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

篇1

【關(guān)鍵詞】自主論/還原論/生命現(xiàn)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(rèn)生物學(xué)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(xué)術(shù)語進(jìn)行描述和定義的概念。生物學(xué)理論自主性的另一表現(xiàn)——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(xué)理論中僅存在自主性概念并不必然導(dǎo)致目的性解釋或功能解釋，例如，孟德爾遺傳學(xué)、公里化處理后的群體遺傳學(xué)和進(jìn)化論的演繹體系(1)，其中所有的概念都沒有與物理——化學(xué)發(fā)生關(guān)聯(lián)，都是自主的，只有在一個(gè)體系中，例如，以分子生物學(xué)為主體的現(xiàn)代生物學(xué)，存在自主性概念的同時(shí)，又存在物理——化學(xué)的術(shù)語和概念，并且，二者都處于解釋起點(diǎn)的位置，才必然導(dǎo)致目的性解釋或功能解釋的理論結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)成為融合自主性概念與物理——化學(xué)概念為一體的方案。就現(xiàn)代分子生物學(xué)來說，其中的物理——化學(xué)概念所描述的是生命現(xiàn)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(jīng)驗(yàn)的生命現(xiàn)象本身，這二者之間，從概念的構(gòu)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(dǎo)出關(guān)系(2)，同時(shí)，由于生命現(xiàn)象的復(fù)雜性（即使假定把它描述成所謂的因果反饋網(wǎng)絡(luò)是可行的方案），難于形成一個(gè)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(jié)合在一個(gè)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(xué)的術(shù)語和概念（如DNA，蛋白質(zhì)）是附屬的。現(xiàn)代還原論（或稱分支論，企圖將生物學(xué)作為物理科學(xué)的一個(gè)分支）對生物學(xué)理論的目的性解釋或功能解釋方式的一切責(zé)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(xué)理論的客觀構(gòu)建過程來說，這些“自主性概念”是直接從生命現(xiàn)象中認(rèn)定的，因而也是無機(jī)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(xiàn)象的起點(diǎn)；而在還原論看來，從物理——化學(xué)的立場或從無機(jī)界與生命界的關(guān)系的角度來看，“自主性概念”是復(fù)合的，應(yīng)由物理——化學(xué)的術(shù)語和概念復(fù)合而成，因而它們就不應(yīng)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(xué)中的概念邏輯地演繹“自主性概念”的內(nèi)涵。物理學(xué)中所有概念都終究歸結(jié)為可感知、可操作的三個(gè)量綱：質(zhì)量、空間、時(shí)間。物理科學(xué)內(nèi)部的還原都是這種歸結(jié)：對熱質(zhì)的否定并把熱現(xiàn)象歸結(jié)為能、溫度歸結(jié)為分子的平均動(dòng)能，從化學(xué)到量子力學(xué)等等，著名的“熵”，則以熱量與溫度的關(guān)系來表示，在申農(nóng)創(chuàng)立了信息論之后，人們便千方百計(jì)地尋找“信息”與物理學(xué)的關(guān)系，勉強(qiáng)將其與“熵”聯(lián)系起來。從有限的意義上說，分子生物學(xué)還原了經(jīng)典遺傳學(xué)，將基因還原為DNA和“遺傳信息”，而“遺傳信息”如何進(jìn)一步歸結(jié)為物理學(xué)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(xué)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(xué)的還原僅是有限意義上的還原，甚至不能說是還原，因?yàn)樗鼉H僅是以一個(gè)自主性概念（遺傳信息）解說了另一個(gè)自主性概念（基因），而“遺傳信息”已成為現(xiàn)代生物學(xué)的研究范式或綱領(lǐng)的核心。因此，現(xiàn)代分子生物學(xué)并沒有給還原論以支持，而且具有反作用，因?yàn)?，如果說經(jīng)典遺傳學(xué)是一個(gè)演繹體系因而在這一點(diǎn)符合還原論的要求，那么分子生物學(xué)由于“自主性概念”與物理——化學(xué)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(xué)理論自主性的表現(xiàn)特征之一。

現(xiàn)代自主論正是從分子生物學(xué)的這些自主性特征出發(fā)，聲明了自己的原則和立場。

2．現(xiàn)代自主論的原則及其本體論基礎(chǔ)

從活生生的生命現(xiàn)象中直接認(rèn)定一些概念，從而它們獨(dú)立于無機(jī)界，有別于物理——化學(xué)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(jì)初的生理學(xué)家杜里舒（H·Driesch）將“活力”概念科學(xué)化和理論化，使它成為邏輯解釋的起點(diǎn)；孟德爾到摩爾根所構(gòu)造的經(jīng)典遺傳學(xué)中的“基因”，也是直接以生命現(xiàn)象以及從中所獲得的數(shù)據(jù)為根據(jù)認(rèn)定的有別于物理——化學(xué)的概念。本世紀(jì)六十年代，分子遺傳學(xué)將“基因”用DNA分子片段代替，使人們一度認(rèn)為生物學(xué)的自主性是一種虛幻的認(rèn)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?！斑z傳信息”又是直接來源于生命現(xiàn)象的概念，僅就這一點(diǎn)來說，分子生物學(xué)仍然具有自主性。這是現(xiàn)代生物學(xué)自主論的根據(jù)。

現(xiàn)代自主論的主要論點(diǎn)是生物學(xué)完全有根據(jù)形成自主的概念，“自主”意味著不能由物理——化學(xué)術(shù)語來分解或描述或定義。為了區(qū)別于分子生物學(xué)誕生之前的生機(jī)論或活力論，現(xiàn)代自主論提出以下原則：將生物學(xué)能否還原為物理科學(xué)與能否用物質(zhì)原因闡釋生命現(xiàn)象嚴(yán)格區(qū)分為兩個(gè)問題。(3)這個(gè)原則所要強(qiáng)調(diào)的是，物理——化學(xué)并不是對物質(zhì)世界的唯一表述方式，關(guān)于生命有機(jī)體自身的物質(zhì)原因的表述（生物學(xué)理論）則是另一種關(guān)于物質(zhì)世界的理論表述方式，二者之間不存在邏輯蘊(yùn)涵或邏輯導(dǎo)出關(guān)系。生物學(xué)還原為物理科學(xué)，其嚴(yán)格意義是以物理——化學(xué)的概念和定律來解釋生命現(xiàn)象，從而推演生物學(xué)理論。僅從概念的層次來說，完全用物理——化學(xué)的術(shù)語描述或定義生物學(xué)概念，已經(jīng)非常苛刻而至今遠(yuǎn)未做到?，F(xiàn)代自主論“用物質(zhì)的原因闡釋生命現(xiàn)象”則寬松得多，實(shí)際上，分子生物學(xué)就是這樣，以生命大分子組成，再加上遺傳信息、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及選擇、穩(wěn)定等諸多生物學(xué)獨(dú)有的自主性概念，成功地闡釋了從功能到進(jìn)化的許多生命現(xiàn)象和活動(dòng)。這是一個(gè)非常實(shí)際的原則，既可以擺脫科學(xué)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(xiàn)代自主論所稱的具有自主性的生物學(xué)概念的認(rèn)知來源無疑仍是對生命現(xiàn)象的直接認(rèn)定，因此，在還原論或分支論那里應(yīng)該是純粹的解釋對象的生命現(xiàn)象，在此成為認(rèn)知和解釋的起點(diǎn)。至少在這一點(diǎn)上與“活力”概念是相同的；

第二，現(xiàn)代自主論的本意是，生命現(xiàn)象中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方式為無機(jī)界所沒有，因而對這些運(yùn)動(dòng)方式、關(guān)系等可形成獨(dú)立于或自主于描述無機(jī)界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方式的物理——化學(xué)的術(shù)語、概念乃至規(guī)律、理論，作為解說生命現(xiàn)象的前提。這種主張或可與當(dāng)下的生命現(xiàn)象或“功能生物學(xué)”(4)相諧調(diào)，但與科學(xué)界的一個(gè)基本承諾（也是一個(gè)從未被證實(shí)過的預(yù)設(shè)）相抵觸：生命來自于無機(jī)界。這意味著生命現(xiàn)象中的運(yùn)動(dòng)方式與無機(jī)界的運(yùn)動(dòng)方式有—個(gè)邏輯與歷史相統(tǒng)一的關(guān)系，描述它們的理論也應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的邏輯關(guān)系，因而自主性不應(yīng)該是必然的。

第三，在解釋上，“物質(zhì)的原因”中的“物質(zhì)”是指生命體組成，主要是生物大分子，因此在現(xiàn)代自主論看來，分子生物學(xué)在具有了自主性的同時(shí)，又具有了物質(zhì)性。而具體體現(xiàn)這種主張的分子生物學(xué)必然是自主性概念與物理——化學(xué)的術(shù)語和概念相“混合”的理論，其中，直接以生命現(xiàn)象作為實(shí)在性基礎(chǔ)的自主性概念占有主導(dǎo)地位，是理論的核心?！斑z傳信息”規(guī)定了未來的藍(lán)圖，成為生物大分子所有行為的目的性基礎(chǔ)與源泉，(5)它以生物大分子自身的邏輯內(nèi)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(xué)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(dǎo)致了目的性解釋或功能解釋方式(2)。這實(shí)際上僅僅一半是物質(zhì)的，而另一半?yún)s仍舊是“生機(jī)”的。這樣，與其說是解釋生命現(xiàn)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(jī)界”這個(gè)科學(xué)界中最基本的承諾之一，它已成為一種指導(dǎo)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(jī)到生命的邏輯與歷史上的從無機(jī)到生命的演化過程統(tǒng)一起來。因此，現(xiàn)代自主論的原則盡管與現(xiàn)代生物學(xué)相一致，但是，它卻與這樣一個(gè)重大的承諾不諧調(diào)。

第四，由此，我們可以做這樣的一個(gè)回顧：生機(jī)論以從生命現(xiàn)象中認(rèn)定的概念作為解釋的起點(diǎn)，可簡略稱為“以‘生命’解釋生命”；還原論則基于近現(xiàn)代科學(xué)精神的要求，以描述無機(jī)界的概念為起點(diǎn)來解釋生命現(xiàn)象（即“以‘物質(zhì)’解釋生命”）；而現(xiàn)代自主論的原則和主張，在分子生物學(xué)的具體體現(xiàn)中，卻付出了這樣的代價(jià)：以自主性概念為核心規(guī)范了物理——化學(xué)的術(shù)語和概念，以此為解釋起點(diǎn)，但所解釋的并非是生命現(xiàn)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(zhì)的）行為（即“以‘生命’解釋物質(zhì)”），“物質(zhì)原因”那部分所解釋的也仍是物質(zhì)，而非生命。

