生物力学原理(6篇)

时间:2025-09-28

生物力学原理篇1

【关键词】高中物理教学改革学法探讨

物理学科是一门工具性学科,它培养的是学生逻辑思维能力和动手操作能力,使学生借由物理来观察世界并认识世界。但是在高中阶段,学生自主学习和主动思考能力还未能得到很好的锻炼,因此,其未能充分认识到物理学科的重要性,因此,在高中整个阶段的物理学习中,物理老师必须不断完善教学方法,帮助学生掌握基础学科知识,综合提高学生的学业水平和认识水平。那么,伴随新课改,在高中物理教学中如何才能实现教学效果的最优化呢?

1理论联系实际

科学技术是第一生产力。最近几年我国在科研上,在新技术的开发上都取得了长足发展。在物理教学的课堂上永远都不缺最前沿的案例,但是,在以升学率为主导的课堂上,物理教师依然置素质教育于不顾,45分钟的课堂上依然采取满堂灌的授课方式,将物理知识固定化,除了教授基本公式,就是采取题海战术,将充满生活气息和活力的物理变成僵化无吸引力的学科,使学生学习的积极性备受打击,导致教学水平的下降。随着素质教育和新课改的不断深入,高中物理教师应该转变教学方法,将我国科研成果与课堂知识充分结合起来,在新技术的讲解下密切联系课堂知识,帮助学生在轻松的氛围里掌握物理原理,学习物理技能并充分感受物理这门学科的魅力,同时,借助生活科技,帮助学生建立知识与生活相联系的认识,引导学生学会将课本所学知识与生活联系起来,于知识中观察生活,体会物理与生活紧密的联系。兴趣永远都是最好的老师。学生对生活物理兴趣的浓厚必然有助于其物理学科的学习,这一点是毋庸置疑的。所以,物理教师在改进教学模式时必须重视教学方法的改善,将理论与科技相结合,借科技激发学生兴趣。

2重视实验功用

物理是一门与实验紧密同步的学科。在每一个知识点的讲解下都需要通过实验来验证或通过实验来总结规律。可是在高中物理的教学中,教师往往忽视实验的作用,某些学校没有自己的实验室,有些学校即使有实验室,可是只是一个摆设,不是设备落后,就是仪器短缺,根本无法满足学生动手操作的需求。高中物理不论是力学还是电学都可以在实验室通过设备来验证书本里的理论或是通过实验让学生自己总结规律。学生通过实验亦能进一步加深对知识点的理解,降低其物理学习的难度。我们说:“好记性不如烂笔头。”那么,在高中物理的学习中,实验就是那个“烂笔头”,它不仅能够帮助学生充分全面的了解书本知识,同时,在实验的过程中能够帮助学生树立自我求证,自我发现的良好习惯,而这种动手求证和动手操作的习惯为学生自主创造能力的培养起着重要的作用。所以,在高中物理的教学中,物理老师应充分重视实验的作用,此外,针对学校实验室设备不完善或是物品短缺等方面,教师应该负起责任,主动与教学主任联系,而不是“事不关己高高挂起”,一切为学生着想。

3合理安排课时

课时的安排对每一门学科的教授与学习来说都是十分关键的。在物理这门学科中,由于不像主课程语文、数学和英语一样有着充足的课时,其在整个高中课程的学习中属于难且课时少的学科。此外,由于物理是一门需要实验辅助教学的学科,实验必然占据一部分学生的时间,故此,在课堂上教师要想取得预期的教学效果就需要对本学期课程进行科学的规划,对课时进行严密的安排。在高中物理的学习中,很多教师会采取题海战术,希望通过多做题,多做典型题,重复做题来加深学生的印象,提高学生解题的速度和正确率。但是,教师往往忽略一个问题,那就是物理学习时间紧迫,在题海战术中学生对题型以及重复做的题目会产生厌倦,对物理学习产生抵触心理。针对这种情况就要求物理教师合理安排学时,对新知识的学习,题目讲解,课后练习内容以及强度都要有一个整体的规划与把握,只有这样在整个教学的过程中才能做到有的放矢,一方面节约了学生宝贵的时间,另一方面也能提高学生物理学习的效率,实现教学最优化。

4重视原理讲解

生物力学原理篇2

一、深入考纲考点,把握复习方向

考纲考点不仅仅是教师教学的参考,更是出题老师命题的依据无论是什么样的物理题型,考纲考点中总能找到其原型在研习初中物理考纲的过程中,教师首先需要将考点按照重要性进行分类,对不用重要程度的考点实施针对性教学只有这样,教师才能把握复习方向,突出重点,提高复习课效率其次,在考纲中常常会给出一些例题与样卷,这些资料是教师进行复习备课的关键,也是历年中考题型的模板针对物理复习的选择、填空、计算等题型,教师不妨尝试专题复习,针对不同题型制定合适的解题方法利用一些常见的物理规律来简化选择题的计算,将选择题的常见考点和疑难点进行罗列,提高教学效率最后,针对中考物理的难度比例分配,教师必须明确一点:物理基础才是物理复习的关键绝大多数的物理题都是简单题和中等难度题,真正的难题很少教师需要做到有的放矢,为了提高教学效率,可以考什么就教什么;考多难就教多难但同时,教师必须突破应试教学的误区,强调学生对物理知识的应用能力,注重培养学生的实践能力对于一些较偏的考点可以适当减小教学比重,着重对学生物理基础、物理实验操作等方面进行强化复习尤其在近些年,中考不断提高物理实验题和创新题的比例,突出学生对教材插图、实验步骤和实验原理的考察,需要师生格外注意

二、注重系统复习,联系章节知识

物理学科的教学是一个循序渐进的过程,各个物理知识点之间具有层次性和系统性教师进行初三物理复习课的教学时,必须按照既定的知识点顺序递进教学,能够妥善的将各个章节之间的知识点联系起来,帮助学生形成物理知识网络,提高物理复习课效率例如,教师进行光学原理的教学时,首先需要将光的概念与性质展示给学生;其次再进行光的直线传播理论、光的反射定律、凸透镜成像规律等知识点的教学;最后才是实践应用的环节教师在深入分析考纲考点后,应该遵循考试大纲,围绕物理教材实施复习工作进行物理复习时,教师首先需要对物理概念、现象、规律进行复习回顾,明确该章节各个知识点之间的相互联系和关系教师必须将其中的重点和难点标注出来,对教材中的黑体部分着重复习在概念复习完成之后,教师需要结合教材中的配图,帮助学生理解图形语言物理教材中的常见图形包括:装置图、实验图、受力图、光路图、电路图等,教师需要将这些图形中所蕴含的实验原理、物理概念诠释给学生,帮助学生明确实验目的、实验要求、器材、原理、步骤等内容对于各个章节的重点图形,教师必须进行重点讲解,同时注重一题多解、一题多变,锻炼学生的扩散性思维从概念、图形到原理、应用,初中物理的教学安排一直都是按照这样的顺[HJ145mm]序进行的,进行物理复习也同样应该如此

