生物化学概述篇1
【摘要】白花泡桐［paulownia.Fortunei（Seem.）Hemsl.］为玄参科泡桐属（paulownia）植物，落叶乔木，全国几乎均有分布，野生或栽培，是常用的中草药，其花、叶、皮、根、果古时对其就有药用记载，可用于治疗炎症、病毒感染、跌打损伤等多种疾病。白花泡桐花的化学成分除挥发油部分外，未见报道。本文对泡桐属植物化学成分及生物活性进行总结，为开发利用植物资源、研究植物生物活性提供了一定的科学依据。
【关键词】泡桐属；化学成分；生物活性
玄参科泡桐属paulownia植物，全属共有7种，分别是白花泡桐［p.fortunei（Seem.）Hemsl.］，毛泡桐［p.tomentosa（thunb.）Steud.］，兰考泡桐（p.elongataS.Y.Hu），椒叶泡桐（p.catalpifoliaGongtong），台湾泡桐（p.kawakamiiito），川泡桐（p.fargesiiFranch.）和南方泡桐（p.australisGongtong），光泡桐［p.tomentosavar.tsinlingensis（pai）Gongtong］是毛泡桐的变种。除东北北部、内蒙古、新疆北部、西藏等地区外全国均有分布，栽培或野生。白花泡桐在越南、老挝也有分布，有些种类已在世界许多国家引种栽培。作为一种优质木材，它不仅在工农业方面有广泛用途，同时它还是一种常用的中草药，其花、叶、皮、根、果古时就有其药用记载。如《本草纲目》记述：“桐叶……主恶蚀疮著阴，皮主五痔，杀三虫。花主傅猪疮，消肿生发［1］。”《药性论》也言：“治五淋，沐发去头风，生发滋润。”近年来医学研究发现其主要作用有：抗菌消炎，止咳利尿，降压止血，同时还具有杀虫作用。
1化学成分
泡桐属植物的化学成分研究始于20世纪30年代初。日本学者最先对泡桐属植物的化学成分进行了研究，1931年mascoKazi等从泡桐叶的树皮和树叶中分离得到糖苷类化合物［2，3］。1959年，KazutoruYoneichi研究了桐木中的木脂素成分，分离得到了丁香苷。随着科学技术的发展，各种色谱分离方法和现代波谱技术应用于天然产物的研究，从泡桐属植物中不断发现新化合物。该属植物中所含化学成分类型主要有环烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黄酮、倍半萜、三萜等。其中许多化合物被证明具有一定的生物活性。
1.1苯丙素类化合物苯丙素类化合物在泡桐属植物中分布较为广泛。主要有：（1）木脂素（四氢呋喃骈四氢呋喃类）：细辛素（d-asarinin）［4］，芝麻素（d-Sesamin）［5］，泡桐素（paulownin）［6］，异泡桐素（isopaulownin）、（+）-piperitol［7］等。（2）苯丙素酚类：Verbascoside［8］，isoverbascoside［9］。
1.2环烯醚萜类富含环烯醚萜类成分是泡桐属植物的一大特征，在该属植物中多以成苷的形式出现，广泛分布于桐木、桐皮、桐叶中，花中还未见文献报道。泡桐属中的环烯醚萜成分具有九碳骨架（即C－4去甲基）的环戊烷型、环戊烯型和7，8环氧戊烷型，显示了其在植物分类学上的意义。其取代基位置比较固定，一般1位羟基与1分子葡萄糖成苷，8位为甲基或羟甲基。另外，Soern等从成年毛泡桐的叶部获得两个5，6位为双键的环烯醚萜苷，同时，他还发现成年和幼年的毛泡桐中环烯醚萜苷成分有所不同［10～14］。
1.3倍半萜类李志刚等［15］从毛泡桐的花中分到7个落叶酸型的倍半萜，为首次从该属植物中分到倍半萜类化合物，可能与该类激素促进开花，抑制种子发芽有关，其他部分未发现。
1.4甘油酯类杜欣等［16］从毛泡桐的花中还分到了甘油酯类的化合物及其苷。
1.5其他成分从该属植物中还分离出黄酮类、二氢黄酮类、三萜（主要为熊果酸及其苷［17］）、生物碱、多酚、单糖、鞣酸、脂肪酸等多种成分。另外，栗原滕三郎和宋永芳等［18］对泡桐花的精油成分作了色谱、质谱分析，研究了其中的蛋白质、氨基酸、微量元素等营养成分，利用GC/mS技术鉴定出许多长链及芳香族化合物。
1.6植物激素王文芝等［19］对河南兰考泡桐的根、茎、叶中的植物激素进行了研究，利用HpLC技术分离鉴定出了激动素、反式玉米素、激动素核酸等8种激素。
2生物活性
2.1抗菌作用芝麻素对结核杆菌有抑制作用［20］，而泡桐花及其果实的注射液（醇提取后用醋酸铅沉淀去杂质制成），体外实验时对金黄色葡萄球菌及伤寒杆菌、痢疾杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、布氏杆菌、革兰菌、酵母菌等均有一定的抑制作用［4］。从泡桐属植物中分到的紫葳新苷Ⅰ对金黄色葡萄球菌和乳链球菌均有抑制作用，最小浓度为150μg／ml，并认为其角甲基是抗菌必要基团［21］。魏希颖等将泡桐花的黄酮提取物作了体外抑菌实验，发现其对金黄色葡萄球菌作用最强，而对黑曲霉、啤酒酵母、产黄青霉无明显的抑制作用［22］。
2.2治疗气管炎泡桐果及花治疗慢性气管炎有一定疗效，临床治疗1341例，有效率为81％，其中临床控制率7％，显效25％［23］。
2.3消炎作用泡桐花可用于治疗炎症感染，临床报道用其治疗16种疾病计244例，均有一定疗效，其中对上感、支气管肺炎、急性扁桃体炎、菌痢、急性肠炎、急性结膜炎的疗效较好，治疗中未发现不良反应和副作用［4］。实验中通过观察泡桐花浸膏对哮喘豚鼠肺病理组织学的影响发现泡桐花浸膏能明显延长豚鼠诱喘潜伏期，优于地塞米松（p
2.4止血作用泡桐属植物中所含丁香苷有明显止血作用。本品注射液用于手术70例，良效（明显止血）30例，占42.9％，有效（出血减少）26例，占37.1％，无效14例［26］。
