微生物学的意义范例6篇

微生物学的意义

微生物学的意义范文1

关键词:化学式;学习任务;教学分析;教学规划

文章编号:1008-0546(2016)10-0007-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.002

根据现代教学理论,不同的学习任务需要具备不同的学习条件和学习过程,否则学习将难于取得很好的效果。如九年级“化学式”,属于概念性、技能性知识,其学习过程包含建立物质宏观组成、微观构成及符号表征的联系以及化学式书写与计算相关规则的建构。这一内容的学习,既要具体物质化学式例证的支撑,又要化学学科思维的支撑。如果脱离这些支撑,仅按“给出概念―分析概念关键―记忆概念”的思路开展学习,学生将无法建构概念并提升概念运用能力。因此,化学教学过程中,应从学习内容出发,在确立学习任务基础上分析任务类型、确立学习条件,从而做好教学规划(如图)。本文以沪教版《义务教育教科书・化学(九年级上册)》教材“化学式”为例,探讨如何开展基于学习任务分析的教学活动规划,以期提升教学实效。

一、确定学习任务

化学式是物质组成的重要内容,“课标”将其放在“物质构成奥秘”主题中,强调应用化学符号系统,从宏观和微观两个视角、从定性和定量两个方面认识物质的组成,建立起化学符号与物质组成间的联系;教材将本内容安排在第三章,在身边物质的组成与性质、变化与用途等宏观学习基础上,转入物质构成的微观层次学习,并按如下线索组织:先让学生建立初步的微粒观、认识到微粒构成物质,再引导学生认识化学元素、认识化学物质的多样性并建立元素观和分类观,最后学习物质的组成――化学式,实现从宏观与微观、定性与定量等方面多角度认识物质。

通过九年级化学前两章内容的学习,学生知道并记忆了一些化学式,知道物质由元素组成并能书写一些常见元素的元素符号,知道物质由分子、原子等微粒构成。这些内容的掌握,为本课学习奠定基础。然而,由于学生刚刚接触微观内容,对物质及其变化的认识主要停留在宏观、感性水平。此外,教学过往经验表明,学生对于化学式的学习与应用,存在许多障碍或缺陷,如无法正确开展化学式的书写与计算、化学方程式的配平等。这些问题的成因,在于学生不能正确理解化学式的微观含义、缺失“宏观-微观-符号”三重表征思维。因此,教学过程中应加强这些方面的教学。

根据前述分析,提出本课如下六个方面的学习任务:任务一、能从实际情境中,感受学习化学式的重要性和必要性;任务二、观察一些常见物质的化学式,得出化学式定义;任务三、认识化学式与物质组成的关系;任务四、能从宏观、微观上说出化学式所表示的意义;任务五、能从给予的商品标签中看懂标签上标示的组成元素及其含量;任务六、初步建立起“宏观、微观、符号”三重表征的联系。其中,化学式概念的建立、化学式含义的理解、初步建立“宏观、微观、符号”三重表征联系是本课教学的重点和难点。

二、学习任务分析

从狭义的角度看,物质的化学式从属于化学用语范畴,属于“语义知识”。然而,本课的学习,教学重点不在于让学生记忆常见物质的化学式。从化学课程目标看,化学式学习的核心与关键是使学生习得化学物质学习与研究的思维,由语言文字的形象思维转向符号的抽象思维和定量化的数学思维。这一认知思维的转化,需要认识化学式的概念及其含义,习得用化学式表征物质组成乃至结构的规则,识别具体物质化学式所反映的物质组成,建立起宏观和微观看待物质组成的化学视角,并能运用化学式相关知识与规则在实际背景中去分析和解决实际问题和进行相关的计算。因此,本节学习的本质是习得化学式的概念与相关规则、应用相关规则解决用符号系统表征化学物质和从定量角度认识与研究化学物质等相关化学问题。

因此,对于本课六个学习任务,从加涅的学习结果分类理论来看,分属于“智慧技能”“认知策略”和“态度”等三类。具体任务对应的学习结果类型依次为:任务一为“态度”;任务二、三、四和五均属于“智慧技能”,并分别为“智慧技能”中的“定义性概念”“辨析”“原理与规则”“高级规则”;任务六为“认知策略”。根据加涅的学习结果分类理论及奥苏伯尔的同化论,各学习任务对应的学习条件(或起点能力)如下:

三、教学过程规划

根据前述学习类型界定及学习条件(起点能力)分析,就可以进行教学过程规划。本课教学的具体规程规划如下:

环节一:导课――创设情境

教师活动:展示两类盛有无色液体的试剂瓶。一类试剂瓶上无任何标识;另一类试剂瓶上贴有标签(含关于“水的”不同语言文字及其化学式的标示)。

学生活动:观察、思考、聆听。

[设计意图]让学生感受学习化学式的必要性,感知化学式的通用性和便捷性。

环节二:新知学习(1)――建立化学式的概念

教师活动:1.要求学生列举已学过的常见物质(涉及单质和化合物、纯净物和混合物)并书写这些物质的化学式;2.评价、反馈(学生化学式书写情况);3.引导学生观察所写化学式,尝试给化学式下定义。

学生活动:动笔书写化学式;聆听、参与并回答;下定义、表达与交流。

[设计意图]回顾旧知识为学习新知作铺垫;通过反馈和纠正,使常见物质化学式的书写和记忆得到进一步的强化;通过观察与思考,抽提概念的本质属性并下定义。

环节三:新知学习(2)――认识化学式中元素符号及数字的含义

教师活动:1.指导学生阅读图3-24及P82关于水、氯化钠和铁等微粒构成的相关内容,分析如下问题:①三类不同物质对应化学式包含哪些元素符号、元素符号分别表示哪种微粒;②各物质化学式所包含的微粒数目或不同微粒数量关系(比例)是多少、数目或数量关系表达什么的含义;2.阅读表3-6“一些物质的组成与化学式”,探讨化学式是如何从构成物质微粒的种类及其数目两个方面来反映物质组成的。

学生活动:阅读、交流讨论、回答。

[设计意图]在观察、分析的基础上,认识化学式所包含的两种符号(元素符号和数字符号)所表示的含义,进一步巩固化学式的概念、认识化学式的含义,初步建构起对“化学式反映了物质的组成情况”的理解。

环节四:新知学习(3)――认识化学式反映物质组成的客观真实性

教师活动:1.提出问题:为什么水的化学式是H2O,而不是H2O2?2.展示水的结构模型,从构成水分子的微粒的种类和数目角度理解水的化学式;3.引导回顾电解水实验、水分解的微观过程,讨论水的组成是如何确定的;4.阅读P65图3-7和3-8,结合生活经验,尝试建立起自然界中的水、水的微观构成、水的化学式三个方面的联系。

学生活动:思考、观察、交流与讨论、回答。

[设计意图]通过图片、模型等直观化手段帮助学生获得感性认识,促进学生理解与掌握;通过对实验事实及微观过程的分析,认识物质的组成是如何确定的,体会实验在物质组成确定中的重要作用,感知化学式如何客观真实地反映物质的组成;最后,尝试建立起“宏观――微观――符号”三重表征的联系。

环节五:新知学习(4)――深化对化学式意义的认识

教学活动:1.通过实物、图片、晶体模型展示,以H2O、Fe、NaCl为例,探究、归纳化学式的一般意义;2.变式训练:(1)教师提供一组不同的符号(符号周围有数字),由学生说明符号周围数字的不同含义;(2)有人说:“CO2和O2中都含有氧分子”,这种说法正确吗?为什么?(解答时,可出示CO2和O2的分子模型进行对比,体会所代表的意义不同);(3)请区分H2O和H2的不同。

学生活动:推测、交流、思考、回答。

[设计意图]体会不同的物质由不同的微粒构成,其化学式的意义不同;从分子原子离子,层层递进,逐一建构,不断完善知识结构,完整阐述化学式的意义,并通过变式练习来强化理解。