以上幾點(diǎn)，既是現(xiàn)代分子生物學(xué)理論體系中存在的哲學(xué)疑難，又是現(xiàn)代自主論的主張所存在的問題?，F(xiàn)代自主論的原則是以現(xiàn)代生物學(xué)為其合理性依據(jù)的，它之所以堅(jiān)持這一原則，一方面是由于現(xiàn)代分子生物學(xué)的內(nèi)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(xué)構(gòu)建的指導(dǎo)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(zhì)）之間設(shè)置的鴻溝，企圖找出生命過程與物理過程的密切聯(lián)系，同時(shí)又要界說生命過程以表明與物理過程的區(qū)別，他構(gòu)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(gòu)成的原料或物質(zhì)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(jù)它能做什么來說明它。

進(jìn)一步的問題是本體論問題?，F(xiàn)代自主論的優(yōu)勢在于現(xiàn)代生物學(xué)理論的形態(tài)和內(nèi)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(chǔ)卻不令人信服：“生物學(xué)自主性的本體論根據(jù)在于生命有機(jī)體這種體系中的因果關(guān)系是復(fù)雜的，其中，生命整體行為對部分的制約是無機(jī)界所沒有的。”(3)在此，存在著這樣的悖論：因果關(guān)系是對現(xiàn)代生物學(xué)自主性的否定，而這里卻以因果關(guān)系（盡管是復(fù)雜的，但仍是因果關(guān)系）作為自主性的本體論基礎(chǔ)——前文分析了“一個(gè)理論體系中自主性概念與物理——化學(xué)概念同存并列作為解釋的最基本元素，必然導(dǎo)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(guān)系的）體系不允許兩種概念混合并列為解釋的起點(diǎn)”，只能由一方還原另一方。那么，理論出現(xiàn)了“自主性”，到底是由于生命現(xiàn)象太復(fù)雜、純粹以無機(jī)界為起點(diǎn)因果地或演繹地解釋生命現(xiàn)象太困難而采取的權(quán)宜之計(jì)；還是由于存在著無機(jī)界所沒有的“制約”，因而生命現(xiàn)象在本體上具有“自主性”（自主于無機(jī)界、確切地說自主于物理——化學(xué)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制），使生物學(xué)也具有了“自主性”？接下來就發(fā)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(zhì)區(qū)別是什么？現(xiàn)代自主論可以爭辯：生物學(xué)理論的自主性并不等同于生命現(xiàn)象具有自主性。但是，“整體對部分的制約”等諸如此類的現(xiàn)象如果在本體上不是自主的，而是與無機(jī)界有演化機(jī)制的因果關(guān)聯(lián)，又為何不能為物理——化學(xué)（包括未來的物理科學(xué)）所描述？除非承認(rèn)“科學(xué)的認(rèn)識方法是有限的和不完備的”以及進(jìn)一步承認(rèn)“人的認(rèn)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(quán)宜之計(jì)”上來。

因此，現(xiàn)代還原論固執(zhí)地堅(jiān)持以下兩點(diǎn)與現(xiàn)代自主論的原則以及生物學(xué)理論現(xiàn)實(shí)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(xiàn)象中預(yù)設(shè)某些概念作為解釋的起點(diǎn)，如果生物學(xué)理論中有這樣的概念，則它應(yīng)被分解為物理——化學(xué)的語言；由此，第二，用演繹的解釋方式轉(zhuǎn)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(jiān)持以上兩點(diǎn)，也即將生命現(xiàn)象作為純粹的解釋對象而從無機(jī)界來演繹，就意味著用“物質(zhì)的原因解釋生命”與“生物學(xué)還原”是同一個(gè)問題。由于這種理想主義的固執(zhí)，還原論所遭遇的困境甚于現(xiàn)代自主論。

3．現(xiàn)代還原論的困境

還原論的致命之處，主要不在于它反對現(xiàn)代自主論的原則，而在于反對現(xiàn)實(shí)的生物學(xué)理論的形式和內(nèi)容去追求一種不太切合實(shí)際的理想。對生物學(xué)理論中的目的性解釋和功能解釋的諸多責(zé)難及演繹還原的要求所依賴的合理性依據(jù)——解釋預(yù)言的檢驗(yàn)是經(jīng)驗(yàn)上可操作的，已隨著現(xiàn)代生物學(xué)的成功而煙消云散，因?yàn)槟康男越忉尰蚬δ芙忉尫绞酵瑯釉谠囼?yàn)上可檢驗(yàn)。面對現(xiàn)代生物學(xué)的成功，以及還原所難以克服的諸多困難，再加上現(xiàn)代自主論強(qiáng)有力的批判和否定，現(xiàn)代還原論發(fā)現(xiàn)，剩下來可依賴的唯一合理性是哲學(xué)意義上的依據(jù)，即“生命來自于無機(jī)界”這一預(yù)設(shè)性和承諾性命題，我們不應(yīng)“以‘生命’解釋生命”，也不應(yīng)“以‘生命’解釋物質(zhì)”，合理的“解釋矢量”的方向應(yīng)是“以‘物質(zhì)’解釋生命現(xiàn)象”。在這里，“生命現(xiàn)象”是一個(gè)很不具體的抽象概念，實(shí)際上可具體為被“約束”或“規(guī)范”的物質(zhì)行為表現(xiàn)和“約束”或“規(guī)范”機(jī)制本身，這是真正的解釋對象，也是理論自主性的實(shí)在性基礎(chǔ)。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(jìn)化機(jī)制已成為其最后的堅(jiān)守陣地，并且，當(dāng)代自組織理論和超循環(huán)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(xué)理論劃分為功能生物學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)，(4)在功能生物學(xué)中，基因所攜帶的遺傳信息是生物學(xué)一切功能和目的的基礎(chǔ)和源泉，只要突破這一點(diǎn)，即能夠用物理——化學(xué)的語言演繹地描述形成遺傳信息的分子進(jìn)化機(jī)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(yīng)于生命現(xiàn)象或認(rèn)定“生命的實(shí)在”，它反映了生命特有的本質(zhì)，因此，它作為理論的起點(diǎn)，不必給予也不可能進(jìn)行物理——化學(xué)的描述。還原論否認(rèn)存在生命的特質(zhì)，把所謂“自主性概念”或直接來自生命現(xiàn)象的概念看成是“復(fù)合性”的，可分解為諸多物理——化學(xué)的術(shù)語和概念，與此相應(yīng)的試驗(yàn)上可操作性依據(jù)是生物化學(xué)對生命有機(jī)體的組成還原。但是，組成上的還原雖然可作為生命與無機(jī)界密切聯(lián)系的依據(jù)，但也沒有否定現(xiàn)代自主論的“用物質(zhì)的原因解釋生命不等于還原”的命題及所堅(jiān)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(fù)合性”的，而且要以物理——化學(xué)的術(shù)語和概念邏輯地導(dǎo)出它的內(nèi)涵。如果只滿足于組成上的還原，結(jié)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(dǎo)出相對應(yīng)的試驗(yàn)依據(jù)不是組成上的分解還原，而是與邏輯導(dǎo)出同向的試驗(yàn)可操作性，說白了，就是由無機(jī)要素合成生命，哪怕是最簡單的生命現(xiàn)象。例如，對于超循環(huán)論來說，就是生物大分子超循環(huán)耦合能否在試驗(yàn)條件下發(fā)生，這涉及到“生命來自無機(jī)界”這一命題由哲學(xué)化向具體的科學(xué)化的過渡，關(guān)系到還原論在科學(xué)上能否真正站穩(wěn)。但是：

第一，由無機(jī)到生命，經(jīng)歷了漫長時(shí)間，并且，生命的產(chǎn)生和演化是在十分優(yōu)越的條件下選擇了唯一快捷的途徑而發(fā)生的。以人類的有限生命和歷史是否有能力進(jìn)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(shù)清楚有多少粒，則在實(shí)踐上是一個(gè)無限的問題。退一步說，僅理論上的操作，即以物理——化學(xué)諸要素，通過在無機(jī)背景下取得的參數(shù)，進(jìn)行自組織理論的非線性過程計(jì)算，來描述無機(jī)與生命之間的邏輯關(guān)系，這種非線性理論的計(jì)算操作也同樣是事實(shí)上的無限復(fù)雜。這種原則上的有限而實(shí)踐上的無限，直接沖擊還原論的哲學(xué)基礎(chǔ)：決定論。只有決定論成立，由無機(jī)到生命的邏輯演繹方式才是理論上可操作的，才具有進(jìn)行預(yù)測和試驗(yàn)上可操作的價(jià)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(shí)踐之路是不可操作的。

第二，自組織理論本身的結(jié)論——非線性過程的不可逆性，使這種操作不可能。從無機(jī)到生命的歷史過程，其中有許多偶然性或隨機(jī)因素起了決定作用并已作為“信息”儲存于生物大分子的結(jié)構(gòu)中。由于偶然性或隨機(jī)因素的不可重復(fù)，使時(shí)間不可反演，因而整個(gè)過程無法進(jìn)行重復(fù)操作。

第三，自組織理論和超循環(huán)論的非線性動(dòng)力學(xué)過程的不確定性，使從無機(jī)到生命的演繹過程不可能。在此，應(yīng)對“因果決定論”與“演繹解釋方式”作出區(qū)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(qū)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(gòu)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(xiàn)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(jī)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(huán)節(jié)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(diào)。盡管自組織理論及超循環(huán)論這一新物理科學(xué)曾經(jīng)被討論的熱火朝天，由于它在分子自組織領(lǐng)域內(nèi)就已經(jīng)在邏輯上不確定了，因而，至今為止它對生物學(xué)的影響只限于描述性地說說而已，至多提供一個(gè)框架式的思想啟示。

4．結(jié)語

還原論所遭遇的困境，是由于堅(jiān)守著理想主義的科學(xué)信仰而不顧生物學(xué)現(xiàn)實(shí)。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(gòu)建生物學(xué)理論的建議中，只要還主張保存直接來自于生命現(xiàn)象的術(shù)語和概念，并且不可被物理——化學(xué)的術(shù)語和概念、也即描述無機(jī)世界的術(shù)語和概念所代替，都是在認(rèn)識論上允許預(yù)先設(shè)定生命現(xiàn)象作為解釋的起點(diǎn)，從而在本體論上承諾了存在著一種生命特質(zhì)，也就有違于“從無機(jī)到生命的歷史走向和邏輯走向相一致”這一基本的科學(xué)承諾。

