分子生物学概述篇1
概念：分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
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。
上述重要发现共同建立了以中心法则为基础的分子遗传学基本理论体系。1970年temin和baltimore又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以rna为模板合成dna的反转录酶，又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法则。
对蛋白质结构与功能的进一步认识
分子生物学概述篇2
【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).thestructureofbiologicalscience．(cambridge：cambridgeuniversitypress）．
(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。
分子生物学概述篇3
一、实施基于课程标准的教学必要性
有一个有趣的现象：笔者同时找五个有经验的物理教师编制同一节课的教学目标，结果，五个教学目标的陈述方式差异非常大，可以说各不相同.为什么会这样？从归因角度看，造成五位教师教学目标编制的差异可能与平时教师备课时对目标编制重视不够，而且对课程标准研究不足，没有建立基于标准的教学的自觉意识和行为有关.
《物理课程标准》中的“内容标准”是对学习水平目标的具体化表述，但从一线物理教师的实际情况看，现在大多数配套教材的教参或教学辅导用书中所列举的物理教学目标的编制有复杂化、学术化的倾向，让一线的物理教师记不住，写不准，也用不起来.究其原因，物理课程标准的“内容标准”表述比较宽泛，对于内容标准中“行为动词”的理解与把握缺乏能力，在备课时，对于“教学目标”栏目的编制或填写，多数教师都是复制和照搬教材上或评价手册上的现成的教学目标，而很少思考教学目标编制与自己课堂教学行为到底有多少关联.所以，倡导一线物理教师进行“教学目标的简化行动”，即烦琐泛化的三维目标通过分解成更为具体、简化的目标，让教师见了就容易记住，知道教学要求把握到什么程度，并能方便快速写出来.同时，分解后的教学目标让学生看了也能清晰地知道每节课到底要掌握哪些具体的学习内容.在基于《物理课程标准》的基础上，科学地分解和细化“内容标准”与“科学探究”目标，实施“为目标而教”的教学改革，将非常具有现实意义，能够保证教师常态教学沿着正确的方向，并且具有教学的高效益.
二、物理课程教学目标分解的方法
1.教学目标陈述的一般方式
一个完整的教学目标的构成要素包括四个条件，即行为主体、行为动词、行为条件和行为程度.好的教学目标能够清晰表达学生“学到什么”，明确学生具体的学习结果.通常教学目标的设定应通过一定的教学活动后引起学生在行为上产生实际变化，而不是教师应该怎样做，做什么.综合各类学者的研究成果，一般内容标准和科学探究涉及五类目标，即结果性目标、生成性目标、表现性目标、通识性目标和能力指标.
对于结果性目标的陈述方式，主要说明学生的学习结果是什么，所采用的行为动词要求具体明确、可观测、可量化.这种方式指向可以结果化的课程目标，主要强调“知识与技能”维度，如：“能根据电路实物图识别出对应的电路符号图”，“知道声音由振动产生”.
生成性目标的陈述方式，主要描述学生自己的心理感受、情绪体验，所采用的行为动词往往是历时性的、过程性的，因而也称过程性目标、体验性目标.这种方式指向主要强调“过程与方法”或“情感态度与价值观”维度，如：“用平面镜改变光的传播方向，描述自己对改变光路的感受”，“以神州八号与天宫一号对接成功为例，体会和认识人类探索宇宙空间的意义”.
表现性目标的陈述方式，主要是明确安排学生各种各样的表现机会，所采用的行为动词通常是与学生表现什么有关的或者结果是开放性的.这种方式指向结果开放的课程目标，如：“说出自己喜欢的生活中常见物态变化”，“能利用生活中常见物品，制作简单的声音发声器件”.
通识性目标的陈述方式，主要特点是把一般教育宗旨或原则与教学目标等同起来，因而具有普遍性、内隐性、规范性.如：“表现出科学探究意识和一定人文精神”，“形成水资源保护需要从我做起的意识”.
能力指标的陈述方式，描述的是一种能力，包含了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度.如：“提高分析与论证能力.”
2.内容标准的常见分解策略
学者朱伟强认为，课程标准中内容标准的常见分解策略一般包括以下四种.
一是替代策略：通常是“一换一”的形式，将原内容标准a通过另一种清晰的目标B形式进行表述.如“了解液体温度计的工作原理”可以用以下目标进行替代：了解生活中常见的液体温度计是利用液体热胀冷缩性质工作的.
二是拆解策略：通常是“一拆多”，就是一个内容标准表述过于笼统，将其拆分成几个目标进行描述.比如：“初步认识质量的概念”这一条内容标准，可以进行拆解和具体化，比如：知道质量是物体还有物质的多少.知道不同物体的质量一般不同，所含有的物质也不相同.知道质量的国际单位是千克，还有其他常用单位吨、克、毫克.知道1千克等于1000克，1克等于1000毫克，1吨等于1000千克.知道生活中常见物品鸡蛋、苹果的质量大约是多大.知道质量测量的常用工具是天平，了解生活中还有电子称等其他测量质量的工具.
三是联结与聚焦策略.采取“多对一”，就是将几个教学目标根据其内在的学科逻辑关系，进行聚焦，整合，形成一个总目标.这种课程目标的拆解策略一般在单元复习课或阶段性复习课中经常用到.如：“能用动摩擦因数计算摩擦力”“用力的合成与分解分析日常生活中的问题”可以联结和聚焦，形成“分析斜坡停车问题”这一教学目标.
3.内容标准的分解方法与基本步骤
朱伟强指出，课程标准中内容标准目标分解的步骤，一般包括以下五个步骤.
第一步，判断内容标准的陈述方式、表述结构和关键词.判断一条课程标准的陈述方式、表述结构，找出动词和这些动词所指向的核心概念（名词），或修饰它们的形容词、副词等和规定性条件，作为关键词，并予以分类.一般关键词拓展与剖析要合乎学科逻辑，避免过度分解和拓展.比如，“能用实例说明机械能和其他形式的能的转化”这条内容标准，行为动词为“说明”，核心概念是“机械能和其他形式的能的转化”.从整个内容条目看，“说明”和“其他形式的能”是这一内容标准的关键词.
第二步，分解或剖析核心概念.通常可采用概念认知展开等方式.比如：“能用实例说明机械能和其他形式的能的转化”这条内容标准中的核心概念是“其他形式的能”.从物理概念来讲，相对于“机械能”而言的“其他形式的能”有“电能”“热能”“光能”“化学能”等.若采用概念认知展开的方式，同时考虑到学生的具体特征，“其他形式的能”对初中八年级学生而言大致可分为“声能”“光能”“动能”“弹性势能”等四类.
第三步，分解或剖析行为动词.可采用词汇意义展开或教师经验展开等方式.一般描述的教学行为表现的动词要合理、具体、明确、可直接观察和测量.行为动词剖析方式，若采用词汇意义展开.比如“通过实验理解密度的概念”.“理解”是这条内容标准中的行为动词.《物理课程标准》附录中提供了知识技能目标、体验性要求的目标行为动词的水平含义与解释.比如：若针对“能用实例说明机械能和其他形式的能的转化”采取教师经验展开的方式，“说明”是这条内容标准中的行为动词.在教学实践中，教师经常发现学生喜欢采取口语表达、书面描述、绘制图表、动手制作等“说明与解释”的方式.若采用教师经验展开的方式，将“说明”可以扩展为“通过言语说明”“画出图表说明”“制作模型说明”“实验演示说明”等.
