生物科学新进展篇1
近年来生命科学的飞速发展过程中最显著的特点就是其研究空间的扩大化,它不仅在宏观方面研究各个生物体内的器官以及组织结构联系;自然界个体与群体、群体之间及其与外在环境间的内在联系;生态系统及其内部物质循环、能量交换。同时由于生物体存在物质层次性,各个生物大分子中又包含着碳、氢、氧等各种各样的原子,甚至原子内又存在电子、质子和中子等物质。因此分子生物学研究应运而生,现代生物科学日趋向微观世界进军,并出现了一门新的电子生物学学科。由此可知,随着生物科学理论与其相关实验的多方面结合,诸多生命物质疑团将在微观分子研究中得到合理解释,人类对生命的认识将进一步深化,其控制和改造生物的能力也将显著提高。
2多学科相互渗透
生物科学的另一个特点在于其与数学、力学、化学、物理学、天文学、地质学以及工程技术等多学科之间的联系日益密切,彼此之间相互渗透,互为一体,这种渗透与反渗透作用便推动了现代生命科学的重大发展。举例来说,力学、化学以及物理学对生物科学的渗透作用产生的结果便是在此基础上形成了一系列有重大影响作用的边缘学科,例如生物力学、生物化学以及生物物理学,由此开创了现代生命科学的研究新方向。同时生物科学对力学、化学以及物理学的反渗透作用产生的结果便是新形成类似化学仿生学以及物理仿生学等新兴学科。随着信息时代的到来,量子力学、信息论以及控制论等新兴学科有了飞速的发展,再其强大的影响力下电子生物学、生物信息论以及生物控制论等边缘学科也得到了更多学者的关注与研究。现代生命科学与多领域、多学科之间相互渗透的新特点促使人们学习更多的知识来充实自己,不断汲取多方面知识扩大视野显得尤为重要,那种只局限于研究自己专业领域的科技人才将逐渐被社会所淘汰,隔行如隔山的状况将不再适应于社会发展。
3实验手段更先进
随着人们探索空间与认识领域的不断深化,理论研究与实际应用也结合的越来越紧密,实验手段日趋先进与现代化,这是生物科学现代化发展的又一个重要特点,更是其不断进步的必要条件与重要标志。换句话说,生命科学只有依赖于实验技术与手段的不断更新才能有飞速的突破与长远的进步,科学实验的技术水平与方法手段决定着生命科学的发展高度。假如现代生命科学缺乏先进的现代化实验仪器,那么其发展进程将受到停滞,甚至一事无成。由此看来,不断汲取新方法,创新新技术,完成生物科学实验手段的现代化任务显得尤为重要。在生命科学领域,尤其是应用化学、应用物理学方面的新技术、新方法创新,不仅方便人们从细胞水平上进行生物规律的探究,更有利于推动人们从分子水平上对生命物质的微观结构以及运动规律研究分析,这不仅是现代自然科学领域对生物的新认识,更是人类社会的历史性进步。
4结束语生物科学新进展篇2
不同学校本科课程的主要差异体现在专业选修课程及其他选修课程的设置上，各个学校根据自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特点开设一些相应的选修课程，并培养学生在相应方向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程本科教育的基本特点。我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80年代，主要发源于著名工科院校的信息技术类专业和力学专业，进而逐渐形成的生物医学工程专业教育，后来，一些医学院校在医学物理和医用计算机技术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育，于是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工程学科。上述两类院校的生物医学工程学科建设发展模式各具侧重，遵循了共同的学科基础，在培养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特点。相对来说，工科院校的生物医学工程培养模式注重工程技术的开发和功能拓展，医科院校则注重医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。
1中国生物医学工程学科发展思路
生物医学工程是一种交叉学科，交叉的学科基础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的发展水平，交叉的学科发展推动着生物医学工程学科的发展，并且使得生物医学工程学科研究领域变得十分广泛，而且处在不断发展之中。
1、1学科发展轨迹在中国，基于电子信息工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物医学仪器、生物医学信号检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及图像导引手术及放疗优化等；有基于力学发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物流体力学、生物固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度的细胞生物力学等；基于化学材料工程发展而来的生物医学工程学科，主要包括生物材料学、组织工程与人工器官、物理因子的生物化学效应等。
1、2学科发展特点作为交叉学科的生物医学工程学科，其发展的关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的交叉结构，对推动交叉学科的发展具有至关重要的作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的交叉学科的描述有一个形象的说法：交叉学科如同在不同学科之间建立起连接桥梁，如果在河两岸没有坚实的基础，桥是无法建立好的，对于生物医学工程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说，它的发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交叉结构，需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉，凝练学科方向，不能大而全，过于宽泛。目前，医学仪器和医学成像技术具有良好的应用和发展前景，应该成为生物医学工程学科的重点发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医疗器械产业中的主流产品，在产业发展中起着主导和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是学科发展的一种动力，也为学生未来职业发展奠定良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命科学发展的大趋势，生物医学工程学科应大力促进医学仪器和医学成像方法的学科建设，从而提升整个学科的发展水平。生物医学工程学科的建设离不开一流的学术研究和学术成果的应用。一流的学术研究不但能提升学科的发展水平，而且能开拓学科纵深发展，产生良好的经济效益和社会效益，进而增强学科服务社会发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替代性程度越高，交叉学科存在的必要性就越小。如何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深入思考的，是需要提升学科的特异性的。生物医学工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应用研究，应用理论研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学问题，开展新理论、新方法的研究。理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需要解决的科学和技术问题，借助理工科的相关理论和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研究是理论驱动型的学术研究，理论应用研究是应用驱动型的学术研究。理论驱动型和应用驱动型是生物医学工程学科学术研究的两种主要模式。理工科大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科背景，开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院校具有丰富的医学资源，面临着大量需要应用理工知识解决的医学问题，开展应用驱动型研究，将很好地实现与医学的应用融合，具有较好的临床应用价值，有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势将有利于生物医学工程学科特色发展，从而增强其不可替代的程度，实现学科可持续创新发展。
1、3学科体系作为一级学科的生物医学工程，包含学科的理论体系和技术体系，且该体系离不开所交叉的学科的理论体系和技术体系的支撑，此外生物医学工程学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色，又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性，这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位，形成自己的理论体系和技术体系。
2大数据时代的生物医学工程学科发展
守正创新是生物医学工程学科发展的必由之路，人类已进入大数据时代，所谓大数据（bigdata），或称海量数据，是指由于数据容量太庞大和数据来源过于复杂，无法在一定时间内用常规工具软件对其内容进行获取、管理、存储、检索、共享、传输、挖掘和分析处理的数据集。大数据具有“4V”特征：①数据容量（volume）大；②数据种类（variety）多，常常具有不同的数据类型和数据来源；③动态变化（velocity）快，如各种动态数据，非平稳数据，时效性要求高；④科学价值（value）大，尽管目前利用率低，却常常蕴藏着新知识和重要特征价值或具有重要预测价值。大数据是需要新的分析处理模式才能挖掘分析出其蕴藏的重要特征信息［6］。人体生老病死的生命过程就是一个不断涌现的生物医学大数据发生源，这种源源不断的生物医学大数据的检测、处理与分析，将给生物医学工程学科的建设与发展带来新的机遇和挑战。模式识别、人工智能、数据挖掘和机器学习的发展将带动大数据处理技术的进步。
生物医学大数据广泛涉及人类医疗卫生健康相关的各个领域：临床医疗、基础医学、公共卫生、医药研发、临床工程、心里、行为与情绪、人类遗传学与组学、基因和蛋白质组学、远程医疗、健康网络信息等，可谓包罗万象，纷繁复杂。生物医学大数据中蕴藏了种种有科学价值的信息，研究有效的大数据挖掘的新理论、新技术和新方法，对生物医学大数据进行关联和融合计算分析，充分挖掘生物医学大数据中的信息关联和特征关联和数据空间映射关联，既能为疾病的预防、发生发展、诊断和治疗康复提供系统化的全新的认识，有利于深入疾病机理研究分析，开展个性化诊疗。还可以通过整合系统生物学与临床数据，更准确地预测个体患病风险和预后，有针对性地实施预防和治疗。生物医学工程学科所面临的生物医学大数据主要包括多模态医学影像数据、多种类医学信号数据以及基因和蛋白质组学的生物信息数据。生物医学大数据在生物医学工程学科领域内有着广泛深远的应用前景，从三个方面应用将推动生物医学工程学科的发展。
（1）开展多模态影像大数据计算分析。医学影像学科的发展从早期看得到，到看得清，目前的看得准，未来的趋势是看得早。只有看得准和看得早才有利于临床早期干预，提高治疗预期。医学影像大数据计算分析在影像诊断、手术计划、图像导引、远程医疗和病程跟踪将发挥越来越大的作用。建立新的医学影像大数据计算分析模型和数值计算方法，挖掘多模态影像数据的特征数据和特征关联，将会提供强有力的影像诊断分析手段，极大地推动影像技术的发展，具有重要的临床应用价值和科学价值。
（2）开展多种类医学信号大数据计算分析。医学信号大多直接产生于生理和病理过程中的信号，能在不同层面上表达生理和病理相关机制特征。融合多种医学信号的大数据计算分析，能对生理病理过程进行更好更全面的阐释，不仅能深入了解生理病理的状态特征和过程特征，而且能实现个体健康监测和管理。可以很好地开展回顾性研究和前瞻性研究，推进系统化的医学应用研究。实现强大的多种医学信号数据的特征挖掘及特征关联计算分析。大数据挖掘能够增加准确度和发现弱关联的能力，能更好地认识生理病理现象和本质。
（3）开展基因和蛋白质组学的生物信息大数据计算分析。基因组学、蛋白质组学、系统生物学和比较基因组学的不断发展涌现了海量的需要计算分析的生物信息数据，已进入计算系统生物学的时代。开展生物信息大数据计算分析，可以拓展组学研究及不同组学间的关联研究。从环境交互、个体生活方式、心里行为等暴露组学，至细胞分子水平上的基因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因蛋白质调控网络，再到人类健康和疾病状态的表型组学等不同层面不同方向上实现大规模的关联计算分析，可以全面阐述生命过程机制，挖掘生命过程特征及关联特征。
3结论生物科学新进展篇3
1物理教育的科学内涵
物理教育根据开展教育的方式不同分为广义上的物理教育和狭义上的物理教育，广义上的物理教育将学校的物理教育和社会教育紧密的结合到一起。而狭义的物理教育仅只在学校内部所开展的物理教育。教学实践表明，物理教育的科学内涵集中体现在以下几个方面：第一，物理教育是一门科学。物理学随着人类社会实践的发展不断丰富、完善与进步，物理学目前已经发展成为促进社会生产力不断发展的重要科学，同时也是一门被社会所普遍认可的以实验为基础的至关重要的自然学科、基础学科。在人类社会不断前进的道路上，物理教育发挥了重要作用也将继续为人类文明的进步做出积极贡献。第二，物理教育是一门智能教育。经过长期的发展，物理教育已经逐步形成了独具特色的思想体系。在这种思想体系的作用下，物理教育对自然科学理论的发展与创新，对社会的发展与进步都做出了巨大贡献。据有关数据调查显示，在化学、生物，乃至经济领域做出突出贡献的专家学者们有50%左右的人接受过不同程度的物理教育。由此可见，物理教育中所蕴含的智能性因素被其他领域内的学者所充分吸收和利用，并为促进其他领域的发展做出了不可估量的贡献。
2物理教育与科学素质教育二者之间的关系
物理教育对促进其他学科领域的发展以及对整个人类社会的进步，社会文明的进步都发挥了重要作用，随着物理教育的深入发展，物理教育对培养科学素质人才的重要性也在进一步的凸显出来，物理教育与科学素质教育二者之间的关系主要表现在与人文科学素质教育和创新科学素质教育的关系上。在物理教育开展过程中人文素质教育发挥了重要作用，人文素质教育以培养学生独立自主的思考能力与理论体系，使学生树立正确的世界观、人生观和价值观为培养目标。人文素质教育作为物理教育的重要内容，在物理教育的开展过程中要将人文素质教育的科学内涵融入其中。为此在开展物理教育过程中首先要努力提高教师的人文科学文化素质，努力使教师的思想观念与知识储备与时展相协调，只有教师自身能力素质的不断提高，才能将更加丰富、充实、正确的知识传递给学生，使学生能够从教师哪里获得正确的信息和经验，形成正确的世界观、人生观和价值观。现阶段我国物理教育的开展主要局限于课程教育，针对学生的人文素养的关注程度与培养能力严重不够，为此，在物理教学中，教师要以培养学生的人文素质为教育突破口，在传递基础知识的同时对科学家人文素养的形成加以培养，通过这一渠道提高学生的人文素养。与人文素质教育相同，创新素质教育也是科学素质教育的重要内容之一，在物理教学中创新素质教育以培养学生创新思想和创新精神为培养目标。创新思想的形成过程便是人们不断摸索客观事物发展规律的过程，只有对原有陈旧、传统的思想加以摒弃，才能够实现思想与观念的创新。才能够在物理教学中通过思想的不断创新，实现科学文化素质的提升。
3通过物理教育提高学生素质教育的有效手段