环节六:学以致用――识别标签中的化学式

教学活动:展示商品标签,根据标签中的化学式设置问题,要求学生从组成元素、构成微粒及其数目(数量关系)等角度认识化学式所代表的物质。

学生活动:思考、回答。

[设计意图]运用习得的概念原理去解决实际情境中的简单问题,提高分析解决问题的能力;能从标签中获取有效信息,能从化学视角看懂标签;贴近生活生产实际,感受化学知识的实用性。

环节七:课堂小结――建构知识网络

教学活动:引导学生小结。

学生活动:归纳、总结。

[设计意图]突出重点,起画龙点睛作用。

参考文献

[1] 王祖浩.义务教育课程标准实验教科书・化学(九年级上册)[M].上海:上海教育出版社,2015

微生物学的意义范文2

娄底市中心医院 湖南省娄底市 417000

【摘 要】目的:探讨不同时间段且不同类型的临床标本微生物检验结果的阳性率分布情况,为临床治疗提供参考。方法:抽取我院2012 年1 月-2012 年12 月和2013 年1 月-2013 年12 月呼吸道分泌物样本、非呼吸道分泌物样本、血液样本、粪便样本、胸腹水样本、脑脊液样本,进行研究。统计两个时间段不同样本的阳性率结果,分析差异原因。结果:2012 年1 月-2012 年12月呼吸道分泌物阳性率、非呼吸道分泌物阳性率、胸腹水阳性率和脑脊液阳性率显著高于2013 年1 月-2013 年12 月标本阳性率,数据差异具有统计学意义(P<0.05),2012 年1 月-2012 年12 月血液阳性率显著低于2013 年1 月-2013 年12 月标本阳性率,数据差异具有统计学意义(P<0.05)。2012 年1 月-2012 年12 月粪便标本阳性率和2013 年1 月-2013 年12 月标本阳性率差异不显著(P>0.05)。结论:提高微生物实验室检验水平能够有效提高检验结果阳性率,为临床诊断感染和判断预后提供可靠依据。

关键词 临床标本;微生物检验;阳性率

临床微生物检验结果为临床诊断感染性疾病以及判断治疗预后提供病原学诊断依据,能够有效提高感染性疾病的临床疗效[1]。本文研究不同时间段且不同临床标本的微生物标本检验阳性率,选取我院2012 年和2013 年临床标本进行研究,现将结果总结如下:

1 资料和方法

1.1 基本资料

抽取笔者所在医院2012 年1 月-2012年12 月和2013 年1 月-2013 年12 月检验科收取患者临床采集样本,为研究对象进行分析。两个年份同时随机抽取检验样本各自1000 例,包括300 例呼吸道分泌物样本、300 例非呼吸道分泌物样本、100 例血液样本、100 例粪便样本、100 例胸腹水样本、100 例脑脊液样本。所有被抽取实验室检验样本的患者一般资料无统计学意义(P>0.05),实验室微生物检验阳性率具有可比性。

1.2 方法

由检验科微生物实验室检验员完成临床标本分类。

2012 年1 月-2012 年12 月微生物实验室检验采用平皿培养法,样本分类后按照临床检验目的分别使用血平板、巧克力平板、麦康凯平板和SS 平板培养,用超净工作台接种后放入CO2 温箱孵育24h,后统计培养阳性率。

2013 年1 月-2013 年12 月微生物实验室检验采用平皿培养法联合微生物检验仪器进行微生物检验。样本分类后按照临床检验目的分别使用血平板、巧克力平板、麦康凯平板和SS 平板培养,用超净工作台接种后放入CO2 温箱孵育24h,样本培养后阳性结果应用西门子细菌鉴定分析系统进行结果分析,给予统计。

1.3 统计学处理

采用spss17.0 软件统计分析所得的实验数据,计数资料使用百分比(%)表示,采用χ2 检验。P<0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

比较两个时间段不同类型临床标本微生物检验阳性率可见,2012 年呼吸道分泌物阳性115 例,阳性率38.33%,非呼吸道分泌物阳性92 例,阳性率30.67%,血液阳性7 例,阳性率7%,粪便阳性9 例,阳性率9%, 胸腹水阳性14 例, 阳性率14%,脑脊液阳性15 例,阳性率15%,总阳性252 例,总阳性率25.2%;2013 年呼吸道分泌物阳性98 例,阳性率32.67%,非呼吸道分泌物阳性78 例,阳性率26%,血液阳性11 例,阳性率11%,粪便阳性10 例,阳性率10%,胸腹水阳性8 例,阳性率8%,脑脊液阳性8 例,阳性率8%,总阳性213 例,总阳性率21.3%。2012 年1 月-2012 年12 月呼吸道分泌物阳性率、非呼吸道分泌物阳性率、胸腹水阳性率和脑脊液阳性率显著高于2013 年1 月-2013年12 月标本阳性率,数据差异具有统计学意义(P<0.05),2012 年1 月-2012 年12月血液阳性率显著低于2013 年1 月-2013年12 月标本阳性率,数据差异具有统计学意义(P<0.05)。2012 年1 月-2012 年12月粪便标本阳性率和2013 年1 月-2013 年12 月标本阳性率差异不显著(P>0.05)。具体数值见表1。

3 讨论

随着医学事业不断发展,微生物实验室检验结果成为临床诊断感染性疾病和判断预后的重要依据[2]。提高病原微生物的检验水平能够有效提高标本阳性率。由于微生物检验工作中有一些不规范操作,标本采集不规范、标本运送和保存中存在不科学处理,会影响检验结果[3]。微生物检验结果与标本采集、保存和运送以及检验操作和结果判断等各个环节都有关系[4]。按照微生物检验标准进行标本采集,有效采取有效标本,避免标本被污染。标本的存放和运送,需要确保致病微生物的生命力、避免致病微生物的过量繁殖和非致病微生物的污染。

本文研究结果显示,2012 年1 月-2012年12 月呼吸道分泌物阳性率、非呼吸道分泌物阳性率、胸腹水阳性率和脑脊液阳性率显著高于2013 年1 月-2013 年12 月标本阳性率,数据差异具有统计学意义(P<0.05),2012 年1 月-2012 年12 月血液阳性率显著低于2013 年1 月-2013 年12月标本阳性率,数据差异具有统计学意义(P<0.05)。2012 年1 月-2012 年12 月粪便标本阳性率和2013 年1 月-2013 年12月标本阳性率差异不显著(P>0.05)。本文研究结果与国内其他研究结果保持一致[5]。不断提高检验从业人员病原学基础知识和临床经验,检验过程中,避免样本部位采取量不足或取样不典型,导致的结果阳性率低[6]。通过微生物培养结果、染色后镜下形态、特殊培养基结果,并应用微生物阳性结果自动分析仪器对培养结果进行综合判断微生物种类和致病性。而且,微生物实验室检验人员与临床进行沟通,完善检验技术,提高检验水平,避免假阳性和假阴性的出现[7]。

综上,微生物实验室检验中由专业人员操作联合现代微生物检测仪器,共同对微生物培养结果进行报告,能够有效提高样本阳性率,为临床提供可靠的实验室参考。

参考文献

[1] 王淑惠, 司元国, 高静. 不同临床标本对微生物检验阳性率结果的影响[J].牡丹江医学院学报,2014,35(02):82-83.

[2] 胡易伯. 不同临床标本微生物检验的阳性率结果对比研究[J]. 药物与人,2014,27(08):123.

[3] 董毅娟. 不同时间段临床标本微生物检验的阳性率分析[J]. 大家健康,2012,06(10):13-14.

[4] 熊彦东. 探讨不同时段临床标本微生物的检验的阳性率的结果[J]. 中外医疗,2014,02(28):189-190.

[5] 郭辉, 苏民. 临床检验标本的正确采集及错误分析[J]. 中国伤残医学,2012,20(06):14-15.

