生物理论范文

生物理论范文第1篇

困扰笔者的一个问题是生命现象或生物学陈述是否会对物理学定律发生证伪事件，引起物理学理论的修正？无论是证实，还是证伪，理论陈述与观察陈述之间必须存在着可能的演绎关系，而生物学陈述中的一些成分与物理学陈述在演绎关系上的不相关，似乎是当前对生物学自主性认识的根本所在。这种认识基本是这样的：①生命科学具有独立于物理科学（包括化学）的规律或定律；②生命科学的解释框架不同物理科学的演绎解释框架。本文试图对生物学自主性提出一个新的理解，它与物理科学的理论构建密切相关，并由此解决演绎逻辑上相关与否的问题。

1　生物学自主性在以往理论结构上的表现

（1）生物学理论的公理化尝试

生物学具有独特的内容，可建立一个与物理科学并行的演绎体系，这种观念导致了对生物学进行公理化处理的尝试。伍德格尔（j．h．woodger）早在1937年就试图对孟德尔遗传学定律进行公理化处理，但未引起人们的注意、到七十年代，在生物哲学界发生了达尔文进化论是否属于科学理论的争论。在这种背景下，威廉斯（m．b．williams）在1970年给出了关于达尔文进化论的完整公理化模型理论〔1〕，它包括两个初始概念、进化的两个公理、有关适应和选择的五个公理、适应度的操作定义，由这些可推导出达尔文理论的一切概念和关系或定理〔2〕。

威廉斯的体系只是直接从宏观上对进化的原始概念和公理的认定，脱离了微观的遗传学机制。还原论者认为，仅仅将进化论改造为演绎体系是不够的，还应当在物理科学与这个演绎体系之间建立起逻辑演绎关系。因此，鲁斯（m．ruse）建议，群体遗传学应是进化论的演绎基础〔3〕，首先应阐明从群体遗传学到进化论的演绎关系，而公理化处理后的群体遗传学体系，其逻辑公理则是孟德尔遗传定律。然后，再将孟德尔定律作为演绎结果从分子生物学中导出。

在下文的分析中将会看到，分子生物学本身就不是一个纯粹的演绎体系，并且它与经典遗传学之间存在着逻辑蕴涵上的脱节。这是生物学自主性的一种表现，其根源来之于演绎体系的构建之始，即演绎的公理和原始概念直接来之于生命界，从而独立于或自主于以无机界为研究对象和直观经验来源的物理科学。这种构建过程的合理性在于，人类的直观经验有两大类或两个来源，除了无机界之外，还有生命世界的生命现象。人们无法漠视生命这一独立于无机界的现象或实体的存在，因而它们也成为人类直观经验的基础。

（2）分子生物学中的功能性解释

事实上，在诸如分子遗传对经典遗传学的还原，那一部分不能还原的独特内容，以功能预设或目的性预设的形式出现。

对孟德尔遗传学稍加考察，便可发现，它首先直接从遗传现象和数据中设定了一个生命实体即遗传因子（后来称为“基因”），接着给予了这一实体两个承诺：第一，它们既可以彼此分离，又可以再组合；第二，它们自身带有某种生物学性质，这种性质是使生物体显示某种性状的原因。在孟德尔遗传学或以此为基础的公理化体系中，不必给予这两个承诺以解释，因为遗传因子在此是最基本的实体。但是，当分子遗传学从实体上将基因与dna片段相对应，或者说将前者还原为后者，随之而来的则必须从dna分子行为上给予这两个承诺以解释，并且只有演绎的解释，才能达到理论还原的要求。

然而，分子生物学对经典遗传学的所谓还原，只达到了对第一个承诺的还原，可以从dna分子的性质和行为来解释遗传因子或基因的分离与组合。而关键是第二个承诺，无法对此给予从dna分子到遗传性状的上行演绎解释，例如，在将性性状与蛋白质相对应的解释中，dna碱基顺序代表了基因即遗传信息，而遗传信息是从生物学功能角度来定义（而不是从dna分子的性质及行为来定义），涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系，涉及到与细胞器和其他生物学成分的关系，涉及到转录、合成、生长、发育等一系列过程，即它是从生命整体角度来定义的。dna分子的行为与性质并没有蕴涵遗传信息的概念，因此，dna决不等于基因。在这里，体现了功能性解释的特点；基因的含义有一部分是从这一实体或dna分子在生命整体中所具有的功能这一方面来定义的。人类直观经验之一的生命现象在此以功能预设的方式参预了理论的构建，所以，生物学在理论上的自主性，并没有由于分子生物学所谓的还原而消失。内格尔（e．nagel）、罗森伯格（a．rosenberg）等人把功能（或目的性）解释看成生物学自主性的依据和根源。

2功能性（目的性）、演绎性和理论构建

由于功能预设的存在，使得生物学解释框架不同于物理科学。那么，在生物学理论中，是否能实现一种从功能解释模式框架向演绎解释框架的模式转换，在消除功能预设的同时，又不破坏分子与生命之间的联系呢？模式的建立与科学理论的构建过程相关，通过其构建过程的分析，对于模式转换问题有着莫大的启示。

演绎性解释框架模式如下：

（1）l1，l2，……，lr

解释性陈述或前提

（2）c1，c2，……，ck

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

（3）e

解释对象

其中，l1……lr是规律般的全称陈述，c1………ck是关于初始条件的特称陈述，e是描述单个事件的特称陈述，也就是对要给予解释的现象的陈述。如果e能够作（1）中的全称陈述和（2）中的初始条件的特称陈述的演绎结果，则它就得到了解释〔4〕。这种解释框架实际上就是要对自然现象寻求一种因果性解释：如果条件c1、c2…ck存在，则必有现象e出现。

一个严密的、完美的科学理论体系必须使用这种解释框架，这已成为一种模式。从物理学到化学，基本上已达到了这种要求。而生命现象的特殊性，如趋目的性，使我们在传统的生物学理论中仍到处采用目的性或功能性解释，特征是以未来的一种既定状态作为当下行为的依据，或以生命现象为整体背景，以组成部分（如分子）对整体所具有的功能作为组成部分的行为依据，因而我们常采用这样的语句：“为了达到某种目的而如何”，或“……具有使达到某种目的功能或作用”。功能的依据不能仅仅从组成部分本身的性质给出，必须依据整体的状态才能得以解释。〔5〕因此，这一框架与人们寻求自然界因果关系的精神不相吻合。

演绎体系的建立，主要在于规律性全称陈述的建立，即定律、原理建立。在这个过程中，解释的对象先是作为经验基础参预了定律的构建，例如，对无机界实体及其性质的认定，依据于宏观的经验现象和数据，然后，回过头来演绎解释其他现象。既使遇到新的观察事实，它与规律性的全称陈述的演绎结果不符甚至相反，也可以通过修正或证伪的途径，或修改、或重建规律性的全称陈述。证伪，也是“解释对象”参预构建“解释前提”的途径之一。由此保证了演绎性解释框架在物理科学中的有效性。

解释对象，将其看成一个集合，其中某些“元素”作为经验基础参预了理论构建，从而内化于解释的前提。这样的解释前提，再去解释其他“元素”时，可能会发生以下三种情况。第一，演绎的结果与新的解释对象相符，从而得以证实和支持；第二，演绎结果与新的解释对象不符，发生证伪，因而要对理论进行修正，新的解释对象就此参预了理论构建；第三，解释前提的演绎结果，与新的解释对象无关，既不证伪，也不证实。

第三种情况对于我们非常重要。在这种情况下，我们需要以此为经验基础，构建新的解释前提。这是物理科学体系中并非存在唯一的解释前提的原因。重要的是，生命现象对于物理科学中的解释前提来说，也正是处于既不证实、也不证伪的境遇。但，第一，它没有参预构建新的解释前提，第二，它也没有作为解释对象：生物大分子行为的结果，只局限于物理、化学领域内，生命的特性似乎游离于分子行为之外。作为解释对象和参预解释前提的构建，二方面具有潜在的统一性，而生命现象以另一种形式出现，即在解释之先作为一个其作用类似于解释前提的目的性或功能性预设。当然，它并不与解释前提等同。事实上，正是由于它的存在，才代表了与演绎框架不同的目的性或功能性解释框架。下图表示出分子生物学理论中同时采用的两种框架之间的关系：

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

┃ 解

生

解

┃

┃ 释 ━━━━━━━━ 物 ━━━━━━━━ 释

┃

┃ 前　演绎或因果关系

大　演绎或因果关系

对

┃

┃ 提

分

象

┃

┃ c1

子

e

┃

┃

行

┃

┃

为

┃

┃

c2

┃

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

┃赋予生物学意义

整体的生命现象（目的性或功能预设）

方框内是演绎解释的框架，解释前提c1是指以微观实体为起点构成的物理科学解释前提，它来之于物理科学的理论构建过程；解释对象e是指用物理和化学手段将生物体进行处理后，形成的无机环境背景下所显示出的现象，如dna晶体的x射线衍射图、试管中的化学现象；生物大分子行为c2是指诸如dna、蛋白质等行为过程；目的性或功能性预设来之于对宏观生命现象的认定，它不是作为解释的对象，而是赋予生物大分子行为以生物学意义，赋予dna碱基变化以“变异”的意义，赋予血红蛋白与o2、co2的结合与分离以“呼吸”的意义，即生物大分子的活动或行为都必须指向生命整体，以其为最终目标。在这种框架中，生物大分子的行为只是一种形式或“载体”，负载着生命现象所赋予的意义，这是分子本身并不逻辑地蕴涵着有关生命特征的概念的原因。

人类对于生命现象的直观经验，在此以目的性或功能性预设的形式出现，这提示我们，生命现象要融于物理科学的演绎体系，其本身要参预物理科学的解释前提的构建，从而使其从这种预设的形式转换为某种内化于解释前提中的成分。

我们从化学还原为物理学的历程中受到一种虚幻的鼓舞，从而忙于将生命还原为已有的物理科学定律，这是一种狭隘的还原主义。化学现象之所以可以成为物理学解释前提的演绎结果，是因为物理学的解释前提不仅仅属于物理学，而是二门学科共同享有。

量子化学的诞生与发展，是化学从理论上成为物理学演绎体系的一部分的标志。这一度使人相信在生物学中也可以发生类似事件。但是，从理论构建历史中可以发现，生物学与化学，二者在同物理学的“亲缘”关系上存在着巨大差异。用来作为化学现象的解释前提的微观物理学同化学本身有着极深的渊源关系。只要罗列一下原子结构、量子力学的形成历史就足以说明这一点。

早期化学

原子论

元素论

量子化学 ──

│

元素周期律─电子运动理论

│

│

原子结构论─ 量子力学 ───

①道尔顿所创立的原子论，首先是化学理论，为近代化学奠定了理论基础，其动机则是期望用经典力学的观念来解释化学；

②元素及原子一开始是化学研究的对象，也是一个化学概念，以后成为物理学研究的对象；元素周期律是化学体系中举足轻重的理论；

③原子论、元素周期律导致了原子结构理论的诞生，以及成为电子运动理论诞生的契机；

④玻尔创立量子理论的基础是原子结构模型、氢光谱及巴尔末公式；而量子力学首先对分子最成功的解释正是对氢分子的说明，因而诞生了最子化学；

⑤量子力学、电子运动理论是量子化学的理论基础。

因此，用来演绎解释化学的那部分物理学理论，首先是从化学走出来的，微观物理学便“天生”具有了解释化学的胎记。这种历史性的构建过程，保证了它们的概念、命题、现象之间存在着天然的逻辑蕴涵关系和证伪、修正关系。

对于生物学来说，只需指出下面一点就足够了；物理学、化学的理论构没有采纳生命界的任何生命现象的特征，或者说生命现象没有参预物理学、化学的理论构建。至少在系统理论、耗散结构理论或自组织理论建立之前是这样的。

3广义还原与生物学自主性的新含义

在狭隘的还原主义看来，仅从无机界现象中构建起来的理论诸如实体的性质、行为、运动规律等，相对于生命世界来说，无可怀疑地有着先天的真理性，是永恒的基石，对它的证伪、修正或完备性的补充，只能在对无机界的研究中进行，而生物学、生命现象只能动地等待着解释和还原。针对于此，我们应持有一种广义的还原主义，将物理学理论或演绎的解释前提体系看成一个对生物学、生命现象开放的理论体系。系统理论的奠基人贝塔朗菲、控制论的创立者维纳无不受到生命现象的启迪。正如贝塔朗菲所建议：考虑到有机体具有整体性，会发育、变异、生长，为了描述它们，我们必须运用调节、控制、竞争这些传统自然科学（主要指物理学、化学）没有的新概念。〔6〕另一个著名事例是耗散结构理论诞生于热力学理论对于生命自组织性的不完备性。

