分子生物学概述篇1
发展历史：
一、准备和酝酿阶段
19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：
确定了蛋白质是生命的主要基础物质
19世纪末buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素c、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。1902年emilfisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，sanger创立二硝基氟苯（dnfb）法、edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链n端氨基酸；1953年sanger和thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素a链和b链的氨基全序列分析。由于结晶x-线衍射分析技术的发展，1950年pauling和corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
确定了生物遗传的物质基础是dna
虽然1868年f.miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。20世纪20-30年代已确认自然界有dna和rna两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出dna中a、g、c、t含量是大致相等的结果，因而曾长期认为dna结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。40年代以后实验的事实使人们对酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。1944年o.t.avery等证明了肺炎球菌转化因子是dna；1952年a.d.hershey和m.cha-se用dna35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。在对dna结构的研究上，1949-52年s.furbery等的x-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面的空间构像，提出了dna是螺旋结构；1948-1953年chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成dna的硷基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了dna硷基组成a=t、g=c的chargaff规则，为硷基配对的dna结构认识打下了基础。
二、现代分子生物学的建立和发展阶段
这一阶段是从50年代初到70年代初，以1953年watson和crick提出的dna双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。dna双螺旋发现的最深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式；从而最后确定了核酸是遗传的物质基础，为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。在此期间的主要进展包括：
遗传信息传递中心法则的建立
在发现dna双螺旋结构同时，watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶；1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明；1968年okazaki（冈畸）提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。
在发现dna双螺旋结构同时，watson和crick就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.kornbery首先发现dna聚合酶；1958年meselson及stahl用同位素标记和超速离心分离实验为dna半保留模型提出了证明；1968年okazaki（冈畸）提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。
在研究dna复制将遗传信息传给子代的同时，提出了rna在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说。1958年weiss及hurwitz等发现依赖于dna的rna聚合酶；1961年hall和spiege-lman用rna-dna杂交证明mrna与dna序列互补；逐步阐明了rna转录合成的机理。
在此同时认识到蛋白质是接受rna的遗传信息而合成的。50年代初zamecnik等在形态学和分离的亚细胞组分实验中已发现微粒体（microsome）是细胞内蛋白质合成的部位；1957年hoagland、zamecnik及stephenson等分离出trna并对它们在合成蛋白质中转运氨基酸的功能提出了假设；1961年brenner及gross等观察了在蛋白质合成过程中mrna与核糖体的结合；1965年holley首次测出了酵母丙氨酸trna的一级结构；特别是在60年代nirenberg、ochoa以及khorana等几组科学家的共同努力破译了rna上编码合成蛋白质的遗传密码，随后研究表明这套遗传密码在生物界具有通用性，从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程。
分子生物学概述篇2
对国内出版的多种版本高中生物和高校生物学相关专业的教材以及美国高中生物主流教材《科学发现者》中，有关“减数分裂”概念的表述进行了比较，发现不同教材中对“减数分裂”概念的表述存在较大的差异（表1）。
从整体上看，以上的国内外生物学教材中，均从发生的位置、时期、染色体与细胞数目的变化，对减数分裂的概念进行表述，均体现了减数分裂的主要特征及实质。即染色体复制一次，细胞经过两次连续的分裂，最终产生的子细胞的染色体数目减半。然而不同教材在对减数分裂的名称及减数分裂概念表述存在着一定的差异。
1.1 “减数分裂”的概念名称
从表1可见，从整体上看，国内高中所使用的各版本生物教材中，将减数分裂过程中的2个连续的阶段按次序进行命名，将其概念名称表述为减数第一（二）次分裂;而国外高中或国内外高校所使用的各版本生物学教材中则是使用了罗马数字（Ⅰ和Ⅱ）对减数分裂的两个连续的阶段进行划分，即减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ期对减数分裂的名称进行表述。
1.2 “减数分裂”的概念表述
由表1可知，国内高中生物学教材着重在细胞中染色体复制、细胞分裂的次数上，对减数分裂的概念进行表述。国外高中及国内大学生物学教材则是在此基础上，着重强调了减数分裂中染色体在两次连续的阶段发生的变化。在高中生物学教材中，由于教材的编写者考虑到高中生对生物知识掌握的有限性，因此在对减数分裂概念的表述上相对与高校教材来说较为精简与浅显，以便于学生理解与记忆。与国内高中生物学教材相比，国外高中生物学教材中呈现单倍体、二倍体知识的顺序先于减数分裂，因此使用其来对减数分裂的概念进行阐述。而高校生物学教材中涉及减数分裂概念时，面向的是大学二年级及以上的学生，该阶段的学生已对高中生物学知识有了一定的了解，因此教材中在对表述减数分裂概念时，采用了大量的生物专业术语，如同源染色体、单倍体及联会等，对其分裂过程进行较为详尽的阐述。
2 生物教学中减数分裂概念表述的适切性辨析
2.1 概念表述的适切性辨析
概念是人脑反映客观事物的本质特性的思维形式。概念通常包含三个要素：概念名词（或概念术语）、概念的内涵及概念的外延。其中概念的内涵揭示了概念的本质属性和特点，可以较为准确地反映概念的本质;概念名词或术语是对概念的指代。所谓概念表述的适切性是指概念表述与概念内涵、事实本质等各种相关因素的协调统一程度，并具备合适性与共知性。在实际的生物教学中，教师习惯于用生物学术语向学生传递生物学知识，然而学生对生物学基本概念的习得来源于教材，因此教材在对生物学概念的表述中应注重概念内涵的阐述。因此，认为一个合理的概念表述应该具备有科学性。只有科学的生物学概念才能准确地反映出生物学事实、本质规律及特征，从而引导学生建构正确的生物学概念结构体系。
《英汉细胞与分子生物词典》将“分裂”一词定义为：细胞通过生化合成和代谢变化而增大体积并分裂成两个子细胞的过程。细胞分裂是细胞增殖的前提和基础。可见，“减数分裂”的命名是符合这一定义的。同时，减数分裂具有分裂的特征：经过了染色体的复制、分离、胞质的分裂最终形成了子细胞的一系列过程。
在减数分裂中，染色体的复制与分离保持了生物体前后代染色体数目恒定，维持了遗传稳定性;同源非姐妹染色单体互换、非同源染色体自由组合增强了生物遗传的变异性，由此可以看出染色体的行为是减数分裂过程中最本质的特征。《普通高中生物课程标准（实验）》在遗传的细胞基础部分的要求是：阐明细胞的减数分裂，并模拟减数分裂过程中染色体的变化，观察细胞的减数分裂。因此，笔者认为，在表述减数分裂这一概念时，应该把重点放于减数分裂中的染色体行为以及其分裂的结果上，如表1中《细胞和分子生物学（概念和实验）》中对减数分裂的表述。
另外从语义学角度考虑，使用“减数分裂Ⅰ”和“减数分裂Ⅱ”对减数分裂进行表述，能很明确地表明减数分裂所经历的为两个阶段。而在国内高中的生物学教材中，用名词（减数分裂）与序数词（第一次或第二次）组合来表述减数分裂，由于名词与序数词的语序存在不同组合，则对学生学习减数分裂概念产生了干扰，人为“制造”了学习难度。同时，由于不同组合的语义存在一定的差异，无论是“减数分裂第一（二）次”，还是“第一（二）次减数分裂”都容易产生歧义：既可以认为是一个完整的减数分裂中相继发生的两个阶段，也可以理解为两次独立的减数分裂过程的相继发生。
2.2 概念表述与学生认知水平的适切性辨析 考虑到学生的感性认识、思维加工方式、学科知识的前概念等因素的影响。教材中生物学概念的表述是否合理取决于其是否有利于学生对概念的认知与运用。高中阶段的学生虽已具备了一定的认知与辨析的能力，分析思维的目的性、连续性、逻辑性已初步建立，但并不完善。同时，生物学中的概念较为抽象，概念之间的相关性强，关系复杂。学生在学习新概念前或正学习新概念时，已经学习的相关概念或是从字面上理解概念的表述就有可能造成认知差异，形成错误的前概念。因此，在尊重高中阶段学生的认知发展水平的前提下，高中生物学教材在能够清晰、准确地表述概念内涵时，其表述应注重与其他相关概念相区分，即具有区分性。与此同时，在概念的表述中，应该尽量突出该概念内涵中的特有性质，弱化其他属性，以增强生物学概念的可读性。
由表1可见，国内中学生物学教材侧重在细胞中染色体复制、细胞分裂的次数上对减数分裂的概念进行阐释，其实质是在逆向思维上，从减数分裂的结果——染色体数目“减半”上，引导学生反推出减数分裂的过程。而国外中学及国内大学的生物学教材对其表述则是从正向思维上先描述减数分裂的过程，进而推导出其分裂的结果，并着重强调了减数分裂中染色体在两次连续的阶段中发生的变化，同时运用“二倍体”与“单倍体”对染色体在经历两次连续分裂前后的数目变化进行阐述。国内现行高中生物学教材对减数分裂概念的表述并没有凸显出染色体分别在两次连续的分裂阶段中的行为变化，从而使得学生在理解其概念时难以分辨减数分裂的主要特征。除此之外，从逆向思维上引导学生理解减数分裂的过程，一定程度上加大了学生对减数分裂概念学习的难度。高校教材虽然在对减数分裂概念表述时较为具体、详尽，但文字较多，并具有一定的深度，因此不适用于高中教学。
3 结语
综上所述，现有国内高中生物学教材中对减数分裂的名称和表述并不准确，并容易导致学生记忆和理解的混乱，人为增加教学难度。笔者认为，应当废除易于混淆的用名称与序数词组合表述减数分裂的概念名称，如：减数分裂第一次、减数分裂第二次、第一次减数分裂、第二次减数分裂等;并且将减数分裂的过程概括为“一次减数分裂经历一次复制，两个阶段，两次分离”，即“在减数分裂过程中，DNA只复制一次，在两个连续的阶段（减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ）中，分别发生二次分离（同源染色体间和姊妹染色单体间），从而形成含有单倍染色体的生殖细胞”。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003. 本文由wWW.dyLw.NeT提供，第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务，欢迎光临dYLw.nET