2.5毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半数致死量为21.4g生药/kg。大鼠口服2g/（kg·d），共21天，一般情况及体重均无异常，内脏病理检查未见中毒性病理形态改变。家兔急性、亚急性毒理实验中，泡桐果煎剂对心、肝、肾、脾、胃均无毒性病理改变。家兔灌服泡桐花浸膏或静脉注射，一般情况及食欲、体重、白细胞等均无明显变化，成人口服上述浸膏或肌肉注射，自觉症状、体温、脉搏及白细胞数等均无明显改变，但有轻度血压下降［4］。已有报道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基、延缓骨骼肌疲劳、Dna碱基修复、抗凝血、抗血小板凝聚等多种生理活性。从泡桐属植物的树皮和茎部分离得到一个新的呋喃醌酮（methyl-5-hydroxy-dinaphtho［1，2-2′，3′］furan-7，12-dione-6-carboxylate），对hela癌细胞有抑制作用，对polio病毒的brunhildeⅠ型eC50为0.1μg／ml对leonⅢ型eC50为0.1μg／ml［27］。另外，咖啡酸的糖酯类化合物被认为与该植物的颜色改变有关［28］。
2.6杀虫作用泡桐素、芝麻素可增强杀虫剂除虫菊酯的杀虫作用，可有效杀灭蚊蝇及其幼体［29］。
2.7其他作用泡桐属植物还具有止咳、平喘、祛痰、治手足癣与烧伤、消肿、生发等功效［4］。
从以上可知，泡桐属植物化学成分疗效显著且具多样化，但对该属植物的成分研究多集中于毛泡桐种，其他种涉及较少，而对部位的研究则多为桐叶，皮、根，茎次之，花研究的最少。对生物活性的研究则不够深入，其有效部位及有效成分有待进一步确定。
转贴于参考文献
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生物化学概述篇2
物理概念是物理教学的基石，是正确理解和掌握物理规律的基础。学生只有在正确领会概念，抓住概念本质特征的基础上，才能学好物理知识，提高学生分析问题、解决问题的能力。那么，如何搞好物理概念的教学呢？根据自己的教学实践，简单谈谈个人的一些看法。
一、要揭示概念的本质特征
概念是对客观事物本质属性的抽象和概括，要正确地理解概念，就必须引导学生找出概念的本质属性，让学生真正理解概念的内涵和外延，从而正确地掌握概念，切不可只进行文字说明，让学生死记硬背。例如：“电容”这一概念的教学，通常用公式C=Q/U来定义，倘若不讲清楚其本质意义，学生会受数学公式的影响，认为C与Q成正比，从而形成错误的认识。教师只有抓住“电容”概念的本质特征，讲清其只与自身的性质有关，学生才能真正地掌握“电容”这一概念。
二、从不同的角度阐述物理概念，可以深化学生对概念的理解
物理概念是可以从不同角度定义的，但教科书往往只从正面单一方式叙述，教师倘若只是机械地照本宣科，会使学生对概念的理解有片面性，缺乏立体感。如果教师在讲概念时，能够从正面，反面，侧面等方面多角度地去剖析，阐述，定可深化学生对概念的理解。例如，在讲解“加速度”这一概念时，除按教科书上叙述外，还可以从以下几个方面进行阐述：加速度是描述速度快慢地物理量；是单位时间内速度的变化量；是速度对时间的变化率；其大小等于合外力与物体质量的比值；是物体运动状态发生变化的标志。
三、通过比较、辨析概念，明确概念，理解概念
比较法是物理教学中较为常用的教学方法。对既有相同，又有不同的概念进行比较，容易让学生接受，且能够加深他们对概念的理解。
例如，对“蒸发”和“沸腾”加以列表对比，一目了然、通俗易懂。
四、利用变式突出概念的关键特征
例如，“功”的概念。功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。在教学中，我是通过这样的变式来突出它的特征，加深学生对“功”的理解：
吊车吊货物：1、匀速吊起；2、静止；3、水平移动。
提出疑问：吊车是否做功？
五、通过解题训练强化物理概念，抓好概念的应用
只有抓好概念的应用，才可能加深理解，形成自然记忆，并借此促进学生思维的积极性，及时暴露概念学习中问题，使教学及时得到反馈信息。
在实际教学中，我们常常设计一组选择题或判断题，通过解题训练，加深强化学生对物理概念的理解和掌握。例如：“磁感应强度”这一概念的教学，我们可以设计下列一组判断题供学生分析判断：（1）磁感应强度是描述磁场强弱的物理量；（2）某点磁感应强度的方向就是磁场的方向；（3）磁感应强度的大小，与所受磁场力成正比，与通电导线的长度和通电电流的乘积成反比；（4）磁感应强度的大小等于单位面积上穿过的磁力线条数。
生物化学概述篇3
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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flash动画技术，制作“体循环”和“肺循环”的Flash动画，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Flash动画技术，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”Flash动画，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：
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生物化学概述篇4
【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。
生物化学概述篇5
关键词：加速度；前概念干扰；概念构建；思维障碍；批判性思维
1问题分析
《列子・汤问篇》中“两小儿辨日”的故事，很好地诠释了建构主义的学习理论：“学习是建构心理表征的过程，学习者并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以原有的经验为基础，通过与外界的相互作用来建构新的理解”.在学习一个新的物理概念之前，学生的大脑已有一幅被前科学概念、自身经验及情感所主导的物理图景，有一些观念、概念可能是片面甚至错误的，会对正确构建新概念形成干扰.