生命界的各种现象中，是否存在着对现有物理学、化学定律证伪的事件，是否能象黑体辐射现象对经典物理学进行证伪从而赋予基本粒子以一种全新的行为和性质，到现在为止还不得而知。现在的情况是生命现象对正统的物理学既不证实也不证伪，而系统理论、耗散结构论、超循环论等新兴学科，正在吸收生命现象的特征，并与正统物理学相联系。

对于这个问题，如果认为“生物学能否还原为物理科学与能否用物质的原因阐释生命现象”是两个问题〔7〕，那是不妥的。将两个问题截然分开的根源在于把物理科学所研究的物质运动规律封闭于无机界，同时认为生物界中的物质运动规律独立于物理、化学规律，也就是独立于无机界。但是，只要承认生命来之于无机界，就无法把无机界的运动规律与生命界运动规律绝对地划界，因而也就不应在物理、化学与生物学理论之间人为地划出一条不可通约的鸿沟。物理学的还原地位是先天的，这是它所研究的对象决定的。即使生命界存在许多现有物理学所不能解释的现象，甚至出现与现有物理学规律相悖的现象，也不应成为生命运动规律独立于物理规律、生物学独立于物理学的理由。生命界存在物理学不能解释的现象（或与物理学定律无关），说明物理学的内容还不完备，有待于充实、丰富和发展；如果相悖，说明二者至少有一方是错误的，要么修正物理学，要么修正生物学规律，要么二都有待于修正，以达到逻辑上的统一。辩证唯物主义认为，物理学和化学规律在生命体中的作用的“范围被限制”了，物理和化学规律在生命体中并不具备发挥作用的充分条件。我们必须深化这一观念，对此做出更清晰的解释和理解，而不能在此止步不前，更不能将这种“范围被限制”作为生物学规律与物理学规律之间存在一条天然的逻辑鸿沟的理由。只要我们追究这种“限制”（即生命的有序性、组织性）是如何从无机界产生的，并将封闭于无机界领域的物理科学解放出来，那么生物学就可以广义地还原为物理科学。耗散结构论、协同学、超循环论等都是在这种背景下产生的新物理科学，所取得的成果使我们看到将生命现象纳入演绎框架体系的希望。这虽然只是初步，但科学的生命力在于不断引进新概念来解释不曾解释的现象。

在此，可以提出生物学自主性的新含义，这种自主性并非表现为生物学必须具有独立于物理学和化学、并且不能从后者获昨解释的规律，而是表现为生物学及生命现象作为物理科学的构建基础之一，参预物理科学的理论构建；物理科学自身也不应拘泥于无机界之中，只有如此，才能构建一个对于整个自然界是完备的物理科学体系。反过来说，仅将无机界作为理论构建的经验来源的物理学，其对于生命现象的不完备性，体现了生物学对这种物理学理论的那种过去所理解的自主性。

4　非线性还原

将物理科学与生命科学统一于一个演绎解释的框架之中，是还原的需要，因而也是广义还原的需要，以反映从分子到生命的逻辑过程。不过，这是一个非线性的逻辑过程。

辩证唯物主义所认为的“不能把高级运动形式归结为低级运动形式”中的“归结”一词，其意义是模糊的，含有“演绎解释、还原、简单地组合或机械地相加”等诸多含义。我们认为，“不能归结”的提出，有着历史背景，是针对十八、十九世纪机械的、线性的还原论进行的批判。机械自然观认为，生命运动是低级运动形式的机械组合，相应地，生命体是一种机械装置，用今天的术语说，生命是生物大分子及其行为的线性迭加，二者之间是一个线性的逻辑关系。现代自组织理论已揭示出，生命的自组织过程是一个从分子到生命的非线性动力过程。与理论之间的广义还原相应，本文提出实体上或本体论上的非线性还原。现代物理学发现，自然界普遍存在的是非线性关系，而线性关系极为少见。无机界同样存在着非线性的自组织过程，这说明自组织性并非为生命界所独有，而是生命界与无机界的桥梁，而物理学所研究的就是这种发展过程的动力学原因，描述它们的逻辑过程，无论是线性还是非线性的。这是物理学处于先天的还原地位的理由。如果说物理学内的演绎框架体系是由于对无机界运动或现象的统一解释的需要，那么，在物理科学与生命科学之间建立一种非线性逻辑演绎关系，则是对无机界与生命界统一解释的需要。因此，演绎框架的合理性并非只存在于物理科学与无机界之间的关系中，并不仅仅是建立物理科学体系的标准。这种合理性同样存在于物理科学、生命科学、无机界、生命界之间的关系中。

5 总结

生物学自主性的根源在于：生命现象是人类直观经验来源之一。它以不同的方式参预了理论的构建：在威廉斯、鲁斯那里，直接针对着生命世界构建一个公理化体系，如果将理论封闭于生命世界中而不向无机界拓展，可建立一个自足的演绎体系，与物理科学演绎体系相并列，这是自主性的一种表现；在以分子生物学还原经典遗传学的过程中，它以解释之先的目的性或功能预设的形式参预了生物学理论的构建；本文受到新兴学科的启示，提出生物学自主性表现为这种经验来源及理论（或陈述）直接参预物理科学的构建过程。

阿亚拉（f．j．ayala）曾提出，可以把还原论区分为三个层次：本体论还原、方法论还原，理论的还原。对此，本文提出了在理论之间的广义还原，本体上的非线性还原；方法论上，物理科学应是对生物学、生命现象开放的体系，生物学、生命现象应直接参预物理科学的理论构建，这并不是指利用物理、化学手段将生物体破坏，在试管中还原为无机背景，因为这已推动了生命现象作为直观经验的价值。生命现象参予物理科学理论构建的价值体现，离不开生物学理论作为必要的中介作用。

参考文献

〔1〕wiliams，m．b．（1970）．deducing　the　consequence　of　evolution：　a　mathmatical　model．journal　of　theoretical　biology，　29：343－385。

〔2〕rosenberg．a．（1985））．the　structure　of　biological　science．（cambridge：　cambrideg　university　press）

〔3〕董国安：论生物学自主性，《自然辩证法研究》，1992年第10期，第48页。

〔4〕〔5〕李建会：功能解释与生物学自主性，《自然辩证法研究》，1991年第9期。

〔6〕贝塔朗菲：一般系统论的意义，《自然科学哲学问题》，1981年第1期。

生物理论范文第2篇

关键词：高中生;物理理论;知识逻辑

高中生在学习知识时，知识的组建离不开逻辑思维，而逻辑思维是构成生物知识的组元。在进行学习时，学生知识逻辑结构的构建是一个螺旋上升的过程，从一个初级的结构逐渐转变成一个复杂的结构，逐步提升。本文从细胞生物学基础、动植物、生物系统和功能、遗传变异和进化等方面论述高中生物理论知识逻辑。

1.高中生生物理论部分的知识逻辑介绍

简单来说，高中生物理论部分是一个引导学生认识世界、认识事物发展规律的一个过程，从抽象到具体、从微观到宏观，主要目的是未来让学生可以真正理解生物概念，了解自然界中的科学原理。从初期的学习理论知识，到最后对理论知识的灵活运用。本文以高中生物理论知识理论所占的课程比例按照从少到多的顺序分析其包含的逻辑性，并将这一逻辑思维在日常教学中体现出来。

1.1生物系统的基本结构和功能知识逻辑

从宏观生态学的角度来看，高中课本中的提出的生物学逻辑方法和科学思维原则是贯彻整个教学过程中的。主要的理论内容包括群落的概念、种群的概念、类群生物之间的演化以及自然生态平衡之间的关系[1]。比如，在分析“生物个体发育的具体规律”时，重点分析高等植物受精卵细胞DNA总量的变化和营养物质之间的线性关系，并通过对学生进行种子生命周期干重逻辑变化训练，来增加学生对知识点的理解。

1.2遗传的变异和进化知识逻辑

在高中生物课程中，遗传学是课程中的重点，孟德尔遗传定律也一直是高考中的难点。之所以是学生学习过程中遇到的难点，主要是因为学生学习过程中逻辑思维出现了问题，在知识定向方面出现了错误，不能将学到的知识和之前的知识进行纵向联系。这时教学逻辑就显得非常重要。例如，教材首先解释了遗传学和进化学理论，通过讲解这一理论为后期的克隆技术、移植技术、干细胞生物技术、胚胎切割等埋下了伏笔。在讲解遗传学的三大基本规律、伴性遗传、连锁和交换等基础知识后，然后引申到生命的起源，最后提出具有历史意义的现代进化理论以及自然选择学说等内容，至此，学生在理解基因突变、生物变异、染色体变异等方面的内容时就变得更加容易。

1.3动植物篇的知识逻辑

动植物篇的植物逻辑内容是引导学生理解植物的基本结构以及植物的解剖，整个教学内容以植物和种子为重点。大约占到了整个考生题目的20%。课程的主要内容有：植物的功能光合作用、植物的器官结构、植物的蒸腾作用、其他矿物质和养料的运输、植物的生殖发育。动物的考点主要是动物的行为体系。综合分析历年来所占的分数值可以看出，动物篇的考试内容主要和其他章节一起进行考试。在这一方面也体现了逻辑性。比如，在“神经体液调节”的章节中，要结合学生的认知规律以及课程的安排情况，提前做好“神经调节内容和激素”内容的铺垫工作，弥补学生在这一方面思维和信息的不足。在这一部分教学过程中，还可以增加解剖技术和显微镜试验技术来进行讲解，要求学生培养自己的科研能力，让学生具有一定的动手试验能力，掌握初步分析实验数据和结果的方法。

1.4细胞生物学基础的知识逻辑结构

高中生物课程内容中，细胞生物大约占到了整个课程内容的1/4，是高中生物课程中重要的知识点[2]。其教学内容主要包括细胞器和细胞质、细胞的功能和结构、细胞的化学成分、细胞的减数分裂和有丝分裂、代谢蛋白质合成通过膜是运转过程。细胞知识让学生找到了一扇通向生物、植物和动物三界的大门，对人类曾经无法理解的自然现象进行了介绍，为高中生认识和了解生物领域打下了基础。

2.建立逻辑知识体系

对于高中生来说，其学习目的是非常明确的，为了保证学习质量，构建详细的知识框架是非常重要的。如果只是一味的追求知识量，很容易偏离本质，舍弃学生的逻辑思维能力，采用题海战术的学习方法是不明智的。而认真研究教材目录以及课程标准，理清每一节课程内容之间的关系，让学习了解内容的主次性，并鼓励学生从多个角度、多个层面分析问题、通过使用制作图表的方法来进行假设，并对结论进行推到分析，找出违背了那一些规律，然后通过类推和比较，了解事物的基本属性，进而达到培养学习逻辑能力的目的[3]。在教学的过程中，要结合学生的实际情况，建立完善的逻辑思维框架，构建灵活的逻辑知识系统，最终实现高中生物教学的教学目标。我国很多知名大学的教授都举办过训练学生逻辑思维能力的选修课，主要目的是为了培养和启发学生的逻辑能力。之所以在大学教学中引入逻辑思维能力，主要是因为现阶段高中教学还存在一些缺陷，课程内容比较多，并没有锻炼学生的逻辑思维能力。而强调高中生的逻辑思维教学，可以使学生利用自身的辑能力对课本上的知识内容进行有序的排列，从不同事物关系的角度对生物学科进行解读，进而在大脑中形成抽象思维的立体形式结构，加深课堂学习的深度和广度，提升教学质量。同时，这也是高中生物教学未来发展的主要方向。

3.结论

综上所述，锻炼学生逻辑思维能力可以加深学生对课程内容理解，让学生分清楚课程的重点，理清楚课程之间的关系，使学生可以多层次、多角度的的分析问题，提升教学质量。（作者单位：湖南益阳市一中）

参考文献：

[1]耿璐璐.打造个性化课程 呈现多样化课堂――例谈高中生物教材重构的几点原则[J].中学生物学，2013，（10）.

[2]刘菲.对高中生物中光合作用知识点的整合[J].新课程（中旬），2013，（12）.

