生命現象的定義范文

導語：如何才能寫好一篇生命現象的定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】自主論/還原論/生命現象/解釋/遺傳信息

【正文】

1．目的性解釋或功能解釋的方式是概念自主性的邏輯延伸

如果承認生物學理論具有自主性，那么理論自主性的根本在于概念的自主性，即存在所謂不能用物理——化學術語進行描述和定義的概念。生物學理論自主性的另一表現——理論體系的目的性解釋或功能解釋方式，是概念自主性的邏輯延伸。另一方面，生物學理論中僅存在自主性概念并不必然導致目的性解釋或功能解釋，例如，孟德爾遺傳學、公里化處理后的群體遺傳學和進化論的演繹體系(1)，其中所有的概念都沒有與物理——化學發生關聯，都是自主的，只有在一個體系中，例如，以分子生物學為主體的現代生物學，存在自主性概念的同時，又存在物理——化學的術語和概念，并且，二者都處于解釋起點的位置，才必然導致目的性解釋或功能解釋的理論結構，這種結構成為融合自主性概念與物理——化學概念為一體的方案。就現代分子生物學來說，其中的物理——化學概念所描述的是生命現象中的分子及其行為，而自主性概念所描述和推演的是我們宏觀經驗的生命現象本身，這二者之間，從概念的構造和體系的建立的過程來說，分屬兩套邏輯體系，因而它們之間沒有邏輯演繹的導出關系(2)，同時，由于生命現象的復雜性（即使假定把它描述成所謂的因果反饋網絡是可行的方案），難于形成一個由前者到后者的歷史演化的因果決定性的理論描述，剩下來將二者結合在一個理論中的唯一方案就是目的性解釋或功能性解釋的方式。由此形成的體系中，自主性概念（如遺傳信息）處于核心地位，物理——化學的術語和概念（如DNA，蛋白質）是附屬的。現代還原論（或稱分支論，企圖將生物學作為物理科學的一個分支）對生物學理論的目的性解釋或功能解釋方式的一切責難，以及將其變換為演繹解釋方式的企圖，如果不首先化解概念的自主性問題，將是徒勞的。

從生物學理論的客觀構建過程來說，這些“自主性概念”是直接從生命現象中認定的，因而也是無機世界所沒有的。在自主論看來，無論站在什么角度或立場上，“自主性概念”是理論中不可再分解的最基本，最原始的元素，是解說其它現象的起點；而在還原論看來，從物理——化學的立場或從無機界與生命界的關系的角度來看，“自主性概念”是復合的，應由物理——化學的術語和概念復合而成，因而它們就不應是理論中最基本的元素。我們順著還原論的思路思考下去，還原，就是最終由物理學中的概念邏輯地演繹“自主性概念”的內涵。物理學中所有概念都終究歸結為可感知、可操作的三個量綱：質量、空間、時間。物理科學內部的還原都是這種歸結：對熱質的否定并把熱現象歸結為能、溫度歸結為分子的平均動能，從化學到量子力學等等，著名的“熵”，則以熱量與溫度的關系來表示，在申農創立了信息論之后，人們便千方百計地尋找“信息”與物理學的關系，勉強將其與“熵”聯系起來。從有限的意義上說，分子生物學還原了經典遺傳學，將基因還原為DNA和“遺傳信息”，而“遺傳信息”如何進一步歸結為物理學的量綱呢？“遺傳信息”是一系列生命過程的整體賦予DNA等生物大分子行為以生物學意義的概念，也就是說在解釋的邏輯次序上整體在先，元素在后，這是“遺傳信息”這一概念的自主性的來源。因此，分子生物學的還原僅是有限意義上的還原，甚至不能說是還原，因為它僅僅是以一個自主性概念（遺傳信息）解說了另一個自主性概念（基因），而“遺傳信息”已成為現代生物學的研究范式或綱領的核心。因此，現代分子生物學并沒有給還原論以支持，而且具有反作用，因為，如果說經典遺傳學是一個演繹體系因而在這一點符合還原論的要求，那么分子生物學由于“自主性概念”與物理——化學概念的混合而具有了目的性解釋和功能解釋框架的特征，這成為生物學理論自主性的表現特征之一。

現代自主論正是從分子生物學的這些自主性特征出發，聲明了自己的原則和立場。

2．現代自主論的原則及其本體論基礎

從活生生的生命現象中直接認定一些概念，從而它們獨立于無機界，有別于物理——化學語言，使建立在這樣的概念之上的理論具有自主性，最極端的例子是本世紀初的生理學家杜里舒（H·Driesch）將“活力”概念科學化和理論化，使它成為邏輯解釋的起點；孟德爾到摩爾根所構造的經典遺傳學中的“基因”，也是直接以生命現象以及從中所獲得的數據為根據認定的有別于物理——化學的概念。本世紀六十年代，分子遺傳學將“基因”用DNA分子片段代替，使人們一度認為生物學的自主性是一種虛幻的認識，遲早會消失的。但是，并非DNA分子片段唯一地代替了基因，而是DNA分子與“遺傳信息”二者一起來解釋基因。“遺傳信息”又是直接來源于生命現象的概念，僅就這一點來說，分子生物學仍然具有自主性。這是現代生物學自主論的根據。

現代自主論的主要論點是生物學完全有根據形成自主的概念，“自主”意味著不能由物理——化學術語來分解或描述或定義。為了區別于分子生物學誕生之前的生機論或活力論，現代自主論提出以下原則：將生物學能否還原為物理科學與能否用物質原因闡釋生命現象嚴格區分為兩個問題。(3)這個原則所要強調的是，物理——化學并不是對物質世界的唯一表述方式，關于生命有機體自身的物質原因的表述（生物學理論）則是另一種關于物質世界的理論表述方式，二者之間不存在邏輯蘊涵或邏輯導出關系。生物學還原為物理科學，其嚴格意義是以物理——化學的概念和定律來解釋生命現象，從而推演生物學理論。僅從概念的層次來說，完全用物理——化學的術語描述或定義生物學概念，已經非常苛刻而至今遠未做到。現代自主論“用物質的原因闡釋生命現象”則寬松得多，實際上，分子生物學就是這樣，以生命大分子組成，再加上遺傳信息、復制、轉錄、翻譯以及選擇、穩定等諸多生物學獨有的自主性概念，成功地闡釋了從功能到進化的許多生命現象和活動。這是一個非常實際的原則，既可以擺脫科學史上令人厭惡的“活力”糾纏，又沒有象還原論那樣自套枷鎖。

雖然如此，如果深究這一原則，則存在以下問題：

第一，現代自主論所稱的具有自主性的生物學概念的認知來源無疑仍是對生命現象的直接認定，因此，在還原論或分支論那里應該是純粹的解釋對象的生命現象，在此成為認知和解釋的起點。至少在這一點上與“活力”概念是相同的；

第二，現代自主論的本意是，生命現象中的物質運動方式為無機界所沒有，因而對這些運動方式、關系等可形成獨立于或自主于描述無機界物質運動方式的物理——化學的術語、概念乃至規律、理論，作為解說生命現象的前提。這種主張或可與當下的生命現象或“功能生物學”(4)相諧調，但與科學界的一個基本承諾（也是一個從未被證實過的預設）相抵觸：生命來自于無機界。這意味著生命現象中的運動方式與無機界的運動方式有—個邏輯與歷史相統一的關系，描述它們的理論也應有一個統一的邏輯關系，因而自主性不應該是必然的。

第三，在解釋上，“物質的原因”中的“物質”是指生命體組成，主要是生物大分子，因此在現代自主論看來，分子生物學在具有了自主性的同時，又具有了物質性。而具體體現這種主張的分子生物學必然是自主性概念與物理——化學的術語和概念相“混合”的理論，其中，直接以生命現象作為實在性基礎的自主性概念占有主導地位，是理論的核心。“遺傳信息”規定了未來的藍圖，成為生物大分子所有行為的目的性基礎與源泉，(5)它以生物大分子自身的邏輯內涵所沒有包容的、因而是外在的東西，來賦予生物大分子行為以生物學意義。這就使得DNA等生物大分子成為遺傳信息等概念的附庸，導致了目的性解釋或功能解釋方式(2)。這實際上僅僅一半是物質的，而另一半卻仍舊是“生機”的。這樣，與其說是解釋生命現象，不如說是在闡釋生命形式下的分子及行為。這樣的理論之所以被人們接受，其原因之一是人們接受了“生命來自于無機界”這個科學界中最基本的承諾之一，它已成為一種指導思想，給人們帶來了希望：遲早有一天我們可以使理論上的從無機到生命的邏輯與歷史上的從無機到生命的演化過程統一起來。因此，現代自主論的原則盡管與現代生物學相一致，但是，它卻與這樣一個重大的承諾不諧調。

第四，由此，我們可以做這樣的一個回顧：生機論以從生命現象中認定的概念作為解釋的起點，可簡略稱為“以‘生命’解釋生命”；還原論則基于近現代科學精神的要求，以描述無機界的概念為起點來解釋生命現象（即“以‘物質’解釋生命”）；而現代自主論的原則和主張，在分子生物學的具體體現中，卻付出了這樣的代價：以自主性概念為核心規范了物理——化學的術語和概念，以此為解釋起點，但所解釋的并非是生命現象本身，而是分子的行為（盡管是生命形式之下的）——自主性的那部分所解釋的是生物大分子的（物質的）行為（即“以‘生命’解釋物質”），“物質原因”那部分所解釋的也仍是物質，而非生命。