构建物理概念过程的主要思维障碍有：感性认识不足、思维方法不当、思维定势影响、相关概念干扰.[1]“相关概念干扰”是指“前概念”对新概念的构建形成干扰，如果缺乏对“前概念”的反思与质疑，就不能完全排除其干扰，尤其是“相似前概念”会对正确构建新概念产生较大障碍.排除这种干扰的对策是对前认知反思与质疑.批判性思维作为反思性思维，在排除“前概念”干扰，认识物理本质时有不可替代的作用.
“速度”是“加速度”的“相似前概念”.在学习“加速度”时，“约有三分之一的学生不能正确区分速度与加速度的概念，不能区别速度与速度变化、忽视速度变化所需的时间；将运动快慢与速度变化快慢相混淆、将加速度方向与速度方向相混淆；不能准确判断加速度与速度变化的关系”.[2]这是“相似前概念”对学生构建“新概念”形成干扰的典型表现.教学过程不应无视学习者的已有知识，教师应注重引导学生对原有相似知R（速度）进行反思，排除思维干扰，正确构建新知识（加速度）.
2教学实践
21学情分析
学生刚建立“速度”的概念（人教版《高中物理・必修1》：§13速度”，§14用打点计时器测速度，§15加速度），尚缺乏深入理解与广泛运用.研究“加速度”时，学生认为问题的核心是“变化快慢”且又是“与运动有关”，就很容易不假思索地试图用“速度”去解释“加速度”问题.这是一种思维定势，习惯用旧思维去面对新问题，缺少积极主动的质疑习惯和批判意识，究其原因是缺乏对“前概念”的反思，而直接将“前概念”在新情境中运用.这是学生对“相似前概念”缺乏反思的典型表现.
22设计意图
“加速度”是高中生遇到的第一个抽象的物理概念，也是高中生遇到的第一个学习难点.在“加速度”概念构建过程中有重要的物理思想方法：比值定义法、变化率、极限思想和数学运算中的矢量方向表达等，这对学生养成良好的物理思维习惯具有重要意义.同时，需要排除相似前概念“速度”对“加速度”概念构建的干扰，这有助于培养学生的质疑、反思的习惯，培养批判性思维意识.因此，本节课的设计思路是通过引导学生反思“速度”概念的核心意义（描述位置变化的快慢），提练物理思想方法（如何描述变化的快慢），探索新情境中的相似问题解决（如何描述速度变化的快慢），训练学生良好的物理思维习惯，促进批判性思维意识的提升.
23课堂活动
（1）回顾与反思：（教学目标：通过回顾相关物理概念，反思描述物理量变化快慢的思想方法）
问题1：“速度的概念描述什么问题？”（描述运动物置变化的快慢，即运动的快慢）
问题2：“速度是如何定义的？”（一段时间内的位移与这段时间的比值）
问题3：“初中物理学习过类似的描述事物变化快慢的物理量吗？是如何定义的？”（功率，做功与做这个功所需时间的比值，描述做功的快慢）
问题4：“如何用数学方法表达某个物理量变化的快慢？”（用该物理量与发生变化所需时间的比值，表示单位时间的变化大小）
（2）体验与探索：（教学目标：通过研究真实的运动情境，体会速度的变化也有快慢；迁移“描述变化快慢”的思想方法，构建“加速度”概念）
体验情境：法拉利赛车与飓风式战斗机的速度较量（新闻稿件）；小轿车与旅客列车起动速度变化情况不同（视频）；小轿车与列车启动过程发生相同速度变化所用时间不同（教科书p25）.
探索发现：“运动物体的速度变化是有快慢的”.
问题研究：“如何描述运动物体速度变化的快慢？”
方法迁移：“描述变化快慢”的思想方法.
概念构建：加速度的意义、定义、定义式、单位、方向.
（3）排除“相似前概念”干扰：（教学目标：分析“速度与加速度”的异同，理解两者共同属性是“描述事物变化的快慢”）
比较反思：用列表的形式，对“速度”和“加速度”的意义、定义、定义式、方向进行比较研究.
交流探讨：
问题1：举例说明“速度大”、“速度变化大”、“速度变化快”这三种运动情境.
问题2：加速度能否描述运动的快慢？速度与加速度的共同属性是什么？
问题3：速度与加速度有无直接联系？如何区别？
问题4：举例说明“速度的方向”与“加速度的方向”.
概念辨析：区别速度与加速度概念，理解“加速度与速度变化的关系”.用反思的观点辨析下列说法的正误：a加速度增大，速度一定增大；B速度变化量Δv越大，加速度就越大；C物体有加速度，速度就增加；D物体速度很大，加速度可能很小；e加速度的方向与速度的方向可能相同也可能相反.
3实践反思
学生对“加速度”理解的困难与偏差，客观原因是“加速度”概念的抽象性和相似前概念“速度”的干扰，主观原因则是学生自身思维定势的作用.由于初中物理学习的特点，对于刚接触高中物理学习的高一学生来说，他们缺乏主动质疑的习惯和能力，以及反思、批判的意识，习惯于浅层思维，显然无法抵抗相似“前概念”的干扰.
