生命科学论文精编5篇

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生命科学的论文1

摘要：人类的发展和生命科学史紧密相连，生物科学保证了人的健康发展。生命科学史是人类生命发展的历史，生物科学可以正确认识生物的存在，当前社会在快速发展，所以有必要将这两个学科结合起来，共同研究，通过互相的融合可以更好的认识生命，认识生物，可以在深层次上取得突破，有助于人类科学的进步。

关键词：生命科学史；生物科学；共同研究

当前，由于人类认识水平的提升，各个学科有了很大的发展，但是对于生命科学，还处于起步阶段，人类对于生命的研究还有许多未知领域，还需要不断地探索，在探索的过程中，有必要生命科学和生物科学结合起来，这两门学科有许多是共同的，结合起来可以提升研究的效果，有助于实现研究上的突破。

1生命科学史的作用

人类的存在就是生命的存在，对于生命的研究需要有科学的态度，从生命科学的历史可以看出，先前的科学家对于生命科学的研究会将生物科学中的基础知识作为载体，以研究学科历史的发展进程为线索，这个过程实现了科学、思想和历史的有效融合，在一体化的研究过程中突出科学的演变和发展，突出生命学理论的思想基础，发展历程和经过的漫长道路，研究过程中渗透着科学思想和哲学思想；生命科学的发展进程中基本概念也发生了转变，生命科学的内容更加丰富。

在生命科学的研究过程中，可以看到研究方法、工作方法。而方法中凝聚力思想。在生命科学不断发展的进程中，人类对生命的看法也在发生变化。从历史中可以看出生命科学的起源，可以看出这门学科的价值，可以分析出对社会进步的推动作用。研究历史离不开历史的推动者，科学史中可以看出生命科学家的贡献，而后人更是可以借鉴研究的成功经验以及失败后的经验教训。历史研究表明，科学研究含有哲学思想和方法论。生命科学的进程是人类历史发展的重要组成部分，有着巨大的影响力，科学的性质就是知识，科学推动国家发展和进步。当前高科技的发展离不开生命科学的发展，生命科学史在生命科学研究中占有重要地位。生命科学也是其它学科发展的基础。生命科学的发展会为其它学科的发展提供推动力。

生命科学的发展可以促进社会的发展，加快社会发展的步伐。我们的生命如何才能合理，如何才会更为人性化的发展，对于这些问题的答案，必须要进行相应的生命科学研究。从科学的本质可以看到，生命科学的根本就是对生命的尊重，对生命价值的肯定。科学研究要具备科学方法和知识的积累，对生命现象研究可助于了解生命的产生和发展，可以对生命进行科学合理的解释。对生命的本质加以深入的理解，研究成果可以促进社会的进步。研究生命科学可以提升科学界的整体发展进程，生命科学会影响到社会的发展速度，会影响到发展方向。研究生命科学是人类在发展过程中需要直接面对的问题，掌握了生命科学，就会掌握人类的发展根本。

2生命科学史和生物科学的共同作用

研究生命科学需要以生命物质为基础，以此为基础进行研究，在远古时代人类对生命物质的研究就结合了生命与生物，通过长久研究发现了生物对生命的促进作用。人类对自然界生物的探索认识，意识到生命和生物的相互作用，虽然受科学技术的限制，在认识上还比较落后，也没有形成专业化的学科，但是通过对生命和生物的研究结果已经作用于当前人类的生活，特别是对生命的研究，仅对社会的发展和进步起到了推动作用，使得人们的生存质量得以提高，生活中的更加关注生命与生物，同时也扩大了人类的认识领域。

生命和生物有效的结合人类科学发展史中重要里程碑，标志着历史性进步。生命科学和生物科学的结合扩大的知识体系，不是简单的知识相互叠加，而更多的是对本质的研究与探索，在更深意义上对自然科学进行完善，是学术上的融合。生命和生物的共同研究会对知识的结构进行改变，会更加注重对根本的探索，生命和生物知识需要系统的完善，系统的完善有助于两个学科实现融合的整体研究，研究更加具有方向性，研究更加具有整体性。进行生命和生物的整体研究时，要注重知识的体系，需要以严谨的治学态度对生命和生物知识进行综合性的分析，发现相互的关联，这样才能保证研究成果获得提升，以实现研究的突破性进展。生命和生物的有效结合具有非常广阔的应用前景，目前研究应用于农业、生物科学和制药领域，但是随着研究的深入，研究成果的应用领域会不断扩大。生命和生物的融合会推动其它学科的发展，提升科技的整体水平，社会经济也会受益，研究成果可以转化为生产力，推动经济的发展。

在当前社会转型发展的关键时期，生命和生物的融合会推动社会的发展，拉动经济的增长。生命和生物在技术突破会改变当前社会的发展结构。当前部分研究成果应用于实际，比如转基因技术在生物育种的应用，此外还有克隆技术和生物芯片等。而当前重点研究的蛋白质组技术将会带动大批产业的发展，技术上的突破可以更好的服务于人类。现在人类健康已经实现了产业化，这也是生命和生物学技术发展的结果。未来，人类的健康会更多的得益于生命和生物技术的发展。

3结语

生命科学史是人类生命发展的历史，生物科学可以正确认识生物的存在，当前社会在快速发展，这两个学科的融合研究可以更好的认识生命，认识生物，可以在深层次上取得突破，有助于人类科学的进步。当前生命和生物的结合对社会的发展起到了推动作用，技术的发展实现了人类深层次的认知，也推动了人类的发展。

参考文献：

[1]张蜀生。物理学家与分子生物学革命[J].北京大学学报(医学版);2016(4):24-25.

[2]李国琼。生命科学发展前沿对高等医学教育的影响与对策研究[J].第三军医大学。2015(11):205-207.