以上幾點，既是現代分子生物學理論體系中存在的哲學疑難，又是現代自主論的主張所存在的問題。現代自主論的原則是以現代生物學為其合理性依據的，它之所以堅持這一原則，一方面是由于現代分子生物學的內容的確如此，另一方面又企圖把這一原則固定為今后理論生物學構建的指導性原則。這不由得使人想起了二千多年前亞里士多德的技巧，他不滿意柏拉圖在靈魂（生命）與肉體（物質）之間設置的鴻溝，企圖找出生命過程與物理過程的密切聯系，同時又要界說生命過程以表明與物理過程的區別，他構造了“形式因”和“目的因”的概念來解決這一問題：一件東西賴以構成的原料或物質并沒有告訴我們它是什么，但賦予它以形式或目的，我們就可以根據它能做什么來說明它。

進一步的問題是本體論問題。現代自主論的優勢在于現代生物學理論的形態和內容確以一些自主的概念作為理論根基的，但它的本體論基礎卻不令人信服：“生物學自主性的本體論根據在于生命有機體這種體系中的因果關系是復雜的，其中，生命整體行為對部分的制約是無機界所沒有的。”(3)在此，存在著這樣的悖論：因果關系是對現代生物學自主性的否定，而這里卻以因果關系（盡管是復雜的，但仍是因果關系）作為自主性的本體論基礎——前文分析了“一個理論體系中自主性概念與物理——化學概念同存并列作為解釋的最基本元素，必然導致目的性解釋或功能解釋的方式”，它的逆否命題便是“非目的性解釋（演繹的或因果關系的）體系不允許兩種概念混合并列為解釋的起點”，只能由一方還原另一方。那么，理論出現了“自主性”，到底是由于生命現象太復雜、純粹以無機界為起點因果地或演繹地解釋生命現象太困難而采取的權宜之計；還是由于存在著無機界所沒有的“制約”，因而生命現象在本體上具有“自主性”（自主于無機界、確切地說自主于物理——化學的運動機制），使生物學也具有了“自主性”？接下來就發生這樣的重大問題：本體上的自主性是什么？它與“活力”“生命力”的本質區別是什么？現代自主論可以爭辯：生物學理論的自主性并不等同于生命現象具有自主性。但是，“整體對部分的制約”等諸如此類的現象如果在本體上不是自主的，而是與無機界有演化機制的因果關聯，又為何不能為物理——化學（包括未來的物理科學）所描述？除非承認“科學的認識方法是有限的和不完備的”以及進一步承認“人的認知能力是極為有限的”這樣令人氣餒的命題，這又回到了“太困難而采取的權宜之計”上來。

因此，現代還原論固執地堅持以下兩點與現代自主論的原則以及生物學理論現實作對：第一，生命必須純粹地作為解釋對象，而不能在解釋之先從生命現象中預設某些概念作為解釋的起點，如果生物學理論中有這樣的概念，則它應被分解為物理——化學的語言；由此，第二，用演繹的解釋方式轉換由于存在自主性概念而采用的目的性解釋或功能解釋方式。堅持以上兩點，也即將生命現象作為純粹的解釋對象而從無機界來演繹，就意味著用“物質的原因解釋生命”與“生物學還原”是同一個問題。由于這種理想主義的固執，還原論所遭遇的困境甚于現代自主論。

3．現代還原論的困境

還原論的致命之處，主要不在于它反對現代自主論的原則，而在于反對現實的生物學理論的形式和內容去追求一種不太切合實際的理想。對生物學理論中的目的性解釋和功能解釋的諸多責難及演繹還原的要求所依賴的合理性依據——解釋預言的檢驗是經驗上可操作的，已隨著現代生物學的成功而煙消云散，因為目的性解釋或功能解釋方式同樣在試驗上可檢驗。面對現代生物學的成功，以及還原所難以克服的諸多困難，再加上現代自主論強有力的批判和否定，現代還原論發現，剩下來可依賴的唯一合理性是哲學意義上的依據，即“生命來自于無機界”這一預設性和承諾性命題，我們不應“以‘生命’解釋生命”，也不應“以‘生命’解釋物質”，合理的“解釋矢量”的方向應是“以‘物質’解釋生命現象”。在這里，“生命現象”是一個很不具體的抽象概念，實際上可具體為被“約束”或“規范”的物質行為表現和“約束”或“規范”機制本身，這是真正的解釋對象，也是理論自主性的實在性基礎。因而，對于還原論來說，追究“基因”或“遺傳信息”的起源和分子進化機制已成為其最后的堅守陣地，并且，當代自組織理論和超循環理論的盛行，似乎為還原論帶來了令人振奮的希望。

邁爾曾將生物學理論劃分為功能生物學與進化生物學，(4)在功能生物學中，基因所攜帶的遺傳信息是生物學一切功能和目的的基礎和源泉，只要突破這一點，即能夠用物理——化學的語言演繹地描述形成遺傳信息的分子進化機制，那么，還原論至少在原則上取得了勝利。但是，通過以下分析，這種希望似乎又是水中之月。

前面說過，“自主性概念”之所以“自主”，是由于它直接對應于生命現象或認定“生命的實在”，它反映了生命特有的本質，因此，它作為理論的起點，不必給予也不可能進行物理——化學的描述。還原論否認存在生命的特質，把所謂“自主性概念”或直接來自生命現象的概念看成是“復合性”的，可分解為諸多物理——化學的術語和概念，與此相應的試驗上可操作性依據是生物化學對生命有機體的組成還原。但是，組成上的還原雖然可作為生命與無機界密切聯系的依據，但也沒有否定現代自主論的“用物質的原因解釋生命不等于還原”的命題及所堅持的原則。否定“自主性概念”的充分條件不僅僅是把它看成“復合性”的，而且要以物理——化學的術語和概念邏輯地導出它的內涵。如果只滿足于組成上的還原，結果只能是以“自主性概念”為核心來賦予生物大分子及其行為以生命意義(2)。與邏輯導出相對應的試驗依據不是組成上的分解還原，而是與邏輯導出同向的試驗可操作性，說白了，就是由無機要素合成生命，哪怕是最簡單的生命現象。例如，對于超循環論來說，就是生物大分子超循環耦合能否在試驗條件下發生，這涉及到“生命來自無機界”這一命題由哲學化向具體的科學化的過渡，關系到還原論在科學上能否真正站穩。但是：

第一，由無機到生命，經歷了漫長時間，并且，生命的產生和演化是在十分優越的條件下選擇了唯一快捷的途徑而發生的。以人類的有限生命和歷史是否有能力進行這種操作呢？這就象大海里的沙子，原則上是有限的，如果想數清楚有多少粒，則在實踐上是一個無限的問題。退一步說，僅理論上的操作，即以物理——化學諸要素，通過在無機背景下取得的參數，進行自組織理論的非線性過程計算，來描述無機與生命之間的邏輯關系，這種非線性理論的計算操作也同樣是事實上的無限復雜。這種原則上的有限而實踐上的無限，直接沖擊還原論的哲學基礎：決定論。只有決定論成立，由無機到生命的邏輯演繹方式才是理論上可操作的，才具有進行預測和試驗上可操作的價值和意義；決定論的前提又是自然有限論，而無限性就意味著不確定性，也就意味著邏輯演繹的理論之路是不通暢的、實踐之路是不可操作的。

第二，自組織理論本身的結論——非線性過程的不可逆性，使這種操作不可能。從無機到生命的歷史過程，其中有許多偶然性或隨機因素起了決定作用并已作為“信息”儲存于生物大分子的結構中。由于偶然性或隨機因素的不可重復，使時間不可反演，因而整個過程無法進行重復操作。

第三，自組織理論和超循環論的非線性動力學過程的不確定性，使從無機到生命的演繹過程不可能。在此，應對“因果決定論”與“演繹解釋方式”作出區分，一般來說，這二者被合二為一地用來與目的性解釋或功能解釋方式相對立，但它們之間是有區別的。因果決定論是用來表述定律或原理的方式，而演繹解釋的方式是解釋體系乃至理論體系的構成框架，即因果決定論形式的定律或原理是作為演繹框架的解釋前提而出現的。這就可以提出這樣的問題：否定了因果決定論的自組織理論的非線性過程的定律、原理是否可以作為從無機到生命演繹解釋框架的解釋前提呢？按照還原論解釋的要求，如果中間環節有不確定因素，將阻礙這種演繹解釋的邏輯通道的暢通。只有解釋前提的因果決定論形式才與整體的演繹解釋框架相諧調。盡管自組織理論及超循環論這一新物理科學曾經被討論的熱火朝天，由于它在分子自組織領域內就已經在邏輯上不確定了，因而，至今為止它對生物學的影響只限于描述性地說說而已，至多提供一個框架式的思想啟示。