学习所涉及的因素既多又复杂，使得学习过程不可能是线性的，也不可能是简单的知识积累.建构主义理论认为：学习过程并非是简单地对所学材料的识别、加工和理解过程，而是学习者的原有相关认知与新的学习内容相互作用（同化），并形成新的认知结构（顺应）的过程.教学过程不只是知识的传递，更重要是知识的处理和迁移，教师应是助学者，而不是知识的灌输者.因此，教师要帮助学生排除相似前概念“速度”的干扰，正确构建“加速度”概念.
本节课的教学意图是：“知识层面”是让学生从前知识经验中提练“描述物理量变化快慢的思想方法”，并运用于新的问题情境中构建新概念，再将新概念与前概念进行比较，理解两者的共同属性与区别，从而形成对新概念的正确理解；“能力层面”是让学生在概念构建过程中体会质疑和反思，领悟物理思想方法.
通过课堂观察，看到学生的思维是比较活跃与顺畅的.课堂反馈显示，本节课的成功之处是（正答率80%以上）：学生大多能正确理解速度与加速度的概念，知道“速度和加速度的共同属性”，能区分“运动快慢与速度变化快慢”，能说出“速度大、速度变化大、速度变化快慢”三者的情境，知道“速度变化需要时间”，能准确判断“加速度与速度变化的关系”.不足之处是（正答率60%以下）：学生对“加速度方向与速度方向”判断困难.
从总体来看，本节课在物理思想方法提练与思维训练上具有一定的深度，在质疑反思习惯的培养与批判性思维意识的提升方面应是有益的.学生思维品质的提升，并非一朝一夕，应有润物细无声的境界和坚持不懈的努力.批判性思维是理性极强的思维，强调对获取信息进行有目的的处理，以帮助思考者进行清晰、理性、明确的判断.物理思维具有高度的批判性，物理思维的批判性既是高中物理学习的重要基础，也是学生形成优秀思维品质的必要基础.要提高学生的核心素养，首先应培养学生良好的思维品质.优秀的批判性思维品质，可以为学生终身发展奠定坚实的基础，我们应有意识地积极为之.
参考文献：
生物化学概述篇6
关键词科学概念有效建构教学策略
一、联系实际，建立科学概念
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
【1】史朝、孙宏安《科学教育论》沈阳：辽宁教育出版社，2005。
生物化学概述篇7
中学生物学课程通常包括10个主题，生物多样性、生殖和发育等主题侧重在初中阶段完成，而像细胞、物质与能量、遗传与进化、生物与环境等较为抽象且对学生认知能力要求较高的主题，则安排在初、高中两个学段完成。由此可见中学阶段生物学的科学主题在初、高中两个学段的分布既各有侧重，又在整体上实现互补。但是在现行《科学（3～6年级）课程标准》（实验稿）中，生命科学领域（生命世界）各部分内容之间相关性较小，关注的程度不一，很难和初、高中相关学科主题相衔接。本文根据科学主题的内涵，结合生命科学领域的知识和初、高中生物课程主题的特点，提炼出了小学阶段生命科学领域的6个科学主题：同一性、多样性、适应性、能量、进化、稳态。这6个核心概念的关系是：同一性、能量和稳态是基础，生物具有共同的物质、结构和生命活动基础，能量是各种生命活动的基础，稳态维持着所有的生命系统。在此基础上，适应性和进化表明，生物体的生活环境不同会产生不同的适应，并在适应中不断进化，从而形成生物的多样性。
2将小学阶段科学主题表述为核心概念的原则
在对众多生物学事实、现象、机理整合的基础上，提炼出小学阶段生命科学领域的6个学科主题后，需要使用合适的语言来表达其内涵，并将其表述为核心概念。刘恩山指出：“用陈述句或以命题的方式来描述概念的内涵。除了使用概念名词的方式，还可以用描述概念内涵的方式来传递概念”。张颖之等提出：“为了更加明确地描述出学生希望了解的内容，研究者们采用了这样一种完整的陈述句形式来表述核心概念,在表述中尽可能少地使用术语。采用这种表述方式更易于确认需要学生理解和掌握概念的内容及其意义,也更易于建立概念之间的联系”。温·哈伦提出了选择科学大概念遵循的4个标准。胡玉华指出：“生物学核心概念不是一成不变的，有些概念对中学生来说是核心概念，对专家来说可能是一般概念。不同学段的生物学核心概念是不同的,也就是说,生物学核心概念实际上是教师应该通过教学过程使学生形成的关于生命本质的正确认识或看法。”基于上述对核心概念的理解，笔者选择下面两条原则表述了小学阶段生命科学领域的学科主题的内涵———核心概念。第一，选择能够表现生命科学最基本、最本质、最核心的概念性知识，通过若干个核心概念相互组合，构成生命科学领域基本结构的骨架，反映出生命科学的基本面貌。第二，充分考虑到了小学生的认知特点。6～12岁的儿童处于皮亚杰提出的认知发展的具体运算阶段，此阶段儿童的特点是思维开始变得更加协调、更加理性，变得更倾向于聆听他人的想法，但这是一个缓慢的过程，如果儿童能够操纵所思考的物体，就能进行逻辑思考。这个阶段科学的学习要求具有很强的体验性，以便让儿童能够发展、修正或改变自己的想法。所以核心概念在表述上照顾到了小学生的理解能力，多数是具体的、宏观的概念，少有抽象的、难理解的概念。
3小学阶段生命科学领域学科核心概念的表述
3.1同一性
生物体具有共同的物质组成、结构基础和生命活动特性。这里使用了同一性，而不是统一性。从哲学的观点看：同一性和统一性不是一个概念，“同一”是与“差异”相对立的范畴；“统一”是与“对立”相对立的范畴。统一性在初中以上使用，小学阶段使用同一性。同一性强调的是生物具有共同的属性，是指生物体在物质组成上都具有生物大分子蛋白质和核酸；在结构上都是由细胞构成的，在生命活动上具有生长、发育、繁殖、新陈代谢、遗传和变异等生命活动特性。
3.2多样性