分子生物学概述篇3
自然科学中的很多概念、原理和规律源于自然和实际，与生产生活实际联系非常紧密。多数概念是对自然现象和生产生活实际现象的抽象。因此在教学中，教师应利用这一特点，充分了解并认真分析学生的生活经验和感性认识，联系实际，正确建立科学概念。
惯性是一个高度抽象的概念，物体无论是运动还是静止都具有惯性。要让七年级学生正确建立惯性概念，必须联系学生熟悉的一些生活实际，比如跑到100米终点后，为什么一时停不下来；坐在车厢里的人当车子向左转弯时，人却向右倾；车子启动时，放在车厢里的物体往往会向后滑；为什么载重大卡车比小轿车启动难，刹车也难。只有结合这样一些生活实例的分析，学生才能建立正确的惯性概念。
以初中学生的“学力”是很难理解“功”这个概念的内涵的。但是，以机械功为例，我们可以通过大量的实例引导学生分析物体做功的特点：哪个过程哪个力做了功，哪个过程哪个力是不做功的，从而引出做功的两个必要条件，来加深学生对于“做功”概念的理解。
种群概念的建立虽然难度不大，但在教学实际中，必须通过大量的学生熟悉的实例才能使学生真正理解“种群是一定时间、一定区域内，能自由交配繁殖后代的同种生物个体组成的群体”这一概念的内涵和外延，也只有通过具体的实例才能使学生理解种群密度、年龄结构、性别比例等种群的特征。
在初中科学教学中，大多数概念的教学是离不开联系生产生活实际的，联系实际进行科学概念教学，不仅可以帮助学生形成概念，而且还可以帮助学生加深对概念的理解，并正确运用概念。
二、发掘或赋予概念的心理意义
奥苏贝尔认为概念除了内涵、外延外，每个概念还具有一定的心理意义，即能唤起学习者独特的个人的情感和态度反应及心理认同感。概念的心理意义能有效地促进概念的意义学习。例如“第一性征”和“第二性征”这两个概念能引起学生一定的情绪反应，学生较容易接受这两个概念。像这类具有心理意义的概念在初中科学中是比较多的，如受精、有性生殖、无性生殖、遗传与变异、健康等。
但也有些概念心理意义不明显，甚至对有些同学而言几乎为零。这时教师应想方设法赋予概念的心理意义，拉近概念与学生之间的心理距离。如在讲单子叶植物种子结构时，对胚和胚乳理解比较困难，教学中可赋予这样的心理意义：“我们每天都吃饭，但大家有没有想过，我们吃的是稻谷种子的哪个部分？大家是否观察过，有些米粒其一端缺了一小块，这掉下的一小块又是什么？”最后告诉学生“我们吃的是胚乳部分，这个掉下去的小块就是胚，稻谷种子萌发时胚乳提供营养，胚中的胚芽、胚轴和胚根分别长成叶、茎和根。”经过这样的教学，“胚”和“胚乳”已不是“空中楼阁”，而是看得见摸得着的具体信息，使学生感受到原来这两个概念离我们生活这么近，心理认同感很快增强，这时意义学习也发生了。
一般情况下教师对电流概念的建构是通过类比的方法，如先通过学生较熟悉的“水流”的形成的原因分析，从而类推到“电流”的形成，并对电流形成的原因作微观的“电荷运动”动画模拟，通过电荷的“不规则运动”和“定向移动”来建构电流的形成。但如果通过视频或实际演示，以一群学生的“无规则运动”和“在统一口令下向同一方向有序运动”来建构电流这一概念，学生的印象则更为深刻，因为这样的建构过程赋予了科学概念更多的心理意义。
三、将日常概念转变为科学概念
日常生活概念即前科学概念，是学生在日常生活中形成的概念，一般从直观出发，注重事物的外部特征，因此具有主观性、模糊性和弥散性的特点。日常生活概念虽然往往是科学概念形成的重要基础，对科学概念的形成起帮助和促进作用，但有时往往也会起干扰和抑制作用。 在教学中应明确学生的日常概念与科学概念间的异同，然后以日常概念为基础，去粗取精，去伪存真，由表及里，由浅入深，最终形成科学概念。
如“鸟”的日常概念是“会飞的动物”，因此学生就会产生“鸵鸟不是鸟，蝙蝠是鸟”这样的错误观念，应指出“会飞”不是鸟的本质属性，鸟的本质属性是“有翼有羽毛，能进行双重呼吸，膀胱退化”等，帮助学生形成“鸟”的科学概念。饱和溶液的日常概念是“浓度很高的溶液”，因此自然会产生“饱和溶液是浓溶液，稀溶液不是饱和溶液”这样的错误认识。教师应指出溶液的浓与稀是人们通常对溶液浓度的一种粗略描述法，并通过实验说明：一定温度下将少量熟石灰溶解在一定量的水里，尽管浓度很低，却已经饱和；一定温度下将大量的蔗糖溶解在一定量的水中，尽管浓度已很高，却仍未饱和。稀溶液不一定是不饱和溶液，浓溶液不一定是饱和溶液。
四、运用概念的变式和再现
（一）运用概念变式
是指对同一个概念从多维度进行分析，揭示不同的描述方式间的内在联系，使学生从本质上认识所学概念，避免学生对概念的孤立、机械的记忆。如“生态系统是由一定区域内生物群落与其环境组成”，也可表述为“是由一定区域内非生物物质和能量及所有作为生产者、消费者、分解者的各种生物组成”，还可以表述为“在一定区域内全部生物和非生物因素组成”。
又如对于磁场方向的表述，也可以采用概念变式加以认识，“磁感线的切线方向表示磁场的方向”与“磁场的方向是小磁针在磁场中静止时北极的指向”的说法其本质上是一样的。
（二）运用概念再现
是指学生对所学概念重新回忆表述的过程。概念的再现其实是概念的再学习过程，能检验学生对概念的理解、掌握程度，可以采用以下两种方法让概念再现。
陈述性复述。是指学生对新概念进行完整准确复述的过程，目的是增强对新概念的熟悉程度，促进对新概念的记忆。俗话说“书读百遍其义自现”，所以通过不断的复述还能进一步感知概念的本质特征。复述在学生概念习得过程中是十分重要的一个环节。
意义性表述。是指学生根据对概念的理解，在不失科学性的前提下，用自己的语言重新表述概念的过程。表述的清晰与完整程度，除了取决于学生的语言表达能力外，更重要的是取决于学生对概念的理解、掌握程度。如“若某类原子的核电荷数相同则该类原子总称为某种元素”，此外还可表述为“质子数相同的一类原子总称为元素”等等。通过意义表述能极大的促进学生对概念的理解，还能培养学生思维的灵活性和创造性。
参考文献
分子生物学概述篇4
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。
分子生物学概述篇5
在九年级学生学习化学课程之前，他们已在语文课中学习了句子成分的划分，明白了句子的主要成分。主、谓、宾的附加成分，往往从范围、状态、数量、所属、处所、时间、对象、方式等方面修饰、限制句子的成分。句子的附加成分往往层层递加、层层限制。若将其与逻辑学中的“内涵”和“外延”进行有机联系，并予以“同化”（句子附加成分的增删变化其实是对概念“内涵”的另一种形式的表述），既能正确理解概念，又能准确把握化学概念，还能激发学生对化学概念进行探究的兴趣。将难点突破与学科间的知识渗透结合起来，既培养学生的知识迁移能力，又培养学生的创新能力。综合新课程初中化学教材中概念的表述方式，常见的有以下两种定义类型，例析如下：
一、“××是××”型
例1.原子是（化学变化中）的（最小）粒子。将原句压缩后主干是“原子是粒子”，宾语“粒子”前的定语“化学变化中”“最小”则将宾语层层限制，缺少任一部分就会扩大范围，使内涵减少，外延扩大。主干句“原子是粒子”抛开原子的概念，就这句话而言，说法是正确的，但是不能作为“原子”的定义。只有将主干“原子是粒子”的宾语通过扩充，才能准确定义。因为粒子的种类很多，“原子”到底是怎样一种粒子呢？粒子有大小，原子究竟有多大？“化学变化中”和“最小”道出了原子是在化学变化中不可再分的，而化学变化中的“分子”这种粒子必须再分为“最小粒子”——原子，但“化学变化中”原子不可分。“化学变化”之外，原子可分。通过以上的启发诱导，学生认识了“原子”，能准确把握原子的概念了，再运用“主干句扩缩法”设计题组训练，强化学生的概念辨析能力。如，下列说法正确的是（ ）
A.原子是粒子
B.原子是最小的粒子
C.原子是化学变化中的粒子
D.原子是化学变化中的最小粒子
显然，以上四种说法由于“粒子”前修饰、限制的成分不断增减，使得概念的内涵发生变化。
二、“××叫做××”型
例2.（不含或含较少可溶性钙、镁）（化合物）的水叫做软水。
这类概念中的动词“叫做”常作谓语。例子中“水”前的短语是定语，修饰限制“水”的条件、范围、数量，使“水”的外延缩小，若去掉这些成分，则外延扩大，就对“软水”的定义不准确。不难看出，例2中的主干句是“水叫做软水”，这种说法明显错误。软水的成分是水，它又是一种怎样的水呢？水中含有哪些物质？这些物质的物理属性又有哪些呢？含量如何？通过以上启发引导之后再将句子的主干部分不断增加修饰或限制成分（定语）让学生去辨析正误。如，
A.含钙、镁化合物的水叫做软水
B.含可溶性钙、镁化合物的水叫做软水
C.不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水
ABC三种表述，由于作定语的短语不断扩充，使得“软水”定义中的外延越来越小，概念越来越准确。
例3.（物质在化学变化中表现出来）的性质叫做化学性质。将原句压缩，其句子主干是“性质叫做化学性质”，这只能说明“化学性质”是物质“性质”中的一种，到底是怎样的“性质”呢？外延太大，无法理解。作定语的短语“物质在化学变化中表现出来”则是限制主语“性质”的范围、对象、方式、所属的，十分重要。“化学性质”既然是“性质”中的一种，又是如何表现出来的呢？物质不通过“化学变化”表现出来的性质是化学性质吗？经过以上分析，启发引导后再让学生进行“主干句扩缩”对比，不难理解这一概念。如，下列说法能正确定义化学性质的是（ ）
A.性质叫做化学性质
B.物质表现出来的性质叫做化学性质
C.物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质
D.在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质
分子生物学概述篇6
“物质的量”作为基本物理量，是高中必须学习的概念，它广泛应用于工农业生产和科学研究的各个领域，更贯穿于化学教学和科研的始终。在新课改下，所有版本的教材都将其安排在必修I的第一部分，把“物质的量”概念作为引领学生学习高中化学的开始，成为学生学习物质性质前最先接触的重要概念。但在教学实践中，师生普遍感到“物质的量”难教、难学。笔者认为有以下几方面的原因：
第一，“物质的量”是用来计量原子、离子、分子等微观粒子的物理量，它把人们的研究视野从宏观引入微观。在微观的世界里，需要人们更多地使用发达的抽象逻辑思维来重新认识事物的本质，但刚刚进入高中的学生抽象逻辑思维和演绎能力不强，善于从宏观的角度思考所要解决的问题。
第二，由于物质的量这个概念与日常生活基本无联系，实验室又没有相应的测量仪器，因此缺乏感性经验的直接支持，造成学生在接触之后感觉天方夜谭般难以接受。
第三，三套教材在“物质的量”的概念引入时无一例外地先介绍“物质的量”与“阿伏加德罗常数”。如此安排对学生而言，没有初中化学知识的铺垫，总是太过突兀与深奥。
基于上述因素，导致学生不易从心里真正体会物质的量的系统给解决问题带来的方便,反而使畏难情绪、抵触情绪占了上风,测查成绩总是很不理想。
二
在教学实践中,许多化学教师都针对以上问题对这一章的教学改革做过有益的尝试，而本文就是一例。利用认知同化论，从学生熟悉的初中化学知识及日常生活中的概念出发，突破物质的量教学的重难点，并取得了较好的教学效果。
认知同化理论是当代美国认知心理学家奥苏贝尔提出的,其理论核心可以用他所著书的扉页中的一句话概括：如果我不得不把全部教育心理学归纳为一条原则的话，我将会说，影响学生唯一的最重要的因素是学习者已经知道了什么，并且根据学生原有知识进行教学。由此他提出了重要的学习理论——认知同化论，即意义学习论。他认为学生能否获得新信息，主要决定于他们认知结构中已有的有关概念；意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的；由于这种相互作用的结果导致了新旧知识的意义的同化。
那么在教学中如何协调与整合学生学习的内容，使新旧知识很好地联系起来呢？奥苏贝尔提出了认知同化的具体策略——先行组织者。组织者的主要功能是在学生能够有意义地学习新内容之前，在他们“已经知道的”与“需要知道的”知识之间架设起桥梁，同时还可以在促进学生建立学习心向方面起到积极作用。
【展示】国际单位制中的基本物理量
