生物信息学的概念大全11篇

生物信息学的概念篇（1）

 

《物理课程标准》指出：“应当重视将信息技术应用到物理教学中。”在物理教学中，教师通过运用信息技术手段和方法把容易混淆或是难以理解的物理概念加以展示，使静态的知识生动化，促使学生动手、动脑，不断揭示概念所反映的客观世界的多种矛盾，分清主次、搞清楚各种矛盾的相互依存关系及发展方向，让学生既获得了知识、又掌握了方法，培养能力，从而真正实现物理概念教学的目的。

一、呈现物理情景，引入概念

建构主义认为：“学生的知识不是通过教师传授获得的，而是学生在一定的情境中，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资源，通过一定建构的方式获得的。”因此，在物理概念引入教学中，运用信息技术呈现物理情景，能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激，从而有效激发学生的好奇心，点燃学生的思维火花。

如，“动能”教学时，我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现，学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感，也提了许多问题：“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象，无论是视觉效果还是听觉效果，都能给学生深刻的印象，让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识，从而为建立“动能”的概念打下基础。

因此，在物理概念教学中初中物理，创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境，使学生感知大量的感性材料，对物理现象有一个明晰的印象，有利于学生形成正确的物理概念，加深理解物理规律。

二、揭示本质属性，理解概念

物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识，并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上，通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此，在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上，引导学生进行分析、综合、抽象，摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西，以揭示现象和过程的本质属性。

如，“重力”教学时，我先播放铅球和跳高比赛的视频录像，然后提出问题：奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态？这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限？问题的提出，激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后，再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频，再一次提出问题让学生思考：在远离地球的太空中，宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中，这又是什么原因呢?

这样，借助信息技术展示现实生活中的重力现象，丰富了学生的感知，激发了学生积极思维，在鲜明对比的情境中，抽象概括出重力概念的本质属性，使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。

三、突破教学难点，深化概念

将物理学科教学与信息技术整合，利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用，不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识，激励学生参与教学过程，而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题，深化概念规律的理解。

如，“电流”一节，难点是学生无法观察到电流的形成与方向，因此，电流的概念理解起来比较困难。在教学时，我利用Flash软件进行仿真“模拟”，把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关，电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出，通过小灯泡时，灯泡发光，最后回到负极(用 “一”表示)，形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结，很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点，对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。

因此，在物理教学中，教师应充分利用信息技术教学手段，根据教学内容精心设计，把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像，帮助学生在头脑中建立正确模型。从而有效突破教学难点，加深对物理概念的理解。

四、动态分析过程，活化概念

物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学，运用信息技术的动态变化功能，进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系，形象直观地“顿悟”概念的内涵。这有利于概念知识沿网状同化，从而达到活化概念的目的。

如，有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理，电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题，一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大，得分率也较低。

如右图所示的电路中，滑动变阻器R2的滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时，可充分利用信息技术的动态变化功能，制成课件进行以下动态分析：把电压表和电流表等效替换，电压表等效于开路，电流表等效于一条导线。由此不难看出，电路中的电流只有一条道路，即串联电路，电压表测量的事滑动变阻器的电压。

这样，运用信息技术对电路进行动态分析，既让学生充分理解了电路的规律，也加深学生对电学部分相关概念的具体认识，深化和活化了物理概念，收到良好的教学效果。

五、加强练习反馈，巩固概念

课堂练习的检测与反馈是打造高效课堂的重要环节。通过反馈练习可以使学生深化概念，提高学习效率，加强对所学概念的理解和巩固。利用现代信息技术贮量大、速度快的特点，对学生进行有针对性的训练和检测，为学生创造了一种悦目、悦耳、悦心的效果，高效率地提高理解概念的程度。

如，九年级“惯性”一节复习检测中，我用多媒体播放飞机正确投掷救灾物质的动画视频，同时提出问题：飞机投掷救灾物质为什么要提前投掷?让学生用本堂课所学知识来回答。这样就把学生思维引向深入，不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力，而且通过练习深化了对“惯性”概念的理解。