生物在各个方面都具有多样性。生物的类群、种类、结构和生命活动过程等都是多种多样的。生命现象最突出的特征是它几乎无限的多样性，它存在于生物界等级结构的每一个层次中。在有性繁殖的种群中，没有两个个体是完全相同的，这种不同，不仅是由于它们在遗传上的独特性，也是性别、年龄、免疫系统以及在开放的记忆程序中所收集到的信息不同所致，这种多样性是生态系统的基础，也是竞争与共生现象的原因，从而促成了自然选择。无论在自然界的什么地方都会看到独特性，独特性就意味着多样性。任何生物性过程和现象都和多样性有关。
3.3适应性
强调生物结构、功能和环境相互关系，生物的结构和功能相适应，生物的结构是为了适应相应的环境而形成的。生物界没有无功能的结构和无结构的功能。生物体由于结构不同各有不同的性能。生物体具有和结构相适应的功能，生物体的结构是在适应环境的过程中形成的。生物体结构可以在与环境进行物质、能量、信息的交换与流通中实现自我组织，从而适应环境，因而生物器官会出现用进废退的情况。
3.4能量
一切生命活动都离不开能量。能量是人类在探索自然界的各个领域中共同使用的一个概念，能量构成了任何相互作用的系统的基础，是连接不同学科的纽带。生命科学领域有其自己的特色；生命能量的来源是太阳能；生命活动中伴随着能量的吸收和能量的转化；生命体内的能量流动驱动其新陈代谢和生长发育，生态系统中的能量流动使其得以存在繁衍。
3.5进化
进化是生命变化的过程和结果。生物进化是从简单到复杂、从单一到多样、从低级到高级的不可逆过程。生物变异和遗传是进化的基础，变异为进化提供原料,通过遗传保存和积累了某些变异。生物与其生存环境之间相互作用并导致遗传系统和表型发生一系列不可逆转改变的过程形成了生物的进化。生物进化不仅表现在生物多样性种类和数量的增加,还表现在生物体的构造不断趋于复杂和完善。
3.6稳态
所有的生命系统都存在于一定的环境中，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态。世界上一切事物都在变化中，又都具有相对的稳定性。稳定与不稳定是自然界一切事物所固有的属性，一切事物都是稳定和不稳定的辨证统一。许多系统最后都会停留在稳定状态下。稳定状态应该有两种情况：稳定和稳态。稳定一般是物理学上的称谓，是指系统抵抗了外来的或内部的干扰力，在短时期内没有变化，具有抗干扰性保持自身原状的性质。在稳定状态下，所有的力都是平衡的。生命系统中的稳定性非常少见，因为生命系统总是在不断变化的。所以生命科学领域存在着稳态，也叫动态平衡。这是一般化学和生物学上的称谓，指系统表面是稳定的，而内部却发生着非常大的变化。
4结语
生物化学概述篇8
【关键词】物理教学概念混淆
一、概念混淆的原因
1.概念本质属性被现象掩盖。物理概念是对某一类物理事物和物理现象的本质属性的认识，本质属性往往隐藏在表面现象之后，生动的表面现象往往给人深刻的印象。例如，热传递现象中究竟传递的是温度还是热量？物体间发生热传递时给学生留下的表面认识是：一个物体温度降低，另一个物体温度升高，最后达到温度相同，表面上看是物体间发生了温度传递。要认识现象的本质，需要经过充分的分析、理解才能认识到，这种强烈的表面印象抑制了学生对热传递本质属性的认识。
2.学前概念的负迁移。学生在学习新的物理概念之前，往往已经接触过许多相关的物理现象，并在头脑中形成一些近似的概念，即学前概念。这些概念往往是未经充分的科学抽象而获得的，因此，大多是不准确甚至是错误的。不正确的学前概念妨碍概念理解的全面性、完整性，影响着学生对新概念的同化，造成新旧概念的模糊认识。例如，对于光和光线，学生在生活中已经有诸如“这里光线太暗”之类的说法，显然是用光线代替了光，在理解“光线是表示光束及其方向的直线”时产生迷惑，片面认为光线就是光。
3.概念形式相似或意义相近。物理概念中，有相当多概念与其他一些概念形式上相似，更多的是意义上的相近，对这些相似概念区分不清，就会造成理解的混乱。例如液体压强计算公式；浮力计算公式；物体的相互作用力与物体受到的平衡力；功率与机械效率；惯性与惯性定律；汽化与升华；电动机与发电机；音调与音色等等。
4.概念之间既相互联系又相互区别。有一些概念尽管物理含义不同，但在同一类问题或现象中有着密切的联系。有的学生由于头脑中没有完整的物理情境，对它们的物理意义理解不透，容易将它们之间的关系简单化，不了解它们在本质上的区别，就会混淆不清。例如，对于温度、热量、内能这三个概念，有些学生常认为：热的物体热量多，内能也大；相同温度的水，质量越大热量越多等；还有如重力与压力、压力与压强、功与功率、电功与电热等等，都常常产生混淆。
二、消除易混概念的策略
正确认识、区别容易混淆的物理概念，最有效的方法是对概念进行比较，从概念的物理意义、概念所研究的客观对象、概念的数学表达式等几个方面加以对比，从而搞清楚它们之间的区别和联系。作为教师，进行易混概念教学的基本原则应该是充分认识客观因素，组织符合学生认知规律和特点的教学，培养学生科学认识的方法和习惯。
1.概念形成过程的比较。物理学概念是从物理现象和物理过程中抽象出来的事物本质特征，概念形成过程的比较涉及到建立概念的目的、有关的典型物理事物或物理现象、思维过程等。这些方面的区分度一般较大，容易起到鉴别概念的作用。例如，压力和重力。压力的形成是由于互相接触的物体发生相互挤压，而产生垂直作用在物体表面上的力，其性质属于弹性力；重力是地表附近的物体由于受到地球的吸引而使物体受到的力，其性质属于引力。在有些情况下，压力是由物体的重力引起的，如放在水平地面上的物体对地面的压力，此时也仅仅是压力的大小与物体的重力大小相等。但在许多情况下，压力并不是由于重力引起的，如用手握住物体时，手对物体的压力；用力往墙壁上按图钉，图钉对墙壁的压力等。从压力和重力的产生过程看，它们是性质完全不同的两种力。