微生物学的意义范文3

〖关键词〗波义耳,机械论哲学,机械论化学,17世纪,化学史

1 对“波义耳把化学确立为科学”的传统解释

“波义耳把化学确立为科学”,是恩格斯的著名论断之一,语出恩格斯《自然辩证法》第2、3节“自然科学各个部门的循序发展”(〖1〗,p.28) 。奇怪的是,恩格斯在谈到生理学、比较形态学和比较生理学等学科成为科学时,都说明了原因,但是,恩格斯没有对“波义耳把化学确立为科学”作出任何解释。持马克思主义观点研究化学史和化学哲学的学者,经常引用和注释这条经典,其基本观点是:波义耳提出了科学的元素定义,从而“把化学确立为科学” 。

现以在国内颇有影响的化学史书籍《化学发展简史》为例:

在化学领域,十七世纪英国资产阶级早期活动家波义耳(Robert Boyle1627-1691)对一系列新的实践经验,进行了总结,为化学元素作了一个科学的定义,为使化学发展成为真正的科学做出了一项重大的贡献,为人们研究万物的组成指明了方向,因而它是化学发展中的一个转折点。对此恩格斯给予了高度的评价,他曾指出:“波义耳把化学确立为科学”。(〖11〗,p.72)

然而,据对波义耳原著的研究,发现波义耳根本就没有提出过什么“科学的”、“近代的”元素定义(〖5〗,pp.95-98;〖6〗,p.380;〖7〗,p.17;〖8〗,p.76;〖9〗,pp.240-242)。波义耳从根本上怀疑元素的存在;波义耳除了批判元素概念以外,绝不给元素概念在化学研究中留下一点地位。

如果波义耳果真没有提出“科学的元素定义”,那么,恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是否就不能成立了呢?我们究竟应该在何种意义上理解“波义耳把化学确立为科学”这一论断呢?

2 对波义耳元素定义的误读

人们常常引用的波义耳关于化学元素的定义,出自波义耳《怀疑的化学家》一书。在研究波义耳关于化学元素的定义之前,我们简要地介绍一下《怀疑的化学家》的主要内容。

波义耳《怀疑的化学家》(The Sceptical Chymist),出版于1661年 ,其实这本书几年前就写好了,并且私下流传着(〖12〗,p.386)。波义耳著述甚丰 ,在今天的人们看来,《怀疑的化学家》是波义耳著作中最著名的一部,但是,在波义耳那个时代,这部书并不比他的其他著作更出名,也不比他的其他著作更重要(〖4〗,p.465;〖7〗,p.19)。这一事实丝毫无损于《怀疑的化学家》对化学发展的意义。

《怀疑的化学家》在机械论哲学的指导下,以实验为基础,试图彻底清除亚里士多德的四元素说(即一切物体皆由土、水、空气和火四种元素组成)和帕拉塞尔苏斯的三要素说(即盐、硫、汞是构成一切事物的要素)。波义耳把四元素说和三要素说视为“难兄难弟”,波义耳决定一剑双雕,彻底斩断它们。他说:“我所要提出的许多东西,都可不分彼此地适用于逍遥学派的四元素说和化学家们的三要素说,尽管我的某些反对意见可能更多地偏重于后列出的三要素说,但这不过是因为化学家们的假说看起来似乎更要比另一个得到了更多的经验支持,因此,着重围绕这一学说进行反驳才是当务之急,尤其还要看到,绝大多数的被用来反驳该学说的论据,只须略作变更,即可被用之于反对亚里士多德学派的学说,并足以强有力地驳倒这个缺乏根据的学说。”(〖2〗,p.29;〖3〗,p.33)

此书以对话体写成,也许波义耳是想效仿伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的手法。书中的卡尼阿德斯(Carneades),是波义耳的代言人,波义耳借他之口提出自己的疑问,表达自己的观点; 弥修斯(Themistius),是亚里士多德学说或逍遥学派的信徒;菲洛波努斯(Philoponus)是三要素说的代言人;埃留提利乌斯(Eleutherius)是一位中立者;书中还有一个“我”,充当书记员。

在《怀疑的化学家》中,波义耳主要讨论元素的数量及其对物体性质的影响,以及火术分析的机制。

针对四元素说和三要素说,波义耳提出了三个疑问:

第一,那些被逍遥学派和医药化学家、炼金术士认为是元素或要素的东西,真的是原始的、简单的物质吗?

第二,是不是每一种混合物体都包含有全部四种元素或三种要素?

第三,元素或要素的数量,是否真的仅限于亚里士多德学派所说的那四种,或者帕拉塞尔苏斯学派认为的那三种?

这里讨论的核心概念是元素或要素。为了避免“为空洞的词或术语或概念而争吵”,讨论的各方决定在讨论的开始就必须对元素或要素的概念达成一致的理解,“对要素或元素这两个词自始自终应如何理解作出规定”。他们异口同声地欣然同意在辩论时将元素和要素当着等同语加以使用,“都是指那些原始而简单的物体,而结合物则可说成是由它们组成的,并将最终分解成它们。”(〖2〗,p.13;〖3〗,p.19)这是元素的概念在《怀疑的化学家》中第一次出现。

经过了严密的有根有据的讨论,波义耳对上述三个问题给出了否定性的答案。这里我们看看波义耳针对第二个问题所做的部分回答。

“虽然化学家们宣称他们从某些物体中提取了盐,从另一些中得到了汞,又从一些中得到了硫;但他们却从未告诉我们运用其中的何种方法能够从一切种类的矿物中毫无例外地分离出来任何一种要素,无论是盐,还是硫或汞。因此,应该允许我下出这样一个结论,在这些元素中,没有哪种可作为一切物体的某种普适组分,倒是有些元素并不能成为其为这样一种组分。”(〖2〗,p.196;〖3〗,p.212; 〖15〗,p.55)

“我从未发现从金或银(暂时不列上其他金属)中能够分离出我们通常所说的那种土或水,因此,我可以给出以下结论以反驳我的论敌们的论点,这就是,土和水这两者绝非所有的那些被当作是完全结合物的物体所共有的组分。”(〖2〗,p.197;〖3〗,p.213;〖15〗,p.55)”

在波义耳认为他已经摧毁了四元素说或三要素说的时候,他继而开始怀疑元素究竟是否存在的问题。于是,波义耳第二次给元素下了一个定义。这就是人们“频繁地引用而又同样频繁地误解”(〖8〗,p.76)的那个定义。

现在我们来推敲波义耳关于元素的定义。为准确起见,现将原文和中译文一道抄录如下:

And,to prevent mistakes,I must advertise you,that I now mean by elements,as chymists that speak plainest do by their principles,certain primitive and simple,or perfectly unmingled bodies;which not being made of any other bodies,or of one another,are the ingredients of which all those called perfectly mixt bodies are immediately compounded,and into which they are ultimately resolved:now whether there be any one such body to be constantly met with in all ,and each,of those that are said to be elemented bodies,is the thing I now question.(〖2〗,p.187)

而且,为避免误解,我必须事先声明,我现在所谈的元素,如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素,是指某些原始的、简单的物体,或者说完全没有混杂的物体,它们由于既不能由其他任何物体混成,也不能由它们自身相互混成,所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分,是它们直接复合成完全结合物,而完全结合物最终也将分解成它们:然而,究竟是否存在这样的物体,即它们在所有的物体中总能找得到,而且它们都是所谓元素化的物体,则是我现在要怀疑的事情。(〖3〗,p.202;下划线为本文作者所加,此处译文与中译本略有改动。——刘立注)

仔细分析这段文字,可以发现:

第一,波义耳清楚地定义了“元素”概念。这里波义耳对元素作如是定义:“是指某些原始的、简单的物体,或者说完全没有混杂的物体,它们由于既不能由其他任何物体混成,也不能由它们自身相互混成,所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分,是它们直接复合成完全结合物,而完全结合物最终也将分解成它们。”著名化学史家JP帕廷顿(Partington)将元素的定义从上段文字中“剥离”出来,断章取义,以为这个元素定义就是波义耳所要提出的元素定义(〖11〗,pp.77-78;〖3〗,汉译者前言),并且认为这是“把波义耳称为近代化学奠基者”的三个理由之一。(〖11〗,p.74)后来许多学者据此以为波义耳提出了近代的、科学的元素定义。这实在是一种误读。问题主要出在包括帕廷顿在内的许多学者都忽视了波义耳元素定义中的两个重要从句。