首先，将教材资源的作用充分发挥出来，提高学生的素质。依赖物理教材中的素质教育元素促进学生个性发展和学习潜能的开发教材不仅是理论和知识的结合体，同时也是开发学生学习潜能及促进其个性发展的载体。物理教材渗透有许多科学素质教育元素，在物理教育中，利用这些元素可以促进学生的科学素质的发展。例如，通过将教材中与生产生活实践中的具体内容以及相关发展信息相结合，从而推进理论与实践的共同发展；充分发挥教材中图表的作用，使枯燥的语言变得生动形象，可以有效地调动学生学习的积极性，帮助学生更好的理解教学内容；除教科书以外，还可以利用校本课程的个性的化促进学生个性的发展。其次，优化物理教学情境，促进学生科学素质的提高。研究表明，物理教学情境与教师考察知识的方法有着直接的关系，它具有较强的主观性。显然，基于尊重和培养学生的自主性和创造性的考虑，以全面提高学生的基本素质为根本目的对物理情境进行优化是进行科学素质教育的关键。比如，通过“诱导-引导-疏导”，通过对物理环境的改善，实现激发学生学习兴趣，提高学习能力，形成良好科学素质的教育目的。诱导是指通过发掘学生的求知欲望和学习动机，激发学生的学习兴趣和热情，让探求科学知识和参与实验活动成为学生的需求；引导是指教师根据物理知识的特点和学生的认知水平，用适当的方法引导学生一步一步地主动去接近知识，学习知识，理解知识，运用知识，以达到自我开拓、自我提升的目的；疏导是指学生在学习或者实验过程中遇到困难或是受到挫折时，教师要及时地解答疑惑，疏通障碍，教给学生问题解决的方法。通过物理教学方法的改进与优化逐步提高学生的科学技术水平，提高学生的科学素质。生物科学新进展篇4
【关键词】高中生物 初中生物 教学衔接
高中新课程改革已在全国各校全面开展，面对高中新课程的实施，广大高中教师由于受高考价值观、传统教学思想的局限，以及高中阶段新课程实验的无章可寻，总是存在抵触与疑虑的思想。生物科教师也不例外，大家的思想经历了抵触、痛苦、无奈、解放、接受的过程。通过不断的学习与实践，深刻领悟到教育应当以人为本，应当一切为了学生，为了学生一切，为了一切学生。教师应当从传道、授业、解惑，维护师道尊严的角色转化和提升为民主、平等、合作、探究的角色，构建和谐的师生关系。新课程实验早已在初中实施了三年，目前已进入深化、提升阶段，高中的教学是以初中教学为基础，是初中教学的延伸与发展，做好高中生物教学与初中生物教学的衔接，必将促进高中生物新课程改革的开展。笔者认为高中生物教学应主动与初中生物教学做好“三衔接”。
1 高中生物科课堂教学应与初中生物科课堂教学进行衔接
通过三年的初中新课程实验，初中新课程教学积累了丰富的经验，如今已进入深化阶段，本人观摩了初中二年级《动物的运动》这堂课的教学，对初中的生物科教学有了进一步的认识，这堂课的教学活动设计是这样的：（一）、回顾了解动物的运动，提出问题“动物的各种器官是怎样完成各种运动的呢？”，（二）、教师演示教具――家兔的骨骼标本、人体的骨骼标本、关节模式图、肌肉与骨和关节的关系图等，学生观察与思考：关节对骨的运动有什么意义？一组肌肉的两端是附着在一块骨上，还是分别附在不同骨上，这对于运动有什么意义？（三）、师生共同讨论：（1）大吊车的哪些部位相当于动物体的关节？（2）除哺乳动外，其他脊椎动物的骨骼也有关节吗？（3）蚯蚓体内有肌肉，但是没有骨骼，这是它不能快速运动的一个原因吗？（4）举例说出，人体都有哪些部位有关节？进行体育运动时，哪些关节容易受伤？应当怎样保护？（四）、通过模拟演示“屈肘动作的产生”、“伸肘动作的产生”揭示骨、关节和肌肉的协调配合。师生通过回顾日常生活经历自然进入课题，师生充分利用课程资源，展开讨论充分认识、理解动物的运动，课堂氛围生动活跃，培养学生的学习兴趣和探究能力，充分体现出新课程的教学理念。如果高中生物科课堂教学能够主动与初中生物科课堂教学进行衔接，新课程的教学理念自然得到延续，学生的探究能力与创新能力也必将得到发展。
2 高中生物科教师要充分认识初中生物科教材，做到初中生物科教材与高中生物科教材的衔接
高中生物科教材是以初中生物科教材为基础的，如今许多的中学初中与高中分离，有相当一部分教师对初中的生物教材不了解，即使过去教过初中的教师也因为新课程实验的开展，初中生物科教材已经发生了很大的变化，如果没有充分认知初中生物科教材，这也给高中生物科的教学带来一定的不利因素。我们都认识到初中生物教学与高中生物教学是有其内在的必然的联系，学生的认知，教师的教学，都是以教材为基础的，如果高中生物科教师能够提早认识初中生物科教材定能收到如下的效果。
一是教师充分认识新课程教材的结构特点，对中学阶段生物学科的教材所体现的知识体系有整体的认识，把握课程标准的整体要求，在知识体系上保持了初中与高中在教学上的延续性。
二是教师充分感知新课程所体现出的课程理念，明确了高中生物的课程资源不仅是教材，只要是有利于实现课程目标的条件因素都是课程资源，在我们的生活环境、生产环境中提供了丰富的实物资源，在人类的实践活动探索过程中提供了丰富的活动资源，社会发展的信息化可以从信息网络中获取丰富的课程资源。可以说我们的周围环境为高中生物的教学提供了丰富的课程资源。
三是教师可以为高中生物科新课程实验的开展打好知识贮备的基础，同时又了解新课程理念下学生的认知规律。
3 高中阶段学生能力的培养应当与初中阶段学生能力培养进行衔接
学习能力的培养是一项系统工程，不按照科学程序进行是很难奏效的。安排培养序列要以学生心理发展规律和教学原则为依据。青少年心理发展的连续性和阶段性告诉我们，能力培养既要注意能力的前后联系，又要把某些能力放在适合的阶段。生物科学新进展篇5
党的十六大指出，对于我国来说，二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期，我们要集中力量，建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说，生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。
一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景
无论是科技界还是产业界，都基本认同这样一个重要判断：在新的世纪里，生命科学的新发现，生物技术的新突破，生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术，正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一，深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同，但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来，生命科学与生物技术获得了飞速发展，为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。
作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”，生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后，生物技术产业显示出强劲发展势头，成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%，2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略，强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”，并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍，达到8800亿日元，力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会，继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后，又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”，进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度，早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划，明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明，世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。
目前，生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后，水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部DNA序列测定也在2002年完成，这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定，将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(FunctionalGenomics)和蛋白质组学(Proteomics)这两个极富挑战性的领域，这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。
生物技术方面的进展则更为迅速，基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等，将大大加快基因工程药物和疫苗的研制，以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看，生物技术目前仍主要应用于医药和农业，但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计，全球生物药品市场规模1997年为150亿美元，2000年为300亿美元，预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面，尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在，但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷，达5867万公顷。据有关资料分析，转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译，将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年，利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。
值得强调的是，当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域，产生了生物技术群。比如，生物芯片技术的开发和运用，将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路，改变生命科学的研究方式，革新医学诊断和治疗。据GoldmanSachs最新技术报告显示，美国的IBM、Sun、康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向，内容涉及到DNA敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计，到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革，已经引起许多国家的高度关注。
当然，生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面，存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论，并已引起了世界各国的普遍重视。然而，各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时，并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐，而且在国家层面上，从争夺未来科技及产业制高点出发，都进一步加大研发投入，加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们，新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革，寻求支持。通过加强科学研究，积极制定相应的法律法规和政策，可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展。
二、我国生命科学和生物技术发展的战略机遇
在近代历史上，中国曾经几次与世界科技革命的发展机遇失之交臂，留下诸多遗憾和教训。今天，生命科学和生物技术作为新兴的尖端科技领域，无论对发达国家还是对发展中国家来说都是一次全新的选择，这对我国来说更是十分难得的战略机遇。可以认为，生命科学和生物技术将成为我国最有希望后来居上并实现跨越发展的高科技创新及产业领域。
实现上述的目标，我们已具备独特的优势和条件。首先，我国是一个生物资源大国，拥有全球10%的生物遗传资源。据不完全统计，我国拥有动植物、微生物约26万种，其中植物3万种、动物20万种、微生物3万种。我国还是一个有着13亿人口的多民族国家，有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源。目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份，位居世界第一。所有这些资源都为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。相对于世界上许多国家来说，这种优势是不可替代的，也是具有独占性的。
其次，广阔的市场需求也为我国发展生物技术及其产业提供了强大动力。在农业领域，我国作为世界上少有的农业大国和农产品需求大国，必须努力实现农业高产、优质、高效、生态、安全，必须科学、合理地利用农业资源、保护生态环境、提高农产品的科技含量和国际竞争力，如杂交优势利用、转基因技术、植物组织培养、生物肥料、生物农药等技术，都将在我国未来农业发展中发挥重要和显著的作用。在医药与健康领域，如何利用生物技术进一步提高我国13亿人口的医疗与健康，始终都将是一个重大而紧迫的科技命题。目前，对恶性肿瘤、心脑血管疾病等威胁我国人民健康的主要疾病还缺乏有效的治疗手段，因此发展基因治疗、组织工程、干细胞治疗、生物芯片等新兴诊断和治疗技术已显得日益重要和紧迫。在能源领域，利用生物技术开发可再生清洁能源，包括利用微生物发酵生产沼气技术、利用玉米等生产燃料酒精技术、利用废弃油转酯化生产生物柴油技术、生物制氢技术等，将为解决我国的后续能源，展现出极其广阔的发展前景。在环保领域，生物技术将成为环境污染治理和修复最具潜力的手段。目前，利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛，生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益。此外，生物技术在轻工、化工业领域也都具有广泛和重要的应用价值。因此，无论是用生物技术改造传统产业还是生物技术产业本身的发展都极具潜力和前景。
第三，中国蕴含丰富的传统文化理念将对我国生命科学和生物技术的发展产业重要的影响。中国传统的哲学思想和科学方法具有得天独厚的优势。从先秦诸子的天人同流、齐一之辨，到汉代董仲舒的“天人之际、合而为一”之说，再到宋明理学家的“万物一体”之论，强调整体、和谐、统一的辩证思维方式始终贯穿于中国古代思想史的全过程。早在新中国成立之初，同志就曾说过：“在自然科学方面，我们也要做独创的努力，并且要用近代外国的科学知识和方法整理中国的科学遗产，直到形成中国自己的学派。”在生命科学和生物技术发展上，中国只有发挥自身的优势，形成自身的特色，才能在国际舞台上占领一席之地。