三、突出重点内容,实施各个击破

在素质教育要求下,初中物理的整体难度相对较低,只要学生掌握基础的物理概念,就可以解决大多数的物理问题笔者归纳了一下,初中物理教学的难点包括:光学知识、受力分析、电路原理、电磁感应这几个方面,教师不妨针对这些知识点实施专项教学,帮助学生实现各个击破对此,我们以受力分析的复习为例,从初三物理复习的各个层次出发,探究其中的高效复习策略

首先,教师需要明确初中物理力学知识点中的概念以及相关原理力的三要素、力的分类、受力图的形式、二力平衡、牛顿运动定律的使用等,这些都是初中物理力学复习的重要知识点其次,教师需要实施受力分析的原理教学,帮助学生做到知其然更知其所以然确定物体受力状态的过程中,教师首先需要明确物体的运动状态对待平衡状态与非平衡状态的物体采取不同的受力分析方法,为学生建立受力分析的模板例如,学生常常认为在斜坡上匀速下滑的物体会受到一个下滑力的作用,其实这个力并不存在,因为找不到其施力物体最后,教师可以适当选取几个例题,从平衡到非平衡状态,帮助学生加深对物体受力分析的理解进行其他相关难点的教学时,教师同样可以采取类似的做法,实施专项教学同时,教师必须注意合理划分专项复习知识点,可以根据教学经验,也可以结合学生需求,不断为学生们开设高效的物理复习课

四、做好复习反馈,实施查漏补缺

生物力学原理篇3

1对物理学的文化意义的认识

物理学是一种知识体系,更是一种文化体系,物理文化“是古代哲学家、近现代物理学家和物理工作者,历经数千年逐步创造的物理知识体系、观念形态、价值标准及约定俗成的工作方法的总和,”物理文化跟人类的其他文化一样,可以“分为器物、制度、观念三个层次,”物理文化的器物部分是物理学发展的物质基础,包括观察和测量器具、相关的实验设备等,物理文化的制度部分包括从事物理学活动的各种建制,主要有研究机构、学术团体、出版部门、法规章程等,物理文化的观念层次,是物理文化的内核,包括物理学知识、物理学思想、物理学的方法以及所蕴含的科学精神等。

物理学是一种生动和重要的人类文化活动,德国哲学家恩斯特·卡西尔指出:“科学是人类智力发展中的最后一步,并且可以被看成是人类文化最高最独特的成就,”物理学具有鲜明的文化品格,因此,物理文化本身就是一种教育力量,物理教学要注重对学生物理文化的熏陶,促进学生掌握科学的方法论、建立科学的价值观。

2原子和原子核的内容概述

人教版高中新课标物理教科书,为了突出人类对原子内部结构的逐步深入地认识过程,将原子结构和原子核的内容分编为两章,其内容包括:电子的发现;原子的核式结构模型;氢原子光谱;玻尔的原子模型;原子核的组成;放射性元素的衰变;探测射线的方法;放射性的应用与防护;核力与结合能;重核的裂变;核聚变;粒子和宇宙等内容,课程标准要求学生在“学习中,注意体会其中的科学方法、科学思想,感受科学的和谐美。”

3文化视野下原子物理的教学策略

爱因斯坦曾指出,教科书中的科学结论“几乎总是以完成的形式出现在读者面前,读者体会不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程,也很难达到清楚地理解全部情况,”为了让学生感受物理文化的精神和智慧,笔者将“原子和原子核”这部分内容,放在20世纪初到21世纪初这一跨度为100年的背景上进行审视,把教学活动转变为历史上文化创造者与今天学习者之间的对话活动,与此同时,还将其视为一个开放性的系统,在不变更其主体结构的前提下,教学活动中,渗透“科学、技术与社会”的思想,突显这部分内容在方法论上的价值,对“原子和原子核”的教学笔者主要从以下三个方面展开。

3.1强化基础,将凝固的文化激活,引领学生进行探究性学习

“强化基础”是指对重要的基础知识的阐述力求准确清楚、层次分明、严谨扎实,以充分体现高中物理课程的基础性,“将凝固的文化激活”是指让学生置身于历史背景下,经历一次次的“发现”之旅,通过前人的探究活动学习科学探究。

下面以“玻尔的原子模型”教学片断为例,谈谈我们的做法,粒子的散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,为原子核式模型的建立奠定了基础,但是经典物理学既无法解释原子的稳定性,又无法解释原子光谱的分裂特征,玻尔把量子概念引入原子系统,提出了三条假设,解决了卢瑟福模型的困难,把原子理论向前推进了一大步,具体教学的线索如下:

为了消除学生的神秘感,教学过程中,笔者强调玻尔原子理论的三个假设,并不只是源自玻尔的灵感进发,而是在玻尔的信念、实验、思考的共同作用下结出的智慧之花,首先,玻尔作为卢瑟福的学生,1912年3月到6月,他曾在卢瑟福的实验室工作过4个月,并参加了粒子散射的实验工作,对卢瑟福的核式结构模型的正确性坚信不疑,其次,1900年,普朗克提出的量子论,1905年,爱因斯坦利用光子说解释光电效应现象,也给玻尔以启迪,第三,1913年2月,哥本哈根大学的H·M·汉森提示玻尔,要注意光谱的实验数据和巴耳末的氢谱线的经验公式,巴耳末公式独特的级差结构,使玻尔茅塞顿开,原子结构的图景一下子清晰地呈现在玻尔的脑海中,这个被称为“二月转变”的事件,使玻尔很快整合了卢瑟福、普朗克、爱因斯坦的思想,写出了被后人称为“伟大的三部曲”的著名论文《原子结构和分子构造》,爱因斯坦为此给予玻尔高度评价,他写道:“当后代人来写我们这个时代在物理学中所取得的进步的历史时,必然会把我们关于原子性质的知识所取得的一个最重要的进展同尼尔斯·玻尔的名字联系在一起。”

经过这样的处理,教材静态的文本就成了活的载体,这时展示在学生面前的物理学“不是一般定律汇编,也不是一本把各种互不相关的论据集合在一起的总目录,它是用来自由地发明观念和概念的人类智力的创造物。”

3.2渗透方法,让学生了解科学源流,在追溯科学嬗变的历史轨迹中,理解科学方法

“渗透方法”是指在展现具体的物理知识的过程中,贯穿着物理研究方法、思维方法这条暗线,“把科学过程和思维方法,引入物理教学,不仅能使学生有身临其境之感,而且能领略前辈大师的研究方法、物理思想及科学精神。”

