生命现象的定义范文

导语：如何才能写好一篇生命现象的定义，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

【关键词】自主论/还原论/生命现象/解释/遗传信息

【正文】

1．目的性解释或功能解释的方式是概念自主性的逻辑延伸

如果承认生物学理论具有自主性，那么理论自主性的根本在于概念的自主性，即存在所谓不能用物理——化学术语进行描述和定义的概念。生物学理论自主性的另一表现——理论体系的目的性解释或功能解释方式，是概念自主性的逻辑延伸。另一方面，生物学理论中仅存在自主性概念并不必然导致目的性解释或功能解释，例如，孟德尔遗传学、公里化处理后的群体遗传学和进化论的演绎体系(1)，其中所有的概念都没有与物理——化学发生关联，都是自主的，只有在一个体系中，例如，以分子生物学为主体的现代生物学，存在自主性概念的同时，又存在物理——化学的术语和概念，并且，二者都处于解释起点的位置，才必然导致目的性解释或功能解释的理论结构，这种结构成为融合自主性概念与物理——化学概念为一体的方案。就现代分子生物学来说，其中的物理——化学概念所描述的是生命现象中的分子及其行为，而自主性概念所描述和推演的是我们宏观经验的生命现象本身，这二者之间，从概念的构造和体系的建立的过程来说，分属两套逻辑体系，因而它们之间没有逻辑演绎的导出关系(2)，同时，由于生命现象的复杂性（即使假定把它描述成所谓的因果反馈网络是可行的方案），难于形成一个由前者到后者的历史演化的因果决定性的理论描述，剩下来将二者结合在一个理论中的唯一方案就是目的性解释或功能性解释的方式。由此形成的体系中，自主性概念（如遗传信息）处于核心地位，物理——化学的术语和概念（如DNA，蛋白质）是附属的。现代还原论（或称分支论，企图将生物学作为物理科学的一个分支）对生物学理论的目的性解释或功能解释方式的一切责难，以及将其变换为演绎解释方式的企图，如果不首先化解概念的自主性问题，将是徒劳的。

从生物学理论的客观构建过程来说，这些“自主性概念”是直接从生命现象中认定的，因而也是无机世界所没有的。在自主论看来，无论站在什么角度或立场上，“自主性概念”是理论中不可再分解的最基本，最原始的元素，是解说其它现象的起点；而在还原论看来，从物理——化学的立场或从无机界与生命界的关系的角度来看，“自主性概念”是复合的，应由物理——化学的术语和概念复合而成，因而它们就不应是理论中最基本的元素。我们顺着还原论的思路思考下去，还原，就是最终由物理学中的概念逻辑地演绎“自主性概念”的内涵。物理学中所有概念都终究归结为可感知、可操作的三个量纲：质量、空间、时间。物理科学内部的还原都是这种归结：对热质的否定并把热现象归结为能、温度归结为分子的平均动能，从化学到量子力学等等，著名的“熵”，则以热量与温度的关系来表示，在申农创立了信息论之后，人们便千方百计地寻找“信息”与物理学的关系，勉强将其与“熵”联系起来。从有限的意义上说，分子生物学还原了经典遗传学，将基因还原为DNA和“遗传信息”，而“遗传信息”如何进一步归结为物理学的量纲呢？“遗传信息”是一系列生命过程的整体赋予DNA等生物大分子行为以生物学意义的概念，也就是说在解释的逻辑次序上整体在先，元素在后，这是“遗传信息”这一概念的自主性的来源。因此，分子生物学的还原仅是有限意义上的还原，甚至不能说是还原，因为它仅仅是以一个自主性概念（遗传信息）解说了另一个自主性概念（基因），而“遗传信息”已成为现代生物学的研究范式或纲领的核心。因此，现代分子生物学并没有给还原论以支持，而且具有反作用，因为，如果说经典遗传学是一个演绎体系因而在这一点符合还原论的要求，那么分子生物学由于“自主性概念”与物理——化学概念的混合而具有了目的性解释和功能解释框架的特征，这成为生物学理论自主性的表现特征之一。

现代自主论正是从分子生物学的这些自主性特征出发，声明了自己的原则和立场。

2．现代自主论的原则及其本体论基础

从活生生的生命现象中直接认定一些概念，从而它们独立于无机界，有别于物理——化学语言，使建立在这样的概念之上的理论具有自主性，最极端的例子是本世纪初的生理学家杜里舒（H·Driesch）将“活力”概念科学化和理论化，使它成为逻辑解释的起点；孟德尔到摩尔根所构造的经典遗传学中的“基因”，也是直接以生命现象以及从中所获得的数据为根据认定的有别于物理——化学的概念。本世纪六十年代，分子遗传学将“基因”用DNA分子片段代替，使人们一度认为生物学的自主性是一种虚幻的认识，迟早会消失的。但是，并非DNA分子片段唯一地代替了基因，而是DNA分子与“遗传信息”二者一起来解释基因。“遗传信息”又是直接来源于生命现象的概念，仅就这一点来说，分子生物学仍然具有自主性。这是现代生物学自主论的根据。

现代自主论的主要论点是生物学完全有根据形成自主的概念，“自主”意味着不能由物理——化学术语来分解或描述或定义。为了区别于分子生物学诞生之前的生机论或活力论，现代自主论提出以下原则：将生物学能否还原为物理科学与能否用物质原因阐释生命现象严格区分为两个问题。(3)这个原则所要强调的是，物理——化学并不是对物质世界的唯一表述方式，关于生命有机体自身的物质原因的表述（生物学理论）则是另一种关于物质世界的理论表述方式，二者之间不存在逻辑蕴涵或逻辑导出关系。生物学还原为物理科学，其严格意义是以物理——化学的概念和定律来解释生命现象，从而推演生物学理论。仅从概念的层次来说，完全用物理——化学的术语描述或定义生物学概念，已经非常苛刻而至今远未做到。现代自主论“用物质的原因阐释生命现象”则宽松得多，实际上，分子生物学就是这样，以生命大分子组成，再加上遗传信息、复制、转录、翻译以及选择、稳定等诸多生物学独有的自主性概念，成功地阐释了从功能到进化的许多生命现象和活动。这是一个非常实际的原则，既可以摆脱科学史上令人厌恶的“活力”纠缠，又没有象还原论那样自套枷锁。

虽然如此，如果深究这一原则，则存在以下问题：

第一，现代自主论所称的具有自主性的生物学概念的认知来源无疑仍是对生命现象的直接认定，因此，在还原论或分支论那里应该是纯粹的解释对象的生命现象，在此成为认知和解释的起点。至少在这一点上与“活力”概念是相同的；

第二，现代自主论的本意是，生命现象中的物质运动方式为无机界所没有，因而对这些运动方式、关系等可形成独立于或自主于描述无机界物质运动方式的物理——化学的术语、概念乃至规律、理论，作为解说生命现象的前提。这种主张或可与当下的生命现象或“功能生物学”(4)相谐调，但与科学界的一个基本承诺（也是一个从未被证实过的预设）相抵触：生命来自于无机界。这意味着生命现象中的运动方式与无机界的运动方式有—个逻辑与历史相统一的关系，描述它们的理论也应有一个统一的逻辑关系，因而自主性不应该是必然的。

第三，在解释上，“物质的原因”中的“物质”是指生命体组成，主要是生物大分子，因此在现代自主论看来，分子生物学在具有了自主性的同时，又具有了物质性。而具体体现这种主张的分子生物学必然是自主性概念与物理——化学的术语和概念相“混合”的理论，其中，直接以生命现象作为实在性基础的自主性概念占有主导地位，是理论的核心。“遗传信息”规定了未来的蓝图，成为生物大分子所有行为的目的性基础与源泉，(5)它以生物大分子自身的逻辑内涵所没有包容的、因而是外在的东西，来赋予生物大分子行为以生物学意义。这就使得DNA等生物大分子成为遗传信息等概念的附庸，导致了目的性解释或功能解释方式(2)。这实际上仅仅一半是物质的，而另一半却仍旧是“生机”的。这样，与其说是解释生命现象，不如说是在阐释生命形式下的分子及行为。这样的理论之所以被人们接受，其原因之一是人们接受了“生命来自于无机界”这个科学界中最基本的承诺之一，它已成为一种指导思想，给人们带来了希望：迟早有一天我们可以使理论上的从无机到生命的逻辑与历史上的从无机到生命的演化过程统一起来。因此，现代自主论的原则尽管与现代生物学相一致，但是，它却与这样一个重大的承诺不谐调。