第四，经过多年来的不断努力，我国在生命科学和生物技术领域形成一支水平较高的研发队伍和相当的工作基础，创新和开发能力不断增强，具备了加快发展的基础和条件。早在20世纪60年代，我国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素；70年代，我国首创三系法杂交水稻技术，对解决中国粮食需求做出了重大贡献；80年代，我国又在人工合成酵母丙氨酸tRNA及其酶学、生物膜和蛋白质立体结构研究的部分领域取得了一批高水平成果，为生命科学的发展做出了历史性贡献。近年来，我国科学家又取得了一批令世人瞩目的研究成果。在生物技术基础研究方面，中国作为唯一的发展中国家参与了国际人类基因组计划，高效、准确地完成了1%的测序工作。中国科学家还独立完成了杂交水稻父本9311（籼稻）的基因组序列草图；在国际上首次定位和克隆了神经性高频耳聋基因、乳光牙本质Ⅱ型、汗孔角化症等遗传病的致病基因。在医药生物技术领域，一批基因工程药物和疫苗已经从实验室研究走向产业化，基因工程制药产业已初具规模，人工血液代用品即将进入临床研究，体细胞克隆和遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平，B型血友病等6个基因治疗方案已进入临床疗效研究，肿瘤免疫治疗等技术也取得了重大进展。在农业生物技术领域，我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家，累计增产粮食3500多亿公斤；超级杂交稻研究又取得新的突破，每公顷产量突破1.2吨，率先实现了国际上提出的超级稻指标；转基因抗虫棉花种植面积已近70万公顷，占棉花种植面积的40%，五年来累计为农民增收50多亿元；植物组织培养和快繁脱毒技术、动物胚胎技术、生物肥料、生物农药等正在农业生产中发挥越来越重要的作用。总之，我国目前已经在国际生命科学和生物技术部分领域中占据了一定的有利位置，具备了冲击国际前沿，争夺“制高点”的基础和实力。
三、我国生命科学和生物技术发展的对策思考
虽然我国在发展生物技术及其产业方面取得了可喜的成就，但与发达国家相比，我们在整体创新能力、科技投入、人才队伍、科技成果转化等方面都还有较大差距。如何有效地应对这一严峻挑战，将直接关系到我国生命科学和生物技术的发展，关系到我国能否在未来的全球竞争中赢得主动。
为此，我们应采取更加积极有效的措施，大力支持生命科学和生物技术研究，促进生物产业快速、健康地发展。首先，我们必须树立把握重大发展机遇的战略意识。在当今瞬息万变的国际环境下，抓住机遇对于一个国家加快发展至关重要。积极推进生命科学和生物技术及其产业的发展，决不只是一般意义上的市场份额问题，而是关系到我国国计民生和国家根本利益，关系到我国能否拥有未来国际竞争的主动权。其次，我们必须树立勇于争先的创新意识。在生命科学和生物技术的前沿领域，如果一味地步人后尘，就只能永远受制于人。充分发挥自身的特点和优势，充分利用已经形成的基础和能力，寻求新的突破和跨越，这是我们发展生命科学和生物技术的追求所在。第三，我们必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程，也是涉及到许多部门和地方的宏大事业。国家中长期科技发展规划应当把这一领域作为重点，进一步加强宏观调控，促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用，形成持续稳定的良好政策环境。
今后一个时期，促进我国生命科学、生物技术及其产业的快速健康发展，必须遵循三点基本方针：一是大力加强研究开发；二是积极推进产业化；三是高度重视并切实保障生物安全。今后5～10年，通过不懈努力，我们将实现如下目标：建立具有国际先进水平的生物技术创新体系；造就一支高水平、结构合理的科学技术队伍；培育和扶持一批新兴产业，使生物技术产品的年销售额达到3000亿元以上；使我国生物技术总体研究和开发水平达到或接近国际先进水平，在若干重要领域达到国际领先水平。我国生命科学和生物技术发展的重点主要包括以下几个方面：
(1)切实加强基础研究，提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究，重点支持生长发育的基因调控，外源基因高效表达调控、定点整合技术，生物多样性，人类重大疾病和重要动植物病（虫）害防治分子机理等方面的研究。
(2)大力发展关键技术和平台技术，积极改造传统产业，促进新兴产业的发展。优先支持优质、高产、抗逆动植物分子育种及关键技术，生物技术药物等重要生物制剂研制，干细胞及组织（器官）工程、生物芯片和生物信息、动植物生物反应器、高通量药物筛选、生物治疗和基因治疗等平台技术及关键技术，农业、环保等微生物制剂、生化工程及大规模发酵产物分离纯化等生产工艺及平台技术等方面的研究。
(3)积极推进科技成果的应用和转化。开发重大生物技术产品，培育一批企业或企业集团，提高国际竞争能力。我们必须立足于国家战略需求和市场需求，优先支持符合国家重大战略需求并具有我国优势和特色的技术成果转化，支持具有国际竞争力、经济效益显著的重大产品及设备、装置的开发。
(4)加强生物资源的保护和开发利用。从维护国家利益的高度出发，采取有效措施，加大我国生物资源的保护力度，建立和健全国家生物资源保护的法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。
具体行动措施包括：一是实施专利战略，在产业发展和国际竞争中掌握主动权。通过国家重点科技计划的实施，努力产生更多的创新性研究成果：强化知识产权意识，获得一批具有重要应用前景的专利；遵循国际惯例和中国加入WTO后应承担的义务，尊重和保护国外的专利和知识产权，同时利用我国自身优势，通过平等互利的国际合作取得一批专利。二是实施人才战略，培养和造就一支高水平的生物技术研究开发和产业化队伍。制定激励措施，加速国内人才队伍培养；进一步加大对海外优秀留学人员的吸引力度；扩大国际合作，引进海外智力资源。通过以上方式，凝聚一批生物技术的拔尖人才。运用国际通行的管理办法和机制，构建具有国际一流水平的科学研究机构，吸引海外留学人员回国和以多种方式为国服务。三是实施标准战略，建立具有中国特色并符合国际惯例的生物技术产业标准体系。针对生物技术产业发展的需求，以新兴产业和产品为重点，研究制定相应的产品标准与生产工艺规范。同时运用GLP、GCP和GMP等国际标准，对现有生物技术研究开发和产业化体系进行更新改造，提高中国生物技术产业的国际竞争力。四是实施竞争力战略，培育在未来生物技术前沿领域能够有所作为的龙头企业。发展生物产业，开拓新的产品和市场，形成新的经济增长点，是国家发展生物技术的重要目的。通过机制创新，培育一批具有现代企业机制的，既有较强的市场开发能力和盈利能力，又有较强技术和产品创新能力的龙头企业。五是实施国际化战略，开拓中国生物技术的国际合作渠道和国际发展空间。本着“平等互利，成果共享，保护知识产权，遵从国际惯例”的原则，进一步拓宽生物技术领域的国际合作范围，引进和借鉴国际先进的理论、技术和管理经验。同时面向国际市场开发新产品，努力培育具有国际竞争能力的新兴生物技术产业。生物科学新进展篇6
通过三年的初中新课程实验，初中新课程教学积累了丰富的经验，如今已进入深化阶段，通过观摩《动物的运动》这堂课使我对初中的生物科教学有了进一步的认识，这堂课的教学活动设计是这样的：（一）、回顾了解动物的运动，提出问题“动物的各种器官是怎样完成各种运动的呢？”；（二）、教师演示教具----家兔的骨骼标本、人体的骨骼标本、关节模式图、肌肉与骨和关节的关系图等，学生观察与思考：关节对骨的运动有什么意义？一组肌肉的两端是附着在一块骨上，还是分别附在不同骨上，这对于运动有什么意义？（三）、师生共同讨论：1、大吊车的哪些部位相当于动物体的关节？2、除哺乳动外，其他脊椎动物的骨骼也有关节吗？3、蚯蚓体内有肌肉，但是没有骨骼，这是它不能快速运动的一个原因吗？4、举例说出，人体都有哪些部位有关节？进行体育运动时，哪些关节容易受伤？应当怎样保护？（四）、通过模拟演示“屈肘动作的产生”、“伸肘动作的产生”揭示骨、关节和肌肉的协调配合。师生通过回顾日常生活经历自然进入课题，师生充分利用课程资源，展开讨论充分认识、理解动物的运动，课堂氛围生动活跃，培养学生的学习兴趣和探究能力，充分体现出新课程的教学理念。如果高中生物科课堂教学能够主动与初中生物科课堂教学进行衔接，新课程的教学理念自然得到延续，学生的探究能力与创新能力也必将得到发展。
二、高中生物科教师要充分认识初中生物科教材，做到初中生物科教材与高中生物科教材的衔接。
高中生物科教材是以初中生物科教材为基础的，如今许多的中学初中与高中分离，有相当一部分教师对初中的生物教材不了解，即使过去教过初中的教师也因为新课程实验的开展，初中生物科教材已经发生了很大的变化，如果没有充分认知初中生物科教材，这也给高中生物科的教学带来一定的不利因素。我们都认识到初中生物教学与高中生物教学是有其内在的必然的联系，学生的认知，教师的教学，都是以教材为基础的，如果高中生物科教师能够提早认识初中生物科教材定能收到如下的效果。
一是教师充分认识新课程教材的结构特点，对中学阶段生物学科的教材所体现的知识体系有整体的认识，把握课程标准的整体要求，在知识体系上保持了初中与高中在教学上的延续性。
二是教师充分感知新课程所体现出的课程理念，明确了高中生物的课程资源不仅是教材，只要是有利于实现课程目标的条件因素都是课程资源，在我们的生活环境、生产环境中提供了丰富的实物资源，在人类的实践活动探索过程中提供了丰富的活动资源，社会发展的信息化可以从信息网络中获取丰富的课程资源。可以说我们的周围环境为高中生物的教学提供了丰富的课程资源。
三是教师可以为高中生物科新课程实验的开展打好知识贮备的基础，同时又了解新课程理念下学生的认知规律。
三、高中阶段学生能力的培养应当与初中教学能力培养进行衔接。
学习能力的培养是一项系统工程，不按照科学程序进行是很难奏效的。安排培养序列要以学生心理发展规律和教学原则为依据。青少年心理发展的连续性和阶段性告诉我们，能力培养既要注意能力的前后联系，又要把某些能力放在适合的阶段。生物科学新进展篇7
关键词：博物馆；提升；知名度
中图分类号：G119 文献标识码：A
近年来，作为我国自然科学类博物馆之一的南京古生物博物馆（后面简称博物馆），一直围绕创新发展和服务社会的方向，着力于增强自身综合实力，研究打造科普精品，在提高知名度上开展了行之有效的探索。
一、自然科学类博物馆知名度的现状及其影响
深化改革开放使中国人民的生活水平日趋提高，社会大众对科学、文化等精神层面的追求日趋显现。有着五千年文明传统的国人渴望着精神食粮和文化大餐，自然科学类博物馆正成为人们接受科普传播的重要场馆之一。影响博物馆知名度的部分因素：一是有的博物馆建设，虽然得到国家的支持，但由于主客观原因使其还没有完全实现建设的预期目标。二是网络教育发展迅速，人们基本上是采用便捷的电化教育。 三是个别博物馆展教方式过于传统老套，缺乏时代气息，满足不了现代人的文化需求和精神追求。
二、坚持做实馆内基础工作
博物馆围绕为社会公众服务的思想和理念，以人为本传播科普知识，进一步完善馆内基础设施建设，立足在展教的方式上让人耳目一新、内容上别具一格：推出《寒武纪乐园》互动设施、“澄江动物群”多点触摸系统以及3D科普电影放映厅等，让观众亲临其境感受到穿越时空的乐趣，牵手远古动物明星，与三叶虫同行，和奇虾共舞……
博物馆重视网站建设，紧贴时代脉搏，做到版面和内容及时更新，新改的版面活泼生动，让人们通过浏览博物馆网站重新认知世界，同时激发并吸引观众来博物馆参与和体验的兴趣。
近年来博物馆人力资源的配置呈现出人才结构优化、多样、综合的特点。现在博物馆除了自身建立一支稳定的队伍外，还依托中科院南京地质古生物研究所的人才优势为博物馆开展各种专项科普活动提供所需的专家和学者，研究所的专家库为博物馆的发展提供了用之不竭的人才资源，并发挥了不可替代的作用。
三、做强“展、教、研”一体化功能
“展、教、研”一体化全面发展是现代博物馆必须具备的能力和条件，也标志着博物馆创新发展的一种竞争实力。古生物博物馆通过几年的工作积累和不懈努力，在做强“展、教、研”一体化建设上实施了一系列新举措。
博物馆依靠中国科学院南京古生物地质研究所的综合实力和知识创新成果，适时将相关的科学发现和科研成果向社会，用通俗易懂的方式通过博物馆这个连接社会的教育平台展示给社会公众，使古生物博物馆的展示内容新颖、奇特，不断推出特展吸引社会公众的关注。精心策划：围绕一个“特”字做文章，除了吸引大家的眼球外，更重要的是突出科学内涵，突出观众喜闻乐见和新颖奇特的内容，让观众感觉到来得有价值并来有所收获。如近年举办各种古生物特展，将科学新发现、新研究及时呈现给社会公众，为博物馆的展教事业增添了一道亮丽的风景。
由于最近每年都有特展推出，前来博物馆参观的人数逐年增加： 2012年较2011年参观人数增加11%；2013年较2012年参观人数增加16%。通过举办各种特展，博物馆的展教功能得到了加强，突破了“冷门”学科的局限，给观众带来了新的认知和知识。
博物馆注重挖掘科普传播形式的潜力，立足于深入浅出，互动与交流，让公众轻松体验科学带来的乐趣，以此提高古生物博物馆的影响力。截止2013年博物馆已成功举办了七届化石鉴赏会和五届“奥妙的地球与奇特的生命”绘画、征文和摄影大赛。2013年博物馆还借助新闻媒体进一步宣传古生物博物馆，诸如南京电视台系列宣传报道了博物馆的夏令营活动，博物馆成功举办了多期中小学夏令营和冬令营，活动吸引了百余名学生参加，博物馆的知名度在活动中得到进一步的提升。
博物馆馆长牵头带领有关人员积极参加江苏省科协的科普研究项目、申报省市和国家重点项目课题、与有关高校开展多种形式的交流和合作。2011年主持完成了国家自然科学基金项目“澄江动物群三维立体”的研究；2012年主持完成了中国古生物化石保护基金会项目“澄江动物群多点触摸系统”。以上科学研究的开展，强化了博物馆的自身研究功能，为展教能力的提升提供了理论基础，促进了展教向高层次的方向发展，展、教、研有机的结合及协调发展提升了博物馆的知名度。
2013年由馆长冯伟民研究员参与编著的大型科普读物《远古的霸主―恐龙、翼龙、鱼龙》正式出版；由馆长冯伟民研究员参与编著的《远古的悸动―生命起源与进化》一书于2013年成功入选全国优秀科普作品。博物馆正努力坚持用专家的深度和以公众的视角为广大观众解读科学和技术，借助科普读物和科学讲座等多渠道、全方位的普及科学知识。
经过上述几方面的努力，南京古生物博物馆在探索和寻找提升本馆知名度和美誉度上进行了一些探索，为全社会弘扬科学精神、传播科学知识发挥了应有的作用。
四、加快提升博物馆知名度的几种途径生物科学新进展篇8
关键词：植物科学与技术专业；人才培养模式；区域经济发展
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1009-4156（2013）09-149-03
吉首大学为了适应区域经济发展和生态环境建设对植物类高级技术应用型人才的需求，依托武陵山区资源优势、学科教学平台，按照服务地方的办学原则，新办了植物科学与技术专业。近年来，随着国家“武陵山片区区域发展和扶贫攻坚规划”的实施，对地方高等学校人才培养提出了更高要求。吉首大学生物资源与环境科学学院（以下简称“我院”）据此全面调整植物科学与技术专业培养方案，确定植物科学与技术人才培养目标为：具有扎实的生物技术专业基本理论、基础知识，掌握现代科学与技术技能；具有适应地方经济社会发展需要、实践能力和创新精神强，能在工业、医药、食品、农、林、牧渔、环保等行业的企事业和行政部门从事有关应用研究、技术开发、生产管理和行政管理、销售、产品质量安全管理等具有较强创新能力的高素质应用型人才。据此目标，我院全面调整人才培养方案，优化课程体系，改革教学内容，并依据“厚基础、宽口径、多方向”原则，进行了以提高学生的综合素质、培养学生的创新能力为目的专业培养改革与实践。
一、适应区域经济对人才的需求，构建“以能力为中心”课程体系