人们对原子和原子核的研究,为我们展示了一条非常清晰的科学研究的途径:实验(事实)——理论假设——实验(提供新的事实)——修正理论(甚至建立新的假设),人们在不断修正错误的过程中逼近事物的本质,获得真理性的认识。

1895年发现X射线,1896年发现天然放射性现象,1897年发现电子,连续出现的三大发现在科学界和哲学界产生的影响是十分巨大的,给整个物理学界带来了困惑和论争,法国著名物理学家彭加勒、路·乌尔维格、意大利的奥·利希、奥地利的马赫,甚至革命导师列宁也加入了这场讨论,马赫将这称作为“原理的普遍毁灭”(原子的不可分割、不变性被打破了,物质不灭和能量守恒的规律受到新的检验等等),唯心论者认为“原子非物质化,物质消失了”,我们用今天眼光审视这段历史,不难发现,物理学此时显然“进入一个浓雾密布,但已透过微光的领域,而且有幸展望令人激动的新远景”,物理学确实在这些发现后达到了一个新的高度。

人类在认识微观世界的进程中,实验仍然是探索的基础,在对“原子和原子核”探索中就有卢瑟福粒子散射实验、查德威克发现中子的实验、哈恩的裂变实验、费米建立第一个核反应堆……,但是,如果只是实验而缺少思考,实验就没有方向,物理学就不可能有今天的辉煌成就,教学活动中,我们不仅要让学生知道科学家做了什么实验,观察到什么现象,更要突出科学家据此进行的富于想像力的猜想以及大胆的理论构建过程,卢瑟福发现质子后,人们明确了质子是原

子核的组成部分,但是实验数据表明,绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子质量与电荷量之比,据此,卢瑟福猜想,原子核内可能还存在着中子,查德威克在此思想指导下发现了中子,类似的案例还有很多,我们要有意识地加以展示,让学生感悟到科学家为什么要这样去做、为什么会这样去做。

人们认识原子的历程中方法论的因素非常丰富,科学理论的发展并不是新理论毁灭了旧理论的成果,而是新理论既指出了旧理论的优点也指出它的局限性,从而使我们对物质运动规律的认识提高到更高的理论高度,比如,卢瑟福的原子核式结构模型可以很好地解释粒子散射实验,但是无法解释原子的稳定性和原子的分立光谱,玻尔的原子模型,就保留了它的合理内容,即有原子核存在,而摈弃了其他不合理的内容,所以说,玻尔的原子理论和卢瑟福的核式结构模型之间有一种继承和发展的关系,不仅原子和原子核理论如此,任何物理学的变化,无论看起来有怎样的革命性,则都是如此。

若想预见科学的未来,正确的方法是研究它的历史和现状,《美国国家科学教育标准》指出,“历史实例的介绍可以帮助学生看到,科学事业是富有哲理的,是社会性的活动,是充满人性的,”科学活动的成果无论是多么抽象,它的起源和发展的本质却是人性的,是人的满怀激情的活动。

3.3拓宽视野,让学生品味科学成就,体验科学家的心路历程,把握科学精神的精髓

“拓宽视野”主要是拓宽知识面,一方面力图反映一些当代粒子理论的新成果、新应用,另一方面展示新理论建立过程中科学家的心路历程,让学生体验科学家探索未知的信心、勇气及抉择。

教学中,安排一些中学生能够接受又符合课程标准要求的新内容、新知识,如,四种基本相互作用、夸克模型、磁约束和惯性约束、恒星和宇宙的演化以及微观世界规律的统计性等,在“放射性元素的衰变”中,渗透夏商周断代工程和碳14测年技术在其中的重要作用,“重核的裂变”中,介绍当前朝鲜、伊朗核问题的相关资料,引导学生向窗外的世界望一望,不仅可以使高中物理教学呈现当代色彩,更重要的意义在于学生科学素质的培养。

教学中渗透一些相关理论建立过程中科学家的心路历程,有助于培养学生对科学的正确认识,有助于学生理性怀疑意识的建立和批判精神的形成。

1909年,卢瑟福在做a粒子散射实验时,发现大约有八千分之一的a粒子发生超过90°的大角度散射,卢瑟福后来提起这件事时曾说:“这是我一生中最不可思议的事件,这就像您对着卷烟纸射出一颗15英寸的炮弹,却被反弹回来的炮弹击中一样地不可思议,”这促使卢瑟福去思考他的老师J·J·汤姆生原子模型的正确与否这一问题,本来,汤姆生为β散射建立一个多次碰撞的理论,可以解释大角度散射,但用到a粒子,由于a粒子比电子质量大太多,故两者多次碰撞几率趋于零,而实验结果却是八千分之一,这是一个极大的矛盾,一边是恩师的理论,一边是千真万确的实验结果,卢瑟福陷入了极其矛盾的境地,经过长时间思考,1910年底,卢瑟福终于作出决断,放弃汤姆生模型,承认原子有核,建立原子核式结构模型,为原子物理和核物理的发展奠定了最主要的基础。

生物力学原理篇4

要提高同学们的物理成绩,就必须从本质上培养学生分析和解决问题的实际能力。

面对一个物理问题,解答者总是在他们已有和能够达到的认识状态中,猜测或探索出一些概念、规律和方法,尝试在问题的目标和条件之间寻找联系。一旦确定某一或某些概念、规律和方法可能建立起这种联系时,便将其应用于求解这个问题,从而得到一个结果。然后将这一结果反馈检验,若结果是肯定的,则问题解决;若结果是否定的则进行矫正,即修改或重新猜测,搜索出新的概念、规律和方法,再次去求解。这是分析和解决物理问题的一般模式。

从分析和解决物理问题的模式中可以看出,分析和解决物理问题过程中包含着各种不同的活动,因此分析和解决物理问题的能力也是一种包罗广泛的能力。分析和解决物理问题能力主要包括如下几个要素:

一、识别和分析问题的能力

识别和分析问题的能力是指正确理解题意,善于发现问题中的隐含条件,恰当地选择研究对象,正确分析研究对象所受的外界影响及运动变化过程的能力。物理学不好的学生常常由于这一能力不强,找不出问题中的隐蔽条件、临界条件,或是不善于去分析物理过程,在具体问题面前不进行具体分析,而是乱套乱代公式,凭空想象解题,在解决问题的起始阶段就走向了歧途。

二、“问题原型”的衍生和再造能力

“问题原型”就是形成物理概念和原理时的原始材料、实验探究或验证的过程,以及为了掌握物理技能、方法时,学习过的典型例题。从本质上讲,解决实际问题时,我们首先都是在“问题原型”的启发下,进行思考和展开思路的;很多看似新的题型都是由我们所熟知的“问题原型”衍生或再造而成的。因此我们学习时,除了熟记公式以外,还应熟练掌握各种类型的“问题原型”,分析和解决物理问题能力强的学生,“问题原型”掌握一定比较丰富,且稳定性和可辨别性较强,同时“问题原型”的衍生和再造能力也一定较强。

