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1 教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)的確立
“草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)”是蘇教版初中生物學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第二單元“生物體的結(jié)構(gòu)層次”第四章“生物體的組成”第一節(jié)“單細(xì)胞生物”中一個(gè)重要概念,也是一個(gè)重要的探究活動(dòng)。作為七年級(jí)上冊(cè)生物課本中學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般方法后正式遇到的第二個(gè)探究實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐不僅可以激發(fā)學(xué)生的探究興趣,還可以鞏固與提升學(xué)生的探究能力。“探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)”以學(xué)生認(rèn)識(shí)單細(xì)胞生物可以獨(dú)立完成生命活動(dòng)為基礎(chǔ),是學(xué)生解釋生物體生命活動(dòng)現(xiàn)象和舉例說(shuō)出生物體生命活動(dòng)特征的實(shí)例,為學(xué)生建構(gòu)“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”這一重要概念提供了依據(jù)。在分析《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》和《生物學(xué)》教材后,筆者將本探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)以及重、難點(diǎn)確立如下。
1.1 教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo):舉例說(shuō)出單細(xì)胞生物對(duì)外界刺激能產(chǎn)生的反應(yīng)。
能力目標(biāo):運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法,探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng);使用顯微鏡觀察草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):參與觀察、探究、討論,體驗(yàn)探究的樂(lè)趣,形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
1.2 教學(xué)重點(diǎn)
① 舉例說(shuō)出單細(xì)胞生物對(duì)外界刺激能產(chǎn)生的反應(yīng);② 運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法,探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)。
1.3 教學(xué)難點(diǎn)
運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法,探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)。
2 學(xué)情分析及設(shè)計(jì)理念
由于單細(xì)胞生物個(gè)體微小,用肉眼不易觀察。在探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)活動(dòng)中,需要學(xué)生制定探究計(jì)劃,由于學(xué)生已有了科學(xué)探究的基礎(chǔ),但是仍然處于初步掌握階段,因此,教師在進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中要善于一步步設(shè)疑,引導(dǎo)學(xué)生制定出草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激可能產(chǎn)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案,幫助學(xué)生實(shí)施方案并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)中教師讓學(xué)生直觀感受草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng),幫助學(xué)生理解單細(xì)胞生物對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)。探究時(shí)要借助顯微鏡觀察,由于學(xué)生使用顯微鏡不夠熟練,所以需要教師適時(shí)指導(dǎo),并提倡加強(qiáng)學(xué)生之間的合作。
本實(shí)驗(yàn)是依據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》中“倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地獲取生物學(xué)科學(xué)知識(shí),體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程,形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀”的理念而設(shè)計(jì),由于理解科學(xué)探究和科學(xué)探究能力的形成需要學(xué)生親歷探究性學(xué)習(xí)過(guò)程,因此采用問(wèn)題解決法和探究實(shí)驗(yàn)法,通過(guò)教師的引導(dǎo),讓學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、自主探究、完成實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過(guò)質(zhì)疑、嘗試、摸索、探究、實(shí)踐、分析等一系列的思維與活動(dòng)過(guò)程,體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。
3 教學(xué)過(guò)程與策略
3.1 準(zhǔn)備教學(xué),親自實(shí)踐
本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。在備課過(guò)程中,教師應(yīng)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),實(shí)踐在前,杜絕紙上談兵,親自嘗試與體驗(yàn)探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。在預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,首先要采集和培養(yǎng)好草履蟲(chóng),牛肉汁或稻草培養(yǎng)液可作為培養(yǎng)草履蟲(chóng)的材料。溫度較低時(shí),可將裝有草履蟲(chóng)培養(yǎng)液的容器放入恒溫箱培養(yǎng)。在嘗試探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激的反應(yīng)過(guò)程中,選擇了食鹽、糖、牛肉汁三種刺激物。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),筆者發(fā)現(xiàn)草履蟲(chóng)對(duì)糖、牛肉汁的趨向性不是很明顯,而食鹽一旦放入載玻片上培養(yǎng)液的一側(cè),兩滴培養(yǎng)液中的草履蟲(chóng)會(huì)因濃度過(guò)高而死亡。經(jīng)過(guò)多次嘗試后,筆者發(fā)現(xiàn)選擇生理鹽水代替食鹽作為刺激物,既能刺激草履蟲(chóng),又不會(huì)傷害到草履蟲(chóng),而且對(duì)生理鹽水的刺激,草履蟲(chóng)會(huì)避開(kāi),實(shí)驗(yàn)效果較明顯。
3.2 創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣
為了能激發(fā)學(xué)生的探究興趣,教師需創(chuàng)設(shè)一個(gè)能引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、質(zhì)疑、探索的教學(xué)情境。以學(xué)生曾經(jīng)做過(guò)的探究實(shí)驗(yàn)的對(duì)象――“鼠婦”受到光或者觸碰的刺激蜷縮成球的圖片引出生物能對(duì)刺激作出一定的反應(yīng)的生命現(xiàn)象,設(shè)置由一個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的單細(xì)胞生物能否對(duì)刺激作出反應(yīng)的疑問(wèn),激發(fā)學(xué)生的求知欲。
3.3 回憶方法,作出假設(shè)
想要知道單細(xì)胞生物能否對(duì)外界刺激作出反應(yīng),需要借助科學(xué)探究的一般方法,教師引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)探究一般方法的步驟:提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流。在提出“單細(xì)胞生物能對(duì)外界刺激作出反應(yīng)嗎”的探究問(wèn)題后,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生作出合理的假設(shè)。假設(shè)并不是無(wú)端的猜測(cè),而是對(duì)問(wèn)題合理的解釋,所以在引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)的過(guò)程中,要充分了解學(xué)生的想法。教師通過(guò)提問(wèn)“草履蟲(chóng)可能對(duì)哪些外界刺激作出反應(yīng)呢?”或者“你想給草履蟲(chóng)提供什么外界刺激呢”,讓學(xué)生主動(dòng)、大膽地說(shuō)出自己的猜想。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)“生態(tài)因素”概念的基礎(chǔ)上,可以提出很多的猜想,比如有的學(xué)生可能會(huì)提出“光”,有的學(xué)生可能會(huì)提出“溫度”,有的甚至?xí)岢觥熬凭?、醋”……教師要及時(shí)肯定并鼓勵(lì)學(xué)生大膽地將自己的猜想應(yīng)用于課外探究。
教師出示課堂上給學(xué)生準(zhǔn)備的刺激物――生理鹽水,解釋使用生理鹽水作為刺激物的原因,引導(dǎo)學(xué)生就生理鹽水作為刺激物作出假設(shè)。由于有了具體的刺激物,學(xué)生作出假設(shè)的難度也降低了,可以作出“草履蟲(chóng)會(huì)趨向生理鹽水”或者“草履蟲(chóng)會(huì)避開(kāi)生理鹽水”的假設(shè),為下一步制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃提供了具體的材料,也讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更有針對(duì)性。
3.4 依據(jù)原則,制定計(jì)劃
科學(xué)探究過(guò)程中,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)依據(jù)三個(gè)原則:對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則、單一變量原則和科學(xué)性原則。這三個(gè)原則是學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的前提。教師友情提醒學(xué)生明確該對(duì)照實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量――生理鹽水,變量不同,其他條件都要相同。教師將探究實(shí)驗(yàn)推薦器材呈現(xiàn)給學(xué)生:草履蟲(chóng)培養(yǎng)液、載玻片、蓋玻片、滴管、顯微鏡等,這些是課本中原本提供的實(shí)驗(yàn)器材,教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,增加兩個(gè)器材:生理鹽水、牙簽。然后學(xué)生以4人一小組的合作探究形式,借助于課本中草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考圖(圖1),制定出小組的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,并將實(shí)驗(yàn)方案寫(xiě)在學(xué)案上。
在小組討論過(guò)程中,由于課本中并沒(méi)有詳細(xì)地用文字的方式提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)建議,只有一幅實(shí)驗(yàn)參考圖,所以學(xué)生對(duì)于材料的選擇和使用、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以及圖示理解的能力欠缺,可能會(huì)有“丈二和尚摸不著頭腦”的瓶頸期,比如為什么要滴兩滴草履蟲(chóng)培養(yǎng)液?生理鹽水到底滴一側(cè)還是兩側(cè)都要滴?牙簽用來(lái)干什么的?中間的通道有什么作用?小組進(jìn)行思考交流的過(guò)程中,教師可以巡視了解各個(gè)小組的合作情況和商討結(jié)果,有針對(duì)性地并適時(shí)地提出指導(dǎo)建議。小組討論結(jié)束后,教師選取一些代表性小組在全班匯報(bào)制定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,依據(jù)他們匯報(bào)的結(jié)果及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并可鼓勵(lì)其他小組針對(duì)匯報(bào)組提出疑問(wèn),讓匯報(bào)組進(jìn)行解答。最終,各小組在小組討論、全班交流的基礎(chǔ)上完善各自的實(shí)驗(yàn)方案,并為實(shí)施計(jì)劃做準(zhǔn)備。
3.5 實(shí)施計(jì)劃,得出結(jié)論
實(shí)驗(yàn)方案是實(shí)施計(jì)劃的依據(jù),在制定好實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上,小組的合作探究有了重要的依據(jù)。以2人一小組的形式,按照計(jì)劃,實(shí)施實(shí)驗(yàn),教師要求學(xué)生細(xì)心操作,細(xì)致觀察,秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,實(shí)事求是地記錄結(jié)果,并建議多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),比較觀察得到的現(xiàn)象和結(jié)果是否一致。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,巡視、指導(dǎo),善于發(fā)現(xiàn)各組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)點(diǎn)與不足,在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后,由“觀察到什么現(xiàn)象”的問(wèn)題,以“看誰(shuí)描述地最清楚”激發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí),開(kāi)始組織學(xué)生交流、分享小組的探究成果。
通過(guò)小組競(jìng)相交流,大部分小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相吻合或接近。學(xué)生觀察到“草履蟲(chóng)會(huì)避開(kāi)生理鹽水”的現(xiàn)象,由此可得出“單細(xì)胞生物能對(duì)外界刺激作出反應(yīng)”的結(jié)論。
3.6 分析個(gè)案,倡導(dǎo)拓展
全班以2人一小組為單位的探究實(shí)驗(yàn)小組,進(jìn)行探究后未必都能成功,教師要鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)事求是,勇于交流,大膽說(shuō)出自己所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師通過(guò)巡視,發(fā)現(xiàn)個(gè)別小組實(shí)驗(yàn)的不足,“某些小組探究的結(jié)果與我們預(yù)期的有差距,請(qǐng)?jiān)撔〗M的同學(xué)來(lái)說(shuō)說(shuō)他們?nèi)绾芜M(jìn)行操作的吧,看一看我們其他小組的同學(xué)能不能幫助他們分析一下,是什么原因?qū)е率∧??”教師以這樣的表述,鼓勵(lì)學(xué)生交流互助,不要因?yàn)槭《鴨适判?,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,揚(yáng)長(zhǎng)避短,為今后的探究活動(dòng)積累經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也提升自己的探究能力。
其實(shí)草履蟲(chóng)不僅可以避開(kāi)有害刺激,也能趨向有利刺激。由于課堂探究的時(shí)間和場(chǎng)地是有限的,而課外探究的平臺(tái)是教師通過(guò)努力可以為學(xué)生搭建的。學(xué)生可以以個(gè)人或者小組的形式嘗試課外探究,不僅可以嘗試不同的刺激物對(duì)草履蟲(chóng)的刺激,也可以觀察到有利的刺激會(huì)使草履蟲(chóng)趨向。生物教師可以與實(shí)驗(yàn)員做好溝通,約定時(shí)間和場(chǎng)地,提供實(shí)驗(yàn)器具和材料,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與,倡導(dǎo)學(xué)生課外拓展。
4 教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)與創(chuàng)新
4.1 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)
