生物科学定义精选(九篇)

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第1篇：生物科学定义范文

关键词：教学改革；自主学习；以学生为中心

中图分类号：G642.0 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）033-000-01

《商务定量分析》是将《管理统计学》与《运筹学》两门管理类专业的专业基础课内容按照企业经营管理活动的需要整合而成的课程，课程内容涵盖描述统计、推断统计、预测分析、规划分析、决策分析等基本定量分析知识，注重培养学生理性思维发展，锻炼学生深入研究问题的素养和撰写分析报告的能力，为其今后在管理岗位的进一步发展打下基础。但是，《商务定量分析》通常在学生学习了高等数学、线性代数、概率论及数理统计等数学基础理论课程后开设，学习过程中需要学生具备一定的数学基础，这就造成了部分数学基础较为薄弱学生在学习过程中感到课程有一定的难度，以致于产生厌学态度，而同时学有余力的学生又希望深入学习，因此在传统的“以教师为中心”教学理念下的教学活动使得课程的教学效果大打折扣。

“以学生为中心”的教学理念提倡“让学生自己去发现和创造知识”，由传统的“课堂、教师、教材”向“学生、学习、学习过程”的转变。承认学生的个体差异，教师通过多种教学手段引导学生自主构建学习体系，在教学过程中不断通过教学评价了解学生的学习效果，不断改进教学，提高教学教学效果。

基于以上两点，在《商务定量分析》课程从课程内容设计、教学方法和手段、教学评价等三个方面进行了一系列的探索。

一、以实用性为原则构建课程内容主体框架

《商务定量分析》课程教学目的在于从实用性角度培养学生从事管理类岗位的基本职业素养和能力，因此课程内容也主要围绕企业经营管理活动相关内容而展开，内容涉及面较广，注重知识的应用，理论够用即可。因此课程多与实际经营活动中的案例相结合，通过实景式学习背景激发学生学习的热情，打破传统的统计学、运筹学只注重理论忽视应用的模式，让学生在学习的过程中能够切实感受到知识的实用性，从而产生浓厚的学习兴趣。

但是少部分学生也有继续深造研究的需要，因此对于这部分学生，可以在教师的指导下完成课程延伸知识的学习，完成下一步深造的知识储备。

二、多种教学手段相结合促进学生自主学习

引导学生自主学习、构建学习体系是“以学生为中心”的教学目的，因此教学目标设置、教学材料组织以及教学方法运用方面都应围绕该目的展开。

1.明确教学目标促进学生自主学习

根据学生的个体水平在每个知识模块中设置基本目标、提升目标以及晋级目标等三个等级的教学目标，三个学习目标的学习难度是逐渐增加的。教师在学生开始学习每个模块之前都会对该模块的三级学习目标做出提示，以便于学生在自主学习过程中参照三级学习目标进行有针对性地学习和训练，在模块的总结和复习中有目的的对学习内容进行回顾，满足不同基础的学生的学习要求。

2.基于基础理论应服务于知识的运用的原则设置教学内容

教学内容弱化传统教学中对于统计学、运筹学中定理、公式的推导过程而注重于数据分析方法的应用，相关理论做到够用即可。与此同时，通过教师对知识的进一步梳理，在传授知识的同时侧重于学生解决实际问题的能力，各模块的课后思考题和作业的设置既能够让学生牢固掌握基础理论知识同时又能够通过较为复杂的案例分析完成对基础知识应用能力的提升锻炼，这就要求教师在教育教学环节对各模块的知识体系做出详尽的分解，合理设计教学内容、教学环节。

3.丰富多样的教学材料拓展学生的专业知识

围绕学生的兴趣，从经济、生产、质量、物流、人力资源、财务等多方面丰富教学材料，让学生在阅读教学材料的同时对企业经营管理有宏观的认识，从学生个人的兴趣角度出发，有针对性地选择他们所感兴趣的专业知识进行深入的思考和探讨，告别传统教学中由一本教材贯穿整个课程的教学模式。这对教师的课程准备工作带来了新的挑战。

4.多种教学手段辅助教学过程

传统的教学往往是教师讲，学生听的模式。以学生为中心的教学中则可以采用小组讨论、辩论、案例讨论、角色扮演等多种以W生为主的教学手段，在教师的组织下完成学生通过自主学习就能够完成的内容，而教师在课堂上的讲授将主要围绕学生自主学习过程中遇到的难点问题给予及时的指导。其次，运用信息化手段将教学目标、教学材料、教学内容设计可以满足学生随时随地学习的愿望，是实现自主学习的必要支持手段。

5.重点强调计算机软件的使用技能

当今社会，计算机已成为人们工作中不可缺少的工具，在数据分析领域，计算机的作用更是重要。学生在校学习期间如果能掌握一到两种计算机分析软件，将会为他们未来的职业发展奠定良好的基础。因此在课程的教学过程中，避免了让学生进行长篇累牍的手工计算，取而代之的是常用的计算机软件完成复杂的数据处理和分析功能，如Microsoft Excel、SPSS等软件的学习都能够起到让学生开阔视野的作用。而且当今的学生具备很强的自学能力，他们完全可以在教师的指引下，通过教学材料的自学、网络搜索、讨论学习等手段初步掌握这些软件的使用。

三、合理的学习效果评价及时反馈教学效果

根据各个学习模块的不同特点设定合理的学习效果评价体系，一方面为学生自测学习效果提供了依据，另一方面为教师进一步改进教学方法提供了依据，是学生学习过程的重要组成部分。在教学组织过程中要注意学习效果的及时反馈才能起到应有的效果。学习效果评价机制可以采用学生自主测评、师生互评、生生互评等多种渠道展开，通过学习过程中的反馈、案例讨论报告、随堂测试、学生自主学习汇报等多种手段实施，其目的都是掌握学生自主学习的动态，及时地纠正偏差。

教师们经常感叹现在的大学生与以往的大学生不一样了，那是因为环境在变化，学生也在变化，因此教育教学手段和方法也要随之而改变，其目的都是为了更好地培养培养具备创新意识的现代人才，因此“以学生为中心”的教育教学改革在大学教育中任重而道远，值得我们不断地深入挖掘教育的潜力。

第2篇：生物科学定义范文

【摘 要】本文从培养学生的科学思维方式、科学精神、实验能力和信息搜集能力诸方面论述了高中生物教学中科学素养培养问题。

关键词 高中生物；科学素养；教学

高中生物课程《标准》在“课程设计思路”中明确提出，在高中阶段设置必修和选修模块是为了满足学生多样化发展的需要，有助于拓展学生的生物科技视野，增进学生对生物科技与社会关系的理解，提高学生的实践和探究能力，满足学生多样化发展的要求。其中对生物科学素养的定义为“生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力、以及相关的情感态度价值观。它反映了一个人对生物科学领域中的核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。”

一、让学生体验科学发现的过程，具备科学的思维方式

高中生物教科书中明确提到，学习高中生物时，我们应该注意研究过程，学习研究的方法。我们要培养学生的科学素养，就必须重视对学生科学思维能力的培养，注重学生在学习过程中的表现，而不是像以前一样，只是看学生的考试成绩。

例如，“生长素的发现”，“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”结果，以强有力的证据证明DNA是遗传物质，这是让学生掌握科学过程的一个很好的例子。“生长素的发现”在讲授时，我们可以使用多媒体演示，变抽象为直观，指导学生进行必要的观察推理和想象，体验的过程中，研究科学家的思维过程。

二、重演科学史，培养学生的科学精神

科学精神是人们在工作，学习和生活中表现出来的毅力，勤奋的工作态度和价值观。许多科学家和科学史的智慧结晶，包含科学探索，积累的科学史实，科学的研究方法和科学思想，使学生能接受科学的方法，科学精神和科学启蒙方面的熏陶。这是高中学生的科学素养中最重要的组成之一。在课堂中重现科学家们经典实验的设计过程，让学生重复科学家探索的思路，使知识成为学生再发现和再创造的过程，培养学生的探究能力。例如，细胞膜的结构和功能，光合作用的研究，研究和动物激素等的概念。生物科学史是一个非常有价值的教育资源，其中的许多例子，反映科学教育的精神，是培养学生良好的材料。例如，孟德尔经过8年，经历了无数次的杂交实验，他终于作出分离基因和基因的自由组合定律。达尔文冒着生命危险做全球生物调查，最终写出伟大的进化杰作《物种起源》。通过科学历史教育，可以发展学生的科学精神，也能激发学生的民族自尊心、自信心、自豪感和凝聚力，学生的爱国主义和情绪，从而实现提高学生生物科学素养的目的。

三、培养学生的生物实验能力

生物科学素养的提高需要依靠对学生实验能力的培养。科学研究表明，如果学习的内容尝试后，只听三小时，能记得60％；如果你听了看了三个小时后，能记得80％；如果听了看了并且动手做三小时后，能记住90％。可见，生物课程学习中实验是十分重要的。实验教学主要培养学生观察实验、收集和处理信息、数据处理等方面的能力，帮助学生积累实验设计、质疑、推理、归纳和演绎的科学方法等应用体验，学生必须要实事求是的记录，整理和分析实验数据，定量表达结果等。《标准》说，学生应正确使用显微镜、生物实验和仪器等常用工具，实验操作能力必须具备。

需要注意的是，安全使用实验器具（如解剖器具、玻璃器皿、酒精灯等）和实验药品（酒精、酸、碱等），在实验中是不能忽视的，教师应强化这方面的实验安全教育，帮助学生树立安全实验观，提高他们生物学实验的基本技能。