4．結語

還原論所遭遇的困境，是由于堅守著理想主義的科學信仰而不顧生物學現實。但是，無論是同情還原論而提出的帶有折衷性的整體還原，還是反對還原論的自主論，在其構建生物學理論的建議中，只要還主張保存直接來自于生命現象的術語和概念，并且不可被物理——化學的術語和概念、也即描述無機世界的術語和概念所代替，都是在認識論上允許預先設定生命現象作為解釋的起點，從而在本體論上承諾了存在著一種生命特質，也就有違于“從無機到生命的歷史走向和邏輯走向相一致”這一基本的科學承諾。

在現代生物學面前，還原論成為固執地堅守理想和信仰的犧牲者而在所不惜，自主論由于切合生物學理論的現實而取得了優勢，并以能夠指導未來生物學理論的構建為最大的價值所在。但是，筆者認為，一門學科，特別是具有哲學色彩的學科，其意義和價值不應僅僅依賴于其他學科，更不能以其可否“指導”自然科學的發展為其價值標準。邏輯實證主義起始的現代科學哲學的歷史已證明這種“指導”是虛妄和徒勞的，科學往往自我發展而不聽命于哲學家的“指導”。在這方面，還原論也并不是無可厚非。無論是還原論還是自主論，它們的目的都是企圖指導生物學理論按照它們指定的框架來運行，結果使我們處于這樣一個悖論之中：如果信守“生命來自無機界”這一命題，則應否定“不能用描述無機界物質運動的概念、規律即物理科學進行還原”；而堅持還原論，則遇到操作上包括不確定性對演繹過程的否定的阻礙。這是否值得我們反思一下過于功利主義傾向的行為，以修正我們對科學的哲學探討的目的？科學哲學的真正意義和價值在于自身，在于對科學及其與自然的關系的理解，在于它自身體系的建立，這個體系體現了人類的心智對完美的追求和向往。這一點，特別是在一個人欲橫流的社會里，是極為可貴和重要的。

【參考文獻】

(1)Rosenberg.A.(1985).The Structure of Biological Science．(Cambridge：cambridge University Press）．

(2)郭壘：“生物學自主性與物理科學的理論構建”，《自然辯證法研究》，1995年第3期。

(3)董國安、呂國輝：“生物學自主性與廣義還原”，《自然辯證法研究》，1996年第3期。

篇2

“問題提出型”課堂教學是以培養學生提出問題為主的，不同于傳統的以學生解決問題為主的“問題解決型”課堂教學。《普通高中生物課程標準（實驗）》要求培養學生“通過觀察或從現實生活中提出與生物學相關的、可以探究的問題”的能力。但在目前的生物學課堂教學中，教師比較注重設置高質量的問題或問題串驅動學生開展探究性教學，而忽視如何引導學生提出問題。現在的課堂一般是教師問得精彩，學生討論得熱烈，圓滿地解決了教師提出的問題。其實，教師都明白“提出問題”比“解決問題”更重要，問題的提出是科學的起點，是知識的生長點，是學生主動求知的開端。培養學生“提出問題”的能力能促進學生知識的生成與建構，是培養學生核心科學素養重要內容。“問題解決型”課堂教學形成的原因在于教師不了解問題產生的途徑，不清楚學生“提出問題”的能力構成要素，從而影響了教師對課堂教學策略的選擇，因而難以開展“問題提出型”課堂教學。

1 問題產生的途徑

1.1 解釋自然現象過程中與已有認知圖式的矛盾

用已有的認知圖式解釋自然現象的過程中產生的矛盾是思維與現實的碰撞，容易產生問題的火花。例如，由于細胞在高滲環境中失水，在低滲環境中吸水，因此，人們一直認為水分子通過細胞膜是自由擴散的。但在后來的研究中發現細胞膜的主要成分是蛋白質和磷脂，磷脂構成了細胞膜的基本支架，而水分子與脂質不溶，理應很難通過脂溶性的磷脂雙分子層，這就造成了已有的認知圖式（脂雙層的細胞膜骨架）難以解釋自然現象（水分子易于通過細胞膜）。于是，問題產生了：“水分子究竟是如何通過細胞膜的？”這才有了阿格雷對水通道蛋白的發現。在用已有認知圖式解釋自然現象的過程中，教師應要求學生有理性分析的思維、實事求是的態度，敢于質疑已有觀點，否則問題會被忽視。

1.2 對自然現象與實驗實踐現象的“尋根問底”

很多科學發現都源于對自然現象的“尋根問底”。科學家對生命現象的探索往往會從三個層面上提出問題：① “是什么”，這是對生物學現象的描述，用來闡明一個生物學事實或描述一個實驗結果；② “怎么樣”，這是實驗操作階段，通過人為的改變實驗條件，預期或證實生物學現象；③ “為什么”，是生物學原理的探索階段，是對生命本質的思考，科學家通常通過提出假設來解釋生物學現象，然后用實驗論證解釋的正確與否。

例如在“生長素發現”中，科學家通過“什么是向光性”“單側光怎樣引起植物向光彎曲生長”“單側光為什么會引起植物向光彎曲生長”3個問題闡明了植物的向光性及其原理。然后再進一步通過“生長素是什么”“生長素是怎樣促進植物生長的”“為什么生長素能促進植物生長”探索了生長素的作用機理。由此可以看出，“是什么”“怎么樣”和“為什么”的3個問題在探索生命現象的過程中可以不斷往復循環，推動科學研究不斷逼近生命本質。

1.3 從科研文獻資料中獲取

1.3.1 科研文獻資料中陳述的問題

在科研文獻資料中遺留著大量未解決的問題。因此，通過閱讀前人的研究，可以知道很多未知的東西。例如艾弗里研究了格里菲思的肺炎雙球菌活體轉化實驗，提出了格里菲思未解決的問題――轉化因子是什么。生物學文獻資料中存在著大量的理論模型與假說，這些往往是問題的來源。

1.3.2 對科研文獻資料的歸納和分析

通過對科研文獻資料進行列表分析、知識框架圖的構建等，可以提出一些有價值的科學問題。如在學習了“自由組合定律”后，分析孟德爾的假設，學生知道，孟德爾闡述的是控制兩對相對性狀的兩對等位基因互不干擾、獨立分配時的遺傳現象，即意味著這兩對等位基因分別位于兩對同源染色?w上，且兩對等位基因之間不存在相互作用。據此，教師可以引導學生列表分析兩對等位基因之間存在各種關系時的遺傳情況，從而提出有價值的問題（表1）。

1.3.3 對科研文獻資料的質疑

科學問題來自于懷疑精神。對已有的生物學知識和觀點的質疑推動著科學不斷地在糾錯中成長完善。如在對“遺傳物質是什么”的探索過程中，在20世紀20年代，基于人們對蛋白質的認識水平，人們認為：蛋白質是遺傳物質。到了30年代，開始有少數科學家對此表示懷疑，認為DNA是遺傳物質。于是，科學家開始尋找DNA是遺傳物質的證據。

1.4 來自于人際間的知識交流

科學問題可以在人際間的知識交流中產生。通過交流，會不斷地受到啟發，從而提出自己獨特的見解。例如科學家在研究了常染色體上的基因的遺傳方式后，同樣可以受到啟發產生問題：“如果這對等位基因在性染色體上，會出現什么樣的遺傳現象？”

1.5 來自于社會、生活的需求

科學的發現與研究離不開社會的需要，知識是在解決現實生活、生產中的實際問題過程中產生與生長的。例如屠呦呦對瘧疾的研究；對酶的研究最初也起源于19世紀50年代法國葡萄酒變酸的問題。

2 影響學生“提出問題”的因素

2.1 學生的動力因素

興趣和求知欲是學習的心理動機，支配著學生不斷提出問題、探索新知、探索真理。高中生對生物學習的興趣發展大致有四個層面：

① 直覺興趣，他們對呈現出來的生命現象或生物學實驗現象（包括演示實驗、模擬實驗）充滿好奇；

② 操作興趣，他們會對觀察到的生命現象動手操作，用以驗證或探究，大部分學生一上實驗課就情緒高漲；

③ 因果認識的興趣，他們不僅僅滿足于實驗操作，而傾向于對生命現象原因或機理的探索，渴望理解生命本質；

④ 概括認識的興趣，受個別生命現象的因果聯系的啟發，去探索其他的生命現象，總結歸納包容性更大的一般性規律。

因此，在生物學教學中，教師要遵循學生興趣發展的層次來設計教學。首先，教師要從從學生的直接興趣入手，從認識生命現象本身的興趣開始，創設真實的生物學情境，激發學生的好奇心；然后，讓學生動手操作來體驗生物學現象的形成過程，即調動學生的操作興趣，?T導學生產生探究生命現象形成原因的欲望，也就是因果認識的興趣；最終，使學生在好奇心和求知欲的驅使下，能夠積極主動地提出問題并探求問題的解決。

2.2 學生“提出問題”的能力結構

學生“提出問題”的能力結構主要包括學生的知識結構、認知技能與思維策略三方面。學生的知識結構是“提出問題”的前提。這里的知識結構包括學生已掌握的生物學知識（包括生物學概念、原理、生物學實驗知識、生產生活實踐知識等）與其他的學科知識。問題來源于學生已有的知識結構與生命現象之間的矛盾，驅動著學生由已知知識向未知知識的探究。豐富的知識能引發學生從不同的角度去分析生命現象，有利于問題的提出。例如“水通道蛋白”的發現中，如果學生利用化學學科相關的知識，分析水分子進出細胞膜的生命現象，就能提出“水分子是如何通過細胞膜”的問題。