《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》明確提出科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取生物科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的探究活動(dòng)。教師應(yīng)積極提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生親自嘗試與實(shí)踐,并將科學(xué)探究的內(nèi)容盡可能滲透到各主題內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)中。教師在引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究活動(dòng)時(shí),不僅應(yīng)讓學(xué)生參加科學(xué)探究的某些方面的活動(dòng),也應(yīng)該注意讓學(xué)生有機(jī)會(huì)參與若干完整的探究活動(dòng)。在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,在引導(dǎo)學(xué)生探究前,教師親自實(shí)踐,認(rèn)真進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn),將探究實(shí)驗(yàn)中所可能出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施解決,從而選取合理的實(shí)驗(yàn)材料,節(jié)約課堂時(shí)間,有效地引導(dǎo)、組織學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng);在引導(dǎo)學(xué)生制定探究方案過(guò)程中,教師步步設(shè)疑,及時(shí)引導(dǎo),點(diǎn)到為止;在教學(xué)中教師不包辦代替,激發(fā)學(xué)生思考,發(fā)揮其主體性,鼓勵(lì)學(xué)生大膽想、大膽說(shuō);以小組合作形式,以全班交流形式,進(jìn)行師生互動(dòng)的同時(shí),進(jìn)行生生互動(dòng);并倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外探究,以課堂的探究方法為例,舉一反三,將探究草履蟲(chóng)對(duì)外界刺激作出反應(yīng)的探究活動(dòng)進(jìn)行地更加完整。
七年級(jí)上冊(cè)生物重要知識(shí)點(diǎn)第一單元 生物和生物圈
生物的特征:1、生物的生活需要營(yíng)養(yǎng) 2、生物能進(jìn)行呼吸 3、生物能排出體內(nèi)產(chǎn)生的廢物4、生物能對(duì)外界刺激做出反應(yīng) 5、生物能生長(zhǎng)和繁殖 6、由細(xì)胞構(gòu)成(病毒除外)
調(diào)查的一般方法
步驟:明確調(diào)查目的、確定調(diào)查對(duì)象、制定合理的調(diào)查方案、調(diào)查記錄、對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行整理、撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告
生物的分類
按照形態(tài)結(jié)構(gòu)分:動(dòng)物、植物、其他生物
按照生活環(huán)境分:陸生生物、水生生物
按照用途分:作物、家禽、家畜、寵物
生物圈是所有生物的家
生物圈的范圍:大氣圈的底部:可飛翔的鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)、細(xì)菌等
水圈的大部:距海平面150米內(nèi)的水層
巖石圈的表面:是一切陸生生物的“立足點(diǎn)”
生物圈為生物的生存提供了基本條件:營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、陽(yáng)光、空氣和水,適宜的溫度和一定的生存空間
環(huán)境對(duì)生物的影響
非生物因素對(duì)生物的影響:光、水分、溫度等
光對(duì)鼠婦生活影響的實(shí)驗(yàn)P15
探究的過(guò)程:1、提出問(wèn)題 2、作出假設(shè) 3、制定計(jì)劃 4、實(shí)施計(jì)劃 5、得出結(jié)論 6、表達(dá)和交流
對(duì)照實(shí)驗(yàn) P15
生物因素對(duì)生物的影響:
最常見(jiàn)的是捕食關(guān)系,還有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、合作關(guān)系
生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和影響
生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)P19的例子
生物對(duì)環(huán)境的影響:植物的蒸騰作用調(diào)節(jié)空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛后可調(diào)節(jié)土壤肥力、動(dòng)物糞便改良土壤、蚯蚓松土
生態(tài)系統(tǒng)的概念:在一定地域內(nèi),生物與環(huán)境所形成的統(tǒng)一整體叫生態(tài)系統(tǒng)。一片森林,一塊農(nóng)田,一片草原,一個(gè)湖泊,等都可以看作一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。
生態(tài)系統(tǒng)的組成:
生物部分:生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者
非生物部分:陽(yáng)光、水、空氣、溫度
如果將生態(tài)系統(tǒng)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)中的所有生物分別稱重,在一般情況下數(shù)量做大的應(yīng)該是生產(chǎn)者。
植物是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者,動(dòng)物是生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者,細(xì)菌和真菌是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者。
食物鏈和食物網(wǎng):
食物鏈以生產(chǎn)者為起點(diǎn),終點(diǎn)為消費(fèi)者,且是不被其他動(dòng)物捕食的“最高級(jí)”動(dòng)物。
物質(zhì)和能量沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)的。
營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,生物數(shù)量越少;營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,有毒物質(zhì)沿食物鏈積累(富集)。
生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。
在一般情況下,生態(tài)系統(tǒng)中生物的數(shù)量和所占比例是相對(duì)穩(wěn)定的。但這種自動(dòng)調(diào)節(jié)能力有一定限度,超過(guò)則會(huì)遭到破壞。
例如:在草原上人工種草,為了防止鳥(niǎo)吃草籽,用網(wǎng)把試驗(yàn)區(qū)罩上,結(jié)果發(fā)現(xiàn),網(wǎng)罩內(nèi)的草的葉子幾乎被蟲(chóng)吃光,而未加網(wǎng)罩的地方,草反而生長(zhǎng)良好。原因是:食物鏈被破壞而造成生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)。
生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)。人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響有許多是全球性的。
生態(tài)系統(tǒng)的類型p29
森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等
生物圈是一個(gè)統(tǒng)一的整體p30
注意DDT的例子 (富集)課本26頁(yè)。
課本27頁(yè)1題33頁(yè)生物圈2號(hào)
生物的生存依賴于環(huán)境,以各種方式適應(yīng)環(huán)境,影響環(huán)境。
七年級(jí)上冊(cè)生物重要知識(shí)點(diǎn)第二單元 生物和細(xì)胞
顯微鏡的結(jié)構(gòu)
鏡座:穩(wěn)定鏡身;
鏡柱:支持鏡柱以上的部分;
鏡臂:握鏡的部位;
載物臺(tái):放置玻片標(biāo)本的地方。中央有通光孔,兩旁各有一個(gè)壓片夾,用于固定所觀察的物體。
遮光器:上面有大小不等的圓孔,叫光圈。每個(gè)光圈都可以對(duì)準(zhǔn)通光孔。用來(lái)調(diào)節(jié)光線的強(qiáng)弱。
反光鏡:可以轉(zhuǎn)動(dòng),使光線經(jīng)過(guò)通光孔反射上來(lái)。其兩面是不同的:光強(qiáng)時(shí)使用平面鏡,光弱時(shí)使用凹面鏡。
鏡筒:上端裝目鏡,下端有轉(zhuǎn)換器,在轉(zhuǎn)換器上裝有物鏡,后方有準(zhǔn)焦螺旋。
準(zhǔn)焦螺旋:粗準(zhǔn)焦螺旋:轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鏡筒升降的幅度大;細(xì)準(zhǔn)焦螺旋。
轉(zhuǎn)動(dòng)方向和升降方向的關(guān)系:順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)準(zhǔn)焦螺旋,鏡筒下降;反之則上升
顯微鏡的使用 P37-38 的圖要掌握
觀察的物像與實(shí)際圖像相反。注意玻片的移動(dòng)方向和視野中物象的移動(dòng)方向相反。
放大倍數(shù)=物鏡倍數(shù)X目鏡倍數(shù)
放在顯微鏡下觀察的生物標(biāo)本,應(yīng)該薄而透明,光線能透過(guò),才能觀察清楚。因此必須加工制成玻片標(biāo)本。
觀察植物細(xì)胞:實(shí)驗(yàn)過(guò)程P43-44
切片、涂片、裝片的區(qū)別 P42
植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)
細(xì)胞壁:支持、保護(hù)
細(xì)胞膜:控制物質(zhì)的進(jìn)出,
細(xì)胞質(zhì):液態(tài)的,可以流動(dòng)的。細(xì)胞質(zhì)里有液泡,液泡內(nèi)的液泡內(nèi)溶解著多種物質(zhì)(如糖分)
細(xì)胞核:貯存和傳遞遺傳信息
葉綠體:進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,
液泡:細(xì)胞液
觀察口腔上皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)P47
動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)
細(xì)胞膜:控制物質(zhì)的進(jìn)出
細(xì)胞核:貯存和傳遞遺傳信息
細(xì)胞質(zhì):液態(tài),可以流動(dòng)
植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的相同點(diǎn):都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核
植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的不同點(diǎn):植物細(xì)胞有細(xì)胞壁和液泡,動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有。
細(xì)胞的生活需要物質(zhì)和能量
細(xì)胞是構(gòu)成生物體的結(jié)構(gòu)和功能基本單位。
細(xì)胞是物質(zhì)、能量、和信息的統(tǒng)一體。細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞。
細(xì)胞中的物質(zhì)
有機(jī)物(一般含碳,可燒):糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸,這些都是大分子
無(wú)機(jī)物(一般不含碳):水、無(wú)機(jī)物、氧等,這些都是小分子
細(xì)胞膜控制物質(zhì)的進(jìn)出,對(duì)物質(zhì)有選擇性,有用物質(zhì)進(jìn)入,廢物排出。注意課本52頁(yè)圖叫什么
細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換器:
葉綠體:進(jìn)行光合作用,是細(xì)胞內(nèi)的把二氧化碳和水合成有機(jī)物,并產(chǎn)生氧。線粒體:進(jìn)行呼吸作用,是細(xì)胞內(nèi)的“動(dòng)力工廠”“發(fā)動(dòng)機(jī)”。
二者聯(lián)系:都是細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器
二者區(qū)別:葉綠體將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中;
線粒體分解有機(jī)物,將有機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能釋放出來(lái)供細(xì)胞利用。
動(dòng)植物細(xì)胞都有線粒體。
細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù),遺傳信息存在于細(xì)胞核中
多莉羊的例子p55,
57頁(yè)1題
細(xì)胞核中的遺傳信息的載體——DNA
DNA的結(jié)構(gòu)像一個(gè)螺旋形的梯子
基因是DNA上的一個(gè)具有特定遺傳信息的片斷
DNA和蛋白質(zhì)組成染色體
不同的生物個(gè)體,染色體的形態(tài)、數(shù)量完全不同
同種生物個(gè)體,染色體在形態(tài)、數(shù)量保持一定
染色體容易被堿性染料染成深色
染色體數(shù)量要保持恒定,否則會(huì)有嚴(yán)重的遺傳病
細(xì)胞的控制中心是細(xì)胞核
細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞
生物的由小長(zhǎng)大是由于:細(xì)胞的分裂和細(xì)胞的生長(zhǎng)
細(xì)胞的分裂
1、染色體進(jìn)行復(fù)制
2、細(xì)胞核分成等同的兩個(gè)細(xì)胞核
3、細(xì)胞質(zhì)分成兩份
4、植物細(xì)胞:在原細(xì)胞中間形成新的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁
動(dòng)物細(xì)胞:細(xì)胞膜逐漸內(nèi)陷,便形成兩個(gè)新細(xì)胞
新生命的開(kāi)端---受精卵
經(jīng)細(xì)胞分化形成的各種各樣的細(xì)胞各自聚集在一起才能行使其功能,這些形態(tài)結(jié)構(gòu)相似、功能相同的細(xì)胞聚集起來(lái)所形成的細(xì)胞群叫做組織。
不同的組織按一定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成器官。
動(dòng)物和人的基本組織可以分為四種:上皮組織、結(jié)締組織、肌肉組織、神經(jīng)組織。
四種組織按照一定的次序構(gòu)成,并且以其中的一種組織為主,形成器官。
能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個(gè)器官按照一定的次序組成在一起構(gòu)成系統(tǒng)。
系統(tǒng):運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)。
動(dòng)物和人的基本結(jié)構(gòu)層次(小到大):細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→動(dòng)物體和人體
植物結(jié)構(gòu)層次(小到大):細(xì)胞→組織→器官→植物體
P65題3
第二節(jié) 植物體的結(jié)構(gòu)層次
綠色開(kāi)花植物的六大器官
營(yíng)養(yǎng)器官:根、莖、葉 ;
生殖器官:花、果實(shí)、種子
第三節(jié) 只有一個(gè)細(xì)胞的生物體
單細(xì)胞生物:草履蟲(chóng)、酵母菌、、衣藻、眼蟲(chóng)、變形蟲(chóng)
【關(guān)鍵詞】初中生物學(xué) 重要概念 概念引入 概念建立 概念傳遞
一、概念及概念教學(xué)
《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 年版)》與《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》相比,最大的變換是在課程內(nèi)容中增加或修改了50個(gè)生物學(xué)重要概念。概念是把客觀對(duì)象的特點(diǎn)加以概括,在人腦中形成的對(duì)事物本質(zhì)屬性的反映。概念是人類對(duì)一個(gè)復(fù)雜的事物或過(guò)程的理解,它隨著人類實(shí)踐和認(rèn)識(shí)的變化而不斷的發(fā)展。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),概念有不同的類型,如實(shí)物概念和抽象概念,日常概念和科學(xué)概念等。
作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種途徑,同時(shí)也是當(dāng)前研究的一個(gè)熱門(mén)話題,概念教學(xué)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐,成為一條通向真知的重要途徑。概念教學(xué)以完善和糾正學(xué)生的前科學(xué)概念、幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念為根本任務(wù),把單純的教知識(shí)變?yōu)榻讨R(shí)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)前后知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,使學(xué)生形成一個(gè)最佳的認(rèn)知結(jié)構(gòu),從而為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)、生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、一般概念和生物學(xué)重要概念的引入
生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象、揭示生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),它建立的基礎(chǔ)是對(duì)生物學(xué)概念的認(rèn)識(shí)、理解和應(yīng)用。作為生物學(xué)領(lǐng)域基本的語(yǔ)言單位和思維單位,生物學(xué)概念是生物學(xué)課程內(nèi)容的重要組成部分,它是對(duì)生物形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征、原理及規(guī)律本質(zhì)的闡述,也是對(duì)迅猛發(fā)展的生物科學(xué)的基本認(rèn)識(shí)。從某種程度上講,生物學(xué)概念是對(duì)事實(shí)信息或事實(shí)知識(shí)的一種直觀體現(xiàn)。