四、培养学生收集信息的能力

我们在信息时代，获取信息，处理信息体现的是一个人的能力，也是适应社会发展的需要，信息的搜集和处理能力的高低已经成为学生的一个基本的科学技能，因此，在生物教学中，学生收集、处理信息的能力，也是有效鉴别学生科学素养的重要手段。

获得各种信息渠道，在一般情况下，有两种方法：一种是取得个人的经验，而另一种是间接获得。第一种通过实验、观察、测量信息可以直接得到；通过参观、访问的信息和方法来获取信息是间接的。如以近亲繁殖“危险”的调查，间接收集信息作为一个例子来说明：第一，学生可以参观医院，医疗中心，了解一些近亲家庭的危害。第二，学生可以访问互联网上的信息，以获取相关信息。碘对动物生长发育影响的探讨，可以让学生在家里做探索实验，获得直接的信息。

信息的处理是一个重要的工作，它直接关系到结论的正确与否。因此，在信息的处理过程中，我们应该注意对收集的信息进行加工处理，鉴别其是真实的还是虚假的，其是否是超过时效的，已经过时没有用的，这样我们才能筛选出有价值的信息，使学生能够获得既正确可靠又系统规范的信息。另外，教师要教给学生处理各种信息的工具，如数理统计方法，逻辑思维方法，判断、定义、推理、归纳方法，还有各种分析图表、各种统计图、流程图的绘制等。

总之，在生物教学中，学生科学素养的培养，不是一朝一夕的事情，也不是一时半会的训练就能达到并融会贯通的，而是一个系统的教学过程。因此，从基础做起非常必要，对学生科学素养的培养和训练在每一个环节都不能马虎。

参考文献

[1]梁振.在高中生物教学中培养学生的生物科学素养[J].文理导航,2011.04

第3篇：生物科学定义范文

一、关于科学素养的认知

我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代，未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科技产品的创造者或生产者，而几乎所有的人都将是科技产品的消费者。他们在个人生活和社会生活中，要去面对各种各样与科学相关的问题，并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。

(一)科学素养概念的提出

20世纪60年代以前，中学科学教育并不强调“科学素养”。随着60年代的理科课程改革的浪潮，人们才提出了科学素养理念。70年代初期，在一些教育发达国家的中学自然科学课程中就提出了科学素养的理念，并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后，这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同，成为当今理科课程发展的一个共同趋势。对科学素养的解释，因时代而有所不同，并且随着时代的发展而发生认识上的变化。即便是在同一个时代，不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此，目前尚没有一个严格的、统一的定义。国内现在多数人认可的解释是：科学素养是指了解进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。由此可见，科学素养包括了两个不同的方面：一方面是对科学知识、态度情感、价值观及科学技能的掌握情况；另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。还有一些人认为，科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况，自然科学的核心基础应该包括：①学生理解基本科学现象、规律，以及科学原理是如何用于技术领域之中的；②学生以在学校的学习为基础，形成终身学习的基本能力和习惯；③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象；④学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观，并以此来指导自己的行为；⑤学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式。

不同的学生在学习自然科学时会表现出不同的天赋和特点，有些学生在学习理科时能表现出很强的数理逻辑优势，有些则会在理科的学习中遇到困难。现代科学教育强调面向所有学生，旨在培养所有未来公民科学素养。因此，对不同的学生来说，科学素养应该有不同的要求。但不论要求的差异如何，科学教育都要使这些学生在原有的基础上得到发展，达到一个最基本的要求。一个具有科学素养的中学毕业生不一定要以科学或工程技术为职业，然而每个公民必须具备科学素养，才能使他们在面对日常生活中的科学现象、事件和观点时，能够运用科学的原理和方法去做出判断或决策。

(二)具有科学素养的人

严格地定义科学素养会有一些困难，因此一些专家和科学教育组织回避去直接定义科学素养，而是用对具备科学素养的人进行描述，间接地解释这一理念。如具备科学素养的人应该：①具有良好的科学态度和科学情感，包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度；②掌握了科学的基本概念和原理；③具有基本的科学探究能力，及对事物的观察能力，思考问题的能力，创造性地解决问题的能力，具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。

科学素养理念的提出，为中学自然科学课程指出了新的方向和任务。理解这一理念，将有助于生物学教育工作者更好地去制定和实施中学生物学课程方案。

二、关于生物科学素养的认知

“科学素养”是20世纪90年代以后许多国家的教育家在课程改革中的共同声音。它已成为我国新一轮理科课程改革的基本目标。在理科课程分科设课的国家、地区或学校提高学生“科学素养”的目的是由各分科课程——生物学、物理学、化学等来共同完成的。中学生物学课程要担负着培养学生科学素养的重要任务。

(一)生物学素养概念的提出

1993年，美国BSCS(生物学课程研究所)出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南，对生物学素养作了详尽的论述，并把它作为生物学课程的基本目的。BSCS认为，一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认知和理解，对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解和掌握，是生物学素养的基本要点。BSCS还具体地描述了一个有生物学素养的人应能表现出的具体特点：他应能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念；了解人类对生物圈的影响；领悟科学探究的过程，知道历史上生物学概念的发展。他应该对科学探究、生物的多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度，对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观。他应该能够对自然界的现象提出不同的问题，具备创造性的思维；知道如何正确地利用科学技术；能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策；能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。

我国是在2001年教育部颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中将生物科学素养的概念正式引入中学生物学课程的，并将它作为初中生物课程的主要目的。《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中指出：“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的，以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。”《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》还将“提高生物科学素养”作为课程的基本理念加以论述。将提高生物学素养作为课程的主要目的和基本课程理念，标志着我国生物课程有了重大变化，这有助于将我国生物学教育提高到一个新的高度。

(二)生物课程标准中的生物科学素养

2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》对于生物科学素养的解释是：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”

课程标准提出“提高学生科学素养”的理念，是期望学生通过生物课的学习能够在以下四个领域得到发展：

1.科学态度和科学的世界观

科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。科学态度包括：①好奇心。生物学教师的任务就是培养学生对科学现象产生好奇，并将这种好奇心转变成对科学和对学习科学的积极态度。②诚实。在生物学教育中，培养学生诚实的品质就要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西，而不是他想象中应该是的东西，也不是他认为老师想要的东西。③合作。团体成员之间的合作意识是科学精神的重要组成部分。④创造力。创造力一般分为两种：一种是特殊才能的创造力，主要是指科学家、发明家和艺术家等杰出人物的创造力；另一种是自我实现的创造力，它指的是对人类社会和其他人来讲未必是新的东西，但对自己来说是初次进行的、新的、前所未有的认识或创造。培养中学生的创造力主要是要求学生能够进行独立思考的创造性学习。因此，中学生的创造力主要是自我实现的创造力。

科学的世界观是指科学家对科学有一些基本的信念和态度，主要包括：①科学认为世界是能够被认知的，世间的万事万物都是以恒定的模式发生和发展，只要通过认真系统的研究都可以被认知。②科学知识是不断变化的，知识的变化是不可避免的。有些新的发现会对已有的理论构成挑战，从而要不断地对这些理论进行检验和修改。③科学虽然处于不断变化中，但这种变化只是处于缓慢的修正之中，绝大部分科学知识是非常稳定的，所以科学知识的主体具有连续性和稳定性。④科学不能为一切问题提供全部答案。人类面临的很多问题，是由政治、经济、文化和环境共同决定的，科学只是其中的因素之一。

此外还有爱国主义教育，包括积极培养热爱大自然，珍爱生命，爱家乡、爱祖国的情感，正确理解人与自然和谐发展的意义，从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。

2.科学探究方法与技能

科学探究不是仅仅属于科学家的方法和技能，它也是学生学习科学的有效方式之一。学校的科学探究活动通常是指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。学生们应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。学生进行探究的真正意图，不仅在于掌握生物学知识本身，而更重要的是要让学生学会科学探究的一般方法，让他们亲身体会科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题，并以此渐渐地养成探究的态度和方法。

科学思维的方法，包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。科学的思维习惯不是科学家所特有的，是每个人可以掌握、应该掌握的技能。

3.科学、技术与社会(STS)

生物学课程对学生进行STS的教育，目的在于突出科学、技术、社会之间的关系。学生要了解什么是科学，什么是技术，以及科学和技术的联系。解决技术问题需要科学知识，而一项新的技术的产生又使科学家有可能用新的方法来扩展他们的研究。科学、技术与社会是紧密相连的。社会可以影响科学和技术的发展，科学和技术又会影响社会。通常技术对社会的影响比科学对社会的影响更为直接。

学生在生物学课程的学习过程中，通过参与和解决现实世界中具体问题，来获取科学与技术的知识，形成正确的态度、价值观和社会责任感。这样，在日常生活中，他们就知道如何把所学的知识、方法与实践相结合，如何对科技引起的新的问题进行思考和判断。

4.生物学知识和操作技能

这是生物学教育中我们熟知的一个领域。生物学知识包括基本的生物学概念、原理和规律。操作技能包括正确使用显微镜等生物学实验中的常用工具和仪器，基本的实验操作技能。让学生掌握一定的生物学知识和操作技能也是生物课程所规定的基本任务之一。学生在义务教育初中阶段应获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、基本原理和规律，对生物学的整体画面有一个大致的了解。

生物课程标准提出关于科学素养的理念，是强调在生物学教学中注重学生在知识、科学探究、态度情感、价值观以及对科学、技术和社会的认识等四个领域的全面发展。

(三)生物科学素养的不同水平

培养学生的生物科学素养是我国中学生物学课程的总目标。这一目标指明了生物教师和学生的努力方向。教师的任务是使所有的学生在这个指定的方向上有尽可能大的进步。学生在刚刚进入中学生物学课堂时，他们每个人的起点不尽相同。按照澳大利亚生物教育家DavidMorgan博士的观点，学生开始这门课的时候，他们一般不是零起点；而当学生结束这门课程的学习时，他们大多数人也不会达到课程目标的100%。但他们所有的人都应在自己原有的起点上前进了许多。

美国生物学课程研究所(BSCS)也认为，生物学素养的高低是一个连续变化的过程，每个学生都处于这种连续变化的不同位置上，不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。该研究所还将这种连续的生物学素养分为4个水平，分别是肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。了解了生物学素养的特点，有助于生物学教师在教学中选择适当的教学策略，并实现课程的目的——培养学生的生物学素养。

1.肤浅的生物学素养

学生在日常生活中能够认出哪些是生物学的术语和概念，并能够将这些术语与自然界中的现象相对应。但他们仍然有错误概念，对生物学概念的理解也很不准确。

2.功能化的生物学素养

学生能够使用正确的生物学词汇，对术语的定义表述也很准确。但大都是基于记忆。

3.结构化的生物学素养

学生应能够理解生物学的概念体系，理解科学探究过程的知识和技能，能够用他们自己的话来解释概念。学生能将所学的知识与他们个人生活实际相联系，对于生物学的学习充满兴趣；他们从学习或实践的经历中构建了概念的意义和对概念的理解。

4.多维的生物学素养

学生理解生物学素养在诸多自然学科中的地位，知道生物学的发展史和生物学的本质、特点，理解生物学与社会之间的相互作用。学生能够意识到自己在知识或技能方面的不足，自己主动去获取更多的知识或技能；能够将学科知识应用于解决问题或寻找答案的行动之中。

我们对所有的学生进行科学教育，其核心目标就是培养学生的科学素养。生物科学素养是科学素养的基本组成之一。从培养科学素养的视角来看中学生物教学，中学生物学教师的任务就是将学生的生物科学素养从较低的水平提高到较高的水平。

参考文献：

[1]刘恩山，汪忠.《普通高中生物课程标准(实验)解读》[M]．南京：江苏教育出版社，2004.

第4篇：生物科学定义范文

[关键词]生物学教学；生物科学史教育；学生科学素养

生物学教学中，教师不仅要使学生形成一定的生物知识体系，还应使学生认识科学探索过程，形成对待科学的正确态度和价值观。生物科学史蕴含着科学思维及方法的多样性和创造性，体现着科学态度和科学精神，是对学生全面进行生物学教育的重要手段。所以，将生物科学史融入中学生物课的课堂教学，并力求做到通过在适当的章节里有机整合相关知识的发现史实、相关生物学家的研究过程和生平经历等方面，再现人类对生物学知识的动态发现过程，可以实现学生科学素养的全面提高，并藉此渗透世界观和方法论，爱国主义教育和辩证唯物主义教育。

一、利用生物科学史的教学，激发学生的学习兴趣

生活中人们都喜欢听故事，因为故事的情节扣人心弦，引人入胜。而生物科学史中就有许多小故事，可以吸引学生注意力，激发他们的求知欲望。比如在讲伴性遗传时，有的教师向学生讲了历史上著名的“皇家病”。英国的维多利亚女皇夫妻都未患血友病，他们有两个儿子和四个女儿。大儿子奥波德因为患血友病早夭；另一个儿子爱德华健在并继承了王位。两个女儿分别同正常男人结婚，各生一个女儿。其中一个与沙皇尼古拉二世婚配生下一个患血友病的儿子，另一个嫁到西班牙皇室，也生了患血友病的儿子。从此，俄国的罗曼诺夫家族和西班牙的巴本家族都因为娶了维多利亚女皇的外孙女而造成了血友病的遗传。学生听了故事，便急切地想知道“皇家病”蔓延的原因。这样，学生对新知识的学习就产生了强烈的愿望，充分调动了学生学习的积极性，调节了大脑，减少了疲劳，教学效率也大大提高了。

二、利用生物科学史教育提高教学质量，

促进对知识的理解

科学史是贯穿整个文明史的线索，能为知识的综合提供思路，能成为科学和哲学之间的媒介，并能名副其实地成为教育的基本原理。它把科学家的研究过程和研究结果——动静两方面有机、内在地结合起来，使学生兴趣盎然地获得相互联系的、有来龙去脉和发展变化的生动知识。

用生物科学史促进学生对知识的理解，针对教材中难以理解的重点问题或结论性叙述，适当补充必要的生物科学史，会有助于学生对知识的理解。例如，通过介绍用不同的荧光染料标记的抗体分别与小鼠细胞和人细胞的膜抗原相结合，它们能分别产生绿色和红色荧光。将这两种细胞融合成一个细胞时，开始一半呈绿色一半呈红色，但在37℃下保温40分钟后，两种颜色的荧光点就呈均匀分布了。这样，学生便不难理解细胞膜的流动性了。讲生态系统中能量流动时，不妨让学生分析林德曼在一个衰老湖泊所做的生态研究资料，从具体的数据中领悟能量流动的基本原理。实践证明，这是一条使学生“既会学、又学会”的有效途径。

三、用生物科学史教学

进行科学思想和科学方法教育

以往单向传授知识型的教学方法把学生的思维局限起来，使他们往往思维路线单一，思维方法保守。只有打破这种传统的习惯思维，才能在科学研究的进程中有所突破，有所创新。生物学的发展史中不乏这种发散思维、逆向思维的生动实例。

引导学生从科学史中去发掘那些有利于完成科学探索过程的思想和方法是有益的。它可以使学生学习借鉴前人的研究思路和方法，大大提高分析、推理、预测、评估问题的能力。例如讲“翻译”时，介绍克里克1955年提出的“接头假说”。先简介当时的知识背景，认识到核糖体是装配蛋白质的场所，核糖体中还有许多的RNA（核糖核酸）且在化学性质和结构上与DNA（脱氧核糖核酸）十分相象，DNA携带信息的作用被人们所接受并逐渐相信在核糖体上存在一种装配蛋白质的模板，该模板一定含有DNA携带的信息，但决不是DNA，因为DNA始终存在于细胞核中。那么，在化学结构上一点也不像DNA或RNA的氨基酸为何能识别预先安排给它的准确位置呢？然后引导学生沿着克里克的思维路线合理推理，大胆想象：假定存在于核糖体中RNA是这种模板，假如氨基酸本身不能识别RNA模板，那么为何不可以先在其上附着一些能识别RNA模板的物质呢？RNA和DNA一样能利用碱基互补来识别另一条链。所以有理由设想：氨基酸附着在一小段RNA上，而这小段RNA可以识别核糖体中某段核苷酸链，这样不是可以按一定顺序合成蛋白质了吗？克里克将这个吸引人的新思想称为“接头假说”，不久，便发现了tRNA（转移RNA）的存在从而证实了接头思想的正确性。根据已有的发现创造性地提出一些设想或假说，并以此作为工作的出发点去探索、实验，证实假说或而建立新假说，这在科学中是很普遍的。教学中引入这些科学史内容，使学生从中学习科学家如何工作、如何思考、如何处理问题，这对学生科学思维、科学方法的培养是大有裨益的。

新课标明确指出，要使学生掌握生物科学的一些基本方法，因此，重视科学方法论教育，使学生学会如何通过观察、分类、比较、确立关系、数量化、实验、解释数据、下定义等获得科学知识，应成为教学的重要任务。而生物科学史中蕴含着丰富的科学方法，例如，研究植物光合作用释放的O2是来自于H2O还是CO2，范·尼尔通过研究紫硫细菌的光合作用发现：它是利用CO2和H2S做原料，产生的是 S而不是 O2。由此类比联想到绿色植物光合作用中的 O2应来自于 H2O。又如，1941年鲁宾用同位素示踪法，以含 1 8O的 H2O做光合作用原料，用实验证实了上述结论。这其中就包含了类比思维和科学研究中的移植法。再如，孟德尔提出遗传的两个规律，就综合运用了简化现象、分析、归纳、假说等方法。教学中我们有必要讲授教材中的科学史内容，让学生不仅知道科学家发现了什么，还能知道是怎样发现的，使学生在对科学史的分析中受到方法论教育。

四、用生物科学史进行创新意识教育

在强调素质教育的今天，培养学生的创新思维能力成为目前的热门话题。一部生物科学史，就是生物学家靠坚韧不拔的毅力、刻苦奋斗的精神、艰苦卓绝的创新过程和辉煌灿烂的创新成就谱写成的。无论达尔文进化论的创立，还是现代分子生物学的形成，以及人类基因组的成功破译，都是对学生进行创新教育的事实材料。达尔文归纳进化理论、孟德尔研究遗传定律等，都具体地昭示学生：创造与发明并不遥远，就在房边屋角，在人们习焉不察的地方。不过，要让学生明白，机遇只偏爱有心人。科学研究是不断深入和拓宽的，需要独创性。生物科学史实际上就反映了一些科学家从事创造活动的研究过程和方法。科学的发展道路中有成功的经验，也有失败的教训。总结经验，接受教训，拓展思路，坚持创新：这是前人在创造性活动中的共性，对于学生会有很大的启迪。孟德尔之所以能发现遗传的两大规律，与他精心选用实验材料有关。但在孟德尔之前，不少科学家如奈特、高斯等也以豌豆做材料进行过杂交实验，却并没有发现遗传规律。关键就在于孟德尔有科学的观察和分析方法，他善于总结前人的经验教训，认为必须从最简单的事物中去认识真理。他在观察时，对纷繁复杂的杂交现象，只看其一对性状，而对其他性状暂且不管，这就使研究对象大大简化。孟德尔还开创性地将数学方法引入遗传学研究中，这也是他成功的原因：将遗传学从单纯描述推进到定量分析，开拓了遗传学研究的新途径，这就是独创性。

五、生物科学史再现科学发展过程，

有助于认识科学本质

《美国国家科学教育标准》中关于科学内容标准分为部分，科学史和科学的本质是其中之一。科学的大厦绝非一蹴而就，而是在无数次失败后，科学先驱们不屈不挠的钻研下不断地构建。21世纪的科学殿堂虽然已经富丽堂皇，但是仍在添砖加瓦。真理总是相对的，没有绝对的真理。有些理论尚不完善，有些假说尚待事实的支持。正如当作为支柱的理论、学说不能支撑某些实验现象时，必须对理论进行修正。生物学的发展从来没有脱离其他学科的渗透。生物科学史上无数的实例都受当时其他学科水平的推动或制约。科学的发展并不是一帆风顺的、线性的，而是螺旋上升、不断完善的。

例如，高中教材中有关酶的发现史的内容，介绍了300年间人们对酶的认识过程、探索方法、实验设计、结论及其分析，充分证实了这一点。

六、用生物科学史进行科学态度、

价值观教育以及爱国主义教育

结合科学史，向学生展示科学家在科学探索中体现出的实事求是、开拓创新的科学精神和自由探索、民主讨论、尊重事实和服从真理的科学态度，将会有助于学生形成对待科学的正确价值观。具体地讲，从事科学活动应持的价值观主要包括真实、自由、质疑、独创性、交流和合作。真实是进行科学活动的最基本价值观，寻求真实必然要重视自由探索和敢于质疑，不能唯书、唯上，只能唯实。

素质教育的一个重要方面，就是要培养学生的爱国主义品质。生物科学史中就包含着丰富的爱国主义内容。在生命科学领域内 ，我国科学工作者取得了许多令人瞩目的伟大成就，这些都可以增强学生的民族自豪感，激发学生爱国热情。例如：1965年，我国科学家在世界上第一次合成了具有全部生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素；1981年合成了具有全部生物活性的核酸——酵母丙氨酸转运核酸。另外，在教学过程中还可以向学生介绍我国古代在医药、农业方面的发明创造。以上这些都属于当时世界领先水平，是值得学生自豪的。它将激励着我们的莘莘学子为了祖国的明天而勤奋读书，使他们将来有所发明，有所创造，为早日实现中华民族的伟大复兴而奋斗。

七、用生物科学史进行科学精神、品质和情感教育

科学品质是一种非智力因素，它主要包括情感、意志、作风、态度等方面。因为这些品质具有强化学习过程的驱动作用，又对学生学习科学具有控制调节的反作用。良好的科学品质能使人乐于参与科学的学习与实践活动，并从中得到乐趣和满足；能使人有坚强的意志，表现出高度的自觉性、顽强性和自制性；还能使人具有谦虚谨慎、虚怀若谷的胸襟。有人曾说，第一流人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成就方面还要大。

在生物科学史中就包含着许多关于生物科学家良好道德风范的故事，这些故事无疑就是道德教育的良好素材。如在讲孟德尔遗传规律时向学生介绍：孟德尔用豌豆等材料做实验发现了遗传规律，写的论文登在奥地利的一家地方性刊物上，但在当时并未受到人们的重视。一个世纪后，有三位科学家（荷兰的德弗里斯、德国的科论斯和奥地利原丘歇马克）在各自互不知晓、也不知道孟德尔论文的情况下，各自做了类似于孟德尔的实验，并且都写了相应的论文，然而他们在查阅了过去这方面的文章时，都意外地看到了孟德尔的论文，三人在以后发表的文章中都把发现的荣誉让给了孟德尔，而把自己的工作只说成是证实而已。这三位科学家不计个人名利、为人诚实的态度值得当今学生学习。

科学情感主要是指对科学的热爱，渴求科学知识，关心自然，对自然事物和所发生的现象具有好奇心，喜欢进行观察和探究；关心与社会密切相关的课题，具有社会责任感；努力追求真理，具有创新的欲望。科学情感在相当大程度上对学生努力学习科学知识起着远景动机的作用，同时也是他们将来走进社会后为国家和人民贡献力量，为人类造福的内在驱动力之一。对教学过程而言，它是指引和维持师生的教学行为，排除教学过程中遇到的障碍，高质量完成教学任务的必要保证之一。

第5篇：生物科学定义范文

【关键词】规范术语系统

【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)04-0139-03

一、所谓术语

术语(terminology)是在特定学科领域用来表示概念称谓的集合,是一种特定的话语构成模式,通过言语或文字来表达或限定科学概念的约定性语言符号,是思想和认识交流的工具,是区别一种学说、一个学科最为关键、最具标志性的特征,是学科的概念、符号、定律、理论、应用和仪器等特定的、连贯的、科学研究的模型,用以描述、阐释学科内涵的“符号”系统。就其性质而言,是一种独特的语言单位以单义性的方式为某特殊活动领域内的某概念命名;就其内容而言,是指某意义已有解释或已确定了的技术短语、符号的有组织的集合;就其范围而言,是指在一个专业领域内常用的全部专业词汇和表达方式以及它们的规则的总和。它是一个学科区别于其他学科的重要标志之一。

生物学作为一门独立的自然科学,发展历史不长,实验性生物学的发展至今不过100多年,分子生物学仅经历了50多年的短暂历史。而今生物技术的发展迅猛,大力促进着新的科学名词不断涌现和广泛使用,并不断地被引入中学生物教材中。现阶段生物学的概念理论体系尚不完备,术语系统尚未完全规范,这给高中生物学的教学带来了不少困惑。

二、高中生物学概念术语使用过程中存在的不足

新的课程改革针对我国基础教育的弊端,改变以前过分注重知识积累而忽视对人的能力及人生观价值观等方面培养的陈旧方式和传统死记硬背机械的学习方法。倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。鉴于此,国家在新课程标准基本要求指导下,推出了多个版本的高中生物新教材。新教材在体现新课改精神方面具有很强的指导性,编写理念有了较大幅度的跨越,进一步完善了教材的知识结构和内容,对于概念的阐述注意了准确性、严谨性,加强了科学史教育,理解科学过程,亲历试验和探究等。教材的多样化丰富了知识体系,有助于促进教师“用教材教”,有利于不同层次学生群体的学习选择。然而教材知识体系的多样化,不应理解成学科的术语系统也可以有多个版本,否则不利于学习与交流。

1.内容相同而形式不同

由于现行使用的不同版本的高中生物新教材的编写群体不同,专家们各自擅长的研究领域、知识储备、对相应知识要求及理论体系都有所不同,加之一些概念体系在学科内尚未完善统一等因素,在不同版本的高中生物教材中,使用的概念术语体系出现较大差异。内容相同而形式不同给初学者的理解记忆增添了不必要的负担,也影响了学生知识体系的构建。以人教版和浙科版为例,单独使用每一个版本,应该说是各有特色,都是不错的教科书。但如果相互参照使用,问题就出现了,刚接触生物学知识的中学生们会发问“以谁为标准?谁是对的?”如:“物质跨膜运输的主要方式”人教版分为自由扩散、协助扩散、主动运输,而浙科版对应的则分为扩散、异化扩散和主动转运;“细胞代谢”中人教版将光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,浙科版将光合作用分为光反应和碳反应两个阶段;“生物变异”中人教版分为基因重组、基因突变和染色体变异三种类型,浙科版将其分为基因重组、基因突变和染色体畸变等。还有,如“T细胞”和“辅T细胞”,“效应T细胞”和“效应细胞毒性T细胞”,“浆细胞”和“效应B细胞”,“年龄组成”和“年龄结构”,“性别比例”和“性比率”等等。这里并不存在谁对谁错的问题,只是采用了不同的术语体系,但对刚接触生物学知识的中学生而言,却是实实在在的困惑,在信息如此发达的今天,学生们不可能不接触其他版本的教材。初学者需要的是一个个定义明晰的概念,去建构自己的知识概念体系,从而形成自己的兴趣和能力。“对学生来说,知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高,实现迁移的可能性就越大;其时效性越长久,对学生终身学习和发展的价值就越高”。[1]

2.形式相同而内容不同

作为一门独立的自然科学,实验性生物学的发展至今不过100多年,但近几十年来,生物技术却得到了突飞猛进的发展,新的科学名词不断涌现并被广泛使用,特别是有关生物工程类的概念名词爆炸式发展。这些大多通过翻译过来的“泊来语”。在翻译、定义和使用的过程中,尚未规范完善,概念的内涵界定不少仍是一个研究课题。以人教版为例,IA模块必修三“免疫调节”一节中对B淋巴细胞的描述是:“B淋巴细胞是造血干细胞在骨髓中发育成熟的一类细胞”;[6]“B淋巴细胞受到抗原刺激后,在淋巴因子的作用下,开始进行一系列的增殖、分化,形成浆细胞,产生抗体”。[6]在IA模块选修三“动物细胞工程”――动物细胞融合与单体克隆抗体这一部分内容中则是这样描述的:“B淋巴细胞能分泌抗体,凝聚或杀死这些病原体”(《现代生物科技专题》P53)。“先用羊的红细胞对小鼠进行注射,使小鼠产生免疫反应,……又设法将鼠的骨髓瘤细胞与脾脏细胞中产生的B淋巴细胞融合,……这种杂种细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体”(《现代生物科技专题》P54)。“免疫学”定义的B淋巴细胞没有产生抗体的功能,能产生抗体的是B淋巴细胞分化形成的浆细胞。“细胞工程”则明确地说“B淋巴细胞能分泌抗体”。显然两处对B淋巴细胞功能的界定描述存在明显的差异,引发概念歧义。