物理量名称 长度 质量 时间 电流 物质的量
单位名称 米 千克 千克 安培 摩尔
目的是通过将新概念与已有概念建立联系,初步理解新概念的涵义。但是对大部分学生而言，这种概念“抽象”的特点并不是通过一次简单是类比就能理解的。任何学生都有其丰富的生活经验，在这种经验中蕴藏着已有的认知结构，教师要善于从学生这种已有的认知经验出发，帮助其形成对新的学习知识的同化，从而达到对新知识的结构化,即学习者必须对新知识与原有知识进行精细分化。
【过渡】物理量一般都会有其物理意义，像长度可以描述物体的长短，温度可以描述它的冷热程度，那么物质的量的物理意义又是什么呢？
【展示】两只烧杯，里面盛水，一多一少。
【讲解】描述物质的多少，人们一般会想到比较它们的质量、体积。其实还可以从另外一个侧面去描述它，那就是从微观的角度来比较这两杯水中水分子数目的多少。假设A杯水是2万个水分子，B杯水是1万个，显而易见装2万个水分子的烧杯的水要多。所以物质的量的物理意义在于它可以像质量、体积一样来描述物质的多少，而且它侧重于描述物质所含微观粒子数目的多少。
【设置情景】微观世界里的粒子数目是非常庞大的。通过测定，一滴水中含有1.67×1021个水分子，所以用物质的量直接来计量分子数是很不方便的，那么物质的量应怎样来计量分子数目才是切实可行的呢？
设置问题，促使学生积极地搜索已有认知结构中的知识，激发了学知识的愿望，使学生建立较强的学习心向，这是有意义获得新知识的必要条件。
【引导】生活中，我们如何购买面粉？为什么不买一颗或几粒面粉？
【讲述】“买面粉”的记数思路是“将微小的不可直接称量的物体（面粉）‘集合’成大量可称的质量”，这个思想就可以用来解决前面遇到的问题。我们可以这样来理解摩尔：将规定数目的微观粒子堆在一起，将这个集合作为一个单位，用以计量物质的粒子的多少。
从感性的原有生活经验出发，并由已知的物理量引入物质的量的概念，实现宏观世界向微观世界的过渡，很快就可以建立起对物质的量这个抽象的物理量的认识。
【设疑】用什么样的微粒集体作为标准来联系宏观与微观世界最为适合，它的具体数目是多少？
【解析】对于这一难点，通常教学设计中认为由于摩尔概念本身缺乏具有统摄性上位概念，难以寻求有效的先行组织者，后续学习中阿伏加德罗常数总是以已知条件的形式出现等原因，教学往往由学生自行从教材中寻找现成陈述，教材这样的处理方式试图将教材结构作为定论形式加入学生的认知结构，必然造成学生机械学习，从概念同化角度看是不适合的。所以，笔者通过设计平行的比较性组织者以期用同化方式完成“摩尔的规定”的教学。
【展示】“相对原子质量规定”的短片。
【讨论】“微粒集体”应该如何规定。
【解析】学生应用原有的相似概念学习新概念的同化方式，无疑有助于新旧知识的综合与巩固，从而在有意义学习中形成、完善自身的认知结构。将新概念与原有概念进行精确类比，这是新旧概念间建立联系的过程，是同化策略的关键。学习心理学认为正面的、相似的概念有利于形成概括的信息，而反面的、相异的信息则有利于提供辨别的信息。“物质的量”概念和其他概念（如物质质量、数量等）具有较多相似属性，下一步应将教学重点集中在相似概念的比较上，并适当通过简单计算找出“物质的量”、“微粒数目”之间的关系。
【讨论】1.一盒粉笔 50支粉笔；一打羽毛球 12支羽毛球；一箱啤酒 24瓶啤酒；一摩尔微粒 个微粒。
2.以下说法正确吗：1mol大米约含有6.02×1023个大米，试计算1mol大米平均分给10亿人，则每人可得多少斤大米。
总之，正如奥苏贝尔所说的:“影响学习的最重要的因素是学生已知的内容。因此在概念教学实践中，要关注学生原有的认知结构，并采用多种方法,提供各种直观的、具体的范例，为新学的概念找到固定点；帮助学生将新学概念融入原有的认知结构中，使之相互作用，构建新的完善的认知体系。
分子生物学概述篇7
2 量子力学的本体论表述
2.1 玻尔的哲学观
从经典物理学到量子力学，这一过渡对物理学观念产生了深远的影响。现在人们已清楚地认识到，经典物理学的原理仅适用于有限的范围，而且只是一种近似。经典力学的标准哲学诠释混淆了物理的现象与本体论的概念，并且与量子力学是不相容的。
尼尔斯·玻尔是在量子论出现时期的一位偏好哲学的著名物理学家。他对量子理论引起的哲学问题进行过深刻思考。玻尔关于量子力学的哲学观既深刻又有局限性，这源于他的方法学。他的方法学的中心部分是关于物理学概念体系的分析。他尖锐地指出，西方本体论的概念是对经验现象产生的概念体系的不适当的外推。玻尔的哲学观的局限在于，他的方法学过份强调了物理学中的经验基础而忽视了他分析中暴露出的量子力学含有的思想体系的内涵。
在他著名的科莫演讲中，玻尔陈述了量子论的基础：或许可以用所谓“量子假设”来表述，即一个基本的不连续性或更确切地说是分立性，存在于任何原子过程中。这对经典理论来说是完全陌生的，这一分界以普朗克的量子运动为标志。据此，他做出以下结论：量子假设表明，有关原子现象的任何观察，都不可避免地包含观察者与观察媒介的相互作用。
2．2 相互作用原理
当然，玻尔自己很小心地避开了本体论的话题，也拒绝提出任何本体的假设，因为这样的假设违背了他的方法论的原则。虽然如此，因为上面说过量子力学包涵着新的思想材料，我们可以看见他的立场很含蓄地赞成了本体实体的存在。这是因为他的立场既要把观察描述成一种相互作用又要把在不同实验条件下对同一被观察物得出的现象的描述，作为对这一被观察物的互补性的信息。
需要一种新的本体论的原则，来描述本体与现象之间的关系。这个原则可取之于两个来源，一个是玻尔对观察与相互作用的观念；另一个是假设现象是本体与观测仪器相互作用的结果。这导致了相互作用原理：
现象是由于本体与观测媒介相互作用的结果。
相互作用原理将全面的现实分为两个领域：一个领域是本体现实，它与实验媒介相互作用，这一现实是独立存在于相互作用之外的；另一领域是指相互作用的结果，这是被称为现象的现实，相互作用使得这一现实可以被实验所感觉到。从这一理解出发，本体论的中心问题是探索这一本体现实的性质。
2．3 通向本体论的三个步骤
建立量子力学的本体论哲学体系可以分为三个步骤。第一个步骤是给出这一概念的形式化的数学结构。薛定谔方程中的波函数概念是量子力学的中心形式化概念。玻恩的几率诠释符合了使波包与实验统一起来的需求，但是创造一个本体论的独立实在的概念需要完全不同的方法。由于薛定谔方程可以用来描述观测之间的真实变化过程，而符合薛氏方程的波包的量子力学的干涉有物质的结果，所以本文作者认为，薛氏方程所描述的波包概念是一个比较合适的用以建立本体论概念的形式化概念。
第二步，我们必须考虑，假如有实体满足该描述，为了真正的存在，它们还要满足什么样的其他条件。在目前情形下，我们必须考虑波包应具有怎样的本体性的性质才能得以存在，这即是说一个单独的波包不能做一个本体实体，我们必须考虑要加上怎样更多的性质去构成一个完备的本体实体。这一考虑的结果将会给波包一个实在性的诠释。具有波包的数学结构的真实存在，将与我们通常所认为的自然实体有着截然的不同。这一诠释需要一个全新的概念体系的框架。因此，诠释的问题，便是在波包的数学结构基础上，创造一个全新的范畴体系，来表达一个合适的本体实体概念。这一概念必须承认，实体在孤立时是非局域性的，而当与一个实验媒介发生系列相互作用后，便会成为局域的。根据这一要求，本文作者提出一个新的概念就是“双波包”的概念。双波包由正弦元波包与相调节子波包构成。这些概念将在下一章节里加以阐明。
第三步，是要建立一个普遍的哲学体系，使我们能够理解现实的一切，它将包含而又超出我们一开始所讨论的所有科学问题。这将导致对精神一类性质的问题的哲学探索，以及对双波包体系的哲学上的思考。后一问题是本文的主要重点，并将在“3”讨论，出于适当的动机，将在“2．5”对精神和意识问题做出一个粗略的描述。
2．4 双波包
本体实体必须是某种真实波包，从而波包的形式体系可以用来描述它。构成这一波包的波可以认为是一组单色正弦元波。这样的波包是量子力学的群包的本体论的诠释。它所组成的各个单色正弦波不是真正的本体实体，但是为了构成真实的波包，它们必须具有一种似实非实的存在性质。它们没有现象上的存在，是因为它们自己本身不能有量子力学的干涉从而产生局域化而被观测到。可以说本体实体的原料不是正弦波而是正弦波之间的量子力学的干涉。
构成这波包的波，必然有很复杂的相互关联，这样波与波之间的干涉才能建立并保持下来。进一步，它们还必须具有一些特别的性质来造成它们的粒子现象。如果粒子现象是由于波包里的波之间的干涉被重新调节而形成的一个极限小结构，那么，这就可以用相关联的重新调节来解释群包的塌缩，就是粒子的出现。所以，在波包形成与塌缩时，便会通过相关联来建立或调节构成波之间的干涉。
在量子力学中，没有任何力可以在波包中调节一个单独的元波。所有的量子力学的力都表现于不可分割的基本粒子之间，不表现于一个基本粒子之内。因此，本文作者认为本体性的干涉实际上是通过一种比量子力学的力更复杂精巧的调节来实现。借鉴电磁相互作用与强相互作用中的光子与胶子概念，可以把这些干涉相应地解释为一种本体性的实体，即所谓的相调节子，因为它调节正弦元波的相位。
为构成一个波包，一大群的相调节子必须一齐配合起作用。所以，我们提出这大群调制子构成一个调节波包。没有相调节子来调节一群正弦元波，这群正弦元波就不能构成一个波包。因此正弦波包的存在依靠着相调节子波包的作用。所以本文作者认为，一个基本的本体实体，是由一对双波包构成的，它包含密切相关的正弦元波包与相调节子波包。双波包概念是建立在形式化量子理论基础上的本体论的中心概念。
2．5 精神与意识
相互作用原理和双波包的本体论提供了一个基础，可以用来建立一个关于意识的解释性体系，而这一点用其他的量子论诠释是无法达到的。首先，我们利用相互作用原理把意识经验解释为本体现实与经验媒介、我们的感官相互作用的结果。这样的相互作用的概念是由相调制波包的相互作用的概念扩展而来的。其次，双波包的本体论让我们可以假定相互作用是相调节子波包，而非量子力学的群波包。因此，意识是本体实体的相调节子与人类的器官的相互作用结果。意识现象与它的相应本体现实分子的关系，与物质实体与它的相应本体现实分子的关系类似。当然，在进入相互作用中的本体现实分子的性质必须被诠释为如下两种不同的情形：进入物理作用的是正弦元波包，它是量子力学的群波包，可用薛定谔方程描述；有意识现象做结果的是相调节子波包，它不能用量子力学来描述。但是只是通过量子力学概念体系就能够发挥这个概念。在这两个范围内相互作用必然有性质上的不同。在物质的方面相互作用是波包的塌缩。在意识的方面，可以类似地称之为相调节子波包的塌缩。可是由于我们没有一个关于相调节子波包的决定性概念，这样说必然依旧相对地不明朗。无论怎样，这种概念在区分相互作用的来源与结果上有着重要的用处，正像在量子力学中一样。正如物质实体是现象，意识也是现象。它是本体实体与人类的器官的相互作用的结果，就像量子力学的粒子是本体实体与观察媒介的相互作用的结果一样。
现在，我们有了一个关于精神哲学的全新的概念体系。我们可以称其最高范畴为相调节子领域中的“心”或“灵”，它相应于传统上西方哲学对心与灵的理解。但我们必须注意，传统的解释有严重缺陷，因为人们把关于心和灵的本体的因素与意识的现象的因素混淆在一块了。现象的因素必须从本体论概念中抽出来，归到现象性的自我，即意识。心或灵概念中剩下的本体论的内容应该被诠释为一个相调节子波包系统。进一步地，相调节子除在解释量子力学的现实诠释上有重要作用外，它既给心以自然诠释也使心的概念自然化，并将它扩大到整个自然界。
总之，量子力学的双波包本体论使本体实体与现象实体之间有了本质上的区分。现象实体是本体实体与经验媒介相互作用的结果。本体实体与现象实体，都各有两个领域。现象实体的两个领域是意识和物质实体。本体实体的两个领域是物质的正弦元波包和非物质的相调节子波包。
3 中国的本体论与量子力学
3．1 双波包的本体论与西方本体论概念
现在我们必须把我们的注意力转向建立一个解释现实的普遍的哲学概念体系。纵观西方哲学概念，没有类似双波包理论的。西方哲学有二元论的传统，其中以笛卡尔为最。但是二元论与这里提到的双波包的二元性有根本上的不同。在二元论中，物质与精神两个领域是截然隔离的。这就是说，物质与精神这两个领域中的每一个别的实体，都有着独立的本体的存在。但是在双波包理论中，正弦元波包与相调节子波包只能互相关联地存在以构成独立存在的真实波包。在这里要强调，由逻辑观点来说正弦元波包与调节子波包是先于存在的，但它们本身不是这一本体论的真实存在，仅仅是构成真实存在的某种前提性的东西。
3．2 双波包本体论与阴阳