三、选择解决问题策略的能力

选择解决问题策略的能力包括两个方面:一个方面是对问题的方向进行大致推测,并把将要采取的手段与问题的目标联系起来,对解决问题的可行性进行判断的能力,这方面的能力强,从一开始就能从客观上把握问题的整体,高瞻远瞩地看待以后的解题过程从而可以避免走弯路或减少不必要的失误;另一方面是选择合适的解题方法的能力,方法选得合适,不但使问题可以解决,而且能使问题的解决过程变得十分简捷,方法的选择也是极具有灵活性的。

四、运用数学解决物理问题的能力

运用数学解决物理问题的能力包括:①把物理问题转化为数学问题的能力。②运用数学进行推理计算的能力。③物理估算能力。在教学过程中,教师要有意识的培养学生这三方面的能力,才能将培养学生分析和解决问题的能力落到实处,减少教学的盲目性,才能有效地提高学生的物理成绩。所以在教学中就应该注重相应的教学策略。下面具体介绍四个基本要素培养的途径和方法:

1.读审物理问题

读,是读题目。拿到题目后,先整体后局部地阅读,对整个题目的概貌做到心中有数;审,是审条件和目标,弄清题目中给出的已知条件是什么,思考题目中隐含的已知条件是什么,明确题目应达到的目标是什么。读审实质上是寻找解题信息,形成问题解决出发点的过程。

在读审这一环节,不要急于猜测解答方向和盲目解题,一定要做到确切了解题意,特别要弄清题目中关键词语的涵义;要养成及时将所发现的信息尽可能用示意图展示出来的好习惯,将抽象思维转化为具体形象思维。

2.建构、丰富学生“问题原型”,并促进“问题原型”的迁移。

分析和解决物理问题的过程无外乎两种情形,一种是在原有原型的启发下,结合具体物理情景,在原有模式下分析和解决所面临的物理问题;另一种是没有现成的“问题原型”可以作为借鉴,需要自己重新构建解题模式,需要有更多的创新思维参与解题活动。

因此,在教学过程中,教师要帮助学生建构丰富的“问题原型”,并且要促使“问题原型”的迁移,

3.让学生形成直觉判别的习惯,养成经常总结反馈的习惯。

在教学过程中鼓励学生凭直觉大胆地进行猜测,先理出大致的总体的思路,在具体着手推理、运算。教师要不断地纠正学生的一些坏习惯:一拿到题目,匆匆读完题目后就进行具体的运算,只要方程能算出具体的数值就先算出来再说,解题时手忙脚乱,经常忙了很长时间后,才发觉是错的,由于考试时间有限,每道题目都算出几个得数,感觉每个题目都会点,就是不能得分。应该使学生养成这样的习惯:在弄清思路后,应用所学知识、原理、方法列出有效的物理方程,然后作出评价,判断所列方程是否正确,判断问题所包含的物理情景是否已经表达出来了,判断是否还有补充方程,最后才是具体运算。

4.培养学生数理结合意识,熟练使用常用的数学工具迅速估算的能力。

生物力学原理篇5

关键词:初中物理初中生主动探究能力培养策略

初中物理教学过程中对学生主动探究能力的培养能够有效实现学生科学素养的提升,但是在当前物理课堂教学培养学生自主探究能力的过程中存在一些问题,影响学生自主学习探究习惯的养成。下面笔者主要讲述初中物理教学中培养学生主动探究能力存在的问题,进而提出相应的解决策略,希望能为初中物理课堂对学生主动探究能力的培养提供理论参考。

1.初中物理教学中培养学生探究能力存在的问题

1.1不重视学生学习的主动性

当前物理课堂教学在实施了教学改革后,虽然一直强调课堂以生为本,但是在真正的课堂教学过程中的落实度较低,教师没有真正意识到培养学生学习主动性的重要性,学生主动探究能力培养自然面临较大问题。例如,当前初中物理课堂教学过程中,为了推进教学进程,经常忽略与学生的课堂互动,无法了解学生真正的学习需求,虽然老师的教学任务得以按时完成,但是学生的物理学习能力却难以实现真正的提升。

1.2培养学生探究能力时与脱离生活

物理原理与日常生活密切相关,在物理教学过程中,将物理教学与日常生活联系起来,有助于激发学生的好奇心与学习兴趣,培养学生的主动探究热情。但是,许多物理教师在教学过程中往往忽视知识与日常生活现象的关联,过度依赖课本内容实施教学,不利于学生自主探究兴趣构建。

1.3没有重视实验教学

物理原理来自于严谨的科学实践探究,学生只有亲身参与物理实验,才能真正体会到物理原理的来源,才能通过物理现象的刺激,对物理现象产生探究兴趣。反观当下物理课堂教学,在多数情况下对物理实验采取忽略态度,只让学生学习最终的实验探究结果,或者通过老师一人进行实验让全班同学观察的方式进行物理实验教学,忽略学生的实验体验。

2.初中物理教学中培养学生探究能力的策略

2.1与日常生活相结合

物理来源于生活,是对生活现象的科学化表现,最终用于服务人们的日常生活。因此,物理教学离不开与日常生活现象的关联,让学生在物理学习过程中了解到物理与生活产生的密切联系,必然能吸引学生的好奇心,可以有效激发学生自主探究的兴趣。如学习与“重力”有关的内容时,老师可以在讲解重力的应用时引用日常生活中的事例对重力进行说明讲解。如建筑工人利用重力原理检查所建造的墙是否垂直;蹦极运动也应用了重力原理才能达到想要的运动效果。此外,老师还可以让学生想象没有重力的生活场景是怎样的,以此引发学生的有效参与,培养学生的自主探究能力。

2.2开展以学生为主体的教学

以学生为主体并不是一个口号,而应该将其真正落实到物理课堂教学过程中,只有充分发挥学生在物理课堂中的主动性,了解学生学习需求,才能真正使学生感受到学习物理的兴趣所在,进而激发起学生对物理世界的探究学习欲望。对于初中生来说,其正处在身心发展的重要时期,对新鲜事物充满了好奇心,因此老师可以依据学生这一特点,进行能够满足学生学习需求的课堂教学,让学生参与物理实验是一种有效培养学生探究能力的教学方式。在学习“欧姆定律”时,老师可以让学生进行物理实验,让学生观察不同电压与电阻力下,电流的变化情况,进而让学生通过观察实验现象总结出物理规律,然后再进行有关欧姆定律的讲解。通过参与实验,学生需要自主思考对物理现象进行总结分析,对学生的自主探究能力实现了有效锻炼。