第四步，确定行为条件与行为表现程度.结合学情、校情、资源等条件确定目标分解，此过程可以根据某种逻辑绘制成剖析图，以便于目标能够清晰地对应于具体的学生，符合学校的教学条件.通常行为条件分解要合理、必要，没有多余，而行为程度的分解则要合理、明确，能为课时内的形成性评价提供评估依据.
第五步，写出教学目标.依据重点组合以及目标陈述的规范，叙写明确的教学目标.
三、典型案例评析
1.课程标准中“内容标准”的要求
知道物质是由分子和原子组成.选自：《九年义务教育物理课程标准》第20页，该条目属于课标主题一“物质”中“物质的结构与物体的尺度”中内容标准的条目1.
2.教材内容
苏科版八年级下册第七章《粒子与宇宙》内容主题第一节“看不见的粒子”。
3.分析陈述方式、表述结构和关键词
该条目的陈述方式是属于“行为目标”的陈述方式.它直接说明了学生的学习结果是知道物质是由分子和原子组成.
表述的结构：四种表述结构中的第一种，即采取了行为表现，具体变现为“行为动词＋核心概念”的表述结构.
本条目中的关键词涉及两个方面，一是行为动词是“知道”，二是表述的目标行为条件，反映了学习程度是“物质是由分子和原子组成”.
4.核心概念的扩展策略
核心概念的分解是采取了“拆解”的策略.
5.行为动词的扩展或剖析
行为动词是“知道”.从行为动词的类型看，属于“知识”的类别，其行为水平属于“了解”水平.具体要求是：学生能够再认识或回忆原子和分子的相关经验，能辨认生活中有关分子、原子的事实，会用图形、文字或语言描述原子与分子的模型，具体说出原子、分子模型的特征.
6.行为表现程度的确定
学生学习的行为表现程度与结果是：学生要知道物质由分子或原子组成.具体指，学生要认识到物质结构是可分的.了解物质微观结构的工具可以利用电子显微镜等工具.能够知道分子和原子是微小颗粒，尺度的大小约10-10m数量级.不同的物质可以由分子或原子组成，组成物质的分子间是有间隙的.金属是由原子组成.物质的分子和原子可以由更小的微粒组成.人类认识微观世界是一个渐进的过程，了解卢瑟福的原子行星结构模型.
7.分解后的教学目标
（1）学生通过石墨在白纸上书写文字，酒精与水试管混合实验操作，能认识到物质间是有间隙的.通过归纳和推理，能够提出分子模型.
（2）通过分子模型的建立，认识到物质是有结构的.通过文字说明，学生能认识到分子是组成物质的最小微粒，分子是由原子构成的.学生能了解到金属是由原子组成.
（3）通过物质微观世界的探索和物理学史的介绍，学生能了解到认识微观世界的工具是电子显微镜.了解人类认识微观世界的过程是渐进的.
（4）通过学生阅读材料，学生能说出分子是由原子构成的，原子是由原子核和带负电的电子组成.
（5）通过分组讨论和阅读材料，学生能够用物理的语言描述出原子、分子的模型特点.并能识别原子、分子的模型示意图.
【点评】以上案例基本上能够按照课程目标的分解基本步骤进行了初步分解，分解的思路比较清晰，但是行为动词、核心概念等关键词的分解没有采取列表的方式.从目标的评价看，分解的目标具有很强的可测量性，行为程度表述也比较到位，但是行为条件的分解没有独立分解，还需要进一步明确.
（二）案例2（作者：南京市玄武区教研室丁加旗）
1.内容标准
初步认识质量的概念.会测量固体和液体的质量.选自《九年义务教育物理课程标准》第19页，该条目属于课标主题一“物质”中“物质的属性”中内容标准的条目2.
2.陈述方式、表述结构和关键词
陈述方式是“结果性目标”.表述的结构是“行为动词＋核心概念”.行为动词是“认识”和“测量”.核心概念是“质量”.
3.核心概念的扩展剖析
4.行为动词的扩展剖析
5.行为条件的确定
6.行为表现程度的确定
7.分解后的学习目标
（1）学生通过联系其他物质属性和实例初步认识质量概念.结合生活体验感受1kg质量的大小，并能正确进行单位换算.
（2）通过观察和讨论，认识托盘天平的构造，并能正确调节和使用托盘天平.
（3）通过实际操作，掌握测量固体和液体质量的方法，进一步形成正确调节和使用托盘天平的技能.
（4）通过对质量估算的讨论，以及对其他小组测量结果的评价，养成科学、严谨的态度与良好的协作精神.
【点评】以上案例目标分解的总体步骤完成，采取列表的方式，呈现行为动词、核心概念以及关键词的分解与拓展.其中目标的行为条件与行为表现程度清晰，便于目标的测量.
三、教学目标分解应注意的问题
基于《物理课程标准》的目标分解不仅是提高物理常态教学质量的重要途径，也是强化物理教师目标意识和提升教师专业能力的重要手段.因此要做好《物理课程标准》中任何一条“内容标准”或“科学探究”内容的目标分解，必须注意以下几点.
一是要符合学生身心发展阶段，且应为大多数学生能达成的.
二是要在充分解读“物理课程标准”本身的基础上，从整体上把握这一标准的内涵.内容标准的分解不是简单地将目标进行拆解和细分，需要关注同一学习阶段不同领域目标间的横向联系，也要分析同一领域目标不同学习阶段间的纵向衔接.
三是要适当地兼顾全国各地区教育行政部门或教研机构的“考纲”、“学科教学指导意见”的要求.