植物科学与技术专业人才培养方案要求学生通过学习植物科学与技术方面的基本理论和基础知识，具备植物资源分类鉴别及原料生产与植物资源保护的科学知识和技能，以及对植物功效活性成分进行分离分析及功能产品、植物药品开发方面的科学知识和专业综合技能。课程体系的综合化，使基础教育与专业教育、应用研究和开发研究相互渗透和交叉，有利于培养适应社会经济发展需要的人才。调整和修改的课程体系，着力体现了专业基础课程的学时和学分；注重实践环节教学和专业基础的夯实，力求理论课程与实践课程的有机结合，强化实践技能培训；适度增加选修课程，重在体现社会对人才素质的需求，通过提炼课程内容，提高课程的知识容量，达到拓宽学生知识视野的目的。课程内容注重交叉融合，将相关学科的专业基础课、专业课及选修课进行交叉融合，以便在有限的学时里使学生获得更多信息，如开设生物科技产业开发讲座，使学生了解当今植物科学与技术的发展前景与发展方向，充分认识到植物科学与技术及其天然产物在人们日常生活及国民经济发展中的重要地位。构建的课程体系主要分为通识教育课、学科基础课、专业教育和实践教学等四大模块，该体系建立合理的数理化知识体系，提高学生进一步获取知识能力；结合了生物学知识和必要的工程学知识，以适应现代生产工程设计和生产管理，使学生有初步的经济管理知识；开设大量的专业选修课，增强个性化特色，拓宽专业口径，提高专业素质和能力；注重实践教学，培养初步解决实践问题的技能，适应区域经济发展对人才需求。
1.理论教学课程体系。植物科学与技术理论课程的知识体系主要包括思想道德品质及素质教育课程、外语、数理化、生物学、工程学等，分属于通识教育课程、学科教育课程、专业教育课程等三个模块。模块一：通识教育课程包括思想政治理论课、英语、数理化等公共基础课程，着重培养学生思想道德品质和学科交叉应具备的基本知识。素质教育课主要是对综合素质的培养，目的在于拓宽知识视野，培养和提高学生获得知识能力和潜力。模块二：学科教育课程包括生物化学、微生物学、细胞生物学、化工原理、工程制图、现代仪器分析等课程。这些具有生物学知识要素的课程的开设，使学生掌握生物学专业知识，具有初步的工程学专业知识和技能，并将现代生物技术与生产实践内容进行初步结合。化工原理的学习，使学生把握工程理论和技能的基本内涵和方法。模块三：专业教育课程包括专业基础课，如植物学、动物学、植物资源学、植物生理学、植物组织培养等五门核心课程。专业主干课包括生物工程设备、生化分离工程、植物产品加工工艺学、植物成分提取与纯化、仪器分析与成分检测、植物产品开发与企业法规等七门课程。专业主干课程体现了本专业的学科特色，是将生物学理论结合到工程技术中的教学过程。专业任选课包括植物地理学、民族植物学、植物保护学、环境保护概论、清洁生产与IS014000、企业管理、生物科技产业开发讲座等15门。大量专业任选课的设置，为学生提供更多的专业学习机会，可有效拓宽学生专业的视野，增强学生就业时的专业竞争力，提高在学科交叉领域的工作和发展潜力。公共选修课由学校组织开设，包括自然科学、生态地理、人文社会科学、艺术美育等几大类别，要求理工科学生至少应修满六个学分人文社会科学类课程，旨在提高学生的全面素质。
2.实践教学课程体系。植物科学与技术是一门实践性很强的学科。对学生的实践能力和创新能力的培养直接决定着学生走向社会的竞争力和发展潜力。因此，学习本专业的基本理论知识，加强生产和科研的实践是教学的重要环节。实践教学在改革的课程体系设置中属于第四模块。除了规定的军训、思政实践，实践教学内容主要包括实验室实验、课程实习、校外基地生产实习、毕业实习等四个部分，这些实践教学环节都具有较为明确的实验项目、实践内容和训练体系，形成了比较完整的实践教学体系。在实验教学上打破实验教学从属于理论教学的传统课程设置模式，独立设置基础化学实验、动植物大实验、生化与分子生物学大实验、仪器分析与植物有效成分提取与检测、工程制图等实验课程，课程设置结构层次明显，又各具独立性，能够提供较为系统的实验技能训练，有利于学生掌握相关课程的理论知识，增强学生解决实际问题的能力。此外，在第二到第七学期，利用我院实验中心开放实验室进行科研实践，提高学生动手能力、分析和解决问题的能力以及创新思维。该课程体系的设置能较好地促进学生掌握专业知识和技能，提高学生的适应能力和发展潜力，以及培养学生的实践能力和创新思维。
二、瞄准就业率。构建应用型人才培养的实践调练和创新能力体系
1.拓宽专业口径，适应多岗位就业的需要。植物科学与技术兼有理学和工学专业特色，其人才培养也具有多学科、多领域融合的特点，因而课程设置内容丰富，涉及面广。按照“厚基础、宽口径”的培养思路，在人才培养方案中设置两个专业方向，即植物资源培育与生产的理学方向，以及植物资源开发与利用的工学方向。多门选修课的开设拓宽了专业口径，加强了基础人才能力的培养。
2.强化实践教学，提升学生综合技能和创新思维。植物科学与技术具有理工科特色，其课程体系的构建注重培养实践能力。按照学生在大学学习和能力提高发展规律，由易到难地组织实践教学体系，将有关实验（实践、实习）内容综合到各阶段的实践教学中。同时，在第三至第七学期设置了创新性研究项目，实行本科生导师制，培养学生综合运用知识的能力和创新思维。这种实践教学模式能够培养和激发学生学习的主动性和创新精神，以及理论联系实际的能力、分析和解决问题的能力。
3.加强学科融合，体现专业特色。植物科学与技术专业与工艺生产及应用直接关联，因此，课程体系将生物学原理和技术结合，并融入到工程学原理中，开设了上游技术（如植物资源化学）和下游加工过程（如植物产品加工工艺学）；又如专业基础课天然产物化学和植物有效成分提取与分析等课程，以及若干门实践性强的工程类课程，如生物工程设备、工程制图、产品生产法规等课程，区域资源特色课程设置以及将生物技术和工程技术相结合的人才培养方案体现了我院植物科学与技术专业教育为区域经济发展培养急需人才的特点。
三、着力于交叉学科知识的整合。实施教学模式改革
1.注重课程体系整合，更新和优化课程内容。课程体系本着优化整体、精简课程数量的原则，将教学计划总学时控制在175个学分。每个学科主要专业基础知识的本源性在于几门核心课程，它们构成这个学科的体系框架。由专业基础知识核心课程衍生出本学科其他丰富内容的最基本知识。因此，课程体系的优化要求合理分配教学重点，对课程内容进行提炼与更新，教学过程尽量减少重复，加强课程的基础性、综合性和前瞻性，推动课程体系的整合与课程间的合理渗透，形成生物技术和工学应用性特色较明显的课程体系。
复合型人才培养要求课程覆盖门类广泛的学科，但学科的发展又要求在教学计划构建和修订时增加新的教学内容，且不突破总学时数，这导致在教学计划编制过程中学时数与教学内容拓展之间的矛盾。因此，有必要对所开设的课程内容进行选择、调整、优化和学时压缩，更新和优化课程内容，精简课程门类，提炼基础性和原理性的共性内容，使学生在较少的课时内比较系统地掌握本专业的核心知识，培养综合运用的.能力和技能。通过开设如生物科技产业开发讲座（科研成果与推广应用）课程，将新的理论、方法和先进的科技成果及产业化引入课程教学，有助于解决教学内容陈旧、重复多、内容较狭窄等问题。
2.加强综合性实验及创新性研究结合的实践课程。作为兼有理工科特色的专业，调整实验课程体系以及实验内容，开设综合性实验及创新性研究相结合的实践教学成为专业培养重要特色。加强基础性实验教学，旨在培养学生掌握基本操作和技能，增设综合性实验和创新性实验：旨在培养学生综合应用多学科基本理论、基本原理和基本实验技能的能力。综合性实验要求学生综合运用所学课程的知识和实验技能，既可增强各门课程的相互渗透，又可巩固对生物工程理论知识和基本技能的掌握。同时，通过学校实验中心平台项目，开设专门培养创新性思维的研究型实验，由教师设立具有科研和开发前景的课题与项目，或者指导学生自选相关课题，通过学生自主进行实验方案设计、实验流程优化、实验结果分析和讨论，旨在提高学生运用知识、发现问题、分析问题和解决问题的能力，创新性研究型实验教学培养了科研思维和创新能力，同时为学生进入毕业论文（设计）奠定专业基础。生物科学新进展篇9
一、物理新课程结构和内容的价值取向
从课程结构上来看，高中物理新课程由必修课程和选修课程构成。这主要缘于这样的两点考虑：1.普通高中物理课程仍然是基础教育课程，因而在构建高中物理课程时一要注意体现国家对学生发展的基本要求和共同质量标准，二要考虑到全体高中学生基本的学习需求。2.高中物理课程不同于义务教育阶段的物理课程，它不仅应该考虑到全体学生的共同发展，而且还应该根据学生的学习兴趣、个体差异、发展潜能和今后的职业规划构建不同类型、不同风格的选修课程，为学生提供选择的空间，促进学生自主地、有个性地发展。
从课程内容上来看，普通高中物理新课程特别注重对学生今后发展有重要意义的基础知识的选取，重视基础概念和基础规律、基本方法和基本思想的教学，如物理必修①中明确区分位置和位移、强化了矢量概念教学、突出了变化率概念、渗透了极限思想等；普通高中物理新课程更加注意联系社会和生活的实际，突出了包括物理学在内的科学技术与社会相互联系和影响的观点，让学生在理解物理学在人类文明与进步过程中的作用与贡献、理解物理学对当今世界及人类生活的重大影响的同时，掌握包括物理学在内的科学技术还有负面影响，从而能正确对待科学发展成果、牢固树立科学发展意识和可持续发展意识，如物理必修①中“科学漫步：全球卫星定位系统”、“STS：速度与现代社会”、“STS：从伽里略的一生看科学与社会”等；普通高中物理新课程进一步加强了实验和实践活动的设计，如设计了“演示”、“实验”、“做一做”（或“大家做”）等不同形式和要求的实验栏目，有利于学生科学思维能力、实践能力和创新精神的培养。
二、物理新课程教学方式的价值取向
新课程实验一再强调要尊重每一位学生，要关注每一位学生的情绪生活和情感体验，要关注每一位学生的道德生活和人格养成。为此，新课程倡导建立基于师生交往、生生交往的互动、互惠的教学关系，强调学生探索新知的经历和获得新知的体验。高中物理新课程十分强调科学探究在物理教学中的地位和作用，甚至可以说整套普通高中课程标准物理教材整体上就是依据探究的思路展开的，如物理必修①第二章第一节“实验：探究小车速度随时间的变化规律”、第二章第五节“伽利略对自由落体运动的研究”等。通过科学探究，学生可以清楚地认识科学探究本身的重要性，即通过科学探究认识发现问题和提出问题的意义、认识猜想和假设的重要性、认识制定计划的作用、认识通过收集实验数据进行分析论证的重要性、认识评估的意义、认识交流和合作的重要性等；也可以让学生通过探究理解科学对事实的尊重、科学对观察（思维）的依赖、科学对结论的谨慎和科学对错误的修正，进而通过探究真正使学生获得基础知识、基本技能的过程同时成为学生学会学习、学会合作、形成正确价值观、养成健全人格的过程。
三、物理新课程评价方式的价值取向生物科学新进展篇10
关键词：生物技术；制药；基因工程
生物技术是在上个世纪才兴起的一种综合性很强的技术学科，是通过先进的科学技术和生物学理论相结合的一门综合性科学技术，是通过改变动植物细胞和DNA进行人为加工制造的过程和技术。生物技术在应用的过程中为人们社会发展和医疗提出了新的理论，就传统的医疗技术提出了挑战。生物技术是一个加工过程，更是一个服务行业，是培养新的物种，新的产品的过程。植物基因工程是大年生物学中的主要方式，更是植物学领域的主要生物技术和基因工程，其在研究的过程中以植物为对象，利用对植物细胞和基因的改造来进行提高植物对大自然的各种抗性，是其在恶劣的环境中良好生长的前提。在植物的生物技术开发过程中，我们通过提高植物在生长过程中必须要的各种物质来增强植物的生长能力和抗病虫能力，从而取得我们在制药过程中的各种优良的原材料。
一、生物技术制药技术的原理
生物生物制是采用先进的科学技术对各个微生物和微元素进行辨析和处理的过程，是通过先进的科学器械对各种微量元素提取的过程。药技术是通过微生物学和基因工程技术的研究成果从生物体各个组织和细胞变化的原理中出发，利用当前先进的科学技术以及信息技术对各个微生物以及细胞进行各种手段的催化和变动过程。在我国制药的过程中是为其提供各种原材料的前提基础。其在应用的过程中，是基因工程技术发展过程中的对各种微生物认识和其变化过程认识的结果。在我国制药的过程中，随着当前各种病菌的不断变化和各种病况的逐渐新颖，传统的医疗已经无法满足当前各种病症的需求，因此在当前的只要过程中，生物技术在其中有着良好的促进和催化作用，是当前制药业发展的前提和基础。
二、生物制药在我国的发展现状
一直以来，生物制药产业属于高新技术产业，是当前生物技术发展过程中的必然结果和结局。生物技术说白了就是一种微生物技术，是对各种微生物进行分析和判断的过程。在生物工程的发展过程，主要应用了先进的科学技术和各种先进的设备对各种微生物进行研究和探讨，这种方法对医药的发展具有重要的推动作用。从最初出现到现在的蓬勃发展，生物工程只经历了段在的一个过程，是当前技术发展过程中发展最快的项目之一。在当前的生物技术发展的过程中，离不开科学技术和信息技术的大力支持。科学技术与信息技术是生物技术发展的前提和基础。
我国生物制药产业起步比较晚，由于我国近现代历史中的各种因素的制约与影响，使得我国在各种科学技术发展过程中起步都相对较晚，生物工程技术也是如此，在我国，其发展仅仅只有接近20年的历史，比起美国等发达国家半个世纪的研究成果，我国的生物技术就显得微不足道。但是随着这二十年来我国的大力发展和国家政策的大力支持，生物技术在研究的过程中取得了良好的成绩，以基因工程药物为核心的研制、开发和产业化已经颇具规模。目前，随着各种环境因素的不断恶化，各种自然条件和气候因素也在不断的变化之中，使得当前各种病菌发生其迁移性的变化，造成人类健康的严重威胁，在这种背景之下，药品的开发和研制已成为当前保证人们健康的重要手段和不可忽视的手段。
与世界先进国家的生物医药产业相比，我国生物医药产业还处于比较落后的状态，但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度，从政策和资金等各方面不断加大投入。当前，我国已将生物制药作为经济发展的重点建设行业和高新技术的支柱产业来发展。当前一些科技发达或经济发达地区正在不断建立部级生物制药产业基地，并初步形成了初具规模的生物医药产业集群，这对我国的生物医药产业发展起到了很好的带动作用。总体而言，中国生物制药产业未来充满希望，前景看好，中国的生物制药产业将呈继续增长态势。
三、生物制药的前景与分析
生物制药产业呈现集群式发展。产业集群发展具有明显的发展优势，能够极大地促进产业的快速发展。生物制药产业作为高科技产业，不仅需要在基础设施、上下游配套产业等方面的支持，还需要同教育培训、专业服务、技术转移中心等相关服务组合在一起，方能发挥高效作用优势。当前，我国在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下，经过多年的发展和市场竞争，加上政府不失时机地加以引导，我国生物技术、人才、资金密集的区域，已逐步形成了生物医药产业聚集区，由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。这些产业集群对于促进生物制药产业的发展具有重要的作用，使得生物制药整体产业链得到优化，在生产效率方面得到大幅提升。我国生物制药产业以后仍会朝着这一方面快速发展，政府也将会加大投资力度、重点建设产业集群区，在基础设施、配套服务业、研究开发、服务创新、教育培训和风险投资等方面进行发展和创新，为生物制药产业集群发展提供良好的发展环境。
生物医药技术向产业化推进。将生物医药技术从科研转向产业化生产是科研的重要目的，只有将技术转化为生产力，才能使得社会生活水平得到提升。我国生物医药技术当前很大一部分还停留在科研方面，并没有有效地转换为生产力，这不仅浪费了很多的资源，也使得我国的生产实践跟不上研发，造成了生产的滞后状况。生物医药技术向产业化推进要求企业通过委托外包策略，建立技术同盟，形成优势互补，使得自身能够专注于自身专长方面，从而能够降低生产成本、提高竞争优势。我国生物制药公司在未来发展过程中，势必会朝这一趋势发展，通过外包方式进行新药开发。
生物制药新兴技术将不断应用于产业发展。生物制药产业作为高新技术产业，需要不断进行技术创新，才能不断解决产业发展中存在的问题，并不断满足医药水平提升的要求。生物制药新兴技术的发展将会不断应用到产业发展当中来，从而促进产业技术水平和社会医疗水平的提升。

来源：国家自然基金委
近日，《国家自然科学基金“十四五”发展规划》正式公布规划全文，共计21个章节，完整的阐明了国家自然科学基金委十四五期间的发展方向与相关理念，其中值得注意的是，本次规划公布了完整的115项“十四五”优先发展领域，这对于近几年的国家自然科学基金申请具有重要意义！