第四，由此，我们可以做这样的一个回顾：生机论以从生命现象中认定的概念作为解释的起点，可简略称为“以‘生命’解释生命”；还原论则基于近现代科学精神的要求，以描述无机界的概念为起点来解释生命现象（即“以‘物质’解释生命”）；而现代自主论的原则和主张，在分子生物学的具体体现中，却付出了这样的代价：以自主性概念为核心规范了物理——化学的术语和概念，以此为解释起点，但所解释的并非是生命现象本身，而是分子的行为（尽管是生命形式之下的）——自主性的那部分所解释的是生物大分子的（物质的）行为（即“以‘生命’解释物质”），“物质原因”那部分所解释的也仍是物质，而非生命。

以上几点，既是现代分子生物学理论体系中存在的哲学疑难，又是现代自主论的主张所存在的问题。现代自主论的原则是以现代生物学为其合理性依据的，它之所以坚持这一原则，一方面是由于现代分子生物学的内容的确如此，另一方面又企图把这一原则固定为今后理论生物学构建的指导性原则。这不由得使人想起了二千多年前亚里士多德的技巧，他不满意柏拉图在灵魂（生命）与肉体（物质）之间设置的鸿沟，企图找出生命过程与物理过程的密切联系，同时又要界说生命过程以表明与物理过程的区别，他构造了“形式因”和“目的因”的概念来解决这一问题：一件东西赖以构成的原料或物质并没有告诉我们它是什么，但赋予它以形式或目的，我们就可以根据它能做什么来说明它。

进一步的问题是本体论问题。现代自主论的优势在于现代生物学理论的形态和内容确以一些自主的概念作为理论根基的，但它的本体论基础却不令人信服：“生物学自主性的本体论根据在于生命有机体这种体系中的因果关系是复杂的，其中，生命整体行为对部分的制约是无机界所没有的。”(3)在此，存在着这样的悖论：因果关系是对现代生物学自主性的否定，而这里却以因果关系（尽管是复杂的，但仍是因果关系）作为自主性的本体论基础——前文分析了“一个理论体系中自主性概念与物理——化学概念同存并列作为解释的最基本元素，必然导致目的性解释或功能解释的方式”，它的逆否命题便是“非目的性解释（演绎的或因果关系的）体系不允许两种概念混合并列为解释的起点”，只能由一方还原另一方。那么，理论出现了“自主性”，到底是由于生命现象太复杂、纯粹以无机界为起点因果地或演绎地解释生命现象太困难而采取的权宜之计；还是由于存在着无机界所没有的“制约”，因而生命现象在本体上具有“自主性”（自主于无机界、确切地说自主于物理——化学的运动机制），使生物学也具有了“自主性”？接下来就发生这样的重大问题：本体上的自主性是什么？它与“活力”“生命力”的本质区别是什么？现代自主论可以争辩：生物学理论的自主性并不等同于生命现象具有自主性。但是，“整体对部分的制约”等诸如此类的现象如果在本体上不是自主的，而是与无机界有演化机制的因果关联，又为何不能为物理——化学（包括未来的物理科学）所描述？除非承认“科学的认识方法是有限的和不完备的”以及进一步承认“人的认知能力是极为有限的”这样令人气馁的命题，这又回到了“太困难而采取的权宜之计”上来。

因此，现代还原论固执地坚持以下两点与现代自主论的原则以及生物学理论现实作对：第一，生命必须纯粹地作为解释对象，而不能在解释之先从生命现象中预设某些概念作为解释的起点，如果生物学理论中有这样的概念，则它应被分解为物理——化学的语言；由此，第二，用演绎的解释方式转换由于存在自主性概念而采用的目的性解释或功能解释方式。坚持以上两点，也即将生命现象作为纯粹的解释对象而从无机界来演绎，就意味着用“物质的原因解释生命”与“生物学还原”是同一个问题。由于这种理想主义的固执，还原论所遭遇的困境甚于现代自主论。

3．现代还原论的困境

还原论的致命之处，主要不在于它反对现代自主论的原则，而在于反对现实的生物学理论的形式和内容去追求一种不太切合实际的理想。对生物学理论中的目的性解释和功能解释的诸多责难及演绎还原的要求所依赖的合理性依据——解释预言的检验是经验上可操作的，已随着现代生物学的成功而烟消云散，因为目的性解释或功能解释方式同样在试验上可检验。面对现代生物学的成功，以及还原所难以克服的诸多困难，再加上现代自主论强有力的批判和否定，现代还原论发现，剩下来可依赖的唯一合理性是哲学意义上的依据，即“生命来自于无机界”这一预设性和承诺性命题，我们不应“以‘生命’解释生命”，也不应“以‘生命’解释物质”，合理的“解释矢量”的方向应是“以‘物质’解释生命现象”。在这里，“生命现象”是一个很不具体的抽象概念，实际上可具体为被“约束”或“规范”的物质行为表现和“约束”或“规范”机制本身，这是真正的解释对象，也是理论自主性的实在性基础。因而，对于还原论来说，追究“基因”或“遗传信息”的起源和分子进化机制已成为其最后的坚守阵地，并且，当代自组织理论和超循环理论的盛行，似乎为还原论带来了令人振奋的希望。

迈尔曾将生物学理论划分为功能生物学与进化生物学，(4)在功能生物学中，基因所携带的遗传信息是生物学一切功能和目的的基础和源泉，只要突破这一点，即能够用物理——化学的语言演绎地描述形成遗传信息的分子进化机制，那么，还原论至少在原则上取得了胜利。但是，通过以下分析，这种希望似乎又是水中之月。

前面说过，“自主性概念”之所以“自主”，是由于它直接对应于生命现象或认定“生命的实在”，它反映了生命特有的本质，因此，它作为理论的起点，不必给予也不可能进行物理——化学的描述。还原论否认存在生命的特质，把所谓“自主性概念”或直接来自生命现象的概念看成是“复合性”的，可分解为诸多物理——化学的术语和概念，与此相应的试验上可操作性依据是生物化学对生命有机体的组成还原。但是，组成上的还原虽然可作为生命与无机界密切联系的依据，但也没有否定现代自主论的“用物质的原因解释生命不等于还原”的命题及所坚持的原则。否定“自主性概念”的充分条件不仅仅是把它看成“复合性”的，而且要以物理——化学的术语和概念逻辑地导出它的内涵。如果只满足于组成上的还原，结果只能是以“自主性概念”为核心来赋予生物大分子及其行为以生命意义(2)。与逻辑导出相对应的试验依据不是组成上的分解还原，而是与逻辑导出同向的试验可操作性，说白了，就是由无机要素合成生命，哪怕是最简单的生命现象。例如，对于超循环论来说，就是生物大分子超循环耦合能否在试验条件下发生，这涉及到“生命来自无机界”这一命题由哲学化向具体的科学化的过渡，关系到还原论在科学上能否真正站稳。但是：

第一，由无机到生命，经历了漫长时间，并且，生命的产生和演化是在十分优越的条件下选择了唯一快捷的途径而发生的。以人类的有限生命和历史是否有能力进行这种操作呢？这就象大海里的沙子，原则上是有限的，如果想数清楚有多少粒，则在实践上是一个无限的问题。退一步说，仅理论上的操作，即以物理——化学诸要素，通过在无机背景下取得的参数，进行自组织理论的非线性过程计算，来描述无机与生命之间的逻辑关系，这种非线性理论的计算操作也同样是事实上的无限复杂。这种原则上的有限而实践上的无限，直接冲击还原论的哲学基础：决定论。只有决定论成立，由无机到生命的逻辑演绎方式才是理论上可操作的，才具有进行预测和试验上可操作的价值和意义；决定论的前提又是自然有限论，而无限性就意味着不确定性，也就意味着逻辑演绎的理论之路是不通畅的、实践之路是不可操作的。

第二，自组织理论本身的结论——非线性过程的不可逆性，使这种操作不可能。从无机到生命的历史过程，其中有许多偶然性或随机因素起了决定作用并已作为“信息”储存于生物大分子的结构中。由于偶然性或随机因素的不可重复，使时间不可反演，因而整个过程无法进行重复操作。

第三，自组织理论和超循环论的非线性动力学过程的不确定性，使从无机到生命的演绎过程不可能。在此，应对“因果决定论”与“演绎解释方式”作出区分，一般来说，这二者被合二为一地用来与目的性解释或功能解释方式相对立，但它们之间是有区别的。因果决定论是用来表述定律或原理的方式，而演绎解释的方式是解释体系乃至理论体系的构成框架，即因果决定论形式的定律或原理是作为演绎框架的解释前提而出现的。这就可以提出这样的问题：否定了因果决定论的自组织理论的非线性过程的定律、原理是否可以作为从无机到生命演绎解释框架的解释前提呢？按照还原论解释的要求，如果中间环节有不确定因素，将阻碍这种演绎解释的逻辑通道的畅通。只有解释前提的因果决定论形式才与整体的演绎解释框架相谐调。尽管自组织理论及超循环论这一新物理科学曾经被讨论的热火朝天，由于它在分子自组织领域内就已经在逻辑上不确定了，因而，至今为止它对生物学的影响只限于描述性地说说而已，至多提供一个框架式的思想启示。