分子生物学概述篇4
初中化学基本概念教学
初中化学的基本概念是化学学习的基础，然而许多初三学生认为化学概念多，难记忆，不好理解，因此将化学概念从抽象中剥离出来，让学生从感性认识出发，通过动手实践，使学生深刻的理解化学物质的变化规律，并且通过化学的基本概念掌握化学公式、定论的推理过程和提高逻辑思维能力显得尤为重要。本文仅对如何提高初中化学基本概念的教学，提出几点看法。
一、从实验中引出概念
初中学生的形象思维多于抽象思维，因此学生在学习化学概念时最大的阻碍就是觉得抽象，所以在课堂上，通过对化学实验的演示，吸引学生注意力，老师将化学现象进行分析，引导学生对化学概念的正确推理，从而有助于化学概念的形成。
例如，在学习“质量守恒定律”时，通过白磷燃烧和稀硫酸铜溶液与铁反应时的质量变化得出，参加反应的化学质量总和，等于反应生成后的各物质的质量总和，并且质量守恒定律只适用于化学变化，而不是物理变化。化学变化与物理变化的区别在于是否生成新物质。例如，物理变化是玻璃破碎，小麦磨成面粉，石蜡融化等，从学生的实际生活中举例，让学生更容易理解。
在化学基本概念的学习中，关键是让学生从感性的认知中获得抽象的概念思维。实验结果并不会自动生成化学概念，这需要教师对实验进行分析、概括、归纳、总结，从而引导学生从实验中理解化学概念的本质，培养学生从化学实验的事实、现象中进行逻辑推理，通过思想加工，实现化学实验从抽象思维到感性认知的升华。
二、从问题中引出概念
例如，在讲解化合价的概念时，让学生通过化合物形成的实例，了解离子化合物和共价化合物，并用板书书写形成过程。在理解的基础上，让学生画出原子结构示意图，分析电子得失情况，引导学生用原子结构写出氯化钠、氯化氢的化学式，并提出为什么要一个氯原子与钠原子结合，一个氢原子与氯原子结合，让学生通过原子结构示意图，根据原子结构最外层必须为稳定结构的理论，导出化合物形成的道理。观察原子或原子团得失电子所带的电荷数，分析得失电子情况，指出化合价有正价、负价、零价之分。通过教师引导，让学生在问题中理解化合价的概念。
三、突出概念中的关键词，准确把握概念
初中化学的基本概念主要是以定义的形式存在的，定义具有很高的准确性、严密性。因此，教师在讲述概念时应该注意关键词的准确、严谨，纠正对于用词不当对概念造成的误解，培养学生严谨的逻辑推理能力。
例如，在学习单质和化合物的概念时，一定要突出纯净物这个词。因为无论是单质还是化合物都要是纯净物，即组成它们的物质是单一的，再根据组成它们的元素多少划分它们是单质还是化合物，否则学生很容易将带有金刚石和石墨的混合物混淆成单质。
又如，在学习酸的化学概念时，概念中明确讲述：在电解质被电离的阳离子中全部都是氢离子的，称为酸。这个概念中的关键字是全部，然而有些物质，如硫酸氢钠被电离时产生H+和na+离子，并没有全部生成H+离子，所以不算酸性物质。所以，在讲述酸和碱的化学概念时，都要重点突出“全部”两个字，用来区分酸与酸式盐，碱与碱式盐。
四、通过概念的比较，进行教学
中学生在学习概念时，因为对概念理解不深刻、记忆模糊，容易造成对概念混淆，做题出现差错。因此，在教学过程中通过多对比几组实验，让学生明确它们之间存在的本质区别，从而加深对概念的记忆、理解，培养学生认识事物的抽象思维能力。
例如，教学过程中，要注意对“元素”和“原子”这两个概念的区分和内在联系，特别是在两者的概念教学阶段，使学生形成良好的概念基础，明确元素是宏观的讲述物质组成，对物质组成的种类没有约束，只对个数有要求；原子是微观的讲述物质组成，对物质组成的种类和个数都有要求，然而他们之间又有着紧密联系，即元素是具有相同质子数的一类原子总称。
五、加强对概念的巩固和运用
教师在讲述完概念之后，通过对概念的反复运用让学生巩固概念，坚决不让学生依靠死记硬背记住概念。在课堂上，为了让学生更好的理解、掌握概念，教师应按照教学内容多设立习题，通过学生反复实践，增强学生理解概念的能力，对于学生在实践中出现的错误，及时点拨，纠正。同时，多角度、全方位地考察学生掌握概念的情况，及时发现问题，并采取补救措施。
六、亲自动手归纳和总结概念
初三学生普遍感觉初中化学概念多、乱、杂，需要记忆和理解的东西太多，这就需要学生对所学习的概念经常整理归类，化学概念体系的建立可以从物质的不同种类和物质的微观结构上划分，找出各概念之间存在的区别和内在联系，按照自己的学习特点，整理出一套符合自己学习方式的概念体系，从而实现灵活运用概念解决化学问题的目的。所以让化学概念系统化，是学生学好概念的重要工作。
七、用概念解决生活中的实际问题
学生对概念的学习，不能止步于对概念的表面理解和给概念下批注上，而是应该运用到解决生活中的实际问题上来。增强概念与实际生活联系，有目的的引导学生用化学概念解决生活问题，不仅有利于学生对概念更深刻的理解，还能提高学生的学习兴趣，为更牢固地掌握化学概念奠定基础。
总之，在素质化教学过程中，锻炼学生的自学意识是提高概念化教学的关键。在培养初中生化学概念的研究中，教师应根据教学大纲和教学要求，以学生为主体，在实验举例中多联系学生的实际生活，尽量做到贴近学生生活，让学生从感知认识出发，理解化学抽象概念，并且多角度、全方位地培养学生严谨的逻辑思维能力。
参考文献：
＼[1＼]王立荣.初中化学基本概念的教学＼[J＼].邢台师范高专学报，2002，17（02）.
＼[2＼]胡亚巧.关于初中化学概念教学的几点建议＼[J＼].学周刊B版，2010，（04）.
分子生物学概述篇5
一、前言
当前，浙江省初中采用的《科学》教材，化学知识零星地穿插在其中，这或将影响学生理性建构化学科学系统逻辑理念的形成。实践显示，高一新生对于一些自然现象的解释常常和真实情况不同，并以所持有的主观印象作为学习新知识的基础。而教师对于学生的这类模糊概念往往采取理论解释、强化记忆的方法，这样做的结果没有能够使学生在真正理解的基础上牢固建构知识。历年高考答卷中的概念题失分率较高，可以说明这一点。本文从高一化学教材中列举容易产生模糊概念的内容，作为探讨的切入点。
二、方法与步骤
第一，选择苏教版《化学1》专题一中“物质的聚集状态”［1］，以学生作业结合课堂反映，找出学生对其中一些重要知识点所可能产生的模糊概念。
第二，根据学生作答结果将学生的模糊概念编为选择题；根据所找出的存在于学生头脑里的另类想法，用协助的方式，以建构方式的教学理念为基础，着手编写相应的教案，然后再配合原定进度施行。
第三，修改前述的教案，代之以较富弹性的教学设计，以改善其运用时的可行性。针对学生较常见的一些模糊概念，以建构方式中提供的概念澄清或冲突情境等观点协助学生改变已有观念，利用原先设计的教案中既有的一些活动再加改进或重新设计的方法，完成可供教师在进行建构方式教学时采用的教案，如问题讨论、演示实验或学生可实际动手的活动等，然后适当地将其穿插于原有的教学之中。