認知技能包括觀察技能、實驗操作技能。生命科學是實驗科學，生命本質的探索離不開實驗與觀察。因此，在生命科學領域中，實驗觀察是提出問題的最重要、最基本的一種途徑。觀察和實驗技能是最基本的認知技能。

思維策略是對信息進行加工的思維方法，可促使學生通過觀察、分析具體的生物學情境，檢索并提取已有的知識結構，選擇一定的思維方法去思考問題。例如，學生在學完以DNA作為遺傳物質的生物體內的遺傳信息的傳遞后，通過列表分析，選擇類比的思維，提出“在以RNA作為遺傳物質的生物體內遺傳信息是如何傳遞”的問題（表2）。

2.3 學生的情感、態度與價值觀

科學源于生產、生活實踐，又應用于生產、生活實踐。這要求學生關注生活、關注社會、關愛他人。只有這樣，學生才具有使命感、社會責任感，才會關注社會生活中的生活學問題。只有具有強烈的使命感和社會責任感，學生才會實事求是，勇于質疑。通過關注困撓人類的瘧疾，才有了青蒿素的發現與提取；關注“惡苗病”，才有了赤霉素的發現。

學生“提出問題”的能力是能通過學習活動中培養起來的。因此，教師的課堂組織策略、教學設計、教學策略的選擇，及對學生所提問題的評價等都會影響學生“提出問題”的能力的發展。具體關系總結如圖1所示。

3 構建“問題提出型”課堂教學的策略

3.1 創設和諧教學氛圍，精心保護學生的好奇心

美國心理學家羅克斯認為：“成功的教學依賴于一種真誠的尊重和信任的師生關系，依賴于一種和諧安全的課堂氣氛。”因此，在課堂教學的組織策略上，教師必須要創設和諧民主的教學氛圍，使學生敢于展現自我。在這種氛圍下，學生的好奇心才會被點燃。例如將雙縮脲試劑放入蛋白質溶液中呈現紫色，學生會好奇：為什么會呈現紫色？

3.2 強調問題意識，激發學生的提問動機

通過對科學家“提出問題”的歷史事件進行教學編輯，讓學生了解科學發現始于問題，問題的提出促成了知識的生成與建構，從而使學生樹立問題意識，明確提出問題的重要性。例如，科學家在利用噬菌體作為實驗材料證明了DNA是遺傳物質后，美國學者庫蘭特對RNA病毒的遺傳物質產生了疑問，最終利用煙草花葉病毒的重建實驗證明了在RNA病毒中，RNA是遺傳物質的論點。又如科學家在揭示酶的化學本質是蛋白質后，切赫和奧特曼產生了疑問：“是不是所有的酶都是蛋白質？”最終通過實驗完善了對酶的化學本質的定義。

3.3 關注知識結構的開放性，促使學生問題的生成

“提出問題”的能力與知識結構的合理建構有關。教師習慣于向學生展示封閉式的知識結構體系，這不利于學生問題的生成。在生物學教學中，教師應指導學生將知識系統化和概括化，特別應指導學生建構起有序而開放的知識結構，促使學生提出問題。例如在學習了“生物體中的遺傳信息流，克里克歸納出了中心法則，并對其進行了補充”這些內容后，教師可以讓學生進一步完善知識結構，如在中心法則的基礎上，補充DNA、RNA、蛋白質等的功能，并借鑒克里克對中心法則的補充引導學生提出下列問題：① DNA和RNA均能復制，蛋白質在某些情況下能不能復制？② 蛋白質能調控DNA的復制、RNA的轉錄和翻譯，那么RNA能否調控DNA的復制、RNA的轉錄與翻譯？③ 有些蛋白質和RNA能作為催化劑，有些DNA是否也能起催化作用？這樣從而建立起開放型的中心法則的知識結構（圖2）。

3.4 注重思維方法的教學，使學生善于“提出問題”

有了良好的學習氛圍、強烈的提問動機與有序開放的知識結構后，學生可能仍然提不出問題，仍然無法從已知走向未知，究其原因是沒有掌握“提出問題”的思維方法。因此，在生物學教學中滲透“提出問題”的思維方法是極其重要的。“提出問題”的思維方法有很多：逆向思維法、類比聯想法、追因索果法、條件改變法、比較歸納法等等。下面就在“提出問題”過程中最普遍的重要思維方法作簡單介紹。

3.4.1 逆向思維法

從生物學問題的相反方面進行思考與探索，從而提出問題的一種質疑方法。例如孟德爾研究“分離定律”，研究的是“顆粒遺傳”，提出了體細胞中存在的兩個等位基因是各自獨立、互不混雜的。學完“分離定律”后，教師可以讓學生解釋自然界中的生命現象：紅花與白花雜交，其后代開出粉紅色的花。從而誘導學生從分離定律的對立面思考，進而提出問題：如果這對等位基因是相互作用的，可不可以解釋這種遺傳現象？

3.4.2 類比聯想法

通過類比聯想也是生物科學研究中常用的“提出問題”的思維方法。它是根據兩種事物在某些特征上的相似性，作出相似的假設。例如受“植物是由細胞構成”的啟發提出“動物是不是也由細胞構成”的問題；根據噬菌體（DNA病毒）的遺傳物質是DNA，提出“煙草花葉病毒（RNA病毒）的遺傳物質是不是RNA”的問題。

3.4.3 追因索果法

教師利用學生的好奇心與求知欲，引導學生對生命現象進行“是什么”“怎么樣”和“為什么”的提問，從而不斷促進學生對生命本質的思考，使學生不斷生成和建構認知結構。例如光合作用的發現過程中，科學家是緊緊圍繞著以下問題展開研究的：植物生長發育所需要的物質是什么，從哪里來？如果沒有光，植物的生長將會怎么樣？為什么植物的生長需要光照？……

3.5 合理評價，激勵學生提出可以探究的科學問題

教師需要“善待”學生提出的問題，應該對學生敢于提出問題及時給以肯定，強化他們的提問動機。評價問題的三個標準：① 問題提出的知識結構的綜合性（單一知識、單一學科知識？多學科知識？）；② 問題的深刻性（屬于感知水平？操作水平？指向生命機理？知識或技能應用水平？）；③ 問題表述的明確性與具體性。當然，學生提出問題時采用的思維方法也可以用于評價問題的價值。再讓學生對照評價標準進行自評、他評等，使學生學會提出“可以探究的科學問題”！

4 總結

篇3

關鍵詞：初中生物；概念教學；方法探討

中圖分類號：G630 文獻標識碼：A 文章編號：1003-2851（2013）-09-0249-01

義務教育階段的生物學課程，在教學內容的安排上采用了重要概念螺旋式發展的思路和編排方式。初中階段建立的生物學概念不是一蹴而就，而是為后續的學習打下基礎，以便在下一個學段進行更深入的學習，由于考慮了學生年齡的特征，初中階段的重要概念陳述并不是十分嚴謹或完美無缺，但要表述出概念的實質，并準確無誤。因此，教師在教學中要重視概念的教學，注意下工夫來幫助學生建立和理解生物學概念。

概念是對事物的抽象或概括，對學生認識世界、了解事物的本質或規律有重要的幫助。義務教育生物學課程所涵蓋的知識可以劃分為生物學事實、概念和原理，生物學概念是生物學課程內容的基本組成，也是教與學的重點。對于學習者來說，建立、理解和使用生物學概念是他們生物學素養水平的指標之一。我們在諸多生物學概念中還可以找到生物學重要概念（或核心概念），生物學重要概念是處于生物學中心位置，包括了對生命現象、規律、理論等的理解和解釋，是生物學科知識的主干部分，對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用。生物學概念通常包括三個要素：概念名詞（或概念術語）、概念的內涵和概念的外延。其中概念名詞或術語是對概念的指代，概念的內涵揭示了概念的本質屬性和特點。說到生物學概念，我們立即會想到“生態系統”“呼吸作用”“遺傳”等生物術語所指代的概念。而實際上，在課堂教學中，教師可以使用術語來傳遞生物學的概念，如“光合作用”；也可以用描述概念內涵的方式來傳遞概念，如“綠色植物能利用太陽能（光能），把二氧化碳和水合成貯存了能量的有機物，同時釋放氧氣”。教師在教學中需要注意的是，學生在尚未了解概念內涵的情況下，教師使用術語來傳遞概念是困難和無效的。在教學中教師要通過教學活動幫助學生理解概念的內涵，當學生建立、理解了概念之后，再鼓勵他們使用相應的術語進行交流。

有些人認為概念是用定義來描述的，定義就是概念。在生物教學中，許多定義并不是概念內涵的全部，所以不管是“科學探究”，還是“生態系統”這樣的概念，僅僅靠一個定義往往是不能包含一個概念的全部內涵，教師不要過早的滿足于學生對一個定義的記憶和背誦，雖然學生對定義的背誦和記憶在考試中有可能取得滿意的分數，但當學生面對問題的時候其作用卻是十分有限的。那么，在教學中如何幫助學生建立和理解生物學概念呢？