“十四五”优先发展领域（115项）
“十四五”期间，积极布局一批具有前瞻性、战略性的发展方向，鼓励探索和提出新概念、新理论、新方法，促进科研范式变革和学科交叉融合。引导广大科研人员从国家重大需求和世界科学前沿出发，凝练提出并解决科学问题。
1.代数与几何的现代理论
素数分布；丢番图方程；朗兰兹纲领；群与代数的结构；李理论；表示论与同调理论；代数簇的分类与模空间；流形及度量空间的几何与拓扑；计数几何与数学物理；多复变超越问题；群上调和分析及几何群论；量子Grothendieck纲领；粗Baum-Connes猜想与粗嵌入理论；Teichmuller空间理论。
2.现代分析理论及其应用
Morse理论和指标理论；调和分析及相关问题；Palis稠密性猜测；动力系统的稳定性、不稳定性与遍历论；复动力系统的双曲猜测与MLC局部连通性猜想；Stein流形及其全纯映照的基本性质与结构；几何、物理和力学中的偏微分方程；概率与随机分析；量子随机积分的分析理论。
3.问题驱动的应用数学前沿理论与方法
物质科学典型问题的数学建模与分析；机理与数据的融合计算；不确定性量化；量子计算理论；数据科学和人工智能中的优化模型、算法设计与分析；组合优化、整数规划及随机优化；复杂高维数据的统计计算、计算复杂性理论、建模与分析；数据推断的真伪性判定理论与方法；平均场系统的分析、控制、微分博弈及其数值计算；风险资产和金融风险的建模、模拟与分析；约束最优控制问题；信息技术中的数据隐私保护与安全；工业设计制造中的核心数学方法；脑网络与生物建模分析中的关键数学问题。
4.复杂系统动力学机理认知、设计与调控
面向先进运载工具、重大装备等复杂动力学系统，重点研究动力学正问题中的新理论、新方法和新实验，动力学反问题中的建模与辨识、监测与诊断，动力学设计问题中的系统特性和响应设计、拓扑和参数设计，动力学控制问题中的系统模型降阶与验证、新感知与调控方法等。
5.新材料与新结构的力学
面向航空航天、先进制造、新能源等领域对优异力学性能、特殊功能的新材料和新结构的迫切需求，重点研究新材料的本构理论、破坏理论、多尺度力学行为、新实验与计算方法，新结构的力学设计与分析、安全寿命评估、多功能驱动的设计方法、智能技术相结合的分析方法等。
6.高速流动的理论、方法与控制
面向航空、航天、航海等领域高速流动中力-热-声的多物理过程、多尺度结构的非平衡态湍流等复杂流动，重点研究流动中多因素耦合作用机制，计算模型的建立与复杂现象的复现，湍流多尺度结构演化机理、时空关联理论和模型，高精度计算方法和实验测量技术等。
7.暗物质、暗能量以及星系巡天研究
围绕宇宙的起源和演化前沿科学问题，重点研究暗物质和暗能量的本质，宇宙网络中的星系形成与演化，超大质量黑洞的起源与演化。
8.银河系、恒星、太阳及行星系统的多信使探测及研究
围绕和人类密切相关的银河系演化和日地环境等前沿科学问题，重点研究银河系、恒星的形成和演化，行星的宜居性，日冕加热的机制，太阳磁场的产生、储能及释能的物理机制与太阳活动预报，天体空间位置精确测定、动力学和应用研究，引力波、宇宙线、中微子的天体源和产生机制，为解决银河系演化、引力波、太阳活动预报、行星科学、空间目标探测及导航等重大科学问题提供理论和观测基础。
9.近地小行星动力学特性及监测研究
近地小行星的起源与演化、物质组成与结构、动力学性质、辐射特性；近地小行星编目、轨道监测与预报关键技术；近地小行星撞击风险以及对地球环境影响的评估、主动防御关键技术。
10.面向下一代望远镜的关键技术研究
围绕天文精确观测面临的关键技术问题，重点研究大口径光学/红外望远镜及科学探测技术，射电望远镜及科学探测技术，空间望远镜及科学探测技术，为主导建设国家重大天文观测设施、取得重大天文发现提供技术支撑。
11.量子材料与器件
围绕量子材料制备、物性研究和器件物理中的基础性重大科学前沿问题，重点研究高温超导等强关联体系，非平庸新型拓扑材料，新型磁性、多铁、光电和热电材料，二维材料及其异质结构，复合材料体系、纳米体系和软凝聚态体系等，深入研究新型量子器件物理与技术，发展多体理论与计算方法，为制备新型量子材料、研制新型量子器件提供理论和基础支撑。
12.量子信息和量子精密测量
围绕量子计算、量子通信、量子传感、量子精密测量等重要领域，重点研究量子计算、量子模拟与量子算法，量子通信实用化技术及其科学基础，量子存储和量子中继，量子导航、量子感知和高灵敏探测，高精度光钟、时频传递的新原理与方法，空域-时域精密谱学及量子态动力学测量技术，为量子科技领域提供人才储备和科技支撑。
13.复杂结构与介质中的电磁场和声场的机理与调控
围绕复杂结构与介质对电磁场和声场的调控这一科学前沿与重大需求，重点研究具有特定时空序构的电磁/声超构材料及超构表面，电磁/声人工体系中的单向操控，拓扑电磁/声学体系，设计多功能、可重构/调谐的新型电磁/声人工器件，为发现电磁场、声场调控新机理，实现新型光、声器件的研制和应用打下物理基础。
14.基本费米子及其相互作用
围绕基本粒子的质量起源和基本性质，依托粒子物理大科学装置，重点研究中微子质量序和质量；中微子振荡中的CP破坏；夸克混合和CP破坏；韬轻子物理；重味夸克物理；夸克的稀有衰变和新物理；重子数和轻子数破坏过程和作用力统一，推动粒子物理理论的完善和发展，揭示物质最深层次结构及其演化规律。
15.强相互作用力的本质
围绕受强相互作用支配的物质层次中展现的各类对称性和复杂现象，重点研究量子色动力学在高能对撞过程的应用；格点量子场论及计算；手征对称性的自发破缺和恢复研究；极端条件下QCD的对称性性质和相结构探索；奇特态和强子谱学；奇特核、奇异核、超重核以及宇宙中元素合成机制；原子核中的对称性及其破缺机制，深入认识强相互作用力的本质，揭示物质质量来源和元素起源。
16.热核聚变中的关键科学问题
围绕热核聚变能源应用需求，面对全新的等离子体状态，重点研究不稳定性及湍流和输运；边界等离子体物理和控制；多束激光等离子体相互作用；粒子能谱的非平衡特征对粒子能量输运等的影响；高能量密度等离子体界面不稳定性；强耦合等离子体的输运和辐射性质；等离子体混合，提高聚变等离子体行为预测和控制能力，为工程发展提供理论支撑。
17.分子功能体系的精确构筑
面向为发展变革性与战略性功能材料提供物质基础的重大需求，系统研究功能分子、团簇与分子聚集体等物质中原子、分子与基元间相互作用的协同与调控机制，厘清多层次结构与功能间的构效关系，重点关注大分子、超分子等的精确构筑、动态演变及其理论模拟，以及具有结构微/纳体系的自下而上构筑策略和跨尺度结构演化，以期高效、低能耗、可持续地创造具有丰富功能的新物质。
18.非常规条件下的传递、反应及测量
面向物质的精准构筑、功能的可控调节及对其结构认知极限需要对测量手段的迫切需求，重点研究在极端、极限、外场调控或受限空间等非常规条件下的物质转化、能量传递及其反应耦合过程，发展具有极限分辨能力的超高时空分辨表征技术与理论，为物质高效合成、认识自然规律和生命过程提供理论指导和实验手段。
19.物质科学的表界面基础
围绕凝聚态物质的表界面生长控制及结构与性能调控等关键问题，重点研究原子/分子在表界面上的吸附、扩散、生长、组装与反应，表界面电荷转移与能量传递，表界面对称性破缺、缺陷和掺杂以及异质界面构筑对性质影响的微观机制与作用原理，极端条件下材料表界面物性研究，表界面研究的新技术、新理论和新方法，在原子和分子层次上揭示凝聚态物质的表界面结构与性能关系，实现功能体系的理性设计与制备。
20.分子选态与动力学
围绕有关化学反应本质机理与调控、气相与表界面重要化学过程等方面问题，聚焦多原子反应动态学，表界面化学反应动力学，分子振动激发态、电子激发态及非绝热动力学等方面研究，以期为燃烧化学、大气化学、星际化学、激光化学以及催化等学科提供理论基础和技术支撑。
21.超越传统体系的电化学能源
瞄准储能技术发展需要，重点发展电化学能源体系变革性技术的基础理论、研究方法和器件系统，推动原理创新和工程技术突破。为电化学能源新原理的发现，新材料体系的构建、可再生能源的规模化利用以及化石能源的绿色转化提供理论和技术支撑。
22.新范式下的分子化学工程
面向化工、新材料领域对本质安全化、绿色化、产品高端化发展的重大需求，重点研究纳微流体原位观测和分子模拟新方法，揭示从分子到纳微尺度的传递反应规律及机制，建立跨尺度的分子工程科学理论，指导实现物质精准转化和产品结构可控，构建从分子到工厂的无级放大新范式，突破核心关键技术，为碳达峰碳中和、下一代大数据中心热管理材料、环境治理插层材料、重大疾病治疗药物等提供理论和技术支撑。
23.多功能耦合的化学传感与成像
围绕复杂体系中化学信息的准确获取，重点研究多功能耦合的化学传感原理、技术和方法，极微弱传感信号的实时、原位和无损信号辨识与解调，极低能量的复合驱动、高灵敏捕获、传输及解调，多参数、多功能和超高灵敏器件的特性及其外界刺激响应的机理，超高时空分辨光谱技术与成像分析，多维谱学原理与技术，活体的原位和实时分析，具有选择性和特异性的高灵敏、多功能诊疗试剂。为复杂体系的成分、结构与性能的表征提供新的科学原理和技术支撑。
24.免疫与神经化学生物学
围绕免疫学中的重大科学问题，重点关注小分子（包括金属离子）介导的免疫调控与干预，为开发原创性的基于小分子的免疫诊疗技术提供支撑。针对神经行为的化学生物学本质以及相关疾病的致病原因，重点关注化学探针和标记技术、原位实时观测技术、结构生物学技术，促进神经性疾病研究。
25.绿色合成方法与过程
面向我国制造业绿色改造升级的重大需求，着力发展高效绿色合成方法，基于人工智能与自动合成，实现合成方法的智能化、自动化、集成化，开发高效绿色化学及生物转化策略，推动资源的循环利用，推动高端及重要化学品的绿色智能制造和绿色生物制造，以及再生资源化学与循环化学的工业化应用。
26.能源资源高效转化与利用的化学、化工基础
面向能源资源转化技术绿色、低碳、高效、智能、多元化方向发展的重大需求，重点研究载能化学物质之间的转化、电/光/热/机械能与化学能之间的转换、能源的化学转化机制与理论、能源资源高效转化与利用的化工基础，为引领能源技术革命和资源高效清洁利用提供理论和技术支撑。
27.环境生态体系中关键化学物质的溯源与安全转化
面向我国生态环境质量改善和绿色发展的重大需求，重点研究重金属及化学污染物等的广域溯源、赋存形态、界面行为、迁移转化、防控治理、健康危害与生态风险，为环境化学污染物常态及应急状态下的精准管控与治理提供理论和技术支撑。
28.大数据与人工智能在化学、化工中的应用
面向人工智能、大数据领域的快速发展与化学化工学科交叉融合的重大需求，重点研究化学和化工关键基础数据库的构建及机器学习算法的建立与优化，人工智能在功能分子设计、化学反应与测量、以及系统工程等领域的应用，为功能分子设计与合成、材料结构的快速鉴定、化学反应预测、化工过程优化以及人口健康相关领域，提供完备的基础分子和材料数据库以及高效、智能、专一性强的机器学习算法和化学新认知和新理论。
29.新材料的化学创制
为满足信息、能源、医学、环境、制造等领域对核心材料和关键技术的需求，重点发展新材料的分子设计与规模制备，全周期可控的材料绿色制备、再生与循环利用的新策略，实现关键材料及相关技术的突破，催生变革性的新产业和新领域。
30.地球与行星观测的新理论、新技术和新方法
面向地球关键过程或关键组分观测的技术突破与行星探测的科学前沿，重点研究地球与行星物质的物理化学性质和过程的观测技术、实验方法与计算模拟技术；深空、深地、深时、深海和宜居地球探测技术集成；地球科学大数据的分析、同化、融合和共享技术；地球观测和多源数据融合平台构建及关键技术；纳米地球科学与行星地球科学新技术、新方法及相关仪器设备；多尺度、多参数和跨维度综合分析平台；大质量动能撞击小行星动态响应和能量传递规律、近距离核爆对近地小行星的作用机理、非接触式近地小行星引力牵引作用机理及轨道偏移技术，为建立数据-模式驱动的科学研究范式，革新地球系统多圈层定量集成研究手段提供支撑。
31.地球和行星宜居性及演化
围绕地球与行星多圈层系统中物质和能量的耦合演化过程，以及行星宜居环境的形成和演化过程，重点研究宇宙、太阳系起源与演化；日地空间物理与空间大气；行星大气同位素特征及其对宜居性的影响；行星电离层同位素组成与大气逃逸机制；宜居行星物质来源及挥发分演化；行星宜居性演变的关键地质过程制约；地球和行星环境及生命演化；地表环境灾变及其与太阳及行星活动的关系；近地小行星撞击瞬时作用及引发次生灾害、撞击对地球长期影响、进入大气层热力学与动力学过程。为地球与行星科学的发展和创新提供多学科融通视角，开辟有效的研究途径。
32.地球深部过程与动力学
围绕地球深部物质、结构和运动信息，以及地球内部圈层之间的相互作用机理，重点研究全球及典型区域深部物质、结构和运动特征；地球深部与浅表系统互馈机理与效应；大陆岩石圈流变演化及其资源、灾害效应；地幔柱的起源、结构成份及其环境效应；地球深部过程及演变对资源环境的控制机制；板块俯冲起始的关键条件和驱动力；俯冲界面岩石圈流变性质与物质变化；板块物质运动的时间与空间轨迹的精确描述技术与方法；地球内/外核的结构与成分；地核的形成与演化；地球发动机动力学；核幔边界结构与成分，为探索地球深部与表层过程的耦合关系，发现固体地球多尺度运行规律奠定基础。
33.海洋过程与极地环境
围绕海洋多圈层的动力过程、生命、化学过程，特别是深海大洋和极地、陆海交互带对地球系统的调控机制，重点研究海洋动力学及其与生物地球化学、生态过程耦合作用；极地环境快速变化与多圈层相互作用；北极海冰变化与全球气候系统的相互作用；极地冰冻圈快速变化产生的生态环境与重大工程安全；冰盖与冰架热力-动力不稳定性机理；地球南北极与青藏高原气候与环境变化的放大效应机理；深海多圈层物质能量循环及资源效应；高-低纬海洋过程对全球变化的驱动和响应；近海多界面耦合过程；海洋多尺度动力过程与海-气相互作用；深海极端环境下的生命特征、生存极限及适应策略的遗传、生理与生化机制及其结构基础；微生物驱动黑暗深海物质循环、能量流动与生态系统平衡的过程与机制；生命起源及深海生命与地球的协同演化机制；洋-陆边界深部过程及资源效应，为构建海洋多尺度运动理论框架，以及国家陆海统筹、蓝色经济和海洋可持续发展提供科技支撑。
34.地球系统过程与全球变化
围绕地球表层系统各圈层不同时空尺度的演变与运行规律，以及地球系统演变的资源环境效应，重点研究地球多圈层相互作用过程与环境及区域效应；生物与环境协同演化机制；典型地理单元生物地球化学循环与生态、社会和健康效应；地球系统碳转化速率与影响；多尺度气候-水文-土壤-植被耦合机制与模拟；碳循环关键过程对升温和大气二氧化碳浓度的敏感性；人类社会排放、土地利用变化和物质循环等对气候系统的反馈；地表系统对生命支撑要素的承载力；气候变化对自然-社会-经济复合系统风险预估与有序适应；海-陆-气相互作用与数值模拟；陆面模式与碳氮循环过程；新一代气候系统与地球系统模式；地球形变与地壳运动、陆海基准、近地空间天气效应及地球内部质量迁移的综合观测与融合分析，为认知地表过程和气候变化与地球生物和人类社会发展的相互作用关系，预测未来的地球表层过程、生物多样性、资源环境及环境变化趋势提供关键科学证据和理论支撑。
35.天气与气候系统与可持续发展
围绕大气中的物理、化学过程，及其与不同圈层的相互作用，发展高精度数值模式，重点研究大气物理、大气化学过程及相互影响机制；大气能量和物质循环及圈层相互作用对天气气候、大气环境的影响；天文因素对地球气候变化的影响；天气气候、大气环境变化的机制及预报预测理论和技术；气候系统中云和大尺度大气环流及其之间的相互作用；天气气候数据均一化、同化、再分析技术与系统；气候变化与水循环时空变异及机理；天气和气候极端事件与灾害风险形成机制；气候变化的区域响应与适应；气候系统监测平台；大气模式与气候系统，为满足可持续发展需求，增强防灾减灾和应对全球变化能力提供科技支撑。
36.资源能源形成理论及供给潜力
面向实现国家资源安全供给和支撑高质量发展目标，重点研究资源形成与富集机理；深层油气勘探理论与技术；天然气水合物开发理论与技术；地球内部有机-无机相互作用及资源效应；圈层物质循环与成矿；全球典型沉积盆地火山热液、缺氧事件和全球性快速气候变化与富有机质沉积体的关系，在常规油气高效勘探、非常规油气资源“甜点区”预测、战略性紧缺矿产资源富集等方面夯实科技创新的基础。
37.轻质金属材料前沿基础