三、结果与讨论
针对选定的内容，在本文中所完成的工作核心是学生模糊概念的寻找，由提问结果的分析找出学生常见的模糊概念，采用合适的教学设计，借以协助学生澄清模糊概念。
1.模糊概念的寻找
例如：固体微粒的运动特征。
综合讨论：有些学生无法区分固体物质组成粒子的运动与宏观物体运动概念上的不同，因此误以为固体中的微粒是静置的。另有一些学生认为微粒运动轨迹是可测的。
2.学生对“物质的聚集状态”比较常见的模糊概念
（1）认为固体物质，只要研磨得足够细就可得到分子或原子。
（2）固体物质熔化和固体物质溶于水，其过程是一样的。
（3）物质的重量，固态＞液态＞气态，甚至认为气态没有重量。
（4）只有在纯物质中的分子，其组成才一定，分子的组成随来源而异。
（5）当固态物质变成气态物质，学生以水中热对流的方式来表示气态物质的扩散性质。
（6）容器中气态物质上升到最上面或附着在器壁四周。
（7）物质的宏观性质和物质的一个原子或一个分子的性质一样。
（8）固态物质是连续的，粒子和粒子之间没有空隙。
不仅初学时有上列模糊概念，复习时学生也未能完全澄清。
3.针对学生模糊概念的教学设计
下面介绍的例子是为了澄清学生上述模糊概念而设计的教学方案。
情境：桌上放一块食盐晶体、一块木块、一杯水、一盘小冰块和一个注满空气的气球。
［问题1］你认为食盐是由什么组成的？
若无法回答或只是表面宏观层次的描述或者是非微粒的描述，则再问：
［问题2］您认为它是由一个个微小晶粒组成的呢，还是由比小晶粒更小的单位组成的？
如果回答是在微观或粒子层次，则再提问：
［问题3］这些组成食盐的微粒是什么？它们会像盐一样咸吗？它们会像盐一样是白色的吗？它们会像盐一样是硬的吗？它们会动吗？它们都一样吗？它们还可以被再分割吗？
如果以上的回答是在微观（或／且）微粒层次，但未很明确，则再追问：
［问题4］请回答这些组成食盐的微粒看起来应该像什么？形状如何？
如果学生的回答无法进入“动态微粒”的层次则进入下一题。
［问题5］为什么食盐和木块可以保持一定的形状，而水和空气则不能？
如果学生的回答是在宏观（或／且）连续的层次，则继续提问：
［问题6］为什么食盐、木头是硬的，水和空气是软的？为什么这些东西的性质并不相同？
如果回答已进入微观或粒子层次，则提问：
［问题7］需要用很大的力气才能把食盐捏碎并将食盐的小颗粒分开来，然而却可以很容易地把水或空气进行不断的细分，这是为什么？是什么样的力量使组成食盐的微粒能聚集在一起？是什么力量使组成水的分子可以聚集在一起？
若没有进入微观或粒子层次，则再问：
［问题8］为什么空气可以无孔不入？
如果学生一直都无法进入“动态微粒”的描述层次，则进入下一题。
［问题9］放在桌上的冰块为什么会融化？
如果学生的回答是在宏观或连续的层次，则提问：
［问题10］冰和水有何不同？
如果学生的回答已进入了微观或粒子的层次，则提问：
［问题11］您认为在冰的融化过程中，组成冰的水分子发生了怎样的变化？
如果学生的回答一直都无法进入“动态微粒”的描述层次，则进入下一题。
［问题12］把小冰块放入这杯水中，冰块逐渐不见了，为什么？
如果学生的回答是在宏观或连续的层次，则提问：
［问题13］不见了的冰块到哪里去了？
如果学生的回答是在微观或粒子的层次，则提问：
［问题14］冰块内的水分子为什么不见了？这个过程（溶解，或学生的其他用词）的详细情形如何？
如果学生无法进入“动态微粒”的描述层次，则进入下一题。
［问题15］如果放很多冰块到这杯水中，经一定的时间，杯子的外壁会有一些小小的液滴出现，这些“小液滴”是什么？它们是怎么来的？它们是如何才变成小液滴的？
当学生仍然无法进入“动态微粒”的描述层次时，则进入下一题。
［问题16］若把这杯水放在桌上几天，里面的水就不见了，为什么？它们跑到哪里去了？这些水现在是处于怎样的状态？
通过这样反复深化的提问，可以将对于物质微粒的相关模糊概念进行一定程度的纠正，随之建构正确的概念。在运用建构方式进行问题建构教学时，应当注意相应的教学技巧，如提供学生讨论、发表意见的时间以及讨论的分组、激励学生参与和对学生想法的响应等。
4.教师运用建构方式教学的情况
化学教师表达建构方式教学的方式，主要采用合作学习策略，故教学流程采取老师提问题，接着由学生展开小组讨论，然后让学生发表小组或个人的看法，最后获得正确的结论或概念。
教师一般较为注重与关心如何提出合适的问题让学生讨论，以引出学生想法，或提供合适的实验和活动来纠正学生的模糊概念，但普遍忽略如何促进学生开展小组讨论及其讨论的效率与参与度。
阅读相关文献，有助于教师对建构方式的重要教学理念有初步正确的了解，然后再通过教学的实际运用，其印象会更加深刻，甚至还会得出更宽广的认识与体会。
四、问题和建议
实践显示学生对有些模糊概念比较容易澄清，对另一些模糊概念则较难在短时间内去除，但最为重要的是在教师改变教法之后，学生会仔细地去思考并热心参与小组讨论。由于现时的教学环境中还存在着可能阻碍运用建构方式教学的因素，如实施建构方式教学需要有较多的课堂时间，而且有的教师觉得应试效果不一定比直接传授为好；此外，学生的心态、参与情形，也是影响实施建构方式教学成效的一个因素。■
分子生物学概述篇6
生物概念反映的是事物的本质属性，是人们对事物本质属性的反映。生物学概念是生物学现象、生理过程和生命规律的高度概括。正确理解概念是掌握生物基本知识和基本技能的基石，概念教学是中学生物教学的主要内容。下面介绍几种生物学概念教学的有效方法。
1利用多媒体技术，使概念教学形象化、生动化
初中学生虽然具备一定的思考能力，但对于一些日常生活中没有接触过的或比较抽象的概念知识，还是不易理解和掌握，因此教师教授这些概念时要注意形象、直观和生动，学生才容易掌握。生理和认知规律告诉人们：视、听觉等直观感觉容易引起人的注意和帮助人们记忆和理解。初中生物中许多概念是无法通过实验进行重现，而这些概念的理解却又需要呈现其反映的现象和过程。这时教师可以利用多媒体技术，使概念教学形象化、生动化，有效帮助学生理解和掌握。例如初中生物的血循环中“体循环”和“肺循环”的概念，如果教师光凭口头讲授，学生是不容易理解的。此时教师可利用多媒体Flas技术，制作“体循环”和“肺循环”的Flas，就能形象而生动地展现这两个循环过程，使学生一目了然，很快就弄懂和基本掌握这两个概念。
又如在讲述“肺泡与血液的气体交换”时，教师也是无法只用文字叙述就能讲清楚的，而且这个概念也无法通过实验呈现，所以教师也可以应用多媒体Flas技术，制作出“肺泡与血液的气体交换”的动画，较好地解决了这个概念的教授难题。
再如，讲授“肾小球的对血液滤过作用”概念时，当然教师是无法再现实际情形，也难以进行实验，那么教师可以制作并运用“肾小球的对血液滤过作用”Flas，生动形象地讲授该概念，学生也能清晰地理解并掌握该知识。