生物理论范文第3篇

在物理教学过程中，差生逆反心理产生的原因主要有两方面：一是与这些学生的身心发育有关，二是与教学内容和教学方法有关。

物理学内容具有较强的抽象性、逻辑性、严密性和实践性，表现在：文字叙述比较严谨，学生有时能读通文字，但并不理解其含义，从而对教材的理解产生困难；探究物理问题时，不仅要从实验出发，学生的学习程序也未必都遵循从感性到理性的过程，这些探究的方法，学生开始学习时很不习惯，自然感到物理难学；抽象思维多于形象思维，动态思维多于静态思维，学生对思维方式不易跟上，产生思维上的困难，分析、解决问题时，要从多方面、多层次来探究和研究。物理教学方法运用好坏也是差生产生逆反心理的主要原因之一。照本宣科的教学方法，对于有较强独立思考能力的人，容易导致逆反心理。

二、对差生逆反心理的对策

1、培养差生的自信心

良好的自信心是成功的一半。关键在自身，但教师的外因作用也不可忽视。

对差生来说，他们非常需要教师的悉心教导和热情鼓励。所以平日在课堂上和课外活动时应经常鼓励这些差生，帮助他们树立“我能学好物理，我一定能成功”的信念。具体做法是：降低标准，分层要求，创设条件，让他们在物理教学活动中增强自信心。

2、改进教学方法，提高差生学习兴趣

大凡对物理学习有逆反心理的差生，对物理教师均有较深的成见或误解。这样，物理教师有义务帮助化结。一般来说，差生存在一种自卑心理，平日少受表扬，对批评较为敏感，若物理教师在课堂上动辄讽刺、挖苦或滥加训斥，必定会增强其逆反心理，?人为地把他们推向教者的对立面。所以，首先应消除他们的心理障碍，尊重他们的人格。课堂上实施微笑教学、鼓励教学，使其感到有一种亲切和谐的气氛。对他们作业中出现的疑难点要注意个别辅导，多面批、多激励。

每次考试尽量当面讲评，每个实验逐步地进行指导。这样，通过教师热情的教学态度去熔化学生逆反心理的坚冰，对物理学科产生兴趣。同时，他们也会把对教师的好感迁移到物理学习上去。

3、充分利用逆反心理的正效应

任何事物都是一分为二的，差生的逆反心理也不例外，应当在指出其负效应的同时，分析其另一侧面----正效应，对此教师要很好的保护并加以利用。正效应主要有：（1）思维批判性。他们不再像小学生那样把教师当作至高无上的权威，甚至连科学知识也敢于怀疑。这样的心理品质，教师应悉心保护、正确引导，有利于他们独立性的发展。

（2）好胜心。表现在他们不再是听话、顺从，而是勇敢、有闯劲，这种好胜、敢闯的心理品质有利于形成开拓，积极进取的个性。

（3）求异思维。书本知识是这样的，而具有逆反心理的差生却偏偏认为是那样的，虽然有时不免钻牛角尖或失之偏颇，但更多地却是学生求异思维、独辟蹊径，从第二角度观察和分析问题，它有利于学生创造力的发展。教师应给予积极引导，或许能使这些学生有更大的创新和进步。

生物理论范文第4篇

1 韦纳的成败归因理论

所谓归因，是个体对自己或他人行动结果原因的知觉或判断.归因理论是一种以认知的观点 看待动机的理论.20世纪60至70年代期间，出现了许多归因模式和理论，其中韦纳(B·Wein er)的成就动机归因理论最为引人注目，韦纳在海德(F·Heider)和罗特(J·B·Rotter)提出 的单 维度归因观点基础上，提出了三维归因结构理论，系統探讨了个体对成败结果的归因特点.

韦纳对以往行为结果进行总结，将活动成败的原因归结为六个方面：能力、努力程度、任务 难度、运气、身心状态和外部环境，并将这些原因因素按其特性分为三个维度：内在性、稳 定性、可控性.其中，能力属于内部的、稳定的、不可控的因素；努力程度属于内部的 、不稳定的、可控的因素；任务难度属于外部的、稳定的、不可控的因素；运气属于外部的 、不稳定的、不可控的因素.韦纳认为，三个维度六个因素之间相互搭配，共同作用.稳定 性归因会影响对将来成败的期望，如果个体将一个事件的结果归因于稳定的原因,如能力， 那么这一结果被期望将来还会出现；如果个体将一个事件的结果归因于不稳定的原因，如运 气,那么这种结果可能会改变，也可能不变.根据这些，个体对先前行为结果的归因会对个 体随后的行为产生影响.

2 影响学习动机的主要因素

2.1 学生的归因方式影响学习动机

学生学业的成功与否是老师和家长极为关注的话题，因此，学生对自己的学业成败都有意识 或无意识的分析其原因，这样，有的学生由于分析不合理，就会影响学习动机，可见，对学 业成败恰当合理的归因是激发和培养学习动机的重要基础.韦纳认为，原因的稳定性归因影 响着将来成败的期望，同时原因因素的三个维度会引起相应的情绪与情感反应.学生对自己 学业成败的归因一般会分为积极的和消极的两种模式.积极的模式如：学生对自己的成功容 易归因于稳定性因素如个体的能力强，这样，学生就会产生自豪、自信等积极的情绪，增强 了成功的期望，并且能积极的挑战下一个任务；如果学生把失败归因于不稳定性因素如努力 程度，认为自己的失败是因为缺少努力，这样，学生就容易产生内疚的情绪，认为只要努力 了，就可以成功，在一定程度上激发了学习动机，对学习的成功维持较高的期望，使其增强 坚持性，趋向成功.而消极的模式如：有的学生自信心不够，把成功归因于不稳定的因素比 如运气好或他人的帮助，这样会缺少情绪刺激，形成低自我效能感，会对下次任务没有十足 的把握；如果学生把失败归因于能力低、无能等，则降低了成功的期望，缺乏持之以恒的信 念，容易回避任务.由此看来，积极的归因模式可以激发和培养学生的学习动机，而消极的 归因模式不仅不能激发学习动机，反而会降低成功的期望，因此，要鼓励和帮助学生针对自 己的实际情况建立恰当合理的归因模式.

2.2 教师的归因方式影响学生的学习动机

教师恰当合理的对学生的成败进行归因会在一定程度上促进学生的学习，当学生的学习成绩 下降时，教师对此表示不满，教育学生是缺乏努力的结果，让学生感到内疚，这种内疚往往 会激励学生，从而激发学生的学习动机，对学生的学习起到推动作用.学生不正确的归因难 以维持高水平的学习动机，同样教师在教学过程中也经常有意识、无意识的对学生的学习结 果加以归因，这种归因有可能对学生产生负面的影响，抑制了学习的积极性.如：教师在教 学过程中，只重视学生的学习结果，而不注重学习过程，当学生的学习成绩下降时，批评学 生基础不扎实，把学生的失败归因于缺乏能力，这样使学生产生了一定的沮丧感，不利于学 生潜能的发挥，学生则表现出逃避学习等消极行为.此外，当作业很容易时，对学生的成功 加以表扬，而对学生的失败不加以批评，甚至提供过多的帮助，也有可能产生事与愿违的恶 果，所以教师在教学过程中的正确归因可以促进学生的学业成功.

3 从成败归因理论层面谈如何激发和培养高中生的物理学习动机

3.1 在教学过程中，教师要因材施教来预测学生未来的学习动机

教师在教学过程中，对每个学生的性格、心理以及学习状况都有一定的了解，根据韦纳归因 理论，教师可以预测学生在学习成败后的学习倾向.教师要因材施教，认真分析每个学生的 特点，针对不同的学生，提供不同的学习方案.根据韦纳的归因分析，若将成功归因于稳定 的、内部的、不可控制的原因，比如能力，将进一步强化成就动机，相反则无助于强化；若 将失败归因于稳定的、内部的、不可控制的原因将会弱化学习动机，相反则会强化学习动机 .例如，对在一次考试中都取得较好成绩的甲、乙两名学生进行分析，若甲生把取得的成功 归因于能力，而乙生则归因于运气，这样，就可以预测，甲生在以后的学习中会有更强的学 习动机，这是因为能力虽属于稳定的、内部的、不可控的因素，但却能保持信心，有助于强 化成就动机；而运气属于外在的、不可控制的因素，它会使学生心存幻想，希望有下一次的 好运.同理，对考试失败的甲、乙两名同学进行归因分析，若甲归因于努力不够，而乙归因 于能力，则在以后的学习中，则甲有可能超过乙.因此，老师可以根据对学生的了解，因材 施教，预测学生的学习倾向，在恰当的时候积极鼓励学生，开发他们的内在潜力.

3.2 教师对学生进行积极的归因训练

《普通高中物理课程标准》指出高中物理课程的目标之一就是：“发展好奇心与求知欲，发 展科学探索兴趣，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神.”而要提高学 生学习物理的能力，激发和培养学生的物理学习动机，积极的归因训练起着决定性的作用.

韦纳指出稳定性归因会影响对将来成败的期望，进而影响个体情绪、情感等方面的心理变化 ，这些都会影响其行为动机和行为的进程.教师应该灵活运用归因理论来指导学生进行积极 的归因，特别是对于比较难学的物理学科来说，比如引导学生多从努力方面进行归因，因为 努力不同于能力、任务难度、运气等方面，它可以受人的主观意志控制，教师可以帮助学生 认识到，学业的成败与他们的努力程度密切相关，并引导学生对学业的失败多做努力方面的 归因，以此来激发学生的学习动机.此外，还可以通过教师和家长的鼓励来激发学生的学习 动机，往往教师的一句鼓励对学生的学习动机起着至关重要的作用，对于高中生来说，精神 鼓励很重要，尤其是对那些物理学习相对较差的学生来说，给他们适当的鼓励，会收到很好 的效果，让他们体验成功和得到肯定的愉悦，从而不断提高学习的自信心.

3.3 教学内容和教学方法的新颖性

根据韦纳的归因理论，活动成败的原因除了稳定的因素外，还有不稳定的因素，比如身心状 态和外部环境等，这些不稳定的因素也在某种程度上影响着个体将来的行为.我们可以把教 师的教学内容、教学方法视为外部环境，如果教师讲的枯燥乏味，这样几乎不能激发学生的 学生动机，即使学生想学也不是真正的从内心里想学；而如果教师在教学过程中，以丰富有 趣、逻辑性强的教学内容和生动活泼的教学方法来吸引学生，引起学生对新鲜事物的探究欲 望，从而激发了学生的学习动机.比如，在物理教学过程中，穿插生动具体的小实验、讲述 神奇的故事、日常生活中的实例，这些都可以激发学生的学习兴趣.

4 结语

生物理论范文第5篇

医学涉及生物物理学知识非常广泛。为便于学习、掌握可把临床医学常涉及的生物物理学知识归纳为三类。其一，解释各种生物物理现象的知识[2]，包括阐明现象的实质、变化过程、规律和成因或机理等。其二，分析各种物理(严格讲应是生物物理)检测结果的知识，包括所检测的生物物理信息的产生、产生机理、变化规律和采集方法，检测手段及图象形成的生物物理原理，检测图象的分析、归纳而获取结论。其三，阐明各种物理因素的生物效应的知识[3]，包括物理因素的性质、所激发的生物效应及其变化规律，生物效应产生的机理，对疾病的治疗作用，对机体的危害缘由和防护等。

2要求知其所以然必须开物理课

科学知识可分为理论知识和经验知识两大类。生物物理学也不例外。常说对事物不仅要知其然，还要知其所以然。其实前者就是只要求掌握其经验知识，而后者则要求掌握其理论知识，从理论上把握事物。亦即不仅能认识其表象，还能阐明产生表象的内在实质，揭示表象运动、变化规律的机理。要求医生能从理论上把握临床医学中常涉及的生物物理问题，就必须开设物理课，否则是不可能的。要求医生从理论上解决医学中涉及物理的问题越多越深，所需具备的物理相关知识越广越深，自然物理课学时应越多。一直以来只讲授纯物理知识，不结合讲授在医学中的应用，即不结合阐明医学中的生物物理问题，要学生自学解决是很困难的。应该既讲授物理理论也讲授必要的生物物理知识，才能做到学以致用[4]。学生掌握临床医学常涉及的生物物理知识能适应如下四个方面的需要。其一，行医需要。有了相关生物物理知识才能从理论上全面、准确、深刻分析、理解、掌握行医过程中涉及物理问题的医学理论、技能和方法，才能高屋建瓴，在理论指导下，以清晰的思路，全面思考，准确诊断、有效治疗[5]。其二，科研需要。临床各学科多有涉及生物物理的课题。没有相应的生物物理知识只能望而兴叹。反之则如虎添翼，可以在更宽的知识领域开展科研[6]，为医学科学发展作更多贡献，提升人生价值。例如秦任甲教授就发现长期以来人们只从血流动力学角度分析和利用超声多普勒血流频谱图，这里存在个缺陷。可能是有关人员不具备血液流变学知识所致。他率先提出，应该加上血液流变学才能全面、准确分析和充分利用频谱图的丰富内涵，可以把频谱图作为有效手段来研究在体血管红细胞向轴集中的规律，并指导同行开展合作研究取得成果。其三，提高需要。工作中必然会遇到许多尚未掌握的涉及物理的医学问题。这就得靠自学更宽更深的物理、生物物理知识才能解决这些问题，提高自己的理论水平和技能。在校所学将成为自学习提高的基础。其四，思维需要。人的思维不外乎逻辑(抽象)思维和形象思维，都是人在各成长阶段学习积累起来的。大学是人的思维知识和能力形成的十分重要的阶段[7]。在学习、运用物理学、生物物理学过程中，在知识拓展的同时使物理的形象思维和数理逻辑思维得到尤其强的培养提高。数理逻辑思维是逻辑思维的十分重要的组成部分。物理的这些思维能力的增强，使之在学医、行医和医学研究中终身受益。一流名校能安排物理课近百学时，甚至还结合讲授生物物理知识就是认同上述观点的佐证。其决策者和努力学习物理的学生都是有远见的。这正是一流名校要求学生从理论上掌握物理、生物物理，培养高水平医学人才的体现。