围绕轻质金属材料强韧化与使役性能综合提高的问题，重点研究镁合金、铝合金、钛合金等轻质金属材料设计、计算及组织性能调控新技术，原材料成分控制、合金变形机制及塑性加工新理论，腐蚀、摩擦磨损和疲劳等使役行为与防护新机理，为构建轻质金属材料体系化自主研制和保障奠定科学基础。
38.面向5G/6G通信的信息功能材料
围绕5G/6G通信用关键高性能材料面临的重大需求，优先发展新一代高性能通讯用低损耗电磁介质陶瓷、精密压电、介电、多铁、半导体等新材料，重点研究材料与器件一体化设计新原理、制备新工艺、器件集成及评估新方法，探索新型通讯器件的新概念，如超构、拓扑、突现等，为发展新一代通讯器件提供理论和技术支撑。
39.生物医用高分子材料基础
围绕高端生物医用高分子材料发展面临的问题，重点研究基础生物医用高分子材料，高分子诊断材料，植入介入高分子材料，药用高分子材料，材料的合成新方法，高分子材料与生物活性分子、细胞和组织之间的相互作用，生物医用高分子材料的多功能协同与集成新方法，有效支撑生命健康领域对高分子材料发展的需求。
40.材料多功能集成与器件设计理论基础
面向人工智能、新能源等战略新兴领域对材料多功能集成的重大需求，重点研究材料多功能耦合与集成新原理，功能集成驱动的材料设计新方法，具有奇异功能组合的新概念材料，多尺度、多维度和多自由度相互作用的材料复合体系，为柔性电子、存算一体、精准医疗和极端环境新能源等领域的材料多功能集成与器件设计提供理论和技术支撑。
41.战略性关键金属资源开发利用基础理论
围绕我国战略性关键金属领域面临的资源处理的复杂性难题，重点研究极端/受限环境关键金属矿采矿，低品位资源矿相转化与金属超常富集，共伴生相似元素深度分离，二次资源绿色循环利用，高纯金属制备与材料加工，冶金过程数字化与智能化，海水中战略关键金属资源的分离提取与利用等，建立关键战略金属资源高效开发-高值利用的理论基础与技术体系。
42.低碳能源电力系统与电能高效高质利用理论与技术
围绕碳达峰碳中和战略目标对能源电力系统“源网荷储”全环节低碳化的要求和挑战，重点研究高比例可再生能源电力系统安全稳定运行，规模化高安全电力储能，先进电工材料、器件和装备，电能高效高质转换与变换，高性能电气计算与数字孪生，综合能源高效利用与能源互联网等新理论、新技术，形成支撑高比例清洁发电和电能利用的基础理论和关键技术体系，助力能源系统深度脱碳。
43.高性能机电装备设计与制造的科学基础
围绕机电装备功能集成化、性能极端化发展带来的挑战，重点研究复杂机电系统多学科集成，机器人化智能装备基础，核心基础件的高能效、高性能、低噪音和长寿命设计，极端服役环境下装备可靠性与智能运维，精准成形制造，超精密、超高速或超强能场加工，高性能装配与数据驱动的智能制造系统，多维多参数测量与微纳制造，为创新装备制造基础理论和设计方法奠定基础。
44.高效农机装备设计与理论
围绕作物柔性体和复杂农田环境带来的低可靠性作业问题，重点研究土壤-作物-机器系统互作机制，高效低损作业机构设计理论；探索作业信息快速感知、作业变量有效决策、作业指标精确监测、作业故障精准诊断方法；突破耐磨减阻及高密封性新材料技术，丘陵山区特殊地形适应性作业技术，为农业现代化作业装备提供有效科学支撑。
45.土木工程基础设施智能化建造、安全服役与功能提升理论基础
围绕土木工程全寿期安全保障与综合性能提升面临的关键问题，重点研究基础设施智能设计建造，高性能材料与结构一体化设计，复杂环境基础设施全寿期性能与韧性提升，既有土木工程结构智能诊断、运维保障与功能提升，高性能土木工程智能化、工业化与绿色化基础理论与关键技术，为国家重大战略基础设施建设提供重要科技支撑。
46.巨型水网安全基础理论
面向巨型水网灾害风险挑战，重点研究江河中长期水沙演变和预测，巨型水网水文效应与动力学，高效节水和水资源适应性管理理论，水资源空间均衡理论，水工程智能建造与安全服役理论，水灾害风险评估与防控，水生态安全保障理论。探索巨型水网水文-生态-工程-社会耦合机制，形成理论技术体系，为国家水网建设提供基础科学支撑。
47.城市水循环过程的水质安全保障
围绕水中高风险污染物和水传播病原体的控制要求和挑战，围绕城市水系统物质循环与水质变化的耦合过程，重点研究水质安全评价方法和基准制定理论，饮用水的化学、生物与毒性安全及全过程风险控制，污水能源资源转化与多目标循环利用，再生水生态融合、生态循环与水质安全信息智能管控，为保障水质安全、构建可持续城市水系统奠定基础。
48.深海与极地工程装备设计和运维基础理论
围绕深海和极地工程装备设计的理论难题，重点研究极端海洋环境演化，多尺度海洋装备动力学、流-固-冰-气耦合、巨系统韧性控制理论，深海与极地动力装备可靠性和水下声学特性，形成海洋开发和探测装备的设计、施工和运维新方法。
49.新型光学技术
围绕未来光学领域面临的超精密像差控制、超高分辨率探测、极弱信号获取、大容量信息传输等技术挑战，探索新的光干涉、衍射及光谱分析等方法，研究突破光学衍射极限的成像方法，新型纳米光刻光学技术，极端光学检测技术，新型光学材料与核心器件、新型激光技术等，为高端精密仪器、智能装备等产业发展提供关键技术支撑。
50.光电子器件及集成技术
围绕高速率、低功耗、集成化与智能化光电子器件面临的新问题、新挑战，研究微波光子器件及集成，红外及太赫兹光电子器件，智能光计算与存储器件，光量子器件及芯片，异质异构光电子集成技术，片上多维光电信息调控技术等，为满足下一代信息技术的发展需求提供有效支撑。
51.宽禁带半导体
围绕宽禁带半导体大失配外延、掺杂与异质集成等难题，研究大尺寸单晶衬底与外延生长，异质结构构筑、集成及物性调控，硅基等异质集成技术，高性能器件制备工艺、模型和可靠性评测方法等，推动核心装备研制，支撑宽禁带半导体器件与系统的发展与应用。
52.电子器件、射频电路关键技术
围绕电子信息系统向空天地海应用拓展带来的新问题，研究极端和复杂应用条件下高性能集成化电子器件、敏感器件以及微波光子器件与系统原理，发展新材料、新架构、新机制的电路、射频模块及天线技术，探索高效电磁计算、电磁波智能调控方法、以及电子信息系统跨越发展新技术，服务国家电子信息产业发展战略。
53.多功能与高效能集成电路
围绕集成电路面临的效能瓶颈及功能融合复杂性等挑战，研究新型逻辑、存储和传感器件，新型计算范式，新材料和跨维度集成技术，以及系统-电路-工艺协同设计、敏捷设计与智能化设计等新工具，研发高端芯片、功能融合芯片及核心装备技术，支撑未来信息系统发展。
54.精准探测与信息融合处理
围绕复杂环境和复杂目标信息获取与处理的难题，探索多源融合探测成像、多维度稀疏信号处理、智能遥感信息处理与目标识别等新机理、新方法，发展典型环境声信号感知、高维图像及媒体信息等动态协同处理方法，为国家应急响应系统建设及应用拓展提供技术支撑。
55.新型网络及网络安全
为应对网络的可扩展性、时效性和安全性难题，研究多模态智能网络，包括新型的软件定义网络、数据中心网络、云边端融合网络和工业互联网等网络；研究网络安全，涉及新型的量子密码、物联网安全、匿名网络治理、区块链、关键信息基础设施安全和网络内生安全等技术，开展未来网络基础理论研究、底层框架与传输协议相关基础研究，为构筑新一代高效安全可控的网络空间提供支撑。
56.空天地海协同信息网络
围绕空天地海协同信息网络发展需求，研究协同融合网络的信息论基础和通信理论，多尺度、跨媒介信息高速实时可靠传输机制，高移动场景全频谱全覆盖信息网络一体化组网理论与智能管控机理，水下信息感知探测与传输组网基础理论、水下无人装置与水面船舶互联基础理论，服务船联网应用技术研发，有效支撑一体化多业务空天地海信息网络建设及应用。
57.工业信息物理系统
围绕制造过程复杂场景认知、调控和优化决策等难题，研究工业信息物理系统智能构建、信息感知与认知、数字孪生与交互、跨层域协同控制与优化决策、系统安全管控、人机共融风险动态评估与决策等关键技术，有效支撑制造业网络化、智能化发展。
58.安全可信人工智能基础理论
围绕人工智能应用中的安全可信复杂性难题，重点研究大型知识库自动构建、表示与推理等方法，探索自主遂行复杂任务的智能本体理论，建立具备自主学习和进化能力的认知模型，发展通用人工智能算法，支持安全可信人工智能模型验证，有效支撑工业、医疗、公共安全等领域人机混合应用的快速发展。
59.类脑模型与类脑信息处理
为克服构建类脑智能模型等难题，重点研究复杂环境高性能智能视觉传感器及系统技术，对视听感知等生物智能对应脑区的神经网络实现精细模拟，从而构建大脑视觉智能和芯片功能验证方法体系，探索大脑信息处理机理，为类脑自然环境的感知、理解和自主决策奠定理论基础。
60.智能无人系统技术
围绕复杂环境下智能无人系统自主控制、协同、安全等难题，重点研究个体、多体、群系统建模与多尺度调控等新机制，以及资源受限条件下信息获取、交互与共享，开放环境下态势感知、协同控制与动态博弈，系统本质安全、可信评估与快速自愈等新技术，为实现智能群系统自主协同与安全免疫奠定基础。
61.生物与医学电子信息获取和处理
面向生物电子系统微型化和信息多样化等面临的新挑战，重点研究分子、细胞和生物系统信息融合交互方式，以及光遗传分析等新方法，发展新一代生物电子芯片与微系统技术，形成生物医学传感与影像数据的高灵敏、跨尺度信息检测和处理能力，探索生物信息的本质及演化规律，以及医学信息的新方法、新技术，为提升国民健康水平提供信息技术支撑。
62.生物重要性状与环境适应的进化机制
自然选择、适者生存是进化论的基石和生物学最基本的核心问题，重点研究重要性状起源、进化与人工驯化，全球环境变化对生物重要性状和功能进化的影响，极端环境适应性进化的遗传基础，种间互作关系的进化与协同进化机制，重要类群的基因组系统发育和生命之树重建，物种形成机制等问题，揭示进化规律与机制，为环境变化应对提供理论支撑。
63.病原微生物致病及与宿主互作机制及免疫调节
围绕感染与免疫这一与人民生命健康密切相关的领域，重点研究重要病原微生物的基本生物学特征、变异和溯源，鉴定新发病原微生物，揭示关键致病因子和耐药机制，了解宿主对病原微生物的免疫应答，免疫细胞分化与功能，免疫记忆异质性的分子基础和免疫记忆的形成机制等问题，理解感染性疾病发生机制和免疫机制，为干预策略提供理论基础。
64.细胞命运可塑性与器官发生、衰老和再生的分子基础
围绕再生医学和应对老龄化社会的重大需求，重点研究细胞命运可塑性及发育潜能调控机制，器官发生机制，成体干细胞的鉴定、体外扩增和干性维持，器官再生修复关键功能细胞的鉴定，组织器官稳态维持与衰老机制，类器官和类系统的构建及应用，细胞命运操控等问题，为干细胞治疗、在体修复、器官再造提供理论依据和方法策略。
65.机体功能活动的生物信息流
生物信息流是生命存在的基本特征和生物学的前沿科学问题，重点研究基因的结构、功能、变异、传递和表达规律，核酸修饰与调控，染色质装配及高级结构，表观遗传信息的建立与继承，发育与衰老相关的遗传和表观遗传调控，细胞对环境信号的响应与记忆，代谢信息流的产生与调控等问题，以揭示生物信息流基本规律，理解其在健康与疾病状态中的意义。
66.生态系统对全球变化的响应与适应
面向全球变化对生态系统的冲击这一日益严峻的国际性挑战，重点研究生态系统多功能性、稳定性及其对全球变化的响应；生态系统不同功能间的协变、区域变异及其调控；性状、物种丰富度与谱系多样性对生态系统的调控；全球变化下植物和微生物互作对多功能性及其稳定性的调控；生态系统固碳能力提升等问题，为打造美丽中国生态环境提供科学基础。
67.林草生物质定向培育与高效利用
面向我国农林剩余物规模化转化与利用的重大需求，重点研究木质纤维碳水化合物复合体结构屏障高效降解与组分清洁分离策略，木质纤维组分分子定向重组与功能化机制，木质素高效分离，降解及构效关系基础，林木次生代谢产物的高效合成及分离，林木特异次生代谢物及林木纤维合成林源蛋白的生物反应器设计与功能评价，优质安全与功能型草产品加工调制的生物学基础，为农林剩余物高效利用和生产高附加值产品提供理论和技术支撑。
68.食品安全与营养、品质的生物学基础与调控机制
面向人们对食品安全和营养健康日益增长的重大需求，重点研究食品加工及制造的生物学基础与调控机制，食品营养组分与肠道菌群的相互作用，食品安全危害因子的检测与防控机制，优良食品微生物菌种选育与制备，食品感官品质形成机理及调控机制，食品及粮食贮藏与保鲜过程中品质劣变的生物学基础，为高品质健康食品制造提供技术支撑，为保障我国食品安全与人民生命健康提供理论依据。
69.农作物重要遗传资源基因发掘及分子设计育种的理论基础
面向种业自主创新的重大需求和重大科学问题，重点研究重要农作物遗传资源保护、利用与种质创新，农作物野生近缘种的遗传多样性和分化，农作物起源、演化规律与人工驯化，农作物种质资源优良基因规模化发掘和高通量评价，农作物重要农艺性状的遗传机理和基因调控网络解析，农作物品种分子设计和基因组编辑的理论与模型，为农作物分子设计育种以及突破性品种培育提供优异种质和重要基因。
70.园艺作物品质性状形成与调控机理
面向园艺产业从数量扩张到优质高效升级转型的重大需求，重点研究园艺产品外观、色泽、风味品质、营养物质形成基础与调控，品质形成的级联调控机制及其调控网络，植物激素信号转导与品质形成的交互调控机制，园艺产品品质形成与环境耦合的信号途径与调控机制，基于分子调控网络的品质调节物质的研究，为园艺产品品质调控与营养成分改良提供理论和技术支撑。
71.农业动物重要性状形成的生物学基础
面向畜禽、水产育种效率提升等重大需求，重点研究高效精准育种为导向的组学大数据分析与基因组选择方法，动物重要经济性状功能基因挖掘，动物生长、抗病、繁殖、品质等性状形成的生理生化基础，动物表型组智能化、规模化检测新方法和新工具，动物肠道菌群-遗传互作及其对重要性状的调控机理，为畜禽、水产高效育种技术研发和优良品种培育及持续改良提供理论依据和技术支持。
72.农业动物重要疫病病原的生物学
面向重要动物疫病和人兽共患病防控的重大需求，重点研究动物重要疫病的传播机制，流行规律与预警，动物重要疫病病原的结构与功能，动物重要疫病疫源的感染与致病机制，动物新发重要疫病病原的免疫生物学，动物再现重要疫病病原的遗传演化与变异机制，动物抗新发和再现疫病病原感染的免疫机理，为动物疫病的疫苗、诊断技术、药物设计以及防控策略制定提供理论和技术支撑。
73.重大疾病的共性病理机制
针对重大疾病防治策略的重大需求，探寻复杂疾病共性病理基础，重点研究非可控性炎症的调控机制，细胞能量代谢的稳态调控与失衡机制，细胞异质性与微环境，微生态的动态图谱及其变化规律，遗传因素与环境因素互作规律，组织器官损伤、修复与再生机理，以阐明重大疾病发生发展与转归的共性规律和机制，为疾病防治提供新思路。
74.免疫异常与重大疾病
针对免疫治疗策略应用于疾病防治的重大需求，重点研究恶性肿瘤、感染性疾病、自身免疫性疾病等重大疾病发生发展过程中免疫应答调控的多层次多尺度新机制和规律特征，免疫微环境的构成和动态演变机制，探寻基于免疫应答和免疫微环境的个体化诊疗新策略，为重大疾病免疫治疗提供理论基础。
75.肿瘤发生与演进机制及防治
针对肿瘤精准诊断和个体化治疗的重大需求，重点研究肿瘤多维度表型特征和细胞命运，肿瘤异质性和微环境变化规律及调控网络，寻找肿瘤筛查和早诊新方法，建立肿瘤治疗新技术和综合治疗新策略，为肿瘤防治提供新思路和新方法。
76.重大慢性病发病机制与防治
针对降低重大慢性病负担、提高患者生存质量的重大需求，围绕心脑血管疾病、内分泌及代谢疾病、慢性呼吸系统疾病等常见重大慢性病，重点研究其致病因素、发病机制和风险预测体系，构建人类疾病动物模型，为重大慢性病的病因预防、早期诊断和精准治疗提供科学依据。
77.重大传染病发病机制、预测预警与防控
针对新发突发传染病风险及常见传染病防控的重大需求，重点研究重大及新发突发传染病的预警、防控及临床救治新策略，病原体的快速分离与鉴定、致病机制，诊断试剂、药物和疫苗开发，为健全和完善重大传染病卫生医疗救治体系和救治服务能力提供理论和技术支撑。
78.脑科学与重大脑疾病
针对我国神经精神疾病高发现状，面向脑科学研究前沿，开展脑结构解析、脑发育及脑功能研究，重点研究脑血管病、阿尔茨海默病、帕金森病等重大脑疾病的致病机理，常见精神障碍性疾病、麻醉、疼痛与成瘾的神经基础，高风险人群的筛选策略及早期精准诊疗技术，为重大脑疾病的防治提供科学理论与方法。
79.衰老与健康增龄