2.3使用创造性的探究方法

物理学习过程是一个不断探究的过程,物理原理的得出依靠的是物理学家不懈的实践探索,若想真正实现对学生自主探究能力的培养,就应该运用物理探究教学原理进行课堂教学,还原物理原理探究过程的始终,让学生通过原生实验探究进行深入思考,还原物理学家探究物理本质的过程,只有这样,才能真正实现学生自主探究能力提高。如学习“力的作用是相互的”时,老师可以让学生思考“如何设计实验,可以观察到相互作用的两个力之间的相互关系”?“能不能运用实验将两个作用力之间所产生的力的作用进行量化”?进而让学生自主设计实验,用实验证明”“力的作用是相互的”这一猜想。通过设计与参与原生实验,可以深度拓展学生的物理思维,让学生通过自主探究,了解物理原理得出的过程,也让学生明白学习物理的重点在于不断探究。

3.结语

对于初中物理课堂教学来说,培养学生主动探究能力的关键在于知晓学生的学习需求,进而以学生的学习需求为导向进行教学设计,只有这样才能使物理教学满足学生的学习需要,才能真正实现有效的物理教学。学生的学习需求得到了满足,才能建立起对物理的学习兴趣,在物理学习过程中进行主动探究,实现物理素养的有效提升。学生主动探究能力培养不可能一蹴而就,需要老师在物理课堂教学中进行长期训练,不仅可以提高学生的学习效率,对老师教学效果的增强具有重要的推动作用。

参考文献:

[1]张永.新课程背景下初中物理教学中学生探究能力的培养[J].文理导航(下旬),2016,(08).

生物力学原理篇6

关键词:迈尔;生物学自主性;生物学哲学;活力论;整体生物学

中图分类号:N031文献标识码:A文章编号:1672-3104(2014)02?0051?06

迈尔是进化论的权威,被称为“二十世纪的达尔文”,在20世纪60年代他转向了生物学的哲学问题研究,取得了丰硕成果。迈尔所提倡的生物学自主论被称为一种新哲学,他是生物学自主论的代表人物,对生物学哲学的学科发展起到了重要作用。

一、生物学自主性的涵义

生物与非生物如何不同?生物学在科学中占有什么地位?自主论者认为,生物学客体、概念结构和方法论跟物理学截然不同,生物学不完全依赖于物理学,进化中涌现出了生物的自我特质,具有适应性、整体性和目的性,因此生物学是一门不能还原到物理学的独立学科,生物学不是物理学的一个分支,而是与物理学具有同等地位。生物学相对于物理学的独特性和学科地位的平等性就是生物学的自主性。对生物学自主性观点进行论证就是自主论。

“自主性”的原意是指不依赖于他人,不受他者的干涉和支配,自我判断,自我行动。“自主性”一词在英文里是“autonomous”,意思是独立的,自治的,自主的。生物学的自主就是生物学不受物理学的统治之意。生物体如果不能还原到物理化学,则生物学自主论是成立的。

迈尔认为生物学和物理学有同等的地位,即平行论,科学将来在更广泛基础上逐步走向统一,自主的生物学语言最终将与物理学语言合二为一。生物学的自主性意味着不能把生物学还原为物理学,也就是说,生物学的概念不能完全由物理学术语来定义,生物学定律也不能从物理定律中推导出来。然而,生物学的自主性并没有把生命运动规律与物理学规律绝对地对立起来。生物学因果关系是错综复杂的,其中生命整体行为对部分的行为制约性是无机界所没有的。同时生命有机体具有特异性,生物学概念和定律在应用时要考虑时空限制。[1]与自主论相对立的分支论则认为,生物学仅仅是物理学的一个分支学科,生物学统一于物理学。

迈尔认为,分支论与自主论之间引起争议的部分原因是由于“对‘autonomous’的理解不同引起的。“如果一个人能在地图上测量物理学和生物学的地盘,他将会发现很大重叠的区域。这说明那种科学的领域是两个学科公有的。它包括分子生物学的大部分内容,原则上生物和非生物的理化过程都是一样的。”[2]“如果把‘独立的’理解为这两类科学完全分开,存在这一重要的重叠就不能说两个学科相互独立,是不是这能够成为反对生物学是一门独立科学的理由?相反,支持生物学自主论观点的人会指出,没有被物理科学重叠的领域也同样重要,这一领域只能由一门独立科学来研究。”[3]“生物学的独立”指的是生命物质和非生命物质之间不可调和的区别,并不包含二者重叠的区域。因为机体论者承认重叠区的存在,他并不宣称绝对独立。”[2]

总之,生物学自主性就是生物学独立于物理学的特性,包含三层意思:第一层是学科之间的根本差异性,生物学与物理学、化学根本不同,具有自身的独特性;第二层是反还原性,生物学不能还原为物理学、化学;第三层是学科独立性,生物学独立于物理学,不是物理学的学科分支。

二、机械论与活力论的冲突:生物学自主性思想的渊源

机械论与活力论之间的冲突是生物学自主性的思想渊源。近代活力论者的观点主张生命现象与物理科学无关,物理和化学运动不能解释生命现象,生命现象是自主性的领域。然而机械论者如生物哲学家M.Ruse宣称,可以还原生物的系统复杂性到更基本的物理水平,物理学能整合生物学。活力论者所假定的非物质力是一种形而上学的东西,自从科学概念被接受以来,科学概念与活力论明显的不相容。

活力论流行于十七世纪早期到二十世纪早期,它是极端机械论的补偿性反应。将生物机械化必定遭到激烈反对。极端机械论使活力论产生存在理由。机械论者认为,运动与物质是解释一切生命现象的基础,拉美特利写了《人是机器》一书,认为人不过是机器,只能用运动和力来解释。笛卡尔将有机体还原为自动机,人类和有机体的区别是人有灵魂。然而机械论不能解释再生、复制、受精等现象。当然活力论者也不能很好的解释生命现象,只能提出不容易理解的神秘东西。[2]从笛卡尔时代到弄清发育由遗传程序所控为止,这两种观点一直互相攻击,争论不已。

笛卡尔认为生物体不过是一架机器。具有机械论背景的科学家和哲学家都同意笛卡尔的观点。另一些学者不同意这种意见,认为生命现象是由看不见的力在控制着,或称为力比多或者活力。力比多不能观察到,难以对其进行科学的解释。而基因和分子生物学的发展能够解释力比多所能解释的东西,力比多成为可有可无的形而上学假设,因此活力论逐渐衰微。[4]

生命的本质对于古代哲学家来说是个谜。人们容易猜想生命中似乎有灵魂和目的,拥有超出机械物的精神性的东西。如果认为生物有机体具有区别于无生命物质的活力存在,则被认为是活力论者。活力论者认为有机体由一个会思考的灵魂控制。[2]