4．结语

还原论所遭遇的困境，是由于坚守着理想主义的科学信仰而不顾生物学现实。但是，无论是同情还原论而提出的带有折衷性的整体还原，还是反对还原论的自主论，在其构建生物学理论的建议中，只要还主张保存直接来自于生命现象的术语和概念，并且不可被物理——化学的术语和概念、也即描述无机世界的术语和概念所代替，都是在认识论上允许预先设定生命现象作为解释的起点，从而在本体论上承诺了存在着一种生命特质，也就有违于“从无机到生命的历史走向和逻辑走向相一致”这一基本的科学承诺。

在现代生物学面前，还原论成为固执地坚守理想和信仰的牺牲者而在所不惜，自主论由于切合生物学理论的现实而取得了优势，并以能够指导未来生物学理论的构建为最大的价值所在。但是，笔者认为，一门学科，特别是具有哲学色彩的学科，其意义和价值不应仅仅依赖于其他学科，更不能以其可否“指导”自然科学的发展为其价值标准。逻辑实证主义起始的现代科学哲学的历史已证明这种“指导”是虚妄和徒劳的，科学往往自我发展而不听命于哲学家的“指导”。在这方面，还原论也并不是无可厚非。无论是还原论还是自主论，它们的目的都是企图指导生物学理论按照它们指定的框架来运行，结果使我们处于这样一个悖论之中：如果信守“生命来自无机界”这一命题，则应否定“不能用描述无机界物质运动的概念、规律即物理科学进行还原”；而坚持还原论，则遇到操作上包括不确定性对演绎过程的否定的阻碍。这是否值得我们反思一下过于功利主义倾向的行为，以修正我们对科学的哲学探讨的目的？科学哲学的真正意义和价值在于自身，在于对科学及其与自然的关系的理解，在于它自身体系的建立，这个体系体现了人类的心智对完美的追求和向往。这一点，特别是在一个人欲横流的社会里，是极为可贵和重要的。

【参考文献】

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

(2)郭垒：“生物学自主性与物理科学的理论构建”，《自然辩证法研究》，1995年第3期。

(3)董国安、吕国辉：“生物学自主性与广义还原”，《自然辩证法研究》，1996年第3期。

篇2

“问题提出型”课堂教学是以培养学生提出问题为主的，不同于传统的以学生解决问题为主的“问题解决型”课堂教学。《普通高中生物课程标准（实验）》要求培养学生“通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题”的能力。但在目前的生物学课堂教学中，教师比较注重设置高质量的问题或问题串驱动学生开展探究性教学，而忽视如何引导学生提出问题。现在的课堂一般是教师问得精彩，学生讨论得热烈，圆满地解决了教师提出的问题。其实，教师都明白“提出问题”比“解决问题”更重要，问题的提出是科学的起点，是知识的生长点，是学生主动求知的开端。培养学生“提出问题”的能力能促进学生知识的生成与建构，是培养学生核心科学素养重要内容。“问题解决型”课堂教学形成的原因在于教师不了解问题产生的途径，不清楚学生“提出问题”的能力构成要素，从而影响了教师对课堂教学策略的选择，因而难以开展“问题提出型”课堂教学。

1 问题产生的途径

1.1 解释自然现象过程中与已有认知图式的矛盾

用已有的认知图式解释自然现象的过程中产生的矛盾是思维与现实的碰撞，容易产生问题的火花。例如，由于细胞在高渗环境中失水，在低渗环境中吸水，因此，人们一直认为水分子通过细胞膜是自由扩散的。但在后来的研究中发现细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，磷脂构成了细胞膜的基本支架，而水分子与脂质不溶，理应很难通过脂溶性的磷脂双分子层，这就造成了已有的认知图式（脂双层的细胞膜骨架）难以解释自然现象（水分子易于通过细胞膜）。于是，问题产生了：“水分子究竟是如何通过细胞膜的？”这才有了阿格雷对水通道蛋白的发现。在用已有认知图式解释自然现象的过程中，教师应要求学生有理性分析的思维、实事求是的态度，敢于质疑已有观点，否则问题会被忽视。

1.2 对自然现象与实验实践现象的“寻根问底”

很多科学发现都源于对自然现象的“寻根问底”。科学家对生命现象的探索往往会从三个层面上提出问题：① “是什么”，这是对生物学现象的描述，用来阐明一个生物学事实或描述一个实验结果；② “怎么样”，这是实验操作阶段，通过人为的改变实验条件，预期或证实生物学现象；③ “为什么”，是生物学原理的探索阶段，是对生命本质的思考，科学家通常通过提出假设来解释生物学现象，然后用实验论证解释的正确与否。

例如在“生长素发现”中，科学家通过“什么是向光性”“单侧光怎样引起植物向光弯曲生长”“单侧光为什么会引起植物向光弯曲生长”3个问题阐明了植物的向光性及其原理。然后再进一步通过“生长素是什么”“生长素是怎样促进植物生长的”“为什么生长素能促进植物生长”探索了生长素的作用机理。由此可以看出，“是什么”“怎么样”和“为什么”的3个问题在探索生命现象的过程中可以不断往复循环，推动科学研究不断逼近生命本质。

1.3 从科研文献资料中获取

1.3.1 科研文献资料中陈述的问题

在科研文献资料中遗留着大量未解决的问题。因此，通过阅读前人的研究，可以知道很多未知的东西。例如艾弗里研究了格里菲思的肺炎双球菌活体转化实验，提出了格里菲思未解决的问题――转化因子是什么。生物学文献资料中存在着大量的理论模型与假说，这些往往是问题的来源。

1.3.2 对科研文献资料的归纳和分析

通过对科研文献资料进行列表分析、知识框架图的构建等，可以提出一些有价值的科学问题。如在学习了“自由组合定律”后，分析孟德尔的假设，学生知道，孟德尔阐述的是控制两对相对性状的两对等位基因互不干扰、独立分配时的遗传现象，即意味着这两对等位基因分别位于两对同源染色?w上，且两对等位基因之间不存在相互作用。据此，教师可以引导学生列表分析两对等位基因之间存在各种关系时的遗传情况，从而提出有价值的问题（表1）。

1.3.3 对科研文献资料的质疑

科学问题来自于怀疑精神。对已有的生物学知识和观点的质疑推动着科学不断地在纠错中成长完善。如在对“遗传物质是什么”的探索过程中，在20世纪20年代，基于人们对蛋白质的认识水平，人们认为：蛋白质是遗传物质。到了30年代，开始有少数科学家对此表示怀疑，认为DNA是遗传物质。于是，科学家开始寻找DNA是遗传物质的证据。

1.4 来自于人际间的知识交流

科学问题可以在人际间的知识交流中产生。通过交流，会不断地受到启发，从而提出自己独特的见解。例如科学家在研究了常染色体上的基因的遗传方式后，同样可以受到启发产生问题：“如果这对等位基因在性染色体上，会出现什么样的遗传现象？”

1.5 来自于社会、生活的需求

科学的发现与研究离不开社会的需要，知识是在解决现实生活、生产中的实际问题过程中产生与生长的。例如屠呦呦对疟疾的研究；对酶的研究最初也起源于19世纪50年代法国葡萄酒变酸的问题。

2 影响学生“提出问题”的因素

2.1 学生的动力因素

兴趣和求知欲是学习的心理动机，支配着学生不断提出问题、探索新知、探索真理。高中生对生物学习的兴趣发展大致有四个层面：

① 直觉兴趣，他们对呈现出来的生命现象或生物学实验现象（包括演示实验、模拟实验）充满好奇；

② 操作兴趣，他们会对观察到的生命现象动手操作，用以验证或探究，大部分学生一上实验课就情绪高涨；

③ 因果认识的兴趣，他们不仅仅满足于实验操作，而倾向于对生命现象原因或机理的探索，渴望理解生命本质；

④ 概括认识的兴趣，受个别生命现象的因果联系的启发，去探索其他的生命现象，总结归纳包容性更大的一般性规律。

因此，在生物学教学中，教师要遵循学生兴趣发展的层次来设计教学。首先，教师要从从学生的直接兴趣入手，从认识生命现象本身的兴趣开始，创设真实的生物学情境，激发学生的好奇心；然后，让学生动手操作来体验生物学现象的形成过程，即调动学生的操作兴趣，?T导学生产生探究生命现象形成原因的欲望，也就是因果认识的兴趣；最终，使学生在好奇心和求知欲的驱使下，能够积极主动地提出问题并探求问题的解决。