围绕应对人口老龄化的重大需求，重点研究器官、组织、细胞衰老的生理机制及衰老相关疾病的发生机制与干预策略，延缓组织器官衰老、长寿相关关键因素及机制，老龄化相关健康医疗大数据分析与应用，建立衰老评价体系，发展可穿戴设备和移动医疗技术，为推进老龄化健康和老年疾病的防治提供理论和技术支撑。
80.生殖健康及遗传与罕见疾病
针对生殖健康的重大需求，重点研究生育力建立和维持的关键机制及生育力下降的发生机理，重大出生缺陷和遗传性疾病的病因和发生机制，孕前、孕期、产前筛查诊断和宫内干预治疗技术，妊娠与分娩相关危重症发生机制、早期预警与干预，早产和胎儿生长受限的发病机制及预测、预防，生殖健康研究的新模型和新体系，遗传与罕见疾病的发病机制和防治策略，为提高人口生育力、减少人口出生缺陷和提升人口素质提供保障。
81.儿童重大疾病的发病机制与防治
针对提高儿童保健与疾病诊治水平的重大需求，重点研究儿童恶性肿瘤、遗传代谢内分泌疾病、心血管疾病、呼吸系统疾病等常见疾病的病因、机制及防治，揭示儿童生长发育规律、疾病谱及其病因构成、发生机制和转归，儿童重大疾病的风险预测、早期筛查和综合管理，为儿童重大疾病的精准防治提供科学依据。
82.急重症、器官移植、康复和特种医学
针对灾害救援、突发应急处置及特殊环境条件下医学保障的重大需求，重点研究多脏器功能障碍的组织器官损伤机制与干预，休克与心肺脑复苏，常见器官移植的基础理论和干预策略，常见致残致畸疾病的康复理论与新型康复技术，航空、航海、极地、高原等特殊环境下机体稳态失衡与疾病发生及干预，为降低急重症和极端环境相关疾病造成的高死亡率、高致残率，改善患者生存质量提供支撑。
83.公共卫生与预防医学
针对加强公共卫生体系建设，提升疾病防控能力的重大需求，重点研究重大传染性疾病和非传染性慢病的流行特征、易感因素与预防策略，重大突发公共卫生事件预警与监测，环境暴露对健康的危害及诊治新策略，生活方式、膳食营养健康与疾病预防，为降低重大疾病及重大公共卫生事件对人民健康造成的危害提供决策依据。
84.中医理论与中药现代化研究
针对传统中医药服务人民生命健康的重大需求，重点研究证候与病症、藏象与经络等中医理论基础，中医药治未病，经方验方和中医药整体治疗优势病种的科学内涵、系统疗效评价和整合作用机理，中药药效物质代谢，中医药现代化制药和诊疗设备，建立中医药定量化、可读化的表征体系，为促进中医药标准化和现代化、发挥中医在养生保健、疾病康复治疗等方面的优势提供理论和科学支撑。
85.创新药物及生物治疗新技术
针对人类疾病谱不断演变对创新药物和生物治疗新技术的重大需求，重点研究药物设计和筛选体系，创新药物疗效与毒性评价，发展类器官模型，创建新型生物治疗技术，为新药研制、提升临床治疗水平提供理论依据和技术保障。
86.智能化医疗的基础理论与关键技术
针对智能化医疗模式对健康医疗大数据获取和分析的重大需求，重点研究健康与疾病状态下组织器官的定位定量数据获取的相关理论与前沿技术，疾病数据资源的规范化和标准化，病理生理特征与临床表型的对应关系，基于人工智能的医学影像、病理、分子特征一体化识别，大数据风险防控等，为推进健康医疗大数据智慧管理和医疗智能决策提供理论基础与技术支撑。
87.大数据与人工智能时代的计算新理论与新方法
针对大数据与人工智能时代对传统理论方法的挑战，重点研究大数据统计学基础、基础算法，深度学习的数学理论；时空多尺度特征问题的建模与计算；微观介观模型的不确定性量化；数学物理反问题的分析与计算；E级计算的高效共性优化算法；物联网的建模、分析与控制；网络与信息安全、脑网络与生物网络中的优化问题。
88.软物质功能体系的设计、调控与理论
面向生命健康领域对高分子材料的重大需求，从高分子材料和生命软物质体系特点出发，跨越软物质从微观分子结构到宏观聚集态功能之间较长的时间尺度和多重的空间维度，重点研究软物质功能体系的设计原理、调控方法、非平衡态热力学等理论描述，提出新概念、挖掘新功能，为创新高分子材料提供基础理论支撑。
89.生命体系多层次交互通讯的分子基础
面向生命体系化学通讯研究前沿，重点关注不同种属、同一物种不同层级及不同个体的近程和远程的通讯机制，生物体通讯物质和载体的化学干预和应用，生命体系通讯物质形成的分子基础与相互作用、转化与转运机制，以及对生物生存与功能的影响等，为调控生命体系多层次交互通讯提供理论支撑。
90.人类活动与环境
面向复杂人-地系统，针对地球环境演化进程及其影响因素，重点研究环境污染过程、调控与修复；生存环境变化与人类社会发展；环境质量演变、预测与管理；污染物的环境风险与健康效应；城镇化与资源环境承载力；人类活动与城乡融合过程、效应及调控；人类活动与资源环境耦合调控；地表环境变化与生态系统服务；综合地域系统演变与要素协同驱动机制；资源环境制衡与风险预警；地表过程致灾机理与链式灾害演化机制；巨灾风险防范与韧弹性社会范式；地质与工程灾害的致灾机理、识别预警与防控；地理实体与虚拟空间映射下重大突发公共安全事件过程推演；环境变化与人畜共患传染病风险，为认识表层环境宜居性的形成机理与各要素耦合关系提供理论支撑。
91.面向碳达峰碳中和的能源高效利用与节能减排的科学基础
围绕能源高效利用与节能减排的重大需求以及我国碳减排面临的巨大挑战，重点研究化石能源低碳利用，可再生能源高效利用，核能安全利用，超高参数循环、高密度储能及能质调控，高耗能产业节能与低品位能源利用新理论，建筑、交通领域节能减排技术，制冷/热泵能效提升、多能互补与智慧能源系统新技术，节能减排基础零部件、基础工艺、关键基础材料，研究高效低成本制氢/储氢/加氢，污染物生成机理与控制新方法，为推动能源革命提供理论和技术支撑。
92.智能运载系统人-机共享驾驶与车-路-云协同技术
围绕自动驾驶中人-机共享驾驶的协同控制要求与挑战，围绕智能运载系统人-车-路-云耦合机制，重点研究智能运载系统人-机冲突机理，智能运载工具人-机协同理论，面向自动驾驶的车-路协同感知及信息融合，人-车-路-云协同智能驾驶规划、决策与系统优化控制等技术，提升交通系统安全与效率，为实现低成本智能驾驶奠定技术基础。
93.面向复杂应用场景的计算理论和软硬件基础
为有效克服传统计算模式在人机物三元空间的应用局限，重点研究新型计算理论、人机物融合软件理论与方法、人机协作编程与智能化软件、新型数据库系统、新型计算机体系结构与系统软件、高性能计算与存储架构及系统、计算系统可信保障技术等，为实现原创性突破、支撑计算技术新发展奠定基础。
94.大数据与交互计算技术
面向多元异构空间的信息感知与交互等新需求，探索大数据融合、关联计算和知识发现的新机制，研究人机协同的分布式认知模型和交互范式，攻克增强式感知、交互显示、可视分析等关键技术，推动大数据驱动的人机混合智能与机器学习平台建设，从根本上提升智能交互装备的核心竞争力。
95.认知和感知的神经生物学基础
围绕认知与感知等与生理、心理健康密切相关的神经生物学问题，重点研究神经细胞谱系及环路发育，脑连接图谱结构与功能，突触信息编码机制，感知觉信息加工的基本单元和过程，行为与认知的神经机制，认知与行为的计算建模，注意与意识的产生和调控，心理异常的干预靶点等，为脑健康、心理健康和相关疾病提供机制性理解和策略性指导。
96.跨时空、跨尺度生物分子事件探测与解析
生物分子事件是生命活动的基础，其探测与理解是生物学的前沿。重点研究生物分子高分辨率结构解析与功能注释，生物超分子及亚细胞器的结构与装配机制，细胞原位水平的生物大分子结构与动态相互作用，生物大分子分泌机制及代谢调控，生物分子网络，新型多模态跨尺度生物成像技术等，揭示生命活动基本规律，为干预、改造生命活动提供理论指导。
97.生命体的精准设计、改造与模拟
围绕创建生命体所需的材料遴选、元件构建、工具开发等实际需求，重点研究基因编辑工具与策略，基因元件、调控模块及回路设计，生命机制的定量解析与模拟，智能化生物材料设计，工程化组织器官构建的生物力学和结构基础，功能纳米材料调控生物微环境的时空间构效关系等，为合成生物学、基因改造的农业与医学应用提供理论和技术支撑。
98.农作物有害生物成灾与演变机制及其控制基础
面向农产品供给安全以及生态安全的重大需求，重点研究农田空间分布、生态变化及有害生物发生规律，有害生物在田间不同生境及作物间的传播流行与转移扩散规律，农作物种植结构调整过程中有害生物暴发成灾机制及其控制基础，病虫识别、侵入寄主植物的机理及调控网络，农作物响应有害生物侵袭的机制和信号传递机理，为农业有害生物灾害的绿色防控提供科学理论和技术支撑。
99.重大外来入侵物种发生机制与防控技术
面向外来入侵物种防控的重大需求，重点研究评估重大危害外来入侵物种的传入、适生、扩散与危害机制机理。构建外来入侵物种监测预警技术体系，研发重大危害入侵物种快速甄别检测与应急处理技术。加快研发高效诱捕、生物天敌等实用技术、产品与设备，建立融合生物防治、物理防治、化学防治、生态修复等的外来物种入侵防控技术体系。为外来入侵物种科学高效防控提供理论和技术支撑。
100.多学科交叉新型诊疗技术
针对我国创新型医学医疗体系建设对多学科技术集成的重大需求，重点研究组织工程、组织器官4D打印、类器官构建、器官芯片等技术的交叉融合及临床应用，重点发展超分辨及可视化医学成像、分子诊断、纳米模拟、医用植入/介入体，以及基于多模态影像的个体化手术规划、导航等医学工程技术，为新型诊疗技术开发及器械研制提供支撑。
101.复杂系统管理
围绕复杂系统管理的规律，重点研究复杂系统的结构及其性质与演化机制，知识和信息融合建模与分析理论，智能优化、仿真、调控与决策，以及复杂系统风险防控理论，为理解复杂系统管理中微观主体交互活动及其涌现现象提供科学工具。
102.可持续发展中的能源资源与生态环境管理
实现绿色发展是人类可持续的需求和重要发展理念，重点研究社会-经济-资源-生态环境系统的复杂特征，经济-资源-生态环境系统协同治理，全球变局下生态环境和资源的风险管理，能源资源系统可持续性转型管理，能源系统减排机制与能源市场运行规律，重大突发事件与资源生态安全等，为我国经济社会发展方式选择提供科学依据。
103.决策智能与人机融合管理
围绕未来人机融合组织的前沿方向，重点研究决策智能的内在机理，决策知识抽取与演绎方法，决策主体智能建模和学习机制，决策生态系统交互演化机理，决策推演与验证方法，智慧管理系统异质参与者的行为机理，混合智能系统的基础理论，混合智能驱动的管理决策理论，混合智能管理系统优化与组织变革等问题，将目前的商务智能（BI）扩展到更广泛的决策智能（DI）。
104.政府治理及其规律
围绕中国的政府治理和管理实践，重点研究中国特色政府治理结构变迁规律，政府-市场-社会协同的公共服务和资源配置理论，中国特色的政策过程，政府治理体系和治理能力的数字化影响等问题，为数字化时代中的国家治理现代化提供理论保障。
105.全球变局下的风险管理
围绕中国宏观经济和企业的发展中的风险管理问题，重点探索全球变局中关键风险的复杂性，全球供应链安全与风险管理，全球货币体系的演化规律和风险，全球战略资源贸易网络的演化规律，全面对外开放的国家经济安全理论等问题，为国家和企业有效应对风险、制定国家经济安全决策提供科学支撑。
106.巨变中的全球治理
聚焦构建人类命运共同体、展现负责任大国担当，重点研究全球治理体系的转型，关键领域全球治理范式及其演化，全球治理参与机制的基础理论，全球治理的规则/技术/工具体系，中国国家治理与全球治理的互动等问题。
107.全球性公共危机管理新问题
包括新冠肺炎疫情在内的全球性公共危机，对于国家和全人类发展都提出了前所未有的挑战，重点研究公共资源和公共服务系统的应急调度管理，应急资源保障的特殊响应机制设计的管理理论，专业机构与行政机构的应急管理协调决策，危机中的多主体信息行为及其社会影响规律，危机的短期和长期经济影响机理，后危机时代的企业管理变革及其规律等问题，为公共部门和企业提高应对重大突发危机事件的能力和水平提供科学理论。
108.数字经济的新规律
数字正在成为重要的经济资源和生产方式，因而形成了新的经济形态和规律，重点研究数字经济形态的计量方法、数据资源管理与治理理论、数字技术对经济活动的影响、数字货币理论与技术、数字金融及其风险管理、数字经济规制和监管理论，揭示数字经济的基础理论。
109.中国经济发展规律
围绕中国经济发展的实践问题，重点研究经济发展与宏观调控的关系，经济发展与分配消费关系的演化，政府-市场-社会互动的经济发展规律，中国经济与全球经济的关系及其演变，中国经济所有制的演化规律与作用机制等问题，发现总结以中国为代表的新兴经济体发展规律。
110.企业的数字化转型与管理
围绕企业数字化转型中的管理科学问题，重点研究企业的数字化转型模式与战略，数字时代的企业组织变革，数据智能驱动的运营管理理论与方法，数字技术下的营销管理理论，数字时代的协同创新管理，平台型企业管理及其生态治理，数字时代的创业管理理论等问题，为企业的数字化生存发展提供科学基础。
111.中国企业的管理和新全球化
围绕中国企业管理实践问题，结合中国企业的独特性与新情境，重点研究中国的企业制度和组织管理变迁，社会制度和文化对管理行为的影响机理，企业管理的市场-政府双重驱动理论，企业产权结构演化与企业管理，国际秩序演化下的国际商务新理论，中国企业全球合作网络生态与创新战略重构，中国企业国际化战略与组织变革理论等问题，发现总结具有中国特色且具备普适意义的企业管理新理论。
112.城市管理的智能化转型
智慧城市正在成为城市的未来形态，重点研究城市管理数字资源的开放与共享治理，多部门协同的智慧城市政务治理与管理决策，城市公共服务系统的管理及其智慧转型，韧性城市治理理论等问题，将对城市的智能化转型提供科学理论和技术工具。
113.中国乡村振兴与区域协调发展规律
乡村及城乡协调的区域发展是中国未来巩固减贫成果、推动社会经济健康发展的基础需求，重点研究基于中国扶贫实践的反贫困理论，中国减贫战略的转型规律和治理机制，乡村经济与乡村治理模式变迁规律，乡村规划理论和建设评价关键技术，数字技术对乡村振兴发展的影响规律，中国农业的可持续发展路径，城乡融合与区域协调发展机理，区域公共资源和服务的配置与协同优化，区域协同创新的路径及其影响机理等问题，为我国乡村振兴与区域发展，提供科学的理论指导。
114.人口结构与经济社会发展
人口结构不仅是人类发展的结果，同时也是深刻影响未来社会发展极为重要的因素，重点研究人口结构的影响因素和演化机理，人口结构变化的经济社会影响，人口结构变化下的公共治理基础理论，人口结构对企业（微观组织）管理的影响机理，人口结构变化下的社会治理等问题，从宏观和微观两个角度科学地认识人口结构这种“灰犀牛”型慢变量的复杂演化规律。
115.智慧健康医疗管理
数字时代为健康-医疗的一体化管理提供了无限可能，重点研究健康医疗大数据资源的管理与治理，基于混合智能的健康医疗管理，智慧健康医疗的过程管理与优化，智慧健康医疗的平台化运营管理，智慧健康医疗生态系统的演化与协同管理，智慧健康医疗驱动的制度变革与机制创新等问题，为推动实施健康中国战略的宏微观管理机制设计和运行提供科学论据。
本次规划公布了四个板块19个学科重点支持方向，这对于近几年的国家自然科学基金申请具有重要意义！
学科发展战略
依据源于知识体系逻辑结构、促进知识与应用融通、突出学科交叉融合的原则，按照基础科学、技术科学、生命与医学、交叉融合四个板块构筑资助布局，夯实学科发展基础，打破学科交叉壁垒，构建全面协调可持续发展的高质量学科体系。
基础科学板块主要由数学、力学、天文、物理、化学、地学等组成，着重面向世界科技前沿，强化基础科学发展，贡献人类知识体系，为各领域前沿技术创新培育先发优势。
技术科学板块主要由工程、材料科学、信息等组成，着重面向国家重大需求和经济主战场，加强前沿技术基础研究，解决需求背后的核心科学问题，提供重要技术源头供给，强化技术科学的知识基础并形成技术科学体系。
生命与医学板块主要由生物学、医学、农业科学等组成，着重面向世界科技前沿和人民生命健康，在不断认识生命本质的同时，加强临床医学和农业科学基础研究，为保障人民生命健康和国家粮食安全提供有力科技支撑。
交叉融合板块主要由交叉科学、管理科学等组成。以重大交叉科学问题为导向，探索新的科学研究范式和支持交叉研究的新机制，培育新兴交叉领域的重大原创突破，在解决实际问题的同时，拓展共性知识和原理。管理科学兼顾实践需求和学科发展，坚持运用自然科学方法论探索管理活动的规律，提高水平，形成特色，为国家治理和社会经济发展提供支撑。