笛卡尔的二元论深刻地影响了现代西方哲学和科学，但双波包本体论与它在结构上是完全不相同的。与双波包类似的本体论却主导了中国哲学近2000年，这就是易哲学。这种哲学根源于阴阳的原理；阴阳是《易经》中有关变化过程的东西。在阴阳及其变化的观念基础上形成了《易传》的宇宙论体系，这是此后所有哲学的基础，也是此后大多数儒家的本体论的基础。
阴阳的概念，来源于对自然现象中呈现的对立两方面的观察，并认为这是自然界存在与运行的基本动力。例如，男人与女人的对立被认为是产生生命与维系自然物种的力量。光与暗、热与冷代表循环变化的动力。当《易经》演变成为一个哲学体系时，阴与阳便成为本体论上的二元性的宇宙的原则。
这就是双波包与阴阳之间的类同之处。纯的阴与阳可以被认为是正弦元波与相调节子波。正弦元波与相调节子波单独地并不构成真实的存在，只有它们的混合交织才能构成波包，波包又构成双波包，就是构成真实实体。这十分近似于对阴阳的本体论解释的原理。阴和阳并不单独构成真实世界。自然中没有任何东西是纯阴或纯阳的。所有存在之物都是阴与阳相互交织的杂交体。本体现实是由两个不同的似实非实的领域组成，这两个领域的成分本身又不是真实的实体。这一命题是两者比拟的核心；但这抽象命题在两种不同的体系中却有着两种不同的具体内容。
3．3 复杂性的两个层次
在《易经》体系里，八卦(经卦)有三爻，六十四卦(别卦)有六爻，别卦由两经卦组成，这是另外一项类比的根据。在双波包本体论与《易经》哲学中，真实存在的基本成分都是由两个部分组成：一个双波包包含了正弦元波包和相调节子波包，而一个有六爻的别卦是由二个有三爻的经卦组成的。这便产生了两个层次上的现象的复杂性，在《易经》中这一点被十分清楚地阐明了。把这一点应用到双波包情形上，对于一个深刻的哲学问题会产生十分有趣的观点。
《易经》把现实组成描述为两个阶段，其中基本的具体物象是由有三爻的经卦结构揭示出的，而事件以及关于变化运动的规律是由有六爻的别卦的结构揭示出的。《易传·系辞传(下)》说：“八卦成列，象在其中矣。因而重之，爻在其中矣。”
从双波包实在论的观点看，不同程度的复杂性的区分是十分有意义的。但是把这种区分看成是现象与变化之间的不同是错误的。最好是区分两个不同层次的复杂性的现象的领域，每一个层次又包含了相应的变化规则。
在20世纪，好多西方哲学家试图将意识现象归并到物质现象，两个层次的复杂性对这个归并方案导致了一个既新颖又深刻的观点。这一方案对西方的唯物论哲学家们一直是一个难于应付的问题。“现象”这个概念，在普通语言中，比在经典物理学中，是丰富多了。现象的本质在物理上处理为位置与动量这些东西，但是对某种层次的现象的彻底性的分析，并不适合去解释有目的的行为与主观经验这类现象。
使复杂性的层次性原理适应双波包理论的概念体系便会产生以下的解释。正弦元波包与物理中的物质联系在一起，相调节子波包与意识联系在一起。物理学的原理仅仅是作用在整个现象范围的一部分；而作用在这个有限的物理范围的原理比之作用在整个现象现实的原理要有限得多。任何包含人在内的变化必须包含相调节子对正弦元波的影响。这表明，物理只是现象现实的一部分的描述，在目的性可以被概括进描述之前需要引伸到相调节子范围。
双波包理论与易哲学的两种复杂性的二层次的原理有两个重要不同的地方。第一，组成《易经》的六爻别卦与两个三爻的经卦的性质是一样的，但是，组成双波包的两个成分是不同的，互补性的。第二，在《易经》的体系中阴阳的互相交织组成三爻经卦，经卦是独立的真正的现象，阴阳是现象界的原始原料，可是，在双波包理论中，正弦元波包与相调节子波包不是真正现象，只是现象界的原始原料，现象界是由它们的交织构成的。
3.4 关于自然概念的含义
自然的含义在西方科学中与在易哲学中是不同的，在西方物理学中，自然是与能测量的自然属性联系在一起的，例如位置与动量，所以意识与目的的范畴被完全排斥在外。西方方法学的优点在于分离测量过程，这使得科学得以诞生。它的缺点是丢弃了现实中的一个十分重要的部分。
孕育了科学的哲学背景现在却成了它的绊脚石，因为它使科学与一个包括意识在内的全面世界不能相容。量子力学把经典物理的物质的本体论粉碎了。我们应当更进一步，希望能在量子力学的体系中发掘出能包含目的性在内的关于自然的观念。《易经》的一种方法做到了这一点，难以为西方的想象力所接受。双波包的本体论也做到了这一点，它是以科学哲学的理论方式来叙述的。
基于这一观点，可以得出结论：自然的概念应该包含目的性。物理学不包含它的原因在于它是限制于双波包的正弦波包的范围。双波包的哲学体系的相调节子波包却潜在的蕴涵了目的性的因素。这样自然化目的性的结果相似于《易经》的自然概念。可是在易经的体系中，三爻的经卦跟六爻的别卦都有目的性，不过是两个层次的。物理学的伟大成就证明自然界有一个非目的性的层次。这表明，在这个方面双波包理论的二层次的结构比《易经》优越。
3．5 道的三个层面
关于自然的广义概念中，易经哲学强调一种整体性的原理，其中一个抽象的单一的自然的规则“道”可以在自然界中不同的实体与结构中有不同的表现。《易传·说卦》中说：“是以立天之道，曰阴与阳。立地之道，曰柔与刚。立人之道，曰仁与义。”道的三个自然层面可以解释为，一个统一的规则概括了物理、生命和目的性过程。这一点与西方的观念截然不同。西方哲学家对此进退两难：要么把目的性现象看成是物理过程(唯物主义)；要么把物理过程看成是目的性现象(唯心主义)；要么认为二者是完全地不相容(二元论)。为了把这一统一的原理引进现代的西方科学框架中，需要对非决定论与目的性做出新的解释，这将给予它们一个共同的基础核心。
3.6 非决定论
双波包的本体理论既可以把自然的概念由物质现象扩大到意识现象，也可以对非决定论提出新的解释。在量子力学中，从决定论转换到非决定论，不会给出更深的哲学意义。
这是因为，量子力学不过是简单的而已。如果能给出一个物理上的解释，一个选择可以怎样从一些可能性中做出，那么在量子力学观念上这将不是非决定论了。可是相调节子的假设提出选择过程在量子力学描述的领域之外受到影响。
在双波包中，正弦元波包领域与相调节子波包领域在本体论上是截然分开的。相调节子波包对一个事件的影响，从本体论上而言，是在量子力学描述范围之外的。所以，这样讲并不矛盾：在物理上是非决定论的，但在更广的整个现实范围里却遵从某一选择。在这一意义上，物理现实只是本体的现实的一个部分而量子力学是它的完全性描述。这意味着，量子力学在玻尔与爱因斯坦争论的意义上是完全的，因为在它的范围内它是完整的；但在一个本体论的意义上说，它又是不完全的，因为它只是描述了本体现实的一个部分而已。
在单个粒子的量子体系中，选择由相调节子波包所决定，它从由波函数塌缩而致的可能性中做出选择，而这一塌缩过程在标准的量子力学看来是纯随机的。在两个粒子的情形中，例如在贝尔实验中所描述的那样，两个粒子的量子力学的干涉纠缠在一起以至两个事件的结果是相干的。这两个粒子的相调节波包也纠缠在一起了，这是一些相调节波包构成复杂组织的根据。在更复杂的系统中，相调节子波包之间的相互关联变得更强，逐渐地导致了生命、行为、意识和目的性。在更复杂的系统中，选择变得更复杂，更有效。量子力学的可能的观察结果的选择变为完全目的性的自由意志过程。这需要建立一系列的新概念，量子力学的选择是其中一个极端，自由意志是另一极端。这一系列新生的概念可以延伸至
包括意识与目的性，覆盖所有层次，而且必须在双波包的基础上给它们自然的诠释。
3．7 目的性概念的广义化
在这一诠释下，相调节子在十分复杂的物理体系中于不同层次上发生作用。第一，它们有着纯物理的功能，用以调节正弦元波构成真实实在，也作为最基本的选择。第二，在包含生命在内的十分复杂的物理体系中，从无生命物质到生物体的构成过程，是一个更高级的规则；这是由相互关联的相调节子所构成的(关于所有的有关的物理粒子)。最后，考虑到人类行为的适应性和意识以及目的性的出现，更高级的相调节子过程必须构造出来。
分子生物学概述篇8
设有一系列事件，当其中任一事件发生，则导致事件发生。假设已知事件发生，问可能是系列事件中的哪件造成的？在经典物理事件中，我们可以应用贝叶斯公式求解从而得到确定性的解释。然而在量子物理事件中，由于存在观测干扰现象，我们无法由果索因无解释异常地推导出事件发生后事件发生的概率，为此必须通过解释变换才能使贝叶斯公式的应用成为完全描述。
1 贝叶斯分布在经典物理事件中的确定性解释
1）定义：根据做某个指定的随机试验前的信息，知道在相互独立的有限个事件中恰好有一个出现及每个出现的概率，称这种概率为验前概率（即做这种试验前的概率）。经过做这试验，得到试验结果是属于一个随机事件的。希望结合着这试验结果来进一步确定每个出现的概率。称后一种概率为验后概率。它是结合着所得的试验结果而进一步定出的概率。
令表示验前概率，表示验后概率，根据假定，两两互斥且，则有
（1）
按概率的乘法定理，则 （2）
因此，诸验后概率为
（3）
称公式（3）为贝叶斯公式。
2） 例示：如图所示，有一辐射源稳定地释放出电子，电子沿一定的路径到达开有双缝的光栅。电子到达光栅后，部分被光栅吸收，部分通过狭缝或狭缝到达接屏。
如果采用经典解释，我们假定电子离开辐射源到达狭缝的概率为，电子离开辐射源到达狭缝的概率为，电子离开辐射源经由狭缝到达接收屏的概率为，电子离开辐射源经由狭缝到达接收屏的概率。
那末，由全概率公式得知，电子到达接收屏C的概率为：
（4）
由贝叶斯公式可得，在接收屏处接收到电子后电子分别通过狭缝和狭缝的概率为：
（5）
（6）
但观测事实果真如此吗？
2 贝叶斯分布在量子物理事件中的解释变换
如果在经典物理中，上述（5）式、（6）式的描述无疑是完全的，并不会导致解释异常现象的发生。但是在量子物理中情况发生变化，会出现解释异常。让我们将电子双缝实验进行更完备的表达。我们知道，电子双缝实验的显现结果是在接收屏 上形成干涉图案。假设把接收屏 换作感光底片 ，感光底片经过一定时间的辐射后也将形成干涉图案。
现在让我们将电子双缝实验进行调整。我们先把狭缝关闭，让辐射源释放出的电子单独通过狭缝到达感光底片，对感光底片进行一定时间的辐射，形成干涉图案；然后关闭狭缝，开启狭缝，让辐射源释放出的电子单独通过狭缝到达感光底片对其进行同样时长的辐射，于是我们得到两个干涉图案迭加的感光底片。假设辐射源的强度、频率等均保持不变，我们换一张感光底片对其进行辐射。这次我们同时开启狭缝和狭缝，在辐射一定的时间后感光底片形成了干涉图案。问题于是产生：感光底片和感光底片的干涉图案相同吗？实验结果显示干涉图案不同。
为什么会出现这样的结果？事实上，当两个狭缝同时打开，电子通过狭缝和电子通过狭缝两个事件并不独立，它们相互影响，导致观测干扰客体。因此，在接收处接收到电子后，我们无法知道电子是经由狭缝还是经由狭缝到达接收屏。这样我们也就不能确定电子曾经通过狭缝或狭缝的概率，因为要确定这一概率就要在或处观测粒子，而这会对实验产生干扰。这样，我们对电子双缝实验结果进行
的解释是不确定的。
要使对上述实验现象的描述是完全的，则必须对贝叶斯分布进行解释变换。
现在我们令在接收屏处探测到电子的概率用表示，单独开启狭缝时在接收屏处探测到电子的概率用表示，单独开启狭缝时在接收屏处探测到电子的概率用表示，显然，。
为了解释观测结果，我们引入干涉项。即：干涉项 （7）
上式描述的是狭缝和狭缝同时打开在接收屏上形成的干涉图案。干涉项的出现表明解释的因果异常。如何解释干涉项的出现，消除解释的因果异常？此时我们必须对贝叶斯分布进行变换性解释，即“用另一种描述‘变换掉’”（7）式中的干涉项。为此我们引入概率幅。于是，电子在接收屏被接收到的概率为：…（8）
在量子力学中，概率幅为复函数，表示的共轭复数，它含有模和相位两部分： ……（9）
现令表示单独开启狭缝时辐射源的电子通过狭缝到达接收屏的概率幅，表示单独开启狭缝时辐射源的电子通过狭缝到达接收屏的概率幅。于是，单独开启狭缝和狭缝的概率为：
（10）
（11）
狭缝，同时开启时的概率幅迭加： （12）
这样，狭缝B1和狭缝B2同时开启时在接收屏C接收到电子的概率为：
（13）
其中， 即为干涉项。
这样，我们便能无因果异常地解释电子双缝实验中分别单独开启狭缝B1和狭缝B2所形成的干涉图案与同时开启狭缝和狭缝所形成的干涉图案的不同结果了。
3 结论
从贝叶斯公式在经典物理事件和量子物理事件应用中的解释变换性我们可以得出如下结论：
1）贝叶斯公式在经典物理事件和量子物理事件中的应用是等效的；
2）贝叶斯公式在经典物理事件应用中的解释是确定的，其描述是完全的；
3）贝叶斯公式在量子物理事件应用中的解释是不确定的，其描述是不完全的。因此，在量子物理事件中，需对贝叶斯分布用“另一种描述”进行解释变换，变换的方式是引入干涉项并引入概率幅函数，从而消除量子物理事件中的解释异常。
参考文献
[1]王福保.概率论及数理统计[M].上海：同济大学出版社，1988：38-39.