2.2 学生“提出问题”的能力结构

学生“提出问题”的能力结构主要包括学生的知识结构、认知技能与思维策略三方面。学生的知识结构是“提出问题”的前提。这里的知识结构包括学生已掌握的生物学知识（包括生物学概念、原理、生物学实验知识、生产生活实践知识等）与其他的学科知识。问题来源于学生已有的知识结构与生命现象之间的矛盾，驱动着学生由已知知识向未知知识的探究。丰富的知识能引发学生从不同的角度去分析生命现象，有利于问题的提出。例如“水通道蛋白”的发现中，如果学生利用化学学科相关的知识，分析水分子进出细胞膜的生命现象，就能提出“水分子是如何通过细胞膜”的问题。

认知技能包括观察技能、实验操作技能。生命科学是实验科学，生命本质的探索离不开实验与观察。因此，在生命科学领域中，实验观察是提出问题的最重要、最基本的一种途径。观察和实验技能是最基本的认知技能。

思维策略是对信息进行加工的思维方法，可促使学生通过观察、分析具体的生物学情境，检索并提取已有的知识结构，选择一定的思维方法去思考问题。例如，学生在学完以DNA作为遗传物质的生物体内的遗传信息的传递后，通过列表分析，选择类比的思维，提出“在以RNA作为遗传物质的生物体内遗传信息是如何传递”的问题（表2）。

2.3 学生的情感、态度与价值观

科学源于生产、生活实践，又应用于生产、生活实践。这要求学生关注生活、关注社会、关爱他人。只有这样，学生才具有使命感、社会责任感，才会关注社会生活中的生活学问题。只有具有强烈的使命感和社会责任感，学生才会实事求是，勇于质疑。通过关注困挠人类的疟疾，才有了青蒿素的发现与提取；关注“恶苗病”，才有了赤霉素的发现。

学生“提出问题”的能力是能通过学习活动中培养起来的。因此，教师的课堂组织策略、教学设计、教学策略的选择，及对学生所提问题的评价等都会影响学生“提出问题”的能力的发展。具体关系总结如图1所示。

3 构建“问题提出型”课堂教学的策略

3.1 创设和谐教学氛围，精心保护学生的好奇心

美国心理学家罗克斯认为：“成功的教学依赖于一种真诚的尊重和信任的师生关系，依赖于一种和谐安全的课堂气氛。”因此，在课堂教学的组织策略上，教师必须要创设和谐民主的教学氛围，使学生敢于展现自我。在这种氛围下，学生的好奇心才会被点燃。例如将双缩脲试剂放入蛋白质溶液中呈现紫色，学生会好奇：为什么会呈现紫色？

3.2 强调问题意识，激发学生的提问动机

通过对科学家“提出问题”的历史事件进行教学编辑，让学生了解科学发现始于问题，问题的提出促成了知识的生成与建构，从而使学生树立问题意识，明确提出问题的重要性。例如，科学家在利用噬菌体作为实验材料证明了DNA是遗传物质后，美国学者库兰特对RNA病毒的遗传物质产生了疑问，最终利用烟草花叶病毒的重建实验证明了在RNA病毒中，RNA是遗传物质的论点。又如科学家在揭示酶的化学本质是蛋白质后，切赫和奥特曼产生了疑问：“是不是所有的酶都是蛋白质？”最终通过实验完善了对酶的化学本质的定义。

3.3 关注知识结构的开放性，促使学生问题的生成

“提出问题”的能力与知识结构的合理建构有关。教师习惯于向学生展示封闭式的知识结构体系，这不利于学生问题的生成。在生物学教学中，教师应指导学生将知识系统化和概括化，特别应指导学生建构起有序而开放的知识结构，促使学生提出问题。例如在学习了“生物体中的遗传信息流，克里克归纳出了中心法则，并对其进行了补充”这些内容后，教师可以让学生进一步完善知识结构，如在中心法则的基础上，补充DNA、RNA、蛋白质等的功能，并借鉴克里克对中心法则的补充引导学生提出下列问题：① DNA和RNA均能复制，蛋白质在某些情况下能不能复制？② 蛋白质能调控DNA的复制、RNA的转录和翻译，那么RNA能否调控DNA的复制、RNA的转录与翻译？③ 有些蛋白质和RNA能作为催化剂，有些DNA是否也能起催化作用？这样从而建立起开放型的中心法则的知识结构（图2）。

3.4 注重思维方法的教学，使学生善于“提出问题”

有了良好的学习氛围、强烈的提问动机与有序开放的知识结构后，学生可能仍然提不出问题，仍然无法从已知走向未知，究其原因是没有掌握“提出问题”的思维方法。因此，在生物学教学中渗透“提出问题”的思维方法是极其重要的。“提出问题”的思维方法有很多：逆向思维法、类比联想法、追因索果法、条件改变法、比较归纳法等等。下面就在“提出问题”过程中最普遍的重要思维方法作简单介绍。

3.4.1 逆向思维法

从生物学问题的相反方面进行思考与探索，从而提出问题的一种质疑方法。例如孟德尔研究“分离定律”，研究的是“颗粒遗传”，提出了体细胞中存在的两个等位基因是各自独立、互不混杂的。学完“分离定律”后，教师可以让学生解释自然界中的生命现象：红花与白花杂交，其后代开出粉红色的花。从而诱导学生从分离定律的对立面思考，进而提出问题：如果这对等位基因是相互作用的，可不可以解释这种遗传现象？

3.4.2 类比联想法

通过类比联想也是生物科学研究中常用的“提出问题”的思维方法。它是根据两种事物在某些特征上的相似性，作出相似的假设。例如受“植物是由细胞构成”的启发提出“动物是不是也由细胞构成”的问题；根据噬菌体（DNA病毒）的遗传物质是DNA，提出“烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是不是RNA”的问题。

3.4.3 追因索果法

教师利用学生的好奇心与求知欲，引导学生对生命现象进行“是什么”“怎么样”和“为什么”的提问，从而不断促进学生对生命本质的思考，使学生不断生成和建构认知结构。例如光合作用的发现过程中，科学家是紧紧围绕着以下问题展开研究的：植物生长发育所需要的物质是什么，从哪里来？如果没有光，植物的生长将会怎么样？为什么植物的生长需要光照？……

3.5 合理评价，激励学生提出可以探究的科学问题

教师需要“善待”学生提出的问题，应该对学生敢于提出问题及时给以肯定，强化他们的提问动机。评价问题的三个标准：① 问题提出的知识结构的综合性（单一知识、单一学科知识？多学科知识？）；② 问题的深刻性（属于感知水平？操作水平？指向生命机理？知识或技能应用水平？）；③ 问题表述的明确性与具体性。当然，学生提出问题时采用的思维方法也可以用于评价问题的价值。再让学生对照评价标准进行自评、他评等，使学生学会提出“可以探究的科学问题”！

4 总结

篇3

关键词：初中生物；概念教学；方法探讨

中图分类号：G630 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2013）-09-0249-01

义务教育阶段的生物学课程，在教学内容的安排上采用了重要概念螺旋式发展的思路和编排方式。初中阶段建立的生物学概念不是一蹴而就，而是为后续的学习打下基础，以便在下一个学段进行更深入的学习，由于考虑了学生年龄的特征，初中阶段的重要概念陈述并不是十分严谨或完美无缺，但要表述出概念的实质，并准确无误。因此，教师在教学中要重视概念的教学，注意下工夫来帮助学生建立和理解生物学概念。

概念是对事物的抽象或概括，对学生认识世界、了解事物的本质或规律有重要的帮助。义务教育生物学课程所涵盖的知识可以划分为生物学事实、概念和原理，生物学概念是生物学课程内容的基本组成，也是教与学的重点。对于学习者来说，建立、理解和使用生物学概念是他们生物学素养水平的指标之一。我们在诸多生物学概念中还可以找到生物学重要概念（或核心概念），生物学重要概念是处于生物学中心位置，包括了对生命现象、规律、理论等的理解和解释，是生物学科知识的主干部分，对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。生物学概念通常包括三个要素：概念名词（或概念术语）、概念的内涵和概念的外延。其中概念名词或术语是对概念的指代，概念的内涵揭示了概念的本质属性和特点。说到生物学概念，我们立即会想到“生态系统”“呼吸作用”“遗传”等生物术语所指代的概念。而实际上，在课堂教学中，教师可以使用术语来传递生物学的概念，如“光合作用”；也可以用描述概念内涵的方式来传递概念，如“绿色植物能利用太阳能（光能），把二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物，同时释放氧气”。教师在教学中需要注意的是，学生在尚未了解概念内涵的情况下，教师使用术语来传递概念是困难和无效的。在教学中教师要通过教学活动帮助学生理解概念的内涵，当学生建立、理解了概念之后，再鼓励他们使用相应的术语进行交流。