1.数学：在纯粹数学领域，瞄准处于核心地位的若干重要问题，组织优秀团队开展攻关研究；在应用数学及其与其它学科交叉领域，围绕学科前沿与国家重大需求组织和承担重大任务，为解决关键核心技术问题做出重要贡献，显著提升我国数学研究水平和国际影响力。
“十四五”期间，重点支持代数与几何的现代理论，现代分析理论及其应用等前沿方向；进一步强化问题驱动的应用数学前沿理论与方法；扶持数理逻辑与数学史，可计算性与复杂性理论等计算理论；关注量子计算、数据科学、人工智能等交叉融合的新兴数学分支。
2.力学：优化力学学科布局，引导和激励优秀学者对力学核心科学问题开展潜心研究，努力实现重大科学发现和技术突破；加强协同创新，促进基础研究与国家需求的有机结合，补齐技术短板，有力支撑国家经济建设。到2025年，大幅提升力学学科原始创新能力和培养优秀人才能力，显著提升学科水平和影响力，进入世界力学第一方阵。
“十四五”期间，重点支持新材料和新结构的力学理论与方法，高速流动理论、方法与控制，复杂系统动力学机理认知及设计调控等前沿方向；持续推进极端条件下复杂介质力学与方法、多相多场功能系统的物理力学理论与方法、生命体的力学表征与调控等交叉研究；扶持分析力学、理性力学等传统研究；强化高性能力学软件、高端力学仪器等方面研究。加强与信息科学、材料科学、能源科学、生命科学的深度交叉与融合，催生新的学科生长点。
3.天文学：针对重大科学问题和国家需求，加强基于已有重大观测设备的科学研究，推动新天文观测设施的建设，部署系外行星等新兴研究领域，广泛开展国际合作。到2025年，基于已建成设施产出若干重大的科研成果，总体研究水平明显提升，在航天和深空探测等领域发挥重要支撑作用。
“十四五”期间，推进暗物质和暗能量，宇宙结构的形成和演化，星系和活动星系核的形成和演化，星际介质和恒星的形成，恒星的结构、演化及其大气，恒星的晚期演化及致密天体，太阳的内部结构、大气、磁场与爆发活动，太阳系各类天体的结构、大气及其起源和演化，太阳系外行星的探测与性质等方向的研究；加强光学、紫外、红外和射电天文技术与方法，空间天文和高能天体物理技术与方法，实验室天体物理，数值模拟方法，天文信息技术方法及海量数据处理等方向的研究；扶持天体测量和天体力学方向的研究。
4.物理学：以物理学基础问题为导向，不断积累实力，以新的科学发现推动实验方法的变革，进而开发新的技术和开拓新的应用。到2025年，培养一大批活跃在国际前沿的科学家，开辟出多个新的学科生长点，整体的研究体量和质量接近科技强国的水平。
“十四五”期间，重点支持量子材料与器件、新奇量子体系的制备和物性操控、量子物理与量子信息及精密测量、复杂结构与介质中的电磁场和声场的机理与调控、引力波/暗物质/暗能量探测、基本费米子的性质、强相互作用力的本质、质量起源与超出标准模型新物理和受控聚变中的关键科学问题等前沿方向；鼓励核天体物理、生物物理等交叉领域研究；强化基于物理学相关的第四代同步辐射和自由电子激光等关键大科学基础设施的研究和应用；扶持和关注理论物理、统计物理、声学等传统学科领域的发展。
5.化学：以夯基础、补短板、蕴特色、促交叉为目标，进一步加强顶层设计，推动化学学科跨越发展。到2025年，实现发展理念从跟踪并行向原创引领、研究范式从学科相对分离向融合贯通、科研评价从量化衡量向科学导向的转变。
“十四五”期间，重点推进新范式下的分子科学与工程，超越传统体系的电化学能源，多功能耦合的化学传感与成像，免疫与神经化学生物学，生命体系多层次交互通讯的分子基础，软物质功能体系的设计、调控与理论，大数据与人工智能在化学化工中的应用；强化分子功能体系的精确构筑，物质科学的表界面基础，分子选态与动力学，绿色合成与过程，新材料的化学创制，能源资源高效转化与利用的化学化工基础；扶持化学与化工关键基础数据库构建，非常规条件下的传递、反应及测量，环境生态体系中关键化学物质的溯源与安全转化等；关注星际化学、可视化学、离子化学、爆炸与燃烧化学、芯片化学等。
6.纳米科学：针对高性能电子、光电子、量子和自旋等固态器件领域的国家战略需求，聚焦纳米科学与技术领域的关键科学问题，发展高精准度纳米加工方法，突破制约我国纳米科技领域的关键核心技术。到2025年，实现高性能纳米器件的有序集成，催生纳米技术变革和新兴产业。
“十四五”期间，重点推进纳米材料本征性质的多尺度和跨尺度表征和调控，纳米材料合成与制备新方法，纳米催化及表界面研究；强化纳米结构及体系理论，纳米尺度极限测量，基于高性能纳米结构单元的先进宏观结构材料创制，纳米单元器件的研制及集成器件的全链条开发；扶持纳米生物医学与纳米安全，药物输运及纳米载体；关注纳米技术的变革性应用。
7.生物学：围绕生物的生理、生化、生殖、发育、遗传、进化、变异、合成、代谢以及与外界环境的互作等开展多维度、多层次、系统性研究。到2025年，促进我国研究整体水平和技术创新能力显著提升，为保障国家粮食安全、人口健康与生态文明提供科技创新源动力。
“十四五”期间，重点支持生物重要性状与环境适应，生态系统对全球变化的响应与适应，病原微生物致病及与宿主互作，细胞命运可塑性与器官发生、衰老、再生和再造，机体功能活动的生物信息流，认知和感知的神经生物学基础，跨时空、跨尺度生物分子事件探测与解析，生命体的精准设计、改造与模拟等前沿方向；强化重要生物资源的收集、分类和评价，生物大数据管理及共享、分析与挖掘等；扶持动物学、生理学、心理学等传统学科，加强物种分类、运动生理、生物仿生与人工智能等薄弱方向。
8.农业科学：围绕粮食安全、乡村振兴和绿色可持续发展等国家重大战略需求，聚焦高产、优质、高效、绿色、安全等主题，为农业生物种质创新和新品种培育、重大病虫害控制、外来物种入侵防控、农业资源高效利用、农业减排固碳、林草固碳增汇、食品安全与加工制造、绿色优质农产品供给提供理论和技术支撑。到2025年，农业科学基础研究整体上处于世界先进水平，部分研究领域处于国际领先。
“十四五”期间，重点支持构建完善的农业生物组学理论和技术体系，解析高产高效、优质营养、绿色生态以及生物安全所蕴含重要性状的形成机理，完善农业生物重要性状遗传改良及分子育种的理论基础；强化重要农业生物种质资源的收集、评价、创制和应用；加强农业碳减排和农田、林草固碳能力研究；扶持食品科学尤其是食品安全控制、食品加工与制造、食品营养与品质相关的研究领域，农业生产栽培与生理研究、农作物抗逆减灾与丰产优质的生物学基础及关键技术等薄弱方向；培植农业生物组学与大数据、智慧农业等新兴领域和学科生长点；推动农业生物人工智能设计、农业合成生物技术等交叉融合发展；加强跨境农业生物重大病虫害传播规律等领域的国际合作研究。
9.地球科学：围绕“深空”“深海”“深地”“地球系统科学”总体框架，加强基于物理-化学-生物多参数深度交叉融合综合研究，探究固体圈层、流体圈层和生物圈层的耦合演化机制与资源环境效应。到2025年，进一步加深对地球系统过去、现今和未来及其宜居性的认识。
“十四五”期间，重点支持地球与行星观测的新理论、新技术和新方法，地球深部过程与动力系统，全球俯冲带的界面结构与性质，地球系统过程与全球变化研究，地球内/外核的结构与成分及其形成与演化，地球发动机动力学，地幔柱作用过程与环境，生物与环境的协同演化机制、地球早期地质-环境背景与生命演化，地球系统模式与气候系统预测，天气和气候系统与可持续发展、地质-环境突变与富有机质沉积体的形成，资源能源形成理论及供给潜力以及基于物理-化学-生物多参数深度交叉融合的综合研究。
10.资源与环境科学：研究在自然条件和人类活动影响下地球系统资源和环境的演变过程、相互关系及其观测和调控原理。到2025年，进一步揭示地球系统资源的形成和演化规律，促进对各类环境问题的发生发展规律认知及实践应用。
“十四五”期间，重点支持人地系统耦合与可持续发展，“一带一路”沿线构造-气候因素对地表物质循环和环境演化的作用，陆地表层系统集成与模拟，陆地生态过程及大尺度生态系统演变模拟预测，气象水文耦合过程与灾害风险防范，安全-环境-健康耦合系统，气候变化-公共卫生事件耦合系统，环境污染过程、调控与修复，环境质量演变、预测与可持续管理，地质及工程灾害的致灾机理及早期识别、预警与防控，污染物的环境风险与健康效应，土地利用变化与土地退化，城乡融合过程、效应与调控，区域人类活动与资源环境耦合及其调控，资源环境制衡与风险预警，地表环境变化过程与生态效应，水碳循环与全球变化以及地球系统过程的数值模拟等。
11.空间科学：建立健全天基、地基和实验室多种观测能力和研究手段，加强以国家需求为导向的战略性基础研究及以科学问题为导向的原始性创新自由探索，进一步促进学科交叉和集成研究。到2025年，实现对现有空间科学科研资源的优化、整合和增强。
“十四五”期间，重点支持行星宜居性及演化的研究，主要包括日地空间环境和空间天气，行星际空间环境对行星宜居性的影响，行星大气及其对宜居性的影响，宜居行星物质来源及挥发分演化，近地小行星物质特性与天体运动规律、撞击效应与环境影响机理，太阳爆发活动及其行星际传输和太阳周行为，地表环境灾变及其与太阳及行星活动的关系，太阳风-磁层-电离层-中高层大气的多时空尺度结构、演化和耦合过程，空间天气、空间气候和日地联系的基本物理过程，空间天气预报和灾害性空间天气预警的模式和方法，空间天气对航空航天、通信导航等的影响等。
12.海洋科学：重点布局依托物联网技术的太空-海气界面-深海-海底的多要素立体观测网。到2025年，实现前沿核心技术研发以及技术平台整合，提升开展跨尺度、跨圈层的多学科交叉研究层次。
“十四五”期间，重点支持海洋动力学及其与生物地球化学、生态过程的耦合作用，极地环境快速变化与多圈层相互作用，深海多圈层物质能量循环及资源效应，高-低纬海洋过程对全球变化的驱动和响应，极地环境快速变化与多圈层相互作用，极地渔业生态系统演化与资源形成规律，海洋固-水-气演变过程和灾害机理，深海全天候原位实时观测体系，洋盆间的水体、物质、能量交换及全球效应，近海多界面耦合过程以及洋-陆边界综合观测及集成研究等。
13.材料科学：遵循材料科学自身发展规律，加强与工程科学的交叉融合，注重解决材料领域重大战略需求中的关键科学问题，推动基础研究与应用研究贯通。到2025年，形成有中国特色的新材料研究体系，我国材料科学基础研究水平得到显著提升，更好地支撑国民经济、社会和人民健康等发展需求。
“十四五”期间，重点推进金属光电磁功能材料、金属能源材料、高性能结构陶瓷材料、高性能工程用天然橡胶材料、无机非金属信息功能材料、生物医用材料先进制造及材料生物学、有机/聚合物太阳能电池材料、电子信息用高性能高分子与功能高分子材料，以及材料多功能集成与器件设计等前沿方向研究；强化金属材料制备科学基础、无机非金属材料设计理论、高分子材料合成与改性、新概念材料人工智能设计和材料共性科学等重要基础性工作；扶持和关注材料加工与成型、理论与模拟等传统学科领域。推动材料科学与其他学科的深度融合，加强变革性材料前沿探索。
14.能源科学：能源科学领域将聚焦国家碳达峰重大战略目标，加强前瞻布局和系统部署，为推动能源革命和减污降碳提供高质量源头科技支撑。到2025年，我国能源科学领域整体研究水平和技术创新能力得到明显提升，产出若干具有国际重大影响的原创性成果，实现若干关键核心技术突破，推动我国能源学科整体发展达到国际先进水平。
“十四五”期间，重点推进能源清洁低碳高效利用与节能减排的基础理论与关键技术研究，以及低碳能源电力系统与电能高效高质利用的前沿研究；加强化石能源低碳利用、可再生能源与新能源高效利用、智慧能源系统、高密度储能、高效制氢/储氢、能源电力系统减碳与安全、极端条件电磁能应用、超导电工技术、疾病电磁诊疗技术与仪器等领域的基础研究。
15.工程科学：将围绕矿业与冶金、机械设计与制造、建筑与土木、水利、环境、海洋、交通与运载等学科的重大科学问题和关键技术瓶颈，突出原始创新，强化学术引领；加强国家战略需求牵引的基础研究，加快与材料科学、信息科学等跨学科、跨领域的融合发展。到2025年，我国工程科学领域研究整体水平和创新能力将显著增强，在重点发展方向取得一批突破性成果；形成一批有国际重要影响力的研究群体。
“十四五”期间，重点支持非常规油气智能开采技术基础，深部资源采选充冶一体化及原位转化基础，冶金与材料加工数字化与智能化技术基础，超滑新体系和超滑零部件的设计和实现方法，增材制造与激光制造科学与工程，土木工程结构全寿期安全保障与综合性能提升，极端环境条件下岩土工程基础理论，河流物质通量和调控基础理论，水系统协同演化与适应性调控基础理论，环境污染控制与安全保障，生态友好的海工结构物基础理论，超高速/极端服役条件下轨道交通系统基础理论与关键技术等重要基础问题的研究。
16.信息科学：将围绕全面建设信息化和智能化社会战略需求，进一步加大支持前瞻性和原创性基础研究，强化关键核心技术攻关，补齐重点领域短板，增强自主创新能力。到2025年，初步完善信息科学基础理论与技术体系，逐步实现元器件、芯片、基础软件、网络通信等关键技术的创新。
“十四五”期间，重点推进空天地海协同信息网络、网络安全、精准探测与信息融合处理、新型网络、类脑模型与类脑信息处理等前沿方向；继续强化安全可信人工智能基础理论、智能无人系统技术、面向复杂场景的计算理论和软硬件基础、大数据与交互计算技术、电子器件、射频电路关键技术、生物与医学电子信息获取和处理等创新研究；前瞻布局太赫兹科学与技术、宽禁带半导体、多功能与高效能集成电路、光电子器件及集成技术、新型光学技术、工业信息物理系统等学科方向。
17.数据与计算科学：将围绕社会治理、经济与金融、智能制造等国家战略需求，加大前瞻性、引领性基础研究支持力度，强化数据存储与管理、安全与隐私等关键技术创新。到2025年，为实现大数据科学在应急管理与公共安全等社会治理领域的率先应用提供支撑。
“十四五”期间，重点支持数据与计算科学的基础理论与算法、大数据存储与管理技术、数据安全与隐私等重要基础问题的研究；强化数据分析与挖掘、大数据获取与计算、大数据机器学习与可视分析、数据知识工程与系统等核心技术的创新；探索数据科学与计算智能融合的新型科研范式；推动面向大数据理论研究与技术创新的重大基础科研平台建设；支持经济与金融、智慧城市、健康医疗、智能制造、能源环保、社会治理等应用领域中与数据和计算科学交叉问题的研究。
18.管理与经济科学：立足中国管理实践，服务国家战略需求，促进学科交叉，不断提升我国管理科学水平。到2025年，形成若干基于中国实践原创的管理与经济科学理论，提升服务国家战略需求的学科能力和水平，推进管理与经济规律的前沿探索，形成具有国际影响力的学术中心和科学家群体。
“十四五”期间，重点支持数字和智能技术驱动的管理科学理论，包括复杂系统管理、人机融合管理、决策智能理论、企业数字化转型、数字经济新规律、城市管理的智能化转型、智慧健康医疗管理等前沿方向；强化中国管理实践的科学规律研究，包括中国企业管理与全球化、中国经济发展规律、政府治理及其规律、扶贫与乡村发展机理；扶持全球变局下的管理研究，包括全球变局下的风险管理、巨变中的全球治理、全球性公共卫生危机管理；重点关注应对人类发展挑战的管理科学，包括能源转型与管理、人口结构变化与社会经济发展。
19.医学：立足面向人民生命健康，坚持预防为主、防治结合策略，强化源于临床科学问题的临床与转化研究；加强中医药理论和技术的创新性研究；大力促进学科交叉，推进医学诊疗核心技术突破。到2025年，完善基础研究成果向临床转化机制，实现若干重大疾病诊疗核心技术突破，取得传统中医药在疾病防治基础研究中的突破，在多个领域取得具有国际影响的研究成果，形成若干有重要国际影响力的研究队伍。
“十四五”期间，重点支持重大疾病的代谢紊乱、免疫异常、微生态失衡等共性病理机制及防治研究，肿瘤发生与演进机制和精准诊疗策略，重大慢病病因、致病机制及预防干预，新发和重大传染病的流行病学特征、发病机制及新型防控与诊疗策略，脑发育与功能异常与脑重大疾病的关系及诊治策略，衰老及其相关疾病的机制、早期诊断及治疗新方法，人类生殖健康、生育障碍及出生缺陷的发病机制与防控新技术，儿童重大疾病发生发展机制及早期防控，中医药学防治疾病的症候表型与整体疗效评价，创新药物、生物治疗、物理诊疗的新理论、新策略、新技术与新方法，基于医学大数据赋能的人工智能技术的疾病防、诊、治新技术等领域。
来源：国家自然基金委
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