亚里士多德和柏拉图把有机体运行归因于灵魂。无机物不具备活力的特性。“古典的活力论者将生命归因于生物具有某种不可以察觉的东西,无论是叫作生命液、生命力、生机或生命动因(隐德来希)都行。”[2]他们认为活力处于物理、化学定律领域之外,不受它们支配。科学上证实这活力存在的努力都告失败,活力论所试图说明的现象被其它方式所说明,例如用遗传程序加以解释,此后人们便不再需要活力论了。

在十九世纪和二十世纪初期,活力论者把生命的内在驱动力量描绘成多种形式,如汉斯・德里施(HansDriesch)的“生命原理”,亨利・柏格森的“突生”原理,这些都是建立在活力论的基础之上。这种古老活力论大多已被抛弃,主要原因是“单纯的提出某种作为指导性的或有机活动的神秘力量并不构成一种解释,相反是通过假设某种非经验的东西而阻止了人们的研究,用我们无法研究的名词来掩盖无知,犯了用命名作解释的错误”[5]。

生命的结构和机制与动力学不一样,用力学不能解释生命势必导致一种神秘性解释假说。活力论是一种重要的神秘性假说,具有一定的形而上学性。自古以来,对于生命现象的解释一直处于疑难之中。生命与非生命界之间存在着理解的鸿沟,许多哲学家不得不设计自己思辨的解决方案。例如,莱布尼茨的单子论、笛卡尔的二元论等。但是精神、生命现象与机械物质之间的差别始终无法消弥。物理与生物、肉体与心灵二元论关涉的不可调和的矛盾,引起了自然观的困境、问题与争论。

创世论认为生命是上帝所创造的,给人类智慧的起源一种形而上学的解释。如果从科学的物质角度而不是形而上学角度进行解释,那么智慧的来源一时很难解释,这给创世论者一个反对进化论的口实。既反对宗教又难以从科学的物质角度来解释,那么活力论就有了自己存在理由。

对于科学主义者来说,一个生命有机体是一个自我调整、自我保存的复合机制,生命完全是由生理-化学过程构成的,它形成一个连续的、独立的且不受任何外部神秘力量干预的系统。显然不能用机械论原理来解释生命现象。把物理主义当成生命哲学的唯一基础,认为生命不过是一个奇迹,这种观念就会导致。某种意义上说心与物之间的矛盾是活力论思想产生的重要根源。活力论有自己存在的依据,因为机械论不能解释生命问题,所以就假定一种超物质的神秘力量来说明生命问题。这种假定源于人们的求知欲与好奇心。活力论拒斥还原论,与现代从自然本身思考问题的思想不符,也就是说不符合现代科学规范。活力是不可观察和不可实验检验的东西,不是经验的东西,不能“实证”,按照逻辑实证主义的科学划界,活力论是形而上学的而不是科学的,因此科学性的生物遗传程序的解释并不能涵盖全部活力论所解释的东西。

活力论已为人们抛弃,因为生物体中的过程都符合理化定律,生物与非生物之间的差别不是组成物质不同,而是信息、目的和物质的组织结构不同造成的。然而活力论却标志着一种反还原论的立场。

主张生物学自主论的最早学者是那些相信活力论的人。活力论的历史作用要一分为二的看待,一方面不符合科学规范,另方面却启发人们整体性思维,即重视系统新质的涌现、系统整体与部分之间的关系以及整体大于部分之和等思想。

三、通过批判还原论确立生物学

自主论

科学革命以来的科学概念是建立在物理学的基础之上,属于物理主义信念,生物学对科学概念基本上没有什么影响。生物学还没有获得独立的科学地位。从笛卡尔、洛克和康德一直到卡尔纳普、纳格尔、亨普尔的科学哲学思想中,都是物理主义占统治地位。

而生物学的发展可以使人们反思一种真正的科学概念。一些生物学家认为流行的科学哲学只不过是物理主义的科学哲学,抗议物理主义者那种狭隘的信念。物理主义者用机械论观点而不是整体论观点看待生物学。物理-化学无法包容生物学的很多概念,无法包容生物学的特有内容,如历史演化的遗传程序。“为了获得科学的更普遍的概念,有必要去除科学革命以来的纯粹物理主义的特殊特征,它不是真正科学的典型特征。”[2]

迈尔批判了由于物理学发展较快带来的物理中心主义。生物学和物理科学的不同往往被忽视,物理科学被当成科学的中心,而且只要知道物理学就可以了解生物学。然而生态学和进化生物学跟物理学的科学规范明显不同。

在传统的科学哲学传统中,物理学的特性包括三个主要来自机械力学的特征:决定论、本质论和还原论的原则。这些原则不仅与生物学不容,与一切复杂性也是不相容的。迈尔对近代科学革命以来的这些原则进行批判。

物理主义代表了一种还原论的思潮。还原论试图按运动和力的观点来解释一切生物学过程,认为任何事物都是机械的、决定论的,没有不能解释的东西。迈尔反对物理主义在科学中的霸权地位,坚持生物学是一个独立学科。他的生物学自主性思想意味着反还原论,体现于生物学整体论、目的论和种群思想以及用更广泛的复杂性基础来统一科学等。

迈尔反对把复杂的生物系统还原为简单的物理化学层次,把一切其他科学的概念和学说都还原为物理学,生物系统所具有的很多属性是非生物所没有的,在还原中生物系统所具有的特质将完全丧失。然而这是一种主流哲学。

物理主义者头脑中几乎从来只有物理科学。自经典力学诞生之日起直至二十世纪初,对宇宙的科学认识主要带有一种物理性质。生物学是次要的和附带的偶然现象被纳入世界科学图景之中。几乎完全根植于逻缉学、数学以及物理学定律基础之上的正统科学哲学理所当然地把物理学看作是科学的标准范式,忽视了生物学的存在。所以生物学在过去经常被不合适地斥为“劣等”科学。[3](序viii)而迈尔认为生物学是独立的学科,如果没有把生物界丰富多采的现象和过程包罗进去,科学是很不完全的。一切科学的共同目的是努力了解世界,科学要求解释、概括和确定事物过程的原因,生物学完全满足这些特点,因此生物学是完全独立的科学。

还原论者自信的宣称进化生物学是集邮,声称科学的世界观是奠基于十九世纪关于电和热的性质以及原子和分子的伟大发现之上的。迈尔反对物理中心主义,强调科学的多元性。科学史上牛顿范式被看成是科学典范,然而生物学与力学之间关系不大。草药医生的植物学、维萨留斯的解剖学、博物学家独特的采集箱、科学航行、植物展览和巡回动物展览等等,所有这些和牛顿力学没有什么关系。[6]