有些人认为概念是用定义来描述的，定义就是概念。在生物教学中，许多定义并不是概念内涵的全部，所以不管是“科学探究”，还是“生态系统”这样的概念，仅仅靠一个定义往往是不能包含一个概念的全部内涵，教师不要过早的满足于学生对一个定义的记忆和背诵，虽然学生对定义的背诵和记忆在考试中有可能取得满意的分数，但当学生面对问题的时候其作用却是十分有限的。那么，在教学中如何帮助学生建立和理解生物学概念呢？

一、围绕生物学重要概念来组织并开展教学活动，所有的教学活动都应该帮助学生建立和理解概念

教师在设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕重要概念展开，依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式，在有限的课题内用尽可能多的课时和尽可能多的教学活动用于帮助学生建立重要的生物学概念。不管教师采用什么教学方式或策略，如讲解、演示、讨论、模拟、探究、动手等，都应该是帮助学生理解和建立相关的概念。

二、在教学中，为了帮助学生形成正确的生物学概念

教师一方面需要向学生提供各种丰富的有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑，帮助学生形成概念完成从感性认识到理性认识的过程和转变。另一方面，教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些零散的生物学事实，而是要通过对事实的抽象和概括，建立生物学概念。教学中，呈现生物学事实的途径可以是老师的讲述、演示教材中的图片或数据以及视频提供的生命现象或过程，也可以安排学生动手实验，用直接或间接的证据和事实帮助学生建立抽象的概念。

三、当学生建立起一系列相关概念后，教师要帮助学生建立有意义的知识框架

而这个知识框架中的基础和主要知识点就是重要的生物学概念，使得包括重要事实在内的细节知识都在这个框架中有合理的位置，便于记忆和检索。

四、在理解的基础上积极的应用概念去解决与这个生物学概念相关的现实问题

在理解的基础上积极的应用概念去解决与这个生物学概念相关的现实问题，不仅能提高学生去掌握概念的积极性和主动性，还能进一步加强和巩固对概念的理解。

五、重视生物学概念，强调学生对概念的理解和建立时，教学评价工作要密切配合

篇4

1 教学中适时补充概念

由于地区差异性，本地区生物未被列入中考考试范围，所以刚升入高中的学生，生物学基础普遍比较薄弱，再加上高中生物与初中生物在内容上不够衔接，在高中生物教学中常会出现概念脱节现象。如在学习高中《生物》（必修）第一册第二章《生命活动的基本单位――细胞》时，教材未介绍“原生质”这一基本概念，而该概念在一些初中生物教材中也未涉及。笔者认为教师在教学过程中应根据实际情况加以补充，帮助学生衔接初中生物知识，并为后续课程学习排除障碍。又如，在学习“被子植物有性生殖过程”时，教材上并未着重介绍“被子植物生殖器官的结构”，而此内容是初中生物中的重点知识。考虑学情，此时教师仍十分有必要补充该内容，形成概念，完善学生的认知结构。

2 教学中修改概念

教材在介绍某一生物学规律（概念）时，有时为了保持教材本身前后内容的照应，而将某些规律（概念）归纳成了在前述某个内容限制下的规律，忽略了规律之外仍存在的可能情况。如教材在讲述“基因分离定律实质”时，由于前述内容是以杂合子为例来展开介绍的，所以后面是这样概括总结其实质的：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。从该概念上看，“基因分离定律”好像只是适用于“杂合子的细胞”、“位于一对同源染色体上的等位基因”的情况，产生误解。实则不然，“基因分离定律”对于“纯合子的细胞”、“位于一对同源染色体上的相同基因”也是适用的。所以在教学中，为避免学生认识的偏差，也应该对“基因分离定律”进行修改：在细胞中，位于一对同源染色体上的基因……同样，“基因的自由组合定律实质”内容也存在着类似现象，教学中可进行相同形式的修改。强化学生对规律、概念认识的全面、准确，避免认知上的偏差。

3 教学中扩充概念

教材在介绍某些生物学规律（概念）时，考虑到自然状态下的生命现象与高科技生物技术参与下的人工生命现象的区别，保证生物学规律的纯生物（自然）性，而将某一生命规律（概念）添加了限制语，缩小了概念的外延，但是这样有时会影响学生对生物学规律（概念）的全面认识。教师在实际教学中应充分考虑考试大纲要求及该概念同生活实际结合的紧密程度，加以适当的扩充。如教材在讲述“基因重组”概念时提到：基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同生物性状基因的重新组合。这样“基因重组”概念当然就包括两方面内容了：一方面，减数第一次分裂时发生的基因的自由组合；另一方面，减数第一次分裂发生在联会时期的交叉互换。但教材接下来又介绍了“重组DNA技术”这一与有性生殖无关的高科技生物技术，就其本质而言，“重组DNA技术”仍应属于“基因重组”内容。教师在教学中就应将此“重组DNA技术”作为“基因重组”的另外一种情况（与有性生殖无关）。这样就保证了学生对生命规律认识上的完整性，而且有利于生物学知识的系统性。

4 划分句子成分，强化学生对概念的认识

教材中对概念的表述，语言都具有简练、明确、严谨的特点，而且表意也十分准确、完整，确定概念的范畴严格。根据这些特点，教师在教学中应着重分析概念的语句，使学生明确概念的内涵和外延，为正确使用概念，准确进行推理判断奠定基础。笔者在教学过程中采取了划分句子成分的方法来解析概念。如对教材上“二倍体”、“三倍体”、“多倍体”和“单倍体”概念的句子成分划分如下：（由受精卵发育成的个体），（体细胞中含有两个染色体组的）个体，叫做二倍体；（由受精卵发育成的个体），（体细胞中含有三个染色体组的）个体，叫做三倍体；（由受精卵发育成的个体），（体细胞中含有多个染色体组的）个体，叫做多倍体；（体细胞中含有本物种配子染色体数目的）个体，叫做单倍体。

划分出句子的主、谓、宾、定、状成分，可突显出定语和状语在概念语句中的修饰、限制作用，也就是该概念必须满足的条件。主语、谓语和宾语是概念语句中的最基本成分，其中主语也是对概念修饰、限制的最后一道关卡。经过这样的句子成分划分，学生可以彻底明确概念、理解概念，扫清判断推理上的障碍，更重要的是掌握概念的学习方法，学会学习。

5 进行相似概念对比，牢固掌握概念本质

生物学中有许多相似概念，极易产生混淆，给学生的学习带来困难。教师在进行概念讲述时需要进行相似概念的对比，帮助学生弄清它们之间的联系和差异。如笔者在讲述“染色体结构变异”第四种情况：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上时，引导学生回答“交叉互换”与该处的“移接”是否相同？并进而对比如下：

篇5

世界上崇尚水、火等自然现象的民族和宗教颇多；崇尚空间和时间的宗教唯有中国‘‘五斗’’道教。空时的别称为‘‘天地’’，中国人供奉的“天地君亲师’’，不仅有社会，自然的含意，还有极浓的科技内涵。

就养身而论，多年来炼功者和销售营养品的商家们，常把炼身、强身和养身混为一谈。身体和生命尽管两者密不可分，但是两者不是一回事。很多营养品，强了身并未延寿，高脂、高糖、高血压还加速了死亡。高营养的高脂肪，高蛋白使得少儿肥胖病狂增；亚健康的人占成人总数的80%. 近三十年来，我们参加了生命现象和人体潜能的研究，特作如下的论述，请多斧正。

一 大脑――心血系统是生命的关键器官

为了论述方便，上述系统称血脑系统，与当今电脑系统相比较，当血脑系统不能正常运行时，生命受到极大的威胁，养生问题就转到保养“血脑系统”的问题上。

现代生理学、解剖学、医学、生命电子学、物态转化论、人体场科学充分证明了心血系统是供应全身器官的主要能源，大脑系统一旦缺少新鲜的血液供给，就会失常导致死亡，生命就会终止。正如电脑系统，如果电能供应不正常或终断，电脑就不能正常工作或随之终断。反过来讲，如果大脑中枢失常或死亡，现多再好的血也不能让人起死回生。同样，电脑的中心控制器失常或损坏，再多再好的电能也无法使电脑正常工作。

二 精神虚的生命转化现象

历史上道家养生理论、方法甚多，最典型的要算“炼精化，炼化神、让神还虚、论虚合道”的生命转化现象。“炼”“化”指物态转化，“精”指尚未消化的精细物。“”指经消化后经肠吸收送往各组织器官的营养物其中：有固粒态、液态、气态。道门的专用字“”，其意是：任何物经高温大烤后均转化成肉眼看不见的东西“无”。 “神”指各组织器官新陈代谢后散发辐射出的小于基本粒子的各类神奇场物如：静电场、静磁场、电磁场、人体场、引力场、未知物场等等。