2.概念内涵的比较。物理概念内涵的比较是易混概念之间最实质、最重要的比较。一般说来，易混概念往往描述的是同一类物理事物或物理过程的不同属性。因此，区分这样的易混概念，要特别指明它们分别描述了同一对象的哪些不同属性，明确理解它们的不同的物理内涵。例如，功率和机械效率。功率是描述做功快慢的物理量，定义为单位时间内完成的功，单位是瓦特；机械效率是描述机械性能的优劣程度，定义是有用功占总功的比值，是无单位的百分数。又如，平均速度和速度都是用来描述物体运动的快慢，但要分清前者是描述一段时间内的平均快慢，而后者表示物体的运动快慢不变。一个物理概念的表达式中，包含了它的物理意义、定义方式、单位等内涵，对表达式中的这些内涵进行横向比较，能促使学生记忆概念、活化概念和深化概念。
3.在运用中比较。把易混概念运用于某些具体情况中，常常能获得生动的、直观形象的感受，使概念之间的区别更鲜明。例如，热量和温度，学生往往认为热量是一种物质、温度是热量的强度、热量和温度成比例、热传递中是温度被转移等等。教学过程中运用“概念冲突”来促进学生概念的转化，提供一些实例和需要学生解决的问题，学生用个人的理解和解释这些实例往往会产生矛盾，只有运用科学的物理概念才能解决“冲突”，解释这些现象。再进一步运用“概念发展”深化物理概念的理解，教学中鼓励学生讨论，并充分暴露自己的观点，使自己的观点和认识进一步发展，同时在和其他同学的观点、教师的科学概念之间的讨论和交流中使自己不正确观点得到转化。
生物化学概述篇9
上述问题都涉及教师对于所教知识的基本认识:中学生物学应教给学生什么知识?什么样的知识对于学生更有价值?为提高教学有效性,有必要对于所教知识从性质及其价值上进行认识,并据此作出教学思考。
一、对中学生物学知识的基本认识
从不同的角度出发,人们对于知识作出了不同的分类,而这些分类都有助于建立和丰富我们对于所教生物学知识的基本认识。
1.建立广义的生物学知识观,知识与技能并重
从知识获得的心理加工过程出发,知识被划分为陈述性知识和程序性知识。陈述性知识也称语义知识、言语信息,是通常意义上所说的知识。程序性知识是一套办事的程序,本质上是运用概念和规则解决问题的过程。陈述性知识能被直接陈述,而程序性知识只能借助某种作业形式间接推测其存在。当学生习得了程序性知识,并具有运用这套程序办事的能力时,就认为学生具备了某种技能。知识有广义和狭义之分,狭义的知识概念仅指陈述性知识,而广义的知识概念包含陈述性知识和程序性知识。各种相关概念之间的关系见图1[1]。
在中学生物学知识中,以言语信息的形式所呈现的事实、概念、原理等都可归类为陈述性知识。在观察、发现和使用事实,理解、运用概念和原理办事时,则需要运用到程序性知识,如生物学实验技能和分析、推理等智慧技能,以及列表、画概念图等认知策略。需要指出的是,实验技能并非等同于动作技能(即实验操作),它还包含智慧技能(如设计和分析实验)和认知策略(如反省实验技能的习得过程),可以将生物学实验技能理解为通常所说的实验与探究能力。
由此可见,(狭义)知识与技能统一在广义的知识概念中。技能是以知识为基础,在知识学习过程中逐渐形成的。这种广义的知识观有助于我们全面地认识所教知识的价值。《普通高中生物课程标准》在知识目标中要求学生“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”,在能力目标中要求学生“能够正确使用一般的实验器具,掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能”及“发展科学探究能力”,并指出“课程具体目标中的知识、情感态度与价值观、能力三个维度在课程实施过程中是一个有机的整体”,从中也可以看出建立广义的生物学知识观,在教学中知识与技能并重的重要性。
2.认识不同性质的生物学知识,区分事实与概念
按照知识的性质,可将学科基本知识分为事实性知识、概念性知识、方法性知识和价值性知识[2],将中学生物学基础知识分成事实性知识、概念性知识、方法性知识和应用性知识[3]。两者的分类大致上是对应的。事实性知识是“点滴信息”的知识,如描述生物体的各种具体细节和现象,及有关的生物学术语;概念与基于概念之间关系的原理在一个层面,两者构成了概念性知识,是“较为复杂的和有组织的知识形式”的知识,包括生物学概念、原理、定律、法则、学说、理论、模型等;方法性知识是关于程序和方法的知识,如观察事实和现象的各种生物实验方法,及类比、演绎等科学研究的一般方法。价值性知识和应用性知识都是从知识的功能和意义的角度提出的。在生物学中,应用性知识是指导具体实践活动的知识,如各种传统的或现代的生物技术及其背后的生物学原理。应用性知识的提出体现了生物学科的实践特点。
区分事实与概念对于教学很有价值,但是事实与概念有时并不容易区分。事实是客观的,是通过感官或仪器进行观察测量得到的。在获取事实的过程中,有一个理性的认识,因此事实不等同于现象,事实是理性直观。概念是事物的一般的、本质的特征在人们头脑中的反映。把感觉到的事物的共同特点抽出来,加以概括,就成为概念,因此概念的形成要经过思维,是主观的东西。
例如,“工业污染区,深色的桦尺蛾越来越多,浅色的桦尺蛾越来越少”,所陈述的是一个通过调查观测到的现象,是一个客观事实;而“工业污染区,桦尺蛾的变化是自然选择的结果”的陈述,是有人在解释上述事实时的一种观点,是主观的,因而是一个概念。又如,“基因位于染色体上”这种概括性的陈述是一个概念,而“某基因位于某染色体上”的具体陈述是一个事实。
3.理清不同分类知识之间的关系,澄清认识上的误区
在文献检索中发现,有人将生物学概念视为陈述性知识,而有的将之视为程序性知识。为什么会出现如此不同的认识呢?上述两种知识分类之间是否存在内在的联系呢?