一般概念與生物學(xué)重要概念之間是怎樣的關(guān)系?英國(guó)教育家溫?哈倫在《科學(xué)教育的原則和大概念》一書(shū)中提出,科學(xué)教育具有多方面的目標(biāo),科學(xué)教育應(yīng)該致力于理解一些科學(xué)上有關(guān)的大概念,包括科學(xué)概念以及關(guān)于科學(xué)在社會(huì)中所起作用和科學(xué)本身的概念。所有科學(xué)的課程活動(dòng)都應(yīng)該致力于深化學(xué)生對(duì)科學(xué)大概念的理解。美國(guó)課程專家埃里克森認(rèn)為,核心概念是指居于學(xué)科中心,具有超越課堂之外的遷移價(jià)值和持久價(jià)值的關(guān)鍵性概念。這些概念源于學(xué)科中的一般概念、原理和解釋體系。無(wú)論是溫?哈倫提出的大概念,還是埃里克森認(rèn)為的核心概念,其實(shí)都不約而同地指向了生物學(xué)重要概念這一中心議題。
對(duì)于一般概念或生物學(xué)事實(shí)信息,學(xué)生可以通過(guò)觀察測(cè)量獲得,有時(shí)受到時(shí)間或技術(shù)限制不能觀察測(cè)量的,往往只能是被動(dòng)告知,記憶和復(fù)述是其檢測(cè)的主要形式。例如植物光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程即范?海爾蒙特實(shí)驗(yàn)以及普利斯特萊實(shí)驗(yàn),綠葉在光下產(chǎn)生淀粉和氧氣的實(shí)驗(yàn),植物的光合作用需要二氧化碳的討論,植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳消耗氧氣的實(shí)驗(yàn)等。而生物學(xué)核心概念需要學(xué)生對(duì)大量的事實(shí)知識(shí)進(jìn)行分析加工,歸納推理,抽象概括得到,這是主動(dòng)獲取的過(guò)程,檢測(cè)評(píng)價(jià)時(shí)一般需要在新的情境中應(yīng)用。例如通過(guò)科學(xué)史的學(xué)習(xí)、探究活動(dòng)、操作演示、實(shí)驗(yàn)討論等系列事實(shí)知識(shí)的鋪墊,學(xué)生再消化綜合后得出:光合作用的實(shí)質(zhì)即綠色植物利用太陽(yáng)光能,把二氧化碳和水合成了儲(chǔ)存能量的有機(jī)物,同時(shí)釋放氧氣;呼吸作用的實(shí)質(zhì)即在生物體活細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞分解有機(jī)物生成二氧化碳和水,同時(shí)釋放能量等重要概念。
傳統(tǒng)教學(xué)往往強(qiáng)調(diào)對(duì)一般概念的記憶和背誦,而要達(dá)到深層次的理解,必然涉及到對(duì)重要概念的組織。埃里克森則強(qiáng)調(diào),課程與教學(xué)應(yīng)該超越事實(shí)。課程內(nèi)容的選擇應(yīng)以事實(shí)作為鋪墊,圍繞學(xué)科的重要概念進(jìn)行。教學(xué)中心應(yīng)從講授事實(shí)轉(zhuǎn)移到運(yùn)用事實(shí),學(xué)習(xí)中心應(yīng)從記憶事實(shí)到重建知識(shí)結(jié)構(gòu)。研究證明,學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)越清晰,越利于學(xué)習(xí)新知,越利于知識(shí)的遷移運(yùn)用。由此可見(jiàn),生物學(xué)重要概念教學(xué)應(yīng)該建立在事實(shí)知識(shí)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。區(qū)分事實(shí)信息和重要概念,對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)的把握、教學(xué)方法的選擇、教學(xué)質(zhì)量的提高以及教學(xué)水平的提升等方面具有重要意義。
三、生物學(xué)重要概念的建立
《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 年版)》在教學(xué)建議中認(rèn)為,生物學(xué)重要概念處于生物學(xué)科的中心位置,包括對(duì)生命基本現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解和解釋,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)及相關(guān)科學(xué)具有重要的支撐作用。學(xué)生要“獲得生物學(xué)基本事實(shí)、概念、原理和規(guī)律等方面的基本知識(shí),了解并關(guān)注這些知識(shí)在生活、生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用”。這盡管是課程目標(biāo)提出的明確要求,但對(duì)于中學(xué)生物教學(xué)來(lái)說(shuō),學(xué)生能否準(zhǔn)確、牢固地建立起反映生物學(xué)思想的、反映社會(huì)和時(shí)代需求的生物學(xué)核心概念,這才是教學(xué)的主要目標(biāo)。換言之,引入并學(xué)好生物學(xué)重要概念是學(xué)好生物學(xué)的關(guān)鍵,我們應(yīng)該將生物學(xué)核心概念教學(xué)放在知識(shí)教學(xué)的首要位置。
如何幫助學(xué)生對(duì)事實(shí)進(jìn)行抽象和概括,建立生物學(xué)重要概念,進(jìn)而為學(xué)生在新情境下解決相關(guān)問(wèn)題?重要概念從引入到形成,本質(zhì)就是知識(shí)從感性到理性的上升過(guò)程。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出,針對(duì)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知能力的深度和廣度,用描述概念內(nèi)涵的方式來(lái)傳遞概念,有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和遷移應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)重要概念的螺旋式發(fā)展。概念的內(nèi)涵是概念的基本特征之一,包括所有組成該概念的事物特性和關(guān)系。例如細(xì)胞是生物體機(jī)構(gòu)和功能的基本單位這一重要概念,它的內(nèi)涵包括:細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位,除病毒外,一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能特性與細(xì)胞的物質(zhì)交換等有密切關(guān)系,它是理解水、無(wú)機(jī)鹽吸收的基礎(chǔ)。葉綠體和線粒體等細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能是學(xué)習(xí)光合作用和呼吸作用的基礎(chǔ)。細(xì)胞核能控制生物體的生長(zhǎng);細(xì)胞核中染色體的形態(tài)變化對(duì)理解細(xì)胞分裂有重要作用,有利于對(duì)生物遺傳變異知識(shí)的學(xué)習(xí)。
教者應(yīng)圍繞重要概念,精選恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,設(shè)計(jì)巧妙的教學(xué)活動(dòng),弄清上位概念和下位概念,區(qū)分具體概念和定義性概念,充分挖掘概念內(nèi)涵,形成概念框架。在實(shí)踐過(guò)程中,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境也是進(jìn)行初中生物學(xué)重要概念教學(xué)的有效手段。概念的教學(xué)依賴一定的情境,把重要概念嵌入具體問(wèn)題情境之中,以問(wèn)題教學(xué)驅(qū)動(dòng)概念的教與學(xué),可以充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)概念的興趣,利于概念的形成。例如在建立單細(xì)胞生物重要概念時(shí),教者在展示單細(xì)胞圖片、播放草履蟲(chóng)生活的視頻、觀察培養(yǎng)液中的草履蟲(chóng)等情景材料之后,提出問(wèn)題:?jiǎn)渭?xì)胞生物能獨(dú)立完成營(yíng)養(yǎng)、呼吸、生殖等生命活動(dòng)嗎?學(xué)生帶著疑問(wèn),展開(kāi)探究和討論,大大縮短了概念的形成過(guò)程。這種“創(chuàng)設(shè)情境提出問(wèn)題活動(dòng)探究教師啟發(fā)、學(xué)生思考形成概念”的操作模式,既吸引了學(xué)生的注意力,又啟發(fā)了學(xué)生的思維。但在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí),我們應(yīng)注意情景要符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),要來(lái)源于學(xué)生日常生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn),事例要鮮明突出,問(wèn)題不要過(guò)多、過(guò)難。
四、生物學(xué)重要概念的轉(zhuǎn)變、傳遞
對(duì)于多個(gè)生物學(xué)重要概念的關(guān)系,我們可以借助概念圖的形式來(lái)呈現(xiàn)。例如:介紹性狀和遺傳時(shí),細(xì)胞核、染色體、DNA和基因等重要概念的聯(lián)系可以畫(huà)概念圖;介紹花的結(jié)構(gòu)時(shí),雌蕊和雄蕊等重要概念的關(guān)系也可以畫(huà)概念圖。利用概念圖可以形象地展示學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和完整的思維過(guò)程,促進(jìn)了概念的理解。當(dāng)然,概念除了內(nèi)涵外,另外一個(gè)基本特征就是概念的拓展。概念的傳遞實(shí)際上就是概念的推廣和應(yīng)用過(guò)程。例如通過(guò)生物與環(huán)境關(guān)系的重要概念學(xué)習(xí),我們知道任何生物的生存都依賴一定的環(huán)境,同時(shí)生物對(duì)周?chē)沫h(huán)境能產(chǎn)生影響。教學(xué)中,教者除了強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的破壞,不妨從植樹(shù)造林、自然保護(hù)區(qū)等角度談?wù)勅祟惢顒?dòng)對(duì)環(huán)境的正面作用,從而達(dá)到知識(shí)從課內(nèi)到課外延伸的目的。
概念是不斷變化與發(fā)展的,在探索生物學(xué)重要概念教學(xué)的過(guò)程中還有許多問(wèn)題需要解決,例如前概念的利用、概念的拓展、錯(cuò)誤概念的消除等。我們有理由相信,隨著科技的進(jìn)步、研究的深入、實(shí)踐的證明,這些問(wèn)題終會(huì)得到合理的解釋。
【參考文獻(xiàn)】
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一、優(yōu)化教材的結(jié)構(gòu)體系
自然界是統(tǒng)一的整體,學(xué)生對(duì)自然的認(rèn)識(shí)也應(yīng)具有整體性。2012年版《科學(xué)》以新修訂的《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》為依據(jù),整合生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與宇宙等三個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容,從“物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”――從相對(duì)靜態(tài)地描述自然界的圖景開(kāi)始,逐步過(guò)渡到可觀察的“運(yùn)動(dòng)和變化”“相互作用”,以及較為抽象的“結(jié)構(gòu)與功能”“轉(zhuǎn)化與平衡”“發(fā)展與和諧”等動(dòng)態(tài)地描述自然界的圖景,形成了以“存在的自然―演化的自然―人與自然”為主線的結(jié)構(gòu)體系。這樣的結(jié)構(gòu)體系不僅避免了不同學(xué)科領(lǐng)域之間知識(shí)的重復(fù),更重要的是可以幫助學(xué)生從相互聯(lián)系和發(fā)展的角度深入地理解科學(xué),建立開(kāi)放型的科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu),深化對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí),更好地理解科學(xué)的本質(zhì),有利于學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然和科學(xué)。
2012年版《科學(xué)》力求適度地呈現(xiàn)統(tǒng)一的概念和原理,梳理并提煉出不同章節(jié)所要呈現(xiàn)的核心概念以及學(xué)習(xí)主題,然后把它們結(jié)構(gòu)化、邏輯系統(tǒng)化,這樣,學(xué)生獲得的知識(shí)才有條理、有層次,便于知識(shí)的遷移。例如,2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)的學(xué)習(xí)主題是“物質(zhì)系統(tǒng)的層次”,教材安排了“觀察生物”“人類的家園――地球”“物質(zhì)的特性”三章內(nèi)容的學(xué)習(xí):“觀察生物”闡述了“生物體的結(jié)構(gòu)與層次”;“人類的家園――地球” 闡述了“地球的結(jié)構(gòu)與層次”;“物質(zhì)的特性”闡述了“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與層次”。這些內(nèi)容的編排采用由近及遠(yuǎn)、由宏觀到微觀的呈現(xiàn)方式,讓學(xué)生建構(gòu)出一個(gè)比較有層次性的物質(zhì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖像,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
二、關(guān)注知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系
教材內(nèi)容的編排力求順應(yīng)學(xué)生的心理特點(diǎn)和發(fā)展要求,實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)在邏輯與學(xué)生認(rèn)識(shí)邏輯的統(tǒng)一。例如,2012年版《科學(xué)》對(duì)“地球和宇宙”的編排進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,即對(duì)2001年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第3章“地球與宇宙”和七年級(jí)下冊(cè)第4章“不斷運(yùn)動(dòng)的地球”進(jìn)行了重新整合,將這兩章內(nèi)容中與地球概況有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容(包括地球形狀、地球儀和地圖、組成地殼的巖石、泥石流、地殼變動(dòng)和火山地震、地球表面的板塊、地形和表示地形的地圖等)調(diào)整在一起,形成2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第3章“人類家園――地球”;將這兩章內(nèi)容中與地球與太陽(yáng)系、地球與宇宙相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容(太陽(yáng)與月球、地球的運(yùn)動(dòng)、地球與月球、探索宇宙等)調(diào)整在一起,形成2012年版《科學(xué)》七年級(jí)下冊(cè)第4章“地球與宇宙”。這樣的調(diào)整體現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí)特點(diǎn),關(guān)注學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu),有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。
2012年版《科學(xué)》在知識(shí)內(nèi)容的編排上,更加符合知識(shí)的內(nèi)在邏輯順序。例如,2001年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第2章“觀察生物”內(nèi)容的編排順序?yàn)椤吧锱c非生物的區(qū)別―常見(jiàn)的動(dòng)物―常見(jiàn)的植物―細(xì)胞―顯微鏡下的各種生物(單細(xì)胞生物、細(xì)菌和真菌、組織)―生物體的結(jié)構(gòu)層次(器官、系統(tǒng))―生物的適應(yīng)性和多樣性”,這樣的編排是按照“個(gè)體―細(xì)胞―個(gè)體”的邏輯順序展開(kāi),不利于學(xué)生形成知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)?;诔踔袑W(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)接觸過(guò)許多動(dòng)物、植物的內(nèi)容,已經(jīng)有許多關(guān)于動(dòng)物、植物的感性認(rèn)識(shí),2012年版《科學(xué)》將這一內(nèi)容編排順序調(diào)整為“生物的基本特征(生物與非生物的區(qū)別)―細(xì)胞―組織―器官―系統(tǒng)―個(gè)體―常見(jiàn)的動(dòng)物―常見(jiàn)的植物―物種的多樣性(單細(xì)胞生物、多細(xì)胞生物)―物種多樣性的保護(hù)”。這樣的內(nèi)容編排順序,使“物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”得到了明顯體現(xiàn),也使內(nèi)容之間的關(guān)系更加合理,有利于學(xué)生知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)的形成。
三、注重學(xué)生的已有生活經(jīng)驗(yàn)