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生命科学的论文2

一、迷你实验———简易探究，训练科学技能

迷你实验在学习过程中出现，在中译本中均置于旁栏，每个迷你实验仅由实验过程和分析两部分组成，展现了实验的核心内容，可在实验室或者家庭中完成，简单易行，侧重于从训练学生的科学技能角度强化补充概念，贴近学生的生活。相对导航实验而言，迷你实验的实验过程和分析更加具备了科学探究的一般过程，很明显，迷你实验也是作为一种科学方法的线索来体现的。迷你实验大多以模拟动手操作的实验为主。迷你实验在全套5本教材中共有52个，是几类实验设置中数量最多的一种，大致可分为模型建构型、技能探究型、知识运用型。例如，在《生命科学人体》这一册中共有迷你实验14个，涵盖了上述3种不同的类型。在模型建构型迷你实验中，有图表绘制类（如绘制激素水平图，将一段时间内的激素水平数据转变为曲线图）；有模拟类（如模拟小肠内的吸收过程、模拟疤的形成、模拟肾的功能）。在“确定繁殖速度”这一迷你实验中，利用硬币来模拟细菌的分裂，并且要求将数据绘制成图表。这个实验基本上可以说是人教版教材高中生物“探究酵母菌数量的动态变化”这一探究实验的模拟版本，但操作更简单，结论更直观。在技能探究型迷你实验中，通过观察、比较、感受、体验等得出有关结论，从而训练并提高学生相关的探究技能，特别是训练学生与整个探究过程相关的某一技能，如“比较食物的脂肪含量”这一迷你实验，将3份不同的食物依次放在牛皮纸包装袋上，放置30min后移走食物，观察牛皮纸上的油腻印迹和湿的印迹来比较不同食物中脂肪的含量。

二、实验室———完整实验，强调科学方法运用

相比于导航实验设计和迷你实验而言，“实验室”在教材目录中已经呈现，这充分显示了“实验室”在美国生物教材中的重要性，同样，“实验室”在实验整个的设计流程上显得正规而完整，一般有“现实世界的问题”、“实验过程”、“结论和运用”等。根据不同的目的，有的实验还有“制定计划”、“执行计划”、“分析数据”等实验过程。同时，“实验室”强调科学方法运用概念解决现实世界的问题，如“色盲测试———形成一个关于男女色盲的普遍性的假说”，还有利用互联网、模型建构等方法进行的实验。这些实验都强调了科学方法的运用，通过学生动手做实验来解决现实生活中的问题。在《生命科学人体》这一册中共有“实验室”实验14个，平均分布于七章，每章两个。具体的14个实验是：测量皮肤的面积、利用互联网、测定维生素C的含量、颗粒大小与吸收、心脏如同一个泵、自主设计———血型反应、肾的结构、模型和发明、提升反应时间、自主设计———皮肤敏感度、解释插图、改变身体比例、微生物和疾病、自主设计———有抵抗作用的唾液。在这些实验中，无一例外地都是先提出现实世界的问题来引导学生思考，再提出实验目标，提供备选的实验材料，按照提供的实验过程来进行操作，然后得出结论并加以应用。因为这套教材对应的是美国初中阶段的学生，所以大多数“实验室”中的实验并没有对学生有实验方案设计方面的要求，但对于实验的结论和应用，已经蕴含着一定的理科思维，将实验提升到了一个新的高度。如“测定维生素C的含量”实验，其结论和应用一是比较所检测的橙汁中维生素C的含量；二是推测为什么维生素C的含量有差异？另外，必须要提到的是，在“实验室”中有部分实验是“自主设计”，如《生命科学人体》这一册14个“实验室”实验中有“自主设计”实验4个，在这些“自主实验”中，一般的流程是：现实世界的问题———形成假设———验证假设———分析数据———结论和运用。很明显，“自主实验”的要求要远远高于其他的“实验室”实验，已经有了实验方案设计上的要求，对学生综合能力的要求也更高，旨在通过让学生自己去体会科学探究的整个过程，培养他们形成自主学习和探究的能力。

三、家庭实验室———拓展延伸，提高科学探究能力

导航实验属于学习前实验，由学生在家中完成；迷你实验属于学习中的实验，大多由学生在家中完成，少部分在学校完成；实验室实验由于其要求的增加，基本上都是在学校完成。而“家庭实验室”则是在书末单独列出，是来自厨房、装废品的抽屉或者庭院的实验设计，明确要求学生在家中自主完成。家庭实验室在每册书中通常有4～7个，这些实验通过解决现实世界的问题，提示科学概念是日常生活中常会用到的，它不仅仅用于课堂，也在生活中无处不在。在《生命科学人体》中共有家庭实验室7个：测量黑色素、维生素调查、血液的组成、构建葡萄糖模型、瞳孔的本领、辨识碘、酸性防护。从实验流程上看，都是相似的：现实世界的问题———实验过程———结论和应用。从实验内容上看，有的是调查和数据收集（如维生素调查），有的是测量（如测量黑色素），有的是模拟实验（如血液的组成、构建葡萄糖模型等）。作为上述3类实验的补充，“家庭实验室”基本上涵盖了实验的各种类型，但实验材料更加容易得到，实验过程更加简单直观，实验结论更加清晰明了，实验应用更加联系生活实际。这些“家庭实验室”更进一步地增强了学生的动手能力，通过最后的“结论和应用”，也将学生的科学探究能力提升到了一个新的层次和高度。综上所述，美国中学生物教材强调在实验中体验学习，体现了“通过做实验来解决生活中的问题”的理念。美国中学核心理科教材《生命科学》中实验栏目的设计，从引领学习，进行实验后批判性思考的“导航实验”到简易探究，训练科学技能的“迷你实验”，再到通过完整的实验流程，强调科学方法运用的“实验室”，然后以“家庭实验室”作为拓展延伸，提高了学生的科学探究能力。这些实验设计符合学生的认知过程，凸现了生物学科的理科性，培养了学生的理科思维。所以说，该教材从解决现实中的实际问题出发，引导学生自主进行科学探究，及时修正错误概念，最终实现提高学生的生物科学素养这一目标。这些实验设计的理念与操作，对中国中学生物的实验教学有很大的借鉴和帮助。