[2]张永德，著.量子力学[M].北京：科学出版社，2006：5-6.
分子生物学概述篇9
有一些概念如细胞核、叶绿体以及染色体等是有着可被直接观察的外部特征的，这类概念被称为具体概念。其本质特征是人们按生物学事物的指认属性形成的，具有“原型模型”。另一些概念如“细胞分化”、“中心法则”及“反馈调节”等则是抽象的，不能以被指认的方式来体现，而要以定义的方式习得，称为定义性概念，其本质特征是人们按事物内在的、本质的属性形成的，学生习得之后，便能按定义对一些事物进行实际分类。高中生物学所涉及的多数属于定义性概念。
2.定义性概念的特点
加涅认为，就最简单的定义而言，至少含一个以上的客体（他称之为“事物概念”）和一种关系（他称之为“关系概念”）。例如：在“酶是活细胞产生的催化（关系概念）生物化学反应（事物概念）的一类特殊有机物（事物概念）”定义性概念中，我们可以明显地看到上述的基本成分。绝大多数的定义性概念还常需要对其中事物概念的特征增加另外的一些描述。如“种群”的定义，最简单的可以是“生物（事物概念）繁殖（关系概念）的单位（事物概念）”，若要增加这一定义的适当性，还需增加另一些描述。
若要学习定义性概念，其中所含的子概念必须已为学生先前获得。由于定义不可能处于一种永远的循环之中，其中的某些子概念最初必然是在没有定义的情况下获得的，即它们是作为具体概念而习得的。从这一意义上来说，具体概念是定义性概念的前提。如“有氧呼吸”这一定义性概念的习得，就必须是学生先前获得了线粒体这样的具体概念，才能习得有氧呼吸的过程、实质和意义，最终构建成有氧呼吸这一定义性概念。
二、定义性概念的学习条件
定义性概念通常是通过言语信息传递给学习者的，这意味着要提示学生回忆新概念中所包含的事物概念和关系概念，他们才能迅速“掌握”新概念的含义。如“基因自由组合定律”这一概念的言语表述就是学生获得这种新概念的适当方法，该定义的表述中有早先习得的概念，如“减数分裂”、“同源染色体”、“等位基因”、“非等位基因”等提供了一些记忆线索。如果不知道这些子概念的意义，学生显然不能通过这些言语信息获得这一概念的定义。因此，定义性概念的习得受相应条件的影响，包括内部条件和外部条件。
1.学生自身的内部条件
学生的记忆中应具有所学定义性概念所含有的子概念，即事物概念和关系概念。如在学习“遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个遗传密码子”这一定义性概念时，“mRNA”、“决定”、“氨基酸”、“碱基”等这些子概念是学生基本的必备的前提。当学习一些复杂的定义性概念时，像形容词和副词这样的修饰词的含义也必须要被学生所了解，如定义性概念“在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合，叫做群落”中的“在同一时间内”、“相互之间”、“各种”等。
学生必须掌握一定的句法规则，以便能对定义性概念的言语信息作出反应。定义性概念既揭示某一概念包含于它的属概念，又强调与其他种概念之间的差别。如“真核细胞”包含在“细胞”这一属概念下，真核细胞和原核细胞这两个种概念间的差别是“有无核膜包被的细胞核”，从而我们可概括出“真核细胞是具有核膜包被的细胞核的细胞”这一定义性概念。当然这样的语言技能一般在早些时候就已学会，但语言技能的这种运用意识仍需要一定程度的培养和训练。
2.教师创设的外部条件
定义性概念的学习一般以口头或书面的方式呈现定义。这种言语命题的方式，要求教师维持各子概念的适当次序，促进学生回忆理解语言句法中的涵义。如学习“转录”这一定义性概念时，教师应该把其中的“DNA的一条链为模板”、“碱基互补配对原则”、“合成RNA”这些子概念按一定的次序呈现，引导学生回忆理解，最终促使学生形成“转录”的定义及意象。
呈现定义性概念的同时，还应呈现相应的正例和反例，且正反例应尽量多变。当所举的正例与所学的定义性概念较为相似，或反例是表现了关键差异时，获得的学习效果是最佳的。如在学习“原生演替”概念时，我们要列举海底火山喷发形成新岛、冰层融化后演替这样相似的正例，更要举出过火后的林地、弃耕后的农田这样次生裸地上发生的与之有着关键性差异的演替，如此，学生对于两种演替特征回忆区分效果就会更好。
三、定义性概念的教学设计
定义性概念是反映事物内在且本质的某种属性或与其他事物间的某种关系。高中生物教材中涉及的概念大多属于此类，且常以陈述句给予表述。教学过程中，以认知建构主义学习理论为指导、以优化认知结构为目标、以知识结构改造为核心，引导学生主动学习生物学定义性概念，弄清定义陈述的要点，理解关键词，把握概念的内涵与外延，并通过正反例变式训练达到灵活运用。
1.呈现定义，理解陈述
定义性概念的呈现，既可言语陈述直接告知，也可引导学生自主阅读教材。呈现定义后，要引导学生理解其关键要点，厘清概念的内涵和外延。这样，学生就将定义纳入到了他们已有的认知，并对接于原有知识，获得意义。要让学生理解陈述，一方面要引导学生找出新旧概念的相同之处，如DNA的“复制”、“转录”与“翻译”，三者相同之处是都以一种生物大分子为模板合成另一种生物大分子；另一方面要引导学生发现新旧概念的不同之处，如DNA复制是以DNA的两条链为模板合成DNA，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA，而翻译则是以RNA为模板合成多肽。这样，既将新旧概念做了有机联系，又不致混淆。
2.新旧联系，同化概念
概念同化是概念学习的重要形式，是指在认知结构中原有概念的基础上内化新概念，是将概括程度或包容水平低的概念，归属到认知结构的相应概念之下，从而获得新概念的意义。例如，性染色体与常染色体是染色体的种概念，也从属于同源染色体的概念，因此伴性遗传与常染色体上基因的遗传规律存在一定的一致性，同样遵循基因的分离规律和自由组合规律。一对相对性状遗传3：1的分离比在伴性遗传中仍然出现，但与性别相关。这样通过原有概念对新概念的同化，学生可获得概念的深刻理解和记忆。那么，在教授定义性概念前，首先，要引导学生回忆同化新概念的旧有认知；其次，要保证学生头脑中具有同化和理解这一关键特征的子概念，这些常常要以复习提问或是复习题例的形式进行。如基因的本质属性是“有遗传效应的DN段”，其中涉及“遗传效应”、“DNA”两个子概念，教师不仅要激起学生回忆上位概念“DNA”，也要通过提问和复习让学生回忆起构成关键特征的“遗传效应”这一概念。
3.归纳整理，构建图式
通过概念同化可建立新旧概念间的上下位关系，而有些概念间虽没有这种关系，但具有共同的关键特征（如“生态系统”、“生物群落”两个概念都涉及到种群），如果构建成图式，学生就能厘清相应的定义性概念。如基因的复制与表达涉及许多概念，有的是并列关系，有的是上下位关系，要理清它们间的联系存在一定的难度。教师可引导学生从基因的功能出发，将基因的复制、转录、翻译相联系；从基因和性状的分类出发，将显性基因、显性性状、隐性基因、隐性性状等相联系，及时用概念图式表征出来，以精加工策略将新旧知识整合起来形成新的认知结构。
4.变式练习，提供反馈
通过前述三种方式学生只是做到了对概念的理解，而学习的目的是在新的学习情境中如何运用概念，而促进对概念应用的关键是变式练习。以技能的形式习得了定义性概念的标志就是学生在变式的情境下，能够结合概念的关键特征对正反例作出恰当判断。变式练习设计时既要有变化，又要保持关键特征不变，也就是说通过变化无关特征，就可形成变式。如呈现“翻译”定义后，不仅要给学生呈现翻译的图解这样的正例，还要呈现RNA复制这样的反例，学生对于翻译概念的理解就可更深入更清晰。变式练习的设计与使用，使学生对定义性概念内涵的理解与应用更加深刻。
以上只是依据加涅的定义性概念学习原理对生物学概念的学习所作的粗略的探讨，该原理在高中生物学概念教学中的应用还有待我们进行更深入的实践研究和理性反思，借鉴其他的学习原理并将它们灵活地运用到教学上将有利于我们为学生提供更优化的学习条件。
分子生物学概述篇10
在实际教学中，有些化学概念学生容易学习，有些则非常难学，教师使用相同或相似的方法进行不同的化学概念教学时，取得的效果相差甚远。如“物质的量”及其单位“摩尔”的学习，教师觉得难教、学生觉得非常难学。化学概念的建立应该具有一般的基本过程，我们试图从化学概念的基本特征和建立概念的心理过程中寻找化学概念有效教学的策略，使得学生能够有效地学习化学概念，从而促进化学的有效学习。
1 概念学习的特征
概念的学习过程是“反映事物本质属性的共同观念”在人的大脑中从无到有的过程，因此，有必要全面认识概念及其建立的过程，即概念的特征和概念建立的心理过程。
1.1 概念的特征
1.1.1
内涵和外延
任何一个概念都有它明确的内涵和外延。
内涵是指概念所反映的事物的本质属性，通常是通过下定义的方法来表示的，如“物质的量”的定义是“含有一定数目粒子的集体”，给概念下定义是对事物的本质属性的认识在一定阶段上的总结。概念不仅对所反映的事物的本质属性有质的规定性，有些概念还具有量的规定性。因此，一般来说，概念既可以用文字或语言的形式来表述，有些概念还可以用数学公式予以定量阐述，如“物质的量”又可定义为“n=N/NA”。
外延是指概念所涉及的范围和条件。如“物质的量”的外延是“含有一定数目粒子”这一本质属性的粒子集体的类型，如分子、原子、离子（或原子团）、电子、质子、中子等。
1.1.2客观和可测
概念是从客观事物中概括和抽象出来的，它反映了客观事物的本质属性和内在联系，因此，具有客观性。如“物质的量”是客观存在的不同类型的粒子的集体。
同时具有质和量两个规定性的概念叫物理量。一切物理量都能被测量，用仪器进行直接的测量，用公式进行间接的计算，还可以通过测量其他物理量进行间接的测量。如“物质的量”的测量，可以通过间接测量质量、气体体积等方法进行。
1.1.3抽象和精细
一个概念能够反映出大量形形色色的物质的共同属性，因而具有高度的概括性和抽象性，它超脱了具体的现象而说明了事物的本质。一个被抽象的概念，还可派生出新的概念，称为概念的多重抽象性。如“物质的量”可派生出“摩尔质量”、“气体摩尔体积”和“物质的量浓度”等。
客观事物的方方面面的属性，表面上看来有些属性是相似或相近的，但用不同的概念能够把这些属性精确地区分开。例如，“量”是人们生活中经常使用的一个含混概念，人们说“量”的多少，可能是质量、体积、纯度、质量分数等等。然而，概念却能准确地区分它们。
1.1.4发展和变化
概念是在科学实践中逐步形成和发展起来的，一个概念的内涵是否正确，外延是否恰当都要用实践来检验，并随着科学实践的深入发展而不断得到补充、修正和重构。原子的概念从德谟克里特提出，经历了“实心球模型— 布丁模型—行星模型—卢瑟福模型—分层模型—原子核模型—电子云模型”。由此可见，科学发展的历史，也是概念产生和发展的历史，同时也应该成为概念学习发展的过程。
1.1.5联系和结构
概念和概念之间虽然可以进行精确的区分，但它们之间并不是孤立的，它们之间存在着直接的或间接的联系，其主要形式是从属和并列。在从属关系中，下位概念从属于上位概念，如氧化还原反应与氧化反应的关系，氧化还原反应属于上位概念，而氧化反应属于下位概念。氧化还原反应的学习是在氧化反应和还原反应学习之后进行的，称为上位学习；反之，在具有上位概念的情况下学习下位概念称为下位学习。并列关系指的是概念与概念间既不产生从属关系，也不产生总括关系，但相互之间具有潜在的联系，如质量与物质的量等。
1.2 概念学习的过程
关于人的认识的发展过程，列宁曾做过这样的概括：“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践，这就是认识真理、认识客观存在的辩证的途径”。认知心理学认为，形成概念是人在认识事物的过程中积极主动地进行概括、推理、提出假设，并将这一假设应用于日后遇到的事例中加以检验。由此可知，概念的形成是以感觉、直觉和表象为基础的，以分析、综合、抽象、概括、系统化和具体化为主要思维活动，从个别到一般、从具体到抽象、从现象到本质的认识过程。因此，可以将学生概念学习的过程划分为：
1.2.1感知现象
感知是由于环境对感官的刺激引起的事物的整体属性在人脑中的反映，属于认知过程中的感性阶段，概念学习的感知来自于客观环境（对客观事物的生活经验）和教育环境（教材、图片、模型、录像和实验等）。但要注意的是：人的知觉系统摄取和加工外部环境信息的能力是有限的，应该对刺激进行选择和过滤；同时感知受到人的需要、愿望、兴趣、以往经验（前概念）的影响。
1.2.2思维加工
思维是人脑对客观事物的间接的和概括的反映，主要包含抽象和概括两个过程：抽象就是在思想上区别某种事物的本质属性和非本质属性，从而抽取本质属性；概括则是将某种事物的本质属性推广到同类事物中去。这一过程依赖于各种思维方法的综合运用。不同概念的形成，其思维方法不尽相同，最基本的有：①分析概括一类事物的共同属性和本质特征，如化学反应、糖类、蛋白质；②抽取物质的某一属性，得出表征物质某种性质的量，如相对分子质量、相对原子质量、摩尔质量、气体摩尔体积；③用理想化的方法进行科学抽象，如理想气体、分子模型、原子模型；④概念的组合及发展，如摩尔质量（质量和物质的量）、气体摩尔体积（物质的量和气体体积）、物质的量浓度（物质的量和溶液体积）；此外，还有运用演绎、类比及等效的方法等。
1.2.3形成概念
形成定义是形成概念的认知活动的最高境界，也是进一步理解概念的基本依据。
概念的定义方法一般有：①属加种差，如酸性氧化物是在其属概念——氧化物的基础上进行的；②操作定义，如摩尔质量是将物质的质量与物质的量的比值这一数学操作进行定义的；③外延定义，对于外延边界清楚的集合概念，若能举出他的全部外延，就可以下肯定外延的定义，如不饱和溶液，就是指没有达到饱和状态的溶液。
理解概念主要从以下三个方面考察：①明确引入概念的原因；②明确概念的内涵和外延；③了解概念与相关概念之间的区别和联系。
1.2.4重构认知
新概念形成后，如果不能与原有认知结构建立起意义联系，在一定程度上意味着概念没有真正建立。认知结构的重构，主要是使头脑中散乱的现象和事实、概念、理论形成秩序，使头脑中的化学知识得以扩展、更新或重构，这一过程是由同化和顺应使认知结构达到新的平衡的过程。
2 概念学习的障碍
中学生的逻辑思维正处在由经验型向理论型发展的阶段，思维的品质不够健全，使得他们在学习概念时存在着一定的困难，可能形成各种学习障碍。我们认为，中学生概念学习的障碍主要表现为与概念学习四个心理过程相对应的四个方面：
2.1 感性认识不足
感性材料是形成和掌握概念的前提和必要条件，感性认识不足是概念学习的主要障碍之一。例如，如果没有观察过化学反应，就不能掌握化学变化。用以表征物质特殊性质的概念，如“物质的量”是对含有6.02×1023个粒子的集合体的抽象，远离人们的日常生活经验，不能找到直接的感性材料，从而导致了学习障碍。
2.2 思维方法不当
概念的学习是在获得足够多的感性材料后，利用各种思维方法形成科学的概念。没有掌握建立科学概念的正确思维方法和思维过程，是概念学习的又一障碍。如果在建立概念过程中不能运用分析、综合、比较、分类、类比、抽象、概括、推理判断以及理想化等思维方法和思维过程，就很难使感性认识上升到理性认识，即形成的概念只能处于浅表的感性层次。
2.3 定势思维影响
长期的思维实践中，每个人都形成了自己惯用的、格式化的思考模式，当面临现实问题时，我们能不假思索地把它纳入特定的思维框架，并沿着特定的思路对它们进行思考和处理，即思维定势。思维定势的益处是用来处理日常事务和一般性问题，能驾轻就熟，得心应手。然而，思维定势的弊端在面临新情况、新问题而需要开拓创新时，就会变成“思维枷锁”，阻碍新观念、新点子的构想，同时也阻碍了对新知识的吸收。正如法国生物学家贝尔纳所说的：“妨碍人们学习的最大障碍，并不是未知的东西，而是已知的东西。” 学习“物质的量”时，按照汉语习惯，“物质的量”相对于“物质的质”而言，通常理解为“物质（宏观或微观）的多少”，这与科学的含义有很大的差别。
2.4 相关概念干扰
概念之间既有联系、又有区别，学生常常不能区分相邻、相近的概念，这是相关概念干扰的表现之一。如物质的量与质量、物质的量与它的单位摩尔、摩尔质量与相对分子质量、物质的量浓度与溶质的质量分数等概念间的关系是学生概念学习中常见的混淆点。
相关概念干扰的表现之二是前概念的干扰。学习科学概念前，学生已经从日常生活或以前的学习中积累了不少与概念有关的感性经验，对客观事物有了一定的认识，形成了一定的概念，其中有些是片面的、错误的，从而干扰了科学概念的形成。
3 教学模型的构建
根据奥苏贝尔的同化说，知识的获得过程是以文字或其它符号表征的意义同学习者认知结构中原有相关的观念（包括表象、概念或命题）相联系并发生相互作用后，转化为个体的意义的过程，即知识掌握过程是材料的逻辑意义与学生的原有认知结构中的原有观念相互作用，从而产生个体心理意义的过程。结合概念学习的心理过程，从更普遍的意义上构建化学概念教学的过程模型：
过程
感性体验
思考探索
导出概念
应用反馈
内容
呈现感性材料
创设教学情境
步步设疑，讨论交流提出问题，合作探究
总结交流结果
抽取概念本质
应用概念，内化巩固激励评价，转换创新
方式
描述、实验、提问
阅读、音响、课件
质疑、讨论、交流
实验、探究、自学
汇报、总结、整合
重组、提炼、讲述
模仿、练习、讨论
反馈、评价、反思
作用
概念学习的前提
概念学习的关键
概念学习的中心
概念学习的深化
根据上表，在具体实施概念教学的过程中，可以演变成更多、更具体的教学程序。
3.1“摩尔”教学过程设计
教学过程
学习过程
活动内容
感性体验
感知现象
以曹冲称象为背景，引出巨大、微小物体的称量思想。
思考探索
思维加工
以数学运算为内容，体验阿伏加德罗常数，探索阿伏加德罗常数与质量和相对分子质量的关系。
导出概念
形成概念
引出摩尔概念。
应用反馈
重构认知
通过练习，感受概念内涵和外延，总结概念间的关系。
3.2“摩尔质量”教学过程设计
教学过程
学习过程
活动内容
感性体验
感知现象
以实物照片为背景，感受1 mol物质。
思考探索
思维加工
以数学运算为内容，探索1 mol物质和物质质量间的关系。
导出概念
形成概念
阐述概念内涵，构建公式、推导单位，分析概念外延。
应用反馈
重构认知
总结概念间的相互关系。
由上述的全新概念“摩尔”和导出概念“摩尔质量”的教学实例中可以反映出，在具体概念的教学中均可以采用概念教学的基本过程模型进行教学。
4 概念教学的策略
根据上述关于概念建立的心理过程和概念教学的过程模型的讨论，我们可以得出与概念教学过程相适应的解决策略。
4.1 形象直观演示，获得感性知识
通过运用生动的直观形象，如观察实验(演示实验或学生实验)、图表和模型、计算机模拟动画等，让学生从中了解有关某概念的部分信息，获得有关概念的感性认识，为认知结构中接纳和理解这一概念奠定基础。在获得感性认识的基础上，指导学生自觉地将观察到的宏观现象与物质的微观变化联系起来思考，进而从微观角度加深对概念的理解。
然而，由于人的感知系统的容量有限，教学中应精选直观教学的内容，尽可能采用最常见、最易得、最经济和最形象的直观内容，从而确保学生对感性知识的有效获取。
4.2 分析特征信息，抽象相关信息
在教学情境中，有意提供一系列与概念相关的信息，进行辨别、提取和概括。然后从部分事例中已确认的特征信息入手分析各类事例，逐步舍弃干扰信息，使特征信息的精度和准度提高，在此基础上，将有关特征以一定的方式联系组合起来，构成概念的抽象定义。在这一过程中，关键要指导学生的思维方法和思维过程。
对特征信息进行抽象，有助于用语言清晰准确地表述和有序地记忆这些特征，这就成为学生掌握概念的前提和关键。
4.3 准确表述内涵，清晰界定外延
引导学生将与某概念有关的本质特征组合起来，用语言或文字形式加以概括和提炼，即表述，可分为具体性表述和定义性表述，具体性的表述“口语化”特征明显，所反映的信息一目了然，把握比较容易；而定义性表述则更能反映概念的丰富内涵，文字简练、表达精确、逻辑性强。如化学键是相邻原子间强烈的相互作用。
概念的外延常常通过定义中反映特征信息的关键词来限制。如化学键概念定义中的“相邻”、“强烈”。
4.4 深化发展概念，形成概念系统
人的思想是由现象到本质、由肤浅到深刻不断深化、以至无穷的过程。人的认识不断深化，必然促使概念不断发展。如氧化还原反应概念学习经历“氧的得失— 化合价升降—电子转移”的过程，从而使概念及其相关概念的定义趋于完善。这说明概念是发展和变化的，因此，在具体教学中，应尊重学生的认知水平，恰如其分地描述和表达不同阶段的概念。
学习心理学认为，一个重要概念，是在概念的系统中形成和发展的。引导学生利用认知结构中原有的、适当的概念系统来接纳和学习新概念是十分必要的。其主要方法是：将新概念与认知结构中的适当概念相联系，并促进对新概念的关键属性或定义的理解；将新概念与原有概念进行精确分化，找出它们之间的相同、相似和相异之处；将相关的概念融会贯通，组成整体结构，便于记忆和运用。