第二,波义耳的元素定义并非具有原创性。波义耳用一个从句说,他所谈的元素跟化学家明明白白所讲的要素,其意思是相同的。早在1641年,巴黎皇家学院的克拉夫(E.D.Clave)就给元素下了很好的定义,即元素是“简单的物体,混合体最初由它们组成,并且最终将分解成它们或者可以分解成它们。”(〖5〗,p.85;〖13〗,p.38)其他化学家对元素也做过类似的定义。波义耳的元素定义与前人的定义本质上是一致的,因此我们认为波义耳的元素定义并不是原创的。著名科学史家R.S.Westfall亦指出,波义耳“只是重复了元素的传统定义”。(〖7〗,p.19;〖8〗,p.76)

第三,波义耳的元素定义并非具有近代性。波义耳的元素定义与近代的化学元素定义有着显著的区别,其区别是如此之大,使得我们看不出该定义具有任何现代性:该定义假设,我们在任何物体中都能找到那几个屈指可数的元素,而且任何物体都应该分解成同样数目的元素,因此任何物体都是由同样数目的元素按不同的方式排列而成的。波义耳的元素定义丝毫没有这样的意思,即可能有某种物质(元素本身除外),其组成元素会少于四种(按四元素说的观点)或三种(按三要素说的观点)。显然,这跟近代化学元素定义有着本质的区别 。研究波义耳的权威化学史家Marie Boas Hall在她为《科学家传记辞典》(DSB)撰写的波义耳条目中指出,“波义耳没有提出过近代的元素定义,但是他(特别地、故意地)给他那个时代化学家所理解的元素下了一定清楚的定义。”“波义耳从来就没有接近于提出近代的元素定义。”(〖6〗,p.380)

第四,波义耳从根本上怀疑元素的存在。上述文字中最后一个从句“究竟是否存在这样的物体,即在所有的物体中总能找到它们,而且它们都是所谓的元素化的物体,则是我现在要怀疑的事情”,表明波义耳对元素的存在持怀疑的态度。波义耳在《怀疑的化学家》中有多处表示对元素的存在表示怀疑。如波义耳说:“我就实在看不出有什么理由非要相信存在着这样的一些原始而简单的物体,说大自然正是用这些作为先在的元素才得以复合出一切其他物体。”(〖2〗,p.224;〖3〗,p.238)其实,《怀疑的化学家》这整部书乃是致力于否认元素存在的可能性。(〖7〗,p.19)在波义耳看来,元素是一个“错误的、使人误入歧途的概念”。(〖6〗,p.380)

综上所述,波义耳实际上并没有提出科学的、近代的元素定义,而且波义耳明确否定元素的存在。那种认为波义耳提出了科学的元素定义而“把化学确立为科学”的观点肯定是站不脚的。既然如此,恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是不是也站不脚了呢?看来,有必要对这一论断进行再认识。

3 1661年前的化学:炼金术、医药技艺和冶金技艺

“波义耳把化学确立为科学”,这句话本身提示我们,要分析波义耳之前的化学状态,波义耳的化学活动及其产生的影响,才能搞清楚化学经波义耳之手后变成了什么样子。

在近代之初,化学沿着三个主要趋势发展。首先,炼金术研究仍然盛行;其次,化学知识转用于医药;第三,化学同矿业密切结合。炼金术士、冶金家以及医药化学的活动,无疑产生了各种可以作科学解释的结果,但是他们的目标均属实用性质,而不属于科学;他们的实验旨在产生实际利益,而不是促进对化学现象的科学理解。他们的思维受到四元素说或三要素说的支配,即认为这些有限的元素或要素按不同的比例结合,构成世上万物。虽然亚里士多德的四元素说(土、水、气和火)似乎可以为化学提供一个可能的理论基础,但是,亚里士多德的信徒们从来就没有搞出一个亚里士多德化学体系出来。帕拉塞尔苏斯反对亚里士多德的四要素说,提出了三要素说:任何物体都是由盐、硫和汞组成的,它们分别对应于身体、心灵和灵魂。这一物质理论部分可以用来解释化学现象,当作化学理论。迄至17世纪中叶,化学领域中一直是帕拉塞尔苏斯化学占主导地位。

17世纪中叶以前的化学,与其说是自然哲学,倒不如说是实验哲学。试比较力学与化学研究的方式之不同。力学研究者以笔和纸作为工具伏案工作,而化学研究者则是在火炉上架起坩埚和蒸馏器在那里辛勤工作。自然哲学家、绅士派的学者们常常轻蔑地称化学家是“被浓烟薰得漆黑的经验主义者”,说“他们都谈不上是哲学家(虽然他们自己喜欢以此自称),因为他们被他们自己炉子里的烟雾蒙住了双眼,搅昏了心智”(〖3〗p.23)。化学家笃信火是无经不克的分析工具,可以将混合物分解成他们的元素或要素,揭示事物的本质。正如帕那塞尔苏斯的一个信徒告诫他的读者们:“购置煤炭,建造炉台,不厌其烦地注视并用火操作。用这种方法而非其他方法,你们将获得对事物及其性质的认识。”(〖17〗)那些炼金术士和医药化学家、冶金化学家,在某种意义上可以说是一批“用火操作的哲学家”。

这种重视实验的化学研究带来了经验知识的急剧增长,但是,当时的化学由于缺乏合理的理论结构,无法把握零碎散乱的经验知识,也无法为经验研究提供理论指导。

1661年以前,化学远离自然哲学的主流,尚未确立为一门独立的学科。

4 波义耳与机械论哲学、微粒哲学和机械论化学

统治了西方自然哲学达2000年之久的亚里士多德学说,终于在17世纪被一种新的自然哲学所推翻,致使关于自然的研究发生了一场深刻的革命,这就是机械论哲学(mechanical philosophy)。机械论哲学后来成为科学家的“工作假定”,到牛顿的《自然哲学的数学原理》(1687年)发表时,机械论哲学已经在欧洲科学中占统治地位。(〖16〗,p.154)

笛卡尔(Rene Descartes)是十七世纪机械论哲学的主要建筑师。笛卡尔不仅对力学、光学、几何学做出了巨大的贡献,而且对机械论哲学的建立也做出了杰出的贡献。笛卡尔在他的《哲学原理》(Principia philosophiae,1644年)详细阐述了机械论哲学。

笛卡尔认为,自然是由物质构成的一架机器,它的运行跟机器一样,服从力学规律。物质由不连续的微粒组成,这些处于运动的微粒相互碰撞,就产生了自然现象。尽管单个微粒在相互作用中可能会改变其运动状态,或停顿,或加速,或改变方向,但是宇宙中运动的总量却是保持恒定不变的。这是笛卡尔机械论宇宙的基本法则。自然界中任何活动现象都可以用物质和运动来解释,无需引入任何非机械论的动因来解释。

机械论哲学试图把物体的性质和活动,都归结于组成该物体的微粒,它的运动、形状和广延。笛卡尔反对用终极原因或目的论来解释物体的性质和活动,他强烈抨击当时占统治地位的亚里士多德学派或经院学派解释自然现象的方式,他们到处用“实体形式”和“隐秘属性”等词语。笛卡尔宣称,整个宇宙中的任何现象,无一不可用“纯物质的原因——即完全独立于人的心灵和思维的原因”来解释。笛卡尔甚至应用机械论哲学解释了磁现象(〖8〗,pp.36-38)、动物和人体的生理现象以及心理现象(〖16〗,p.157)。