多媒体技术在运用于很多难以通过实验和纯粹文字讲授的概念时是比较有效的方法，课堂上可以多加以应用。
2利用演示实验和探究性实验，使概念教学直观化和真实化
2.1探究性实验
初中的概念有相当一部分是对现象和客观规律的描述和再现。要让学生理解和掌握这些概念，最好的办法就是重复实验过程、现象，从而使学生弄懂和掌握概念。一个人如果亲自做过或看过的东西，通常记忆牢固，容易理解并掌握。教师可以利用演示实验和探究性实验，使概念教学直观化。例如：在初中讲授“食物的消化”一节时，教师会安排“馒头在口腔中的变化”这个实验。通过学生亲自实验，让学生知道淀粉在口腔内能被初步消化为麦芽糖，并记住“淀粉遇碘变蓝”这个现象。如果只是教师口头的讲述，学生不会有深刻的印象，多数停留在对知识的死记硬背上。
又如：在初中讲述“种子萌发的条件”一节时，如果教师照本宣科，知识的传授只是文字的表述，学生不理解也记不牢。所以教师都会安排学生在家里预先进行探究实验，教师指导学生按照课文的实验要求，分别对种子提供不同的外界条件，探究种子萌发的外部条件。最终教师引导学生通过分析实验结果，得出种子萌发所需要的“适合的温度”、“足够的水分”和“一定的空气”三个条件。由于是亲自动手进行实验探究，因此学生对这部分知识容易理解并记得牢，教学效果明显。
2.2演示性实验
如果学生不易操作或需要耗费一定时间的实验，可以用演示实验进行教学。例如在讲述“人类对细菌和真菌的利用”一节中“发酵现象”时，因为该实验需要一定的时间，不可能在堂上完成，所以教师需要预先做好实验装置，在上课前按实验要求完成实验，并拍摄下来，上课时把实验过程播放出来，相当于演示实验。同时在课堂上，教师可设计一套实验装置，把发酵时产生的气体通入石灰水中，通过观察石灰水是否变混浊来判断发酵产生的气体是不是二氧化碳（图1）。
教师运用探究性实验和演示性实验进行概念教学，可使学生主动参与和乐于探究，既有利于学生掌握生物学概念，又有利于倡导培养学生的探究学习能力，可谓一举两得。
3巧用比喻和诗词，使概念教学鲜明化、生动化
“比喻”是指用某些有类似点的事物来描写或说明另一事物，以便表达更加生动鲜明。在教学中，教师借助比喻进行生物学概念会有很好的作用。例如在初中讲述“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一概念时，为使学生能理解这句话，可以做这样一个比喻：如果把生物体比喻为一座房子，那么，细胞就好比是建造这所房子的砖。这样一个比喻，就把细胞与生物体的关系和细胞的作用描述出来，使学生马上理解了细胞在生物体的作用。
又如在讲“眼球的结构和功能”的知识时，如果光是口头讲述其结构和作用，学生会提不起兴趣，教师也不容易把知识概念讲清楚。这时，教师可以先提问照相机的一些知识。由于学生一般都用过照相机，对照相机都有一定的了解，能回答一些关于照相机结构的知识。然后，教师对学生说：其实，眼球就相当于一部照相机，眼球的晶状体相当于照相机的镜头，眼球的脉络膜相当于照相机的暗室，眼球的视网膜相当于照相机的底片。这样的比喻使学生很容易就理解和掌握了眼球的结构和功能的概念。
再如在初中讲述“从种到界”一节中6个常用生物分类单位时，教师可让学生们先制作一个介绍自己国籍、住址的个人名片，名片中包括国家、省、市、区、道路（街道）、家庭门牌号。然后告诉学生6个常用生物分类单位就好比学生制作的个人住址名片中所用到的国家、省、市、区、道路（街道）等单位一样，每个人的住址门牌只有一个，相当于最小的单位――“种”；道路（街道）相当于上一级单位――“属”；如此类推。这样运用一个比喻，较好地解决了学生们不易理解的分类问题。
此外，很多诗词蕴涵着生物学概念，若教师能适当运用，可加深学生对概念的理解。如诗句“落红不是无情物，化作春泥更护花”比喻生态系统中的物质循环；诗词“螳螂捕蝉，黄雀在后”比喻隐含的食物链；“野火烧不尽，春风吹又生”比喻草原生态系统较强的自我调节能力。
正是借助了类似的事物来比喻，使原本陌生难懂的概念鲜明化、生动化，学习的效果也就不言而喻了。
4利用实物、标本、模型，让概念教学直观化、具体化
“模型”是人们用物质形式或图形形式再现原型客体的某种本质特征，如结构（整体的或部分的）、功能、属性、关系、过程等。通过构建模型和直接认知模型来把握生物学概念，是当前课堂中的常用教学方法。
4.1应用仿真模型
教师应用仿真模型教学，一方面能刺激学生感性认识，另一方面让抽象变得具体，让概念教学一目了然。
如在学习“细胞结构”的概念时，由于学生没有见过细胞，教师不能凭空讲述概念。所以让学生先认识细胞的立体结构是非常必要的。这时，教师可使用细胞结构的仿真模型实施教学，让学生能从直观的立体模型中感受一个动物细胞和一个植物细胞的三维结构图，理解细胞是立体的，防止学生从课文的平面图获取细胞的结构信息时误以为细胞是二维结构。然后再让学生根据书本的图片把动植物细胞的主要结构一个一个从模型中找出来，并要求学生明确了各细胞结构的形态、名称及其功能。借助“细胞结构”的立体模型，学生兴趣提高了，也更易理解掌握概念。
又如对于染色体和Dna的结构概念时，学生也是从来没有接触过和可见过，而这两个概念又比较抽象，学生不容易理解。此时，教师应运用模型，对学生进行视觉刺激，强化感性认识，帮助学生了解和弄懂染色体和Dna的结构。运用直观性模型能达到明确生物学概念的目的。
再如在讲授“呼吸运动”原理以及“胸廓”的概念时，学生都觉得很抽象，很不容易理解，教师就必须利用模型进行讲授。教师可以展示胸廓的模型和能模拟胸廓运动的模型（图2），显浅和直观地展示呼吸运动和胸廓的概念。否则，教师光凭文字和口头讲授，无法达到较好的教学效果，学生也很难理解教师教授的内容。
4.2利用数学模型
“数学模型”主要表现形式有数理逻辑的图表（曲线图、集合图示等）等。通过“数学化构造数学模型”的过程来认识生物学概念的方法，称为数学模型方法。
例如在讲述“细胞核、染色体、Dna、基因”的关系概念时，如果教师光是口头上的文字讲述，很难让学生理解它们之间的关系。但如果运用数学模型图，则简单易行。教师可作出如图3所示的关系数学模型图，这样问题就可以迎刃而解。
另外，概念教学还可采用有“语言分析法”、“类比法”、“概念图法”、“情景创设法”、“肢体演示法”等。总之，教无定法。任何方法都有利弊，教师只有灵活应用，才能体现方法的科学性和教学的有效性。只有根据各自的具体教学实际、具体的教学问题，采用适宜的方法，才能真正提高生物概念教学的效率。
李政道教授说过：“学习中一定要把基本的概念搞清、记牢，最重要的东西往往是最简单的”。一句话说出了教师进行概念教学的重要性。总之，在概念教学过程中，教师针对不同的概念，有不同的教学方法；而同一类概念，也可结合多种方法进行教学。
参考文献：
[1]教育部基础教育司编写.生物新课程标准解读[m].北京：北师大出版社，2002.