3只求知其然则可开可不开物理课

3.1可凭生物物理经验知识行医

大量事实表明，一般医生都是凭借物理、生物物理经验知识而非理论知识来理解、阐明、处置医学中涉及物理的问题。其在三类生物物理知识上的表现为：其一，对医学中涉及物理的现象即生物物理现象不理解，无从解释或者粗略地，含糊地理解或解释。也有以打比方的方式来认识或阐明。例如用粥的浓稀来说明血液黏度大小，流阻大小，而导致血压高低，极少见有医生能用泊肃叶定律等相关知识做出理论解释。其二，当用生物物理检测进行诊断时：对他人的检测，一般只凭检测医生的文字结论做出诊断，有时查看检测图象也只机械地与自己记忆中的正常图象对比而作诊断，并不理解图象是怎样形成的，甚至不理解结论是怎样依据图象分析而获得的；对自己的检测，一般都凭借自己对检测到的生物物理信息与记忆中的正常信息对比而作诊断，至于为什么能产生这样的信息未必明了。其三，利用物理因素进行治疗时，一般只知道某种因素或方法有疗效或只会治疗操作，对其疗效产生的物理机理或不知或不全知。这些表明：一般临床医生的物理知识还只是经验性的，并未上升到理论。但一直以来临床医生就依赖这样的经验知识不也诊治好许许多多疾病？其中许许多多不也成为专家、主任和教授等高级医生？这只能说要求不高时，医生不一定非要多么宽深扎实的物理和生物物理理论功底才能行医。事实上临床教师，甚至生理学教师课堂讲授和相关医学书籍对许多涉及物理的问题也只讲现象，并未从物理、生物物理理论上把产生现象的缘由阐明清楚，仍然只停留在经验知识层面上。学生也只能承认如此，达不到理论认识的高度。这样行医必然缺乏物理、生物物理理论指导，对诊治涉及物理问题的疾病往往思维明晰不起来，只能凭经验了。按以上所述，医生所需物理、生物物理知识的宽深程度伸缩性很大，高则要求具有较宽深扎实的功底，能适应前面提及的四个需要，成为物理理论型医生；低则只要求具备中学物理基础，对行医过程中遇到涉及物理的问题能有所了解，成为物理经验型医生。

3.2对学生的物理要求依培养目标而定

就原则而言，对物理课的要求和学时安排都是由决策者根据各自专业培养目标的需要而确定的。但实际决定时必然受到决策者对物理、生物物理在专业中的作用和地位；医生所需物理、生物物理宽窄深浅的认识程度的影响。鉴于各院校决策者的这种认识难免差异，医生应具备的物理、生物物理的宽深程度伸缩性又很大，不同档次院校培养目标显然不同，导致其物理课学时明显不同。一流名校为八九十学时以上。二流省(市区)属医科大学为六七十学时。三四十学时以下的出自三流学院，除去10来学时的实验课，还能比高中物理加深拓宽多少内容呢？据悉，还有学院把这门课改为任意选修课，选修者不到5％，等同于取消。不排除有些院校对物理、生物物理在专业中到底能发挥怎样的作用，需要安排多少学时为宜，并未作深入的调查研究，其学时数是随意或参照同档次院校而确定的，带有一定盲目性。巧的是各院校安排学时多少与其在人们心目中的地位高低是相吻合的。总之，鉴于医生所需物理、生物物理的宽深程度伸缩性很大，对各院校的学时安排不必厚非。

4改革临床医学专业物理教学内容

4.1改革目标

无论培养物理理论型还是物理经验型医生，只要开设物理课就应该改革纯物理的教学内容。一直以来绝大多数院校都只开物理课，讲授纯物理知识，丝毫不结合讲授医学所涉及的物理问题———医学物理学问题。其结果必然导致：无的放矢，所学纯物理知识不会应用，学而用不上等于不学；不仅使学生得不到把物理知识应用于阐明医学物理学问题的训练，还会造成医学物理学知识断层，很难适应前面提及的四个需要；使学生看不到所学知识的应用情境，使历届学生产生“物理无用论”，求知欲望低，学习不使劲，所学知识似懂非懂，很难用于理解学医和行医过程中遇到的物理问题。改革目的：必须破除思想上长期形成的只讲授纯物理知识，丝毫不与医学中的应用相结合，改革也只增删纯物理知识，丝毫不纳入最为实用的医学物理内容的定势思维，克服过去教学内容脱离医学实际的现象。安排适当的学时数，以临床常涉及的医学物理学内容为主，辅以必要的物理学基础，形成新的教学内容体系，以适应临床医学较高要求的需要，较好发挥物理、医学物理在临床医学中应有的作用。

4.2改革途径之一

没有医学物理学解决不了医学中涉及物理的问题。不开这门课就如同过河断了桥或知识断了层，物理学很难跨越断桥或断层直接阐明医学中涉及物理的问题。开物理课主要为学习、运用医学物理学打基础。只开前者而不开后者就是无的放矢。物理学与化学，医学物理学与生物化学在医学中的作用与地位十分相似。设想只讲授化学知识而不讲授生物化学知识，学生能掌握医学中涉及化学的知识吗？有条件的应该开设物理和医学物理两门课，实现基础知识与应用知识较完美的结合。这应该是物理教学内容改革的首选途径。

4.3改革途径之二

对于不便把物理课和医学物理课分开开设的院校可以把两者合拼开出。以临床常涉及的医学物理知识为主，辅以相关物理基础。这门教材也可称为医学物理学[2]。学时多少都可以开。这样就把基础理论与医学应用有机结合起来，做到有的放矢，学以致用，使学生学习积极性增强，学习效果提高，知识结构改善，增进其解决实际问题的能力。

5改革困难所在

5.1缺乏阐明医学物理问题的知识

要把临床医学常涉及的物理问题纳入教材并非易事。这些问题许多尚未能从理论上获得阐明或者透彻阐明，还有待研究解决，构建起这些问题的较完整的理论知识，否则无多少临床常涉及的物理问题可讲授。不信，可从三个方面考察：其一,查阅生理学、心血管内科学等医学基础和临床书籍；其二,听听医学基础和临床教师讲课。书中所写，教师所讲，涉及物理的许多问题都只陈述现象，或借实验数据、图表阐明，或笼统、粗略交代，或打比喻解释，甚至含糊讲授。这些充其量说也不过是医学物理学的经验层面上的知识，未能从本质上,机理上,亦即理论层面上阐明问题，回答不了为什么?其三,查阅期刊论文，可发现生物物理学的研究火热得很，很多，但属于临床医学常涉及的物理问题却很少。总不能教材所写,课堂所授结合医学的内容尽是经验知识吧？这就必须对寓于人体各脏器的临床医学常涉及的物理问题逐个加以研究，构建起阐明逐个问题的一系列理论，形成丰富的临床医学常涉及的医学物理学知识体系，可供选择讲授。要达到如此，要经历很长时间，付出许多艰辛劳作。秦任甲自上世纪80年代就开始这方面的研究，取得一系列论著成果[8-10]。这还不够，得依靠同行广泛参与才能构建起这个知识体系。

5.2医学物理问题如何通俗化

科研构建起的医学物理的一系列论文形式的理论知识，还只是具备了课堂讲授的素材。必须按照教材而非一般参考书的要求，使复杂、繁琐、深奥、数学表达太深、医学基础要求太多等等而造成教师难以讲授，学生难以理解的内容尽可能通俗、简明、浅显、形象、直观，做到教师好教，学生好学。这些讲起来容易，面对一个个具体问题要加以处理好时一定会遇到不少具体困难的。只要充分发挥群体的智慧，不断深入探索，总有一天人们会造就一本内容丰富，基础和应用知识恰当结合，适用的开创性教材。

5.3教师缺少医学物理知识

长期以来习惯了纯物理知识的教学，使许多教师的知识面局限于比教学内容多不了多少的范围，能掌握较多医学物理学知识的教师并不多。这种知识状况可造成三个不利：其一，不利于开展医学物理问题的研究。没有医学物理知识怎么能思考、发现、选择、研究和解决医学物理问题呢?由于许多教师不具备医学物理知识而限制了他们在这个领域的研究，以致有许多临床医学常涉及的物理问题长期以来得不到解决，职称也上不去。其二，不利于物理学课程改革。没有医学物理知识怎样能联想到涉及医学物理学的课程改革呢?以致长期以来一讲到临床医学的物理学课程改革，大多是埋怨领导对这门课不重视，安排课时太少。把物理学课程改革仅仅停留在增加学时，扩大讲授纯物理学知识的层面上。就是想到改革应联系临床医学需要，教学内容应更多包括临床医学常涉及的物理问题,但因缺少医学物理知识也提不出应纳入哪些具体内容。跳不出仅具有的纯物理知识这个框框，就无法把物理学课程改革引向深入。其三，不利于物理教学。没有较好的医学物理学功底要想完成本文设想的医学物理学内容的教学是困难的。就是现在讲授纯物理知识的教学，连几个恰当的临床医学中常涉及的实例都举不出,怎么能讲好课呢?现行医用物理学教材正是这样。青一色的纯物理理论，多几个恰当的临床医学常用的例子都没有，怎么能让教师教好,学生学好呢?

生物理论范文第6篇

医学涉及生物物理学知识非常广泛。为便于学习、掌握可把临床医学常涉及的生物物理学知识归纳为三类。其一，解释各种生物物理现象的知识，包括阐明现象的实质、变化过程、规律和成因或机理等。其二，分析各种物理(严格讲应是生物物理)检测结果的知识，包括所检测的生物物理信息的产生、产生机理、变化规律和采集方法，检测手段及图象形成的生物物理原理，检测图象的分析、归纳而获取结论。其三，阐明各种物理因素的生物效应的知识，包括物理因素的性质、所激发的生物效应及其变化规律，生物效应产生的机理，对疾病的治疗作用，对机体的危害缘由和防护等。