初中學(xué)生正處在從具體形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡的階段。因此,教材內(nèi)容的呈現(xiàn)應(yīng)關(guān)注從具體到抽象、從特殊到一般的認(rèn)識(shí)過(guò)程,從學(xué)生身邊熟悉的事物出發(fā),從科學(xué)現(xiàn)象與事實(shí)入手,創(chuàng)設(shè)教材情境,注重與學(xué)生生活的聯(lián)系。2012年版《科學(xué)》在內(nèi)容的呈現(xiàn)上注重從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),聯(lián)系學(xué)生的生活,選擇學(xué)生熟悉的生活和科技情景作為教材的素材,注意用生動(dòng)形象的事物激發(fā)學(xué)生的興趣和動(dòng)機(jī),引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究,用科學(xué)理論與方法理解或解釋周?chē)氖挛铮每茖W(xué)方法解決身邊的問(wèn)題。這樣的呈現(xiàn)方式,符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),讓學(xué)生感受到科學(xué)就在身邊,感知科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用,培養(yǎng)學(xué)生從身邊現(xiàn)象探究科學(xué)規(guī)律、將科學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐相聯(lián)系的探究能力。例如,2012年版《科學(xué)》七年級(jí)下冊(cè)“對(duì)環(huán)境的察覺(jué)”中,介紹看不見(jiàn)的光時(shí),從電視機(jī)遙控器引入,用紅外線探測(cè)器、紅外線照相機(jī)、紅外線夜視儀、紅外線制導(dǎo)來(lái)說(shuō)明紅外線的作用,用紫外線驗(yàn)鈔機(jī)、紫外線殺菌等來(lái)說(shuō)明紫外線的作用。這樣的教材素材與學(xué)生的生活密切結(jié)合,關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)背景,引導(dǎo)學(xué)生從生活和自然中學(xué)習(xí)科學(xué),強(qiáng)化“從生活到科學(xué)、從科學(xué)到社會(huì)”的課程理念。在這一章中,還安排了學(xué)生熟悉的生活和自然現(xiàn)象,如喝酒后不能駕車(chē)、分析蟬是怎樣發(fā)聲的、土電話、助聽(tīng)器、次聲波、超聲波、聲源的分貝數(shù)、彩虹、海市蜃樓、數(shù)碼照相機(jī)等,作為學(xué)生學(xué)習(xí)的素材,讓學(xué)生感受到科學(xué)無(wú)時(shí)不在。
2012年版《科學(xué)》在內(nèi)容的選取上,也力求反映科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和科學(xué)思想。例如,在2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)中,選取了“激光測(cè)距儀、導(dǎo)航和數(shù)字地圖、我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、鐵礦的形成和利用、汶川地震、防治泥石流的工程措施、火箭發(fā)射塔下的導(dǎo)流槽、航天器的盔甲――燒蝕材料”等與當(dāng)代科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容作為教材素材,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)社會(huì)的促進(jìn)作用,關(guān)注與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,關(guān)注科學(xué)技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任心。
四、分散學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)
2001年版《科學(xué)》在使用過(guò)程中,師生們反映有些章的內(nèi)容學(xué)習(xí)難點(diǎn)過(guò)于集中,不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。2012年版《科學(xué)》對(duì)難點(diǎn)過(guò)于集中的“生活中的水”“地球與宇宙”等章進(jìn)行了分散難點(diǎn)處理。如將“生活中的水”一章中四個(gè)難點(diǎn)知識(shí):密度、壓強(qiáng)、浮力、溶解度分散到三章來(lái)學(xué)習(xí),即將密度移到七年級(jí)上冊(cè)第4章“物質(zhì)的特性”中學(xué)習(xí),將水的壓強(qiáng)移到七年級(jí)下冊(cè)第3章“運(yùn)動(dòng)和力”中學(xué)習(xí),將水的組成、水的浮力、物質(zhì)在水中的發(fā)散、物質(zhì)在水中的溶解、物質(zhì)在水中的結(jié)晶、水的利用和保護(hù)等內(nèi)容仍然放在八年級(jí)上冊(cè)第1章學(xué)習(xí),分散了學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。2001年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第3章“地球與宇宙”也是學(xué)生感覺(jué)較難理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容,2012年版《科學(xué)》的處理方法是讓學(xué)生先在七年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)“人類的家園――地球”,讓學(xué)生從認(rèn)識(shí)地球入手,著眼于地球表層的物質(zhì)構(gòu)成特點(diǎn)、物質(zhì)的變化規(guī)律,再在七年級(jí)下冊(cè)學(xué)習(xí)“地球與宇宙”,這樣相對(duì)延遲了“觀測(cè)太空、月相、日食和月食”等難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間,較好地順應(yīng)學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展。
五、增強(qiáng)教材的可讀性
2001年版《科學(xué)》為了突出學(xué)生學(xué)習(xí)的探究性,把教材中的一些活動(dòng)(探究、實(shí)驗(yàn))過(guò)程、結(jié)論等留成空白,希望學(xué)生通過(guò)活動(dòng)(探究、實(shí)驗(yàn))來(lái)填寫(xiě)完整。大多數(shù)師生反映教材文字量過(guò)少,不利于學(xué)生的閱讀,也給學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)帶來(lái)了極大的麻煩。2012年版《科學(xué)》通過(guò)比較幽默風(fēng)趣的語(yǔ)言、增加各種顏色的插圖、圖像更加真實(shí)化,或?qū)⑷宋锟ㄍɑ?、安排了大量的閱讀材料等,增強(qiáng)教材的可讀性。2012年版《科學(xué)》還對(duì)一些學(xué)生比較難理解的知識(shí)搭建必要的“腳手架”。例如在探究“凸透鏡成像規(guī)律”之前,先讓學(xué)生完成“凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到凸透鏡能夠成像,并初步認(rèn)識(shí)物距與像距的概念,這樣教材做了合乎情理的鋪墊和引導(dǎo),學(xué)生對(duì)“凸透鏡成像規(guī)律”的探究就能夠自主展開(kāi)。教材還通過(guò)增加實(shí)例的方式幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)。例如在學(xué)習(xí)超聲波和次聲波的知識(shí)時(shí),增加了“蝙蝠利用次聲波捕食”“大象利用次聲波交流”“用超聲波檢查胎兒的發(fā)育情況”等實(shí)例。這些實(shí)例,不但有利于學(xué)生的閱讀,開(kāi)拓知識(shí)面,而且也讓學(xué)生將知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)際相聯(lián)系。
六、遵循循序漸進(jìn)的原則
2012年版《科學(xué)》在具體的知識(shí)學(xué)習(xí)中也盡可能遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。例如,在七年級(jí)下冊(cè)第1章“代代相傳的生命”一章內(nèi)容呈現(xiàn)時(shí),盡可能地遵循由近及遠(yuǎn)、由表及里、由淺入深的認(rèn)知規(guī)律。教材從學(xué)生熟悉的人的生殖和發(fā)育過(guò)程引出動(dòng)植物的生命周期和生殖的概念,從介紹各種生物的典型生殖方式后再概括生殖的類型和特點(diǎn),從了解種子的結(jié)構(gòu)和萌發(fā)過(guò)程、花的結(jié)構(gòu)等知識(shí)后到形成植物生殖和生命周期的概念等。在展開(kāi)內(nèi)容時(shí),注重動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考和實(shí)踐應(yīng)用等情境的創(chuàng)設(shè),有利于學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)的領(lǐng)悟和遷移,實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)逐步上升到理性認(rèn)識(shí)。
一、利用插圖,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
新書(shū)發(fā)到手,學(xué)生最愛(ài)看的就是課本中的插圖,利用學(xué)生這種心理,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺(jué)積極性,激發(fā)興趣。例如,我在給高中學(xué)生上第一節(jié)生物課時(shí),人教版第1節(jié):《從生物圈到細(xì)胞》中插圖比較多,問(wèn)題討論中關(guān)于SARS患者肺部x光片示彌漫性陰影圖;資料分析中 實(shí)例1:草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)和分裂,實(shí)例2:人的生殖和發(fā)育,實(shí)例3:縮手反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);圖1-1 生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次;圖1-2單細(xì)胞生物化石。向?qū)W生簡(jiǎn)單介紹每一幅圖中的含義,然后引導(dǎo)學(xué)生討論和分析,激發(fā)學(xué)生的好奇心,產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,課堂變得活躍了,同時(shí)喚起了學(xué)生努力學(xué)習(xí)的信心。
二、利用插圖,培養(yǎng)觀察能力
觀察能力是能力培養(yǎng)的基礎(chǔ),是認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的重要途徑和開(kāi)端,而生物學(xué)又是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)和觀察為基礎(chǔ)的科學(xué)。利用插圖,培養(yǎng)觀察能力是高中生物學(xué)教學(xué)尤其重要的內(nèi)容。例如,人教版必修1《分子和細(xì)胞》第三章插圖3-7:動(dòng)物細(xì)胞(左)和植物細(xì)胞(右)亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,讓學(xué)生仔細(xì)觀察,學(xué)生不僅可以在大腦中初步建立植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的空間形象,而且通過(guò)比較,找出它們之間的異同點(diǎn):
共同點(diǎn):①都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核,②共有細(xì)胞器:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體、線粒體、溶酶體;
不同點(diǎn):動(dòng)物細(xì)胞有中心體,植物細(xì)胞有葉綠體、液泡、細(xì)胞壁。
然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞中如何分布、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著什么細(xì)胞器,細(xì)胞核的組成是什么?
接著讓學(xué)生分析是不是所有植物細(xì)胞都有液泡、葉綠體?是不是植物細(xì)胞一定沒(méi)有中心體?是不是所有細(xì)胞都有細(xì)胞核?動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的最重要區(qū)別是什么?
可見(jiàn),教材插圖是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和想象能力的良好練靶。
三、利用插圖,培養(yǎng)想象能力
插圖也是那些無(wú)法演示的事物的教具。通過(guò)圖像的描繪,把無(wú)法直接觀察到的生物結(jié)構(gòu)、生理現(xiàn)象等展現(xiàn)在學(xué)生面前。把原本很難理解的內(nèi)容,通過(guò)示意圖聯(lián)想起來(lái),就變得易于理解和接受了,通過(guò)插圖把零散的知識(shí)串起來(lái)。如人教版必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中圖5-11碳循環(huán)模式圖,可以想象到:
1、由“牛”聯(lián)想到種群的相關(guān)知識(shí):①種群的特征(調(diào)查種群的密度的方法、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例);②種群數(shù)量的變化(建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降、以及實(shí)驗(yàn)《培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化》;③ 是不是所有的牛就構(gòu)成一個(gè)種群呢?
2、由牛、樹(shù)、微生物聯(lián)想到群落的有關(guān)知識(shí):①群落的結(jié)構(gòu)(群落水平上研究的問(wèn)題、群落的物種組成、種間關(guān)系、群落的空間結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)《土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究》)②群落的演替(演替的類型、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響、退耕還林、還草、還湖)
3、由牛、樹(shù)、微生物、大氣中的CO2庫(kù)聯(lián)想生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):①生物圈的范圍;②生態(tài)系統(tǒng)的組成成分(非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者);食物鏈和食物網(wǎng)。
4、樹(shù)牛,聯(lián)想到生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng):①能量流動(dòng)的過(guò)程(能量流動(dòng)的特點(diǎn));②研究能量流動(dòng)的意義;③調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況。
5、樹(shù)牛,聯(lián)想到生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞:①生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類;②信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)的作用;③信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
6、樹(shù)牛,聯(lián)想到生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性:①生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力;②抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定;③提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;④設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶,觀察其穩(wěn)定性。
7、物質(zhì)循環(huán):①大氣中CO2如何進(jìn)入生物群落的;②大氣中CO2的來(lái)源(動(dòng)植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃燒);③溫室效應(yīng);④土壤微生物的分解作用;⑤能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。
8、聯(lián)系環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題
四、利用插圖,培養(yǎng)思維能力
思維能力是能力培養(yǎng)的核心。利用插圖,引導(dǎo)學(xué)生分析、對(duì)比、遷移,既能生動(dòng)形象地反映生命現(xiàn)象的復(fù)雜性和鮮明性,又能培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、抽象和概括等思維能力。插圖是為教材內(nèi)容服務(wù)的,如在復(fù)習(xí)“光合作用”時(shí),可以利用光合作用過(guò)程的圖解(人教版必修1《分子與細(xì)胞》中圖5-15〉進(jìn)行思維訓(xùn)練。
1、由光合作用的圖解讓學(xué)生思考葉綠體中的色素提取與分離:原理、目的要求、材料用具、方法步驟、結(jié)果分析、光譜吸收;
2、由光合作用的圖解讓學(xué)生畫(huà)出葉綠體與線粒體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,并思考葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?與線粒體的結(jié)構(gòu)有何異同點(diǎn)?