在現(xiàn)代生物學(xué)面前，還原論成為固執(zhí)地堅(jiān)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(xué)理論的現(xiàn)實(shí)而取得了優(yōu)勢，并以能夠指導(dǎo)未來生物學(xué)理論的構(gòu)建為最大的價(jià)值所在。但是，筆者認(rèn)為，一門學(xué)科，特別是具有哲學(xué)色彩的學(xué)科，其意義和價(jià)值不應(yīng)僅僅依賴于其他學(xué)科，更不能以其可否“指導(dǎo)”自然科學(xué)的發(fā)展為其價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)。邏輯實(shí)證主義起始的現(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)的歷史已證明這種“指導(dǎo)”是虛妄和徒勞的，科學(xué)往往自我發(fā)展而不聽命于哲學(xué)家的“指導(dǎo)”。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(dǎo)生物學(xué)理論按照它們指定的框架來運(yùn)行，結(jié)果使我們處于這樣一個(gè)悖論之中：如果信守“生命來自無機(jī)界”這一命題，則應(yīng)否定“不能用描述無機(jī)界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的概念、規(guī)律即物理科學(xué)進(jìn)行還原”；而堅(jiān)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(xué)的哲學(xué)探討的目的？科學(xué)哲學(xué)的真正意義和價(jià)值在于自身，在于對科學(xué)及其與自然的關(guān)系的理解，在于它自身體系的建立，這個(gè)體系體現(xiàn)了人類的心智對完美的追求和向往。這一點(diǎn)，特別是在一個(gè)人欲橫流的社會里，是極為可貴和重要的。

【參考文獻(xiàn)】

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

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

(3)董國安、呂國輝：“生物學(xué)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(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生提出問題為主的，不同于傳統(tǒng)的以學(xué)生解決問題為主的“問題解決型”課堂教學(xué)?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》要求培養(yǎng)學(xué)生“通過觀察或從現(xiàn)實(shí)生活中提出與生物學(xué)相關(guān)的、可以探究的問題”的能力。但在目前的生物學(xué)課堂教學(xué)中，教師比較注重設(shè)置高質(zhì)量的問題或問題串驅(qū)動(dòng)學(xué)生開展探究性教學(xué)，而忽視如何引導(dǎo)學(xué)生提出問題?，F(xiàn)在的課堂一般是教師問得精彩，學(xué)生討論得熱烈，圓滿地解決了教師提出的問題。其實(shí)，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(xué)的起點(diǎn)，是知識的生長點(diǎn)，是學(xué)生主動(dòng)求知的開端。培養(yǎng)學(xué)生“提出問題”的能力能促進(jìn)學(xué)生知識的生成與建構(gòu)，是培養(yǎng)學(xué)生核心科學(xué)素養(yǎng)重要內(nèi)容。“問題解決型”課堂教學(xué)形成的原因在于教師不了解問題產(chǎn)生的途徑，不清楚學(xué)生“提出問題”的能力構(gòu)成要素，從而影響了教師對課堂教學(xué)策略的選擇，因而難以開展“問題提出型”課堂教學(xué)。

1 問題產(chǎn)生的途徑

1.1 解釋自然現(xiàn)象過程中與已有認(rèn)知圖式的矛盾

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

1.2 對自然現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐現(xiàn)象的“尋根問底”

很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都源于對自然現(xiàn)象的“尋根問底”?？茖W(xué)家對生命現(xiàn)象的探索往往會從三個(gè)層面上提出問題：① “是什么”，這是對生物學(xué)現(xiàn)象的描述，用來闡明一個(gè)生物學(xué)事實(shí)或描述一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；② “怎么樣”，這是實(shí)驗(yàn)操作階段，通過人為的改變實(shí)驗(yàn)條件，預(yù)期或證實(shí)生物學(xué)現(xiàn)象；③ “為什么”，是生物學(xué)原理的探索階段，是對生命本質(zhì)的思考，科學(xué)家通常通過提出假設(shè)來解釋生物學(xué)現(xiàn)象，然后用實(shí)驗(yàn)論證解釋的正確與否。

例如在“生長素發(fā)現(xiàn)”中，科學(xué)家通過“什么是向光性”“單側(cè)光怎樣引起植物向光彎曲生長”“單側(cè)光為什么會引起植物向光彎曲生長”3個(gè)問題闡明了植物的向光性及其原理。然后再進(jìn)一步通過“生長素是什么”“生長素是怎樣促進(jìn)植物生長的”“為什么生長素能促進(jìn)植物生長”探索了生長素的作用機(jī)理。由此可以看出，“是什么”“怎么樣”和“為什么”的3個(gè)問題在探索生命現(xiàn)象的過程中可以不斷往復(fù)循環(huán)，推動(dòng)科學(xué)研究不斷逼近生命本質(zhì)。

1.3 從科研文獻(xiàn)資料中獲取

1.3.1 科研文獻(xiàn)資料中陳述的問題

在科研文獻(xiàn)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(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，提出了格里菲思未解決的問題――轉(zhuǎn)化因子是什么。生物學(xué)文獻(xiàn)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(xiàn)資料的歸納和分析

通過對科研文獻(xiàn)資料進(jìn)行列表分析、知識框架圖的構(gòu)建等，可以提出一些有價(jià)值的科學(xué)問題。如在學(xué)習(xí)了“自由組合定律”后，分析孟德爾的假設(shè)，學(xué)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(dú)立分配時(shí)的遺傳現(xiàn)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(jù)此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生列表分析兩對等位基因之間存在各種關(guān)系時(shí)的遺傳情況，從而提出有價(jià)值的問題（表1）。

1.3.3 對科研文獻(xiàn)資料的質(zhì)疑

科學(xué)問題來自于懷疑精神。對已有的生物學(xué)知識和觀點(diǎn)的質(zhì)疑推動(dòng)著科學(xué)不斷地在糾錯(cuò)中成長完善。如在對“遺傳物質(zhì)是什么”的探索過程中，在20世紀(jì)20年代，基于人們對蛋白質(zhì)的認(rèn)識水平，人們認(rèn)為：蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。到了30年代，開始有少數(shù)科學(xué)家對此表示懷疑，認(rèn)為DNA是遺傳物質(zhì)。于是，科學(xué)家開始尋找DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)。

1.4 來自于人際間的知識交流

科學(xué)問題可以在人際間的知識交流中產(chǎn)生。通過交流，會不斷地受到啟發(fā)，從而提出自己獨(dú)特的見解。例如科學(xué)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(fā)產(chǎn)生問題：“如果這對等位基因在性染色體上，會出現(xiàn)什么樣的遺傳現(xiàn)象？”

1.5 來自于社會、生活的需求

科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與研究離不開社會的需要，知識是在解決現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問題過程中產(chǎn)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(jì)50年代法國葡萄酒變酸的問題。

2 影響學(xué)生“提出問題”的因素

2.1 學(xué)生的動(dòng)力因素

興趣和求知欲是學(xué)習(xí)的心理動(dòng)機(jī)，支配著學(xué)生不斷提出問題、探索新知、探索真理。高中生對生物學(xué)習(xí)的興趣發(fā)展大致有四個(gè)層面：

① 直覺興趣，他們對呈現(xiàn)出來的生命現(xiàn)象或生物學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（包括演示實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)）充滿好奇；

② 操作興趣，他們會對觀察到的生命現(xiàn)象動(dòng)手操作，用以驗(yàn)證或探究，大部分學(xué)生一上實(shí)驗(yàn)課就情緒高漲；

③ 因果認(rèn)識的興趣，他們不僅僅滿足于實(shí)驗(yàn)操作，而傾向于對生命現(xiàn)象原因或機(jī)理的探索，渴望理解生命本質(zhì)；

④ 概括認(rèn)識的興趣，受個(gè)別生命現(xiàn)象的因果聯(lián)系的啟發(fā)，去探索其他的生命現(xiàn)象，總結(jié)歸納包容性更大的一般性規(guī)律。

因此，在生物學(xué)教學(xué)中，教師要遵循學(xué)生興趣發(fā)展的層次來設(shè)計(jì)教學(xué)。首先，教師要從從學(xué)生的直接興趣入手，從認(rèn)識生命現(xiàn)象本身的興趣開始，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生物學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心；然后，讓學(xué)生動(dòng)手操作來體驗(yàn)生物學(xué)現(xiàn)象的形成過程，即調(diào)動(dòng)學(xué)生的操作興趣，?T導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生探究生命現(xiàn)象形成原因的欲望，也就是因果認(rèn)識的興趣；最終，使學(xué)生在好奇心和求知欲的驅(qū)使下，能夠積極主動(dòng)地提出問題并探求問題的解決。

2.2 學(xué)生“提出問題”的能力結(jié)構(gòu)

學(xué)生“提出問題”的能力結(jié)構(gòu)主要包括學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知技能與思維策略三方面。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)是“提出問題”的前提。這里的知識結(jié)構(gòu)包括學(xué)生已掌握的生物學(xué)知識（包括生物學(xué)概念、原理、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)知識、生產(chǎn)生活實(shí)踐知識等）與其他的學(xué)科知識。問題來源于學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)與生命現(xiàn)象之間的矛盾，驅(qū)動(dòng)著學(xué)生由已知知識向未知知識的探究。豐富的知識能引發(fā)學(xué)生從不同的角度去分析生命現(xiàn)象，有利于問題的提出。例如“水通道蛋白”的發(fā)現(xiàn)中，如果學(xué)生利用化學(xué)學(xué)科相關(guān)的知識，分析水分子進(jìn)出細(xì)胞膜的生命現(xiàn)象，就能提出“水分子是如何通過細(xì)胞膜”的問題。

認(rèn)知技能包括觀察技能、實(shí)驗(yàn)操作技能。生命科學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生命本質(zhì)的探索離不開實(shí)驗(yàn)與觀察。因此，在生命科學(xué)領(lǐng)域中，實(shí)驗(yàn)觀察是提出問題的最重要、最基本的一種途徑。觀察和實(shí)驗(yàn)技能是最基本的認(rèn)知技能。