早期人们认识场物的能量是连续的，后来发现场物同基本粒子交换能量确是间接的。因为电子跃迁的时间很短，目前很难观测，能够观测到的是电子跃居到某相对稳定的状态，由于各稳态的对应能量是相对间断的，因而跃迁的能量就出现了一份一份间断量。德国物理学家普朗克林定义为“能量子”，光波的交换“份量”称光量子。

三 神仙之道难致，养生之术易崇

唐朝皇帝御封孙思邈为“孙真人”，“真人”是道门的最高散仙称誉。如太乙真人似为神仙。 孙真人告戒后人，神仙之道难致，长生之术为崇的科学论断。他的方药多出自“食疗”，长寿之道显而易见，例如川芎，本是民间养生野菜，能通气、运气、疏经活血，对心血系统病有明显的疗效，对老年血脑系统病疗效也很显著。把野生的变为家种的，川芎是体内的治病药物载体，对老年长寿，从食疗到药疗，为大众所推崇。 应在类似范长生幽静的“长生宫”环境中生活，天空有古楠木上的白鹤栖息，树下有梅花鹿陪伴，小溪中、水塘里有鱼虾漫游。到处百花齐放、鸟语花香。

加上彭椿仙道长力主的“道在养生”。长寿之谜，在于空气新鲜，在无污染的大自然中科学地、适当的劳动，力所能及的种菜、种树、养花、种草、种茶、植桑、养蚕。琴棋书画、吹拉弹唱，说说笑笑、蹦蹦跳跳，心情无杂念，注重休息、营养，长寿不成问题。

四 疏通经络的长寿法

人们承认生理解剖组织的动静脉血管，是因为血管看得见摸得着。血管中的新鲜血液能输送新鲜氧气和其它多种营养物，能维持生命各组织系统的新陈代谢。而经络不是生理解剖组织，即看不见又摸不着，经络究竟输送那些营养物也一无所知，故以西医学为代表的理论全盘否定经络的存在。这也难怪，西方医学建立在生理解剖学的基础上，找不到生理器官就全盘否定。当今心理学特别是超心理学（美国称亚心理学）问世后，证明生命现象不仅由分子层次的营养物维持，还有由小于分子层次的场物营养维持。所谓天人合一，是指人生活在分子原子和各类场物的大包围中。体内的场物大都沿经络运行，主干成竖行，与植物茎相似，古人炼功时察觉后，命名为“经”。经的周围，分存着丝一般的各个方向四通八达的微小等效传输线，古人形象地称为“络”。

经和络本是针对场物和气物运行的简单比喻，即形象，又实用。不仅千百年来的针灸、按摩、推拿、拍打、理气应用经络传输场物和气物。炼功、体操、拳术等也用经络传输场物和气物。新研制出的高灵敏度热像仪系统，可以演示经络分布。经络的电效就、磁效应、声效应、生理的酸、麻、胀、痛、热、呕、昏、痒效应为人们所知。

多年来兴起的炼气功、炼特功，实际上是让人进入一种静虚状态，创造出勾通经络能够传输的条件，条件满足了竖向的“经”，各方向的“络”就会担任场物和气特的传输系统。一旦炼功有成，代表意念的脑物场可以调控，场物和气物就能治经络运行，生命的潜能就会有所发挥。一旦场物和气物受阻会产生明显的痛感。所谓通者不痛，痛者不通。根据场物和气物阻滞病区，查病治病顺理成章。不知者神奇得称气功和特异功能，实是人们不明人体潜能。 疏通经络，查病、治病、有利于身体健康长寿。不吃药、不打针，能治疗很多疾病。药钱少，无后遗症是好事，是全民健身的好办法，值得推广。

五 信息观音法

现代科技领域有“新三论”的说法，新三论中有信息论、控制论、系统论。其中信息论深入人心，大家公认21世纪是信息时代。 古代中国人的信息概念就是“音”，某人“音”信渺无；找个知“音”朋友；福“音”堂；观“音”菩萨等等。音是信息，观音是观察认识、捕捉、收集、接收信息之意。观世音是接收人世间的多种信息.“菩萨”一词源于印度梵文直读，其意是“超感觉者”。“观世音菩萨”的科学全意是：能接收人世间多种信息的超感觉者。

篇6

今天是我升入初中以来第一天正式上课，今天生物课上老师讲解的关于生物的知识令我大开眼界，再翻翻课本后面的章节——《生物圈是所有生物的家》和《细胞核是遗传信息库》，只从标题上就深深吸引了我。

老师在课堂上给我们讲解了生物的定义（有生命现象的物体）及生物的特征（进行呼吸、获得氧气、排出二氧化碳，需要营养，生长和繁殖，生物对外界刺激都有反应——应刺激，排除废物和新陈代谢）等，这些知识仿佛是一件储存大量信息的百宝囊，里面总有倒不完的惊喜和新奇。我贪婪地汲取着课堂上老师讲解的每一个新知识，真的感到45分钟不够用呢。

老师还给我们讲解了生物的种类大约有200万种。其中植物40万种，动物150万种（其中昆虫最多，达100多万），微生物10万种，想想这么多的生物共同生活在宇宙空间里，这个大家庭的人员可谓众多啊！再想想自己知道的、看到的才不过几十种，与上百万种相比，真有点井底之蛙的味道了。

课本上还提到了含羞草受到碰触时，展开的叶片会合拢这种对刺激的反应。记得我在《百科全书》上看过，含羞草身上长有一个液体袋囊，里面充满了液体，当你触碰它的叶子时，袋囊里的液体就会向上流动，叶子就自动合拢了，今天才明白这种现象是生物的应刺激特征呀。

晚上与妈妈一起做老师布置的作业题：通过阅读小资料与家长一起讨论珊瑚石生物还是非生物？珊瑚虫为什么一般生长在温暖的浅水区？在我家的鱼缸里就有妈妈同事送给的一小块白珊瑚，本以为这道题难不倒妈妈，没想到我读完题问妈妈时，妈妈竟然脱口而出“珊瑚是生物，它长期生活在海水里；它喜欢温暖的浅水是因为它离不开藻类。”，哎，妈妈的答案全错了，（妈妈也有知识盲点）。资料中明白写着“珊瑚虫一代代死去，而它们分泌的外壳却年深日久地堆积在一起，慢慢形成了千姿百态的珊瑚，进而形成珊瑚礁”和“珊瑚虫与藻类植物生活在一起，同时给珊瑚虫提供氧气。藻类植物需要阳光和温暖的环境才能生存，珊瑚堆积的越高，越有利于藻类植物的生存”等等，这明摆着珊瑚不是生物，而是生物的尸体或外壳；珊瑚喜欢生长在温暖的浅水区是因为它和藻类植物互为利用，看着妈妈的滑稽样，我真想笑出声来。

我想我会喜欢上生物这门课程的，我真想一下子全部学会生物的奥妙，好好研究一下我的小乌龟、鱼缸里的小鱼小草们，还有我家种植的花草们，你们可要等着我（小懒口述，妈妈录入）。