3、由光合作用的圖解引導(dǎo)學(xué)生理解光合作用的探究歷程;
4、由光合作用的圖解讓學(xué)生自己分析光反應(yīng)、暗反應(yīng)以及之間的關(guān)系;
5、由光合作用的圖解讓學(xué)生分析影響光合作用的條件為:光照、水、溫度(酶受溫度影響)、CO2、礦質(zhì)元素(N P K Mg);
6、由光合作用的圖解讓學(xué)生分析和比較,如何測(cè)定光合作用速率(通常以一定時(shí)間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成數(shù)量來(lái)定量表示);
7、思考光合作用的意義是什么?
8、比較光合作用于呼吸作用的關(guān)系。
以光合作用插圖為中心進(jìn)行發(fā)散性思維訓(xùn)練,能夠讓學(xué)生聯(lián)想豐富,理順了思路,潛移默化地復(fù)習(xí)和鞏固了基礎(chǔ)知識(shí),并訓(xùn)練了分析、比較、概括等思維能力。
五、利用插圖,培養(yǎng)學(xué)生高尚的思想品德
一天,他穿過(guò)一片濃密的灌木叢,在空曠的草地上看見(jiàn)一只奇怪的白色“小蛋”。起初,他以為那是鳥(niǎo)蛋或蜥蜴產(chǎn)的卵,用手一摸,發(fā)現(xiàn)它軟綿綿的,還有點(diǎn)彈性??唆斊崭械胶芷婀郑肽闷饋?lái)看個(gè)究竟,突然發(fā)現(xiàn)這個(gè)“蛋”不斷膨脹,而且“蛋殼”上很快出現(xiàn)了細(xì)微的裂縫,接著又綻裂成兩半,從里面跳出一個(gè)橙黃色的小傘。細(xì)看之下,克魯普發(fā)現(xiàn)它竟然是一只蘑菇。
這只蘑菇的生長(zhǎng)速度著實(shí)驚人,僅僅兩個(gè)小時(shí),就長(zhǎng)了50厘米。被深深震驚了的克魯普完全忘記了時(shí)間。黃昏時(shí)分,快速生長(zhǎng)的蘑菇又發(fā)生了令人吃驚的變化:它那黃澄澄的傘蓋下,突然抖落出一道雪白透明的網(wǎng)格“薄紗”,一直拖到地面,好像歐洲貴婦穿的長(zhǎng)裙。緊接著,這只美麗而又奇異的蘑菇散發(fā)出難聞的惡臭。此時(shí),森林中已是夜幕低垂,一道綠光從傘蓋下射出,映照著網(wǎng)格“薄紗”,光彩奪目。臭味和光亮吸引來(lái)無(wú)數(shù)小蟲(chóng),繞著它飛舞??唆斊栈貒?guó)后詢問(wèn)植物學(xué)家才知道,這種奇異的蘑菇屬于竹蓀類真菌植物,是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高、味道鮮美的食用菌。
關(guān)于真菌的故事還有很多,其實(shí)它離我們并不遙遠(yuǎn)。
是植物,還是動(dòng)物
我們每天都在和真菌打交道,如做面包或饅頭用的酵母菌、釀酒用的“酒曲”、用來(lái)提取青霉素的青霉菌、剩菜剩飯的長(zhǎng)毛霉變以及我們吃的木耳、香菇、平菇等各種蘑菇,它們都是真菌。那么,真菌是一類什么樣的生物呢?真菌究竟是植物還是動(dòng)物呢?大家或許在一些比較舊的教材或科普讀物中看到,真菌屬于植物;但現(xiàn)在一些較新的教材或科普讀物則把它們與植物分開(kāi)了,認(rèn)為真菌不屬于植物。不少人對(duì)此感到十分困惑。
要了解這個(gè)問(wèn)題,還必須從200多年前說(shuō)起。一般認(rèn)為,最早把真菌歸入到植物中的是瑞典博物學(xué)家林奈。他在1735年所著的一本重要著作《自然系統(tǒng)》中,把整個(gè)地球上的生物劃分成兩個(gè)界,即植物界和動(dòng)物界。植物界的生物含有葉綠素,能夠進(jìn)行光合作用,自己制造食物(光合自養(yǎng)),不能運(yùn)動(dòng),細(xì)胞具有細(xì)胞壁。動(dòng)物則不含葉綠素,自己不能制造食物,依靠攝食或捕獲現(xiàn)成的有機(jī)物或其他生物為食。動(dòng)物絕大多數(shù)都能運(yùn)動(dòng),細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁等。真菌和上述所講的植物和動(dòng)物均有所不同,如沒(méi)有葉綠素,不能進(jìn)行光合作用,但它們都具有細(xì)胞壁,而且絕大多數(shù)不能運(yùn)動(dòng)。相對(duì)而言,真菌和植物更接近一些,所以林奈把真菌列入植物界。同時(shí),由于真菌不產(chǎn)生種子,僅以孢子進(jìn)行繁殖,因此,過(guò)去人們也把真菌和另外一些不產(chǎn)生種子、以孢子進(jìn)行繁殖的藻類、苔蘚及蕨類植物一起總稱為孢子植物。長(zhǎng)期以來(lái),人們都是根據(jù)林奈的兩界系統(tǒng)把真菌視為植物的,在植物學(xué)教材和自然教科書(shū)以及一些科普讀物中,也都是把真菌作為植物來(lái)界定的。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)于生物的認(rèn)識(shí)也在不斷提高,對(duì)于真菌的認(rèn)識(shí),亦是如此。
從20世紀(jì)50年代開(kāi)始,人們就對(duì)于把真菌列入植物界提出了很多質(zhì)疑,并對(duì)真菌的地位提出了許多新的意見(jiàn),其中最有代表性的學(xué)者是美國(guó)生物學(xué)家魏泰克,他在1959年和1969年先后提出將生物分成四界和五界的意見(jiàn),其中包括把真菌從植物界中分離出來(lái),單獨(dú)成立一個(gè)真菌界。他的最主要依據(jù)就是,真菌的營(yíng)養(yǎng)方式與植物和動(dòng)物完全不同,主要是腐生或寄生。以魏泰克為代表的意見(jiàn)得到了國(guó)內(nèi)外廣大生物學(xué)家的贊同,肯定了把真菌從植物界中分出、單獨(dú)成立真菌界的科學(xué)性和合理性。因此,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外一些較新的教材中,均把真菌從植物界分出,單獨(dú)按照真菌界進(jìn)行論述。
真菌什么樣
真菌究竟是一類什么樣的生物?概括地說(shuō),真菌是一大群不含葉綠素,具有細(xì)胞壁,營(yíng)養(yǎng)吸收方式為異養(yǎng)的真核生物。它們?cè)谛螒B(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖、營(yíng)養(yǎng)方式上的主要特點(diǎn)如下:
首先,真菌的有機(jī)體絕大多數(shù)都是由菌絲構(gòu)成的,也就是說(shuō),它們的細(xì)胞為非常纖細(xì)的絲狀結(jié)構(gòu),如大家在夏天最常見(jiàn)到的引起食物霉變的根霉菌,它們?cè)谑澄锷鲜紫乳L(zhǎng)出大量疏松的白色“綿毛”,這就是它的有機(jī)體。由于菌絲很細(xì),只能在顯微鏡下才能看清。這些白色的“綿毛”不久之后就變黑了。這是因?yàn)?,它們很快產(chǎn)生了大量的黑褐色孢子,白色疏松的菌絲體隨之老化崩解。再如我們吃的側(cè)耳、木耳和香菇等蘑菇,它們的有機(jī)體在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛時(shí)期也長(zhǎng)出大量的白色疏松菌絲,但隨后它們的菌絲體發(fā)生分化,并形成傘狀、耳狀或其他不同形狀的子實(shí)體,在子實(shí)體上又產(chǎn)生大量的孢子進(jìn)行繁殖。如果我們?nèi)∑渥訉?shí)體任何部位的一點(diǎn)組織在顯微鏡下觀察,同樣可以看見(jiàn),它們也是由很多菌絲組成的。真菌的菌絲都具有細(xì)胞壁,構(gòu)成細(xì)胞壁的成分大多數(shù)為幾丁質(zhì),菌絲細(xì)胞中都有細(xì)胞核,即具有繁殖功能。
其次,真菌的繁殖方式多種多樣,繁殖能力很強(qiáng),但它們都不產(chǎn)生種子,而是通過(guò)無(wú)性或有性生殖過(guò)程產(chǎn)生大量的孢子來(lái)繁衍后代。不同的真菌所產(chǎn)生的孢子在類型、大小、形狀和顏色等方面均有所不同。因?yàn)檎婢逆咦佣己苄?,也必須在顯微鏡下才能看清它們的模樣。此外,真菌的菌絲在適宜的條件下同樣可以進(jìn)行分裂、生長(zhǎng)和繁殖。
真菌在繁殖時(shí)所產(chǎn)生的孢 子數(shù)量令人吃驚,如1個(gè)紫芝每天可以產(chǎn)生2.5億個(gè)孢子,磷多孔菌大約產(chǎn)生36億個(gè)孢子,而扁平層孔菌可產(chǎn)生300億個(gè)孢子。直徑達(dá)0.5米的大馬勃所產(chǎn)生的孢子數(shù)量更為驚人。一位從南美洲考察回來(lái)的人曾在回憶錄中生動(dòng)地描述了與馬勃遭遇的情景:“這一天,我在森林中獨(dú)自行走,前面有個(gè)被枯枝落葉遮沒(méi)的樹(shù)坑,沒(méi)留神,我一腳踩上,摔了個(gè)嘴啃泥。當(dāng)我從坑中拔出腳來(lái),正暗自慶幸沒(méi)有受傷時(shí),右腳下卻發(fā)出了‘叭’的一聲,一個(gè)東西被踩破了。頓時(shí),我的眼前黑煙彌漫,一片漆黑,鼻子受到了黑煙的強(qiáng)烈刺激,感到一陣陣酸溜溜的,大量的眼淚從眼眶中涌出,還連連打著噴嚏……過(guò)了好一陣子,身邊的黑煙終于散去。這時(shí),我才看到腳下有一個(gè)類似南瓜的白色大菌,破裂處還有少量的黑煙裊裊散出。原來(lái),這就是號(hào)稱‘植物催淚彈’的馬勃?!?/p>
馬勃散出的黑煙就是它數(shù)以億計(jì)的孢子。這些四散紛飛的孢子,飄落到地面上后,就能長(zhǎng)出小馬勃。由于馬勃的“黑煙”對(duì)人具有很強(qiáng)的刺激性,南美洲的印第安人曾把它作為一種特殊的武器抵抗敵人。歐洲殖民者就吃過(guò)它不少苦頭,他們?yōu)榱寺訆Z南美洲的橡膠資源,曾派大量軍隊(duì)侵入南美洲。當(dāng)?shù)氐挠〉诎踩藶榱说挚怪趁裾?,?jīng)常把敵人引到馬勃叢生的密林中去,自己則隱藏起來(lái),等敵人踏上馬勃,被“黑煙”熏得狼狽不堪時(shí),再跳出來(lái)反擊。
最后,真菌獲取營(yíng)養(yǎng)的方式為異養(yǎng)類型,即它們自身不能制造食物,而是依靠分解利用現(xiàn)成的有機(jī)物(腐生)或從活的動(dòng)物、植物及人體來(lái)獲取營(yíng)養(yǎng)(寄生),還有部分種類與其他生物共生。所謂腐生,就是靠分解死亡的動(dòng)植物殘骸及各種有機(jī)物獲取營(yíng)養(yǎng)的方式。這些真菌生活在土壤、枯枝落葉、草堆、水果及各種食物上,它們對(duì)于一些小分子的糖類或氨基酸可以直接吸收利用,而對(duì)于一些大分子的有機(jī)物,如纖維素、木質(zhì)素、脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)等,真菌是靠分泌大量的胞外酶,把它們分解成小分子物質(zhì),使之成為溶液狀態(tài),然后再以高的滲透壓將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收到體內(nèi)。寄生,則是指真菌寄生在活的動(dòng)物、植物及人體上,直接吸收寄主的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外,還有一些真菌與其他生物(植物、藻類及動(dòng)物)共生,它們相互依靠,一方面為共生的生物提供好處,另一方面也從與其共生的生物那里獲取營(yíng)養(yǎng)。
上述特征都表明,真菌和植物及動(dòng)物的差異很大,它們既不是植物,又不是動(dòng)物,而是一類獨(dú)立的生物類群。
真菌不是細(xì)菌
那么,真菌和細(xì)菌是不是同一類生物呢?客觀來(lái)說(shuō),真菌和細(xì)菌既有類似的地方,又有很大不同。
二者的共同之處主要表現(xiàn)在它們都有細(xì)胞壁,營(yíng)養(yǎng)方式都是異養(yǎng),即腐生或寄生。
但真菌和細(xì)菌的差異也是很大的,如細(xì)菌的細(xì)胞壁成分主要是肽聚糖,真菌則大多為幾丁質(zhì);真菌的營(yíng)養(yǎng)方式全部為異養(yǎng)(腐生或寄生),大多數(shù)細(xì)菌和真菌一樣營(yíng)腐生生活或寄生生活,腐生細(xì)菌依靠分解各種有機(jī)物來(lái)獲取營(yíng)養(yǎng),寄生細(xì)菌則直接從活的植物、動(dòng)物或人體等各種寄主吸取營(yíng)養(yǎng)。
細(xì)菌和真菌的不同之處還在于,有些細(xì)菌為自養(yǎng)類型,包括光合自養(yǎng)和化能自養(yǎng)兩類。光合自養(yǎng)類型的細(xì)菌含有細(xì)菌葉綠素,可以進(jìn)行光合作用,自己制造營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如光合細(xì)菌。但它們和植物的光合過(guò)程也不完全相同,細(xì)菌的光合作用不產(chǎn)生氧氣?;茏责B(yǎng)細(xì)菌是利用氧化無(wú)機(jī)物時(shí)所釋放出的能量來(lái)制造有機(jī)物,如硫細(xì)菌將硫化氫氧化成硫,再將硫氧化成硫酸而獲取能量。