笛卡尔创建机械论哲学,是对17世纪科学改革的一个巨大贡献。但是,需要指出的是,笛卡尔的机械论哲学虽然是机械论哲学中最突出的,但并不是唯一的。在英国,霍布斯(Thomas Hobbes)提出了类似的哲学,不过没有笛卡尔的那么精致;在法国,原子论的主要复兴者伽桑狄(Pierre Gassendi)也提出了相似的观点。各种版本的机械论哲学大同小异,我们求同存异,可以发现他们在以下观点上是一致的:

1 要将“隐秘动因”(如爱、憎、亲和力)从自然界中彻底清除出去,任何自然现象都是物质过程的必然结果。

2 自然界是由物质组成的,物质是中性的,区别在于构成物质的微粒在尺寸、形状、运动等方面存在着差异。

3 自然哲学的纲领,就是要说明所有的自然现象都是微粒之间直接地相互作用而产生的。

机械论哲学犹如一阵清风,感召着那些对研究自然有兴趣的人们。他们相信,惟有从机械论哲学的观点,才能达到对自然的真正理解;相比之下,亚里士多德的自然哲学显得太浅薄,它对自然的解释总是用那些陈词滥调。他们还相信,任何新的发现,都可以从机械论哲学的观点来解释,整个世界都可以囊括在机械论哲学的范围之内。无怪乎,荷兰的惠更斯、英国的波义耳等人都对痴迷于机械论哲学;事实上,十七世纪下半叶欧洲任何一个重要的科学人物,无一不信奉机械论哲学。(〖7〗,p.17)“机械论”(mechanical)对波义耳和他的同时代人来说,是与“亚里士多德主义”和“神秘主义”针锋相对的一个概念;在他们看来,惟有机械论的解释才是理性的解释,这样的解释与力学原理相符合。

在英国,波义耳被同时代的人们称为“机械论哲学的重建者”(Restorer of the mechanical philosophy)(〖4〗,p.414)。孩提时代起,波义耳就熟悉伊壁鸠鲁的原子论;他广泛阅读机械论哲学的代表人物的著作,如培根的《新工具》(1620年)、笛卡尔的《哲学原理》(1644年)。波义耳博采众家,不仅掌握了机械论哲学的要义,而且创建了自己的机械论哲学,即微粒哲学(corpuscular philosophy)。波义耳之所以要用“微粒”这个中性词汇来表达的机械论哲学,是因为,第一,波义耳既拒斥伊壁鸠鲁的原子,又拒斥笛卡尔机械论所说的粒子那复杂的等级结构;第二,波义耳希望,使用“微粒”这个中性词汇来谈论问题,可以为所有的机械论哲学家所接受和信服,不管他们信奉何种物质理论(〖4〗,p.467;〖6〗,p.379)。波义耳在1666年出版的《形式和质料的起源,根据微粒哲学》完整地阐述了他的微粒哲学。该书的出版者指出,波义耳的理论,虽然与伊壁鸠鲁的理论和笛卡尔的理论有类似之处,但是,它实际上是一个崭新的假说,“是作者独有的,是根据日常观察、严密的论证和实验,以及精确且容易操作的化学过程提出来的。”(转引自〖4〗,p.467)Marie Boas指出,此言极是。波义耳在《形式和质料的起源》中提出的微粒哲学,是彻底的机械论,牢固地建立在实验的基础之上,论证周密详尽;波义耳想把《形式和质料的起源》做成微粒哲学的指南(〖4〗,p.467),想一劳永逸地确立地物质内在结构的原理。

波义耳的微粒哲学,可以概括如下:

1 微粒哲学的基础是普遍质料(universal matter),这是一种“广延的、可分的、不可穿透的”物质,物质是运动的,运动乃是上帝赋予的。宇宙是一架自身包含运动的大机器,是一架“巨大的时钟”(〖4〗,p.486)。

2 物性不外乎“物质和运动”。“物质和运动”是所有东西的基本属性(primary qualities),“物体的两个最伟大的、最普遍的原理”(〖4〗,p.468)。这里可以看到微粒哲学与原子论的不同:对经典的原子论来说,运动是感觉、性质变更的原因,而在波义耳的粒子哲学里,运动就是“性质自身的起因”。托马斯S库恩研究指出 ,波义耳一方面大力批判各种“原子论”,一方面发展了这种理论,其最重要的就是加上了“运动”的概念(〖14〗,p.47)。“运动”在波义耳的理论中具有极端重要的意义。

3 物质由大小、形状和运动各异的粒子构成。具有运动禀赋的物质,起初以粒子形态存在;这些粒子具有大小、形状和运动。虽然从理论上将粒子无限可分,但是,由于粒子细微又坚固,实际上是不可分的。这些细微的、坚固的、不可分的粒子,即第一自然质(prima naturalia),是构成物质的基本组分。粒子结合生成原始凝聚体或簇状物(primitive concretions or clusters),虽然它们可以还原为第一自然质,但是,在化学反应过程中表现为不可分解的单位,因而它们是可以检测到的最小粒子,是简单物体的基本化学组分。第一簇状物(primary clusters)之间相互结合,或者与第一自然质结合,即形成微粒(corpuscle),它们是物体的基本物理组分。物体的各种物理性质即是由微粒的大小、形状和运动决定的。

4 任何物体的现象和性质,均取决于微粒及其运动,并可以微粒及其运动来解释。波义耳将物体的性质分为四类(〖4〗,p.470):第一类是第一性(primary qualities),如热、冷;第二类是可感知性(sensible qualities),如味道、气味;第三类是第二性或化学性(secondary or chemical qualities),如流动性、稳固性、挥发性、溶解性;最后一类是隐秘性(occult qualities),如电性、磁性。波义耳认为,任何混合体的本性,都取决于组成该物体的组分,微粒或原始凝聚体;组分之间的大小和形状;更重要的是,给定时刻组分的运动状态。波义耳运用他的微粒哲学,对上述四类性质全都做出了合理的机械论解释(〖4〗,pp.469-484),不给那些隐秘的解释留下任何空间。

试以结合性(cohension)为例,看波义耳运用微粒哲学对物体性质的解释。

“关于物体的组成部分何以联合起来组成该物体的问题,人们曾信心十足地且合情合理地假定,物体中必定存在着某种实体形式,这是物体的组成部分之构成物体所必需的,否则,就不可能成之为物体。我的回答是,那些具有特定形状的组分,它们拼接配置,这样足以解释它们何以结合成物体,而无需借助于实体形式这种东西来解释。”(〖4〗,p.474)

波义耳的微粒哲学主要体现在《形式和质料的起源》一书中,但在《怀疑的化学家》中也不无阐述。我们来看《怀疑的化学家》中的两个命题。波义耳所讲的“命题”,相当于公理,它们是“明晰的命题,对于这些命题,我不作任何保证”。(〖3〗,p.33;〖2〗,p.29)

命题1 在结合物最初形成之时,普遍质料——结合物以及宇宙中其他物体均由它们所构成——实际上是那些被分割成了大小、形状和运动方式各异的细小微粒。此观点似乎并不荒谬。( 〖2〗,pp.30-31;〖3〗, pp.33-34,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注)

命题2 在细小微粒中,那些极小且相邻的微粒在各处联结成细小的团状物或簇状物,并且正是通过这些团状物或簇状物之间的结合,形成了大量的第一(primary)凝结物或团状物,它们很难再分解成组成它们的微粒。出现这种情况不是不可能的。(〖2〗,pp30-31;〖3〗,pp.34-35 ,此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注)

波义耳对第一个命题作了的如下说明:

要证明微粒的存在,有两个途径:一是可以看物体的生长、腐败、滋养和毁灭,二是通过显微镜可以观察到这些微小的粒子;或者看结合物(complex bodies)分解后的生成物;或者采用炼金术士的火术,对结合物进行操作。通过这些途径,“似乎足以表明,结合物的组成部分极其微小,而且具有不同的形状。”(〖3〗,p.34;〖2〗,p.30)。波义耳指出,伊壁鸠鲁(Epicurus)或摩西(Moses)是微粒概念的滥觞。伊壁鸠鲁证明,世界是由原子组成的,原子由于内在的原因在虚空中运动不息;关于摩西,据波义耳讲:

“伟大而明智的万物创造者并不是直接创造出那些植物、兽类、鸟类及其他生物,而是利用原先就存在着的、虽然也是被创造出来的物质造出来的,他将这些物质称为水和土,是他使我们能够设想这些新的凝结物赖以形成的组成粒子,被置于各种各样的运动中,从而使得它们能够联结起来,以种种结合方式和结构,组成它们所要组成的物体。”(〖3〗,p.34;〖2〗,p.30)

波义耳在《怀疑的化学家》中还谈论了微粒的结合方式,如:

“在我看来,物体的各个微小组分只是通过相互接触和依附聚在一起,然而,也有极少数的物体,其微小组分是极为紧密地结合在一起的,应将这种紧密结合归之于何种原因,我们尚不清楚。”(〖3〗,p.92;〖2〗,p.87 )波义耳提出了几种猜测,如甲粒子可能“钻入”乙粒子;或甲粒子与乙粒子发生极为紧密的结合,以致于火,或者其他不无效力的化学分析工具,都不能将它们分开。

波义耳指出,即使元素也是由微粒组成的,而且元素远不止三五个:

“如果我们姑且认为下述假定是合理的,这一假定我就像我当时曾作过的假定一样,是说一种元素是由彼此完全相同的众多的微粒构成的,而这种微粒又是由质料的极其微小的粒子所构成的某种微小的第一凝结物组成的。那么,我们设想第一聚集体的种数可能远远不止三个或五个便绝无荒谬可言。因此,我们便无须假定,在我们所谈论的每一复合物中,都恰好能够找出三种如上所述的原始凝结物。”(〖3〗,p.103 ;〖2〗,p.96)

波义耳在明确抛弃元素概念后写道:

“我实在看不出我们为什么不能设想,造物主只须以各种方式对那些被认作是结合物的物体的微小部分施行改造作用,即可以令这些物体相互造成它们自己,而勿须将质料化作那些所谓的简单物质或均匀物质。”(〖2〗,p.224;〖3〗,p.238)

波义耳相信元素“嬗变”,即一种元素可以变为另一种元素。嬗变被认为是炼金术的思想“残余”,可是波义耳为什么要相信金属嬗变,甚至相信世间任何一种物质,都可是变成任何一种另外的物质?波义耳的观点并不是建立在实验的基础上,而且实验在当时化学家的心目中,还没有重要到超过“哲学”的地步。波义耳的结论,恰恰是由他的微粒哲学提出来的:既然万物由粒子组成,粒子的排列结构当然决定性地构造了万物。从这里我们可以看到波义耳不同于他同时代化学家的地方。一方面,波义耳是他那个时代化学家的一员:相信嬗变,即使没有实验依据也相信这一先验的结论;但他又不是这时代化学家的一员:他对嬗变的建立是建立在他自己的“微粒哲学”之上的。

波义耳的微粒哲学影响很大。牛顿是波义耳的一个坚定的追随者,他仔细认真地攻读波义耳的著作,深受波义耳微粒哲学的影响,并且接受了波义耳的化学思想,当然他后来也发展了波义耳的理论,如关于吸引力的观点(〖4〗,pp.505-520)。牛顿的化学研究和物质理论在《疑问31》 中得到了充分的体现,其主要内容是对物质本性的沉思、揣想和假说,托马斯S库恩对此进行过专门的研究 。牛顿从“微粒说”的观点对化学现象进行解释。17世纪最流行的化学教科书《化学教程》 对化学现象的解释,也采取了微粒哲学的观点。

17世纪的化学家假定,组成物质的微粒,上面带有“钩”、“环”、“孔”,以及类似锁匙锁眼的结构,这些微观结构决定了不同的粒子,亦即不同物质的物理、化学性质。比如酸,被认为是带有针尖的微粒构成的。何以知之?以舌尝任何一种酸,即有一种被刺痛的感觉,正如皮肤被任何尖锐的东西刺痛一样。再如,甲物质能与乙物质发生化学反应,而不能与丙物质发生类似的反应,这是为什么?因为甲物质的微观结构与乙相合,而不与丙相合,一如一把钥匙可以开一把锁而不能开另一把锁一样(〖14〗,pp.41-42)。

波义耳运用机械论哲学(微粒哲学)研究化学,使得17世纪下半叶的化学变成了机械论化学,进入了自然哲学的主流。

5 对“波义耳把化学确立为科学”的新理解

波义耳是这样一个人,一方面,他了解化学家(广义的,包括炼金术士、医药化学家)的工作,并亲自从事化学实验;另一方面,他了解最新的自然哲学即机械论哲学,并创立了微粒哲学。这样的人在17世纪寥寥无几,是波义耳架起了化学和自然哲学之间的桥梁,实现了他为自己确立的目标:“促进化学家和机械论哲学家之间的相互理解”。

TS库恩高度评价波义耳的工作,说:波义耳所做“仅此二端”:“粒子哲学”和“系统地运用实验方法”来发展“哲学”,即我们今天所谓的自然科学。还说,波义耳“并不是一个孤独的‘先驱者’,而是一个极大限度地发展了化学的概念体系,使之与他当时的科学思潮主流相协调一致的人。”(转引自〖14〗,p.47,p.48)

Marie Boas研究指出,波义耳工作的一大创新是,他不仅证明了化学对医药和实用技艺是有用的,而且证明了化学对自然哲学也是有用的;波义耳利用化学来阐述自然哲学,在当时是非常激进的做法;波义耳从机械论哲学的观点解释物体的化学性质,在这方面取得了非凡的成功。波义耳可能是第一个把化学当作自然哲学的一个分支来处理的人(〖4〗,p.493,p.494,p.497)。

Westfall也有类似的观点:波义耳通过将化学机械化,成功地拆除了阻碍化学进入自然哲学领域的壁垒(〖7〗,p.19)。“机械论化学确实取得了一个成就。它把化学引进了自然科学的领域。十七世纪肇始时,化学一般不被看作是自然科学的一个部分。在最坏的情况下,它是玄妙的秘术;在最好的情况下,它是为医药服务的技艺。但是,在史七世纪结束之际,化学家在欧洲科学组织中占有令人尊敬的席位。毫无疑问,机械论化学在这个转变过程中发挥了重要的作用。机械论化学用科学共同体可以接受的术语讲述化学,使化学获得了前所未有的尊敬。”(〖8〗,p.81)

综上所述,波义耳将机械论哲学应用到化学研究,创建了机械论化学,把化学带到了自然哲学的领域,并随着自然哲学向自然科学的转型而成为科学。正是在这个意义上,我们说,“波义耳把化学确立为科学”。

参考文献

1 恩格斯著,于光远等编译,《自然辩证法》,人民出版社,1984年。

2 Robert Boyle,The Sceptical Chymist,Everyman*s Library,vol.559,1911年印行,1964年重印本。

3 罗伯特波义耳著,袁江洋译,《怀疑的科学家》(任定成主编,《科学名著文库》),武汉出版社,1993年。

4 Marie Boas,The Establishment of the Mechanical Philosophy,Osiris,10(1952),pp.412-541.

5 Marie Boas,Robert Boyle and the Seventeenth Century Chemistry,Cambridge University Press,1958.

6 Marie Boas,Robert Boyle, in C.C.Gillispie ed.,Dictionary of Scientific Biography,vol.2,pp.377-382.

7 R.S.Westfall,Never at Rest:A Biography of Isaac Newton,Cambridge University Press,1980.

8 R.S.Westfall,The Construction of modern Science,The Cambridge History of Science Series,Cambridge University Press,1977.《近代科学的建构》已由彭万华翻译成中文,复旦大学出版社2000年出版。

9 曾敬民,“近代化学元素概念的建立”,《自然科学史研究》,1989年第8卷,第3期,pp.240-247.