思維策略是對信息進(jìn)行加工的思維方法，可促使學(xué)生通過觀察、分析具體的生物學(xué)情境，檢索并提取已有的知識結(jié)構(gòu)，選擇一定的思維方法去思考問題。例如，學(xué)生在學(xué)完以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物體內(nèi)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(zhì)的生物體內(nèi)遺傳信息是如何傳遞”的問題（表2）。

2.3 學(xué)生的情感、態(tài)度與價(jià)值觀

科學(xué)源于生產(chǎn)、生活實(shí)踐，又應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐。這要求學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注社會、關(guān)愛他人。只有這樣，學(xué)生才具有使命感、社會責(zé)任感，才會關(guān)注社會生活中的生活學(xué)問題。只有具有強(qiáng)烈的使命感和社會責(zé)任感，學(xué)生才會實(shí)事求是，勇于質(zhì)疑。通過關(guān)注困撓人類的瘧疾，才有了青蒿素的發(fā)現(xiàn)與提??；關(guān)注“惡苗病”，才有了赤霉素的發(fā)現(xiàn)。

學(xué)生“提出問題”的能力是能通過學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)起來的。因此，教師的課堂組織策略、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略的選擇，及對學(xué)生所提問題的評價(jià)等都會影響學(xué)生“提出問題”的能力的發(fā)展。具體關(guān)系總結(jié)如圖1所示。

3 構(gòu)建“問題提出型”課堂教學(xué)的策略

3.1 創(chuàng)設(shè)和諧教學(xué)氛圍，精心保護(hù)學(xué)生的好奇心

美國心理學(xué)家羅克斯認(rèn)為：“成功的教學(xué)依賴于一種真誠的尊重和信任的師生關(guān)系，依賴于一種和諧安全的課堂氣氛?！币虼耍谡n堂教學(xué)的組織策略上，教師必須要?jiǎng)?chuàng)設(shè)和諧民主的教學(xué)氛圍，使學(xué)生敢于展現(xiàn)自我。在這種氛圍下，學(xué)生的好奇心才會被點(diǎn)燃。例如將雙縮脲試劑放入蛋白質(zhì)溶液中呈現(xiàn)紫色，學(xué)生會好奇：為什么會呈現(xiàn)紫色？

3.2 強(qiáng)調(diào)問題意識，激發(fā)學(xué)生的提問動(dòng)機(jī)

通過對科學(xué)家“提出問題”的歷史事件進(jìn)行教學(xué)編輯，讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)始于問題，問題的提出促成了知識的生成與建構(gòu)，從而使學(xué)生樹立問題意識，明確提出問題的重要性。例如，科學(xué)家在利用噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料證明了DNA是遺傳物質(zhì)后，美國學(xué)者庫蘭特對RNA病毒的遺傳物質(zhì)產(chǎn)生了疑問，最終利用煙草花葉病毒的重建實(shí)驗(yàn)證明了在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)的論點(diǎn)。又如科學(xué)家在揭示酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)后，切赫和奧特曼產(chǎn)生了疑問：“是不是所有的酶都是蛋白質(zhì)？”最終通過實(shí)驗(yàn)完善了對酶的化學(xué)本質(zhì)的定義。

3.3 關(guān)注知識結(jié)構(gòu)的開放性，促使學(xué)生問題的生成

“提出問題”的能力與知識結(jié)構(gòu)的合理建構(gòu)有關(guān)。教師習(xí)慣于向?qū)W生展示封閉式的知識結(jié)構(gòu)體系，這不利于學(xué)生問題的生成。在生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生將知識系統(tǒng)化和概括化，特別應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)起有序而開放的知識結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生提出問題。例如在學(xué)習(xí)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(jìn)行了補(bǔ)充”這些內(nèi)容后，教師可以讓學(xué)生進(jìn)一步完善知識結(jié)構(gòu)，如在中心法則的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充DNA、RNA、蛋白質(zhì)等的功能，并借鑒克里克對中心法則的補(bǔ)充引導(dǎo)學(xué)生提出下列問題：① DNA和RNA均能復(fù)制，蛋白質(zhì)在某些情況下能不能復(fù)制？② 蛋白質(zhì)能調(diào)控DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，那么RNA能否調(diào)控DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯？③ 有些蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)（圖2）。

3.4 注重思維方法的教學(xué)，使學(xué)生善于“提出問題”

有了良好的學(xué)習(xí)氛圍、強(qiáng)烈的提問動(dòng)機(jī)與有序開放的知識結(jié)構(gòu)后，學(xué)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(xué)教學(xué)中滲透“提出問題”的思維方法是極其重要的?！疤岢鰡栴}”的思維方法有很多：逆向思維法、類比聯(lián)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(xué)問題的相反方面進(jìn)行思考與探索，從而提出問題的一種質(zhì)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(xì)胞中存在的兩個(gè)等位基因是各自獨(dú)立、互不混雜的。學(xué)完“分離定律”后，教師可以讓學(xué)生解釋自然界中的生命現(xiàn)象：紅花與白花雜交，其后代開出粉紅色的花。從而誘導(dǎo)學(xué)生從分離定律的對立面思考，進(jìn)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(xiàn)象？

3.4.2 類比聯(lián)想法

通過類比聯(lián)想也是生物科學(xué)研究中常用的“提出問題”的思維方法。它是根據(jù)兩種事物在某些特征上的相似性，作出相似的假設(shè)。例如受“植物是由細(xì)胞構(gòu)成”的啟發(fā)提出“動(dòng)物是不是也由細(xì)胞構(gòu)成”的問題；根據(jù)噬菌體（DNA病毒）的遺傳物質(zhì)是DNA，提出“煙草花葉病毒（RNA病毒）的遺傳物質(zhì)是不是RNA”的問題。

3.4.3 追因索果法

教師利用學(xué)生的好奇心與求知欲，引導(dǎo)學(xué)生對生命現(xiàn)象進(jìn)行“是什么”“怎么樣”和“為什么”的提問，從而不斷促進(jìn)學(xué)生對生命本質(zhì)的思考，使學(xué)生不斷生成和建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)。例如光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家是緊緊圍繞著以下問題展開研究的：植物生長發(fā)育所需要的物質(zhì)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(jià)，激勵(lì)學(xué)生提出可以探究的科學(xué)問題

教師需要“善待”學(xué)生提出的問題，應(yīng)該對學(xué)生敢于提出問題及時(shí)給以肯定，強(qiáng)化他們的提問動(dòng)機(jī)。評價(jià)問題的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：① 問題提出的知識結(jié)構(gòu)的綜合性（單一知識、單一學(xué)科知識？多學(xué)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(jī)理？知識或技能應(yīng)用水平？）；③ 問題表述的明確性與具體性。當(dāng)然，學(xué)生提出問題時(shí)采用的思維方法也可以用于評價(jià)問題的價(jià)值。再讓學(xué)生對照評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自評、他評等，使學(xué)生學(xué)會提出“可以探究的科學(xué)問題”！

4 總結(jié)

篇3

關(guān)鍵詞：初中生物；概念教學(xué)；方法探討

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

義務(wù)教育階段的生物學(xué)課程，在教學(xué)內(nèi)容的安排上采用了重要概念螺旋式發(fā)展的思路和編排方式。初中階段建立的生物學(xué)概念不是一蹴而就，而是為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，以便在下一個(gè)學(xué)段進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，由于考慮了學(xué)生年齡的特征，初中階段的重要概念陳述并不是十分嚴(yán)謹(jǐn)或完美無缺，但要表述出概念的實(shí)質(zhì)，并準(zhǔn)確無誤。因此，教師在教學(xué)中要重視概念的教學(xué)，注意下工夫來幫助學(xué)生建立和理解生物學(xué)概念。

概念是對事物的抽象或概括，對學(xué)生認(rèn)識世界、了解事物的本質(zhì)或規(guī)律有重要的幫助。義務(wù)教育生物學(xué)課程所涵蓋的知識可以劃分為生物學(xué)事實(shí)、概念和原理，生物學(xué)概念是生物學(xué)課程內(nèi)容的基本組成，也是教與學(xué)的重點(diǎn)。對于學(xué)習(xí)者來說，建立、理解和使用生物學(xué)概念是他們生物學(xué)素養(yǎng)水平的指標(biāo)之一。我們在諸多生物學(xué)概念中還可以找到生物學(xué)重要概念（或核心概念），生物學(xué)重要概念是處于生物學(xué)中心位置，包括了對生命現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解和解釋，是生物學(xué)科知識的主干部分，對學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)及相關(guān)科學(xué)具有重要的支撐作用。生物學(xué)概念通常包括三個(gè)要素：概念名詞（或概念術(shù)語）、概念的內(nèi)涵和概念的外延。其中概念名詞或術(shù)語是對概念的指代，概念的內(nèi)涵揭示了概念的本質(zhì)屬性和特點(diǎn)。說到生物學(xué)概念，我們立即會想到“生態(tài)系統(tǒng)”“呼吸作用”“遺傳”等生物術(shù)語所指代的概念。而實(shí)際上，在課堂教學(xué)中，教師可以使用術(shù)語來傳遞生物學(xué)的概念，如“光合作用”；也可以用描述概念內(nèi)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(jī)物，同時(shí)釋放氧氣”。教師在教學(xué)中需要注意的是，學(xué)生在尚未了解概念內(nèi)涵的情況下，教師使用術(shù)語來傳遞概念是困難和無效的。在教學(xué)中教師要通過教學(xué)活動(dòng)幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵，當(dāng)學(xué)生建立、理解了概念之后，再鼓勵(lì)他們使用相應(yīng)的術(shù)語進(jìn)行交流。

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

一、圍繞生物學(xué)重要概念來組織并開展教學(xué)活動(dòng)，所有的教學(xué)活動(dòng)都應(yīng)該幫助學(xué)生建立和理解概念

教師在設(shè)計(jì)和組織每個(gè)單元的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該圍繞重要概念展開，依據(jù)重要概念精選恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)活動(dòng)內(nèi)容和活動(dòng)方式，在有限的課題內(nèi)用盡可能多的課時(shí)和盡可能多的教學(xué)活動(dòng)用于幫助學(xué)生建立重要的生物學(xué)概念。不管教師采用什么教學(xué)方式或策略，如講解、演示、討論、模擬、探究、動(dòng)手等，都應(yīng)該是幫助學(xué)生理解和建立相關(guān)的概念。