篇7

1中国文化、中国哲学对中医学的影响

中国长期处于农耕社会，人们的生活离不开土地，知识大都来自直接的感受和领悟。中国的哲学家们将直接认识的东西视为哲学思维的出发点，在一个连续审视过程之中，认识的主体和认识的客体还是浑然一体的，因此中国哲学家的语言往往只作提示而并不明确。中国哲学注重“天人合一”，也就是“形神合一”，这与西方哲学所强调“天人二分”是不同的。儒家主流观点认为天人合一表现为“天人相通”，道家认为道生万物，人应该法道于自然，追求“人法地，地法天，天法道，道法自然”，人与自然的和谐统一的境界。在中国哲学里，主体与客体是一体的，所以中国哲学的语言不是很明晰，它们不表示任何演绎推理的概念。中医学建立在中国传统哲学基础上，没有从自然哲学的母体中独立出来，从而带有传统文化烙印和浓厚的思辨色彩。中医学从诞生开始便具有“人文科学”和“自然科学”的双重属性。西医在古代也曾包容在自然哲学母体之中，随着解剖和实验方法在医学中的应用，西医学逐渐从自然哲学和文化母体中分化出来，走上了独立发展的道路。哲学之于医学的作用在于方向性的指导，而不应做具体细节的规定。但是，由于中医学与中国古代哲学的关系太过密切，导致了中医学中的许多规定是为了迁就哲学而做出的，已经偏离了客观实际。中医学不但将中国古代的精气、阴阳和五行等哲学知识作为理论构建的指导思想，而且直接参与该理论的形成，将这些哲学中的概念、原理、思维方法用于解释各种生命现象，直接将这些哲学中的基本概念、基本原理移植于所构建的医学理论之中，渗透于中医学的所有领域和各个知识层面，与相关的中医学知识融合为一体，成为中医学理论体系中不可分割的重要组成部分。中医学的认识方式和表述有其特殊性，中医学的研究对象包含着主体因素，是从认识主体与客体关系的角度来描述和定义对象的。在唯科学主义者眼里，观察对象是不依赖于主体而独立存在的，在观察过程中必须排除主体对客体的作用和影响。中医学认识对象的时候，不同程度地打上了医者的主观烙印。“象”是中医观察和研究的主要对象，如面象、舌象、脉象等，不同于西医学与主体无关的脏器，中医的“象”是从医生体验的角度来界定的。“体验”和“感悟”是中医思维中重要特征，古代医家均强调“心悟”、“心法”等直觉体验。“医者，意也”，深刻反映了中医的思维特点。中医认识事物的过程实际上是对事物规律性的抽象过程，包含着医生自身的某些素质，如经验、理性认识能力甚至情感因素等内容。总而言之，中医学在观察过程中，过多地渗透了主体的因素。但是，归根到底，这种表述方式是对患者疾病信息的反映，是一种唯物的观点。我们不应该因为其语言表述上带有主观色彩就断然否定其理论的客观本质，就对其科学性产生怀疑。系统化的中医理论是古代医家在当时丰富实践经验的基础上，吸取了当时哲学、思维科学、天文、地理、气象、物候等诸多学科的先进成果，对当时临床实践的一次大的理论总结。它的形成与发展由始至终都贯穿着实践的作用。中医学形成于实践，又在实践中得到继承和发展，从而形成了现在比较系统的中医理论体系。中医的奠基之作《黄帝内经》便体现了这一点。《黄帝内经》的形成，并不是单纯靠人们的想象，而是以实践为基础构建起来的医学理论。通过实践，发现并确定了人体主要生命体征，如心搏、呼吸及神等;通过实践，揭示生命奥秘;通过实践，探求治病规律及方法。

2西方文化、西方哲学对西医学的影响

古希腊是西方哲学的发源地，以商业为其经济基础，希腊爱琴海地区，航海条件优越。数学和数理运算成为商业往来的核算工具，商人强调独立自主的能力和创新的精神。因而西方的世界观强调不依附于他人，追求自我价值的实现，注重理性思维，借助于逻辑推理的形式来把握世界。西方哲学认为“心物二分”，强调主体和个体的独立性和二元性，笛卡尔哲学提出精神界和物质界是2个平等而又彼此独立的世界，认为精神界和物质界是可以分割开来的。黑格尔说过思维和存在的对立是近代哲学的出发点。这一理论推广而来，西方哲学将主体和客体对立开来，形成身心、主客的理念，坚信人是世界的最高力量，个体的发展是最终的目的。与东方哲学相反，西方哲学强调人定胜天或控制自然。西医学深受西方哲学影响，其实验充分运用了理化、数学的方法，重视逻辑推理和分析证明。而对于人体的认识，从系统、器官、组织的研究逐步深入细胞、分子、基因等细微结构，同时对各种结构都有其理化性质的描述和精确定量的数学刻划。天人合一的思维方式注重体验、直觉和悟性，这种思维方式是立体的、混沌的、意象的和体验的。天人二分则是以理性的方式、明确的概念和严密的逻辑来探究客观事物中的本质规律，因此这种思维是“线性的”、“量化的”、“严密的”和“理性的”。虽然西医理论的构建过程也是在其哲学思想支配下完成的，但是就西医学理论的构建而言，哲学仅仅作为指导思想，指引着医学科学家沿着正确的轨道，完成其科学研究，构建其相关理论。哲学的概念及原理不直接参与西医学理论的构建，更不会将相关的哲学概念及其理论作为医学理论的组成部分。

篇8

一、 夯实基础,落实知识目标

遗传学知识理论性强,涉及的概念比较多,对中学生而言,这些抽象的概念不容易理解。课程目标中有关遗传学内容的知识目标实现不尽如人意,学生对遗传学基本概念和原理的理解比较普遍地存在:(1) 不准确、不透彻;(2) 不会正确地表达。在高考测量中,这两种情况是很难区分的。所以,在课程目标的实现过程中,教师应重视遗传学基本知识、基本理论,引导学生构建遗传学基本知识体系框架,通过逻辑递进和知识脉络理解,组合遗传学的基本概念,强化基础知识和理论的实际运用、综合运用。有效地学习策略是:(1) 帮助学生提高生物学的学科素养,结合遗传学发展史,认识遗传学基本理论的形成;(2) 引导学生逐一理清遗传学各个知识点,以及相互之间的联系;(3) 解析各知识点的构成要素和含义,理顺遗传学的知识脉络;(4) 按照各知识点的目标层次,进行材料阅读、关键词辨别、逻辑推演、科学表述的能力训练。综观自然学科的发展里程,基础知识、基本理论是学科建立和形成的基石。以遗传学的基本定律、基本理论为辐射中心,建构遗传学知识网络,理清各部分内容的内在联系,达到深入理解和融会贯通,并形成一定的应变能力,在分析、解决问题时才能做到游刃有余。

二、 领悟方法,养成科学精神

对于科学素养的定义,国内多数学者认同的是:了解并能够进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学概念的理解和掌握可以通过课堂教学实现,科学过程则需要经历实验、实践得到体验。遗传学教与学所存在的困难,与忽视情感目标的落实不无关系。缺乏科学过程的体验,科学价值观则难以真正形成,对基础知识、基本理论的理解就会限于书本。遗传学同生物学其他分支学科一样,全部的知识、理论都是源于对自然界生命现象的观察假设实验推论否定再实验…直至形成结论,这个过程会有新的问题、新的发现,促使科学研究的方法也因此不断的改进、更新。生物学与其他自然科学不同的是:研究的对象――生命有机体个体间的差异以及环境影响因素多元、多变,因而常常导致研究结论的不确定性(非唯一性)。生物学的知识和理论,阐述的是生命现象的一般规律或趋势,有时,这种趋势可能是局部的或仅限于在某种生物类群中出现。所以,教师应该从辩证唯物主义的自然观、方法论出发,重视遗传学知识链的形成过程和其中蕴涵的科学方法,帮助学生领悟孟德尔在研究遗传学规律中应用的假说―演绎的方法、测交实验的预测中运用的演绎推理的方法;体验萨顿根据基因与染色体行为之间的平行行为推断基因位于染色体上的类比推理的方法。引导学生在构建遗传图解模型的基础上,运用假说中的推理法,表述亲代、子代的基因型、表现型及比例关系;学会对实验结果分析、解释,学会在不同的实验设计下预测实验可能出现的结果;关注遗传学中用数学方法解决问题的科学方法,如孟德尔遗传规律的获得中运用了统计学的方法对后代的性状进行统计比较,DNA中遗传信息的多样性、性状分离比的模拟实验、脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性、遗传密码、碱基与氨基酸对应关系、调查人群中的遗传病等知识中蕴含的数学方法。在学习DNA双螺旋结构模型的同时,领悟建立模型的方法;运用模型的方法理解遗传的基本规律,把握其实质,鉴别出基因分离规律模型对于细胞质遗传及无性生殖过程不适用等。

三、 注重综合,实现能力目标

篇9

关键词　诺贝尔生理学或医学奖　诺贝尔化学奖　生物化学　发展史　化学生物学

生物化学是研究生命现象的化学本质的科学。20世纪以来发展尤为迅速，展现出一幅美好的前景，越来越多地吸引着来自生物、化学及物理领域的科学研究者们的注意力，成为一门十分活跃的、人们感兴趣的、有发展前途的交叉学科。

从1901年第一届诺贝尔奖颁发至今，有许多诺贝尔生理学或医学奖和诺贝尔化学奖得主都是在生物化学领域有突出贡献的科学家。尤其是20世纪50年代以后，生物领域的所有获奖成果中，有一半以上与生物化学有关。在诺贝尔化学奖中，也有近三分之一的获奖成果属于生物化学领域。事实足以说明生物化学在生命科学中的重要地位和作用，从总体上来看，生物化学的发展大致可分为4个阶段(见表1)。