为了澄清认识上的误区,理清不同分类知识之间的关系,现根据上述两种知识分类的结果进行比较,见表1。
可以看出,事实、概念、原理和方法都可以以命题的形式进行表述,即所谓的言语信息。在学习中,如果学生只能机械地表述或记忆这些言语信息,表明只是发生了低层次的学习,学生习得了陈述性知识。当学生能够使用事实得出概念,并回过来运用概念解释事实、解决问题时,才能说学生理解了这些知识,表明发生了高层次的学习,学生习得了相关的程序性知识。因此,陈述性知识和程序性知识之间没有截然的界限,而是层进的,学习要使陈述性知识向程序性知识转化。以生物学概念知识的学习为例,其学习价值不仅在于学生习得概念的表述(即陈述性知识),更重要的是学生在理解和运用概念的过程中掌握各种技能(即程序性知识)。从这个意义上讲,生物学概念既是陈述性知识,也可被视为程序性知识。
还可以发现两种知识分类之间的联系。学生在学习事实性知识、概念性知识、应用性知识或方法性知识时,都可达到“陈述性”或“程序性”等不同层次的水平。例如,事实性知识的学习并非就是简单的识记,从低到高的水平依次是“说出事实”、“辨别事实”、“使用事实”和“解释事实”。又如方法性知识的学习,低层次的学习是知道并能说出某种方法(即仅习得陈述性知识),而高层次的学习是能在具体情境中辨别方法,在实际中选择和运用方法,并对自己运用方法的情况作出评价(即掌握了程序性知识)。
二、基于知识分类知识的中学生物学教学思考
对于生物学知识,即事实性知识、概念性知识、方法性知识和应用性知识等不同性质的知识都可以有不同水平的学习要求,教授知识的同时要重视技能的提高和能力的培养,运用所述基本认识去分析教材,设计教学,将有助于提高教学的有效性。
1.从知识性质的角度分析教学内容
高中生物学教材中的知识内容大体上可分为事实性知识、概念性知识、方法性知识和价值性知识(含应用性知识)。教材主要呈现的是事实性知识和概念性知识。应用性知识即生物学原理在实际中的应用,可视为概念性知识由陈述性知识向程序性知识转化,即运用概念解决实际问题。学生掌握了应用性知识,表明更深层地理解了概念性知识。方法性知识蕴含在事实性知识、概念性知识和应用性知识中,有的会在教材中直接呈现,如显微观察法、介质转移法等学科特有的研究方法,而有的不一定会直接呈现,如思维方法。
在教材中,一个知识点往往同时包含了事实性知识、概念性知识、方法性知识和价值性知识,并以其中某类知识为重点,可为确立教学目标及重难点提供依据。例如,在人教版“基因在染色体上”一课中,“基因位于染色体上”是一个概念,但该概念的得出是一个事实的发现过程,在此过程中科学家运用了类比推理、假说演绎等方法,而在将基因定位于染色体上之后,就可以从基因水平上去理解孟德尔遗传规律的实质。因此,该课的学习目标可确立为:类比推理,说出基因位于染色体上的理论假说;假说演绎,说明基因位于染色体上的实验证据(重、难点);运用“基因位于染色体上”的概念,阐明孟德尔遗传规律的实质(重点)。为达到目标,单一的讲授显然是不够的,教师还需要引导学生开展思考、归纳、画图、解释、类比、推理等多种形式的学习活动。
2.从知识价值的角度把握不同性质知识的教学要求
知识学习的价值不仅在于习得知识,更在于提升技能、提高能力。理解力是一切能力的基础,而不同性质的知识在促进学生的理解力方面具有层进关系,能够由浅入深,由表及里,不同程度地增进学生的理解力。例如,事实的背后是概念或原理,当现象或信息被注入概念或原理的时候就成了有说服力的事实,它可以增进理解力,也具有一定的解释力。否则,事实仅仅是信息;当概念或原理背后的方法被揭示的时候,概念或原理就被激活了,它可以进一步地增进人的理解力,也具有更进一步的解释力[2]。
生物化学概述篇10
关键词小学生科学概念科学素养
一、整理收集学生头脑中的已有概念
建构主义者认为，知识不可能以实体的形式存在于个体之外，尽管通过语言赋予了知识一定的外在形式，并且获得了较为普遍的认同，但这并不意味着学习者对这种知识有同样的理解，真正的理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的，取决于特定情况下的学习活动过程。也就是说学生在走进科学课堂之前，不是一张白纸，他们对待问题都有自己的观点和看法。学生头脑中的那些已经存在的概念由于先入为主而且大多来源于自己的生活经验，因此对自己的观点往往深信不疑，一般不会轻易改变自己的观点，接受新的知识。因此，在实际教学中，应重视了解学生对相关科学知识的已有理解，以便于在教学中更好地运用这些已有概念促进科学概念的掌握。
二、借助完整的探究过程，帮助学生形成科学概念