二、在教學(xué)中，為了幫助學(xué)生形成正確的生物學(xué)概念

教師一方面需要向?qū)W生提供各種豐富的有代表性的事實(shí)來為學(xué)生的概念形成提供支撐，幫助學(xué)生形成概念完成從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的過程和轉(zhuǎn)變。另一方面，教學(xué)活動(dòng)不應(yīng)僅僅停留在讓學(xué)生記住一些零散的生物學(xué)事實(shí)，而是要通過對事實(shí)的抽象和概括，建立生物學(xué)概念。教學(xué)中，呈現(xiàn)生物學(xué)事實(shí)的途徑可以是老師的講述、演示教材中的圖片或數(shù)據(jù)以及視頻提供的生命現(xiàn)象或過程，也可以安排學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，用直接或間接的證據(jù)和事實(shí)幫助學(xué)生建立抽象的概念。

三、當(dāng)學(xué)生建立起一系列相關(guān)概念后，教師要幫助學(xué)生建立有意義的知識框架

而這個(gè)知識框架中的基礎(chǔ)和主要知識點(diǎn)就是重要的生物學(xué)概念，使得包括重要事實(shí)在內(nèi)的細(xì)節(jié)知識都在這個(gè)框架中有合理的位置，便于記憶和檢索。

四、在理解的基礎(chǔ)上積極的應(yīng)用概念去解決與這個(gè)生物學(xué)概念相關(guān)的現(xiàn)實(shí)問題

在理解的基礎(chǔ)上積極的應(yīng)用概念去解決與這個(gè)生物學(xué)概念相關(guān)的現(xiàn)實(shí)問題，不僅能提高學(xué)生去掌握概念的積極性和主動(dòng)性，還能進(jìn)一步加強(qiáng)和鞏固對概念的理解。

五、重視生物學(xué)概念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對概念的理解和建立時(shí)，教學(xué)評價(jià)工作要密切配合

篇4

1 教學(xué)中適時(shí)補(bǔ)充概念

由于地區(qū)差異性，本地區(qū)生物未被列入中考考試范圍，所以剛升入高中的學(xué)生，生物學(xué)基礎(chǔ)普遍比較薄弱，再加上高中生物與初中生物在內(nèi)容上不夠銜接，在高中生物教學(xué)中常會出現(xiàn)概念脫節(jié)現(xiàn)象。如在學(xué)習(xí)高中《生物》（必修）第一冊第二章《生命活動(dòng)的基本單位――細(xì)胞》時(shí)，教材未介紹“原生質(zhì)”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(rèn)為教師在教學(xué)過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以補(bǔ)充，幫助學(xué)生銜接初中生物知識，并為后續(xù)課程學(xué)習(xí)排除障礙。又如，在學(xué)習(xí)“被子植物有性生殖過程”時(shí)，教材上并未著重介紹“被子植物生殖器官的結(jié)構(gòu)”，而此內(nèi)容是初中生物中的重點(diǎn)知識?？紤]學(xué)情，此時(shí)教師仍十分有必要補(bǔ)充該內(nèi)容，形成概念，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

2 教學(xué)中修改概念

教材在介紹某一生物學(xué)規(guī)律（概念）時(shí)，有時(shí)為了保持教材本身前后內(nèi)容的照應(yīng)，而將某些規(guī)律（概念）歸納成了在前述某個(gè)內(nèi)容限制下的規(guī)律，忽略了規(guī)律之外仍存在的可能情況。如教材在講述“基因分離定律實(shí)質(zhì)”時(shí)，由于前述內(nèi)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(jié)其實(shí)質(zhì)的：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性。生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)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(xì)胞”、“位于一對同源染色體上的等位基因”的情況，產(chǎn)生誤解。實(shí)則不然，“基因分離定律”對于“純合子的細(xì)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(xué)中，為避免學(xué)生認(rèn)識的偏差，也應(yīng)該對“基因分離定律”進(jìn)行修改：在細(xì)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(shí)質(zhì)”內(nèi)容也存在著類似現(xiàn)象，教學(xué)中可進(jìn)行相同形式的修改。強(qiáng)化學(xué)生對規(guī)律、概念認(rèn)識的全面、準(zhǔn)確，避免認(rèn)知上的偏差。

3 教學(xué)中擴(kuò)充概念

教材在介紹某些生物學(xué)規(guī)律（概念）時(shí)，考慮到自然狀態(tài)下的生命現(xiàn)象與高科技生物技術(shù)參與下的人工生命現(xiàn)象的區(qū)別，保證生物學(xué)規(guī)律的純生物（自然）性，而將某一生命規(guī)律（概念）添加了限制語，縮小了概念的外延，但是這樣有時(shí)會影響學(xué)生對生物學(xué)規(guī)律（概念）的全面認(rèn)識。教師在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)充分考慮考試大綱要求及該概念同生活實(shí)際結(jié)合的緊密程度，加以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充。如教材在講述“基因重組”概念時(shí)提到：基因重組是指在生物體進(jìn)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(dāng)然就包括兩方面內(nèi)容了：一方面，減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生的基因的自由組合；另一方面，減數(shù)第一次分裂發(fā)生在聯(lián)會時(shí)期的交叉互換。但教材接下來又介紹了“重組DNA技術(shù)”這一與有性生殖無關(guān)的高科技生物技術(shù)，就其本質(zhì)而言，“重組DNA技術(shù)”仍應(yīng)屬于“基因重組”內(nèi)容。教師在教學(xué)中就應(yīng)將此“重組DNA技術(shù)”作為“基因重組”的另外一種情況（與有性生殖無關(guān)）。這樣就保證了學(xué)生對生命規(guī)律認(rèn)識上的完整性，而且有利于生物學(xué)知識的系統(tǒng)性。

4 劃分句子成分，強(qiáng)化學(xué)生對概念的認(rèn)識

教材中對概念的表述，語言都具有簡練、明確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)，而且表意也十分準(zhǔn)確、完整，確定概念的范疇嚴(yán)格。根據(jù)這些特點(diǎn)，教師在教學(xué)中應(yīng)著重分析概念的語句，使學(xué)生明確概念的內(nèi)涵和外延，為正確使用概念，準(zhǔn)確進(jìn)行推理判斷奠定基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)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(fā)育成的個(gè)體），（體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的）個(gè)體，叫做二倍體；（由受精卵發(fā)育成的個(gè)體），（體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的）個(gè)體，叫做三倍體；（由受精卵發(fā)育成的個(gè)體），（體細(xì)胞中含有多個(gè)染色體組的）個(gè)體，叫做多倍體；（體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的）個(gè)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(guān)卡。經(jīng)過這樣的句子成分劃分，學(xué)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(xué)習(xí)方法，學(xué)會學(xué)習(xí)。

5 進(jìn)行相似概念對比，牢固掌握概念本質(zhì)

生物學(xué)中有許多相似概念，極易產(chǎn)生混淆，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來困難。教師在進(jìn)行概念講述時(shí)需要進(jìn)行相似概念的對比，幫助學(xué)生弄清它們之間的聯(lián)系和差異。如筆者在講述“染色體結(jié)構(gòu)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(shí)，引導(dǎo)學(xué)生回答“交叉互換”與該處的“移接”是否相同？并進(jìn)而對比如下：

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世界上崇尚水、火等自然現(xiàn)象的民族和宗教頗多；崇尚空間和時(shí)間的宗教唯有中國‘‘五斗’’道教。空時(shí)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(nèi)涵。

就養(yǎng)身而論，多年來煉功者和銷售營養(yǎng)品的商家們，常把煉身、強(qiáng)身和養(yǎng)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(yǎng)品，強(qiáng)了身并未延壽，高脂、高糖、高血壓還加速了死亡。高營養(yǎng)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(shù)的80%. 近三十年來，我們參加了生命現(xiàn)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(tǒng)是生命的關(guān)鍵器官

為了論述方便，上述系統(tǒng)稱血腦系統(tǒng)，與當(dāng)今電腦系統(tǒng)相比較，當(dāng)血腦系統(tǒng)不能正常運(yùn)行時(shí)，生命受到極大的威脅，養(yǎng)生問題就轉(zhuǎn)到保養(yǎng)“血腦系統(tǒng)”的問題上。

現(xiàn)代生理學(xué)、解剖學(xué)、醫(yī)學(xué)、生命電子學(xué)、物態(tài)轉(zhuǎn)化論、人體場科學(xué)充分證明了心血系統(tǒng)是供應(yīng)全身器官的主要能源，大腦系統(tǒng)一旦缺少新鮮的血液供給，就會失常導(dǎo)致死亡，生命就會終止。正如電腦系統(tǒng)，如果電能供應(yīng)不正?；蚪K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(xiàn)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?；驌p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(zhuǎn)化現(xiàn)象

歷史上道家養(yǎng)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(zhuǎn)化現(xiàn)象?！盁挕薄盎敝肝飸B(tài)轉(zhuǎn)化，“精”指尚未消化的精細(xì)物?！啊敝附?jīng)消化后經(jīng)腸吸收送往各組織器官的營養(yǎng)物其中：有固粒態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。道門的專用字“”，其意是：任何物經(jīng)高溫大烤后均轉(zhuǎn)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(fā)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(rèn)識場物的能量是連續(xù)的，后來發(fā)現(xiàn)場物同基本粒子交換能量確是間接的。因?yàn)殡娮榆S遷的時(shí)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(wěn)定的狀態(tài)，由于各穩(wěn)態(tài)的對應(yīng)能量是相對間斷的，因而躍遷的能量就出現(xiàn)了一份一份間斷量。德國物理學(xué)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(yǎng)生之術(shù)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(yù)。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(shù)為崇的科學(xué)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(yǎng)生野菜，能通氣、運(yùn)氣、疏經(jīng)活血，對心血系統(tǒng)病有明顯的療效，對老年血腦系統(tǒng)病療效也很顯著。把野生的變?yōu)榧曳N的，川芎是體內(nèi)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(yīng)在類似范長生幽靜的“長生宮”環(huán)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(yǎng)生”。長壽之謎，在于空氣新鮮，在無污染的大自然中科學(xué)地、適當(dāng)?shù)膭趧?dòng)，力所能及的種菜、種樹、養(yǎng)花、種草、種茶、植桑、養(yǎng)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(yǎng)，長壽不成問題。