一、圍繞生物學重要概念來組織并開展教學活動，所有的教學活動都應該幫助學生建立和理解概念

教師在設計和組織每個單元的教學活動時，應該圍繞重要概念展開，依據重要概念精選恰當的教學活動內容和活動方式，在有限的課題內用盡可能多的課時和盡可能多的教學活動用于幫助學生建立重要的生物學概念。不管教師采用什么教學方式或策略，如講解、演示、討論、模擬、探究、動手等，都應該是幫助學生理解和建立相關的概念。

二、在教學中，為了幫助學生形成正確的生物學概念

教師一方面需要向學生提供各種豐富的有代表性的事實來為學生的概念形成提供支撐，幫助學生形成概念完成從感性認識到理性認識的過程和轉變。另一方面，教學活動不應僅僅停留在讓學生記住一些零散的生物學事實，而是要通過對事實的抽象和概括，建立生物學概念。教學中，呈現生物學事實的途徑可以是老師的講述、演示教材中的圖片或數據以及視頻提供的生命現象或過程，也可以安排學生動手實驗，用直接或間接的證據和事實幫助學生建立抽象的概念。

三、當學生建立起一系列相關概念后，教師要幫助學生建立有意義的知識框架

而這個知識框架中的基礎和主要知識點就是重要的生物學概念，使得包括重要事實在內的細節知識都在這個框架中有合理的位置，便于記憶和檢索。

四、在理解的基礎上積極的應用概念去解決與這個生物學概念相關的現實問題

在理解的基礎上積極的應用概念去解決與這個生物學概念相關的現實問題，不僅能提高學生去掌握概念的積極性和主動性，還能進一步加強和鞏固對概念的理解。

五、重視生物學概念，強調學生對概念的理解和建立時，教學評價工作要密切配合

篇4

1 教學中適時補充概念

由于地區差異性，本地區生物未被列入中考考試范圍，所以剛升入高中的學生，生物學基礎普遍比較薄弱，再加上高中生物與初中生物在內容上不夠銜接，在高中生物教學中常會出現概念脫節現象。如在學習高中《生物》（必修）第一冊第二章《生命活動的基本單位――細胞》時，教材未介紹“原生質”這一基本概念，而該概念在一些初中生物教材中也未涉及。筆者認為教師在教學過程中應根據實際情況加以補充，幫助學生銜接初中生物知識，并為后續課程學習排除障礙。又如，在學習“被子植物有性生殖過程”時，教材上并未著重介紹“被子植物生殖器官的結構”，而此內容是初中生物中的重點知識。考慮學情，此時教師仍十分有必要補充該內容，形成概念，完善學生的認知結構。

2 教學中修改概念

教材在介紹某一生物學規律（概念）時，有時為了保持教材本身前后內容的照應，而將某些規律（概念）歸納成了在前述某個內容限制下的規律，忽略了規律之外仍存在的可能情況。如教材在講述“基因分離定律實質”時，由于前述內容是以雜合子為例來展開介紹的，所以后面是這樣概括總結其實質的：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性。生物體在進行減數分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。從該概念上看，“基因分離定律”好像只是適用于“雜合子的細胞”、“位于一對同源染色體上的等位基因”的情況，產生誤解。實則不然，“基因分離定律”對于“純合子的細胞”、“位于一對同源染色體上的相同基因”也是適用的。所以在教學中，為避免學生認識的偏差，也應該對“基因分離定律”進行修改：在細胞中，位于一對同源染色體上的基因……同樣，“基因的自由組合定律實質”內容也存在著類似現象，教學中可進行相同形式的修改。強化學生對規律、概念認識的全面、準確，避免認知上的偏差。

3 教學中擴充概念

教材在介紹某些生物學規律（概念）時，考慮到自然狀態下的生命現象與高科技生物技術參與下的人工生命現象的區別，保證生物學規律的純生物（自然）性，而將某一生命規律（概念）添加了限制語，縮小了概念的外延，但是這樣有時會影響學生對生物學規律（概念）的全面認識。教師在實際教學中應充分考慮考試大綱要求及該概念同生活實際結合的緊密程度，加以適當的擴充。如教材在講述“基因重組”概念時提到：基因重組是指在生物體進行有性生殖過程中，控制不同生物性狀基因的重新組合。這樣“基因重組”概念當然就包括兩方面內容了：一方面，減數第一次分裂時發生的基因的自由組合；另一方面，減數第一次分裂發生在聯會時期的交叉互換。但教材接下來又介紹了“重組DNA技術”這一與有性生殖無關的高科技生物技術，就其本質而言，“重組DNA技術”仍應屬于“基因重組”內容。教師在教學中就應將此“重組DNA技術”作為“基因重組”的另外一種情況（與有性生殖無關）。這樣就保證了學生對生命規律認識上的完整性，而且有利于生物學知識的系統性。

4 劃分句子成分，強化學生對概念的認識

教材中對概念的表述，語言都具有簡練、明確、嚴謹的特點，而且表意也十分準確、完整，確定概念的范疇嚴格。根據這些特點，教師在教學中應著重分析概念的語句，使學生明確概念的內涵和外延，為正確使用概念，準確進行推理判斷奠定基礎。筆者在教學過程中采取了劃分句子成分的方法來解析概念。如對教材上“二倍體”、“三倍體”、“多倍體”和“單倍體”概念的句子成分劃分如下：（由受精卵發育成的個體），（體細胞中含有兩個染色體組的）個體，叫做二倍體；（由受精卵發育成的個體），（體細胞中含有三個染色體組的）個體，叫做三倍體；（由受精卵發育成的個體），（體細胞中含有多個染色體組的）個體，叫做多倍體；（體細胞中含有本物種配子染色體數目的）個體，叫做單倍體。

劃分出句子的主、謂、賓、定、狀成分，可突顯出定語和狀語在概念語句中的修飾、限制作用，也就是該概念必須滿足的條件。主語、謂語和賓語是概念語句中的最基本成分，其中主語也是對概念修飾、限制的最后一道關卡。經過這樣的句子成分劃分，學生可以徹底明確概念、理解概念，掃清判斷推理上的障礙，更重要的是掌握概念的學習方法，學會學習。

5 進行相似概念對比，牢固掌握概念本質

生物學中有許多相似概念，極易產生混淆，給學生的學習帶來困難。教師在進行概念講述時需要進行相似概念的對比，幫助學生弄清它們之間的聯系和差異。如筆者在講述“染色體結構變異”第四種情況：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上時，引導學生回答“交叉互換”與該處的“移接”是否相同？并進而對比如下：

篇5

世界上崇尚水、火等自然現象的民族和宗教頗多；崇尚空間和時間的宗教唯有中國‘‘五斗’’道教。空時的別稱為‘‘天地’’，中國人供奉的“天地君親師’’，不僅有社會，自然的含意，還有極濃的科技內涵。

就養身而論，多年來煉功者和銷售營養品的商家們，常把煉身、強身和養身混為一談。身體和生命盡管兩者密不可分，但是兩者不是一回事。很多營養品，強了身并未延壽，高脂、高糖、高血壓還加速了死亡。高營養的高脂肪，高蛋白使得少兒肥胖病狂增；亞健康的人占成人總數的80%. 近三十年來，我們參加了生命現象和人體潛能的研究，特作如下的論述，請多斧正。

一 大腦――心血系統是生命的關鍵器官

為了論述方便，上述系統稱血腦系統，與當今電腦系統相比較，當血腦系統不能正常運行時，生命受到極大的威脅，養生問題就轉到保養“血腦系統”的問題上。

現代生理學、解剖學、醫學、生命電子學、物態轉化論、人體場科學充分證明了心血系統是供應全身器官的主要能源，大腦系統一旦缺少新鮮的血液供給，就會失常導致死亡，生命就會終止。正如電腦系統，如果電能供應不正常或終斷，電腦就不能正常工作或隨之終斷。反過來講，如果大腦中樞失常或死亡，現多再好的血也不能讓人起死回生。同樣，電腦的中心控制器失常或損壞，再多再好的電能也無法使電腦正常工作。

二 精神虛的生命轉化現象

歷史上道家養生理論、方法甚多，最典型的要算“煉精化，煉化神、讓神還虛、論虛合道”的生命轉化現象。“煉”“化”指物態轉化，“精”指尚未消化的精細物。“”指經消化后經腸吸收送往各組織器官的營養物其中：有固粒態、液態、氣態。道門的專用字“”，其意是：任何物經高溫大烤后均轉化成肉眼看不見的東西“無”。 “神”指各組織器官新陳代謝后散發輻射出的小于基本粒子的各類神奇場物如：靜電場、靜磁場、電磁場、人體場、引力場、未知物場等等。

早期人們認識場物的能量是連續的，后來發現場物同基本粒子交換能量確是間接的。因為電子躍遷的時間很短，目前很難觀測，能夠觀測到的是電子躍居到某相對穩定的狀態，由于各穩態的對應能量是相對間斷的，因而躍遷的能量就出現了一份一份間斷量。德國物理學家普朗克林定義為“能量子”，光波的交換“份量”稱光量子。