2要求知其所以然必须开物理课

科学知识可分为理论知识和经验知识两大类。生物物理学也不例外。常说对事物不仅要知其然，还要知其所以然。其实前者就是只要求掌握其经验知识，而后者则要求掌握其理论知识，从理论上把握事物。亦即不仅能认识其表象，还能阐明产生表象的内在实质，揭示表象运动、变化规律的机理。要求医生能从理论上把握临床医学中常涉及的生物物理问题，就必须开设物理课，否则是不可能的。要求医生从理论上解决医学中涉及物理的问题越多越深，所需具备的物理相关知识越广越深，自然物理课学时应越多。一直以来只讲授纯物理知识，不结合讲授在医学中的应用，即不结合阐明医学中的生物物理问题，要学生自学解决是很困难的。应该既讲授物理理论也讲授必要的生物物理知识，才能做到学以致用。学生掌握临床医学常涉及的生物物理知识能适应如下四个方面的需要。其一，行医需要。有了相关生物物理知识才能从理论上全面、准确、深刻分析、理解、掌握行医过程中涉及物理问题的医学理论、技能和方法，才能高屋建瓴，在理论指导下，以清晰的思路，全面思考，准确诊断、有效治疗。其二，科研需要。临床各学科多有涉及生物物理的课题。没有相应的生物物理知识只能望而兴叹。反之则如虎添翼，可以在更宽的知识领域开展科研，为医学科学发展作更多贡献，提升人生价值。例如秦任甲教授就发现长期以来人们只从血流动力学角度分析和利用超声多普勒血流频谱图，这里存在个缺陷。可能是有关人员不具备血液流变学知识所致。他率先提出，应该加上血液流变学才能全面、准确分析和充分利用频谱图的丰富内涵，可以把频谱图作为有效手段来研究在体血管红细胞向轴集中的规律，并指导同行开展合作研究取得成果。其三，提高需要。工作中必然会遇到许多尚未掌握的涉及物理的医学问题。这就得靠自学更宽更深的物理、生物物理知识才能解决这些问题，提高自己的理论水平和技能。在校所学将成为自学习提高的基础。其四，思维需要。人的思维不外乎逻辑(抽象)思维和形象思维，都是人在各成长阶段学习积累起来的。大学是人的思维知识和能力形成的十分重要的阶段。在学习、运用物理学、生物物理学过程中，在知识拓展的同时使物理的形象思维和数理逻辑思维得到尤其强的培养提高。数理逻辑思维是逻辑思维的十分重要的组成部分。物理的这些思维能力的增强，使之在学医、行医和医学研究中终身受益。一流名校能安排物理课近百学时，甚至还结合讲授生物物理知识就是认同上述观点的佐证。其决策者和努力学习物理的学生都是有远见的。这正是一流名校要求学生从理论上掌握物理、生物物理，培养高水平医学人才的体现。

3只求知其然则可开可不开物理课

3.1可凭生物物理经验知识行医

大量事实表明，一般医生都是凭借物理、生物物理经验知识而非理论知识来理解、阐明、处置医学中涉及物理的问题。其在三类生物物理知识上的表现为：其一，对医学中涉及物理的现象即生物物理现象不理解，无从解释或者粗略地，含糊地理解或解释。也有以打比方的方式来认识或阐明。例如用粥的浓稀来说明血液黏度大小，流阻大小，而导致血压高低，极少见有医生能用泊肃叶定律等相关知识做出理论解释。其二，当用生物物理检测进行诊断时：对他人的检测，一般只凭检测医生的文字结论做出诊断，有时查看检测图象也只机械地与自己记忆中的正常图象对比而作诊断，并不理解图象是怎样形成的，甚至不理解结论是怎样依据图象分析而获得的；对自己的检测，一般都凭借自己对检测到的生物物理信息与记忆中的正常信息对比而作诊断，至于为什么能产生这样的信息未必明了。其三，利用物理因素进行治疗时，一般只知道某种因素或方法有疗效或只会治疗操作，对其疗效产生的物理机理或不知或不全知。这些表明：一般临床医生的物理知识还只是经验性的，并未上升到理论。但一直以来临床医生就依赖这样的经验知识不也诊治好许许多多疾病？其中许许多多不也成为专家、主任和教授等高级医生？这只能说要求不高时，医生不一定非要多么宽深扎实的物理和生物物理理论功底才能行医。事实上临床教师，甚至生理学教师课堂讲授和相关医学书籍对许多涉及物理的问题也只讲现象，并未从物理、生物物理理论上把产生现象的缘由阐明清楚，仍然只停留在经验知识层面上。学生也只能承认如此，达不到理论认识的高度。这样行医必然缺乏物理、生物物理理论指导，对诊治涉及物理问题的疾病往往思维明晰不起来，只能凭经验了。按以上所述，医生所需物理、生物物理知识的宽深程度伸缩性很大，高则要求具有较宽深扎实的功底，能适应前面提及的四个需要，成为物理理论型医生；低则只要求具备中学物理基础，对行医过程中遇到涉及物理的问题能有所了解，成为物理经验型医生。

3.2对学生的物理要求依培养目标而定

就原则而言，对物理课的要求和学时安排都是由决策者根据各自专业培养目标的需要而确定的。但实际决定时必然受到决策者对物理、生物物理在专业中的作用和地位；医生所需物理、生物物理宽窄深浅的认识程度的影响。鉴于各院校决策者的这种认识难免差异，医生应具备的物理、生物物理的宽深程度伸缩性又很大，不同档次院校培养目标显然不同，导致其物理课学时明显不同。一流名校为八九十学时以上。二流省(市区)属医科大学为六七十学时。三四十学时以下的出自三流学院，除去10来学时的实验课，还能比高中物理加深拓宽多少内容呢？据悉，还有学院把这门课改为任意选修课，选修者不到5％，等同于取消。不排除有些院校对物理、生物物理在专业中到底能发挥怎样的作用，需要安排多少学时为宜，并未作深入的调查研究，其学时数是随意或参照同档次院校而确定的，带有一定盲目性。巧的是各院校安排学时多少与其在人们心目中的地位高低是相吻合的。总之，鉴于医生所需物理、生物物理的宽深程度伸缩性很大，对各院校的学时安排不必厚非。

4改革临床医学专业物理教学内容

4.1改革目标

无论培养物理理论型还是物理经验型医生，只要开设物理课就应该改革纯物理的教学内容。一直以来绝大多数院校都只开物理课，讲授纯物理知识，丝毫不结合讲授医学所涉及的物理问题———医学物理学问题。其结果必然导致：无的放矢，所学纯物理知识不会应用，学而用不上等于不学；不仅使学生得不到把物理知识应用于阐明医学物理学问题的训练，还会造成医学物理学知识断层，很难适应前面提及的四个需要；使学生看不到所学知识的应用情境，使历届学生产生“物理无用论”，求知欲望低，学习不使劲，所学知识似懂非懂，很难用于理解学医和行医过程中遇到的物理问题。改革目的：必须破除思想上长期形成的只讲授纯物理知识，丝毫不与医学中的应用相结合，改革也只增删纯物理知识，丝毫不纳入最为实用的医学物理内容的定势思维，克服过去教学内容脱离医学实际的现象。安排适当的学时数，以临床常涉及的医学物理学内容为主，辅以必要的物理学基础，形成新的教学内容体系，以适应临床医学较高要求的需要，较好发挥物理、医学物理在临床医学中应有的作用。

4.2改革途径之一

没有医学物理学解决不了医学中涉及物理的问题。不开这门课就如同过河断了桥或知识断了层，物理学很难跨越断桥或断层直接阐明医学中涉及物理 的问题。开物理课主要为学习、运用医学物理学打基础。只开前者而不开后者就是无的放矢。物理学与化学，医学物理学与生物化学在医学中的作用与地位十分相似。设想只讲授化学知识而不讲授生物化学知识，学生能掌握医学中涉及化学的知识吗？有条件的应该开设物理和医学物理两门课，实现基础知识与应用知识较完美的结合。这应该是物理教学内容改革的首选途径。

4.3改革途径之二

对于不便把物理课和医学物理课分开开设的院校可以把两者合拼开出。以临床常涉及的医学物理知识为主，辅以相关物理基础。这门教材也可称为医学物理学[2]。学时多少都可以开。这样就把基础理论与医学应用有机结合起来，做到有的放矢，学以致用，使学生学习积极性增强，学习效果提高，知识结构改善，增进其解决实际问题的能力。

5改革困难所在

5.1缺乏阐明医学物理问题的知识

要把临床医学常涉及的物理问题纳入教材并非易事。这些问题许多尚未能从理论上获得阐明或者透彻阐明，还有待研究解决，构建起这些问题的较完整的理论知识，否则无多少临床常涉及的物理问题可讲授。不信，可从三个方面考察：其一,查阅生理学、心血管内科学等医学基础和临床书籍；其二,听听医学基础和临床教师讲课。书中所写，教师所讲，涉及物理的许多问题都只陈述现象，或借实验数据、图表阐明，或笼统、粗略交代，或打比喻解释，甚至含糊讲授。这些充其量说也不过是医学物理学的经验层面上的知识，未能从本质上,机理上,亦即理论层面上阐明问题，回答不了为什么?其三,查阅期刊论文，可发现生物物理学的研究火热得很，很多，但属于临床医学常涉及的物理问题却很少。总不能教材所写,课堂所授结合医学的内容尽是经验知识吧？这就必须对寓于人体各脏器的临床医学常涉及的物理问题逐个加以研究，构建起阐明逐个问题的一系列理论，形成丰富的临床医学常涉及的医学物理学知识体系，可供选择讲授。要达到如此，要经历很长时间，付出许多艰辛劳作。秦任甲自上世纪80年代就开始这方面的研究，取得一系列论著成果。这还不够，得依靠同行广泛参与才能构建起这个知识体系。

5.2医学物理问题如何通俗化

科研构建起的医学物理的一系列论文形式的理论知识，还只是具备了课堂讲授的素材。必须按照教材而非一般参考书的要求，使复杂、繁琐、深奥、数学表达太深、医学基础要求太多等等而造成教师难以讲授，学生难以理解的内容尽可能通俗、简明、浅显、形象、直观，做到教师好教，学生好学。这些讲起来容易，面对一个个具体问题要加以处理好时一定会遇到不少具体困难的。只要充分发挥群体的智慧，不断深入探索，总有一天人们会造就一本内容丰富，基础和应用知识恰当结合，适用的开创性教材。

5.3教师缺少医学物理知识

长期以来习惯了纯物理知识的教学，使许多教师的知识面局限于比教学内容多不了多少的范围，能掌握较多医学物理学知识的教师并不多。这种知识状况可造成三个不利：其一，不利于开展医学物理问题的研究。没有医学物理知识怎么能思考、发现、选择、研究和解决医学物理问题呢?由于许多教师不具备医学物理知识而限制了他们在这个领域的研究，以致有许多临床医学常涉及的物理问题长期以来得不到解决，职称也上不去。其二，不利于物理学课程改革。没有医学物理知识怎样能联想到涉及医学物理学的课程改革呢?以致长期以来一讲到临床医学的物理学课程改革，大多是埋怨领导对这门课不重视，安排课时太少。把物理学课程改革仅仅停留在增加学时，扩大讲授纯物理学知识的层面上。就是想到改革应联系临床医学需要，教学内容应更多包括临床医学常涉及的物理问题,但因缺少医学物理知识也提不出应纳入哪些具体内容。跳不出仅具有的纯物理知识这个框框，就无法把物理学课程改革引向深入。其三，不利于物理教学。没有较好的医学物理学功底要想完成本文设想的医学物理学内容的教学是困难的。就是现在讲授纯物理知识的教学，连几个恰当的临床医学中常涉及的实例都举不出,怎么能讲好课呢?现行医用物理学教材正是这样。青一色的纯物理理论，多几个恰当的临床医学常用的例子都没有，怎么能让教师教好,学生学好呢?

生物理论范文第7篇

《初中生物教学大纲》提出了对学生生物学习能力的具体要求：“生物学习能力主要指的是学生在进行初中生物知识学习的过程之中，获取生物理论知识的能力、灵活运用所学到生物理论知识的能力、针对某一生物问题进行生物理论实践应用分析的能力.”主要目的就是能够从生物基础知识的学习过程中，逐步培养学生的生物学习思维能力.在这样的背景下，就需要采取一种有效的生物教学模式，来提升学生的生物学习能力.

二、互动型教学模式在初中生物教学中的应用

通过进行互动型教学模式在初中生物教学中的应用，生物教学的授课氛围将更加贴近于学生群体，并可以借助于先进的教学表达形式，创立一个学生和教师交互式的学习讨论环境.与此同时，随着现代教育理论对于知识应用能力要求的逐步提升，将生物基本理论和生物实践应用模式有机融合在一起，已经逐步的发展成为了生物教育模式改革的发展趋势.

通过进行互动型教学模式在初中生物教学中的实践应用，将具有着生物理论有机的整合在一起，加深学生对于生物的理解，成为帮助学生终身学习生物的有力工具，培养学生自主学习、独立学习的能力，进而有效地提升学生的生物理论实践能力，为促进学生的综合素质能力的提升提供帮助.

三、互动型教学模式在初中生物教学中的应用存在的问题

截至目前为止，我国的生物教学仍然采用的是传统的生物教学模式，在这样的教学背景下，生物教学的知识的传递相对比较局限，学生难以将自己在进行学习的过程中存在的不足和不解及时地反映给生物教师，学生也就慢慢的转换成为了生物学习上的被动接受者，严重地影响到了生物教学的教学效果.综上所述，如果难以有针对性地进行生物教学理论实践应用模式的选择，很有可能导致生物教学效率的下降.