四 疏通經(jīng)絡(luò)的長壽法

人們承認(rèn)生理解剖組織的動(dòng)靜脈血管，是因?yàn)檠芸吹靡娒弥?。血管中的新鮮血液能輸送新鮮氧氣和其它多種營養(yǎng)物，能維持生命各組織系統(tǒng)的新陳代謝。而經(jīng)絡(luò)不是生理解剖組織，即看不見又摸不著，經(jīng)絡(luò)究竟輸送那些營養(yǎng)物也一無所知，故以西醫(yī)學(xué)為代表的理論全盤否定經(jīng)絡(luò)的存在。這也難怪，西方醫(yī)學(xué)建立在生理解剖學(xué)的基礎(chǔ)上，找不到生理器官就全盤否定。當(dāng)今心理學(xué)特別是超心理學(xué)（美國稱亞心理學(xué)）問世后，證明生命現(xiàn)象不僅由分子層次的營養(yǎng)物維持，還有由小于分子層次的場物營養(yǎng)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(nèi)的場物大都沿經(jīng)絡(luò)運(yùn)行，主干成豎行，與植物莖相似，古人煉功時(shí)察覺后，命名為“經(jīng)”。經(jīng)的周圍，分存著絲一般的各個(gè)方向四通八達(dá)的微小等效傳輸線，古人形象地稱為“絡(luò)”。

經(jīng)和絡(luò)本是針對場物和氣物運(yùn)行的簡單比喻，即形象，又實(shí)用。不僅千百年來的針灸、按摩、推拿、拍打、理氣應(yīng)用經(jīng)絡(luò)傳輸場物和氣物。煉功、體操、拳術(shù)等也用經(jīng)絡(luò)傳輸場物和氣物。新研制出的高靈敏度熱像儀系統(tǒng)，可以演示經(jīng)絡(luò)分布。經(jīng)絡(luò)的電效就、磁效應(yīng)、聲效應(yīng)、生理的酸、麻、脹、痛、熱、嘔、昏、癢效應(yīng)為人們所知。

多年來興起的煉氣功、煉特功，實(shí)際上是讓人進(jìn)入一種靜虛狀態(tài)，創(chuàng)造出勾通經(jīng)絡(luò)能夠傳輸?shù)臈l件，條件滿足了豎向的“經(jīng)”，各方向的“絡(luò)”就會擔(dān)任場物和氣特的傳輸系統(tǒng)。一旦煉功有成，代表意念的腦物場可以調(diào)控，場物和氣物就能治經(jīng)絡(luò)運(yùn)行，生命的潛能就會有所發(fā)揮。一旦場物和氣物受阻會產(chǎn)生明顯的痛感。所謂通者不痛，痛者不通。根據(jù)場物和氣物阻滯病區(qū)，查病治病順理成章。不知者神奇得稱氣功和特異功能，實(shí)是人們不明人體潛能。 疏通經(jīng)絡(luò)，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(xiàn)代科技領(lǐng)域有“新三論”的說法，新三論中有信息論、控制論、系統(tǒng)論。其中信息論深入人心，大家公認(rèn)21世紀(jì)是信息時(shí)代。 古代中國人的信息概念就是“音”，某人“音”信渺無；找個(gè)知“音”朋友；?！耙簟碧?；觀“音”菩薩等等。音是信息，觀音是觀察認(rèn)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”?！坝^世音菩薩”的科學(xué)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(guān)于生物的知識令我大開眼界，再翻翻課本后面的章節(jié)——《生物圈是所有生物的家》和《細(xì)胞核是遺傳信息庫》，只從標(biāo)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(xiàn)象的物體）及生物的特征（進(jìn)行呼吸、獲得氧氣、排出二氧化碳，需要營養(yǎng)，生長和繁殖，生物對外界刺激都有反應(yīng)——應(yīng)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(gè)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(dòng)物150萬種（其中昆蟲最多，達(dá)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(gè)大家庭的人員可謂眾多?。≡傧胂胱约褐赖?、看到的才不過幾十種，與上百萬種相比，真有點(diǎn)井底之蛙的味道了。

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

晚上與媽媽一起做老師布置的作業(yè)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(qū)？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(shí)，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?yàn)樗x不開藻類?！?，哎，媽媽的答案全錯(cuò)了，（媽媽也有知識盲點(diǎn)）。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(tài)的珊瑚，進(jìn)而形成珊瑚礁”和“珊瑚蟲與藻類植物生活在一起，同時(shí)給珊瑚蟲提供氧氣。藻類植物需要陽光和溫暖的環(huán)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(qū)是因?yàn)樗驮孱愔参锘槔?，看著媽媽的滑稽樣，我真想笑出聲來?/p>

我想我會喜歡上生物這門課程的，我真想一下子全部學(xué)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(xué)對中醫(yī)學(xué)的影響

中國長期處于農(nóng)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(lǐng)悟。中國的哲學(xué)家們將直接認(rèn)識的東西視為哲學(xué)思維的出發(fā)點(diǎn)，在一個(gè)連續(xù)審視過程之中，認(rèn)識的主體和認(rèn)識的客體還是渾然一體的，因此中國哲學(xué)家的語言往往只作提示而并不明確。中國哲學(xué)注重“天人合一”，也就是“形神合一”，這與西方哲學(xué)所強(qiáng)調(diào)“天人二分”是不同的。儒家主流觀點(diǎn)認(rèn)為天人合一表現(xiàn)為“天人相通”，道家認(rèn)為道生萬物，人應(yīng)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(tǒng)一的境界。在中國哲學(xué)里，主體與客體是一體的，所以中國哲學(xué)的語言不是很明晰，它們不表示任何演繹推理的概念。中醫(yī)學(xué)建立在中國傳統(tǒng)哲學(xué)基礎(chǔ)上，沒有從自然哲學(xué)的母體中獨(dú)立出來，從而帶有傳統(tǒng)文化烙印和濃厚的思辨色彩。中醫(yī)學(xué)從誕生開始便具有“人文科學(xué)”和“自然科學(xué)”的雙重屬性。西醫(yī)在古代也曾包容在自然哲學(xué)母體之中，隨著解剖和實(shí)驗(yàn)方法在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，西醫(yī)學(xué)逐漸從自然哲學(xué)和文化母體中分化出來，走上了獨(dú)立發(fā)展的道路。哲學(xué)之于醫(yī)學(xué)的作用在于方向性的指導(dǎo)，而不應(yīng)做具體細(xì)節(jié)的規(guī)定。但是，由于中醫(yī)學(xué)與中國古代哲學(xué)的關(guān)系太過密切，導(dǎo)致了中醫(yī)學(xué)中的許多規(guī)定是為了遷就哲學(xué)而做出的，已經(jīng)偏離了客觀實(shí)際。中醫(yī)學(xué)不但將中國古代的精氣、陰陽和五行等哲學(xué)知識作為理論構(gòu)建的指導(dǎo)思想，而且直接參與該理論的形成，將這些哲學(xué)中的概念、原理、思維方法用于解釋各種生命現(xiàn)象，直接將這些哲學(xué)中的基本概念、基本原理移植于所構(gòu)建的醫(yī)學(xué)理論之中，滲透于中醫(yī)學(xué)的所有領(lǐng)域和各個(gè)知識層面，與相關(guān)的中醫(yī)學(xué)知識融合為一體，成為中醫(yī)學(xué)理論體系中不可分割的重要組成部分。中醫(yī)學(xué)的認(rèn)識方式和表述有其特殊性，中醫(yī)學(xué)的研究對象包含著主體因素，是從認(rèn)識主體與客體關(guān)系的角度來描述和定義對象的。在唯科學(xué)主義者眼里，觀察對象是不依賴于主體而獨(dú)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(yī)學(xué)認(rèn)識對象的時(shí)候，不同程度地打上了醫(yī)者的主觀烙印?！跋蟆笔侵嗅t(yī)觀察和研究的主要對象，如面象、舌象、脈象等，不同于西醫(yī)學(xué)與主體無關(guān)的臟器，中醫(yī)的“象”是從醫(yī)生體驗(yàn)的角度來界定的。“體驗(yàn)”和“感悟”是中醫(yī)思維中重要特征，古代醫(yī)家均強(qiáng)調(diào)“心悟”、“心法”等直覺體驗(yàn)?！搬t(yī)者，意也”，深刻反映了中醫(yī)的思維特點(diǎn)。中醫(yī)認(rèn)識事物的過程實(shí)際上是對事物規(guī)律性的抽象過程，包含著醫(yī)生自身的某些素質(zhì)，如經(jīng)驗(yàn)、理性認(rèn)識能力甚至情感因素等內(nèi)容?？偠灾嗅t(yī)學(xué)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(diǎn)。我們不應(yīng)該因?yàn)槠湔Z言表述上帶有主觀色彩就斷然否定其理論的客觀本質(zhì)，就對其科學(xué)性產(chǎn)生懷疑。系統(tǒng)化的中醫(yī)理論是古代醫(yī)家在當(dāng)時(shí)豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，吸取了當(dāng)時(shí)哲學(xué)、思維科學(xué)、天文、地理、氣象、物候等諸多學(xué)科的先進(jìn)成果，對當(dāng)時(shí)臨床實(shí)踐的一次大的理論總結(jié)。它的形成與發(fā)展由始至終都貫穿著實(shí)踐的作用。中醫(yī)學(xué)形成于實(shí)踐，又在實(shí)踐中得到繼承和發(fā)展，從而形成了現(xiàn)在比較系統(tǒng)的中醫(yī)理論體系。中醫(yī)的奠基之作《黃帝內(nèi)經(jīng)》便體現(xiàn)了這一點(diǎn)。《黃帝內(nèi)經(jīng)》的形成，并不是單純靠人們的想象，而是以實(shí)踐為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的醫(yī)學(xué)理論。通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)并確定了人體主要生命體征，如心搏、呼吸及神等;通過實(shí)踐，揭示生命奧秘;通過實(shí)踐，探求治病規(guī)律及方法。