10 R.Mierzecki,The Historical Development of Chemical Concept,Kluwer Academic Publishers,1991.

11 《化学发展简史》编写组 编著,《化学发展简史》,科学出版社,1980年。

12 亚沃尔夫 著,周昌忠等译,《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》,商务印书馆,1985年。

13 袁江洋,“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”,《自然辩证法通讯》,1991年第6期。

14 吴以义 著,《库恩》,东大图书公司,1996年。

15 R.Mierzecki,The Historical Development of Chemical Concepts,Kluwer Academic Publishers,1991.

微生物学的意义范文4

关键词 中学生物学 微课 教学质量

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

所谓微课是指基于教学设计思想,使用多媒体技术在相对较短的时间内,就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或视频。随着多媒体信息技术的发展以及翻转课堂等先进教学理念的传播,微课这种教学形式被越来越多的中学生物教师使用。微课不仅是课堂教学的有效补充,还适合于移动信息时代知识的传播,也适合学习者个性化、深度化的学习需求。但是由于对微课这一新生事物的认识不够透彻,有许多的微课仅仅徒有其表或流于形式,或限于自身制作水平,导致微课较为粗糙。

1 深入认识微课

1.1 微课的定义

“微课”是指以视频为主要载体,记录教师在教育教学过程中,围绕某个知识点或教学环节,而开展的精彩教与学活动全过程。首届中小学微课大赛文件中,认为“微课”全称“微型视频课程”,是以教学视频为主要呈现方式,围绕学科知识点、例题、习题、疑难问题、实验操作等,进行的教学过程及相关资源之有机结合体。也就是说:微课是以阐释某一知识点为目标,以短小精悍的在线视频为表现形式,以学习或教学应用为目的的在线教学视频。

1.2 微课的特征

微课虽然短小,但它的教学意义和知识内涵非常巨大。有时一个短小微课比几节课都有用,所以说微课“课微不小”。微课虽然短小,比不上一般课程宏大丰富,但是它效果明显,意义非凡,所以说微课“位微不卑”。微课聚沙成塔、积少成多,通过不断的微学习、微知识,从而达到大智慧、大道理,所以微课“效微不薄”。微课都是小步子原则,一个微课讲解一两个知识点,看似很慢,但实际效果并不慢,稳步推进,所以说微课“步微不慢”。

2 精心设计微课

2.1 切入课题要新颖、迅速

由于微课的时间较短。因此,教师在设计微课时,要尽量做到切入课题的方法、途径新颖,切入迅速且与题目紧密关联,以便把更多的时间分配给内容讲授。在微课教学设计中,教师可考虑采用以下几种方式切题。

复等位基因是一个比较抽象、有一定难度的知识点,可以设置一个题目引入课题:AB血型和O血型的人婚配,他们的后代是何种血型?此问题与实际联系比较紧密,应用型较强,能激发起学生强烈的求知欲。

内环境稳态知识点与人体健康密切相关,教师可考虑由日常生活的常识、现象入手,层层深入。当遇到他人生病发烧和高温中暑时,该如何处置,这两者有何联系和区别。

教师还可以从以前学过的基本知识引入课题,如染色体的结构变异,这一知识点和之前学习的基因突变知识点联系较为紧密。两者同属突变,但又有各自独特的一些特征,教师可以通过复习基因突变,再将两者进行深入比较,从而加深学生对各自的理解。

2.2 讲授线索要鲜明

在微课的设计中,尽可能只有一条主线,在这一条主线上突出重点内容。在讲授重点内容时,教师如需罗列论据,则力求论据的准确、充分,并且简而精。在设计微课时要注意积极引导、巧妙启发,在有限的时间内,圆满完成某知识点所规定的教学任务。

如对“生长素的发现过程”,教师可围绕植物向光性原因的探究,依次展示达尔文、詹森、拜耳、温特等人所做的实验,启发学生深入思考:可以获得哪些结论,结论只能到达哪一步。这样可以使学生感受科学探究的无穷魅力,体会科学家的严谨务实的科研态度。

2.3 结尾要快捷

在微课的设计中,小结是必不可少的,它是内容要点的归纳。免疫调节这部分内容较多,各种概念之间错综复杂,学生在学完后有一种似懂非懂、似是而非的感觉。在结尾阶段,教师通过视频给学生讲解这节内容的概念图,会使学生有一种豁然开朗的感觉,起到画龙点睛之功效。好的微课小结可以加深学生对所学内容的印象,减轻学生的记忆负担。

2.4 符合生物学科特点,力求创新

生物学科是一门实践性较强的自然学科,教师只有结合生物学科的特点,才能设计出精彩的微课。比如生物是一门基于实验的学科,局限于条件和时间,很多实验尤其是教材上的探究实验,很多时候并没有得到应有的重视,这不能不说是传统生物教学的一大缺陷。微课时代的到来,很好解决了这一问题。生物教研组依靠学科组内各位老师,充分调动学生积极性,采取分工的方法,分成若干小组设计、完成制作微课。这样的微课,取材于实际,由师生共同设计完成,一起学习分析,既增强了学生学习生物的兴趣,又会取得了良好的教学效果。另外,在微课的设计中,一定要有自己独特的亮点这个亮点,可以是精妙的课堂结构,激情四溢的演讲,细致入微的剖析,深入浅出的讲解,言简意赅的教学语言等等。微课教学有了独特的亮点,才能提升微课的水准。

3 巧妙制作微课

3.1 就地取材,突出学科知识点本质

简易的微课制作只需要一部智能手机、几张白纸、几支不同颜色的彩笔。制作时,教师将手机安装在支架上,调整好位置和角度,注意光线。按照事先的设计,教师边讲解变在纸上进行书写演算。拍摄好的视屏,可借助于QQ影音软件进行编辑操作。此方法就地取材,受设备、场地等的限制较小。所用的非专业影视软件,容易上手,适于微课初学者使用。此方法的优点是化繁为简,突出知识本质,对于遗传规律计算等内容的学习非常有效。

3.2 利用专业软件,高水平制作微课

目前主流的微课制作软件,Camtasia Studio比较有代表性,。Camtasia Studio 是由 TechSmith 开发的一款功能强大的屏幕动作录制工具,能在任何颜色模式下轻松地记录屏幕动作,包括影像、音效、鼠标移动轨迹、解说声音等。

使用时,首先启动Camtasia Studio,选择“录制PowerPoint”。打开PPT,单击“录制”按纽,PPT便进入了放映状态。然后单击“单击开始录制”按纽,程序就开始对PPT进行录制了。教师边点击PPT,边解说PPT。待PPT放映结束停止录制。然后,单击“生成您的录制”按钮,选择其中的“自定义生成设置”,选择“创建MP3文件”,继续点击“下一步”,一直至“完成”,视频就初步制作出来了。最后为增强感观效果,再次启动Camtasia Studio,导入刚刚拍摄的视频,对视频进行剪辑操作。有必要的话还可以为视频配上背景乐,一个精美的微视频便诞生了。

其他如录频软件CyberLink YouCam、Screencast-O-Matic、白板工具SmoothDraw等软件,制作微课的效果也较为出色。

对新生事物的微课,教师在充分认识的基础之上,通过精彩的设计以及优良的制作,必定可以充分发挥其优点,使它更好的服务于中学生物教学。

参考文献:

[1] 詹春青,胡铁生.中小学微课建设与应用发展研究[J].软件导刊(教育技术),2013(11).