学生科学概念的发展过程要遵循概念发展的顺序和学生个体科学概念发展的实际水平，要一步一步地发展。实践证明，只有学生在科学的认识下，借助完整的科学探究过程，通过亲身的探究和实践，科学知识在其心中才能真正获得新生，才能获得“深层理解”并形成科学概念。
（1）创设情境、激发思维、引入概念。在科学课中如何将概念引入，直接关系到学生对概念的理解、接受。小学生学习概念一般以感知具体事物，获得感性认知开始的。因此，教师的课堂中重视科学问题情境的创设，激发学生的思维，使学生产生积极主动的学习新知识的欲望，这种欲望是学生建构科学概念的前提。
（2）直观操作、深化思维、理解概念。学生对概念的理解是形成科学概念的中心环节，概念的获得是学生经过分析、综合、比较、抽象、概括的结果。只有在概念引入之后，引导学生自己主动探索，激发、深化学生思维，才能理解概念。
（3）分析归纳、强化思维、形成概念。由于小学生的年龄特点和认知水平，概念的抽象、概括、形成不是一次完成的，要经过一系列反复的过程。经过多层次的比较、分析、综合，才能真正发展学生的思维结构，让学生真正地理解概念。
三、突显主体性教学，组织学生发展科学概念
教育家杜威在介绍自己的教学经验时说：“任何时候都不要忘记教育的对象是一个活生生的有思想、感情、意志、个性都处于变化中的个体。”学生是认识的主人，而不是认识的容器。传统的灌输式教学及应试教育中的机械记忆的共同特点就是单向的信息传送，学生的所见所闻、所想所疑并没有得到交流，心中的疑团并没有得到解开，思想并没有得到升华。古人云：“施教之功，贵在引导，要在转化，妙在开窍。”总之，在概念教学过程中，教师应“围着学生转，帮助学生干”。
（1）指导学生注意科学概念的相关属性。把学生对非本质的属性的注意引导到对本质特征的探究上。如找果实的共同特征，学生在自行探究时，注意力往往集中在果实的颜色、形状、大小、有无果柄等非本质属性上，当学生按照他们自己的观察发表对果实特征的看法时，教师应引导学生从构造上观察果实所具有的共同特征，舍弃非本质的特征。
（2）指导学生用自己的言语表述科学概念。如果学生表述的是与探究的事物相关的属性，就更有利于他们进行抽象概括和归纳推理，从而形成概念，发现规律；如果学生表述的是与探究的事物无关的属性，他们也能从中得益。因此，在课堂上，尽可能地让学生多发言，并且指导他们用准确的言语来表述是十分重要的。教学实践中，在探究《谁更硬一些》的一课时，学生在观察橡皮、海绵的软硬后，描述了橡皮的硬度为“较软”、“橡皮比海绵稍硬”、同样，对于海绵，学生描述有“软绵绵”“比橡皮还软”这样的相关属性。在此基础上，请学生说说描述物体软硬的词还有哪些，并把它们一一写在黑板上。如“更软”、“较软”、“软”、“硬”、“较硬”、“更硬”等词语。学生在观察、比较和描述木头、塑料、铁、纸等材料的软硬后，又用刻划的方法比较了材料的硬度，进一步形成了自己的科学概念，用自己的言语表述了科学概念。材料的硬度越大，就越能防止别的物体破坏它的表面。
（3）引导学生正确运用科学概念。学生通过思维加工得出的认识要用明确的语言来表述，这需要根据事物的本质特性给概念下定义或作恰当的解释。小学生形成的科学概念是与具体事物相联系的，比较简单、笼统的初级概念。例如对物态的表述是：“像水一样会流动的物体叫液体，像石块那样有一定形状和体积，不会流动的物体叫固体。”“像空气这样会在空中四面八方流动的物体叫做气体。”这样的定义虽然不深刻、严密，但是很具体，不违背科学性，适应了儿童的水平，为他们进一步学习打下的基础。为了使学生真正掌握概念，要引导他们进行各种练习来运用概念。可以变换说法用不同的语言表述概念，举出有关概念的肯定例证和否定例证，分析概念间的关系等。
四、组建知识网络，有效建构概念体系
建构主义学习观主张：“一切知识都是从学生自身的经验主动建构的而不是被动地接受现成的新知识。但它强调在知识的形成过程中，对知识现象的发现，则要把学生个体知识作为建构的基础，通过师生的对话，抽取本质特征，形成科学概念。”因此在课堂教学中讨论，要让学生寻求解决问题的最佳途径，在交流中制定完善而科学的研究方案，教师可能通过分类，比较等手段，帮助学生归纳整理，使学生将所学的知识由点成线串起来，形成一个知识“链”，会使探究活动取得更好的效果。
总之，在科学的探究过程中教师要采用多种教学策略，带领学生认真经历每一个科学探究过程，在探究中要了解学生已有的概念水平，当发现学生已有的概念与事实发生冲突时，教师要提供与现有概念作斗争的平台，引导学生分析，从中发现最合理的观点，把学生领向新的科学概念道路上。同时，将新学的概念整合到自己原有的知识结构中，建构知识网络，并运用于生活中解决实际问题，从而提高学生的科学素养。
参考文献：
[1]俞伟国.关注教学细节提高科学探究活动的有效性[J].中国教育技术装备,2011,(11)