“杂种”一词在教科书中多处引用却无明确定义,也存有歧义。在人教版IA模块必修二“遗传杂交”一节中有这样的描述:“在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离”。[5]在IA模块选修三“植物细胞工程”的植物体细胞杂交部分中则有这样的描述:“科学家们采用体细胞杂交的方法,终于得到了‘番茄――马铃薯’杂种植株”(《现代生物科技专题》P36)。“科学家们利用植物体细胞杂交技术,又相继培育出了烟草――海岛烟草、胡萝卜――羊角芹、白菜――甘蓝等种间或属间杂种”(《现代生物科技专题》P37);在“动物细胞工程”――动物细胞融合与单体克隆抗体这一部分内容中则有这样的描述:“先用羊的红细胞对小鼠进行注射,使小鼠产生免疫反应,……又设法将鼠的骨髓瘤细胞与脾脏细胞中产生的B淋巴细胞融合,……这种杂种细胞的特点是既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体”(《现代生物科技专题》P54)。可以看出,“杂种”一词,在《遗传与进化》中是指含等位基因的同种个体,即杂合体。而在《现代生物科技专题》中则似乎是指种间或属间杂交的产物。在种的属性上是完全不同的概念。

不同版本的教材之间同样存在形式相同而内容不同的问题,如“细胞器”在人教版中的定义是“在细胞质中……都有一定的结构,如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等,它们统称为细胞器”,[4]而在浙科版中的定义是:“细胞器是真核细胞中具有特定功能的结构。……”,[7]“细胞核是细胞中最大的细胞器。”[7]细胞器的内涵发生了很大的变化。又如,“基因”在人教版中的定义是“基因是有遗传效应的DN段”,[5]在浙科版中“基因”定义是:“基因一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段――在大多数生物中是一段DNA,而在RNA病毒中则是一段RNA。”[8]等。如果说概念术语内容相同而形式不同,更多的是给初学者带来记忆困扰,那么,概念术语形式相同而内容不同,给初学者带来的是逻辑的混乱。我们在强调概念发生过程和发展性的同时,不能忽视产生的结果。这种“公说公的理,婆说婆的理”,怎么说(定义)都行的现象,会让学生感觉到科学的不科学。

3.概念术语定义不准确或不定义

各版本的新教材在这方面比老教材中存在的一些不准确的定义有了很大的改进,概念的界定都尽可能的做到科学准确,但仍有不尽人意的地方。如前述“基因是有遗传效应的DN段”,[5]忽略了RNA病毒的基因存在于RNA之中。又如浙科版“由于激素是通过体液的传送而发挥调节作用的,所以这种调节又称体液调节”。[9]将体液调节与激素调节等同看待。其实人体“除激素以外,还有其他调节因子,如CO2”[6]所以体液调节与激素调节概念上是有区别的。

遗传的分类中“X连锁隐性遗传”(人教版语)和“伴X染色体隐性遗传”(浙科版语),“X连锁隐性遗传”从语法上讲属于偏正短语,含义很明确,说明遗传的基因位于X染色体上的隐性基因,而“伴X染色体隐性遗传”则为动宾结构,在词义上存在歧义,若以伴X染色体的隐性遗传解,则与定义(由X染色体携带的隐性基因所表现的遗传方式――浙科版《遗传与进化》P43)不符。

另外,高中生物教材中存很多“裸概念”――即不加定义直接在教材中呈现的概念。如竞争、轴丘、基因敲除等,教材中既不定义也不注释,编写者似乎在默认学生是自己的已知。但事实上有些很专业的名词术语学生在日常生活中基本未接触,即使是中学生物老师也未必都熟悉,如“轴丘”,不事先查阅资料,连不少生物老师也不清楚它到底指什么;“基因敲除”更是1985年才奠定理论基础,1987年建立模型的一项新的基因工程技术,又有几个中学生物老师能熟知其技术规程?有些虽是日常生活中常用的,但与学科术语却存在一定的差异,如“竞争”。

三、规范高中生物学术语系统的几点想法

1.规范的必要性

学科术语,是一个学科区别于其他学科的重要标志之一。国际上有国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)等设有的专门术语委员会,负责组织和协调这方面的工作。我国术语工作也有悠久的历史,旬子的《正名篇》就是有关语言理论的著作,其中很多论点都与术语问题有关。汉唐时期的佛典翻译吸收了大量梵文的佛教术语。19世纪下半叶,以、江南制造局为中心翻译了大量科学技术著作,引进了大量科学术语。到了清末,设编订名词馆,成为中国历史上第一个审定学术名词的统一机构。1919年成立科学名词审定委员会。1932年成立南京国立编译馆,开始集中管理全国科学术语的审定工作,1933年出版了《化学命名原则》。1949年后,术语工作开始了一个新阶段。1950年5月,在中央人民政府政务院文化教育委员会的领导下组织了“学术名词统一工作委员会”,下设自然科学、社会科学、医药卫生、艺术科学和时事名词五大组。1956年国务院将学术名词统一工作交给中国科学院,成立了“中国科学院自然科学名词编订室”(中间曾改为“中国科学院翻译出版委员会名词室”)。1978年,国务院批准由中国科学院主持,筹建全国自然科学名词审定委员会,先后成立了6个分科委员会,召开了一系列名词审定会和讨论会。1985年 4月25日全国自然科学名词审定委员会在北京正式成立,1996年12月更名为“全国科学技术名词审定委员会”。委员会的工作范围涉及广义的自然科学领域,包括数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生物科学、技术科学、农业科学、医学等。其任务是:确定工作方针,拟订全国自然科学名词统一的工作计划、实施方案和步骤;负责审定自然科学各学科名词术语的统一名称,并予以公布施行。这一切都说明我国对术语的制定和规范化方面的重视。

2.规范的可行性

高中生物学科教材中存在的一些术语规范问题,与生物学科研究发展历史短暂等有关。术语规范是学科发展的必然,我们应该借新课改的契机,以教科书作为规范的样板,使中学生物学的术语系统不断完善和规范。对一些有歧义、定义不准确或形式相同而内容不同的概念术语,可以在“全国科学技术名词审定委员会”的指导下,由课程教材研究开发中心等权威机构对内容予以恰当的界定、适度的审定,选择能准确扼要地表达定义的、便于腹词、不引起歧义的短语,依据“全面规划,依靠专家,统一协调,科学审定,正式”的方针,统一概念术语的使用,规范中学生物学的术语体系;或者选择一个版本的教材,在其原有的概念体系的基础上,进一步加以完善后推广,其他各教材编写机构建立术语数据库,统一规范引用,为学生提供学习与交流的方便。如“物质的跨膜运输”可定义为“自由扩散、异化扩散(又称协助扩散)和主动转运三种主要方式”;“光合作用”可分为光反应和碳反应两个阶段;“杂种”一词则可在种内统一改称“杂合子”或“杂合体”,种间则称“杂种”等。“裸概念”可根据其重要性适当调整其在教材中的有效呈现方式。这不仅有利于中学生物教学、减少对中学生造成的不必要困扰,同时也有利于生物科学的健康发展。

规范术语,是学科建设必不可少的重要环节,其目的不是统一思想,而是为了统一表达。规范不仅是科学研究的必要条件,而且是学科成熟的标志,只有当一门学科的研究者(至少是一部分研究者)形成了共同的规范,该学科才从前科学时期进入科学时期。中学是基础教育阶段,能力的培养关系到学生的潜力发展,而扎实的基础和浓厚的兴趣是其前提。如果在入门阶段就让学生对中学生物学的基本概念无从把握,会严重影响学生的学习兴趣和学习积极性。未来的国家竞争是人才的竞争,在生物技术飞速发展的21世纪,我们理应吸引更多优秀的人才投身于生物科学的研究,推动我国生物科学的蓬勃发展。因此,规范中学生物学术语系统迫切而意义深远。

参考文献

1 赵占良.普通高中生物新课标教材的设计思路.课程•教材•教法,2004(12)

2 谭永平.国际视野下的人教版高中生物课程标准实验教材课程•教材•教法,2007(5)

3 金振坤.概念术语规范,学科成熟标志――我对远程教育中有关媒体概念的思考.现代教育技术,2005(5)

4 生物必修1:分子与细胞.北京:人民教育出版社,2007:44

5 生物必修2:遗传与进化.北京:人民教育出版社,2007:4、55、57

6 生物必修3:稳态与环境.北京:人民教育出版社,2007:31、35、37

7 生物必修1:分子与细胞.杭州:浙江科学技术出版社,2005:34、41

第6篇：生物科学定义范文

【关键词】核心概念；整体备课；生物科学素养；迁移应用

随着高中生物学课程改革的深入开展，越来越多的的高中生物学教师关注生物学核心概念的教学，尝试引导学生从繁杂的“单纯”概念的记忆中解脱出来，转向对核心概念的构建和深层次的理解，实现零散的概念知识科学系统的整合及迁移应用，有效地提高学生的生物科学素养。

一、高中生物学核心概念是学科中心的概念

高中生物学知识包括生命科学事实、基本原理、科学概念、模型等类型，人教版高中生物课程标准教材将核心概念等同于核心知识。刘恩山教授认为，核心概念是基于课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的，特别强调概念之间的关联和概念体系的结构。笔者经过近两年的高中生物科学概念学法指导研究认为，高中生物核心概念主要是指位于学科中心的概念性知识，包括概念、原理、模型、规律及理论，是学科知识的主干部分。一般用陈述句表述核心概念。核心概念与我们平时所说的普通定义或概念等有较大区别。以“群落”这一核心概念为例，人教版《高中生物・必修3・稳态与环境》对“群落”的表述是“同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。”而从核心概念角度来看，“群落”是种群概念研究的延续，是多种有直接、间接关系的生物种群有机组合在一起；有一定的物种组成（物种丰富度）；有特定的空间结构、边界和范围；在一定的变化条件下还可能发生群落演替。引导学生形成正确的核心概念，有利于培养学生的科学思维能力，形成正确的知识体系，促进生物科学素养的养成。