微生物学的意义范文5

    土壤生物性质一般意义上指的是土壤的微生物,土壤中一般包含着数量非常庞大的微生物,这些微生物是有机质的主要合成与分解者。土壤肥力在很大程度上要受到土壤生物性质的影响。此外土壤微生物还可以分泌出各种酶类。这些酶类是毛竹生长的重要保证,没有这些酶类毛竹就不可能实现正常生长。从大量的实际调查结果中就发现土壤的生物性质与毛竹生长有着非常密切的关系。毛竹生长以土壤的生物性质作为支撑。加强对土壤微生物的研究有重要意义。

    2土壤化学性质与毛竹生长的关系

    考察土壤化学性质对毛竹生长的影响一般意义上主要是考察土壤中各项化学元素对毛竹生长的影响。土壤中的有机质、氮元素、磷素、钾素以及各种微量元素都会对毛竹的生长造成影响。有机质含量。土壤中的有机质是毛竹生长的根本保障,没有有机化合物的存在,上饶地区的土壤就不可能生长出毛竹。具体而言有机质在毛竹生长中能够起到以下作用:一是能够为毛竹生长提供有效,长期,稳定的营养;二是能够通过分解腐殖质来改善土壤的结构;三是腐殖质本身所包含的胡敏酸能够促进植物根系的生长。土壤中的有机质含量一般与毛竹生长呈现显性相关的关系。氮元素。氮元素是土壤中最基本的化学元素。氮元素是蛋白质的主要成分,植物中一旦缺少氮元素,植物颜色就会发生变化,叶色会呈现出灰绿,黄以及红色。根系也会出现发育不良的状况。上饶地区土壤中的氮元素与毛竹生长基本呈现的是一种正相关的关系。在使用氮肥的时候必须要考察土壤本身的适用量,如果在使用过程超过了适用量,毛竹产量反而不会增加。这是我们在种植毛竹过程中需要重视的一个问题。

微生物学的意义范文6

关键词 微生物 高三复习 生物学教学

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

1 引言

浙科版高中生物学涉及到动物学、植物学、细胞学、遗传学、微生物学、分子生物学和生态学等学科的内容,关于微生物的有关内容在教材中的分布则比较分散,导致学生对微生物学内容的学科结构没有形成完整的认识,缺乏对微生物学知识的完整把握,因此教师很有必要对“微生物学”相关内容进行梳理和整合,帮助学生获得微生物学的学科结构和知识体系,从而提高复习的针对性和有效性。

2 让学生通过小组合作,梳理出微生物学内容

教师将学生分成几个小组,让学生阅读教材,找出必修一、必修二和必修三中有关微生物的内容。然后各小组呈现成果,教师将小组总结梳理的结果以表格的形式呈现出来,再由各小组补充完善(表1)。

3 整合内容,确定研究维度

让学生以小组讨论的形式,对表格中涉及到的内容进行维度划分。要确定研究维度,学生必须对微生物内容进行梳理和提炼,有助于他们统领微生物学的全部内容,同时培养归纳和概括能力。教师在此过程中对学生进行方法指导,让学生认识到对某一事物的可以沿着“是什么(本体论)”“为什么(认识论)”“怎么样(方法论)”顺序进行认识。

学生以小组为单位呈现讨论结果,其他小组进行补充修正,最终得到比较全面的维度划分(图1):(1) 微生物分类及结构;(2) 微生物的代谢;(3) 微生物的增殖;(4) 微生物作为实验材料;(5) 微生物存在的意义。

3 分类处理,各个击破

5个研究维度中,微生物分类及结构、微生物的代谢和微生物的增殖3个维度的内容,通过概念图的形式可以更加清晰的呈现出来。教师先让学生以小组合作的形式进行讨论,总归纳结,然后在黑板上画出概念图,由其他小组评价并完善、补充,最终形成比较完善的概念图。

3.1 微生物分类及结构(图2)

对于微生物的细胞结构,教师主要引导学生分析酵母菌、真菌、霉菌和蓝细菌的结构,从共同点和区别氏个方面分析。学生不难发现,这几种生物都具有细胞壁,但是细胞壁组成存在差异。教师还可以引导学生联系植物的细胞壁一起分析。通过比较,学生对微生物的特有结构更加明晰。

3.2 微生物的代谢(图3)

关于微生物的代谢,教材中对乳酸菌和酵母菌的代谢过程叙述较多,学生能够将这两种微生物的呼吸类型迁移到其他微生物,但是对于不含线粒体的原核生物的需氧呼吸场所存在迷惑。教师可以引导学生阅读课本并做适当解释,从而使学生明确原核生物需氧呼吸的场所是在质膜。学生对于缺乏叶绿体的蓝细菌的光合作用也存在迷惑,教师可以适当拓展:蓝细菌含有叶绿素并具有相应的酶,可以帮助蓝细菌完成光合作用,其光反应的场所就是其含有光合色素的质膜。通过这样的拓展和说明可以消除学生的概念漏洞,丰富其知识背景。

3.3 微生物的增殖(图4)

学生理解“噬菌体侵染细菌的实验”的关键是要理解噬菌体的繁殖过程。因此,教师可以先让学生回忆,然后播放噬菌体繁殖的动画的顺序,帮助学生明确此过程,并让学生思考其他病毒是否也是这样繁殖的,从而引出逆转录病毒。学生通过对比不同病毒的繁殖方式,增加对不同病毒各自特点的认识。

对于逆转录病毒,教师可以呈现HIV病毒在细胞内的繁殖过程的动画,以使学生更加直观地认识到逆转录形成的DNA整合到人类DNA上的过程。这样的基因重组过程可以与肺炎双球菌的转化相联系,教师提供相应的背景材料:S型肺炎双球菌的DNA一条链被水解,另一条进入R型肺炎双球菌,这条单链DNA会与R菌肺炎双球菌核染色体的同源区队配对形成一小段杂合DNA区段,R型肺炎双球菌进行染色体复制,于是杂合区也得到复制,最终R型菌转化出S型肺炎双球菌(实为具有荚膜的R型菌)。然后对学生进行一定的说明和解释。学生对肺炎双球菌的转化一直是知其然不知其所以然,这样的知识缺失对学生思维成长不利。教师通过提供材料的方式,可以让学生明确肺炎双球菌这种自然状态就可以发生基因重组的具体机制,从而帮助学生丰富知识背景,有利于学生更好的理解基因工程,有助于培养学生前后联系的能力。

概念图提供了需要关注的主要方面,教师可以引导学生,在此基础上做进一步的联系和扩展,形成知识间的更为广泛联系,构建起更为复杂的关联。

3.4 微生物作为实验材料

首先,教师要求学生找出微生物作为实验材料的实验:“噬菌体侵染细菌的实验”“肺炎双球菌的转化实验”“烟草花叶病毒的感染和重建实验”“利用大肠杆菌研究DNA复制实验”“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”。然后,让学生结合每一个具体的实验过程思考并总结:选择微生物作为实验材料的优点有哪些?为什么不选择其他实验材料呢?教师引导学生从繁殖快、操作方便、成本低等角度,总结出选择微生物作为实验材料的优点。

在此基础上,教师还可以进一步拓展:生物学上还有那些常用实验材料?教师引导学生整理、总结生物学中常用实验材料及其对应的实验。这样的关联式延伸可以帮助学生对高中阶段的实验材料形成整体认识,同时使学生认识到实验材料的选择对于生物实验的重要性。

3.5 微生物存在的意义

教师要求学生思考回答微生物存在的意义有哪些,然后提示学生将这些意义进行整理归类,引导学生从3个角度认识微生物存在的意义:物质循环角度;生物多样性的角度;对人类的研究价值角度。

通过角度划分,学生可以更为清晰的明确思考角度,保证知识的整体性认识。

4 反思研究过程

教师引导学生回忆微生物学的整个研究过程,总结如何进行知识的联系和整合,反思自己的研究过程中得失,并通过小组讨论的方式与他人分享。通过这样的反思,学生重新审视自己经历过的研究过程,可以获得更为深刻的认识体验。

5 结束语

充分发挥学生的主动性和创造性是高三复习应然的价值取向,教师应放手让学生去体验自己的学习过程。学科整合式复习可以覆盖微生物学在高中阶段的全部内容,实现了复习的完整性和全面性,并为教师引导学生进行相应知识的拓展提供了更为明确的指向。“整合――拓展”式复习充分调动了学生的积极性、主动性和创造性。在此过程中,学生获得了关于微生物学的整体概念框架,并对以往存在的迷惑的方面在相应的知识拓展中得到了解决,丰富了学生的知识体系,提升了学生分析、综合和概括能力。

参考文献: