即信息可以凭借它“携带”的科技和经济知识、管理智慧，使物质和能量十倍、百倍甚至千倍地产生效益。一旦人们掌握了新的技术信息和管理知识，就可以创造发明新的工具；利用新的能源，掌握控制先进的生产程序，就可以十倍、百倍地提高劳动生产率。同样的道理，将信息作为一种诊断和治疗手段或要素参与医疗实践，无疑将可以降低化学药物的用量和手术的创伤使疗效成倍的提高；甚至可以免去不必要的手术和化学药物的应用，使治疗效果更加稳定、可靠，副作用也更小。
总之，在信息时代，人们对信息的本质和作用的认识也越来越深刻。并受到广泛的重视，传统哲学的二元论思想原则已受到挑战。一种以“物质、能量和信息”三基元的哲学指导思想正在起着主导作用。这种新的哲学思想认为：任何事物都是由三个具有正交完备性的最基本的要素构成的，比如热力学有三定律，机械学有三定律，生物学也有三定律(遗传、变异、自然淘汰)，现代交叉科学有老三论(控制论、信息论、系统论)，新三论(协同论、突变论、耗散结构论)，有三个基本原理，彩色电视中有三基色原理，任何事物可能都是由物质、能量和信息三个基本要素的完整体现，任何事物(包括机体)的组织形态也可能都存在着无序、有序和自序这三种极端模式等等。这种“三基元论”的哲学指导思想原则，无疑将改变我们对所有自然科学的研究方法和认识论观点。
我们知道，西方近、现代自然科学受英国启蒙科学家培根(R．Bac。n，1220～1292)的巨大影响，抛弃了古代科学家习惯使用的思辩方法，强调“实验方法”和“数学”的伟大作用，倡导一种直观形象的思维方法或模式，采用一种实证方法来进行验证。也就是我前面所提到的科学界所信奉的“结构决定功能”科学思想观念。因此，在18世纪以来，实验和观察成为所有自然科学的主要研究途径和人类认识客观世界的第一位的最重要实践活动。并进而将现代科学技术推进到一个很高的水平。
现代医学(西医)正是在这种哲学指导思想和科学发展的背景下得以取得了巨大发展的。其思维模式是以具体(个体)的形象思维为主导的，即将其分割后进行验证，运用形象的逻辑推理的方式，来找到或发现有可能的因果关系。因此现代医学(西医)较偏重于局部的组织结构和功能的研究，而对于整体的宏观信息调控的考虑则相对较少，如解剖学、细胞学、组织胚胎学、分子生物学、病理学、细菌学、生物化学等，这些学科都是从不同的角度，通过实验方式进行研究和观察。它注重和强调具体的人体物质结构和形态的存在形式。与此正好相反，我们传统的中医学却仍然坚守着古代哲学的思辩方法，即是从复杂的整体环境和现象中寻找规律，通过比类取象的方法，对物质世界进行一种抽象的概括或综合归纳。因此，中医学偏重于整体的宏观研究和经络信息网络的调节机能，是以整体的、运动的、辩证的观点在活的机体上来认识人体，依据“天人同理” 原理，采取比类取象的方法，以自然和社会的规律及现象来类比观察人体与疾病。如中医的阴阳五行学说、形气神理论、天人合一理论、五运六气和脏象学说等，都是我国劳动人民在长期的生产和生活实践中测天观地、比类取象，并引伸到人体的生老病死中，以整体的抽象思维方式概括而成的。同样，针灸学中的经络学说也是古人根据人体复杂的“气”感和穴位效应等机体信息变化现象而抽象概括描述出来的。
这两种不同的思维模式也就导致中西医两种截然不同的理论体系。现代医学因抛弃了抽象的思辩方法，因而在认识上就不够全面了，这也是现代医学不能完全取代传统中医学的原因。信息时代的“物质、能量和信息”三基元论的哲学指导思想原则将使我们重新调整对人体的认识方法和医学的研究方法。前面说过，物质是具体而形象，而信息相对抽象；能量则介于两者之间。因此，西医的形象思维和中医的抽象思维模式都只能是认识论的一个方面的，都有一定的片面性或局限性。如果将它们结合起来作为医学的一种新的认识研究方法，即形成第三种思维方法――维象思维模式，我想我们医学的发展就会有较大的突破，中西医两种医学也就可能真正结合到一起。我们所提出的生物信息医学正是以这种新的哲学指导思想原则和维象思维模式为指导，它将会使我们传统中医学的一些抽象理论和神奇的治疗方法得以挖掘和科学的阐析。因此可以说，信息科技时代将是我们传统中医学得以振兴和科学解析的时代。
3生物信息医学存在的历史和发展现状
3．1传统中医学中的信息医疗方法和思想：《灵枢•官能篇》日：“语徐而安静，手巧而心审谛者，可使行针艾……缓节柔筋而心和调者，可使导引、行气”。这就是说在传统的针灸和按摩治疗中，已体现出了一种朴素的信息医疗思想观念。它对从事针灸的施术者(医生)提出了要修心养性，语言和蔼，施术时要安静，注意意念集中，以便达到最佳的信息调节治疗效果。对从事气功推拿的要求是：应加强修炼，使动作柔缓、心理调和，这也是强调意念信息的调理作用。还有针灸针的针柄也给了我们一个很好启示，针柄上的“线圈”不应单单只是为提插捻转的方便而设计。这种金属“线圈”还当然具有接收和传导生物信息的功能，它可接收术者的意念信息或外界环境的某些信号并传导给被施术的病人体内。从而达到一种生物信息的调节治疗，因此针灸疗法实质上是一种信息刺激调节疗法。所以，我们可以这样来认为：药物治疗主要是给机体补充“能量”以增强机体的抗病能力，是一种“能量”治疗，而手术的切除、修补或置换是对机体物质结构形态的改变，是一种物质治疗方法。那么，针灸、推拿治疗则主要是运用信号刺激和传输而达到调节生物“信息”节律为目的的信息医疗思想和方法。这也正是这类疗法的抽象神奇之所在，因信息的调控机制尚未被揭示，所以，只知其然而暂时不知其所以然。尽管针灸早已引起世界各国科学家的关注并成为研究的热点，但从信息论的角度来研究还只是近几年的事。例如：随着山东大学张颖清教授对生物全息律的发现和全息生物学的创立。针刺疗法的信息映射传输反应也从一定的程度上得到一些提示和发展，随之也就有全息胚针灸学的出现。我们坚信，随着生物信息学的研究深入，针刺的治病和镇痛机制将会得到科学的解释和进一步的发展。
不仅仅如此，我国劳动人民在医疗养生保健活动中，还积累和创造了其它很多宝贵的“信息疗法”。如：心理疗法、思维疗法、物境疗法、生物钟疗法、生理饥饿疗法、睡眠疗法、想象疗法、信念疗法、静思疗法、善美疗法、阅读疗法、技艺疗法、音唱疗法、笑骂疗法、暗示疗法、音乐疗法、幽默疗法、认识行为疗法、精神分析疗法。还有在临床上经常使用的气功疗法、埋线疗法、刮痧疗法、灸法等等。另外，在中医诊断学中的切脉就是一种很抽象的“信息”诊断法，它是通过对脉搏的动态信息变化来进行分析、推测和辩证诊断的。在中药治疗学中，是很强调中药性味的归经和配伍的，其中药味的甘、辛、苦、寒，其实就是一种可以传输给机体的信息，并通过经络信息网络传递给所要治疗的脏腑器官。而现代的中成药几乎是完全去掉了中药的味，只取其性，因而其效果大打了折扣，所以对中药进行化学提纯或深加工，并不一定是很理想的选择。
中医的经络学说一直是科学界关注和广泛研究的课题，科学家一直试图想找到它的物质结构形态。可最终所得到的不是神经，就是血管，要不就是网织的胶原纤维组织，根本没有属于经络自身的物质结构或组织，其实，如果我们按照中医学“天人同理”思想，将经络与现代的信息网络类比，就不难明白，现代通信网络是由不同的地域(局域网)、系统网、有线网和元线网等通信子网互联而成的一个很大而且开放的通信网络。并且还有电信网、广播电视网和计算机网等三大异质网络系统。它们的传输途径和媒介有光纤传输、电缆传输、卫星传输、地面微波接力传递等等，还可以互相转换信号，如：模数或数模转换等。我们的神经系统、血液循环系统，就如同有线通信子网，机体还存在一个无线通信子网，如：内分泌激素、免疫系统等。这些机体通信子网的互联通讯就构成了一个人体完整的信息网络系统。所以，我们可以把经络系统理解为神经系统、血液循环系统、内分泌激素、免疫系统、细胞间的联系等组织、器官和系统的信息子网的互联，即人体信息的互联网络。
中医的相生相克理论认为，机体的五脏六腑、四肢百骸都存在着相互化生和相互制约的关系。中药的配伍也存在其相生相克的关系。世界的万事万物都存在着相生相克的关系。所以，机体(个体)与机体之间也有一个相生相克的关系。这种相生相克其实就是一种生物信息的相互生成或互相冲突(干预)。因而，在临床医疗过程中，我们可能会发现这样的一个现象：对同样一个人，两个针灸师采用的是同样的施针方法，选择的也是同样的穴位，可是达到的效果却不一样。这种情况一般认为是由于针灸师的临床经验不同而造成的。其实这里面也应该存在一个机体之间生物信息的相生相克机制问题。如果一个针灸师的生物信息场与病人的信息场是相克的关系，那么他对病人进行针刺信息调节治疗，其效果肯定是不理想，甚至可能还会加重病情。同样，施行气功导引和推拿的医师也存在这种现象。还有，同一名医师，他在不同的时期行医，也可能表现出在不同时期虽然采用的诊治方法一样，但临床诊治效果却不同。这可能是这名医师在不同时期，因自身的身体状况和精神因素变化而造成的生物信息动态变化所致。其一定时期的生物信息可能刚好与那些病人的生物信息场相生，所以治疗效果好。而另外某一个时期的生物信息场不好，正好与病人相克，所以治疗效果不佳。其实，这也反应了中医学要求行医者必需注意个人修练，保持心静、气调、神清的医德思想境界。
中医的脏象学说中的“象”是指什么?所谓“象”就是脏腑所表现出的动态的时空信息变化，即“时空信息花样”。中医学的“形、气、神”正好与我们所说“物质、能量和信息”是一一对应的。只是中医学缺乏对现代科学知识的引入，加之信息科学发展较晚，以致无法揭示“神志”的内涵致使中医学显得有些神秘摸测，甚至有的人还对他的科学性表示怀疑。随着生物信息学的研究和发展并逐步引入中医学的研究中，相信一定会使中医学重新大放光彩。
中国的气功科学尽管还有不少疑点，但确能强身治病，这是举世公认的。气功强调“调心”、“调神”、“调息”、“以意领气”、“意念观想”等。这可能都是强调用意念和精神因素来调节或控制神经、免疫、内分泌等信息经络系统，使其达到健身、治病和提高生活质量的目的。在气功文献和气功医学实践中，有迹象表明(当然还不是证实)大脑中想象的愿望、状态、图景、符号、口决、童趣，以及想象的动作、行为、刺激、过程等，都可通过经络信息系统的调控作用而影响人体生理活动，并可强身治病。这与西方医学和心理学中的“摸拟情绪”影响免疫和内分泌功能有着异曲同工之妙。
3．2现代医学中所体现出的信息医疗思想和方法：过去人们流行的观点是“生命在于运动”，并把死亡的标志确定为以呼吸的停止、心脏的停跳为标志。随着近几十年来脑科学的研究与发展，人们对于脑在整个机体中的重要地位的认识已日益深刻。脑是人体的信息中枢，人体的各个组织、器官和系统都受它的调节和控制。科学研究显示，人类大脑工作时，大脑的神经细胞会从大脑以外的细胞那里搜集信息，并把这些信息综合起来作出判断，然后再输出指令，让人体的某些部位做出相应的反应。对于端起一杯咖啡这一简单的动作，就需要几百万个神经细胞的协调工作。美国国立老年研究所使用计算机控制的电子显微镜测定，经常用脑的老年人脑细胞比一些中年人还多。国外学者通过调查5000名已故的运动员后发现，他们当中多数人的寿命短于一般人。美国学者马劳斯在研究不同职业者的寿命时也发现，超级球星和优秀拳击运动员的寿命比学术上有成就的学者、专家平均短8~83岁，究其原因是因为长时间进行剧烈运动会使人体的新陈代谢长期处于旺盛状态，缩短了人体细胞分裂的周期，从而加快了机体器官组织的磨损与衰老。而经常使用大脑的人，由于大脑的信息调控作用，使机体各部位的协调运动，保持动静平衡，进而达到延年益寿。据此，有人将“生命在于运动”的命题引伸为“生命在于脑运动”。并且现代医学对死亡标志作了新的认定，即脑死亡是人死亡的主要标志。因此，人体健康首先是应该脑的健康和运动。
现代医学也已充分地注意到了心理、精神和社会因素对健康和疾病的影响，例如：心理和精神因素对心脏病、高血压、胃溃疡、糖尿病和癌症等均有很大影响。于是，就有了心理医学、思维医学和身心医学的提法，并运用心理疗法来配合这些疾病的治疗。对癌症的病人一般不直接告知患者本人的患病情况，只告知其家人――这在医学上称为“善意的谎言”，目的是不要让患者的心理负担过重，否则，精神就会夸掉。身心医学就是研究社会、心理和精神等因素与疾病发生与发展关系的一门医学新学科。国外已有人证明，心理刺激可通过氧化自由基而损伤DNA。