迈尔通过反驳还原论的观点来确立自己的生物学自主论观点。他指出传统科学哲学错误的倾向于各门科学都遵守同一种物理学范式。数理科学具有严密性、普适性、决定性和可预测性的突出特点,这也发展成当时所有科学的金标准。如果不符合此标准就被斥为不纯正的科学。生物科学缺少上述特点,因此它一度受物理主义者的排斥。迈尔在这种背景下提出了生物学是一门独立于物理学的学科。

生物学的发展带给哲学新的发展契机。生物学哲学应当摆脱传统科学哲学对它的束缚,并强调在生物学内部生物学理论、概念、结构之间的转换与理论范式的更替和重新确立。迈尔正是这种新生物学哲学的积极倡导者。[7]“我开始越来越清楚地明白生物学是一种与物理科学极为不同的科学;它们在自身的研究对象、历史、方法、哲学等方面根本不同。物理科学容纳不了许多生命世界独有的自然特性。作为传统科学哲学基础的经典物理科学被一系列跟有机体研究完全不适合的思潮统治着,这些思想包括本质论、决定论、还原论。”[8]“需要一种还没有被人相信的生物哲学,这种哲学和其它非科学的意识形态和不能正确处理生物学现象和生物学系统的物理主义还原论,都是不相近的。”[6](82)这实际上就是一种强调生物学自主性的哲学。

迈尔说过,所有的生物过程能从物质构成上被理化过程所还原。没有生物界的事件和过程矛盾于在分子和原子水平上的理化解释。因此迈尔并不绝对否认还原论的观点。

近代的机械论、还原论、物理主义在思想上处于一种极端的状态,迈尔的思想发展与这种思想环境密切相关,这种极端状态迫使它的互补性的另一端出现,从极端的物理主义激发出生物学自主论,这是迈尔自主论思想发展的一种动力因。可谓物极必反,符合辩证法。

四、扩大科学统一的基础

科学中始终存在着科学统一的传统,逻辑原子主义者试图将所有现象归结为原子、运动和力。将复杂现象归结为简单而有序的原理加以把握,这一方法符合人类认识活动的经济性原则。由于科学研究的需要,应该寻求各学科共同起决定作用的基础,这样会对自然界有一个更好的理解,因此许多哲学家和科学家力图寻求科学的统一。寻求科学统一是科学发展的重要动力与目标,这种统一是对自然界的还原论解释。

迈尔认为在科学统一中不能将所有现象都还原到物理学,不能将不符合物理科学规范的东西统统斥为非科学的东西,如果将生物学完全还原成物理学以求得科学统一就是不可能的。他不是放弃科学统一的思路,并让物理科学和生物科学相互独立,他希望说明的是以物理学作为科学的唯一标准是不适当的,物理基础只是整个科学统一基础的一个部分。

迈尔关于科学统一的观点与他的生物学自主性和反还原论观点相一致,他提出建立一种更广泛基础才能统一科学,科学统一基础除了物理学基础之外,还应该包括生物学中的一些复杂性概念,如随机过程、因果关系的多元化、自然界中的大量等级结构形式、在较高等级层次突现事先未曾料到的性质、复杂系统中的内聚力以及其它概念,还要包括种群、程序和目的性等。“如果我们愿意将科学概念加以扩展,不仅包括物理科学的而且还包括生物科学的基本原理和概念,则科学的统一就确实是可能实现的。”[3](23)

从这里可以看到,迈尔的观点带有整体特征,用一种复杂系统的观点研究生物学,在哲学上他把整体看成是一种存在实体。他认为科学统一的基础具有复杂的整体属性,反对僵化的本质论和决定论。

EugeneWigner认为物理学研究的是一种极限状态。用一个类似的比喻,物理学相当于欧氏几何,欧氏几何是所有几何的极限状态[6](41)。亨普尔认为生物学与物理化学将来可能融合统一,边界也会逐渐模糊,将会启用一套新的术语,将生物学还原到物理化学的概念再也用不上了[9]。库恩认为科学不可能统一,因为科学是由不可通约的范式构成,范式不同,科学也不同。拉卡托斯、费耶阿本德和劳丹等科学哲学家并没有寻找科学统一的基础。社会建构论者认为科学是社会建构的,不存在统一基础。这些科学哲学理论是对逻辑实证主义思想的颠覆,也与迈尔的思想截然不同。

有些学者认为迈尔坚持生物学自主性必然破坏科学统一前景,这种看法是把物理学与整个科学等同起来。迈尔虽然反对物理主义统一观点,但他并不放弃科学能够统一的信念。迈尔认为现实中的确存在科学统一的可能性,但统一是不可能通过将生物学还原成物理学的办法来完成的。生物学的自主性不仅不会破坏科学的统一,反而正是迈向统一与和解的第一步。

辛普森的观点比迈尔更激进,认为生物学不是与物理学平行,而是物理学统一于生物学的基础,与生物学统一于物理学正好翻了个。其含义是物理化学的概念、规律、方法都适用于生物学,而生物学概念、理论与方法并不一定适用于物理化学,所以生物学所涵盖的概念、理论和规律比物理化学更广泛,从这个意义上说,科学统一于生物学。

科学统一在概念上是一种要求用简单概念来解释、预测和概括复杂的现象。相反,如果迈尔用众多的词汇和多元的概念作为科学统一的基础,可能与人类认识过程的统一性和简单化有些矛盾。如果将具有特殊性的生物学概念看作是科学统一的基础,就会有某种不统一倾向,将会使很多普遍化结论失效。因此生物学与物理学是如此的不同,以至科学统一基础仍需讨论。首先要问:科学统一是否可能?“统一”的含义是什么?如果生物学不能统一于物理学,则物理学统一于生物学更不可能,因为分子、原子统一于基因程序等概念意味着将一般的东西统一于特殊的东西。迈尔的意思是科学要统一于物理和生物的共同概念基础。这是一个不错路径,但是统一的基础不免过于多样化和复杂化。

其实将科学统一到物理学,强调的是还原论科学研究方法,寻找世界的基本单元,从而揭示世界的本质。从某种角度看这种研究进路很有意义,取得了科学上的硕果和在哲学上探求物质本原和世界根本性特征的成功。将科学统一于生物学,强调生物学的自主性,生物学不仅仅可以运用物理-化学的概念和方法,而且生物学还有很多自身的不可以还原到物理学的概念和方法,这种研究路径也很富有学术意义。科学统一于物理学基础或者统一于物理学与生物学的两种基础同时富有意义,只不过研究问题旨趣不同。通过这两种截然不同的思路,可以促进科学矛盾的进一步明确,科学问题的进一步解决,有利于将问题的讨论引向深入。

既然两种统一方式都富有意义,而只是研究旨趣不同,看问题的视角不同,那么可以把还原论称为“基础性统一”,其目的是追寻自然结构的基本单元;而主张科学统一的基础包括生物学概念的观点属于“定义域统一”,目的是寻求一个更广阔的定义域来涵盖所有学科的对象。因为对“统一”一词的理解不同,所以产生歧义和纷争。