通过以上论述，可以认为在概念教学中均可以采用上述构建的概念教学的过程模型来设计并组织教学，但教学的原则是因材施教，教学的标准是有效教学。我们认为，应从学习内容、学习者和教育者三方面思考和探讨“因材施教”中的“材”：具体概念的教学过程模型不是唯一的、固定的，它应随着教学体系、教学内容的变化而变化，它应随着学生年龄、学习能力的变化而变化，它还应随着教师的教学风格与教学资源的变化而变化。但不管选择何种教学过程，概念教学都应具有某些共同特征和基本过程，都应遵循有效教学的目标。
参考文献
[1]胡卫平.中学科学教学心理学.北京：北京教育出版社，1999
[2]陈至为，贾秀英.中学科学教育.杭州：浙江大学出版社，2001
[3]吴琼.中学化学教学建模.南宁：广西教育出版社，2003
[4]吴俊明，王祖浩.化学学习论.南宁：广西教育出版社，1996
[5]梁树森.物理学习论.南宁：广西教育出版社，1996
[6]田世琨，胡卫平.物理思维论.南宁：广西教育出版社，1996
分子生物学概述篇11
一、明确概念的内涵和外延，全面分析概念
概念是由内涵和外延组成的，它们是概念所具有的基本特征。也是教师所要讲的内容。什么是内涵呢？生物概念的内涵是指反映生命现象和生命活动规律的本质特征。什么是外延呢？外延是指内涵所适用的范围和条件，是生物概念反映的总和。例如，“胚”的概念是：种子中的胚芽、胚轴、胚根、子叶构成的整体，叫做胚。胚是新植物体的幼体。是种子中的主要部分。（人教社版，初中生物第一册（上））其中“胚芽、胚轴、胚根、子叶”是概念的内涵，它们反映了胚的结构的本质特征。“种子”，“新植物体的幼体”是从位置和功能上反映了胚的属性，因此，是概念的外延。由于概念的内涵和外延是从不同的方面反映了同一事物特有的本质。教师只有明确了概念的内涵和外延，并对概念做全面的分析，才能在教学中准确地揭示概念的内涵，明确外延。做到概念讲解确切，重点突出，条理清楚，使学生能顺利地形成概念。概念做为思维的基本单位，只有当学生掌握它后，才能对生物学知识进行判断和推理，才能正确地进行思维，并清晰、正确地表达生物学思想。
二、针对不同的概念，精心选择教学方法
生物学的概念繁多，由于生物学概念的特征，内容不同，彼此之间的联系和关系纵横交错，因此，教师只有根据不同的生物学概念，选择合理的教学方法才能讲好生物学的概念。针对不同的生物学概念常选用的教学方法有以下几种：
（一）讲述法，课本概念，逐词逐句挖掘，得到条理化、生成性的信息
概念是由词语表达的，通常也是经过词语传递，使他人接受并理解。讲述法就是运用准确、形象的词语，进行概念的讲析。运用讲述法讲好概念最重要的是要做到：确切、透彻、重点突出。怎样才能做到呢？在概念的内涵和外延中有些词语是反映了事物最本质的特征，抓住了这些重点语词就能做到上述的几点。例如：在讲解“酶”的概念时，抓住“活”，“催化”，“蛋白质”，“高效性”，“专一性”，“多样性”这些重点词语，并再通过一些实例进行讲析，就能使讲析确切，透彻，重点突出，使学生容易掌握并理解酶的概念。一般地讲，讲述法适用于各种概念的讲解。
（二）直观图像介绍抽象概念：
有心理学家证明，人的学习83%通过视觉，11%通过听觉，3.5%通过嗅觉，1.5%通过触觉，1%通过味觉，由此可见直观的重要性。在进行生物学概念的讲解中，常适当地运用演示实验、挂图、板画、模型、幻灯、投影、录像、电影及计算机等教学手段，能够较好地调动学生的视、听器官的活动，使抽象的概念形象化，以增强学生对所学的生物概念识记的巩固性和持久性，同时，还能激发学生的学习积极性及培养他们的观察力，思维力、想象力。例如在讲解直系血亲和旁系血亲的概念时，可以画一张世代关系示意图，在这张图中，以自己为中心在中主轴上的纵向的一列亲属为直系血亲，而中主轴亲属以外的旁支亲属都是旁系血亲。同样的例子还有如；主动运输、原生质层、反馈调节、顶端优势、反射弧、兴奋传导和传递、基因、基因工程、内环境、体液免疫等等。
（三）通俗类比介绍陌生概念
将陌生概念与学生自身熟知的事物和生活体验通过类比，建立适当的联系，如果运用到教学中，这种联系可以促进学生对新概念认知的内化。因为无论是细胞、器官、生物体，还是机器、楼房、人类社会，各系统都具有一定程度的可比性，所以类比法在概念讲解中有着广泛运用。例如；将密码子比作电影院的座位号，大人（tRNA）凭着电影票（反密码子）找到正确的座位（碱基互补配对），然后将带来的小孩（氨基酸）放到座位上，最后小孩手拉手（脱水缩合）形成肽链，这样的讲解不仅让学生深刻理解了密码子和反密码子的作用，还加深了对蛋白质合成中的翻译过程的认识。还有在免疫教学中，将骨髓比作士兵的摇篮，胸腺比作训练的场地，脾脏比作血液过滤器，淋巴结比作杀敌的战场等等。
三、找出关键词，剖析概念
一个完整的概念，往往是由几个要素构成，引导学生把它的几个要素找出来，解剖要素并把各要素关键词串联起来，就会形成一个简化的概念。如，光合作用概念中关键词为“绿色植物”、“叶绿体”、“光能”、“二氧化碳和水”、“有机物、氧气”在此基础上进一步分析关键词分别代表的内容。“绿色植物”是光合作用的适用范围；“叶绿体”是光合作用的场所；“光能”是光合作用的条件；“二氧化碳和水” 是光合作用的原料；“有机物、氧气”是光合作用的产物。
四、充分利用感性材料，使抽象的概念具体化
概念是抽象的，是用语言文字叙述的，学生理解起来比较困难，概念的获得有赖于感性材料和经验，如果学习缺乏一定的感性材料或经验的支持，容易使学生死背定义而未能理解和掌握其真正涵义。前苏联心理学家鲁宾斯坦说：“任何思维，不论它是多么抽象多么理论的，都是从分析经验材料开始，而不可能是从任何其他东西开始的。”这里所说的经验材料，主要是感性材料。总之感性材料越丰富、越全面，概念掌握越准确。例如“应激性”的教学，先演示盆栽植物含羞草，让同学亲自触摸，观察含羞草叶的反应状况；让学生自己观察草履虫在显微镜下，滴加NaCl溶液后它的运动方向；通过学生做实验亲自体验了这两个现象后，再引导学生自己总结，并对概念下定义，这样能让学生从不懂到懂，深刻理解概念。
分子生物学概述篇12
一、《普通高中生物课程标准》的任务
2003年，教育部颁布的《普通高中生物课程标准》明确指出，“提高每个高中生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务”。生物科学素养指的就是公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。
促进学生对生物学核心概念的理解是提高学生的生物科学素养的重要途径和内容之一，《普通高中生物课程标准》首次将概念列入课程目标。《普通高中生物课程标准》规定的三大课程目标是知识与技能目标、过程与方法、情感态度与价值观目标，其中知识目标是达成后两个目标的基础。在知识目标中要求，“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。整个生物学知识体系的基础就是概念。于此同时，课堂教学是所有教育改革的最终落脚点，那么，毫无疑问生物教学的核心就是生物概念的教学。那么生物概念教学就直接关系着知识目标的达成。又因为知识目标是达成情感态度与价值观和能力目标的基础，生物概念教学也即关系着整个课程目标的达成。生物学概念的教学关系着学生整体知识网络的构建和日后的持续学习。
二、学习《分子与细胞》模块的目的及意义
本模块选取的都是细胞生物学的最基本知识，和细胞研究的新进展以及实际应用，这些知识内容也是学习其他模块必备的基础。学习本模块的知识，学生将在微观层面上了解生命的物质特点和结构特点以及生物界的物质统一性和多样性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，这样在辩证唯物主义自然观的形成中对学生有巨大帮助。学习本模块后，有助于学生对科学过程和本质的理解。
本模块的学习是学习其他模块的基础。所以，在本模块的学习中，极为必要的就是开展核心概念教学，帮助学生构建一个完整的概念体系和知识框架。
三、《分子与细胞》模块在高中生物课程中的地位及与其他模块的联系
在高中生物学课程的共同的三个必修模块内容中，“分子与细胞”模块主要是阐述生命的本质，即生命的化学基础和结构基础，实现自我更新的生理基础，实现自我复制的遗传信息传递基础；“遗传与进化”模块主要是阐述生命的延续性，和生物界的发生以及发展过程和原因；“稳态与环境”模块则主要是阐述生命系统通过自我调节机制使其保持稳态并适应环境，以及生态系统通过自动调节作用使其结构与功能达到协调统一并持续发展。因此，共同必修部分的3个模块内容之间的知识联系非常密切。而学习其他模块时“分子与细胞”是学习高中生物的基础。此外，学生通过“分子与细胞”内容的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习选修模块的选修一“生物技术实践”和选修三“现代生物科技专题”等知识起到保证作用。
四、《分子与细胞》模块课程的主要内容及要求
1、生命系统这个概念存在于《分子与细胞》第一章第一节，本节是学生进入高中的第一堂生物课，起着承接初中学习开启高中学习的作用。因而本节内容并不需要学生掌握生命系统的所有外延，只需要学生能举例说明生命系统的层次，认同细胞是基本的生命系统即可。
2、“细胞的分子组成”部分，本部分内容的单元知识点有：细胞的元素组成、细胞的分子组成、水和无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等，要求是：简述生命元素的类别，说明生物大分子以碳链为骨架。
3、“细胞的结构”部分，本部分内容的单元知识点有：细胞的发现和细胞学说的建立、细胞的研究方法。细胞的类别、细胞的基本结构、细胞膜、细胞器、细胞核、细胞的整体性等。要求是：简述细胞膜的大体功能；举例说出几种细胞器的结构和功能，观察线粒体和叶绿体；简述细胞核的基本结构，阐明细胞核贮存遗传信息。举例说出细胞各部分结构相互联系和协调一致，理解细胞是一个有机的统一体。
4、“细胞的代谢”部分，本部分内容的单元知识点有：物质进出细胞的方式、ATP与代谢、酶与代谢、光合作用、细胞呼吸等，要求是：说明离子和小分子物质的跨膜运转方式，以及大分子进出细胞的方式。酶作用的特性；简述ATP分子结构，解释ATP与ADP相互转化的关系，说明ATP的生成途径，阐明ATP在能量代谢中的作用。细胞的呼吸的两种方式及过和光合作用的过程以及他们之间的相互关系和在生产实践中运用。