生命科学的论文3

1.激光共聚焦显微镜

激光共聚焦显微镜在传统光学显微镜的基础上作了改进，具有除目镜与物镜之外的图片放大功能，可以随时采集和记录检测信号，观察活细胞的结构及特定分子、离子的生物学变化。其选择单色性较好的激光作为光源，从根本上消除了色差。物镜的焦平面上加了一个带孔挡板，阻挡了焦平面外的杂散光，进一步消除色差。样品被分解成二维或三维空间上的无数个点，激光束逐个扫描成像，进而组成整体的平面或立体图像，计算机代替肉眼或照相机进行观察或摄像，数字化的图像在电脑中进一步处理，提高了图像的清晰度。该仪器还使用了光电倍增管，将微弱的信号放大，大大提高了灵敏度。由于以上优点，激光共聚焦显微镜可以应用到几乎所有有关细胞研究的领域。如原位鉴定细胞或组织内的生物大分子，观察细胞或亚细胞的形态结构；无损伤实时检测分析活细胞，并研究其形态和功能；在一个样品上同时进行多重标记，实时观察等。

2荧光探针

荧光探针在荧光成像技术中占据举足轻重的地位。一般荧光探针需具备优良的光物理性质，以便于激发和检测，且不与生物基质同时被激发，还要有较高的荧光量子产率和摩尔消光系数。荧光探针的溶解度要大，便于溶于缓冲液或细胞培养液中，且热、光性质比较稳定，有特异性标记位点。荧光探针需要具有良好的生物相容性，易于进入细胞内。荧光探针大致分为两类，包括化学类和生物类。化学类包括有机染料、纳米材料（金纳米粒子、半导体量子点等）及金属配合物等。生物类包括藻胆蛋白、分子灯标及基因编码荧光蛋白等。荧光探针在化学、光学、生物学等领域应用广泛，但是，目前仍缺少有效的分子探针识别疾病分子水平上的独特位点，故从分子水平上进行病理研究比较困难。

3荧光成像技术的应用

蛋白质、金属离子的检测

生物体的生理状态可以通过蛋白质表现出来，生命活动离不开各种酶的作用，而酶大多是由蛋白质构成的，故研究蛋白质的结构和功能在认识生命活动过程中至关重要。刘亭延等采用荧光成像技术构建了一种检测人血清蛋白质的新方法。该方法以碳量子点为标记染料，以聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出人血清蛋白，优化实验条件，最终得到清晰的电泳图。段相国等建立了一种ＨＣＶＮＳ３／４Ａ蛋白酶在小鼠体内瞬间表达的模型。金属离子在生物学中起重要作用，金属离子与荧光探针结合，在荧光显微镜下可观察细胞内金属离子的变化。Ｍｉｃｈａｅｌ等选用Ｉｎｄｏ－１为模板，合成了一系列检测Ｃａ２＋的荧光探针，可用于确定活细胞中特定位置的Ｃａ２＋浓度。Ｓａｒｅ等合成了Ｚｎ２＋的荧光探针，并应用到细胞中Ｚｎ２＋的检测识别中。人们还建立了Ｍｇ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ｃｄ等离子的检测模型。荧光成像技术应用于蛋白质及细胞内金属离子检测还存在一些问题，如有的荧光探针不能通过细胞膜、成像过程对细胞造成损害、检测方法不统一等，因此，建立统一、低损害的荧光成像检测技术仍是极具挑战性的研究课题。

肿瘤疾病的检测和诊断

目前，肿瘤的临床诊断主要依赖于显微形态学观察，从而在细胞层面上了解肿瘤细胞的类型与个体差异，这就要求检测手段不断进步。荧光成像技术以其操作方便、标记靶点多、灵敏度高等优点，广泛应用于肿瘤跟踪成像研究中，具有广阔的临床应用价值。高苒等建立了一种小鼠肿瘤模型，利用荧光显微镜和活体荧光成像仪可直接从整体和细胞水平上观察肿瘤，了解宿主与肿瘤间的作用。至今为止，人们对此进行了深入的探讨和研究，但该技术应用于体内时需要考虑复杂的体内环境，动物组织会产生背景噪音，影响该技术的发展应用。

药物新剂型研究

为了提高药物疗效，降低毒副作用，发展药物新剂型尤为重要。荧光探针的不断发展使荧光成像技术在这一领域的应用范围不断扩大，可用于对药物运输过程、细胞屏障跨越方式、药物释放过程等的观测研究，它的迅速发展也大大促进了药物新剂型研究的迅速发展。陈刚等研究了荧光探针经内耳给药后的转运通路，在荧光成像系统下追踪了整个运输过程。钟华等构建了一种装载抗癌药物阿霉素的新型纳米胶囊，采用激光共聚焦显微镜实时跟踪观察药物投递释放过程，为新剂型的研究提供了理论平台。目前，类似的研究虽然较多，但仍处于理论研究阶段，诸如荧光探针毒性、生物体内相容性等问题还没有解决，没有合理的规范，难以规模化生产。

4结论与展望

荧光成像技术的迅速发展加深了人们在分子水平对生命科学的了解，生命科学的研究也进一步推进了荧光成像技术的发展。激光共聚焦显微镜操作简单，应用广泛，荧光探针易于制备，荧光信号强，荧光成像技术可用于蛋白质、金属离子的检测，在肿瘤等疾病的检测中也起着重要作用，还可以实时跟踪检测给药过程，为药物新剂型的研究提供新的平台。目前，荧光成像技术仍存在许多不足，主要为：细胞在可见光区有自发荧光，掩盖了标记分子信号；难以实现对分子的长期标记检测。荧光成像技术是基础研究和实际应用间的重要纽带，三者将相互促进，不断进步。

生命科学概论论文4

生命科学哲学（Philosophy Of Biological Science）是本世纪六七十年代兴起的一股科学哲学思潮，虽然它的兴起主要是以本世纪50年代以后生命科学的蓬勃发展为基础，但从事生命科学哲学研究的哲学家们并不局限于把他们的哲学看作是一门部门哲学，而是更进一步，把他们的哲学看作是科学哲学的新范式：一种与传统的根植于物理科学之上的科学哲学相对的新的科学哲学。