人类文明在进步的同时也给人类带来了许多新的文明病。其中以“大脑信息”失控或失调所致的精神心理障碍性疾病最为突出。据世界卫生组织的统计数字，全世界约有5亿人患者有不同程度的精神错乱，有5200万人患有严重精神病，约有1．5亿人患神经官能症，3000万人患癫痫。加上患有精神过敏症和其它心理障碍的人数，估计已占到总人口的20％以上。对于这些精神心理性疾病，现代医学的药物或手术疗法已显得力不从心了，只能采用心理疗法或思维疗法等信息调适方法，也有人把目光投向传统的中医、针灸、气功等信息疗法。从而也使我们看到了这些朴素的信息医疗方法对于现代文明病的攻克，显示出了广阔的发展前景。
在现代医学的诊断学中，心电图和脑电图的检测技术，其实就是一种探触大脑和心脏动态信息的检测技术；现代分子生物学已揭示了基因遗传信息的编码和控制蛋白质合成的信息链板；脑科学的研究也从一定程度上揭示了大脑进行信息搜集、加工、分析、处理并发出信息指令的部分原理；神经生物学、内分泌和免疫学则揭示了一部分机体信息交换、传输和产生反应的机制。随着生物信息学的研究和发展，现代医学在上述这些研究领域一定会取得更大突破和进展。
4生物信息医学的发展前景
“电脑”是人们对电子计算机的俗称，表现了人们的一种愿望――使计算机像人类大脑一样工作。这种仿生技术的发展和应用，必将对脑科学和机体信息调控机制的研究产生巨大促进作用。
迄今为止，科学家们已经模拟出了神经系统的一连串的活动规律，并据此编制出了相应的计算机程序；美、英科学家已合作成功研制出了世界上第一个硅神经元――一种能够模仿生物大脑细胞信息处理功能的微型芯片。这种面积只有01平方毫米的芯片的工作速度，比同样大小的生物神经细胞的工作速度还要快l00万倍；与此同时，日本三菱电机公司也已开发出了每秒可达800亿次的神经元芯片，这一成果把神经元芯片记忆一个字符所需的时间缩短到了万分之三秒。神经细胞是神经系统的基本单元，它采用电子工作方式。硅神经元在模拟神经细胞时，其电子特性和神经细胞一样能够独立运行，有自己的“行为规范”，不受控制者的“指挥”。因此，从理论上说，几百万个芯片就可以组成一个功能强大的“人造大脑”，科学家还研制成了生物芯片，生物芯片传递信息的速度比人类大脑还要快l00万倍。同时，当芯片出现故障时，它可以自我修补，成为一种半永久性的器件。
神经元芯片和生物芯片的获得，为生物计算机――仿生电脑研究带来了勃勃生机。而与之相关的神经元网络研究上的突破，更使生物计算机的研究大大向前推进了一步。神经元网络是科学家们在神经科学、心理生理学研究的基础上发展的，它具有联想记忆、相似性识别和分类、误差较正、时序保留和概括等功能。当神经元网络之间高度连接时，会引起并行机制而使神经元集团具有独特的计算性质，如同人脑的一些高级思维和信息处理或控制功能。试想，生物计算机技术对揭示人类的大脑和生物信息节律的调控机制将会起到多么关键的作用，对于大脑疾病、神经官能症、精神和心理障碍以及癫痫等疾病的有效诊治，其为期难道还远吗?
如今人们常常是，“谈癌色变”因为癌症的确困扰医学很久了，尽管有了很多新药的研究开发以及手术的改进，但这些并非是医治癌症的良方或万全之策。在生物信息医学时代，我们很有可能找到医治它的良方，比如：依据生物信息原理，我们可以研究“修复”癌细胞缺损或变异的信息密码技术，也就是对癌细胞进行“重新教育”使之“改邪归正”，或者是恢复对癌症等病灶的正常生物信息指令控制。这就好比怎样平息一个“地区”的“独立判乱”一样，其武力解决(病灶切除)并非是上策，通过说服教育，使人心归顺，才能算得上对该地真正收复。另外，对于一些组织器官或系统的功能紊乱，可以使用模拟相应的生物信息(信息编程)仪器或电子信息药丸，并设法让它进入该信息系统进行调节控制，使之恢复其生物信息节律的平衡。这种同疾病作斗争的方式的确如同“现代战争”(大家可能看过电视剧《突出重围》……)。在现代战争中，“电子信息战”已越来越突出而重要，与常规武器和生化武器等的协同作用威力也是越来越大。《孙子兵法》中云：“不战而屈人之兵，乃上之上策也”。这不正是信息战的伟大之处吗。同样，我们未来的医疗实践，也必将是以生物信息调节为先导，或将信息调控、药物治疗及手术治疗结合起来以达到协同作战的最佳效果。所以，我们不难预想21世纪的医疗实践将是一个更加先进和完美的生物信息化的医疗时代，或者可以简称之为“信息医学”时代。