2西方文化、西方哲學(xué)對西醫(yī)學(xué)的影響

古希臘是西方哲學(xué)的發(fā)源地，以商業(yè)為其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，希臘愛琴海地區(qū)，航海條件優(yōu)越。數(shù)學(xué)和數(shù)理運(yùn)算成為商業(yè)往來的核算工具，商人強(qiáng)調(diào)獨(dú)立自主的能力和創(chuàng)新的精神。因而西方的世界觀強(qiáng)調(diào)不依附于他人，追求自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，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(xué)認(rèn)為“心物二分”，強(qiáng)調(diào)主體和個(gè)體的獨(dú)立性和二元性，笛卡爾哲學(xué)提出精神界和物質(zhì)界是2個(gè)平等而又彼此獨(dú)立的世界，認(rèn)為精神界和物質(zhì)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(xué)的出發(fā)點(diǎn)。這一理論推廣而來，西方哲學(xué)將主體和客體對立開來，形成身心、主客的理念，堅(jiān)信人是世界的最高力量，個(gè)體的發(fā)展是最終的目的。與東方哲學(xué)相反，西方哲學(xué)強(qiáng)調(diào)人定勝天或控制自然。西醫(yī)學(xué)深受西方哲學(xué)影響，其實(shí)驗(yàn)充分運(yùn)用了理化、數(shù)學(xué)的方法，重視邏輯推理和分析證明。而對于人體的認(rèn)識，從系統(tǒng)、器官、組織的研究逐步深入細(xì)胞、分子、基因等細(xì)微結(jié)構(gòu)，同時(shí)對各種結(jié)構(gòu)都有其理化性質(zhì)的描述和精確定量的數(shù)學(xué)刻劃。天人合一的思維方式注重體驗(yàn)、直覺和悟性，這種思維方式是立體的、混沌的、意象的和體驗(yàn)的。天人二分則是以理性的方式、明確的概念和嚴(yán)密的邏輯來探究客觀事物中的本質(zhì)規(guī)律，因此這種思維是“線性的”、“量化的”、“嚴(yán)密的”和“理性的”。雖然西醫(yī)理論的構(gòu)建過程也是在其哲學(xué)思想支配下完成的，但是就西醫(yī)學(xué)理論的構(gòu)建而言，哲學(xué)僅僅作為指導(dǎo)思想，指引著醫(yī)學(xué)科學(xué)家沿著正確的軌道，完成其科學(xué)研究，構(gòu)建其相關(guān)理論。哲學(xué)的概念及原理不直接參與西醫(yī)學(xué)理論的構(gòu)建，更不會將相關(guān)的哲學(xué)概念及其理論作為醫(yī)學(xué)理論的組成部分。

篇8

一、 夯實(shí)基礎(chǔ),落實(shí)知識目標(biāo)

遺傳學(xué)知識理論性強(qiáng),涉及的概念比較多,對中學(xué)生而言,這些抽象的概念不容易理解。課程目標(biāo)中有關(guān)遺傳學(xué)內(nèi)容的知識目標(biāo)實(shí)現(xiàn)不盡如人意,學(xué)生對遺傳學(xué)基本概念和原理的理解比較普遍地存在:(1) 不準(zhǔn)確、不透徹;(2) 不會正確地表達(dá)。在高考測量中,這兩種情況是很難區(qū)分的。所以,在課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程中,教師應(yīng)重視遺傳學(xué)基本知識、基本理論,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建遺傳學(xué)基本知識體系框架,通過邏輯遞進(jìn)和知識脈絡(luò)理解,組合遺傳學(xué)的基本概念,強(qiáng)化基礎(chǔ)知識和理論的實(shí)際運(yùn)用、綜合運(yùn)用。有效地學(xué)習(xí)策略是:(1) 幫助學(xué)生提高生物學(xué)的學(xué)科素養(yǎng),結(jié)合遺傳學(xué)發(fā)展史,認(rèn)識遺傳學(xué)基本理論的形成;(2) 引導(dǎo)學(xué)生逐一理清遺傳學(xué)各個(gè)知識點(diǎn),以及相互之間的聯(lián)系;(3) 解析各知識點(diǎn)的構(gòu)成要素和含義,理順遺傳學(xué)的知識脈絡(luò);(4) 按照各知識點(diǎn)的目標(biāo)層次,進(jìn)行材料閱讀、關(guān)鍵詞辨別、邏輯推演、科學(xué)表述的能力訓(xùn)練。綜觀自然學(xué)科的發(fā)展里程,基礎(chǔ)知識、基本理論是學(xué)科建立和形成的基石。以遺傳學(xué)的基本定律、基本理論為輻射中心,建構(gòu)遺傳學(xué)知識網(wǎng)絡(luò),理清各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,達(dá)到深入理解和融會貫通,并形成一定的應(yīng)變能力,在分析、解決問題時(shí)才能做到游刃有余。

二、 領(lǐng)悟方法,養(yǎng)成科學(xué)精神

對于科學(xué)素養(yǎng)的定義,國內(nèi)多數(shù)學(xué)者認(rèn)同的是:了解并能夠進(jìn)行個(gè)人決策、參與公民和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需要的科學(xué)概念和科學(xué)過程?？茖W(xué)概念的理解和掌握可以通過課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn),科學(xué)過程則需要經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐得到體驗(yàn)。遺傳學(xué)教與學(xué)所存在的困難,與忽視情感目標(biāo)的落實(shí)不無關(guān)系。缺乏科學(xué)過程的體驗(yàn),科學(xué)價(jià)值觀則難以真正形成,對基礎(chǔ)知識、基本理論的理解就會限于書本。遺傳學(xué)同生物學(xué)其他分支學(xué)科一樣,全部的知識、理論都是源于對自然界生命現(xiàn)象的觀察假設(shè)實(shí)驗(yàn)推論否定再實(shí)驗(yàn)…直至形成結(jié)論,這個(gè)過程會有新的問題、新的發(fā)現(xiàn),促使科學(xué)研究的方法也因此不斷的改進(jìn)、更新。生物學(xué)與其他自然科學(xué)不同的是:研究的對象――生命有機(jī)體個(gè)體間的差異以及環(huán)境影響因素多元、多變,因而常常導(dǎo)致研究結(jié)論的不確定性(非唯一性)。生物學(xué)的知識和理論,闡述的是生命現(xiàn)象的一般規(guī)律或趨勢,有時(shí),這種趨勢可能是局部的或僅限于在某種生物類群中出現(xiàn)。所以,教師應(yīng)該從辯證唯物主義的自然觀、方法論出發(fā),重視遺傳學(xué)知識鏈的形成過程和其中蘊(yùn)涵的科學(xué)方法,幫助學(xué)生領(lǐng)悟孟德爾在研究遺傳學(xué)規(guī)律中應(yīng)用的假說―演繹的方法、測交實(shí)驗(yàn)的預(yù)測中運(yùn)用的演繹推理的方法;體驗(yàn)薩頓根據(jù)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(dǎo)學(xué)生在構(gòu)建遺傳圖解模型的基礎(chǔ)上,運(yùn)用假說中的推理法,表述親代、子代的基因型、表現(xiàn)型及比例關(guān)系;學(xué)會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、解釋,學(xué)會在不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下預(yù)測實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果;關(guān)注遺傳學(xué)中用數(shù)學(xué)方法解決問題的科學(xué)方法,如孟德爾遺傳規(guī)律的獲得中運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對后代的性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較,DNA中遺傳信息的多樣性、性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)、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(yīng)關(guān)系、調(diào)查人群中的遺傳病等知識中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)方法。在學(xué)習(xí)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的同時(shí),領(lǐng)悟建立模型的方法;運(yùn)用模型的方法理解遺傳的基本規(guī)律,把握其實(shí)質(zhì),鑒別出基因分離規(guī)律模型對于細(xì)胞質(zhì)遺傳及無性生殖過程不適用等。

三、 注重綜合,實(shí)現(xiàn)能力目標(biāo)

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關(guān)鍵詞　諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)　諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)　生物化學(xué)　發(fā)展史　化學(xué)生物學(xué)

生物化學(xué)是研究生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)。20世紀(jì)以來發(fā)展尤為迅速，展現(xiàn)出一幅美好的前景，越來越多地吸引著來自生物、化學(xué)及物理領(lǐng)域的科學(xué)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(fā)展前途的交叉學(xué)科。

從1901年第一屆諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)至今，有許多諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)和諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主都是在生物化學(xué)領(lǐng)域有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。尤其是20世紀(jì)50年代以后，生物領(lǐng)域的所有獲獎(jiǎng)成果中，有一半以上與生物化學(xué)有關(guān)。在諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)中，也有近三分之一的獲獎(jiǎng)成果屬于生物化學(xué)領(lǐng)域。事實(shí)足以說明生物化學(xué)在生命科學(xué)中的重要地位和作用，從總體上來看，生物化學(xué)的發(fā)展大致可分為4個(gè)階段(見表1)。

1　生物化學(xué)的萌芽

早在史前，人們就已經(jīng)在生產(chǎn)、生活和醫(yī)療等方面積累了許多與生物化學(xué)有關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。我們的祖先在公元前22世紀(jì)就用谷物釀酒；公元前12世紀(jì)就會制醬、制飴；公元前4至3世紀(jì)的柏拉圖和亞里士多德對生理學(xué)、化學(xué)等都非常重視；人們用酸堿中和一類的化學(xué)反應(yīng)解釋人體的機(jī)能；晉朝的葛洪已經(jīng)用海藻治療癭病(甲狀腺腫脹)。公元6世紀(jì)，北魏賈思勰記載了在制曲中利用曲的濾液進(jìn)行釀造，表明對酶的作用已有初步認(rèn)識；公元7世紀(jì)，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(jì)，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(xué)方法；公元16-17世紀(jì)的海爾蒙特深信酵素參與維持生命的反應(yīng)過程，認(rèn)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(chǎn)生。人們對生物化學(xué)的認(rèn)識，僅僅局限于生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的觀察和應(yīng)用，尚未對該領(lǐng)域進(jìn)行深入的、本質(zhì)的研究分析，僅是化學(xué)家或醫(yī)療化學(xué)家以化學(xué)的觀點(diǎn)解釋生命現(xiàn)象，這一時(shí)期成為生物化學(xué)早期的知識積累階段。

直到18世紀(jì)中葉，法國拉瓦錫首次證實(shí)了動(dòng)物身體的發(fā)熱是由于體內(nèi)物質(zhì)氧化所致，闡明了機(jī)體呼吸的化學(xué)本質(zhì)，這是生命科學(xué)史上的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，也是生物化學(xué)發(fā)展的一個(gè)里程碑。2　生物化學(xué)的初期：生理化學(xué)階段

18世紀(jì)后期到19世紀(jì)，生物學(xué)已發(fā)展為獨(dú)立的學(xué)科，化學(xué)也已經(jīng)形成比較完整的體系。在這期間，一些有創(chuàng)意的科學(xué)工作者把生理問題與化學(xué)結(jié)合起來，用化學(xué)的基本原理解釋生理現(xiàn)象，尤其注重從化學(xué)觀點(diǎn)研究植物生理、動(dòng)物和人體的生理現(xiàn)象，為生物化學(xué)的形成做了準(zhǔn)備，也使生物化學(xué)得以形成成為可能和必然。