二、核心概念教学的三个基本环节

1.发挥整体备课优势，凸显核心概念

整体备课是相对于我们教师或集备组平时的课时备课而言的，其是依系统论的系统教学设计的一种模式，即对某个教学模块的整体设计。教师在整体备课中，要综合考虑课程标准、学生具体学情及教学内容，对学科知识进行整体上创造性教学设计。整体备课是教师在进行逐个课时备课之前要实施的一个环节，事关该模块教学，起到高屋建瓴的作用。

整体备课时要注意凸显核心概念在整个模块知识框架中的位置，在充分了解学生的原有知识储备、符合各模块或单元知识内在逻辑的基础上，尝试围绕核心概念开展教学活动，帮助学生形成每个模块内部及各个模块间的知识体系或知识网络。

如在《高中生物・必修1・分子与细胞》细胞代谢模块的整体备课中，我们要重视“细胞呼吸”核心概念的地位。在学生的前概念知识基础上，要针对如何引导学生探究酵母菌细胞呼吸方式、细胞呼吸过程的分析、呼吸概念的归纳等知识进行备课，还要备光合作用有关内容，以及《高中生物・必修3・稳态与环境》中的有关生态系统能量流动概念。在教学时，注意“细胞呼吸”这一核心概念与光合作用联系，为后续生态系统能量流动概念教学奠定基础，促进学生形成有关概念体系。

在《高中生物・必修3・内环境与稳态》模块教学前，用系统论思想指导整体备课，人体细胞是人生命活动最基本的结构层次；常见的人体细胞举例；每个细胞内可以相对独立地进行一系列细胞代谢活动；人体细胞生活在内环境中；内环境的相对稳定与人体细胞的关系；植物体维持稳定性的机制；生态系统稳定性的调节。每个层次都是个独立的系统，都要维持相对稳定才能行使正常功能。因此，针对一个模块知识的整体备课让我们站得更高，看得更远，从而全盘把握。

2.创设生物实验情境，提升核心概念的建构能力

结合生物学是一门实验学科的特点，教师精心创设实验情境，指导学生动手进行实验探究，并进行实验反思与总结，促进核心概念的构建。

在核心概念“细胞呼吸”教学中，创设以下实验情境，引导学生进行实验，探究酵母菌的呼吸方式。

（1）实验小组通过预习，尝试配制酵母菌培养液。由此，学生建立“细胞呼吸过程需要分解有机物，常见的是葡萄糖”的认识。

（2）通过创设外界通入氧气、不接外面氧气两种实验情境进行对照实验，学生获得“细胞呼吸包括有氧呼吸、无氧呼吸两种方式”的观点。

（3）通过有氧、无氧条件下细胞呼吸的产物的检测，学生自然得出“细胞呼吸包括有氧呼吸、无氧呼吸两种方式，产物有二氧化碳、酒精等”。

（4）引导学生分析：本实验中单一的自变量是什么呢？因变量、无关变量又是什么？

（5）思考、讨论：反应底物选择葡萄糖溶液的理由是什么？本实验选择的有氧、无氧条件是如何完整实现？本实验检测实验产物的如何归类？

（6）如果要比较两种呼吸方式放出的热量多少，本实验还可以进行哪些拓展？

通过逐步深入的实验探究，使得学生建立对“细胞呼吸”这一核心概念的正确认识：细胞呼吸是指细胞通过分解有机物，常见的是葡萄糖，以有氧呼吸或无氧呼吸的方式氧化分解，产生二氧化碳、酒精等，同时放出能量的过程。

3.结合生活实践情境，提高概念迁移应用能力

检验概念掌握情况的标准是学生能否灵活应用概念，能否做到学以致用。如在“种群”概念教学中，努力给学生创造应用已学概念的机会。由理想状态下细菌分裂的后代数量分析入手，学生建立Nn=2n的数学模型；进一步思考：若在一个有限的培养基中细菌分裂的后代数量又如何变化；有机地结合课本中的实例建立“S”型增长、“J”型增长曲线的数学模型。在此基础上，引导学生思考：外来入侵物种最可能朝哪一种增长曲线的方向发展？“S”型增长曲线的1/2K值和K值对于保护有益动物、防治有害动物有什么启示？在学生自学基础上分小组进行的数学模型的建构，并应用模型进行分析，激发学生的学习兴趣，拓展学生的思路。

第7篇：生物科学定义范文

一、神灵主义的医学模式

人类文明出现的最初阶段，生产力水平极端低下，人们认识水平有限，对生老病死的现象无法找出合理的解释。这个时期的人们将人类的健康、疾病、死亡都看做是受神灵支配的，人对此无能为力，健康是神灵的赐予，疾病与死亡是神灵的惩罚，只有通过对神灵的祈求才能实现健康的保护和疾病的治疗。处在这一时期的人们，对疾病的解释和治疗都具有浓厚的迷信色彩，这一历史时期医疗活动由神职和巫卜人员兼任，并没有独立的医学行业。

二、朴素自然哲学医学模式

伴随着的生产力的发展和文明的进步，人们开始摆脱神灵迷信的束缚，对自然进行哲学思考，逐渐有了朴素的辩证整体医学观念。这一时期的人们将人类健康疾病与自然现象联系起来观察与思考，把哲学理论作为基础的思维方式来解释健康与疾病，形成了朴素自然哲学的医学模式。古代中国的五行、阴阳、精气学说，古代希腊希波克拉底体液说都是在此时期产生，这些学说都是对神灵医学观的否定，哲学思考逐渐代替了神学的解释，哲学家医生代替了神卜人员。由于生产力水平和人们的认识水平有限，使得人们对自然现象和人的生老病死无法做出更加科学的解释，但是，它为以后医学走上科学道路奠定了一定的基础。

三、唯心的僧侣医学模式

基督教在中世纪迅速发展，为抵抗其它哲学和教派发展，上层传教士汲取希腊哲学中对其有利部分与基督教原有信仰建立成新的教义体系。英、法、意等大学在此期间设置了一系列为神学服务，为神学理论及辩护的学科，所讲授理论称为经院哲学。黑暗的中世纪，自然科学知识被扭曲，成为了神学的附属物，古希腊与古罗马的科学与文明被淹没。这个时期的医学停滞不前，甚至退步。受当时奥古斯丁原罪思想的影响，人们依赖祈祷进行疾病的治疗与健康的保护，带有不切实际色彩的点金术与返老还童灵药盛行，此时的医生为僧侣医生，有限的医学知识沦为了僧侣医学模式的牺牲品。

四、生物医学模式

欧洲文艺复兴运动推动了社会生产力的发展和科学技术的进步，十五世纪下半叶到十八世纪初是自然科学发展的鼎盛时期。哥白尼的日心说，开普勒的天体运行理论以及伽利略所领导的实验科学等较为先进的科学理论，科学的进步动摇了宗教神学的自然观。牛顿力学三大定律的提出实现了近代科学的第一次综合，形成了用力和机械运动解释一切自然现象的形而上学的机械唯物主义自然观。人们用这种机械唯物主义的观点认识生命和疾病，把人体看成是许多零件组成的机器，疾病就是机器出现故障或失灵，可以修补和完善达到健康的目的。随着资本主义的兴起与发展封建权威和宗教神权的统治被彻底，为科学的进步扫清了障碍，自然科学开始迅猛的发展。近代的实验科学，特别是生物科学的巨大进步使得近代医学进入了一个新的历史时期。这个时期的人们对生命现象及其变化以及健康与疾病的认识，是建立在对生物科学认识基础上的，认为疾病从发生、发展、到治疗、预防，都是有生物学因素决定的。每种疾病都有特定的生物或理化因素，会给人的细胞、组织和器官带来形态或化学上的变化，且这种变化是可测量的。这种建立在生物科学的基础上，强调生物科学对医学的作用的医学模式称之为生物医学模式，它认为疾病的生成是因为细胞的病变引起组织结构病变进而导致器官功能障碍。建立在机械唯物主义基础上的生物医学模式极大地推动了医学的进步与发展，一直沿用至今。

五、生物———心理———社会医学模式

1755年，康德运用辩证的观点，概括综合当时的天文学、力学成就提出了太阳系起源的“星云假说”（《自然通史和天体论》）。恩格斯敏锐地预见到自然科学必然要回归到辩证思维，他在《自然辩证法》和《反杜林论》中首次提出了辩证唯物主义自然观“新的自然观的基本点是完备了：一切僵硬的东西融化了，一切固定的东西消散了，一切被当作永久存在的特殊东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。”i20世纪20年代奥地利生物学家贝塔朗菲提出了“机体系统理论”指出“系统的定义可以确定为处于一定的相互关系中并于环境发生关系的各种组成部分（要素）的总体。”ii这个理论指出，对生命现象的解释应是整体性、系统性把握的，不应将其视为单纯的机械运动。美国罗切斯特大学精神病学和内科学教授恩格尔同样看到了生物医学模式的缺陷，于1977年在《科学》杂志上发表文章《需要新的医学模型：对生物医学的挑战》，文章提出了一种新的医学模式应替代已经不适应医学发展要求的生物医学模式，即生物———心理———社会医学模式，他指出：生物———心理———社会医学模式的基本内容是“立足于生物、心理、社会等各种学科，认识疾病和健康不仅应从生物学的变量来测定，而且必须结合心理、社会因素来说明，并且必须从生物的、心理的、社会的水平采取综合措施防治疾病、增进健康”iii。生物———心理———社会医学模式从生物学、心理学、社会学三个方面综合考察人的健康和疾病问题，它认为人的心理与生理、精神与躯体、机体内外环境是一个完整的统一体，心理和社会因素也是影响疾病发生发展的重要因素。

六、结语

第8篇：生物科学定义范文

关键词：生物教育；学生自身发展；培养

初中生物课的教学是为了提高学生的生物科学素养，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系。在初中生物教学中怎样满足每个学生终身发展的需要，怎样培养学生终身学习的愿望和能力，促进其身心健康发展，培养良好品德呢？这就要求生物教师在课堂教学中时刻关注每一个学生，使学习过程成为学生的一种快乐生活和情感体验。所以，这就需要通过课堂教学的过程来完成对学生以下三个方面的培养。

一、培养学生良好的学习习惯和优秀品质，注重课堂联系生活实际

教师要教会学生如何学习，这是极为重要的，因此新课程设置中更加注重科学探究，更加注重理论联系实际，让学生在现实生活背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，并运用生物学原理和方法，解释生活实际问题。因此会学习是一种良好的习惯和优秀的学习品质，是学生自身发展所收获的一笔无穷的财富，也是教师在生物教学中培养学生健康成长的一种责任。

现行的中学生物新教材有鲜明的色彩对比、新异的版面，图文并茂，重点内容大字体现，讨论探究结合，便于学生自学，再加上充满情趣的图画，教师必须利用好这一点，带领学生欣赏教材，结合现在的生活实际，并进而使学生感觉到自己就是学习的主人，是解决问题的能手。如果把课堂上教师讲的内容记到头脑中，便形成了学生的生物知识，那么教师每提到一个问题时，学生只会等教师讲解答案，养成了不动脑思考、惰性思维的不良品质，这也不符合现代教学理念的要求，所以教师要清醒地认识到这一点，不断学习，不断去创新，注重学生的亲身体验学习，使学生养成学以致用、学有所得的行为习惯，由知学、善学、会学到好学，成为一代新人。

二、培养学生的创新精神，建立师生的平等关系

在课堂上，教师要充分信任学生，建立平等和谐的师生关系。在具体教学中，要搞清生物要领的形成过程，讲清生物概念的定义、含义及特性等，有时需要通过举例、作图等手段让学生加深对抽象生物要领的理解。所以在教学过程中，一方面要给学生充分参与学习、讨论、训练，表现自己才华的机会；另一方面要注意倾听学生的意见，吸纳学生的观点，不强求一致的标准答案，更重要的是充分发挥学生的聪明才智，通过启发、点拨、激发学生的创新精神，在习题讲析中让学生自己来推导结论过程，领悟发现，得出结论，从而培养学生的科学素养。

三、培养学生团结、合作、交流的意识

第9篇：生物科学定义范文

关键词：高中生物课程；“稳态与环境”模块；知识结构；科学方法

《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称为《标准》）在课程结构上发生了比较大的变化，其中包括设置了“稳态与环境”这个必修模块。对这种新颖的设计，有许多教师不理解，也有一些教师从科学性和合理性方面提出了质疑。本文就此谈一下个人的看法。

一、生物课程内容结构体系的建构

1959年，布鲁纳（Jerome S.Bruner）在《教育过程》中提出了他的结构主义课程的思想，他主张：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构，学习结构就是学习事物是怎样相互关联的。”自此以后，课程内容要结构化，成为课程专家的普遍追求。

（一）生物课程内容体系改革的必要性

传统的高中生物课程以生命的基本特征来组织内容，这也是传统的普通生物学的学科结构。但是，我们现在必须考虑两个问题。一是现代课程论认为课程体系要反映学科体系，但不等同于学科体系。它除了考虑学科体系，还要考虑学生的认知发展和社会需求。生物学科的内容包括由事实、概念、原理和规律组成的理论体系，及其隐含的学科思想和方法。因此，生物课程的内容既可以根据知识理论体系建构，也可以根据学科思想和方法建构，两者各有其合理性。二是20世纪后半期发生的“生物学革命”，使生物学的“范式”发生了改变。库恩（T.S.Kuhn）在《科学革命的结构》一书中说：“科学革命以后，教科书和它们提出的历史传统必须重写。”例如，已故陈阅增先生主编的《普通生物学》，就打破了传统的普通生物学学科体系，根据当代生命科学从微观到宏观的发展，“按生命的主要结构层次，从低层到高层安排。”[1]

（二）构建生物课程内容结构体系的思路

课程内容结构体系构建的依据，是课程内容之间的逻辑关系和心理学方面的关系。逻辑关系指学科知识之间内在的联系，心理学方面的关系指按照编者所理解的学生认识发展，把课程内容加以组织的关系。对科学课程而言，一般的倾向是在高年级采取逻辑结构的体系，在低年级以心理学结构的体系为主。我国的课程向来关注知识体系，构建高中生物课程的思路，按我国的国情只能取前者。

按逻辑关系构建课程体系，又可以有不同的方法。例如，1.可以按形式逻辑的方法，将若干科学事实或概念作为逻辑起点，通过演绎推理构建一个公理化的体系。这种方法在物理、化学中用得较多，对生物课程，《标准》首次将概念列入了课程目标，《标准》中“遗传与进化”模块的内容，也主要以类似的方法构建；但由于生命系统的复杂性和生命现象的不确定性，以形式逻辑构建知识体系只能适用于生物科学的少数领域。2.进化论无疑是生命科学中最大的一个统一理论，研究生物进化的机制不仅要追溯漫长的生命历史，覆盖各种生物进化现象，并与生命起源承接，还要能对现今全部的生命现象给出说明。我国在20世纪50年代，曾在普通高中开设“达尔文主义基础”课程，希望以进化论为框架构建生物课程体系；但由于进化论远未成熟，结果使生物课程受哲学的支配而走上非科学的道路。3.当代生物学的发展，形成了系统生物学（Systems Biology）。对生命的本质，生物学界长期存在活力论和还原论之争。20世纪30年代后，科学界对生命的本质提出了新的认识，就是机体系统论。1952年，美籍奥地利生物学家、系统论创始人贝塔朗菲（L.V.Bartalanffy）出版了英文版的《生命问题──现代生物学思想评价》，提出了机体系统论的基本原理：整体原理（组织原理）、动态原理、自主原理。这些原理表明：生物有机体是一个独特的组织系统，其个别部分和个别事件受整体条件的制约，遵循系统规律；生命有机体结构产生于连续流动的过程，具有调整和适应能力；生命有机体是一个具有自主活动能力的系统。[2]1968年，贝塔朗菲又在此书的基础上，进一步写成《一般系统论──基础、发展、应用》，创立了系统论，生物学也由此发展出“系统生物学”。系统生物学的一个重要方面，就是利用系统概念、系统思想和系统方法来理解生物学知识，重新整合原有的生物科学知识体系。这已成为“生物学革命”的内容之一，国际上称为“利用系统方法进行生物学革命”。“稳态与环境”模块的知识结构就是以系统生物学的思想构建的。

二、“稳态与环境”模块的知识结构

（一）关于稳态、调节和环境

稳态的概念最初来自生理学。生理学把维持内环境理化性质相对恒定的状态叫做稳态。稳态是一种复杂的、由体内各种调节机制所维持的动态平衡，一方面是代谢过程使内环境理化性质的相对恒定遭到破坏，另一方面是通过调节使平衡恢复。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又同时得到恢复的过程中得以维持和进行。后来，稳态的概念逐步扩展，它不仅被用来说明内环境理化特性的动态平衡，而且人们发现细胞、群落和生态系统在没有受到激烈的外界环境因素影响时，也都处于类似的状态，都可以用稳态这个概念来说明它们相对稳定状态的维持和调节。

稳态调节的概念原来也来自个体水平的生理学，例如，哺乳动物体内的温度、渗透压、pH以及各种电解质和营养物的浓度都保持在一个稳定的范围内，这是在其自身神经体液系统调节下，随时进行反馈调节而实现的。生态系统虽然没有与此类似的调节机制，但也具有一定的抵御环境压力、保持平衡状态的能力。特别是成熟的生态系统，每年的能量收支大致相等，营养物质循环近于“封闭式”，流失极少，系统能相当长久地保持一定的外观和结构，这些都是稳态调节的结果。

（二）“稳态与环境”模块概念体系的建立

任何一门科学，都是一个相对完整的理论体系，都是一个知识系统。从一般形式上看，都是由科学事实、基本概念、特定方法、相应理论以及应用范例等构成的。以生命的基本特征为框架来整理和概括生物科学事实，虽然容易被理解，而且从科学发展过程来看，分门别类地划分和组织材料，确实是一切科学的一项必不可少的任务，但是科学事实本身和若干科学事实的简单堆砌毕竟还不等于科学。事实只有以系统的概括的形式表现出来，并且成为概念和规律的根据和验证时，才能够变成科学知识的组成部分。

以这样的观点来看《标准》中“稳态与环境”模块的内容，“3.1植物的激素调节”和“3.2动物生命活动的调节”两个单元，提供的是经过整理的科学事实，它们是建立科学理论的基础和前提。在后续单元中，“说明稳态的生理意义”和“阐明生态系统的稳定性”等知识点，提出了“稳态”的概念；“举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用”“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”“举例说出生态系统中的信息传递”等知识点，提出了“调节”和“环境”的概念。科学概念是由大量科学事实和经验材料经过理性加工和提炼而形成的，科学概念一旦获得，就会使人们的认识发生飞跃，使已有的知识系统化、理论化。然而，概念虽然重要，但仅有概念还不能形成科学理论，概念只是理论的逻辑起点。在稳态、调节和环境概念的后面，还有一个更核心的概念，就是“系统”。因为稳态是系统的状态，调节是系统的行为，环境是系统的存在。这样，“稳态与环境”模块就以“系统”这个本体论概念作为核心概念，以“稳态”“环境”和“调节”三个科学通用概念把生物个体水平和生态系统水平的要素、行为、稳定和发展等问题统一起来，并以“描述体温调节、水盐调节、血糖调节”“描述群落的结构特征”“阐明群落的演替”“讨论某一生态系统的结构”等作为这个理论体系的应用范例。

需要明确的是，这个概念体系是隐性而不是显性的，是运用系统生物学的思想建立的。教材如何编写，教学如何进行，则需按具体情况而定。

三、“稳态与环境”模块的科学方法

一个科学的理论体系，除了科学事实、基本概念、相应理论和应用范例，还有一个重要的方面是特定方法。“稳态与环境”模块的科学方法，主要是系统分析方法以及以模型和数学方法为主的逻辑方法。

（一）系统分析的思想和方法

《标准》在“稳态与环境”模块的前言中指出：“本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识，有助于学生理解生命运动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识。”[3]这就明确提出了“系统分析的思想和方法”。现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平，但为了揭示生命运动的奥秘，还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中，从它们和外界环境的相互联系和相互作用中来了解整体，这就需要进行系统分析。系统分析能力是一种非常重要的综合实践能力。例如，植树造林是中央的号召，但西北一些地区年降水量很小，蒸发量很大，其地下水主要靠地表下的渗透作用（如熔化的雪水）。在这些地区植树，地下水会因树木的蒸腾作用而过量散失，导致水位下降甚至枯竭。于是近年来中央指示这样的地区要多种草。然而，在我国的中、东部地区，却出现了砍树种草的热潮。殊不知在高温多雨地区，树的生态效益要远远超过草。结果，一些城市政府部门又不得不规定绿化至少要有多少比例的乔木和灌木。导致这些失误的原因就在于缺乏系统分析的思想。

转贴于 现代系统分析包括定性分析和定量分析，定量分析是基于数学工具进行的，高中生物学教育一般只能做定性分析。如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”，具体说，就是运用系统的概念和系统分析的思想，一方面对生命系统的要素、结构、边界、环境、性能等系统的基本特征做分析，另一方面对系统的状态及其调控做分析。以生态系统为例，其要素指组成成分，即生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量；结构包括时空结构和营养结构（食物链和食物网）；边界指系统的范围，生态系统是模糊集合，其边界是一个模糊概念，根据研究的需要划定；环境指一个生态系统的外部环境条件，系统与环境之间具有物质、能量和信息的交流，两者相互联系、相互影响，并共同组成一个更大的系统；性能指系统整体的特性和功能，系统的整体特性表现为该系统与其他系统的区别，系统的功能则反映了系统与外部环境相互作用的程度，或系统获取输入、予以变换而产生输出的能力。以上这些方面构成了一个生态系统的基本特征。至于系统的状态，生态系统都是开放系统，系统的稳态就是生态平衡状态。每个生态系统都具有一定的自动调节能力，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态，实现物质循环和能量流动的相对稳定。生态系统状态的另一个重要指标是它的生产量，包括输入、输出、净生产量和效率。类似的分析在个体水平和群体水平均可进行。“稳态与环境”模块中的“描述群落的结构特征”“讨论某一生态系统的结构”“阐明群落的演替”“分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用”“阐明生态系统的稳定性”“探讨人口增长对生态环境的影响”“关注全球性环境问题”等知识点，以及“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”“调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动”“调查当地生态环境中的主要问题，提出保护建议或行动计划”等活动建议，都需要渗透和利用系统分析的思想和方法进行教学。

（二）数学和模型方法的运用

20世纪30年代，贝塔朗菲在提出机体系统论概念的同时，主张用数学和模型方法研究生命现象。

1.模型方法

《标准》依据国际科学教育的发展，将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”，是指模拟原型（所要研究的系统的结构形态或运动形态）的形式。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。[4]模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。模型一般可分为物理模型和数学模型两大类，通常说的模型即指物理模型。物理模型可以模拟客观事物的某些功能和性质，它包括物质模型和思想模型两类。在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本，模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等。思想模型是物质模型在思维中的引申，根据构建模型的思想方法的不同，又可以分为两类。一类是以形象化方法（或称为意象思维方法）构建的具象模型，它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征，如DNA分子双螺旋结构模型、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化，既可以促进研究，又可以简略描述研究成果，使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法（或称抽象思维方法）构建的模型，是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的，例如呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型，食物链和食物网等系统理想模型。这类模型使研究对象简化，在科学研究中用于计算推导，引申观察和实验的结论等方面。

在现代生物科学研究中，模型方法被广泛运用，DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。在生物科学学习中，模型提供观念和印象。认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象。前者有概念、原理、规律、理论，后者的成分包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看做一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作。所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的重要组成部分。正因为如此，美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。

“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”，都是运用模型的探究。例如，“设计并制作生态瓶”制作的是一个活体实物模型，运用这个模型进行的是对生态系统运行的模拟实验。在科学研究中，有时受客观条件的限制，不能对某些自然现象进行直接实验，这时就要人为地创造一定的条件和因素，在模拟的条件下进行实验。利用活体实物模型进行的模拟实验，在生命科学研究中被广泛应用，但具有一定的复杂性。因为变量较多，而且变量之间的关系，除因果决定性因素，还存在许多非因果决定性的因素，所以需要做系统分析。就本案例来说，一方面需要对生态瓶的组成成分、结构、环境、性能等做分析，另一方面需要对系统的能量转换和物质流动状态及其调控做分析。这对学生深入理解生态系统的结构、生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用、生态系统中的信息传递、生态系统的稳定性等，无疑具有重要的教育价值。但也正因为生命系统的复杂，所以活体生物模型与实际事物相比，存在较大差异。这是需要讲清楚的。

2.数学方法

数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前，数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用，甚至医生做手术之前都可以先进行数学模拟以预知各种方案可能出现的后果，再依据个人的经验来选择手术方案。数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻，《标准》对数学方法的使用，包括以下4个方面。

（1）定义概念。概念有具体概念和抽象概念之分，具体概念指能通过直接观察获得的概念，即实物概念，例如细胞、组织等结构概念，呼吸、遗传等生理活动概念；抽象概念不能通过观察习得，只能通过下定义才能习得，例如呼吸作用、新陈代谢等概念。在抽象概念中，有一类是用数学式来定义的。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律，为研究工作提供一种简明精确的形式语言，具有重要的科学认识论价值和方法论价值。“稳态与环境”模块没有明确要求用数学式定义概念，但“列举种群的特征”这个知识点，如果涉及种群密度，年龄结构和性别结构，出生率和死亡率等，那就是用数学式定义的概念。

（2）对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。例如，以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化，这在生物课程中已广泛应用。

（3）统计方法的运用。统计是研究随机现象的统计规律性的方法。统计性规律在生物界广泛存在，主要包括两类。一类是大数过程的规律性，即大量随机事件所组成的系统的规律性，如遗传性状传递过程中的规律。这类问题可用描述统计方法解决。另一类是某些生命系统行为的规律性，例如，生态系统中某种群数量的变化及其生灭过程、生物个体生态寿命的预期分析等，它们是不同条件下生命系统某种行为潜在可能性的数量估计，而不是实际存在的状况。这类问题可用选取统计方法解决。描述统计方法和选取统计方法，《标准》都已引入。描述统计方法主要是对观察、实验的原始材料进行整理、分类、分析等统计加工，得到统计事实。孟德尔正是使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析，才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。选取统计方法又称统计推理，是从样本到总体的推理。例如，对种群数量、密度的研究，要完全获得某自然种群总体的状态、特性和变化规律的信息是困难的，甚至是不可能的，实际上也无必要，所以往往根据由样本（样方）所获得的统计事实来推断总体。“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”和“土壤中动物类群丰富度的研究”。前者是用描述统计方法表达大数过程的规律性，后者是用选取统计方法进行从样本到总体的推理。

（4）用数学模型来表现生物学现象、特征和状况。生物数学模型有两类：一类为确定性模型，它用数学方法描述和研究必然性现象，例如某生物个体的生长曲线、细胞分裂过程中DNA数量变化曲线等；另一类为随机模型，它用概率论和统计方法描述和研究随机现象。例如，种群基因频率的变化没有确定性，有多种可能的结果，究竟出现什么结果是偶然的、随机的，但当种群由大量个体组成，并能随机繁殖传代时，基因频率和基因型频率的变化又表现出统计规律性。1908年，哈迪和温伯格用遗传平衡定律（Hardy.Weinberg定律）对此进行了描述，这个随机性的数学模型为种群遗传学研究奠定了基础。对数学模型，“稳态与环境”模块中安排了一个要求：“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。

根据以上对“稳态与环境”模块知识结构和科学方法的分析，其科学性和合理性应该是没有问题的。当然，随之而来的教材编写和教学实施的问题，仍需要我们认真研究。

参考文献

［1］陈阅增，等.普通生物学──生命科学通论［M］.北京：高等教育出版社，1997.8.

［2］路德维希·冯·贝塔朗菲.生命问题──现代生物学思想评价［M］.吴晓江，译.北京：商务印书馆，1999.