真菌和細(xì)菌的最大區(qū)別在于,細(xì)菌的細(xì)胞中只具有核物質(zhì),沒(méi)有核膜和核仁,我們稱為原核。細(xì)胞中也沒(méi)有線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器。而真菌的細(xì)胞中具有真核,即有核膜和核仁。細(xì)胞中具有線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器。
此外,細(xì)菌和真菌的有機(jī)體在結(jié)構(gòu)上也差異甚大,細(xì)菌的菌體形態(tài)有球形、桿狀和螺旋形等幾大類,而且都非常小,真菌除很少種類為單細(xì)胞類型外,絕大多數(shù)都是由菌絲構(gòu)成的,有機(jī)體也比細(xì)菌大得多,高等真菌的有機(jī)體還有一定程度的組織分化,結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。所以,真菌和細(xì)菌不同,真菌中不包括細(xì)菌。此外,真菌也不包括放線菌,雖然放線菌的菌體為絲狀體;但它們和細(xì)菌一樣屬于原核生物。
真菌從何而來(lái)
關(guān)于真菌的起源還存在諸多謎團(tuán)。首先,真菌究竟是在哪個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期出現(xiàn)的,目前還很難確定;其次,對(duì)于真菌起源于哪類生物也沒(méi)有確切的答案。
研究推測(cè),地球上生命起源的年代大約在距今37億年前到距今35億年前,原核生物(藍(lán)藻、細(xì)菌類)出現(xiàn)于距今35億到距今32億年前,真核生物是由原核生物演化而來(lái)的。據(jù)推測(cè),真核生物大約是在距今15億年前到距今14億年前產(chǎn)生的。真菌是真核生物,因此,最原始的真菌在地球上出現(xiàn)的時(shí)間不可能早于這個(gè)時(shí)期。
一、“細(xì)胞分化”概念內(nèi)涵及層級(jí)
1.在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上會(huì)發(fā)生穩(wěn)定性差異。細(xì)胞的這種特化不僅是正常發(fā)育所必需的,而且還能提高細(xì)胞各種生理功能的效率。
2.一般說(shuō)來(lái),體內(nèi)各種細(xì)胞均含有物種的全部基因,但基因的表達(dá)具有時(shí)空性。細(xì)胞之所以在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異,是因?yàn)榻M織特異性基因選擇表達(dá)成了組織特異性蛋白的緣故。從理論上講,已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體的潛能。
3.細(xì)胞分化是漸進(jìn)性的,其方向的限定早于形態(tài)差異的出現(xiàn),且分化細(xì)胞的表型保持相對(duì)穩(wěn)定,一般不可逆轉(zhuǎn)。
之所以采用完整的陳述句的形式來(lái)表述概念,是因?yàn)檫@種表述方式更易于確認(rèn)需要學(xué)生理解和掌握概念的內(nèi)容及意義,也更易于建立概念之間的聯(lián)系。
二、“細(xì)胞分化”概念教學(xué)的組織
在分析“細(xì)胞分化”的概念內(nèi)涵及層級(jí)之后,教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該緊緊圍繞著相應(yīng)的概念條款展開(kāi),通過(guò)列舉事實(shí)、分析討論,或者基于資料的探究等活動(dòng),幫助學(xué)生深層理解這些概念內(nèi)涵,并基于概念理解而構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)。
1.列舉事實(shí),嘗試定義。呈現(xiàn)人的受精卵發(fā)育至胎兒的圖片:列舉學(xué)生熟知的根尖分生區(qū)細(xì)胞分化成伸長(zhǎng)區(qū)、成熟區(qū)的事實(shí),然后,引導(dǎo)學(xué)生抽象概括出:“細(xì)胞分化是指在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上會(huì)發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程?!边@是廣大教師一貫堅(jiān)持的做法,值得肯定。因?yàn)槭聦?shí)是用來(lái)幫助學(xué)生建立和理解概念的,事實(shí)當(dāng)然要圍繞著概念的結(jié)構(gòu)來(lái)排布。但是,定義常常不等同于概念?!岸x”通常用“是……”來(lái)表述,說(shuō)得十分肯定?!案拍睢泵枋鲆活愂挛锏谋举|(zhì),有時(shí)并不用“是”來(lái)描述。在引導(dǎo)學(xué)生下定義之后,教師還應(yīng)該設(shè)置下列問(wèn)題,吸引學(xué)生深入思考細(xì)胞分化的結(jié)果和生物學(xué)意義。①在人的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,假若沒(méi)有細(xì)胞分化,受精卵能發(fā)育成胎兒?jiǎn)?為什么?②細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)特化,對(duì)于細(xì)胞完成其生理功能有何意義?③從遺傳的角度分析,受精卵為什么能夠發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體?問(wèn)題3的設(shè)置實(shí)際上是指向“細(xì)胞全能性”這一核心概念的豐富內(nèi)涵,之所以在此設(shè)置問(wèn)題3,一方面是因?yàn)椴粌H已分化的細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能,未分化的受精卵在自然條件下更容易發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體。也就是說(shuō),“細(xì)胞全能性”這一概念是隨著教學(xué)進(jìn)程不斷建構(gòu)起來(lái)的;另一方面,其用意還在于探討細(xì)胞分化的原因,起到承上啟下的教學(xué)功效。
2.探究發(fā)現(xiàn),明晰原因。美國(guó)地平線研究組(Horizon Research Team)主席維斯(Weiss)及高級(jí)研究助理帕斯利(Pasley)經(jīng)過(guò)了18個(gè)月的觀察,對(duì)364節(jié)課詳細(xì)分析,發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課堂主要有幾個(gè)特征,其中包括:①在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師善用多種策略,為某個(gè)科學(xué)概念提供清晰的闡釋;②吸引學(xué)生從事動(dòng)腦筋的活動(dòng);③幫助學(xué)生理解學(xué)科的核心概念等。因此,可以引入相關(guān)科學(xué)史對(duì)細(xì)胞分化原因進(jìn)行探討。
資料1:最早試圖對(duì)細(xì)胞分化機(jī)制作出解釋的學(xué)者是Weismann(1883),他根據(jù)當(dāng)時(shí)對(duì)馬蛔蟲(chóng)的研究結(jié)果,提出了“體細(xì)胞分化是由于遺傳物質(zhì)丟失造成的,每一種組織只保留了其特有的遺傳物質(zhì)”的見(jiàn)解。在馬蛔蟲(chóng)這一特例中,在卵裂過(guò)程中體細(xì)胞的染色體確實(shí)發(fā)生丟失現(xiàn)象。因此,Weismann這一觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)看來(lái)既符合邏輯,又有實(shí)際例證,因而被學(xué)術(shù)界所普遍接受。你同意上述觀點(diǎn)嗎?根據(jù)是什么?
資料2:1958年Steward等利用胡蘿卜根的韌皮部組織培養(yǎng)出了完整的新植株;1970年Steward用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株。
資料3:1969年Nitch將煙草的單個(gè)單倍體孢子培養(yǎng)成了完整的單倍體植株。
分析資料2和資料3,你得出的結(jié)論是什么?基于對(duì)上述3則資料的分析探究,學(xué)生就容易得出以下結(jié)論:①高度分化的植物體細(xì)胞,遺傳物質(zhì)并沒(méi)有丟失,仍含有發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體所需的全套基因,具有發(fā)育的全能性;②在二倍體染色體組中,只要有一套單倍體的基因組,就含有該物種的全部遺傳信息,因此,植物的生殖細(xì)胞也具有發(fā)育的全能性。至此,細(xì)胞全能性的概念內(nèi)涵已昭然若揭,師生共同歸納(見(jiàn)圖2)。學(xué)生仍然會(huì)有2個(gè)疑問(wèn):①既然已分化細(xì)胞中含有相同的遺傳信息,為什么細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性差異?②已分化的動(dòng)物細(xì)胞是否也像植物細(xì)胞那樣具有發(fā)育的全能性?針對(duì)疑問(wèn)1,教師可以列舉事實(shí),循循善誘,問(wèn)題指向要明確,最終讓學(xué)生領(lǐng)悟“細(xì)胞分化是組織特異性基因表達(dá)的結(jié)果”。例如:通過(guò)分子雜交實(shí)驗(yàn)表明,在任何時(shí)間一種細(xì)胞的基因組只有一少部分基因在活動(dòng)。在幼紅細(xì)胞中,糖酵解酶系的編碼基因、核糖體蛋白基因是否均能表達(dá)?血紅蛋白基因、胰島素基因是否都能表達(dá)?細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與生理功能主要由哪種化學(xué)物質(zhì)直接體現(xiàn)?幼紅細(xì)胞最終分化成紅細(xì)胞的主要原因是什么?針對(duì)疑問(wèn)2,教師要向?qū)W生說(shuō)明:到目前為止,人們還沒(méi)有成功地將單個(gè)已分化的動(dòng)物體細(xì)胞培養(yǎng)成新個(gè)體,這是因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞的發(fā)育潛能隨著分化程度的提高而逐漸變窄。但這種分化潛能的變化是對(duì)細(xì)胞整體而言的,對(duì)細(xì)胞核來(lái)說(shuō)是否還保持著全能性呢?進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)。
3.因果分析,把握特征。學(xué)生一旦理解了細(xì)胞分化的因果關(guān)系,就容易從中把握細(xì)胞分化的特征:①漸變性——細(xì)胞在發(fā)生形態(tài)差異之前的一定時(shí)間,細(xì)胞分化命運(yùn)即已確定,基因活動(dòng)模式已發(fā)生改變,從基因到蛋白質(zhì)再到細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能特化是一個(gè)漸變過(guò)程。②不可逆性——分化細(xì)胞的表型保持相對(duì)穩(wěn)定,以執(zhí)行特
定的功能。然而,在某些條件下,分化細(xì)胞的基因活動(dòng)模式可發(fā)生可逆的變化,又回到未分化狀態(tài)。
1 教學(xué)過(guò)程
1.1 導(dǎo)入新課
教師播放幻燈片:過(guò)去的10年里發(fā)生了兩件與我們生活息息相關(guān)的大事――2003年的“非典”和2009年的“甲流”。請(qǐng)問(wèn),“非典”和“甲流”都是由什么引起的?由于學(xué)生曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)這兩件大事,都能回答:病毒。
教師繼續(xù)引入:我們?cè)诘谝粏卧谝徽碌谝还?jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí)知道“除病毒外,生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的”,在本單元前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)中知曉“細(xì)胞是構(gòu)成除病毒外生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位”。那病毒的結(jié)構(gòu)是怎樣的?病毒怎樣生活?它與我們的關(guān)系如何?