三 神仙之道難致，養生之術易崇

唐朝皇帝御封孫思邈為“孫真人”，“真人”是道門的最高散仙稱譽。如太乙真人似為神仙。 孫真人告戒后人，神仙之道難致，長生之術為崇的科學論斷。他的方藥多出自“食療”，長壽之道顯而易見，例如川芎，本是民間養生野菜，能通氣、運氣、疏經活血，對心血系統病有明顯的療效，對老年血腦系統病療效也很顯著。把野生的變為家種的，川芎是體內的治病藥物載體，對老年長壽，從食療到藥療，為大眾所推崇。 應在類似范長生幽靜的“長生宮”環境中生活，天空有古楠木上的白鶴棲息，樹下有梅花鹿陪伴，小溪中、水塘里有魚蝦漫游。到處百花齊放、鳥語花香。

加上彭椿仙道長力主的“道在養生”。長壽之謎，在于空氣新鮮，在無污染的大自然中科學地、適當的勞動，力所能及的種菜、種樹、養花、種草、種茶、植桑、養蠶。琴棋書畫、吹拉彈唱，說說笑笑、蹦蹦跳跳，心情無雜念，注重休息、營養，長壽不成問題。

四 疏通經絡的長壽法

人們承認生理解剖組織的動靜脈血管，是因為血管看得見摸得著。血管中的新鮮血液能輸送新鮮氧氣和其它多種營養物，能維持生命各組織系統的新陳代謝。而經絡不是生理解剖組織，即看不見又摸不著，經絡究竟輸送那些營養物也一無所知，故以西醫學為代表的理論全盤否定經絡的存在。這也難怪，西方醫學建立在生理解剖學的基礎上，找不到生理器官就全盤否定。當今心理學特別是超心理學（美國稱亞心理學）問世后，證明生命現象不僅由分子層次的營養物維持，還有由小于分子層次的場物營養維持。所謂天人合一，是指人生活在分子原子和各類場物的大包圍中。體內的場物大都沿經絡運行，主干成豎行，與植物莖相似，古人煉功時察覺后，命名為“經”。經的周圍，分存著絲一般的各個方向四通八達的微小等效傳輸線，古人形象地稱為“絡”。

經和絡本是針對場物和氣物運行的簡單比喻，即形象，又實用。不僅千百年來的針灸、按摩、推拿、拍打、理氣應用經絡傳輸場物和氣物。煉功、體操、拳術等也用經絡傳輸場物和氣物。新研制出的高靈敏度熱像儀系統，可以演示經絡分布。經絡的電效就、磁效應、聲效應、生理的酸、麻、脹、痛、熱、嘔、昏、癢效應為人們所知。

多年來興起的煉氣功、煉特功，實際上是讓人進入一種靜虛狀態，創造出勾通經絡能夠傳輸的條件，條件滿足了豎向的“經”，各方向的“絡”就會擔任場物和氣特的傳輸系統。一旦煉功有成，代表意念的腦物場可以調控，場物和氣物就能治經絡運行，生命的潛能就會有所發揮。一旦場物和氣物受阻會產生明顯的痛感。所謂通者不痛，痛者不通。根據場物和氣物阻滯病區，查病治病順理成章。不知者神奇得稱氣功和特異功能，實是人們不明人體潛能。 疏通經絡，查病、治病、有利于身體健康長壽。不吃藥、不打針，能治療很多疾病。藥錢少，無后遺癥是好事，是全民健身的好辦法，值得推廣。

五 信息觀音法

現代科技領域有“新三論”的說法，新三論中有信息論、控制論、系統論。其中信息論深入人心，大家公認21世紀是信息時代。 古代中國人的信息概念就是“音”，某人“音”信渺無；找個知“音”朋友；福“音”堂；觀“音”菩薩等等。音是信息，觀音是觀察認識、捕捉、收集、接收信息之意。觀世音是接收人世間的多種信息.“菩薩”一詞源于印度梵文直讀，其意是“超感覺者”。“觀世音菩薩”的科學全意是：能接收人世間多種信息的超感覺者。

篇6

今天是我升入初中以來第一天正式上課，今天生物課上老師講解的關于生物的知識令我大開眼界，再翻翻課本后面的章節——《生物圈是所有生物的家》和《細胞核是遺傳信息庫》，只從標題上就深深吸引了我。

老師在課堂上給我們講解了生物的定義（有生命現象的物體）及生物的特征（進行呼吸、獲得氧氣、排出二氧化碳，需要營養，生長和繁殖，生物對外界刺激都有反應——應刺激，排除廢物和新陳代謝）等，這些知識仿佛是一件儲存大量信息的百寶囊，里面總有倒不完的驚喜和新奇。我貪婪地汲取著課堂上老師講解的每一個新知識，真的感到45分鐘不夠用呢。

老師還給我們講解了生物的種類大約有200萬種。其中植物40萬種，動物150萬種（其中昆蟲最多，達100多萬），微生物10萬種，想想這么多的生物共同生活在宇宙空間里，這個大家庭的人員可謂眾多啊！再想想自己知道的、看到的才不過幾十種，與上百萬種相比，真有點井底之蛙的味道了。

課本上還提到了含羞草受到碰觸時，展開的葉片會合攏這種對刺激的反應。記得我在《百科全書》上看過，含羞草身上長有一個液體袋囊，里面充滿了液體，當你觸碰它的葉子時，袋囊里的液體就會向上流動，葉子就自動合攏了，今天才明白這種現象是生物的應刺激特征呀。

晚上與媽媽一起做老師布置的作業題：通過閱讀小資料與家長一起討論珊瑚石生物還是非生物？珊瑚蟲為什么一般生長在溫暖的淺水區？在我家的魚缸里就有媽媽同事送給的一小塊白珊瑚，本以為這道題難不倒媽媽，沒想到我讀完題問媽媽時，媽媽竟然脫口而出“珊瑚是生物，它長期生活在海水里；它喜歡溫暖的淺水是因為它離不開藻類。”，哎，媽媽的答案全錯了，（媽媽也有知識盲點）。資料中明白寫著“珊瑚蟲一代代死去，而它們分泌的外殼卻年深日久地堆積在一起，慢慢形成了千姿百態的珊瑚，進而形成珊瑚礁”和“珊瑚蟲與藻類植物生活在一起，同時給珊瑚蟲提供氧氣。藻類植物需要陽光和溫暖的環境才能生存，珊瑚堆積的越高，越有利于藻類植物的生存”等等，這明擺著珊瑚不是生物，而是生物的尸體或外殼；珊瑚喜歡生長在溫暖的淺水區是因為它和藻類植物互為利用，看著媽媽的滑稽樣，我真想笑出聲來。

我想我會喜歡上生物這門課程的，我真想一下子全部學會生物的奧妙，好好研究一下我的小烏龜、魚缸里的小魚小草們，還有我家種植的花草們，你們可要等著我（小懶口述，媽媽錄入）。

篇7

1中國文化、中國哲學對中醫學的影響

中國長期處于農耕社會，人們的生活離不開土地，知識大都來自直接的感受和領悟。中國的哲學家們將直接認識的東西視為哲學思維的出發點，在一個連續審視過程之中，認識的主體和認識的客體還是渾然一體的，因此中國哲學家的語言往往只作提示而并不明確。中國哲學注重“天人合一”，也就是“形神合一”，這與西方哲學所強調“天人二分”是不同的。儒家主流觀點認為天人合一表現為“天人相通”，道家認為道生萬物，人應該法道于自然，追求“人法地，地法天，天法道，道法自然”，人與自然的和諧統一的境界。在中國哲學里，主體與客體是一體的，所以中國哲學的語言不是很明晰，它們不表示任何演繹推理的概念。中醫學建立在中國傳統哲學基礎上，沒有從自然哲學的母體中獨立出來，從而帶有傳統文化烙印和濃厚的思辨色彩。中醫學從誕生開始便具有“人文科學”和“自然科學”的雙重屬性。西醫在古代也曾包容在自然哲學母體之中，隨著解剖和實驗方法在醫學中的應用，西醫學逐漸從自然哲學和文化母體中分化出來，走上了獨立發展的道路。哲學之于醫學的作用在于方向性的指導，而不應做具體細節的規定。但是，由于中醫學與中國古代哲學的關系太過密切，導致了中醫學中的許多規定是為了遷就哲學而做出的，已經偏離了客觀實際。中醫學不但將中國古代的精氣、陰陽和五行等哲學知識作為理論構建的指導思想，而且直接參與該理論的形成，將這些哲學中的概念、原理、思維方法用于解釋各種生命現象，直接將這些哲學中的基本概念、基本原理移植于所構建的醫學理論之中，滲透于中醫學的所有領域和各個知識層面，與相關的中醫學知識融合為一體，成為中醫學理論體系中不可分割的重要組成部分。中醫學的認識方式和表述有其特殊性，中醫學的研究對象包含著主體因素，是從認識主體與客體關系的角度來描述和定義對象的。在唯科學主義者眼里，觀察對象是不依賴于主體而獨立存在的，在觀察過程中必須排除主體對客體的作用和影響。中醫學認識對象的時候，不同程度地打上了醫者的主觀烙印。“象”是中醫觀察和研究的主要對象，如面象、舌象、脈象等，不同于西醫學與主體無關的臟器，中醫的“象”是從醫生體驗的角度來界定的。“體驗”和“感悟”是中醫思維中重要特征，古代醫家均強調“心悟”、“心法”等直覺體驗。“醫者，意也”，深刻反映了中醫的思維特點。中醫認識事物的過程實際上是對事物規律性的抽象過程，包含著醫生自身的某些素質，如經驗、理性認識能力甚至情感因素等內容。總而言之，中醫學在觀察過程中，過多地滲透了主體的因素。但是，歸根到底，這種表述方式是對患者疾病信息的反映，是一種唯物的觀點。我們不應該因為其語言表述上帶有主觀色彩就斷然否定其理論的客觀本質，就對其科學性產生懷疑。系統化的中醫理論是古代醫家在當時豐富實踐經驗的基礎上，吸取了當時哲學、思維科學、天文、地理、氣象、物候等諸多學科的先進成果，對當時臨床實踐的一次大的理論總結。它的形成與發展由始至終都貫穿著實踐的作用。中醫學形成于實踐，又在實踐中得到繼承和發展，從而形成了現在比較系統的中醫理論體系。中醫的奠基之作《黃帝內經》便體現了這一點。《黃帝內經》的形成，并不是單純靠人們的想象，而是以實踐為基礎構建起來的醫學理論。通過實踐，發現并確定了人體主要生命體征，如心搏、呼吸及神等;通過實踐，揭示生命奧秘;通過實踐，探求治病規律及方法。