因此，当代人们提到生命科学哲学就有两层含义。狭义地讲，生命科学哲学是关于生物学的哲学，主要研究生命的本质、生物学的理论结构、概念框架、一般方法等问题。换句话说，生命科学哲学就是关于生命的本体论、认识论和方法论的哲学学科。在此意义上，“生命科学哲学”即是“生物学哲学”，它是科学哲学的一个子学科。广义地讲，生命科学哲学是科学哲学的新思潮。传统的科学哲学究其根本，都是以物理科学（包括物理学和化学等学科）为根据的，所以新哲学家们把这种哲学称之为物理科学哲学（Philosophy Of Physical Science）。新哲学则主要是以生命科学为基础而又兼顾物理科学。所以为了突出新哲学与传统哲学的不同，一些哲学家把这种新哲学称之为生命科学哲学。

1.生命科学哲学兴起的背景

自然科学是哲学的基础，任何一种哲学的产生都与当时的科学背景密切相关。近代科学是从1543年开始的，虽然这一年出版的两本伟大著作中的一本——维萨里的《人体的构造》是生物学的一个分支，可是其后的一百多年，生物学并没有突飞猛进的发展，而运动学和力学却首先得以快速发展。1687年，牛顿的《自然哲学的数学原理》出版，使经典力学这座宏伟大厦最终落成。此后，物理科学的其它学科也都先后发展起来并逐步成熟。与此相对，生物学在牛顿时代尚处于孕育时期，用恩格斯的话说就是“还处于搜集材料的阶段”，牛顿的物理革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物学思想的重大革新是在19世纪和20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、莱布尼兹和康德论述科学和科学方法时，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标准范式，认为一旦理解了物理科学，就能理解其它任何科学。尽管早在19世纪中叶，达尔文就曾说过生物学的成就将会使哲学出现新繁盛，可是19世纪的科学哲学仍然完全根植于物理科学之中，不论是第一代实证主义（孔德）还是第二代实证主义（马赫），他们关于科学的本质，科学的理论结构和概念框架、科学方法等等的论述，完全是以经典物理学为依据的。进入20世纪，实证主义发展到了它的第三代——逻辑实证主义。正如提出这种理论的核心人物所说，逻辑实证主义主要依据的自然科学理论是数理逻辑和20世纪初诞生的相对论和量子力学。面对这种情况， 著名的生物学家和哲学家恩斯特·迈尔（ErnstMayr）不无遗憾地说：“自从伽利略、笛卡尔、牛顿以来直到20世纪中叶，科学哲学一直由逻辑学、数学和物理学所左右达数百年之久”( 〔2〕.piv)。

然而，本世纪中叶以后，由于传统科学哲学的自身危机以及分子生物学革命和综合进化论的革新，使哲学家们开始转向对生物学的哲学概括，以便从生物学中找出科学的新范式，于是，有关生物学的哲学思考成为西方科学哲学讨论的一个最热点的领域之一。在这种讨论中，生物学哲学作为一门学科逐步成熟。

我们先从传统科学哲学的危机谈起，传统科学哲学有三个主要的教条：一是分析命题和综合命题的区分，认为自然科学的命题是综合命题；第二是还原论，“即认为每一个有意义的陈述都等值于某种以指称直接经验的名词为基础的逻辑构造”；第三是演绎的解释理论，认为科学解释就是推理，一个需要解释的对象，只要它能从一些规律性陈述和一些前提条件中推导出来，它就得到了解释。其中第二点是逻辑实证主义的中心命题，这个命题换个说法就是认为，在科学中，观察（或经验）和理论是可以完全分开的，科学的本质就以经验为基础建立科学理论，科学理论的正确与否就是看它能否得到证实。奎因在《经验论的两个教条》中已对这种经验与理论的二分法以及第二个教条进行了批评。不过，决定性的批判则来自波普尔。波普尔认为，从逻辑的角度看，完全证实是不可能的，然而反过来，证伪却是可能的。由此，波普尔提出了证伪主义的科学纲领：科学的标志不在于它的可证实性，而在于它的可证伪性。由于波普尔的工作，科学哲学开始发生一个重大的转变：从研究科学理论的静态结构转向研究科学理论的历时结构。于是库恩的范式论、拉卡托斯的研究纲领方法论、费耶阿本德的无政府主义方法论等科学哲学理论相继出现，使传统的科学哲学出现严重的危机。

我们再从生物学本身的发展看。自从1953年沃森（）和克里克（）认定DNA的双螺旋结构以来，生物学便跨进了飞速发展的新时代。短短十多年的时间，遗传密码就得以破译，基因的作用机理也弄清楚，遗传工程亦开始实施。同时，由于新知识的渗透和综合，生物学的一些古老的学科，如进化论、胚胎学、分类学等也面貌一新。一时间，世界范围内出现了一股研究生物学的热潮，生物学成为继相对论和量子力学革命以来发展最快，成就最多的学科。生物学的这些革命性发展自然引起越来越多的哲学家对它的关注。他们或者利用生物学的成就重新评价以往科学哲学的适当性，或者从生物学中总结出独特的认识论、方法论和本体论问题。

传统科学哲学的危机以及生物学的持续发展因此使生命科学哲学成为当代科学哲学研究中的最激动人心的领域。各种论文和论著大量涌现。1985年，在一些哲学家和生物学家的努力下，一本专门讨论生命科学哲学的杂志——《生物学与哲学》也在西方创刊。作为一股新的科学哲学思潮的生命科学哲学就是在70年代兴起的，在80年代和90年代，这门学科逐步成熟并不断发展。

2.自主论和分支论：当代生命科学哲学的两大派别

近来西方出版的几乎所有生物学哲学的著作都以生物学在科学体系中占有什么位置，或者说生物学与物理科学相比有什么不同这个问题作为开篇。按照罗森伯格的说法，生物学和物理科学的关系问题是“生物学哲学的中心问题”。在此，我们可以换个说法，把这一问题看作是生物学哲学的基本问题，因为，第一，这一问题是任何一个生物学哲学家必须首先提出并要作出回答的问题。“生物学与其它自然科学是否不同和怎样不同是生物学哲学… …所面对的最突出、最明显、经常被提出、争议最多的问题”(〔3〕. P13)。第二，对这一问题的不同回答方式及结果，决定着生物学哲学讨论的几乎所有其它问题的回答方式及结果。生物学家和哲学家提出的有关生物学的逻辑的、认识论、本体论和方法论的较具体问题几乎都是围绕这一问题展开的，比如还原论与突现论的争论，关于社会生物学科学性争论，心身关系的争论等等都是如此。第三，对于生物学家和生物学哲学家来说，对这一问题的不同回答反映了他们对生物学应当前进的方向的不同看法。生物学的研究应当采取什么样的方法？未来生物学的重点在什么地方？对生物学和物理学关系问题的不同回答，直接关系到对这些问题的看法。