通过对互动型教学模式在初中生物教学中的应用模式的解读，不难看出，在生物学习的过程之中，学生才应该是接受生物知识和进行对生物知识思考的主体，只有通过学生自主思考所建构的生物知识体系才是学生自己掌握的生物知识体系.在进行互动型教学模式在初中生物教学中的应用普及的过程中，难以让学生掌握主动的生物理论实践方案，学生所获取的知识的牢固性就会比较弱.针对这样的情况，不难看出，在当今的生物教学中生物理论实践应用过程中，难以充分享受到生物学习的情景和交流，是制约生物教学中生物理论实践应用发展的一大因素.

为了有效地提升生物教学中生物理论实践应用效果，生物教师应当充分的意识到自身的教学任务，在生物教学中生物理论实践应用过程之中，利用自己的生物教学经验和对学生生物学习心理的理解，给予学生充分的指导，杜绝传统的生物教学模式之中机械记忆和背诵的方式，有效地促进互动型教学模式在初中生物教学中的应用效率的提升.

四、互动型教学模式在初中生物教学中的应用策略分析

1.融合多种生物教学理论开展互动型教学模式应用

为了有效地解决我国生物教学中互动型教学模式在初中生物教学中的应用缺失问题，要在课堂上有效地实现了教师和学生之间的互动，有效地提升生物教学中生物理论实践应用效率，也在教学过程之中鼓励学生主动思考来解决生物教学中生物理论实践应用过程中遇到的问题，通过这样的教学方式，有效提升了学生生物理论实践应用的能力，让学生积极的参与到生物学习过程之中来.例如，在进行生物教学中生物理论实践应用练习的过程中，教师可以将《昆虫》之中的各个知识点放在一起，让学生通过和实际生活相联系，提升学生的生物理论应用能力.

2.优化现有的生物教学中互动型教学模式应用结构

通过互动型教学模式在初中生物教学中的应用，可以优化生物教学中生物理论实践应用结构，可以有力地改善传统的生物教学模式之中“以教师为中心”的教学方法.具体的来说，教学中生物理论实践应用教学模式要求生物教师发挥的主要作用是引导作用，要求生物教师在课堂上甘做学生教学中生物理论实践应用的指引者，辅助学生进行教学中生物理论实践应用.

在学生进行生物教学中生物理论实践应用的过程之中，教师应当充分总结出每一个学生进行生物教学中生物理论实践应用的基本特点，制定出符合学生实际特点的生物教学中生物理论实践应用教学模式，并帮助学生形成自觉的生物教学中生物理论实践应用学习态度.例如，在进行生物教学中生物《生物圈中的人》教学的过程中，涉及到“生物圈”这个生物教学中生物知识点，教师可以让学生进行主体的回忆过程，并将关联的理论展示给学生，让学生通过实际的生物教学中生物理论实践应用，在尊重学生主体学习地位的基础上，加深学生对于生物教学中生物理论实践应用的理解，促进学生综合素质能力的提升.

综上所述，为了有效提升初中生物教学效率，就要对传统的生物教学模式进行变革.通过合理利用相关的互动型教学理论，有效转换生物教师和学生之间的地位，使得学生真正成为生物教学中的主体部分，有效地提升学生的生物教学中生物学习的积极性和主动性，有效地提升了学生学习生物的兴趣度，对于学生的综合素质能力有着相当的促进作用.

探讨初中生物教学的优化策略

江苏省镇江新区大港中学212000赵夕珍

新课程标准下的生物课堂，注重学生基础和能力的培养.我们要以帮助学生把握所需要的最基础的生物知识和技能，调动学生学习生物学的兴趣，培养学生运用所学知识和科学方法分析解决生物学新问题的能力.而课堂教学是实施素质教育的主渠道，在课堂教学中如何激发、巩固、发展学生的学习兴趣，提高课堂教学效益，使学生“想学”、“会学”.本文笔者结合这几年的教学经验，从以下几方面谈谈初中生物教学中的一些优化策略.

一、激发学生的学习兴趣

心理学研究表明，人们对司空见惯的现象常常会熟视无睹，而揭示这些现象的本质，却会引起人们的高度注意.生物界绚丽多彩，可作为学生观察、研究的对象十分丰富.我们应该把生物教学的背景扩大到广阔美丽而又蕴含许多奥秘的自然环境之中，让学生生动活泼地学习生物知识，探索生物现象的本质.

例如，在讲述《有机物的制造――光合作用》一节时，最好把注意力放在事实和现象的联结点上，即“在阳光下每一片绿叶都在进行生命活动”.对学生说：“在阳光下每一片绿叶都在进行生命活动，这生命活动在盛夏尤其活跃，没有这种复杂的生命活动，树木便无法活下来.这种生命活动不仅能够决定植物的存亡，而且也与我们人类的生活息息相关.许多科学家利用实验的方法来探索这种奥秘，并取得了很大的进展，然而利用这种生命活动实现粮食生产的工厂化还处于探索阶段.让我们站在前人的肩膀上，仔细想想，这种生命活动是怎样依靠土壤、空气中的物质来生产有机物质的，它又是怎样影响我们的环境与生活的，并畅想‘绿色与我们未来的生活’.”学生听之，有跃跃欲试之感，对大自然的奥秘感到惊异.

二、采取合作、自主探究的教学方式

新课程改革下的教学是合作、自主探究的教学方式的具体实施.合作学习强调学生是学习的主体，要求学生在课程实施中自主、合作地探究问题.教师要充分尊重学生的自和选择权，留更多的时间和空间给学生，强调“合作探究”，学生是学习的真正主人；教师应转变教学观念，以“导演”的身份和“演员们”共同演好这出戏.

例如：在八年级陆地上的动物《蚯蚓》这一课题的教学设计中，我考虑到学生对蚯蚓较熟悉，但对其了解不深，设计了自主学习的课题摘要：①找蚯蚓，去什么地方能找着蚯蚓？你认为它的生活环境怎样？②摸蚯蚓，摸它的背面和腹面有什么不同，你认为造成这种结果的原因是什么？③看蚯蚓，你发现什么？你能正确区分蚯蚓的前端和后端吗？④为什么要保持蚯蚓体壁的湿润？⑤除此之外，你还观察到什么？⑥结合观察的结果，总结蚯蚓与人类的关系.在学习过程中学生自愿结成学习小组，针对提出的问题进行讨论，得出结论.在这节课的学习中课堂变为学生讨论交流的场所，教师及时点评和鼓励，为学生提供展示自我的平台.在活动中，学生学会了自主合作的学习方法，变“要我学”为“我要学”，成为课堂的真正主人.学生在分工与合作中学会共同生活，学知，学做，学会发展，这种合作学习的意义已经远远超过生物学学习本身.这将为学生今后走向社会参加工作创造有利的条件，奠定良好的基础.

三、联系学生的生活实际创设情境

从学生身边入手，从学生已有的生活经验和熟悉的生产实际出发或从学生关心的事情做起，学生会感到亲切、自然、有趣，使学生认识到自己身边就有很多生物学问题，使学生的学习变成一种自我需要，从而唤起学生参与学习的兴趣和热情.

例如，讲“叶绿体中色素的提取和分离实验”时让学生考虑植物体内的某些营养物质如氨基酸等能否用同样的原理提取？能否找到无毒性的溶液分离提取这些色素，用于食品加工？这样，让学生带着生活中的问题走进课堂，使学生认识到自己身边有很多生物学问题，从而学生的学习变成一种自我需要.又如，在教学《血管》一节中，我设置了这样的情境：公路上出了车祸，有一个人受伤，血液成喷射状从血管里流出，这时我们该怎么办？止血怎么止，压住什么部位？用什么东西止血较好？这个描述把学生的注意力牢牢吸引住.之后，我再一一解答.这种学习方式，既可以让学生学习到理论知识，又可以使其了解不同血管出血后的急救措施，达到理论与实践相结合的目的.

四、积极开展生物实验活动

生物是一门以实验为基础的学科，生物教学中实验活动的开展是人类认识和研究生物科学的重要手段，也是生物学教学的一种重要手段.生物实验教学的结果如何将势必会影响到生物新课程标准的执行效果，影响到生物教学质量的提高.因此，对于广大生物教师而言，在学校生物实验室从无到有建成之后，教师就有义务，有必要利用好生物实验室为生物教学服务，通过优化生物实验教学过程，激发和培养学生的生物学习兴趣，体现学生生物学习的主体地位.教师应该在每学期之初，认真研究教材，科学的制定好学期生物实验计划，避免平时生物实验教学的随意性.教师作为生物实验活动的调控者，指导者，其实验操作的规范程度将直接影响到实验教学的效果，教师首先要按照教材中的实验要求，课前自己认真做几遍，确保自己实验操作的规范和熟练.

五、提高运用课堂语言艺术

教师要运用“语言的艺术”，活跃课堂气氛，提高教学效果.如在复习“心脏的结构”时，要求学生把前一节课画的心脏结构简图拿出来，结果好几位学生紧张地在抽屉里乱翻，我很生气，因这是特意布置要夹在书里放好的，这节课还要用这张图学习“血液循环”，本想批评一顿，转而一想，批评只能使学生更紧张，更想不起放在哪，于事无补，不如幽他一默.“可能有几位同学忘了把自己的心放在哪儿？别急，慢慢找！不然，这节课就上不了了.以后可别这么粗心大意，连”心“也忘了带了！”在同学一片善意的笑声中，我又说“把‘心’带来的同学先复习一下心脏的结构.”让学生把心收了回来.用比喻加强记忆，教师要善于挖掘教材中的形象性因素，把教材中所涉及的生物形态、习性和生活环境的内容用生动形象的描绘，恰如其分的比喻，恰到好处的姿态和富有感染力的神情讲授出来，让学生产生如临其境、如窥其貌的感觉，从而引发学生对生命的认识、对大自然的热爱和对环境的关切.在活跃的课堂气氛中，使他们很快进入了学习状态，收到了事半功倍的教学效果.

生物理论范文第8篇

在一些评论家称之为史诗般的伟大巨著《生物学思想的发展》（the growth of biological thought）一书中，迈尔指出：“需要一种新的生物学哲学。这种新哲学将要把功能生物学关于控制论－功能－组织的观点，和进化生物学关于群体－历史程序－特异性－适应的概念这两方面都包括进来和综合起来”。（［1］，p．79）他说，“需要的是一种还没有被人们相信的生物哲学，这种哲学和活力论，和其它非科学的意识形态和不能正确处理生物学现象和生物学系统的物理主义还原论，都是不相近的”。（［1］，p．82）尽管他还说：“虽然这个新的生物学哲学的基本轮廓是明显的，但是现在这种新生物哲学还主要是一种宣言，而不是表达成熟的概念系统的”，（［1］，p．74）但从他对这种新哲学的倡导的各种论文和著作中，我们仍可看到迈尔新的生物学哲学的系统性。下面我们就对迈尔的新的生物学哲学的一些原则作些概括。

1、“物理科学不是科学的合适标准”

迈尔认为，“生物学”一词是19世纪的产物，在19世纪以前，作为科学的生物学并不存在，存在的只是包含在医学中的解剖学和生理学，以及其它的诸如博物学和植物学。牛顿的物理学革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物思想的重大革新是在19世纪和二十世纪才开始产生的。因此，当科学哲学在17世纪和18世纪开始发展起来的时候，或者说，当培根、笛卡尔、莱布尼茨和康德论述科学和科学方法的时候，完全是以物理科学为基础的。在这种情况下，物理科学的思想和方法自然成了评判一切科学的标准，大多数哲学家理所当然地把物理科学看作是科学的范式，认为一旦理解了物理学就能理解其它任何科学。这种传统一直影响到今天。迈尔不无遗憾地说，他书架上那些声称是涉及“科学哲学”的书实际上全都是仅仅论述物理科学哲学的，他们的哲学和方法论几乎完全立足于物理科学，仿佛世界上并没有活生生的有机世界中的种种现象和过程。

鉴于以上这种情况，迈尔指出，应当建立一种摆脱物理主义影响的新哲学。如何摆脱这种影响呢？迈尔认为应当改变科学统一的传统信念，适当强调科学的多元性。生物科学与物理科学具有不同的传统。人们常把牛顿和自然规律看成是与科学共存的东西，实际上，如果考虑16世纪、17世纪和18世纪的思想环境，人们可以发现有对于力学实际上没起什么作用的几个传统同时存在。比如说，草药学家的植物学，维萨里解剖学中的精美插图，到处都有的博物学的陈列室、科学旅行、植物园，所有这些都和牛顿传统无关。生物学研究就包含在这种传统中。所以迈尔认为，“正是这些在牛顿力学以外的科学激励了卢梭的浪漫主义和野蛮人高贵的信条”。（［1］，p．36）又说，“从亚里士多德到现在，科学史是主张生物学自主性的历史，是反对轻率地用力学和定量来说明生命现象的潮流的历史”（［1］，p．38）