2西方文化、西方哲學對西醫學的影響

古希臘是西方哲學的發源地，以商業為其經濟基礎，希臘愛琴海地區，航海條件優越。數學和數理運算成為商業往來的核算工具，商人強調獨立自主的能力和創新的精神。因而西方的世界觀強調不依附于他人，追求自我價值的實現，注重理性思維，借助于邏輯推理的形式來把握世界。西方哲學認為“心物二分”，強調主體和個體的獨立性和二元性，笛卡爾哲學提出精神界和物質界是2個平等而又彼此獨立的世界，認為精神界和物質界是可以分割開來的。黑格爾說過思維和存在的對立是近代哲學的出發點。這一理論推廣而來，西方哲學將主體和客體對立開來，形成身心、主客的理念，堅信人是世界的最高力量，個體的發展是最終的目的。與東方哲學相反，西方哲學強調人定勝天或控制自然。西醫學深受西方哲學影響，其實驗充分運用了理化、數學的方法，重視邏輯推理和分析證明。而對于人體的認識，從系統、器官、組織的研究逐步深入細胞、分子、基因等細微結構，同時對各種結構都有其理化性質的描述和精確定量的數學刻劃。天人合一的思維方式注重體驗、直覺和悟性，這種思維方式是立體的、混沌的、意象的和體驗的。天人二分則是以理性的方式、明確的概念和嚴密的邏輯來探究客觀事物中的本質規律，因此這種思維是“線性的”、“量化的”、“嚴密的”和“理性的”。雖然西醫理論的構建過程也是在其哲學思想支配下完成的，但是就西醫學理論的構建而言，哲學僅僅作為指導思想，指引著醫學科學家沿著正確的軌道，完成其科學研究，構建其相關理論。哲學的概念及原理不直接參與西醫學理論的構建，更不會將相關的哲學概念及其理論作為醫學理論的組成部分。

篇8

一、 夯實基礎,落實知識目標

遺傳學知識理論性強,涉及的概念比較多,對中學生而言,這些抽象的概念不容易理解。課程目標中有關遺傳學內容的知識目標實現不盡如人意,學生對遺傳學基本概念和原理的理解比較普遍地存在:(1) 不準確、不透徹;(2) 不會正確地表達。在高考測量中,這兩種情況是很難區分的。所以,在課程目標的實現過程中,教師應重視遺傳學基本知識、基本理論,引導學生構建遺傳學基本知識體系框架,通過邏輯遞進和知識脈絡理解,組合遺傳學的基本概念,強化基礎知識和理論的實際運用、綜合運用。有效地學習策略是:(1) 幫助學生提高生物學的學科素養,結合遺傳學發展史,認識遺傳學基本理論的形成;(2) 引導學生逐一理清遺傳學各個知識點,以及相互之間的聯系;(3) 解析各知識點的構成要素和含義,理順遺傳學的知識脈絡;(4) 按照各知識點的目標層次,進行材料閱讀、關鍵詞辨別、邏輯推演、科學表述的能力訓練。綜觀自然學科的發展里程,基礎知識、基本理論是學科建立和形成的基石。以遺傳學的基本定律、基本理論為輻射中心,建構遺傳學知識網絡,理清各部分內容的內在聯系,達到深入理解和融會貫通,并形成一定的應變能力,在分析、解決問題時才能做到游刃有余。

二、 領悟方法,養成科學精神

對于科學素養的定義,國內多數學者認同的是:了解并能夠進行個人決策、參與公民和文化事務、從事經濟生產所需要的科學概念和科學過程。科學概念的理解和掌握可以通過課堂教學實現,科學過程則需要經歷實驗、實踐得到體驗。遺傳學教與學所存在的困難,與忽視情感目標的落實不無關系。缺乏科學過程的體驗,科學價值觀則難以真正形成,對基礎知識、基本理論的理解就會限于書本。遺傳學同生物學其他分支學科一樣,全部的知識、理論都是源于對自然界生命現象的觀察假設實驗推論否定再實驗…直至形成結論,這個過程會有新的問題、新的發現,促使科學研究的方法也因此不斷的改進、更新。生物學與其他自然科學不同的是:研究的對象――生命有機體個體間的差異以及環境影響因素多元、多變,因而常常導致研究結論的不確定性(非唯一性)。生物學的知識和理論,闡述的是生命現象的一般規律或趨勢,有時,這種趨勢可能是局部的或僅限于在某種生物類群中出現。所以,教師應該從辯證唯物主義的自然觀、方法論出發,重視遺傳學知識鏈的形成過程和其中蘊涵的科學方法,幫助學生領悟孟德爾在研究遺傳學規律中應用的假說―演繹的方法、測交實驗的預測中運用的演繹推理的方法;體驗薩頓根據基因與染色體行為之間的平行行為推斷基因位于染色體上的類比推理的方法。引導學生在構建遺傳圖解模型的基礎上,運用假說中的推理法,表述親代、子代的基因型、表現型及比例關系;學會對實驗結果分析、解釋,學會在不同的實驗設計下預測實驗可能出現的結果;關注遺傳學中用數學方法解決問題的科學方法,如孟德爾遺傳規律的獲得中運用了統計學的方法對后代的性狀進行統計比較,DNA中遺傳信息的多樣性、性狀分離比的模擬實驗、脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性、遺傳密碼、堿基與氨基酸對應關系、調查人群中的遺傳病等知識中蘊含的數學方法。在學習DNA雙螺旋結構模型的同時,領悟建立模型的方法;運用模型的方法理解遺傳的基本規律,把握其實質,鑒別出基因分離規律模型對于細胞質遺傳及無性生殖過程不適用等。

三、 注重綜合,實現能力目標

篇9

關鍵詞　諾貝爾生理學或醫學獎　諾貝爾化學獎　生物化學　發展史　化學生物學

生物化學是研究生命現象的化學本質的科學。20世紀以來發展尤為迅速，展現出一幅美好的前景，越來越多地吸引著來自生物、化學及物理領域的科學研究者們的注意力，成為一門十分活躍的、人們感興趣的、有發展前途的交叉學科。

從1901年第一屆諾貝爾獎頒發至今，有許多諾貝爾生理學或醫學獎和諾貝爾化學獎得主都是在生物化學領域有突出貢獻的科學家。尤其是20世紀50年代以后，生物領域的所有獲獎成果中，有一半以上與生物化學有關。在諾貝爾化學獎中，也有近三分之一的獲獎成果屬于生物化學領域。事實足以說明生物化學在生命科學中的重要地位和作用，從總體上來看，生物化學的發展大致可分為4個階段(見表1)。

1　生物化學的萌芽

早在史前，人們就已經在生產、生活和醫療等方面積累了許多與生物化學有關的實踐經驗。我們的祖先在公元前22世紀就用谷物釀酒；公元前12世紀就會制醬、制飴；公元前4至3世紀的柏拉圖和亞里士多德對生理學、化學等都非常重視；人們用酸堿中和一類的化學反應解釋人體的機能；晉朝的葛洪已經用海藻治療癭病(甲狀腺腫脹)。公元6世紀，北魏賈思勰記載了在制曲中利用曲的濾液進行釀造，表明對酶的作用已有初步認識；公元7世紀，孫思邈就用車前子、杏仁等中草藥治療腳氣病、用豬肝治療夜盲癥；公元11世紀，北宋沈括有“秋石陰練法”的記載，是一種人尿中提取性激素的古老的生物化學方法；公元16-17世紀的海爾蒙特深信酵素參與維持生命的反應過程，認為酵素是一種潛在的形成能力，它能夠使種子和生命得以產生。人們對生物化學的認識，僅僅局限于生產和醫學實踐中的觀察和應用，尚未對該領域進行深入的、本質的研究分析，僅是化學家或醫療化學家以化學的觀點解釋生命現象，這一時期成為生物化學早期的知識積累階段。