分子生物学概述篇7
一、厘清概念，准确表述
【例1】下列化学符号、图示、用语与其所表达的意义一致的是（）
a.Co――1个一氧化碳分子
B.4n2――4个氮原子
C.5个钠离子――5na+1
D.――o2-
【解析】Co是钴元素的元素符号，既可以表示宏观概念Co元素或物质钴，又可以表示微观意义1个Co原子或Co原子，a项将Co错看成一氧化碳的化学式Co，错误。B项表示的是4个氮分子，错误。电荷的电性和电量写在元素符号右上角时，表示的是元素的离子符号，数字在左，“+”“-”号在右，数字“1”可省略；电荷的电性和电量写在元素符号正上方时，表示的是元素化合价符号，数字在右，“+”“-”号在左，数字“1”不可省略。5个钠离子的正确书写方式应为5na+，故C项错误。原子结构示意图中，核内质子数决定元素种类，原子核外电子总数等于核内质子数时为原子，原子核外电子总数大于核内质子数时为阴离子，原子核外电子总数小于核内质子数时为阳离子，D项中核内质子数为8，是氧元素，核外电子总数为2+8=10，大于核内质子数8，是o2-，正确。
【答案】D
二、领悟内涵，理顺关系
【例2】推理是学习化学的重要方法，下列推理正确的是（）
a.化合物中含有不同种元素，含有不同种元素的物质可能是化合物
B.分子、原子、离子都是组成物质的粒子
C.原子中的质子数与电子数相等，得出元素的种类由电子数决定
D.含有同种元素的物质一定是单质
【解析】化合物是指由不同种元素组成的纯净物，通过定义可知，化合物中含有不同种元素是正确的，物质可分为纯净物、混合物，含有不同种元素的物质可能是纯净物，也可能是混合物，故a项正确。微观概念用构成，宏观概念用组成，因而分子、原子、离子都是构成物质的粒子，故B项错误。在原子中，质子数与电子数相等，元素是指质子数（或核电荷数）相同的一类原子的总称，原子的核外电子得失形成离子，核外电子数目发生改变，但元素的种类不会改变，故C项错误。宏观概念单质是指同种元素组成的纯净物，物质可分为纯净物、混合物，含有同种元素的物质可能是纯净物，也可能是混合物，如o2和o3的混合气体是由o元素组成的混合物，故D项错误。
【答案】a
三、借助模型，搭建桥梁
【例3】甲和乙在一定条件下反应生成丙和丁。结合微观示意图分析，下列结论正确的是（）
a.图示中没有单质
B.该反应为复分解反应
C.质量守恒定律的原因是反应前后分子总数不变
D.该反应的生成物丁中氧的相对原子质量为16
【解析】通过所给微观模型知，甲是Co2，乙是H2，丙是CH3oH，丁是H2o，该反应的化学方程式为Co2+3H2一定条件CH3oH+H2o。由模型可以看出，甲、丁分子由2种原子构成，丙分子由3种原子构成，均属于化合物；乙分子由同种原子构成，属于单质，故a项错误。复分解反应是指两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，此反应不符合复分解反应定义，故B项错误。质量守恒定律在宏观上理解为参加化学反应的所有物质的总质量等于反应生成的所有物质的总质量，在微观上理解为“微观世界三不变”，即化学反应前后原子的种类不变、原子的数目不变、原子的质量不变，但分子的数目可能会改变，也可能不变，通过该反应的化学方程式可知，从微观上理解为参加反应的分子数目为4个，生成物分子的数目为2个，分子数目发生改变，故C项错误。微观粒子原子的质量用相对原子质量表示，以一种碳原子质量的1/12作为标准，其他原子的质量与它相比较，所得到的比叫做相对原子质量，可知相对原子质量是一个比值，没有单位，故D项正确。
分子生物学概述篇8
关键词：概念实例前提过程
解答概念型选择题时，合理地发挥联想，将有利于我们快速而准确地锁定符合题意的答案。
一、联想关键字词
例1下列说法正确的是（）。
a.含有氧元素的化合物一定是氧化物
B.由多种元素组成的物质一定是化合物
C.由一种元素组成的物质不一定是单质
D.由不同种元素组成的物质一定是混合物
解析：含有两种元素且其中有一种是氧元素的化合物叫氧化物，显然“两种元素”、“氧元素”、“化合物”是氧化物概念中的关键词。同样，通过对化合物、单质、混合物概念的回忆，我们可以联想出化合物概念中的关键词为“多种元素”、“纯净物”；单质概念中的关键词为“同种元素”、“纯净物”；混合物概念中的关键词为“不同物质”。通过上述关键词的联想，得到答案为C。
例2下列说法正确的是（）。
a.原子是微观世界里最小的粒子
B.分子是保持物质性质的一种粒子
C.化学反应中反映物的总质量等于生成物的总质量
D.两种化合物发生化学反应生成另外两种化合物的反应不一定是复分解反应
解析：原子概念中的关键词是“化学变化”；分子概念中的关键词为“化学性质”；质量守恒定律中的关键词为“参加”等；复分解反应概念中的关键词为“交换成分”等。a、C选项的说法丢掉了关键词，B选项的说法扩大了关键词的范围，将化学性质说成了性质。因此，符合题意的选项为D。
二、联想概念网络
有些概念型选择题涉及的概念比较多，如果一个个地对这些概念加以回忆，不仅耗时多，而且容易出错。解决上述问题的一个比较好的方法是回忆相关概念网络。
例3下列关于水的组成，叙述正确的是（）。
a.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢分子和氧分子构成的
C.水是由氢分子和氧原子构成的
D.水是由氢元素和氧元素组成的
解析：物质组成网络图中，涵盖了物质、元素、分子、原子、离子等基本概念，依据网络图可以联想有关水的组成和构成的四种说法：水由氢元素和氧元素组成；水由水分子构成；水分子由氢原子和氧原子构成；一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。因此D选项叙述正确。
例4按物质的分类方法，前者包含后者的是（）。
a.混合物、纯净物B.化合物、有机物
C.单质、化合物D.单质、金属
解析：混合物、纯净物、化合物、有机物等都是物质分类网络中的概念，联想分类网络，我们可以发现，a、C选项中的两组概念是“平行”关系，B选项中的化合物包含了有机物，D选项中的单质包含了金属，因此符合题意的选项为B、D。
三、联想具体实例
建立概念的角度与考查概念的角度不一定完全一致，当这种不一致的情况出现时，变紧扣概念分析为联想实例验证，往往会使我们进入分析有序、考虑全面的境界。
例5下列关于酸、碱、盐组成元素的说法正确的是（）。
a.碱中一定含有氧元素，盐中不一定含有氧元素
B.酸、碱、盐中一定含有氧元素
C.酸中一定含有氢元素，盐中不一定含有氢元素
D.盐中一定含有金属元素，酸中一定不含有金属元素