1.2 病毒知識(shí)
沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微小生物――病毒。
1.2.1 知道病毒病
地球上的人類,其他動(dòng)物和植物遭受病毒病的折磨已有許多世紀(jì)。教師播放多媒體課件上相關(guān)的病毒病的資料照片,并講解。
1.2.2 學(xué)習(xí)病毒發(fā)現(xiàn)史
這部分內(nèi)容以教師講解為主。
當(dāng)這些疾病出現(xiàn)時(shí),人們不知道發(fā)生的原因,愚昧地認(rèn)為是天譴。隨著時(shí)代的發(fā)展,科學(xué)的進(jìn)步,科學(xué)家們有強(qiáng)烈的使命感和責(zé)任感要去解開(kāi)其中的奧秘。
Adolf Mayer被煙草的一種病態(tài)吸引住了,其癥狀是感染葉子上出現(xiàn)深、淺相間的綠色區(qū)域,故麥爾在1886年稱為煙草花葉病。通過(guò)對(duì)葉子和土壤的分析麥爾指出不能把此病歸于無(wú)機(jī)物平衡失調(diào)。這可能是一個(gè)細(xì)菌病。
1892年從事煙草病工作的年青的俄國(guó)科學(xué)家伊萬(wàn)諾夫斯基發(fā)現(xiàn)感受花葉病的葉汁,即使經(jīng)過(guò)Chamberland氏燭形濾器的過(guò)濾也仍具有傳染的性質(zhì)。這項(xiàng)觀察提示了存在一種比以前所知的任何一種都小的病原,他認(rèn)為該病是由產(chǎn)生毒素的細(xì)菌引起的。
1898年,荷蘭科學(xué)家貝杰林克Beijerinck重復(fù)了伊萬(wàn)諾夫的實(shí)驗(yàn),他從患花葉病的煙草葉中擠出汁液,并使之通過(guò)Chamberland氏濾器。表明濾液仍有侵染性。貝杰林克相信他的濾器阻擋住了細(xì)菌。將汁液置于瓊脂凝膠塊的表面時(shí),發(fā)現(xiàn)侵染性物質(zhì)在凝膠中以適當(dāng)?shù)乃俣葦U(kuò)散,而細(xì)菌仍滯留于瓊脂的表面。因此認(rèn)為這種侵染性物質(zhì)要比通常的細(xì)菌小。貝杰林克用“病毒(Virus)”來(lái)命名這種史無(wú)前例的小病原體。不難看出真正發(fā)現(xiàn)病毒存在的是貝杰林克。
伊萬(wàn)諾夫斯基和貝杰林克通過(guò)他們創(chuàng)造性工作發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病毒,從而開(kāi)創(chuàng)了病毒學(xué)獨(dú)立發(fā)展的歷程。
自病毒發(fā)現(xiàn)直到上個(gè)世紀(jì)30年代初,病毒學(xué)研究主要集中在:分離和鑒定引起各種病毒性疾病的病毒;病毒對(duì)疾體所引起的特異性病理效應(yīng);病毒的傳播方式和感染宿主范圍;各種理化因子對(duì)病毒感染的影響等方面。
1935年,美國(guó)生化學(xué)家斯坦利(stanley)磨了上噸重的感染花葉病的煙葉,得到了一小匙在顯微鏡下看來(lái)是針狀結(jié)晶的東西,把結(jié)晶物放在少量水中,水就出現(xiàn)乳光了,用手指沾一點(diǎn)這溶液,在健康煙葉上磨擦幾下,一星期以后這棵煙草也得了同樣類型的花葉病??梢?jiàn)提純的東西的確是有侵染性的煙草花葉病毒。今天在美國(guó)加州大學(xué)的原來(lái)斯坦利實(shí)驗(yàn)室里,仍然保留著一個(gè)標(biāo)注著“Tob.Mos.”字樣的瓶子,其中就盛著當(dāng)年第一次提純的煙草花葉病毒(簡(jiǎn)稱TMV)。Stanley的研究論文1953年發(fā)表在Science雜志上,他在論文中寫(xiě)道:“煙草花葉病毒是一種具有自我催化能力的蛋白質(zhì),它的增殖需要活體細(xì)胞的存在”。1936年Bawden和Pirie等在純化的TMV中發(fā)現(xiàn)了含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式存在。1939年,G.A.Kansche在電鏡下直接觀察到了TMV,指出TMV是一種直徑為1.5 nm,長(zhǎng)為300 nm的長(zhǎng)桿狀的顆粒。
教師引導(dǎo)提問(wèn):病毒的發(fā)現(xiàn)過(guò)程說(shuō)明病毒具有什么特征?學(xué)生思考后回答:病毒很小,電子顯微鏡下才能看見(jiàn)。教師肯定學(xué)生的答案并補(bǔ)充:10億個(gè)病毒才一根頭發(fā)絲大小,病毒小用納米計(jì)量。
教師提問(wèn):回過(guò)頭來(lái)再看2003年“非典”和2009年“甲流”,從疫情暴發(fā)到疫情控制,只有短短的幾個(gè)月。你從中得到什么啟示?在老師的引導(dǎo)下學(xué)生思考并回答:這和科技的進(jìn)步,社會(huì)的發(fā)展是分不開(kāi)的。
1.2.3 病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)
在電子顯微鏡的幫助下,科學(xué)家解開(kāi)了病毒的神秘面紗,了解了病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。教師接著介紹病毒的三種基本形態(tài)以及相應(yīng)的具體病毒,病毒的結(jié)構(gòu)??茖W(xué)家繪制的病毒的模式圖經(jīng)大家觀察后發(fā)現(xiàn)什么共同點(diǎn)?學(xué)生一眼能看見(jiàn)外面的部分是藍(lán)色里面用的是黃色。教師肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn),接著回顧:1953年美國(guó)生化學(xué)家斯坦利發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒的蛋白質(zhì)組分,1936年Bawden和Pirie等發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病病毒含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式存在,也就是說(shuō)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒的組分是兩大類:蛋白質(zhì)和核糖核酸,即在“細(xì)胞的生活”一章的學(xué)習(xí)知道核糖核酸是遺傳物質(zhì),請(qǐng)同學(xué)猜測(cè)模式圖里的藍(lán)色和黃色繪圖分別代表了什么?學(xué)生很自然的想到是蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì),但關(guān)于具體的分別代表什么組分有爭(zhēng)議。教師告知:科學(xué)家通過(guò)這種方式傳達(dá)了一個(gè)病毒的信息,那就是:藍(lán)色繪制的是病毒的“蛋白質(zhì)外殼”以及黃色繪制的“內(nèi)部的遺傳物質(zhì)”。強(qiáng)調(diào)病毒的遺傳物質(zhì)不能說(shuō)DNA,因?yàn)橛械牟《镜倪z傳物質(zhì)是DNA,有的病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
1.2.4 病毒的生活、繁殖
教師提問(wèn):前面學(xué)習(xí)病毒的發(fā)現(xiàn)史時(shí)知道煙草花葉病毒是生活在煙葉里的,它為什么能讓煙葉患病呢?學(xué)生懷著好奇的心態(tài)看教師播放大腸桿菌噬菌體繁殖過(guò)程動(dòng)畫(huà),明確病毒是在細(xì)胞里繁殖。教師提問(wèn):事實(shí)上,煙草花葉病毒也是在煙葉細(xì)胞內(nèi)靠自己的遺傳物質(zhì)中的遺傳信息,利用煙葉細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)繁殖,釋放新個(gè)體時(shí)破壞煙葉細(xì)胞,導(dǎo)致煙葉患病。試想:離開(kāi)活的煙葉細(xì)胞,煙草花葉病毒會(huì)怎樣?學(xué)生很多都自然而然的認(rèn)為會(huì)死亡,仍然有學(xué)生會(huì)說(shuō)變結(jié)晶體,理由就是講解病毒發(fā)現(xiàn)史時(shí)提到的“一小匙在顯微鏡下看來(lái)是針狀結(jié)晶的東西”。教師進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生好奇心:病毒離開(kāi)活細(xì)胞會(huì)變成結(jié)晶體,當(dāng)再有機(jī)會(huì)侵入活細(xì)胞生命活動(dòng)就重新開(kāi)始了。為了避免更多的生物感染疾病,我們應(yīng)該怎樣處理患病毒病的生物體?學(xué)生方法很多,如拋擲荒野,深埋等,最后教師總結(jié):深埋或者焚燒。
1.2.5 病毒的分類
教師講述:病毒生活在活細(xì)胞里,病毒的這種生活方式叫做寄生生活。根據(jù)病毒的寄主的不同,可以將病毒分為:動(dòng)物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒,細(xì)菌病毒也叫噬菌體。注意:病毒寄生的專一性,比如動(dòng)物病毒只寄生在動(dòng)物體內(nèi)。請(qǐng)同學(xué)們和我一起來(lái)判斷這些病毒分屬于哪一類病毒(在此使用病毒病里涉及的病毒:脊髓灰質(zhì)炎病毒、天花病毒、家蠶核型多角體病毒、狂犬病病毒以及流感病毒屬于動(dòng)物病毒;郁金香碎色病病毒屬于植物病毒,補(bǔ)充大腸桿菌噬菌體)。
1.2.6 病毒與人類的關(guān)系
教師:我們已經(jīng)了解了病毒的大小、結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)方式和種類,你能根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和剛才涉及的內(nèi)容,講講病毒和我們?nèi)祟惖年P(guān)系嗎?通過(guò)前面的學(xué)習(xí),學(xué)生第一反應(yīng)就是讓人、動(dòng)物植物患病,有害的。教師說(shuō):其實(shí),病毒對(duì)于我們來(lái)說(shuō),也有有利的方面,比如你才注射過(guò)的流感疫苗。學(xué)生一片嘩然,大多覺(jué)得不可思議、害怕。面對(duì)此種情況,讓學(xué)生知曉疫苗的工作原理和制作工藝是必須的,因此準(zhǔn)備了兩段視頻:一感冒病毒的侵襲與機(jī)體反應(yīng),知曉身體產(chǎn)生抗體,這就是為什么患過(guò)病毒引發(fā)的某種疾病治愈后不再患病的原因;二疫苗的作用原理,知曉疫苗是減毒或滅活的病毒,刺激身體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。病毒不僅僅可以制作疫苗預(yù)防病毒性疾病,還能利用病毒在活細(xì)胞中寄生繁殖的特性治療疾病以及制高效的生物農(nóng)藥,請(qǐng)學(xué)生說(shuō)說(shuō)為什么。學(xué)生能聯(lián)想到:一病毒寄生的專一性;二病毒在活細(xì)胞內(nèi)寄生生活,實(shí)質(zhì)是在細(xì)胞內(nèi)繁殖,病毒釋放時(shí)寄主細(xì)胞裂解,正是由于這兩個(gè)原因,科學(xué)家利用病毒治療疾病以及制高效的生物農(nóng)藥。接著教師播放與之相關(guān)的多媒體課件圖片。
1.3 知識(shí)小結(jié)
學(xué)生自己小結(jié),不完整的由其他學(xué)生補(bǔ)充。
關(guān)鍵詞:體育運(yùn)動(dòng);還原論;分子水平;運(yùn)動(dòng)科學(xué)
中圖分類號(hào):G80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-7116(2007)04-0043-04
世上萬(wàn)物皆有裂隙,因而才有了光線破隙而入的方便。
――倫納德?科恩
借助反射回來(lái)的光線,我們終于看到:物質(zhì)客觀存在的方式是形成不同層次和質(zhì)量的有序結(jié)構(gòu),至今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)無(wú)結(jié)構(gòu)、均勻混沌的純物質(zhì)世界。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次從基本粒子、原子、分子到更高級(jí)結(jié)構(gòu),質(zhì)量依次增大。生命體也是物質(zhì)的,是物質(zhì)有序聚合而成的整合結(jié)構(gòu)。既成體系的地球生命起源論和生物進(jìn)化論認(rèn)為,地球生命系統(tǒng)也是順著基本粒子原子分子高分子及其聚合體細(xì)胞組織器官器官系統(tǒng)個(gè)體群體生態(tài)系統(tǒng),按照質(zhì)量依次增大的順序聚合而成的,人體自然也是如此。
“運(yùn)動(dòng)科學(xué)”譯自“Exercise Science”一詞,在西方,能稱之為“Science”研究的范圍比中國(guó)所謂“科學(xué)”研究的范圍要狹隘得多。從百余年“ExerciseScience”研究文獻(xiàn)來(lái)看,運(yùn)動(dòng)科學(xué)的研究對(duì)象是體育運(yùn)動(dòng)(Physical activity或Exercise training),研究方法(Methods)是自然科學(xué)的成熟范例,主要借助于生命科學(xué)的研究方法,研究的直接目的(Purpose)是探索體育運(yùn)動(dòng)對(duì)人體生命特征的影響,研究的終極意義服務(wù)于人體對(duì)健康的向往。
1 體育運(yùn)動(dòng)的生命屬性和意識(shí)屬性
在地球生命系統(tǒng)的演進(jìn)中,為了區(qū)分生命體與非生命體,生命的界碑逐漸在分子與細(xì)胞之間豎立。進(jìn)化論者將基本粒子原子分子的演進(jìn)稱作化學(xué)進(jìn)化,將高分子及其聚合體細(xì)胞組織器官器官系統(tǒng)個(gè)體群體生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)稱作生物進(jìn)化,化學(xué)進(jìn)化是生物進(jìn)化的前奏,是生命起源的前提,這是對(duì)生命神創(chuàng)論和智能設(shè)計(jì)論的有力反駁。生命的界碑上規(guī)定生命的標(biāo)志是:新陳代謝、興奮性、適應(yīng)性、生長(zhǎng)和繁殖,缺一不可,所以分子以微的結(jié)構(gòu)是化學(xué)物質(zhì),細(xì)胞以上的結(jié)構(gòu)才是生命體,在分子與細(xì)胞之間的高分子及其一些聚合體是處于生命與非生命交界地帶的過(guò)渡物質(zhì),它們具備某種生命標(biāo)志,但不全部具備。如DNA、RNA在體外適宜條件下也能進(jìn)行自我復(fù)制,但沒(méi)有新陳代謝;蛋白質(zhì)在體外也可能暫時(shí)具備生物活性,但不能自我復(fù)制;病毒是核酸與蛋白質(zhì)的聚合體,它的復(fù)制繁殖必須在侵染宿主細(xì)胞之后進(jìn)行,缺乏生命應(yīng)有的獨(dú)立性和適應(yīng)性,離開(kāi)宿主后活性迅速消失,有人干脆認(rèn)為是死亡。對(duì)于此類過(guò)渡物質(zhì)不妨稱為準(zhǔn)生命體?,F(xiàn)代分子生物學(xué)的研究主要聚焦于DNA、RNA、蛋白質(zhì)等高分子及其聚合體,其研究方法既是生物的也是化學(xué)的。