主张生物学的自主性，反对物理主义的科学统一观念，就必须驳倒物理主义的理论基础：还原论。物理主义者认为生物世界的自主性只是表面的，从原则上说，所有的生物学理论都可以还原为物理学理论。迈尔认为，还原是徒劳的没有意义的方法。他认为，还原论者所说的还原，实际上有三种不同的含义：组成的还原论，解释的还原论和理论的还原论。其中，组成的还原论认为，有机体的物质组成和在无机世界发现的物质组成是一模一样的；解释的还原认为，人们在没有把一个整体分解成为它的部分，这些部分又分解为这些部分的部分直到阶层系统的最低层次之前，是不能理解一个整体的，具体地说，就是把生命现象都还原到分子水平才能理解生命；理论的还原论认为生物学的术语可用物理学的术语来定义，生物学的理论可从物理学的理论推导出来。迈尔进而指出，除组成的还原可接受外，解释的还原论和理论的还原论都是错误的。因为，阶层系统的不同层次都有新的突生属性出现，所以，尽管阶层系统的较高层次与较低层次都由原子、分子组成，但高层次上的过程常常不依赖于低层次上的过程。迈尔认为，在生物阶层系统的不同水平上有不同的问题，所以在不同的水平上就要提出不同的理论。这样，在从大分子系列一直到细胞器、细胞、组织、器官及其它，每一层次都导致独立的生物学分支产生：分子水平是分子生物学、细胞水平是细胞生物学，组织水平是组织学等等。要充分解释生命现象，就必须研究每一层次，“在较低水平上的发现对于在较高水平上提出的问题的解决通常很少有什么补益”。（［1］，p．70）因此，当有人说“只有一门生物学，这就是分子生物学”时，迈尔认为这说明他们不懂生物学。

当然，在批判还原论时，迈尔并不是根本放弃科学统一的信念。他说：“面对神话和宗教的时候，科学形成了统一的战线。所有的科学虽然在许多方面有区别，但是在致力于说明周围世界这一点上是共同的。科学需要去说明解释，去概括总结，去确定事物、事件和过程的原因。至少在这个范围内，科学是存在统一的。”（［1］，p．35）但这种统一与物理主义还原论的统一是不相干的。所以他说：“物理科学不是科学的合适的标准尺度”。（［1］，p．38）如果说科学一定统一于某一学科的话，那么，这种统一也应当象辛普森所说的那样：“物理学是居于全部科学的中心的科学……只有在生物学这里，只有在全部科学的全部原则都能体现出来的领域，科学才具正能够成为统一的”（［9］，p38）。

2、“规律在生物学中的作用是很小的”

为了进一步说明生物学的独特性，迈尔进一步比较了生物科学与物理科学的理论结构的差别。在物理科学中，规律或定律起着重要的解释作用。一个独特的物理事件的发生通常是把它归并到一条普遍的物理规律中而得到解释的。这种解释方式亨普尔曾把它概括为“演绎－律则说明”模型（又称覆盖律模型），并把它看作是所有科学的解释模式。但一些生物学家通过对生物学理论的分析对这种解释方式的普遍性提出了疑问。迈尔曾提到斯玛特（j．j．c．smart），斯玛特在一本名为《哲学与科学实在论》的书中就声称，不存在与物理理论类似的生物学理论，“甚至不存在任何生物学规律”，因为人们平常所谓的生物学规律通常都有例外，它们并不是真正的规律。（［2］，p．50）

迈尔虽然没有明确地否定生物学中存在规律，但迈尔认为，规律在生物学中并不重要。他曾说，新的生物学哲学“不应该把大部分注意力集中在规律上面，要考虑到在许多生物学理论中，规律实际所起的作用是很小的”。（［1］，p．82）还说：“规律的观念远远没有历史叙述的观念那样有助于进化生物学。”（［1］，p．140）主张生物学中存在规律的生物学家，比如伦施（rensch）曾列出一百个进化的“定律”，这些定律全都涉及自然选择影响的适应趋向。但迈尔认为，这些所谓的生物学规律，其中的大多数都是偶然发生或经常出现例外，或者只不过是“规则”，而不是普遍规律。就讨论过去的事件来说，这些东西有说明的性质，但是除非在概率性的意义上，否则它们是没有预见性的。因此，迈尔认为，“生物学的概括几乎一律具有或然性”，“生物学中只有一条规律，那就是：‘所有的概括都有例外’”。（［1］，p．41）从这里可以看出，迈尔实际上赞同了斯玛特的观点。

按着，迈尔进一步指出，“这种或然性的概念和科学革命的早期观点－自然界是受规律支配的，因此是能够用数学语言表述的－－是鲜明对立的”。（［1］．p41）在传统观点看来，自然规律是用数学语言表述的。伽利略曾说过，自然界这本大书是用数学语言写成的，牛顿在他的力学体系中成功运用了数学。伽利略和牛顿的成功给数学造成了几乎无限的特权，结果就有了康德的著名箴言：“在自然科学的任何分支中包含着多少数学，在其中便能找到多少真正的科学”。迈尔对此很是反感，他认为，“这些看法对涉及到定性的和历史的科学，或者涉及到那些过分复杂而不能用数学公式表示的系统的科学来说是错误的……这种看法造成生物学许多不同领域中产生出轻率而且完全错误的解释。”（［1］，p．43）。

迈尔指出，数学统治着一切科学的思想从一开始就有人反对。首先反对的是彼埃尔·培尔，在他看来，历史的确定性并不比数学的确定性低人一等，只不过性质不同罢了。历史事实，比如地球从前存在过恐龙，这是和任何数学定理同样确切的。博物学是反对关于科学的数学观念的第二个根源。博物学的各个部分太复杂，因此不能应用数学，在这里，观察和比较是合适的方法。达尔文的进化论没有数学，但它也是科学。

迈尔认为，生物学之所以不需要数学，生物学的概括之所以几乎一律具有或然性，原因在于，生物学努力描述的事件在某种意义上是特异的事件。任何生命都是与历史相关的，都是长期进化的结果，而特异性是进化历史上任何事件的显著特征。生物事件是特异的，因此，进化生物学中的解释就不可能象物理科学那样是由“理论”或“规律”提供的，而是由“历史叙述”提供的。迈尔很赞赏冈奇（t．a．gondge）如下的一段话：“在讨论生命历史上具在重大意义的单个事件的时候，叙述性解释进入了进化生物学……叙述性解释的建构一点也没有提到一般规律……进化过程中的事件不是某种事件的例子，而是单独发生的事，是某种只发生一次，不能（以同一方式）再发生的事情，这时就要求叙述性解释……历史性解释构成进化理论的基本部分”。（［1］，p．77）

实际上，迈尔认为，规律的观念从哲学上说是本质主义的必然结论。本质主义是由柏拉图发展起来并一直支配西方思想界的哲学思潮。迈尔从生物学事实出发，坚决反对这种本质主义，而主张与本质主义对立的群体思想。群体思想认为，世界上真正重要的东西是个体而不是本质。许多生命现象，特别是种群现象，是以高度的变化为特征的，进化的速率或物种形成的速率彼此的差别可以有三到五个数量级，这种变化程度在物理现象中是很少有记录的。物理世界中的实体（如原子和分子）具有不变的特性，而生物实体却以可变性为特征的。生物实体这种特异性告诉我们，必须用和研究完全均一的无生命的东西完全不同的精神来研究生物实体组群。这种新精神在迈尔看来，就是强调定性、独特性和历史在生物学中的作用，实际上也就是他的新哲学。

3、“科学进步主要是新概念或原则的发展”

既然规律在生物学中并不重要，那么，作为科学的生物学是如何存在和发展的呢？迈尔认为，生物学虽不象物理科学那样提出规律，但生物学家常把他们的概括总结为概念框架。有人可能会说，规律和概念的不同，只不过是形式上的不同，因为每个概念都能转换成一个或几个规律。迈尔认为这种说法即使在形式上是正确的，这种转换在进行真正的生物学研究时也是没有什么价值的，因为“规律缺乏概念所具有的灵活、启发的用途。”（［1］，p．46）

既然生物学家常把他们的概括总结为概念框架，那么，生物学的进步实际上在很大程度上只不过是这些概念或原则的发展。虽然新事实的发现也是科学进步的重要象征，但是在生物学中，概念的改进要比新事实的发现更能有效地促进我们对世界的理解。他说：“新概念和概念的多少带有根本性质的变化，和事实及对事实的发现比较起来，常常具有同等的、甚至是更重要的意义”。（［1］p．26）

迈尔认为，概念的改进及新概念的提出之所以能引起生物学的进步，原因就在于这些概念可以帮助澄清从前生物学的混乱局面，引起新理论的形式和数不清的新研究。根据生物学的发展，迈尔提出了改进概念的几种方法：（1）消灭无效的理论和概念；（2）消灭不一致和矛盾；（3）从其它领域输入；（4）消灭语义混乱；（5）对立概念的折衷融合。

总之，迈尔认为，“生物科学中的进步并不是以个别的发现（不管这项发现多么重要），也不以新理论的提出为特征，而是以新概念的逐渐的、但是决定性的发展和那些从前占统治地位的概念的抛弃为特征”。（［1］，p．880）

4、远因的研究与近因的研究同样重要

在谈到生物学与其它科学的关系时，迈尔主张应适当强调科学的多元性，认为物理主义的统一观是错误的，生物学本身是一门自主的科学。同样，在谈到生物科学本身的特点时迈尔认为，生物学本身也不是均一的、统一的学科，而是一门非均一的、多样性的学科。因为生物学研究可划分为近因的研究和远因的或进化的原因的研究，前者是功能生物学的课题，后者是进化生物学的课题。（［1］，p．73）

迈尔认为，功能生物学关心的是从分子到器官到整个个体的结构元素的活动和相互作用。功能生物学家们反复要问的问题是“怎么样？”某种结构的成分如何运行？如何行使其功能？功能生物学家试图孤立所研究的特殊对象，在具体研究中针对的是单一个体、单一器官、单个细胞或细胞中的某个部分。他们试图消除或控制所有的变异因子，在恒定或变化的条件下重复实验，直到确信并清楚研究对象的功能为止。功能生物学家基本上与物理学家和化学家一样，主要手段是实验。实际上由于把所研究的现象从错综复杂的机体中充分地孤立出来，就可以满足纯理论实验的理想。虽然这种方法有一些局限，但功能生物学家为了达到其特殊目的而采用的简化手段是完全必要的。

进化生物学所关心的问题和应用的方法有所不同。进化生物学的基本问题是“为什么？”这里的“为什么？”指的是历史上“怎么来的？”每个机体，不管是个体还是物种，都是漫长历史的产物。这个历史可以追溯到二十亿年以上。离开了历史背景就很难充分了解机体的结构和功能。进化生物学家的首要任务就是探寻现有机体的特征特别是适应的原因。他注意到有机体的繁复多样，他要知道形成这种繁复多样的理由，以及形成这种状态的途径。

很显然，功能生物学和进化生物学研究的因果关系是不同的。功能生物学家关心的是“近因”，而进化生物学关心的是“远因”或“进化的原因”。近因关系到有机体及各个部分的功能和发展，而远因、进化的原因或历史的原因试图说明为什么有机体就是那个样子。有机体之所以具有近期的和远期的这两种不同的原因，是因为有机体有遗传程序。近因所要涉及的就是去解码一个个体的遗传程序，远因所涉及的是在时间进程中遗传程序的改变以及这些改变的原因。

迈尔认为，物理科学中只有近因的研究，因为：“为什么”的问题在“为了什么”的意义下对于无生命的客体是没有意义的。与此相反，在生命世界中，“为了什么”的问题具有很大的方法论价值。所以，迈尔认为，生物过程的意义可以通过两种方式提出问题：首先问产生生物过程的生物结构的功能，其次也可以问造成生物过程的起源和进步的原因。这样，进化生物学家要想分析进化的原因，就必须经常提出为什么的问题。

迈尔指出，所有的生物过程都具有近因和进化的原因。在生物学的历史中，许多混乱都是因为作者单单注意近因或者单单注意远因所造成的。事实上，在迈尔看来，物理主义者的错误就在于只看到了生物学中近因的研究，而没有看到远因的研究，所以才把生物学与物理学等同。迈尔认为，新哲学应该把两者统一起来，应该看到，进化原因的研究和近因的研究一样是生物学的合法部分；在生物学中，“除非近期的和进化的原因两者都得到阐明，否则就不能完满地解决生物学问题。”（［1］，p．79）