关于生物学的地位或者说生物学与物理科学关系的争论一直在两对立的派别之间进行，这两个派别，一个可称之为分支论，一个可称之为自主论。分支论认为，生物学在原理和方法上与物理科学并没有什么不同，而且未来的研究到了一定的时候会将整个生物学还原为物理科学。与之相对，自主论则认为生物学理所当然地是一门自主的科学，因为它研究的对象、它的概念结构和方法论与物理科学根本不同。

联系到前面提到的生命科学哲学兴起的背景，我们就可以看出，分支论和自主论实际上是对传统科学哲学危机和生物学迅速发展的两种不同的反映。

从科学哲学的转折来看，本世纪五十年代后，由于波普尔的批判，科学哲学从逻辑实证主义走向与之相对的历史主义。然而，并不是所有的哲学家都在这种转折中追随波普尔、库恩等人放弃了实证主义，相反，有许多哲学家仍然坚持实证主义的基本原则，只是在细节上对实证主义作了不同程度的修改。 这些哲学家有人把他们称作后实证主义者（Postpositivist）。后实证主义的基本观点是：

（1）科学是通过建立越来越普遍的经实验验证并具有解释能力的经验概括发展的，这些经验概括进一步被组织到更普遍的理论中去以更加扩展和加深这些概括的解释的统一性和预言的精确性；

（2）科学解释就是要把被解释的对象归并到普遍的规律或定律之下，因此，任何科学都需要规律或定律或至少是可改进的概括；

（3）科学需要规律或定律还因为实践的预言和控制也是依据规律或定律做出的。没有规律或定律，不仅解释是不可能的，预言和控制就更不可能。

（4）不同的学科有不同的发现、规律和理论，但所有这些发现、 规律和理论将最终组成一个连贯的理论阶梯，在这个理论阶梯中，可从最基本的物理学的理论和规律出发推演出所有其它学科的理论和规律，即所有的学科最终可统一于物理学。

当然后实证主义的观点并不仅是我们所列的这些，但对我们的问题这已足够。很显然，后实证主义的这些观点只不过是对实证主义的进一步修正而已，它们的基础仍然是物理科学。在生物学的惊人发展面前，这样的关于科学本性的结论适合生物学吗？

很显然，从生物学目前的状况看，它还不能立刻地，明显地满足后实证主义的描述。生物学目前还不象物理科学那样有许多简单、精确、相互联结并具有解释和预言能力的定律或规律；它的许多发现和描述语言与物理学和化学的发现和语言很少联系；它研究的模型系统的普遍性也是有限的。所有这些特征使它成为验证后实证主义科学哲学的很好的场所。这些不同是表面的、暂时的，还是本质的、永恒的呢？

于是，在哲学家中间，生物学与物理学是否不同和怎样不同的问题，就变为生物学是否和怎样与后实证主义的哲学图景相符合的问题。回答相符合的哲学家，就竭力从生物学中寻找材料证明后实证主义哲学图景的普遍性，并竭力证明生物学与物理学的上述差别是暂时性的。回答不相符合的哲学家则相反，他们从生物学寻找材料反对后实证主义的哲学思想，并竭力表明，生物学与物理学差别是永远不会消失的。

以上是分支论和自主论争论的哲学根源——后实证主义和反实证主义（antipositivism）。分支论和自主论的争论还有其科学自身发展的依据。

本世纪中叶以后，生物学中最激动人心的事件就是分子生物学的革命。由于这一革命，生物学的许多现象都可根据DNA 分子的结构得到解释。分子生物学的成功使许多生物学家以及哲学家坚信，生物学的所有现象最终都可以根据它们组成部分的物理化学规律完全得到说明，物理学和化学的方法完全适合生物学研究。DNA 双螺旋结构发现者之一克里克就断言：“生物学当代运动的最终目标事实上就是根据物理学和有机化学解释生物学。对于这一点有很多理由。因为化学和物理学的相关部分……量子力学与我们关于化学的经验知识一起，表明能为我们提供建立生物学的确定性基础，这与牛顿力学……为比如机械工程提供基础是同样的方式。”(〔4〕.P10)

物理学和化学之所以能为生物学提供一个“确定性基础，”在这些人看来，是因为生物体最终是由物理材料——运动中的分子和原子组成的。这些分子和原子在生物体中被聚集在不同的组织水平上，一些水平甚至能避开其它水平自主地活动，但是最终都是物理学和化学的产物。因而克里克说：“最终人们希望生物学的整体可根据比它低的水平进而正好从原子水平得到解释”。(〔4〕)

既然生物有机体可以从其组成部分的物理特性和化学特性得到解释，所以这些生物学家和哲学家继续断言，整个生物学最终将变为物理学和化学的一个分支。

这些生物学家和哲学家就是我们所说的分支论者，概括起来，他们认为：“生物学最好能成为物理科学的一个分支，一个能够通过运用物理科学方法，现在特别是物理学和有机化学的方法发展的独立分支”。(〔3〕P16)他们把分子生物学作为用物理学和化学研究生物学的最成功的范例，因此，对他们来说，生物学的其余部分都应象分子生物学一样，主动地与物理化学靠近。目前，生物学和物理科学之间仍然存在着很大差别，有许多生命现象还不能用物理学和化学解释，但他们认为，随着生物学和物理学的发展，最终都可以用物理学和化学来解释。