1　生物化学的萌芽

早在史前，人们就已经在生产、生活和医疗等方面积累了许多与生物化学有关的实践经验。我们的祖先在公元前22世纪就用谷物酿酒；公元前12世纪就会制酱、制饴；公元前4至3世纪的柏拉图和亚里士多德对生理学、化学等都非常重视；人们用酸碱中和一类的化学反应解释人体的机能；晋朝的葛洪已经用海藻治疗瘿病(甲状腺肿胀)。公元6世纪，北魏贾思勰记载了在制曲中利用曲的滤液进行酿造，表明对酶的作用已有初步认识；公元7世纪，孙思邈就用车前子、杏仁等中草药治疗脚气病、用猪肝治疗夜盲症；公元11世纪，北宋沈括有“秋石阴练法”的记载，是一种人尿中提取性激素的古老的生物化学方法；公元16-17世纪的海尔蒙特深信酵素参与维持生命的反应过程，认为酵素是一种潜在的形成能力，它能够使种子和生命得以产生。人们对生物化学的认识，仅仅局限于生产和医学实践中的观察和应用，尚未对该领域进行深入的、本质的研究分析，仅是化学家或医疗化学家以化学的观点解释生命现象，这一时期成为生物化学早期的知识积累阶段。

直到18世纪中叶，法国拉瓦锡首次证实了动物身体的发热是由于体内物质氧化所致，阐明了机体呼吸的化学本质，这是生命科学史上的一个重大发现，也是生物化学发展的一个里程碑。2　生物化学的初期：生理化学阶段

18世纪后期到19世纪，生物学已发展为独立的学科，化学也已经形成比较完整的体系。在这期间，一些有创意的科学工作者把生理问题与化学结合起来，用化学的基本原理解释生理现象，尤其注重从化学观点研究植物生理、动物和人体的生理现象，为生物化学的形成做了准备，也使生物化学得以形成成为可能和必然。

19世纪，科学研究者对生命现象开展了比较广泛的研究，对生命的化学本质的认识有了许多重大进展，为生物化学的形成奠定了基础。如1810年盖·吕萨克推导出了酒精发酵的反应式：淀粉一麦芽糖一葡萄糖一酒精。李比希于1842年出版了《生物化学》，他用化学理论阐述了动物生理和人体生理的问题。科学家们先后发现了一些生物体中的重要化学物质。19世纪50年代巴斯德证明了酒精发酵是微生物引起的，排除了发酵自生论。19世纪60年代，德国生理化学家候普·赛勒得到了蛋白质的结晶——血红蛋白，1877年第一次提出了“生物化学”一词，将其定义为所有与生物分子有关的一切内容。1894年，费歇尔首先提出酶的专一性及酶作用的“锁一钥”学说。由于费歇尔是使生物化学成为独立学科的最有功劳的人物，因此，费歇尔被人们誉之为“生物化学之父”。这个阶段的生物化学，实际是用化学的观点研究生物的生理问题，取得了不少成果，如对酶的了解、蛋白质和糖元的发现、胃酸的发现、人体与氧气的关系、维生素的发现、对腺体的初步认识、从激素到胰岛素的发现以及抗生素的发现，等等。

这一时期无论是生物学家还是化学家都还没有从化学的本质上给予生物化学系统的解释，仅仅是对生物体中的一些重要化学物质及其作用有了一定的认识和研究，仅仅属于生理化学阶段，为19世纪末期形成生物化学这门独立的学科奠定了坚实的基础。3　生物化学的诞生

生物化学是一门交叉学科，它运用化学的理论与方法研究生物的化学组成和生命活动中的化学变化。对于生物化学的诞生，主要有2种不同的观点：

大多数学者认为生物化学是19世纪末期诞生的新学科之一。1897年德国科学家布赫纳(1860—1917)证明发酵是由酶的作用引起的催化过程，不需要酵母菌的存在，因此诞生了一个新领域——生物化学。他也因生物化学研究和发现无细胞发酵于1907年获得诺贝尔化学奖。

另一种观点认为，1828年维勒用人工方法以无机化合物氰氨酸合成有机化合物尿素，揭示了生物体的反应同样是遵循物理和化学的规律，标志着生物化学这门交叉学科的诞生。

虽然生物化学的诞生并不是一朝一夕或者某个时刻计然之术，但若非要给生物化学的诞生确定一个具体的时间的话，对于这2种不同的观点，倾向于第一种观点的较多，即生物化学作为一门独立的学科是在19世纪末期，虽然第二种观点也提出形成的具体时间和标志，大部分研究都表明生物化学作为一门独立的学科是在19世纪末期。4　生物化学的发展4.1　生物化学的初级发展时期

化学的发展以及化学研究方法的多样化、综合化对于确定生物体的化学成分、性质和结构的认识与合成具有推动作用。在生物化学的建立和发展过程中，对蛋白质和核酸的研究成果成为生物化学不断取得进展的重要标志。此外，在营养学、内分泌学、酶学方面的研究成绩也取得非常重要的进展，对生物化学的全面发展和研究揭开了新的思路，又奠定了坚实的基础，见表2。

4.2　分子生物学：生物化学蓬勃发展时期

篇10

关键词：基因调控网络；自组织图聚类；机器学习

中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：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

基因调控网络是计算机科学、数学、信息学向分子生物学渗透形成的交叉点，是运用生物信息学的方法和技术通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段研究复杂的基因网络关系。作为一种系统的、定量的研究方法建立在包括分子生物学，非线性数学和程序算法设计等知识等基础上，运用生物信息学的方法和技术通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段，整合已有的实验数据和知识，构建生物基因调控网络，从整体的层次，了解细胞的功能；从整体的角度，阐述基因参与的生物调控过程，在全基因组水平上以系统的、全局的观点研究生命现象及其本质，是后基因组时代研究的重要内容。

1 基因调控网络概念

基因调控网络本质上是一个连续而复杂的动态系统，即复杂的动力系统网络。

1.1 基因调控网络的定义

生物体任何细胞的遗传信息、基因都是同样的，但同一个基因在不同组织、不同细胞中的表现并不一样。一个基因的表达既影响其它的基因，又受其它基因的影响，基因之间相互促进、相互抑制，在特定的细胞内和时间下综合环境等因素这样的大环境中呈现活化状态，构成一个复杂的基因调控网络。

1.2 基因调控网络的特性:

基因调控网络是连续的多层次动力系统模型，具有稳定姓、层次性、复杂性、动态性等。

1.2.1 复杂性

生物具有大量的基因，诸多基因组成各个模块，不同的基因网络模块可以在不同层次上发生相互作用，同一个基因可能参与各种不同的分子机理，使得基因网络有着高度的复杂性。

1.2.2 层次性

基因调控网络具有一定层次结构，按照调控元件、motif、模块和整个网络的四层结构，将各个节点有规律的来接在一起。调控元件分为顺式(cis-)和反式(trans-)两种类型, 分别表示受调控基因的结合位点DNA 序列和结合在该序列上对基因起激活或者抑制作用的转录因子。Motif 和模块都是由基因集合构成的调控模式, 是分析网络局部特征和网络构成以及研究调控机理的重要结构。

1.2.3 动态性

生物过程是动态的，用来理解生物过程意义的基因调控网络自然就动态存在。基因调控网络是随着生物过程的动态发生而具有动态的特性，不同条件、不同时间的基因调控网络是不同的。

1.2.4 稳定性

基因调控网络的稳定性体现在生物体缓解突变的影响方面，功能上无关基因之间的相互作用可以抵抗系统突变；一个基因在突变中丧失的功能，有另外一个或更多具有相似功能的基因所补偿，以减弱该突变对表型造成的影响，保持生物进化中的稳定性。

1.2.5 功能模块性

基因调控相关的生物功能主要是通过网络模块来实现的，有适当尺度下的动力学特征和生物学功能解释的模块是由多个motif 构成的，实现相同功能的基因或蛋白质存在拓扑结构上是相关的。

1.3 基因调控网络研究的目的

通过对基因调控网络的研究，识别和推断基因网络的结构、特性和调控关系，认识复杂的分子调控过程，理解支配基因表达和功能的基本规则，揭示基因表达过程中的信息传输规律，清楚整体的框架下研究基因的功能。

2 基因调控网络研究内容

基因调控网络的研究是假设两个基因列谱相似，则这两个基因协作调控，并可能功能相近，有同样表达模式的基因可能有同样的表达过程。基因调控网络主要在三个水平上进行：DNA水平、转录水平、翻译水平。DNA水平主要是研究基因在空间上的关系影响基因的表达；转录水平主要研究代谢或者是信号转导过程决定转录因子浓度的调控过程；翻译水平主要研究蛋白质翻译后修饰，从而影响基因产物的活性和种类的过程。基因转录调控信息隐藏在基因组序列中，基因表达数据代表基因转录调控的结果，是转录调控信息的实际体现。

基因调控网络试图从DNA微阵列等海量数据中推断基因之间的调控关系，对某一物种或组织中全部基因的表达关系进行整体性研究。采用带有反馈回路的基因网络，首先是按照同步或反同步表达，以及表达强度的变化，系统地识别各基因的特点，再用聚类的方法将各基因归类，在此基础上构建基因调控网络，分析相关控制参数．利用其本身或调节位点或拓扑结构进行不同的研究。

3 基因调控网络研究数据分析方法