5、新生物学哲学：与后现代主义合流

当然，迈尔还论及生物学的其它一些哲学问题，比如物种的本质问题，自然选择的目标问题等，但其哲学的基本原则就是我们上面所论及的那些，用迈尔自己的概括即是：

（1）只有物理的和化学的理论不能保证完全理解有机体；

（2）应该充分考虑有机体的历史性质，特别是考虑它们具有从历史上获得的遗传程序；

（3）在从细胞起的绝大多数阶层系统水平上，个体是特异的，个体形成了以变异为主要特征的群体；

（4）有两种生物学：提出近因问题的功能生物学和提出终极原因问题的进化生物学；

（5）概念的建立、成熟、修正和（间或是）概念的摈弃支配了生物学的历史；

（6）生命系统复杂模式是按照阶层系统组织起来的，新事物的产生是阶层等级系统的较高等级的特征；

（7）在生物学中，观察和比较是与实验完全一样的科学的和富有启发性的方法；

（8）坚持生物学的自主并不意味赞成活力论、直生论或者其他和化学或物理定律相冲突的理论。

可以看出，迈尔新哲学实际上就是强调生物学自主性的哲学。从本世纪50年代以后，科学哲学从实证主义走向后实证主义和反实证主义，其中一些人从科学史的角度出发反对实证主义，另一些人则从具体自然科学的哲学总结中反对实证主义，迈尔就属于后者。迈尔的新生物学哲学很显然也和后现代主义哲学思潮在一些观点上是一致的（比如反对本质主义，强调个体的独特性和重要性等）。

参考文献

［1］迈尔，《生物学思想的发展》，刘jùn＠①jùn＠①等译，湖南教育出版社，1990年版。

［2］j．j．c．smart，1963，philosophy　and　scientific　realism．london：routledge　and　kegan　paul．

生物理论范文第9篇

达尔文理论提出的首要问题最终归结于物理：生物有某些性能，似乎能够把它们同其他惰性物质聚合物分开。它们有许多不同的组成部分（根据生物适应的实例），可以依据功能相互协调。这是关键属性：它们很像经过设计的物体，就像工厂和机器人那样。例如，眼睛的睫状肌和水晶体，它们协调得天衣无缝，我们才能看得见，就像一台高性能相机的光学元件。在现代生物学中，这叫作外观设计。这种性能曾被苏格拉底描述过，1802年，威廉・帕利也给出了神学方面的表达，他把上帝比喻成“钟表匠”。

更广泛地说，生物就像工厂运作和机器人一样，必须具有非常高的精确度来进行物理转换，一直重复并且十分可靠。和工厂不同的是，所有生物都依赖一种非常奇特的发明：活细胞。细胞可以自生，从核心角度讲，即产生新细胞的过程中能够如实地复制细胞DNA上面的遗传信息。我们发现，这种能力也存在于自然界的其他地方，甚至在人类技术上。举个十分简单的例子，就好像用3D打印机打印人体的一些零件。

生物的这些特性为什么构成了一个物理问题？关键在于，在物质世界中，什么可以发生和什么不可以发生是由物理定律决定的。例如，不管投入多少资源，永动机是不可能建成的，因为它与物理定律相悖。反言之，宇宙中的生命之所以能够存在，是因为符合物理定律。

但我们的物理定律只存在于某些基本的物质，如简单且种类繁多的化学物质。这些物质本身不能反复地进行高精度转化，它们似乎也不发挥任何作用。即使产生了转化，也不是精准可靠的：会损失或出错，耗尽能量，等等。换句话说，物理定律不包含这些精确转化的内在机制，尤其不包含能够带来这种转化的生物适应装置。从狭义上说，这些转化没有经过设计。因此，对物理描述范畴之内的生物来说，问题在于它们可以进行各种高精度的转化，这显然不符合物理定律。

那么，如果生命不是一个有意的设计过程的产物，生物又是如何进化的呢？达尔文理论提出了这一问题，通过解释变异和自然选择引出了外观设计。但这本身跟解释空缺无关（尤其从现代版达尔文理论――新达尔文主义――可以清晰地看出这点），其核心是复制，或者说携带DNA的基因通过转化遗传给下一代。此外，生物体内的复制十分精准，细胞自生也是如此。总之，理论假定了某些精准物理转化的可能性，而这正是非设计物理定律未能提供的入门套件。

难题在这里出现了。生物复制和自生事实上是协调得惊人的物理转化，这就要求我们必须解释它们是如何在如此简单且非设计的物理定律下运作的。这种额外的解释虽然不包括在进化论内，但可以从本质上为进化论解释生物是如何在无意的设计过程中进化的，即填补了解释空缺。

事实证明，这样的解释是难以用当下流行的物理方法得出的。后者可以在以后预测物理系统会做什么（或可能做什么）时，给予一定的初始条件和运动规律。但是将运动规律应用于粒子，在表达外观设计、复制、自生和自然选择方面是一个棘手的方式。这些过程十分复杂，涉及无数相互作用的粒子的集合运动。

不止如此。即使我们能预测――根据特定的动力学定律和初始条件――粒子可以聚集，以便在特定的时间内形成一头山羊，也根本不能解释山羊是否是不需要设计就可以产生的。我们都知道，山羊的设计可以在初始条件或运动规律下被编码。在一般情况下，我们必须解释山羊是否以及如何在非设计物理定律下产生，而不仅仅是根据现存的一些物理定律和初始条件，预测它将会（或可能会）发生什么。

当下流行的概念已经促使很多物理学家得出“物理定律必须适用于产生生物适应”这一结论，包括1963年诺贝尔文学奖得主尤金・维格纳和量子物理学家戴维・玻姆。这是一个惊人的错误。如果这是真的，物理理论就必须在初始条件、运动规律，或两者共同作用下，增加“设计”这一概念，而达尔文进化论中全部的解释就会被丢掉。

那么，如果这个概念提供的工具不够充足，我们该如何根据非设计物理定律解释复制和自生是可行的呢？

这就要用到物理学的一个新基本理论：构造理论。构造理论是一种新型解释模式，由牛津大学物理学客座教授大卫・多伊奇提出。他率先应用了量子计算机理论。通过构造理论，多伊奇概括了一些导致先前想法的见解，并将它们应用到整个物理学中。

在构造理论中，物理定律根据任务可行性（包括任意高精度、可靠性和重复性）的制定，说明哪些不可行及其原因，而不是根据运动规律和初始条件说明什么会发生，什么不会发生。如果一项任务违背了物理定律，那它是不可行的;否则，它就是可行的。这意味着一项任务的构造者：一个导致任务发生并保持重复能力的对象。汽车工厂、机器人和活细胞都精准地与构造者相似。

这一观点的巨变与根据初始条件和运动规律的通用解释保持一致，但使物理学能解释更多的现象。现在，要注意的第一件事就是这个框架如何自然地允许我们表达生物学问题。准确地复制和自生符合非设计物理定律（即不包含生物适应设计的定律）吗？结合进化论的构造理论，研究者对这一问题给出了明确肯定。

也许这听起来像一个真理：很明显复制和自生确实发生了！但生命的构造理论解释了更多。例如，它回答了这一问题：因为物理定律都是非设计的，准确的自生和复制确实存在于生物体内，都需要进化论，什么条件能使这些构造者和非设计物理定律之间相互兼容呢？

首先，人们为精准的构造者的操作设置了必要特征，就像一家汽车制造厂要遵循一定的规定。事实证明，这种机器必须遵循一个“配方”――一个基本指令的顺序――来执行任务，并纠正中途出现的任何错误。这些指令很简单，在执行过程中不需要任何特殊的设计，它们是一种转化，与非设计物理定律完全兼容。

事实上，汽车制造厂有详细的步骤说明，“配方”是工厂的一部分，即使它没被写入非设计物理定律。持续了数百万年的高精度构造者，“配方”也一定被复制了很多次。因此，对这些构造者来说，“配方”上的信息必须是数字化的，复制后有可靠的误差修正机制（如果不是数字化的，就会在检测错误方面存在基本的限制，这将增加对准确性和可实现弹性的错误和限制）。

一个自生细胞也必须做到这些。亲细胞包含一个DNA“配方”，所有指令用来构造新细胞。这意味着发生准确的自生需要两个步骤：利用逐字母复制和误差修正，亲细胞可以把“配方”的高保真副本植入新细胞中;然后根据“配方”，在其余的细胞上构造复制机制。20世纪40年代，匈牙利物理学家约翰・冯・诺依曼最先发现了这一逻辑，当时他正在研究细胞自动机，以便用于离散计算模型。构造理论表明，这是精准的自生和非设计定律之间唯一可能存在的逻辑。

在基础物理方面，构造理论给了“配方”一个精确的描述特征。它是被数字编码的可作为构造者且具有弹性的信息，这种能力一旦被实例化在物理系统中，就会一直保持。在构造理论中，这被称为“知识”（这里指的不是人们通常使用的那个术语，它仅仅表示这种特殊的带因果关系和弹性的信息）。而对各类生物（一般意义上的精确构造者）特性解释最主要的一点是，它们包含这种“知识”。

此外，根据必要的“知识”，任何不被物理定律禁止的转化都可以实现，是构造理论的一个基本观点。要么被物理定律禁止，要么可行，除此之外没有第三种可能。这就解释了进化的另一方面。根据相关“知识”和数字化“配方”的实例，在不受限制的情况下，甚至可以产生更优良的构造者。

从构造理论的角度看，早先的进化历史就是一个漫长的、不准确的、非目的性的建造，最终从没有任何内在的基本事物中产生了承载“知识”的方法。这些基本事物是简单的化学物质，如短核糖核酸链，只能执行低保真度的复制，不承担外观设计，因此允许由非设计物理定律控制的前生物环境存在。

生物理论范文第10篇

虽然关于进化的定性描述以及观测到的相关现象和性质已经建立起来，但是完整的量化普适进化动力学理论并不存在。汪劲教授领导的研究小组提出了一个新的普适进化理论。这个理论包括两个基本要素：进化过程产生的适应度势景观和环流进化驱动力。进化可以看作在适应度势形成的“山峰”和“山谷”景观中穿越的旅行路线；环流使得生物种群的进化沿着适应度势景观以螺旋方式前进。

进化论可以解释生物系统为何和如何随时间改变，但是关于生命的故事中仍有许多未解之谜，比如生物界为什么普遍采用有性繁殖来繁衍后代。传统的进化论强调生物系统适应物理环境的过程。而真实的生物进化，是由物理环境和生物环境共同决定。但是，如何考虑复杂的生物环境的影响，一直是传统进化论中没有解决的难题。

该研究的关键性突破是，通过引入“流”的概念，揭示和量化了生物相互作用所导致的进化驱动力。汪劲教授解释说，在新理论中，进化过程中形成的“势”（物理环境）与“流”（生物环境）景观好比是进化驱动力的“阴阳”两面，类似于量子世界中的波粒二象性，或者是决定电子运动的电场与磁场。该研究发现，同种群或种群间生物个体的相互作用会导致“流”的产生，即使物理环境保持不变，在“流”的驱动下进化可以永无止境。

这一发现为解释“红皇后假说”提供了理论依据。该假说指出，生物体需要不断进化以适应协同进化的生物环境，即，协同进化也可以导致无止境的选择压。在英国作家路易斯?卡洛尔的《爱丽丝镜中奇缘》中，红皇后对爱丽丝答到：“在这个国度中，必须不停地奔跑，才能使你保持在原地。”进化生物学家利 范 瓦伦于1973年借用红皇后颇有禅意的回答提出红皇后假说，恰如其分地描绘了自然界中激烈的生存竞争法则：不进即是倒退，停滞等于灭亡。自然界中，物种之间形成非常复杂的相互作用、相互依存的协同进化关系，由此导致的诸多现象，可通过红皇后假说得到解释，包括有性繁殖的起源问题。有性繁殖是生物体抵御寄生物入侵的有效策略。与寄生物之间的协同进化可以为生物体维持遗传变异，通过有性繁殖过程中的基因重组，生物体能够获得更多的多样性特征。在与寄生物之间的生存竞争中，某些先前不必要的特征可能会突然变成决定生死的关键，进而使生物体通过有性繁殖获得生存优势。

在共生的世界里，没有对“最适者生存”的保证，为了生存必须不停地“奔跑”。