然而，除了分子生物学之外，群体遗传学、综合进化论、生态学、行为学、分类学等生物学学科在本世纪也得到了革命性发展，“都显示空前繁荣，茁壮成长”。这些学科都有其本身的词汇，方法论和概念结构，与其它学科特别是物理科学很少联系或只有最少的接触。因此，面对分支论的挑战，从事这些学科研究的生物学家以及从这些学科搜集材料的哲学家就认为，尽管物理学和化学方法在生物学研究中曾取得过振奋人心的成绩，但是物理学和化学的方法并不能完全适合生物学的主题内容。他们认为“生物学真正重要的目标以及获得这些目标的适当方法，与其它科学的目标和方法是如此不同，以致于生物学的理论和实践必须与物理学和理论实践保持持续的隔离。”(〔3〕.p16) 这些生物学家和哲学家就是自主论者。根据他们的观点，生物学追寻的是回答物理学不能回答的问题，因而生物学必须运用物理学提供不了的方法和手段，当然，生物学也可自由地借用物理学的理论和方法，但它不能仅仅简单地靠借用发展，它必须形成自己的方法。生物学运用物理学方法在某些方面能够取得成绩，但生物学若运用自己独立的方法则会取得更大更明显的成就。分支论与后实证主义的观点是一致的，但在自主论者看来，后实证主义从物理学中得出的科学图景对生物学来说是完全错误的。生物学当然是一门自主的学科，后实证主义那种建立在物理科学基础之上的科学统一观念会使生物学走向迷途，并阻碍生物学的快速发展。

除了分子生物学以及宏观生物学自身研究特点、研究方法使一些人支持分支论、一些人支持自主论外，未来生物学研究的重点在哪一个方面，也是人们支持分支论或自主论的重要原因，或者说是动机。著名生物学家和哲学家恩斯特·迈尔曾说：“许多物理学家坚信全部生物学的见解都能归结为物理学的定律，这种情况使许多生物学家为了自卫而主张生物学的自主性，很自然，不只是物理学家，而且信奉本质论的哲学家也极力反对这种生物学的解放运动，但是这种解放运动在最近几十年不断增强了力量。物理科学的原则，理论和定律是不是能说明生物科学中的每件事呢？生物学至少部分的是不是自主的科学呢？对于这些问题的冷静讨论，由于物理科学和生物科学明显的对抗情绪，甚至是互相敌对的情绪，就成为非常困难的事情。许多人曾经想把各门科学分类排列，把数学（或者特别把几何学）规定为科学的皇后。在为争取各项荣誉如诺贝尔奖金、政府及大学的预算、职位以及在非科学家中的普遍声望的竞争中，这种对立变得非常表面化了”。(〔1〕.pp37—38) 从迈尔的话里我们可以看出，生物学家支持或反对生物学自主性的一个重要原因是为自己从事的职业的重要性作辩护。

3.争论问题的展开

围绕“生物学和物理学是否不同和怎样不同这个基本问题，自主论和分支论展开了一系列的争论。从争论问题的普遍性程度看，主要有以下几个不同层次的问题：

首先，最普遍的一个问题是生物学和物理学研究的目标或战略是否相同的问题。自主论认为，在生物学和物理学的基本研究战略中存在如下一个明显的差别：物理科学的解释框架是机械论的，而生物学的解释框架则是有目的的、目的论的或功能的。这里所说的机械论广义地说是指这样一种观点：一个系统的行为是通过它的组成部分的牛顿性质——位置和动量（或它们的其它替代量）决定的，一个机械（力学）系统的行为是该系统组成部分的位置和动量数值的数学函数。物理科学对其需要解释的现象都是通过扩展这些力学概念及建立这种数学函数解释的。生物学的解释框架则与此不同，主要是目的论的。这里所说的目的论是指通过寻求系统的目标、功能、需要来解释系统的行为。生物学在解释生物现象时不是通过寻求构成生命系统的力学行为来完成，而是通过发现整个系统以及它的组成部分服务的目标、功能或需要来解释。这就是说，生物学解释主要依靠的是对生物系统服务目标的正确辩别，而在物理科学中，没有目标、目的、功能、需要等概念的位置和空间。因此，生物学和物理科学研究的总体目标就不相同：一个通过把现象分解成它的组成部分的力学行为来解释，另一个则通过在一个给定的现象中辩别出一个功能网络来解释。在这种情况下，两个领域的基本研究战略就必然不同。

分支论者也承认物理科学与生物科学在解释方式上存在这种差别，但与自主论者相反，他们认为这种差别是表面的，是可以排除的。

争论的第二层次的问题是关于生物学和物理科学中理论的本性、数目和关系问题。物理科学的研究对象可区分出不同的层次，对不同层次对象的研究可形成不同的理论，发展出不同的学科分支。这些不同的学科分支和理论可能是独立研究、独立建立的，然而，在物理科学中已达到这样一种水平，不同层次的理论可以逻辑地、数学地整合在一起。力学、光学、热学、电磁学、量子力学、相对论以及化学键理论、化学动力学理论、平衡常数理论等，都如此紧紧地连结在一起，以致于我们可以把这些理论从更基本的到派生的加以分类，然后用基本的解释派生的，并且可以根据一个领域的理论新进展预测另一个领域理论发展的情况。相比之下，生物科学中的各种理论间的联系就没有这么紧密。进化论、遗传学、生态学、古生物学、胚胎学、发育学、生理学等等学科都有其自身的理论，但这些理论之间的联系，并不象物理科学那样可以形成演绎关系，可以数学地整合在一起。举例来说，进化论对生物学的地位，就象牛顿力学对物理学的地位一样重要，然而，它们的理论结构却大不一样。牛顿力学本身的定律可用数学公式表示，其定律之间可形成严密的推理关系，其理论体系可用公理化方法建立，而进化论的理论内容只能定性描述而不能数学化，尽管有人试图对进化论也作公理化处理。通过牛顿力学可以推演出物理科学其它领域的一系列理论，而通过自然选择理论却推不出比如分类学、古生物学、形态学、胚胎学、生态学、遗传学中的有关理论，尽管有人说自然选择理论统一了这些学科。面对生物科学与物理科学理论本性、数目和关系的这些差别，自主论认为，这反映了生物科学自身的独特特点，说明生物学是一门自主的科学，而分支论则认为这种差别是暂性的，这表明生物学在目前还不是一门特别完善的科学，随着生物学的发展，这种差别将最终消失。