5、“细胞的生命历程”部分，本部分内容的单元知识点有： 细胞有丝分裂具有细胞周期，其包括分裂间期和分裂期。要求为“简述细胞的生长和增殖的同期性”，属于了解水平。 .细胞分化 ，细胞分化涉及到基因的选择性表达，与细胞核的内容存在一定的联系，与我们现实的生活也较为接近，另外同细胞的癌变等内容均联系紧密。这部分内容还包括细胞的衰老和凋亡。《新课程标准标准》的知识目标要求为“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”，属于理解水平。并要求将细胞的凋亡和细胞坏死进行区分，属于理解水品。
五、实施过程中，我的教学策略：
1、创建良好的问题情境。良好的问题情境对于提高学生的学习兴趣、激发学生的学习动机具有非常重要的作用。教师要根据学科特点和学习者特征，创设恰当的问题情境，让学生在对问题情境的体验中产生问题意识、发现并提出探究的问题。
2、引导学生积极思考，并提供必要帮助。教师在问题解决的过程中是以指导者、促进者的身份出现的。具体学科任务的解决是以学生自主探索为主进行的，但是学生对新知识的认识比较零散，缺乏系统性，只有在教师的引导下进行概括、归纳和总结，才能全面地看待问题。教师要把握时机，从旁指导，促进学生技能的掌握和知识的迁移。
3、进行及时的评价。为了保证问题解决的顺利进行，还要对学生问题解决的完成情况进行评价。值得注意的是，课程整合要求学生学习的重心不再只是放在学会知识上，而是应该转移到学会学习、掌握方法和培养能力上。评价的内容应包括：对新知识的理解、掌握和应用能力；自主学习能力；同学间的相互协作能力；问题解决能力
4、每节设置“练习”，每章设置“自我检测”和“本章小结”，及时复习和巩固，强化自我评价和创新能力。
参考文献：
[1] 《高中生物-教师培训手册》人民教育出版社
分子生物学概述篇13
1.1 实验感知的策略
实验感知的策略是指在人为条件下运用仪器、设备使研究的现象反复出现，通过人的知觉和感觉有目地的进行观测、研究，提炼出有效的程序、规则、方法、技巧及调控方式。
实施实验感知策略的程序是：(1)观察。观察是利用人的各种感觉器官及科学仪器，有计划、有目的对自然状态和客观事物进行视、听、闻、尝、触、测，收集获取信息，从而把握研究对象的多种属性。观察要与思考相结合，观测是前奏。(2)推测。推测是将收集的信息进行整理，由一个或几个已知判断引出新的判断，这是进行思维推理、发现规律的认识过程。(3)实验。实验是在人为控制的条件下，应用各种科学仪器、设备使研究现象反复出现从而有目地的进行观测、研究的一种方法。它是科学概念形成的基础。
例如，建立“机械振动”这一概念时，我们可以让学生先观察风中的树枝的摆动、水中浮标的上下运动、钟摆的摆动等现象，让学生思考这些现象的共同运动特点；然后告诉学生这些都是机械振动，指导学生推理出机械运动概念的概念是“物体在平衡位置附近往复运动”；然后再演示弹簧振子和单摆实验，进一步让学生建立机械振动的科学概念，把握“平衡位置”和“往复运动”的本质特点。
1.2 前概念转变的策略
在学习物理概念之前，由于生活经验的积累或者其它学习，我们对相关的物理现象有了一定的认识，但这些认识往往是不准确的、片面的、主观的，因而是非科学的，这些概念就是前概念。前概念往往干扰科学概念的学习，要学习科学物理概念就必须转变前概念。前概念转变的策略就是将我们头脑中的前概念转变为科学概念的有效策略。
前概念转变的策略具体的实施程序是：
(1)暴露。前概念往往是隐藏的，我们在学习新概念时往往开始并不显现出来，而是在学生应用概念时显现出来使学生做错题。所以我们一定要想办法让其显现出来，暴露前概念最好的办法就是对新概念进行联想、利用新概念分析日常现象。
(2)批判。评判是前概念转变的关键，常用的评判方法有实验法(如伽利略轻重物体同时落地实验)、反推法(用前概念反向推理得出明显的错误结论从而显示前概念的错误)、举反例法等。
1.3 抓关键字词的策略
物理概念的表述是科学而又简练明了的，在物理概念的规范表述中，每个字词都有其作用，尤其是关键字词。真正理解了那些关键字词，就真正理解了概念，这就是抓关键字词的策略。这个策略的程序是：(1)细读概念文字；(2)划出关键字词；(3)整理。
例如，惯性概念是物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。其中“保持原来运动状态性质”的“保持”是关键字词。“保持”就是“保持原来，阻碍改变”，其涵义包含二个方面：一是静止或匀速时使物体原状态，二是受力时表现为对运动状态改变的阻碍性。因此，惯性是物体的一种固有属性，与位置、运动状态无关。
1.4 分层理解的策略
物理概念的分层理解的策略就是指在各种物理现象中，首先是这类现象的核心问题，然后抓住事物的本质特征分析归纳出现象本质的共性，再经过抽象概括得出抽象概念，进而深入理解应用概念。该策略的实施程序是：(1)明确物理现象；(2)分析概括；(3)得出结论；(4)理解应用。
例如，学习“动量”的概念。(1)可以先让学生明确物理现象：大人与小孩相撞，谁会被撞倒?(2)分析概括：物体的运动效果不单由质量或速度决定，而由它们的乘积mv。来决定。(3)得出结论：问题的质量和运动速度的乘积叫物体的动量，即P=mv。(4)理解运用：a.动量是矢量，其方向与速度方向相同，其运算符合平行四边形法则。b.动量是状态量，对应某一位置或某一时刻；c.动量具有相对性，因为速度具有相对性，一般选择惯性参考系；d.动量的物理意义是：描述物体运动状态和效果的物理量，其单位是千克·米／秒。
1.5 类比的策略
类比策略是根据二个对象之间在某些方面的相似或相同，从而推出其它方面也可能相似或相同的一种推理方法。
实施类比策略的基本程序为：(1)确定研究对象；(2)寻找类比对象；(3)将研究对象和类比对象进行比较，找出相似关系；(4)根据研究对象的已知信息，对相似关系进行重整化处理；(5)将类比对象的有关知识类推到研究对象上。
例如学习磁感应强度B的概念，可以采用类比的策略。寻找类比对象电场强度E，可引导学生列一个表格，容易掌握它们的异同。
1.6 把握概念物理意义的策略
有些物理概念如加速度、速度、电场强度E及磁感应强度B等往往是用数学表达式来定义，要抓住这类概念的本质特征，掌握其物理意义。在比值法定义中，被定义的物理量与分子、分母的物理量不成正比、反比，这一点我们要让学生时刻理解掌握。例如物理量电容的定义式C=Q／U，电容C与所带电量Q和两极间电压U无关，而是由电容器本身决定。再如电场强度E=F／g，教师要说明：在电场中某点放一个点电荷g，其所受电场力为F；若点电荷为2口，则电场力为2F；就是说电场力与电量比值不变。但在电场的不同位置，虽然二者的比值大小不同；但在同一点比值还是不变的。因此F／g能够反映电场在该点力的性质，显示电场的强弱，且与电荷g无关，所以引入电场强度的定义式E=F／g。这样显示就很容易理解电场强度的意义了。
2 物理概念的记忆保持策略
显示物理概念的保持主要发生在课堂之外，因此物理概念的保持策略主要针对显示的复习过程中，而不关注于学生的听课过程中。
2.1 分类的学习策略
所谓分类的学习策略，就是将物理概念进行分类，按照不同标准划分成不同类别，然后分门别类地进行学习和复习的一种方法。分类学习策略的实施程序是：(1)归类。即把学过的不同物理概念，按照描述的问题的不同、描述问题的方式不同等进行分类，描述方式相同或描述内容相同的归为一类。(2)寻同。即找出同一类概念寻同的地方，以便出一发而动其他。(3)求异。即从不同描述侧面、用不同描述方式描述同一类问题的不同概念，以便更好地区分比较不同的概念。(4)复习各个概念的联系。同一类概念中的不同概念，尽管描
述的方式、侧面不同，但它们之间有一定的联系。找出这一联系，用这一联系将这些概念“串”在一起，就能进一步理解这些概念。
例如，有关能的概念，按照分类学习策略：第一步，归类。按能的形式可分为机械能、内能、电磁能、光能、核能等。第二步，寻同。动能和势能都属于机械能，电能和磁能都属于电磁能，化学能、原子能、太阳能都是由于原子或原子核变化而具有的能。第三步，求异。动能与势能描述的侧面不同；动能是由于物体运动而具有的能，重力势能是由于物体被举高而具有的能；化学能是化学反应中释放的能，而原子能是核反应中放出的能量。第四步，寻找联系。所有的能量都可以相互转化，遵循能的转化和守恒定律。
2.2 概念系统化的策略
所谓概念系统化的策略，就是指在掌握概念时，尤其是掌握重要的基本概念时，决不能孤立地记住它们的文字表述或数学表达式，而是将概念放入一个由前后概念组成的网络中，并根据前后概念的相互联系来理解掌握概念，通过“协同作战”达到熟练记忆和应用的目的。
概念系统化的策略实施顺序是：(1)提出概念。也就是说概念要从现象中提出。(2)寻找关联。就是找出这些概念与其它概念存在那些关联?这些关联与我们掌握概念有什么用?(3)练习、应用。通过练习来熟悉概念及应用。例如，关于“机械运动”的概念，在力学知识学习之后，我们可以将学过的所有机械运动进行关联，将概念系统化组成概念结构如图1。
在此基础上，可以进行变式练习、应用以加深印象。例如：下列说法正确的是
A.做曲线运动的物体一定受到变力作用
B.匀速圆周运动的物体受到的合外力是恒力
C.平抛运动是匀变速曲线运动
D.简谐振动的回复力是恒力
学生只有真正熟练掌握了概念，才能选出正确答案C。
3 物理概念的提取策略
物理概念的提取即可以发生在课堂内，也可以发生在课后复习中，物理概念的提取策略主要针对学生的作业和考试。
3.1 情境相似性策略
按照信息加工理论的观点，短时记忆的信息(如物理概念)加工加工进入长时记忆系统。虽然长时记忆的信息是相对静止的，但它可以被短时记忆中的信息激活。如故地重游，能回想起上次游玩时的情境细节。这种情境的相似性有助于记忆。因此学生可以利用情境相似性策略，可以有效地提取所需有的物理概念，这就需要我们教师提供给学生典型的物理概念题。
例如有这样一个例题：
关于加速度，下列说法正确的是
A.物体的速度大，加速度就大
B.物体的速度为零，加速度也必为零
C.物体速度的变化量大，加速度一定大
D.物体单位时间内的速度变化量大，加速度也就大
学生对加速度的概念理解掌握的好，很容易得出本题答案为D。
一旦在考试中出现相似的题目：
有关加速度与速度的关系，下列说法正确的是
A.速度变化率大，加速度就大
B.速率不变，加速度一定为零
C.加速度为零，速度一定为零
D.加速度与速度无关
由于情境的相似性，学生很容易选出正确答案为A、D。