因此，利用多媒体信息技术图文并茂、生动直观的特点巧设练习，不仅突出了联系的针对性、有效性，而且还能极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性，为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔途径。

【参考文献】

[1]物理课程标准(实验稿).[M].北京师范大学出版社，2001.7

[2]李韶峰.信息技术与物理概念、物理规律整合的探讨.技术物理教学，2011.1

生物信息学的概念篇（2）

一、呈现物理情景,引入概念

建构主义认为:“学生的知识不是通过教师传授获得的,而是学生在一定的情境中,借助教师和同学的帮助,利用必要的学习资源,通过一定建构的方式获得的。”因此,在物理概念引入教学中,运用信息技术呈现物理情景,能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激,从而有效激发学生的好奇心,点燃学生的思维火花。

如,“动能”教学时,我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现,学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感,也提了许多问题:“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象,无论是视觉效果还是听觉效果,都能给学生深刻的印象,让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识,从而为建立“动能”的概念打下基础。

因此,在物理概念教学中初中物理,创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境,使学生感知大量的感性材料,对物理现象有一个明晰的印象,有利于学生形成正确的物理概念,加深理解物理规律。

二、揭示本质属性,理解概念

物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识,并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上,通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此,在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上,引导学生进行分析、综合、抽象,摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西,以揭示现象和过程的本质属性。

如,“重力”教学时,我先播放铅球和跳高比赛的视频录像,然后提出问题:奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态?这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限?问题的提出,激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后,再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频,再一次提出问题让学生思考:在远离地球的太空中,宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中,这又是什么原因呢?

这样,借助信息技术展示现实生活中的重力现象,丰富了学生的感知,激发了学生积极思维,在鲜明对比的情境中,抽象概括出重力概念的本质属性,使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。

三、突破教学难点,深化概念

将物理学科教学与信息技术整合,利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用,不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识,激励学生参与教学过程,而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题,深化概念规律的理解。

如,“电流”一节,难点是学生无法观察到电流的形成与方向,因此,电流的概念理解起来比较困难。在教学时,我利用Flash软件进行仿真“模拟”,把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关,电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出,通过小灯泡时,灯泡发光,最后回到负极(用 “一”表示),形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结,很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点,对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。

因此,在物理教学中,教师应充分利用信息技术教学手段,根据教学内容精心设计,把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像,帮助学生在头脑中建立正确模型免费。从而有效突破教学难点,加深对物理概念的理解。

四、动态分析过程,活化概念

物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学,运用信息技术的动态变化功能,进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系,形象直观地“顿悟”概念 的内涵。这有利于概念知识沿网状同化,从而达到活化概念的目的。 如,有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理,电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题,一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大,得分率也较低。 如右图所示的电路中,滑动变阻器R 2 的

滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时,可充分利用信息技术的动态变化功能,制成课件进行以下动态分析:把电压表和电流表等效替换,电压表等效于开路,电流表等效于一条导线。由此不难看出,电路中的电流只有一条道路,即串联电路,电压表测量的事滑动变阻器的电压。

这样,运用信息技术对电路进行动态分析,既让学生充分理解了电路的规律,也加深学生对电学部分相关概念的具体认识,深化和活化了物理概念,收到良好的教学效果。

五、加强练习反馈,巩固概念

课堂练习的检测与反馈是打造高效课堂的重要环节。通过反馈练习可以使学生深化概念,提高学习效率,加强对所学概念的理解和巩固。利用现代信息技术贮量大、速度快的特点,对学生进行有针对性的训练和检测,为学生创造了一种悦目、悦耳、悦心的效果,高效率地提高理解概念的程度。

如,九年级“惯性”一节复习检测中,我用多媒体播放飞机正确投掷救灾物质的动画视频,同时提出问题:