生物学与物理化学之间的关系是自然系统的不同层次的关系。生物学在高层次上有自己的独特性,在研究上也不能完全还原到物理化学层次,就像一幢大楼不能还原到砖块一样。但是通过研究部分而研究整体仍然是非常有效的方法,在某种意义上统一于物理基础仍然有道理,这也是自从古希腊以来原子论者所追求的梦想。

自主论与分支论是互补的。如果生物学统一到物理学,意味着还原论能解决一切问题,抹杀了生物学的特异性,以及部分之间的关系,显然是迈尔等自主论者所批判的。其实生物学和物理学是两个截然不同的学科,都有自己的研究对象、研究方法和理论,在何种意义上实现统一仍然需要研究。

五、迈尔思想的支持者与反对者

自主论者和还原论者曾经进行了激烈争论。自主论者主要代表人物是和霍尔(D.Hull)等;而分支论者代表人物则是鲁斯(MichaelRuse)、罗森伯格(Rosenberg)和沙伐尔(Schaffner)等。霍尔支持迈尔的观点,主张生物学具有自主性,也十分强调生物学的目的性。霍尔的“物种作为个体”的思想和种群思想跟迈尔基本一致。

西方的生物学哲学家中,鲁斯反对迈尔的生物学自主论,坚持分支论。鲁斯承认,生物学和物理学在许多方面极为不同,然而他认为这种区别并不是重要的,因为作为科学的生物学与物理学有着相同的逻辑结构,也是经验的事业。鲁斯认为,不管怎样,生物学作为一门独立的学科将来终有―天会消失。罗森伯格是个分支论者,不过他自认为他是个中间主义者,既不是自主论者,也不是分支论者。罗森伯格认为,迈尔提出的生物学自主性的理由是有争议的,然而目的论解释在实践上不可能完全还原为非目的论的解释。

麻省理工学院教授EvelynFoxKeller认为还原是可能的:所有的生命现象,包括进化,不需要任何物理学和化学之外的机制。但JohnDupré则认为,生物复杂系统不能从其组成部分的详尽知识细节中得到完全解释。他甚至还认为,对还原的纯粹形而上学的理解,就像通常用随附性表达的那样,也是误导性的。[10]还有一种中间的观点,认为生物学具有自主性,然而经过一定的还原,生物学只不过是物理学的一个分支。生物学的自主论与还原论之争实质上还是整体论与还原论之争,它反映客观世界的内在矛盾性,很难讲谁是最终的赢家。

六、整体生物学:迈尔思想的实质

迈尔提倡生物学自主论,这是一种新哲学,经历了很多论战,到目前为止,这种新哲学现状如何?迈尔成功了吗?实际上迈尔已经获得了极大的成功。物理主义和还原论不再具有原来的霸气,生物学自主论已经得到越来越多的人认可,生物学目的论与因果论已经为大多数人所重视。迈尔批判生物学中源于柏拉图的本质论观念,提倡种群思想,目前它正逐渐为人们所接受。迈尔的种群思想是以一种异质性和历史性维度来考察问题,它处理生物学中那些独特现象,体现了整体生物学。

迈尔的生物学自主论实质上是一种整体生物学(whole-organismbiology)思想,它认为生物体具有复杂性、组织性和有序性,生命系统是一种层次结构,在部分生成整体的过程中涌现出新质。整体生物学注重生物学研究对象的整体性,从整体上来研究生物学,而不是采用还原论的方法来研究。不过罗森伯格偏向还原论,他分析了还原论和整体论的根据,认为还原论的哲学根据很难驳倒,尽管在生物学实践上,还原是不可能的或不必要的。[11]

MichaelGhiselin和DavidHull在20世纪70年代主张“物种作为个体(整体)”,而不是类别(生物成员的集合),迈尔进一步发展了这个学说。整体生物学把物种和种群都当成整体。在科学统一的问题上,整体生物学主张科学应该统一于新的基础,如遗传程序、随机过程、因果关系的多元化、层次结构形式、涌现、内聚力等原理和概念。整体生物学主张基因型的整体关联性和不可分性,批判数学群体遗传学的还原性数理方法。数学群体遗传学的研究传统由于受到迈尔的批评,其局限性也已为人们所认识。

迈尔将生物学中的原因分为近期原因和进化原因,生物学中因果关系表现出特别的不确定性,生物学中规律并不重要,重要的是概念和关系。整体生物学重视指向未来的目的性,清除其中的超自然因素,也就是说在不借助于活力论等超自然力的情况下生物学中的功能和适应现象仍可以很好的科学解释。

迈尔是个整体主义者,他认为在生物学中还原论不仅不是必要的研究方法,而且经常还会受到它的误导。整体生物学思想是一个重要的生物学研究传统,人们认识到这种思维有自己独立的问题和解决方法。以语境论的观点看,生物学解释内部并不存在一个统一的模式,这是与生物学中多学科的研究传统相关的。迈尔的生物学自主论与分支论分属不同的解释语境。[11

今天的整体生物学在在生物学谱系里里有很高的地位,整体生物学主张生物学是独立于物理学的学科,它源于迈尔在60年出的一个相当不同的呼声。整体生物学范式的对立面是分子生物学,分子生物学是重要的,而迈尔为他们划定了边界。迈尔提倡的新哲学很成功,进化论和分子生物学都同样激动人心,分子生物学家常常因涉猎整体生物学而会受到启发。

参考文献:

[1]董国安,吕国辉.生物学自主性与广义还原[J].自然辩证法研究,1996(3):13?16.

[2]MayrE.Theautonomyofbiology:thepositionofbiologyamongthescience[J].TheQuaterlyReviewOfBiology,1996,71(1):97?106.

[3]迈尔.生物学哲学[M].沈阳:辽宁教育出版社,1992.

[4]MayrE.Whatmakesbiologyunique?[C]//Considerationontheautonomyofascientificdiscipline.London:Cambridgepress,2004:22.

[5]瓦托夫斯基.科学思想的概念基础――科学哲学导论[M].北京:求实出版社,1992:504.

[6]迈尔.生物学思想的发展[M].成都:四川教育出版社,1990.

[7]MayrE.HowBiologyDiffersformthePhysicalScience[C]//DepewDJ,WeberBH.Evolutionatacrossroads:ThenewbiologyandthenewphilosophyofScience.Cambridge.MA:MITPress,1985:43?63.

[8]MayrE.ThisisBiology:TheScienceofLivingWorld[M].Cambridge,MA:BelknapPressofHarvardUniversityPress,1997:prefacexiii.

[9]亨普尔.自然科学的哲学[M].北京:三联出版社,1987:197?198.

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