解析：酸、碱、盐的概念是从化合物电离产物的角度概括得出的，因此考查这类物质的组成时，通常要联想具体的实例，方能得出比较全面的结论。判断酸的组成时，要联想到硫酸、盐酸等实例，得出酸中一定含有氢元素、不一定含有氧元素的结论；判断碱的组成时，要联想到氢氧化钠、氨水等实例，得出碱中一定含有氢元素和氧元素，不一定含有金属元素的结论；判断盐的组成时，要联想氯化钠、碳酸钠、硫酸氢钠、氯化铵等实例，得出盐中一定含有非金属元素，不一定含有氧元素和金属元素的结论。通过上述联想，得出符合题意的选项为a、C。
例6下列说法正确的是（）。
a.复分解反应的产物是化合物
B.化合反应的反应物都是单质
C.有单质生成的反应一定是置换反应
D.分解反应一定有单质生成
解析：对于该题中的a选项而言，可以联想复分解反应的概念作出判断。B、C和D三个选项的判断，则必须结合反应实例去进行：联想一氧化碳与氧气的反应，可得出B选项错误；联想一氧化碳还原氧化铁的反应，可得出C选项错误；联想碳酸的分解，可得出D选项错误。
四、联想相关前提
初中化学中某些说法的成立，常常离不开相关的前提。因此，在判断某些说法正误时，联想这些前提条件至关重要。
例7下列说法正确的是（）。
a.相同温度下，饱和溶液一定比不饱和溶液的浓度大
B.饱和溶液一定是浓溶液
C.不饱和溶液降低温度不一定会变成饱和溶液
D.对于同一种溶质来说，饱和溶液一定比不饱和溶液浓
解析：饱和溶液、浓溶液是从一定条件下溶质能否继续溶解、溶液中所含溶质多少两个不同的角度对溶液加以认识的结果，两者之间并没有必然的联系。饱和溶液比不饱和溶液浓的前提有两个，一是温度相同，二是溶质相同。通过上述两个前提的联想，可得出a、B、D三个选项错误。不饱和溶液降低温度后变成饱和溶液的前提是，溶质的溶解度随温度的降低而减小，故C选项说法正确。
例820℃时，50克水中最多溶解10克a物质，10克的酒精最多溶解4克B物质，则a和B的溶解度相比（）。
a.2a＝BB.a＞B
C.a＜BD.无法比较
解析：溶解度是衡量某一温度下溶质溶解能力的数据，影响固体溶解度大小的主要因素有溶质性质、溶剂性质、温度等，因此固体溶解度大小比较的前提是，溶质、溶剂、温度三者中有两个相同。由于本题中a、B两种物质不具备上述比较的前提，所以两种物质的溶解度无法比较，选项D符合题意。
五、联想变化过程
概念型选择题中，常常会出现溶液变化导致溶液、溶剂、溶质质量以及溶质质量分数变化的问题，联想变化过程对该类问题逐项分析，将有助于我们减少判断失误。
例9在保持温度不变的条件下，蒸发掉硝酸钾溶液中的部分水后，一定不变的是（）。
a.溶质质量B.硝酸钾的溶解度
C.溶液质量D.溶质质量分数
解析：温度不变，意味着硝酸钾的溶解度不变。蒸发溶剂时，如果原硝酸钾溶液是饱和溶液，那么溶液、溶剂、溶质的质量都会减少，但溶质质量分数不变；如果原硝酸钾溶液是不饱和溶液，那么溶液、溶剂的质量一定减少，溶质质量分数一定增大。显然，符合题意的选项为B。
例10在一定温度条件下，向硫酸铜饱和溶液中加入少量无水硫酸铜粉末，可以见到粉末的颜色由白色变成蓝色，则下列各量中不发生变化的是（）。
a.溶液质量B.溶液中的溶质质量
分子生物学概述篇9
关键词：原子物理学教学方法量子理论
中图分类号：G652文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0174-01
原子物理学是研究原子结构、运动规律及相互作用的学科，是物理学专业的基础课程，也是核类专业重要的专业基础课程，上承经典物理学，下接量子力学和原子核物理等重要课程。相比经典物理学课程原子物理学有很大差别，首先，原子物理学课程不像普通物理学课程从基本物理概念和物理规律出发进行严密的理论运算推导得到更普遍的基础理论，而是遵循从实践出发―理论模型建立―实践检验的认识过程，应用更多的是总结、归纳的方法；其次，研究对象是微观体系，而学生对微观现象缺乏直观的感性认识。正是由于这些差异，大部分学生在学习中感觉原子物理学知识点凌乱，理不清头绪，导致不能巩固和深化所学知识。因此，在教学中如何激发学生的学习兴趣，引导学生把握课程主线，认识原子运动规律，形成新概念，进而培养学生自学能力、思维能力、研究能力等成为原子物理学教学中需要探讨的问题。本文针对褚圣麟先生教材《原子物理学》的教学浅谈个人教学过程中的认识。
1学习兴趣的培养
学习兴趣指一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态。学生对某一学科有兴趣，就会持续地专心致志地钻研它，从而提高学习效果。学习兴趣既是学习的原因，又是学习的结果。由此，培养学生最初的学习兴趣，促进学生在学习中找到乐趣，由被动的学习转变为主动学习、好学、乐学，在培养学生的自学能力过程中具有重要的意义。如何培养学生对原子物理学学习的兴趣，笔者从教学实践中总结如下几个方面。
1.1结合物理学史增强学习内容的趣味性
原子物理发展史料丰富，若将史料运用于原子物理教学中，将起到事半功倍的效果。在授课中将原子物理学发展史融入知识的传授可增强学习的趣味性。如电子发现最早进行试验的并不是汤姆逊，试验结果最精确的也不是汤姆逊，但汤姆逊是第一个敢于突破常规认识而提出新粒子是电子的人，这一简介让学生明白科学研究中要尊重科学事实，敢于突破传统认识；讲述量子化概念提出时介绍普朗克为解释黑体辐射提出量子化概念的历程，由于这一崭新理论与经典理论的冲突，普朗克本人也不是特别坚决，此后他曾试图放弃量子论，用经典物理学方法重新解决黑体辐射问题，但均未成功，让学生认识科学发展中开创性革新的不易。可以说原子物理的发展中，充满对已有思想观念的颠覆和新思想的建立，这些都需要科学怀疑和批判精神，充分说明科学无绝对权威，科学怀疑精神和独立思考是科学进步的动力。通过物理学史的介绍，能在课堂上吸引学生的注意，使课堂气氛活跃，激发学生对原子物理学的兴趣，在轻松快乐的氛围中学习，同时学习科学的批判精神，培养学生创新能力。
1.2结合课程内容介绍原子物理学中的难题激发学生钻研兴趣
好奇心和探索欲望是科学研究的原动力，在教学中通过介绍课本中出现而尚未完全认识明白的物理概念、物理问题，能极大激发学生的认识和探索欲望，教师可引导学生对相关问题的研究现状进行调研并汇报，在这一过程中既能促进学生了解学科的研究前沿，也能使学生加深对基本物理概念、原理的认识，同时有助于培养学生的实践能力和初步的科研能力。在原子物理学教材中有不少世界性的难题，如，在索末菲椭圆轨道理论和相对论效应中提出的精细结构常数所包含的物理含义、数值为什么刚好约为1/137；为解释光谱精细结构产生而引人的电子自旋的概念人们是否已经完全认识清楚等，这些问题在教学中可充分利用，调动学生的探索欲望，激发学生的钻研兴趣。