争论的第三层次的问题是关于生物学中是否存在规律以及规律的形式问题。一般说来，物理科学的理论是由一系列规律或定律经整合或演绎构成的。因此，传统科学哲学都把规律或定律看作是科学理论的象征，认为任何一门科学都应有自己独特的规律或定律。生命科学理论范式的形成，使一些人对此发生了怀疑。生物科学的理论是由规律或定律构成的吗？在当前的争论中，一些自主论者提出了否定意见，认为在生命科学中并不存在规律，他们认为规律或定律的观念是传统科学哲学的偏见，新哲学应摒弃这种偏见。生物学若没有规律，生物学如何存在和发展呢？这些人认为在生物科学的理论结构中概念起着中心地位，生物学的发展表现在概念含义的扩展和新概念的提出。不过，也有一些自主论者象分支论者一样承认生物学中存在规律，但他们同时又认为，这种规律是独特的，与物理科学的规律相比，不仅在内容上而且在形式上都是不同的。这些自主论者认为，物理科学的规律反映的是推挽式的（push—pull）因果机制一个在先的原因产生一个或多个结果，而生物学的规律描述的却是生物目标、目的或功能与为了得到它们的生物系统之间的关系。目标和它解释的行为之间的关系不是物理意义上的因果关系，因为在物理科学中，在后的目标不能解释产生它的事件，但在生物学中，先在事件是由目标解释的。因此，物理科学中的规律是因果性的，而生物科学中的规律则是功能性的或目的论的。反对这一点的分支论者长期以来一直试图分析自主论者所说的规律的意义，以便它们也能在非目的论的概括下被表达。分支论者认为，生命现象不过是物理现象的一个复杂的种类，所以对生物学现象的描述与对物理现象的描述就没有什么种类上或本质上的区别。对他们来说，目的论描述或者是物理规律的方便省略，或者是通向另外的用物理规律对生命现象作更精确的描述的中转站。

争论的第四个层次的问题是关于一些只在生物学中出现而不在物理科学中出现的概念和语词的含义的争论。比如关于生物学和物理学研究战略差别的重大争论 目的论和因果关系的争论必然要涉及到一些概念，象“适合”、“适应”、“竞争”、“掠夺”、“拟态”等。在分子生物学中，人们毫无顾忌地使用象“识别”、“密码”、“错误”等概念。这些概念都是目的论的概念，在物理学中是不存在的。它们能被转译成没有目的论的概念吗？它们在生物学中的存在是否说明生物学有严重错误的内容？这些都是值得深入思考的问题。

总之，围绕生物学哲学的基本问题，哲学家们在从整体研究纲领、目标直到个体概念四个不同层面的具体问题展开自己的讨论，这些问题即互相区别又互相联系，使生物学哲学从总体上既表现出内容上的多样性，又表现出统一性。

参考文献

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

〔2〕迈尔著，涂长晟等译，《生物学哲学》,辽宁教育出版社， 1993年版。

〔3〕A. Roseberg, The Structure of Biological Science CambridgeUniversity Press, 1985

〔4〕., Of Molecules and Men. Seattle:University ofWashington Press, 1966

生命科学概论论文5

摘要：

作者通过云平台和移动终端深度融合，将智慧课堂教学模式应用于“生命科学概论”课程的教学中，实现了课堂教学决策数据化、资源获取智能化、师生互动多维化、教师评价实时化。本课堂实践表明，通过运用智慧课堂教学模式，实现了课堂内外教学资源的整合，有助于增强学生的互动性、参与性与自主性，激发了学习兴趣，有效地提高了知识的掌握程度。

关键词：

云技术；移动终端；智慧课堂；互动式教学

● 前言

在“大数据+人工智能+移动终端”时代背景下，如何构建基于“云+端”技术的智慧课堂，使“低头族”变成“兴趣族”，是目前教育界一个紧迫的任务。智慧课堂是信息技术与教育深度融合的产物，是以培养创新型人才为目标，以大数据挖掘、人工智能分析为基础，实施课前资源智能推送、课中实时交流互动、课后学情分析与评价等学习活动，进行学习过程记录与多元智能评价的新型教学策略。[1]医学实验技术专业作为笔者所在学校新设立的专业，具有专业新、课程新、培养任务新的特点，更应该与时俱进，笔者通过在该专业“生命科学概论”课程中构建移动端的智慧课堂，利用网络云平台，采用多维互动式教学方法，以期打造一个智能、高效的课堂教学模式。

● “云+端”智慧课堂的特点

智慧课堂可提供多维的互动形式，如师生之间、生生之间、人与技术、人与资源等，其特点包括以下几个方面。[2]

①资源智能推送。智慧课堂可以为学习者提供丰富多样的媒体资源，包括教学大纲、电子教案、微课视频、图片和网页等，还可以根据学生的个性化特点和差异，对不同的学生推送有针对性的学习资料，使得学生得以巩固比较薄弱的环节，提高学习效率。

②实时交流互动。智慧课堂的最大特点是实现了师生之间和学生之间的实时交流互动。例如讨论组，师生都可以在需要时发表意见，提出问题，教师或学生可以实时解答，使课堂教学得到延伸。

③评价即时反馈。智慧课堂教学中可以采取综合的学习评价体系，这个评价贯穿了教学的全过程，包括课前预习测评与反馈、课堂上实时的教学反馈与评价以及课后作业的跟踪。全方位的反馈评价不仅可以使教师很好地掌握学生的学习动态与学习感受，还使课堂评价形成了完备的评价体系。

④教学决策支持。智慧课堂所生成的评价资源、学生学习习惯、视频观看、资料下载等数据都可以成为数据挖掘的基础数据，对学生学习的全过程进行总结并以数据化或图形化的方式呈现出来。教师就可以依靠数据挖掘的结果精准地掌握学情，及时调整授课内容和教学重点等。