19世紀(jì)，科學(xué)研究者對生命現(xiàn)象開展了比較廣泛的研究，對生命的化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識有了許多重大進(jìn)展，為生物化學(xué)的形成奠定了基礎(chǔ)。如1810年蓋·呂薩克推導(dǎo)出了酒精發(fā)酵的反應(yīng)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(xué)》，他用化學(xué)理論闡述了動(dòng)物生理和人體生理的問題?？茖W(xué)家們先后發(fā)現(xiàn)了一些生物體中的重要化學(xué)物質(zhì)。19世紀(jì)50年代巴斯德證明了酒精發(fā)酵是微生物引起的，排除了發(fā)酵自生論。19世紀(jì)60年代，德國生理化學(xué)家候普·賽勒得到了蛋白質(zhì)的結(jié)晶——血紅蛋白，1877年第一次提出了“生物化學(xué)”一詞，將其定義為所有與生物分子有關(guān)的一切內(nèi)容。1894年，費(fèi)歇爾首先提出酶的專一性及酶作用的“鎖一鑰”學(xué)說。由于費(fèi)歇爾是使生物化學(xué)成為獨(dú)立學(xué)科的最有功勞的人物，因此，費(fèi)歇爾被人們譽(yù)之為“生物化學(xué)之父”。這個(gè)階段的生物化學(xué)，實(shí)際是用化學(xué)的觀點(diǎn)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(zhì)和糖元的發(fā)現(xiàn)、胃酸的發(fā)現(xiàn)、人體與氧氣的關(guān)系、維生素的發(fā)現(xiàn)、對腺體的初步認(rèn)識、從激素到胰島素的發(fā)現(xiàn)以及抗生素的發(fā)現(xiàn)，等等。

這一時(shí)期無論是生物學(xué)家還是化學(xué)家都還沒有從化學(xué)的本質(zhì)上給予生物化學(xué)系統(tǒng)的解釋，僅僅是對生物體中的一些重要化學(xué)物質(zhì)及其作用有了一定的認(rèn)識和研究，僅僅屬于生理化學(xué)階段，為19世紀(jì)末期形成生物化學(xué)這門獨(dú)立的學(xué)科奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3　生物化學(xué)的誕生

生物化學(xué)是一門交叉學(xué)科，它運(yùn)用化學(xué)的理論與方法研究生物的化學(xué)組成和生命活動(dòng)中的化學(xué)變化。對于生物化學(xué)的誕生，主要有2種不同的觀點(diǎn)：

大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為生物化學(xué)是19世紀(jì)末期誕生的新學(xué)科之一。1897年德國科學(xué)家布赫納(1860—1917)證明發(fā)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(gè)新領(lǐng)域——生物化學(xué)。他也因生物化學(xué)研究和發(fā)現(xiàn)無細(xì)胞發(fā)酵于1907年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，1828年維勒用人工方法以無機(jī)化合物氰氨酸合成有機(jī)化合物尿素，揭示了生物體的反應(yīng)同樣是遵循物理和化學(xué)的規(guī)律，標(biāo)志著生物化學(xué)這門交叉學(xué)科的誕生。

雖然生物化學(xué)的誕生并不是一朝一夕或者某個(gè)時(shí)刻計(jì)然之術(shù)，但若非要給生物化學(xué)的誕生確定一個(gè)具體的時(shí)間的話，對于這2種不同的觀點(diǎn)，傾向于第一種觀點(diǎn)的較多，即生物化學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科是在19世紀(jì)末期，雖然第二種觀點(diǎn)也提出形成的具體時(shí)間和標(biāo)志，大部分研究都表明生物化學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科是在19世紀(jì)末期。4　生物化學(xué)的發(fā)展4.1　生物化學(xué)的初級發(fā)展時(shí)期

化學(xué)的發(fā)展以及化學(xué)研究方法的多樣化、綜合化對于確定生物體的化學(xué)成分、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識與合成具有推動(dòng)作用。在生物化學(xué)的建立和發(fā)展過程中，對蛋白質(zhì)和核酸的研究成果成為生物化學(xué)不斷取得進(jìn)展的重要標(biāo)志。此外，在營養(yǎng)學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、酶學(xué)方面的研究成績也取得非常重要的進(jìn)展，對生物化學(xué)的全面發(fā)展和研究揭開了新的思路，又奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，見表2。

4.2　分子生物學(xué)：生物化學(xué)蓬勃發(fā)展時(shí)期

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關(guān)鍵詞：基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；自組織圖聚類；機(jī)器學(xué)習(xí)

中圖分類號：TP274文獻(xiàn)標(biāo)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(diào)控網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息學(xué)向分子生物學(xué)滲透形成的交叉點(diǎn)，是運(yùn)用生物信息學(xué)的方法和技術(shù)通過數(shù)據(jù)采集、分析、建模、模擬和推斷等手段研究復(fù)雜的基因網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。作為一種系統(tǒng)的、定量的研究方法建立在包括分子生物學(xué)，非線性數(shù)學(xué)和程序算法設(shè)計(jì)等知識等基礎(chǔ)上，運(yùn)用生物信息學(xué)的方法和技術(shù)通過數(shù)據(jù)采集、分析、建模、模擬和推斷等手段，整合已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和知識，構(gòu)建生物基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從整體的層次，了解細(xì)胞的功能；從整體的角度，闡述基因參與的生物調(diào)控過程，在全基因組水平上以系統(tǒng)的、全局的觀點(diǎn)研究生命現(xiàn)象及其本質(zhì)，是后基因組時(shí)代研究的重要內(nèi)容。

1 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)概念

基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一個(gè)連續(xù)而復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，即復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

1.1 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的定義

生物體任何細(xì)胞的遺傳信息、基因都是同樣的，但同一個(gè)基因在不同組織、不同細(xì)胞中的表現(xiàn)并不一樣。一個(gè)基因的表達(dá)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(jìn)、相互抑制，在特定的細(xì)胞內(nèi)和時(shí)間下綜合環(huán)境等因素這樣的大環(huán)境中呈現(xiàn)活化狀態(tài)，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

1.2 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的特性:

基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是連續(xù)的多層次動(dòng)力系統(tǒng)模型，具有穩(wěn)定姓、層次性、復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性等。

1.2.1 復(fù)雜性

生物具有大量的基因，諸多基因組成各個(gè)模塊，不同的基因網(wǎng)絡(luò)模塊可以在不同層次上發(fā)生相互作用，同一個(gè)基因可能參與各種不同的分子機(jī)理，使得基因網(wǎng)絡(luò)有著高度的復(fù)雜性。

1.2.2 層次性

基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)具有一定層次結(jié)構(gòu)，按照調(diào)控元件、motif、模塊和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的四層結(jié)構(gòu)，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)有規(guī)律的來接在一起。調(diào)控元件分為順式(cis-)和反式(trans-)兩種類型, 分別表示受調(diào)控基因的結(jié)合位點(diǎn)DNA 序列和結(jié)合在該序列上對基因起激活或者抑制作用的轉(zhuǎn)錄因子。Motif 和模塊都是由基因集合構(gòu)成的調(diào)控模式, 是分析網(wǎng)絡(luò)局部特征和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成以及研究調(diào)控機(jī)理的重要結(jié)構(gòu)。

1.2.3 動(dòng)態(tài)性

生物過程是動(dòng)態(tài)的，用來理解生物過程意義的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)自然就動(dòng)態(tài)存在?；蛘{(diào)控網(wǎng)絡(luò)是隨著生物過程的動(dòng)態(tài)發(fā)生而具有動(dòng)態(tài)的特性，不同條件、不同時(shí)間的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是不同的。

1.2.4 穩(wěn)定性

基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性體現(xiàn)在生物體緩解突變的影響方面，功能上無關(guān)基因之間的相互作用可以抵抗系統(tǒng)突變；一個(gè)基因在突變中喪失的功能，有另外一個(gè)或更多具有相似功能的基因所補(bǔ)償，以減弱該突變對表型造成的影響，保持生物進(jìn)化中的穩(wěn)定性。

1.2.5 功能模塊性

基因調(diào)控相關(guān)的生物功能主要是通過網(wǎng)絡(luò)模塊來實(shí)現(xiàn)的，有適當(dāng)尺度下的動(dòng)力學(xué)特征和生物學(xué)功能解釋的模塊是由多個(gè)motif 構(gòu)成的，實(shí)現(xiàn)相同功能的基因或蛋白質(zhì)存在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上是相關(guān)的。

1.3 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究的目的

通過對基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究，識別和推斷基因網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、特性和調(diào)控關(guān)系，認(rèn)識復(fù)雜的分子調(diào)控過程，理解支配基因表達(dá)和功能的基本規(guī)則，揭示基因表達(dá)過程中的信息傳輸規(guī)律，清楚整體的框架下研究基因的功能。

2 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究內(nèi)容

基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究是假設(shè)兩個(gè)基因列譜相似，則這兩個(gè)基因協(xié)作調(diào)控，并可能功能相近，有同樣表達(dá)模式的基因可能有同樣的表達(dá)過程?；蛘{(diào)控網(wǎng)絡(luò)主要在三個(gè)水平上進(jìn)行：DNA水平、轉(zhuǎn)錄水平、翻譯水平。DNA水平主要是研究基因在空間上的關(guān)系影響基因的表達(dá)；轉(zhuǎn)錄水平主要研究代謝或者是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程決定轉(zhuǎn)錄因子濃度的調(diào)控過程；翻譯水平主要研究蛋白質(zhì)翻譯后修飾，從而影響基因產(chǎn)物的活性和種類的過程?；蜣D(zhuǎn)錄調(diào)控信息隱藏在基因組序列中，基因表達(dá)數(shù)據(jù)代表基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的結(jié)果，是轉(zhuǎn)錄調(diào)控信息的實(shí)際體現(xiàn)。

基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)試圖從DNA微陣列等海量數(shù)據(jù)中推斷基因之間的調(diào)控關(guān)系，對某一物種或組織中全部基因的表達(dá)關(guān)系進(jìn)行整體性研究。采用帶有反饋回路的基因網(wǎng)絡(luò)，首先是按照同步或反同步表達(dá)，以及表達(dá)強(qiáng)度的變化，系統(tǒng)地識別各基因的特點(diǎn)，再用聚類的方法將各基因歸類，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，分析相關(guān)控制參數(shù)．利用其本身或調(diào)節(jié)位點(diǎn)或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行不同的研究。

3 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究數(shù)據(jù)分析方法