1.3结合物理学发展前沿介绍激发学生研究兴趣
原子是从宏观到微观的第一个层次，物质世界各个层次的结构和运动变化相互联系、相互影响，很多其他重要学科和技术的发展以原子物理为基础，在课程教学中结合课程内容穿插原子物理学与相关学科的交叉及原子物理学发展的前沿介绍，可激发学生学习兴趣和钻研热情。如讲述α粒子散射实验时，介绍原子碰撞研究方法已经发展成为一个重要的研究方向，涉及各种基本粒子与原子和分子碰撞的物理过程等；讲述激光原理时，介绍激光技术的发展及其对原子物理学发展的促进，介绍我国激光领域研究的国际地位等。学科前沿的介绍能帮助学生认识学习本学科的社会意义及其与个人的关系，有助于激发学生学习的社会责任感。
2把握课程主线
原子物理学的内容不像经典物理学具有严密的逻辑体系，因此在教学中拎课程的主线有助于学生系统的掌握课程的知识内容。对原子结构的认识发展，课程以光谱分析法为主线：从原子光谱规律出发，原子光谱规律的变化可以反映出原子内部能级的特点，进而探究原子内部的作用及其规律。对原子内部作用的认识，课程以量子力学中的角动量概念为主线：从玻尔氢原子理论的角动量量子化假设的提出，到单电子的轨道角动量与自旋角动量的耦合解释精细结构的产生，及两个电子体系的LS耦合和JJ耦合等，并进一步明确角动量与磁矩概念的对应，角动量耦合的本质是粒子间电磁相互作用，自旋和轨道运动的相互作用引起原子能级的分裂和塞曼效应能级分裂在本质上是相同的。
3讲清基本概念
杨福家先生提出了原子物理学教学要注重“培养智能”，课程讲述做到“言犹未尽”，“既讲清楚又不讲清楚”。这也就要求老师要把握课程教学中哪些要讲清楚，哪些可不讲清楚。对基本概念和基本物理模型我们要力图阐述清楚，如，原子结构模型的提出，从背景到实验过程、理论推导和实验验证给出了详细的讲解，而其中卢瑟福散射理论公式（散射角与瞄准距离关系式）的推导可以引导学生自己在课余推导。又如，原子空间取向量子化概念，学生刚接触量子理论，很容易将角动量量子化与取向量子化混淆，讲解中要让学生理解取向的概念即矢量方向的描述，讲清了这个概念有助于对史特恩-盖拉赫实验的理解，而实验中偏转位移公式的推导可以留给学生自己完成等等。
根据原子物理学的特点，在教学中要努力贯彻启发式教学原则，倡导学生加强课外阅读，进行读书报告、讨论等多种教学模式有机结合，对提高原子物理学教学是非常必要的。
参考文献
[1]丁肇中.论科学研究的原动力―好奇心是科学研究的原动力[J].上海交通大学学报：哲学社会科学版，2002，10（4）：3-5.
分子生物学概述篇10
《普通高中物理课程标准》在课程目标中强调，要让学生“通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用”等。然而从新课程的视角来审视目前物理概念和规律的教学我们不难发现存在诸多不足。其中，忽视概念的构建过程，忽视学生归纳分析能力的培养是比较突出的问题。《普通高中物理课程标准》同时又指出：“教师教学中充分调动学生的学习积极性，让学生感到学习物理不仅仅是解题、记忆，而是对大自然规律的探索。”因此，让物理课堂教学体现物理学科的特点，既是物理新课程的呼唤，也是物理教师反思和实践的一个重要问题。本人以“简谐运动”一节为例，采用问题探究式的教学模式，力求体现新课程的教学理念。
2教学过程
2.1建立物理模型
先给出如下系列实验：
实验1：钢片的上下振动；实验2：竖直方向的弹簧挂一重球并使其上下振动；实验3：单摆；实验4：放在气垫导轨上的滑片在左右两根弹簧的作用下振动。
提问：上述实验现象有何共同特点？
引导学生得出一是往复运动，二是有一个平衡位置，给出机械振动概念。
学生举例在自然界中还哪些现象是振动？
再进一步引导学生思考：上述实验现象中，你认为哪一个最简单？为什么？
学生讨论、分析（此过程中，学生会从动力学、能量等不同角度分析上述实验现象，最终认为实验4是最简单的）
然后再追问：还有比实验4更简单的吗？它忽略了哪些因素？引导学生自己建立水平方向弹簧振子的这一理想化模型（如图1所示）。
2.2构建物理概念
提问：水平方向的弹簧振子在永不停息地运动着，我们该如何研究它的运动规律？
学生：弹簧振子的运动具有周期性，我们可以取它的一个周期进行研究。
在肯定学生取一个周期进行研究的同时进一步提问：但这一个周期内的运动也挺复杂的，我们还能否再继续对它进行分段研究？
让学生掌握对周期性运动的分析方法后，引导学生分析ao、oa′、a′o、oa各段的运动性质分别是加速度变小的加速运动、加速度变大的减速运动、加速度变小的加速运动、加速度变大的减速运动。
提出：对运动性质的描述除了速度、加速度，还涉及位移用来描述位置的变化，那么在这个运动中，如果我们用初位置到末位置的有向线段来表示位置的变化，你觉得它能确定物理在某一时刻的位置吗？
学生讨论后会提出如果初位置没有固定的话，上述的表示方法是无法物体在某一时刻位置的。于是追问：如果初位置固定，哪可以确定某一时刻的位置吗？如果能，以哪个位置作为固定的初始位置比较好呢？由此得到在振动中所说的位移，都是指偏离平衡位置的位移。是指在某一时刻的位置。
讨论：位移、速度和加速度都是矢量，除了大小还有方向，那么在水平方向的弹簧振子中，振子做直线运动，我们用什么方法来比较简单的表示方向的变化？
引导学生可用正负号表示直线运动中方向后，提出如果我们规定向右为正方向，请学生分析下表中前三个物理量（位移x、速度v、加速度a）的变化。
提问：振子为什么做周期性的往复运动？
学生讨论分析后得到是因为在这个运动中，弹簧的弹力方向始终指向平衡位置o。给出回复力的概念。强调回复力是按力的作用效果命名的。
学生分析上表中回复力F的变化。
2.3探究物理规律
提问：前面我们已经分析了水平方向弹簧振子的运动性质及其为何会这样运动，现在请同学思考，在上述描述运动性质的三个物理量位移、速度、加速度中，选择哪个物理量与描述运动原因的物理量回复力之间的关系来表示这个运动的规律比较合适？
学生讨论：
F与a：方向始终相同，大小同增同减。（只有共性，F=ma）
F与v：方向时同时反，大小此增彼减。（关系复杂，无法用简单的数学公式表示）
F与x：方向始终相反，大小同增同减。（关系独具个性，F=-kx，k为常数）
由此得到这里F与x的关系能够表示弹簧振子独特的运动规律。
从而得到简谐运动的定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。
2.4应用物理规律
分析前面系列四个实验是否属于简谐运动？