直到18世紀中葉，法國拉瓦錫首次證實了動物身體的發熱是由于體內物質氧化所致，闡明了機體呼吸的化學本質，這是生命科學史上的一個重大發現，也是生物化學發展的一個里程碑。2　生物化學的初期：生理化學階段

18世紀后期到19世紀，生物學已發展為獨立的學科，化學也已經形成比較完整的體系。在這期間，一些有創意的科學工作者把生理問題與化學結合起來，用化學的基本原理解釋生理現象，尤其注重從化學觀點研究植物生理、動物和人體的生理現象，為生物化學的形成做了準備，也使生物化學得以形成成為可能和必然。

19世紀，科學研究者對生命現象開展了比較廣泛的研究，對生命的化學本質的認識有了許多重大進展，為生物化學的形成奠定了基礎。如1810年蓋·呂薩克推導出了酒精發酵的反應式：淀粉一麥芽糖一葡萄糖一酒精。李比希于1842年出版了《生物化學》，他用化學理論闡述了動物生理和人體生理的問題。科學家們先后發現了一些生物體中的重要化學物質。19世紀50年代巴斯德證明了酒精發酵是微生物引起的，排除了發酵自生論。19世紀60年代，德國生理化學家候普·賽勒得到了蛋白質的結晶——血紅蛋白，1877年第一次提出了“生物化學”一詞，將其定義為所有與生物分子有關的一切內容。1894年，費歇爾首先提出酶的專一性及酶作用的“鎖一鑰”學說。由于費歇爾是使生物化學成為獨立學科的最有功勞的人物，因此，費歇爾被人們譽之為“生物化學之父”。這個階段的生物化學，實際是用化學的觀點研究生物的生理問題，取得了不少成果，如對酶的了解、蛋白質和糖元的發現、胃酸的發現、人體與氧氣的關系、維生素的發現、對腺體的初步認識、從激素到胰島素的發現以及抗生素的發現，等等。

這一時期無論是生物學家還是化學家都還沒有從化學的本質上給予生物化學系統的解釋，僅僅是對生物體中的一些重要化學物質及其作用有了一定的認識和研究，僅僅屬于生理化學階段，為19世紀末期形成生物化學這門獨立的學科奠定了堅實的基礎。3　生物化學的誕生

生物化學是一門交叉學科，它運用化學的理論與方法研究生物的化學組成和生命活動中的化學變化。對于生物化學的誕生，主要有2種不同的觀點：

大多數學者認為生物化學是19世紀末期誕生的新學科之一。1897年德國科學家布赫納(1860—1917)證明發酵是由酶的作用引起的催化過程，不需要酵母菌的存在，因此誕生了一個新領域——生物化學。他也因生物化學研究和發現無細胞發酵于1907年獲得諾貝爾化學獎。

另一種觀點認為，1828年維勒用人工方法以無機化合物氰氨酸合成有機化合物尿素，揭示了生物體的反應同樣是遵循物理和化學的規律，標志著生物化學這門交叉學科的誕生。

雖然生物化學的誕生并不是一朝一夕或者某個時刻計然之術，但若非要給生物化學的誕生確定一個具體的時間的話，對于這2種不同的觀點，傾向于第一種觀點的較多，即生物化學作為一門獨立的學科是在19世紀末期，雖然第二種觀點也提出形成的具體時間和標志，大部分研究都表明生物化學作為一門獨立的學科是在19世紀末期。4　生物化學的發展4.1　生物化學的初級發展時期

化學的發展以及化學研究方法的多樣化、綜合化對于確定生物體的化學成分、性質和結構的認識與合成具有推動作用。在生物化學的建立和發展過程中，對蛋白質和核酸的研究成果成為生物化學不斷取得進展的重要標志。此外，在營養學、內分泌學、酶學方面的研究成績也取得非常重要的進展，對生物化學的全面發展和研究揭開了新的思路，又奠定了堅實的基礎，見表2。

4.2　分子生物學：生物化學蓬勃發展時期

篇10

關鍵詞：基因調控網絡；自組織圖聚類；機器學習

中圖分類號：TP274文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)15-20ppp-

The Research Content And Data Analysis Methods On the Gene Regulatory Networks

GUO Zhi-long1,2,JI Zhao-hua1,3,TU Hua-wei1,LIANG Yan-chun1

(1.College of Computer Science and Technology,Jilin University,Changchun 130012,China;2.Dalian Huaxin Software Corporation,DaLian 116000,China; 3.Inner Mongolia Xing'an Vocational and Technical College,Wulanhaote 137400,China)

Abstract:Gene regulatory networks,which reveals the complex phenomena of life from the view of the complex interactions of genes,is very important to understand the functional genomics for researchers.The article focuses on the research content and data analysis methods about gene regulatory networks.

Key words:gene regulatory networks;Self-organizing Map;machine learning

基因調控網絡是計算機科學、數學、信息學向分子生物學滲透形成的交叉點，是運用生物信息學的方法和技術通過數據采集、分析、建模、模擬和推斷等手段研究復雜的基因網絡關系。作為一種系統的、定量的研究方法建立在包括分子生物學，非線性數學和程序算法設計等知識等基礎上，運用生物信息學的方法和技術通過數據采集、分析、建模、模擬和推斷等手段，整合已有的實驗數據和知識，構建生物基因調控網絡，從整體的層次，了解細胞的功能；從整體的角度，闡述基因參與的生物調控過程，在全基因組水平上以系統的、全局的觀點研究生命現象及其本質，是后基因組時代研究的重要內容。

1 基因調控網絡概念

基因調控網絡本質上是一個連續而復雜的動態系統，即復雜的動力系統網絡。

1.1 基因調控網絡的定義

生物體任何細胞的遺傳信息、基因都是同樣的，但同一個基因在不同組織、不同細胞中的表現并不一樣。一個基因的表達既影響其它的基因，又受其它基因的影響，基因之間相互促進、相互抑制，在特定的細胞內和時間下綜合環境等因素這樣的大環境中呈現活化狀態，構成一個復雜的基因調控網絡。

1.2 基因調控網絡的特性:

基因調控網絡是連續的多層次動力系統模型，具有穩定姓、層次性、復雜性、動態性等。

1.2.1 復雜性

生物具有大量的基因，諸多基因組成各個模塊，不同的基因網絡模塊可以在不同層次上發生相互作用，同一個基因可能參與各種不同的分子機理，使得基因網絡有著高度的復雜性。

1.2.2 層次性

基因調控網絡具有一定層次結構，按照調控元件、motif、模塊和整個網絡的四層結構，將各個節點有規律的來接在一起。調控元件分為順式(cis-)和反式(trans-)兩種類型, 分別表示受調控基因的結合位點DNA 序列和結合在該序列上對基因起激活或者抑制作用的轉錄因子。Motif 和模塊都是由基因集合構成的調控模式, 是分析網絡局部特征和網絡構成以及研究調控機理的重要結構。

1.2.3 動態性

生物過程是動態的，用來理解生物過程意義的基因調控網絡自然就動態存在。基因調控網絡是隨著生物過程的動態發生而具有動態的特性，不同條件、不同時間的基因調控網絡是不同的。

1.2.4 穩定性

基因調控網絡的穩定性體現在生物體緩解突變的影響方面，功能上無關基因之間的相互作用可以抵抗系統突變；一個基因在突變中喪失的功能，有另外一個或更多具有相似功能的基因所補償，以減弱該突變對表型造成的影響，保持生物進化中的穩定性。

1.2.5 功能模塊性

基因調控相關的生物功能主要是通過網絡模塊來實現的，有適當尺度下的動力學特征和生物學功能解釋的模塊是由多個motif 構成的，實現相同功能的基因或蛋白質存在拓撲結構上是相關的。

1.3 基因調控網絡研究的目的

通過對基因調控網絡的研究，識別和推斷基因網絡的結構、特性和調控關系，認識復雜的分子調控過程，理解支配基因表達和功能的基本規則，揭示基因表達過程中的信息傳輸規律，清楚整體的框架下研究基因的功能。

2 基因調控網絡研究內容

基因調控網絡的研究是假設兩個基因列譜相似，則這兩個基因協作調控，并可能功能相近，有同樣表達模式的基因可能有同樣的表達過程。基因調控網絡主要在三個水平上進行：DNA水平、轉錄水平、翻譯水平。DNA水平主要是研究基因在空間上的關系影響基因的表達；轉錄水平主要研究代謝或者是信號轉導過程決定轉錄因子濃度的調控過程；翻譯水平主要研究蛋白質翻譯后修飾，從而影響基因產物的活性和種類的過程。基因轉錄調控信息隱藏在基因組序列中，基因表達數據代表基因轉錄調控的結果，是轉錄調控信息的實際體現。

基因調控網絡試圖從DNA微陣列等海量數據中推斷基因之間的調控關系，對某一物種或組織中全部基因的表達關系進行整體性研究。采用帶有反饋回路的基因網絡，首先是按照同步或反同步表達，以及表達強度的變化，系統地識別各基因的特點，再用聚類的方法將各基因歸類，在此基礎上構建基因調控網絡，分析相關控制參數．利用其本身或調節位點或拓撲結構進行不同的研究。

3 基因調控網絡研究數據分析方法