● 智慧课堂在“生命科学概论”课程中的应用

生命科学概论是研究生命现象和规律的一门基础科学，它包含生物学的多个分支学科，是生物学的一个缩影和通论。课程内容包括生物大分子、细胞形态结构、新陈代谢、信息传递、遗传变异、动植物与微生物类群、生物多样性、生态与环境等模块。其目的是让学生了解整个生物界和生命科学的概况，加强对生命科学基本概念和内在联系与规律的学习，提高学生主动探索生命奥秘的积极性。

1.课前预习环节

教师一方面根据本章节内容，进行学情分析，包括本章节的基本知识点、重难点分析，本章节与上下章节之间知识连贯性分析，学生的学习行为习惯分析等，从而确定本章的教学目标及最佳教学方法，如启发式、讨论式、小组合作式、案例式等，并提前准备好若干讨论话题及随堂测验题目。另一方面，根据教学目标提前向学生推送本章节的教学资源，如课件、视频、动画、图片及微课等，让学生对课程内容进行预习。在生命科学概论中，每一章节笔者都会精心挑选并上传视频、动画，帮助学生进行重难点解析，如神经元的动作电位、静息电位是如何产生的、引起基因突变的原因、植物形态结构等。学生可以在任何时间自由观看，提高了学习兴趣。

2.课中学习环节

首先，在开始阶段学生自主介绍课前预习的有关内容，变被动学习为主动学习。教师则可以从中了解学生在预习中理解不透的一些知识点，从而在后续讲解过程中重点阐述这些疑难点。其次，在授课过程中，教师可以穿插布置一些随堂测验题目，通过网络云平台即时推送到每个学生的手机端。测验题目以客观题目为主，学生提交后，云平台可以进行自动批改和结果反馈。教师则根据课堂测验反馈结果和数据统计分析，快速找出学生对知识掌握的薄弱点，并进行问题辨析，通过智慧课堂的互动交流解决学生遇到的问题。[3]针对课堂互动，教师既可以借助平台的互动功能，如设置抢答环节，对回答较好的学生加1～2分，计入平时分，也可以布置分组任务，引导学生开展分组探究，并要求小组讨论后提交成果及展示发言，还可以穿插布置热点话题进行讨论等。另外，教师还可以让学生通过手机端提交自己的見解，并将反馈结果集中投屏到大屏幕上，先由学生互评，再由教师集中点评，这样既活跃了课堂气氛，又使学生进一步理解了知识点。

3.课后复习环节

每次课结束后，教师可以布置个性化线上作业，即根据每个学生在课堂学习中的表现和知识掌握程度进行个性化推送。学生则通过移动终端在限定时间内完成线上作业并提交。客观题由系统自动批改，主观题由教师给出分数或等级。教师可以根据每次作业分数了解学生对知识的掌握情况，并采取针对性的课后指导，如利用学习通录制微课、小视频等推送给学生，方便学生随时随地复习。另外，教师还可以利用平台自带的班级聊天群，与学生展开线上讨论与交流，如哪些不良的生活方式会导致基因突变的发生等。通过对话题的讨论，大家也会改正一些不良的生活习惯。

● 智慧课堂应用效果分析

1.将“低头族”变成“兴趣族”

在互联网时代，部分学生沉迷于网络游戏、淘宝购物、娱乐视频等，成为“低头族”。因此，如何充分利用移动终端设备，把学生的兴趣转移到学习中来，一直是高校管理者的困惑。在“云+端”智慧课堂教学模式下，学生无论在课前、课中或课后都需利用移动终端登录云课堂APP，自主学习课件、参与讨论、在线测试、小组互动、观看微课视频，以及查收教师布置的任务等。移动智能设备不再只是网络游戏、娱乐八卦的平台，而是资源搜索、视频制作、自主学习、小组讨论、在线测试的有效工具，使学习变得更有“兴趣”。[4]

2.将教师的“独角戏”变成师生“共唱戏”

在“云+端”智慧课堂教学模式下，教师不再是课堂的主角，也改变了过去“一言堂”的局面，其身份有了很大转变，主要起到课堂组织、指导、答疑、点评、总结的作用。学生则成为完成课堂教学任务的主角，通过利用移动终端进行资源搜集、课件学习、视频制作、小组讨论、测试反馈等一系列活动，学生的课堂参与度大大提高，自主性得到增强。

3.课堂交流更活跃，互动多维化

学生在“云+端”智慧课堂充分地发言或互动，形成多维度互动教学形式。例如，课堂中设置的抢答、投票环节，每位学生都十分踊跃地参与；在课堂中讨论环节，很多学生都利用手机将回答内容滚动投屏到教室大屏幕上，这样有利于相互比较、相互交流。在课后聊天交流区，每当有学生提出疑问时，其他同学都会积极地帮忙解答，这样也促成了学生的相互提升。

4.学习个性化，资源和数据获取便捷化

“云+端”智慧课堂手机端APP可随时上传和下载教学资源，教师可对教学资源库进行资源优化。学生可以在APP上反复查阅课件、观看视频。教师则可以便捷地记录学生的作业成绩，并对讨论发言积极者进行评分。另外，作业库记录了学生在学习过程中遇到的共性问题，教师能更加全面地分析学生对课程内容的掌握程度。

● 结语

实施“云+端”智慧课堂教学模式，是信息化时代对教学提出的要求，也是以后课堂改革发展的重要方向。但该教学模式使教师的准备工作量增加了，如制作微课、下载视频，或制作动画、发布教学资源等，并且要求教师必须具备良好的课堂活动设计能力、活动现场的把控能力，这也是对高校教师提出的重要挑战。

参考文献：

[1]何良静。智慧课堂下高等院校教学模式的研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2018,34(09): 68-70.

[2]方宜霞。“云·智慧课堂”教学模式的实践探索--以“商业银行综合柜台业务”为例[J].科教文汇，2019(05):114-116.

[3]邵煒茜，马岳。智慧课堂在高校环境设计专业中的教学模式研究[J].赤峰学院学报：汉文哲学社会科学版，2019,40(03):132-134.

[4]刘颖，蒋拓，王兆丹。基于移动端的智慧课堂混合式教学模式的研究与实践[J].课程教育研究，2019(16):36-37.