為了區(qū)分意識(shí)載體與非意識(shí)載體,意識(shí)的界碑在器官系統(tǒng)與個(gè)體之間豎立。至少要形成完整獨(dú)立的個(gè)體才有意識(shí)的產(chǎn)生,個(gè)體意識(shí)形成群體規(guī)模效應(yīng)就演化為社會(huì)的意識(shí)形態(tài),如哲學(xué)、宗教、藝術(shù)、法律、政治制度等。辯證唯物主義認(rèn)為,人腦是意識(shí)的物質(zhì)載體,意識(shí)是人腦的特有機(jī)能,是物質(zhì)世界在人腦中的主觀映像,將意識(shí)的載體進(jìn)一步局限于人體,動(dòng)物對(duì)客觀世界的反應(yīng)不被納入意識(shí)范疇。因?yàn)橐庾R(shí)的顯著特征是主觀能動(dòng)性,能夠反作用于物質(zhì)世界,尤其體現(xiàn)在人對(duì)自身生存環(huán)境的改造方面;所以說(shuō),人和動(dòng)物雖然都是自然界的產(chǎn)物,但能夠主動(dòng)改造環(huán)境而不僅僅是被動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的只有人。人為了生存發(fā)展,會(huì)利用自己的意識(shí)能動(dòng)性放牧、開(kāi)墾,破壞了不少生態(tài)環(huán)境,但也懂得利用自己的意識(shí)能動(dòng)性退牧還草、退耕還林,挽救和改善生態(tài)環(huán)境;而有些動(dòng)物為了生存發(fā)展,缺少意識(shí)能動(dòng)性往往焚林而獵、竭澤而漁,結(jié)果反而使自己因饑餓退出了生命的舞臺(tái)。因此,人對(duì)環(huán)境的適應(yīng),不僅有被動(dòng)適應(yīng),還能主動(dòng)適應(yīng)。體育運(yùn)動(dòng)并非生存環(huán)境迫使的被動(dòng)適應(yīng),而是人主觀意識(shí)控制下健娛身心的自主身體行為。
以上對(duì)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)解析表明,人體具備生命和意識(shí)的雙重屬性,人體是生命和意識(shí)的結(jié)晶體。運(yùn)動(dòng)科學(xué)所研究的運(yùn)動(dòng)是人體的體育運(yùn)動(dòng),不是哲學(xué)泛指的絕對(duì)運(yùn)動(dòng),也須具備生命和意識(shí)的雙重屬性。首先,人體完整獨(dú)立的生命是體育運(yùn)動(dòng)的前提和載體。離體肌肉的電刺激收縮不能全等于體育運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究人體運(yùn)動(dòng)的底線必須保證個(gè)體生命的完整獨(dú)立性,細(xì)胞分子生物學(xué)的基本理論和研究方法(如離體細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、分子雜交技術(shù))只能作為運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究的參考或借鑒,完全保真地模擬體育運(yùn)動(dòng)機(jī)體內(nèi)環(huán)境的細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性疲勞,目前難以實(shí)現(xiàn),也許永遠(yuǎn)都不會(huì)實(shí)現(xiàn)。其次,人的體育運(yùn)動(dòng)意識(shí)是體育運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力,任何外因迫使的肢體行為不能等價(jià)于體育運(yùn)動(dòng)。人為生存而必需的體力勞動(dòng)和肌肉的掙扎也不能全等于體育運(yùn)動(dòng)。但是,離體研究、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究和人體的人為控制研究(如鐵制劑對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞的恢復(fù)研究、阻力訓(xùn)練對(duì)人股四頭肌肌纖維類型的影響),確實(shí)也能揭示運(yùn)動(dòng)科學(xué)某一局部的奧秘,這是不可否認(rèn)的。從哈佛疲勞實(shí)驗(yàn)室的人體臺(tái)階試驗(yàn)到今天運(yùn)動(dòng)大鼠骨骼肌的基因表達(dá),我們的監(jiān)測(cè)指標(biāo)越來(lái)越微妙,我們使用的“光線”已經(jīng)足夠看到原子之間的距離,但我們的疑問(wèn)是,當(dāng)運(yùn)動(dòng)科學(xué)將足夠微觀的物質(zhì)奧秘闡明之后,是否就可以沿著生命結(jié)構(gòu)的來(lái)路返回至高級(jí)結(jié)構(gòu),深入而全面的理解體育運(yùn)動(dòng)的生命屬性和意識(shí)屬性?
2 從體育運(yùn)動(dòng)到分子――千錘百煉出深山
“還原論”(reductionism)是現(xiàn)代生命科學(xué)最基本的核心信念,就其實(shí)質(zhì)而言,還原論既是對(duì)自然的一種哲學(xué)判斷,也是探索自然的一種研究綱領(lǐng)。還原論以哲學(xué)基礎(chǔ)為立論基石,并不是自然科學(xué)研究的產(chǎn)物或成果,它誕生于自然科學(xué)之前,但卻作為一種神圣的“科學(xué)信條”主宰自然科學(xué)研究達(dá)幾百年之久,至今仍不退色。還原論的核心思想緣起于古希臘,并且時(shí)常與偉大思想家德謨柯利特聯(lián)系在一起,正是德謨柯利特首次提出:任何事物是由看不見(jiàn)的原子所構(gòu)成。可以肯定的是,德謨柯利特提出這個(gè)論點(diǎn)時(shí),連細(xì)胞都沒(méi)見(jiàn)過(guò),更不用說(shuō)原子了。德謨柯利特的還原論思想為現(xiàn)代生命科學(xué)的研究方向提供了三條錦囊妙計(jì):第一條,存在著一種超越事物表象之外的不可見(jiàn)的客觀存在。所以,我們順此路找到了細(xì)胞、細(xì)胞器、蛋白質(zhì)和DNA。第二條,物質(zhì)客體具有一個(gè)其外在結(jié)構(gòu)可以歸屬的潛在結(jié)構(gòu)。所以,我們發(fā)現(xiàn)從細(xì)菌到人類,皆由細(xì)胞組成,無(wú)論它是單細(xì)胞生物還是多細(xì)胞生物。第三條,潛在結(jié)構(gòu)比其表面結(jié)構(gòu)更為根本,可以對(duì)存在提供更為深刻的認(rèn)識(shí)。所以,我們正努力地向分子水平進(jìn)軍,并試圖通過(guò)對(duì)分子的觀察來(lái)理解高級(jí)的生命現(xiàn)象??梢哉f(shuō),還原論為生命科學(xué)劃定
的研究路線就是:按部就班、步步為營(yíng)、層層遞進(jìn)地從宏觀探入微觀,然后沿著來(lái)路留下的標(biāo)記破解生命的一切秘密。毋庸置疑的是,生命科學(xué)在這個(gè)研究綱領(lǐng)的指導(dǎo)下,取得了許多研究成果。
與還原論針?shù)h相對(duì)的是活力論,活力論是這樣一種信念:生命系統(tǒng)具有自己獨(dú)有的特征,這些特征所遵循的規(guī)律與那些適用于非生命物質(zhì)的一般規(guī)律極為不同;正是由于這些獨(dú)有的特征,生命才成為可能。在現(xiàn)代生物學(xué)的萌芽階段,即19世紀(jì)下半葉的幾十年中,在活力論和生物特殊本質(zhì)之間曾有過(guò)一場(chǎng)廣泛的、似乎具有決定性的爭(zhēng)論。爭(zhēng)論的結(jié)果是,活力論被肯定地拋棄了。由于關(guān)于細(xì)胞的物理化學(xué)特性的知識(shí)與日俱增,活力論那種難以捉摸的、虛無(wú)縹緲的理論看來(lái)是不必要的。從根本上來(lái)講,生命現(xiàn)象的物理化學(xué)特性與非生命物質(zhì)世界的物理化學(xué)特性是同樣的,勝利的旗幟倒向了還原論。人們普遍堅(jiān)信:通過(guò)對(duì)生物體最重要的核心化學(xué)物質(zhì)深入而全面的理解,沿著物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次路線返回生命體,就能理解生命的本質(zhì)。置于運(yùn)動(dòng)科學(xué)而言,即從體育運(yùn)動(dòng)誘致DNA以及蛋白質(zhì)的變化出發(fā),我們就可以破解運(yùn)動(dòng)科學(xué)的全部奧秘,最終實(shí)現(xiàn)我們的終極意義。
然而難度是可想而知的,運(yùn)動(dòng)科學(xué)是以人體的體育運(yùn)動(dòng)為研究對(duì)象的,運(yùn)動(dòng)科學(xué)最直接的研究目的就是觀察運(yùn)動(dòng)機(jī)體內(nèi)各級(jí)結(jié)構(gòu)層次的表現(xiàn)。體育運(yùn)動(dòng)是整個(gè)身體的協(xié)奏,參與體育運(yùn)動(dòng)的生命結(jié)構(gòu)層次貫穿:個(gè)體器官系統(tǒng)器官組織細(xì)胞高分子及其聚合體分子,層次之復(fù)雜,數(shù)量之繁多,使得運(yùn)動(dòng)科學(xué)從體育運(yùn)動(dòng)到分子之間的似乎是永遠(yuǎn)沒(méi)有盡頭的。
3 從分子到體育運(yùn)動(dòng)――千里江陵一日還
既然沒(méi)有盡頭,我們也就不奢望到達(dá)終點(diǎn),反而時(shí)時(shí)刻刻都想回到起點(diǎn)。然而,征途漫漫,歸途竟然如此簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)單到敷衍了事的地步。
如何把對(duì)于有機(jī)體在低結(jié)構(gòu)層次的研究,整合為對(duì)生命高級(jí)結(jié)構(gòu)的理解?這是生命科學(xué)研究的重大困難,而“還原論”以想當(dāng)然的方式掠過(guò)了,或者根本就是故意繞開(kāi)了這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)榻鉀Q這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)巨大障礙:其一,如何通過(guò)列舉每一分子及其化學(xué)反應(yīng),來(lái)解釋器官和器官系統(tǒng)奇異的生理現(xiàn)象?不言而喻的是:任何解釋都是不充分的,頂多就是“還原論”的變相描述,因?yàn)閷?duì)于細(xì)胞的分子我們都還沒(méi)有認(rèn)識(shí)完全,更不要談器官和器官系統(tǒng)了?!吧嬖诘奈镔|(zhì)依據(jù)毋庸置疑是必要條件,但尚不足以用來(lái)解釋生理學(xué),更不用說(shuō)闡釋一切生命現(xiàn)象了。就運(yùn)動(dòng)科學(xué)而言,不僅在現(xiàn)在甚至在將來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里,我們根本不可能闡明運(yùn)動(dòng)人體的每一分子及其化學(xué)反應(yīng),體育運(yùn)動(dòng)是某一分子變化的充分條件,但某一分子變化絕對(duì)不是運(yùn)動(dòng)機(jī)體生理特征的充分條件。以分子水平觀察的數(shù)據(jù)來(lái)解釋運(yùn)動(dòng)生理機(jī)制,不過(guò)是以分子為借口,在“還原論”框架內(nèi)對(duì)還原論的不斷充實(shí)罷了。
其二,同樣不可逾越的障礙是,在沒(méi)有首先確立生理過(guò)程整體無(wú)損的情況下,何以揭示隱藏在各種生理過(guò)程之中的內(nèi)在機(jī)制?正是因?yàn)闆](méi)有辦法,所以“還原論”才乘隙而入,得到了人們的普遍認(rèn)同,滿足了人們對(duì)神秘生理現(xiàn)象的“邏輯解”。運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究中觀察到的生命現(xiàn)象是五花八門(mén)的,甚至還是互相矛盾的,面對(duì)這排山倒海的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),人們迫切需要一種人腦可以接受的邏輯來(lái)把握它們?!翱茖W(xué)應(yīng)該為人們提供一種關(guān)于自然屬性的明晰而嚴(yán)密的說(shuō)明書(shū),從而讓人們可以通過(guò)該說(shuō)明書(shū)控制自然。基于這種要求,我們必須用一種令人容易接受的邏輯對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇和解釋,還原論自然責(zé)無(wú)旁貸。有了還原論的依托,從生命結(jié)構(gòu)的任何層次回到頂級(jí)都只有一步之遙。因?yàn)檫€原論是無(wú)須證明的公理。
總結(jié)我們的研究邏輯,其實(shí)這樣一個(gè)框架:從體育運(yùn)動(dòng)器官系統(tǒng)器官組織細(xì)胞高分子及其聚合體分子的征途,是以解剖刀、示波器、顯微鏡、離心機(jī)、PCR儀……為工具,披荊斬棘,歷盡千辛萬(wàn)苦走過(guò)的,對(duì)任何一個(gè)腳印,我們都能講述一段辛酸的研究史。即便如此,沿途的景色也并未全部明晰。然而歸途卻簡(jiǎn)單得只需要兩千多年前一個(gè)預(yù)言家提出過(guò)的一個(gè)根本無(wú)須論證的還原論(也許根本無(wú)法論證)。
4 何處是歸途?
并非要斤斤計(jì)較歸途與征途之間人類付出的差距,只是其中有兩個(gè)讓人消化不了的關(guān)鍵問(wèn)題:其一,任何微觀層次的發(fā)現(xiàn)都不是宏觀生命現(xiàn)象的充分條件,我們的微觀探索是沒(méi)有明確歸路的,所以前進(jìn)比回首更有意義,至少可以不斷地弄清體育運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)微觀層次發(fā)生了什么事件?其二,如果不回首,埋頭前進(jìn),還原論會(huì)把運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究導(dǎo)向何方,終極意義何在?所以,我們必須向分子更微處前進(jìn),卻不知去向何方?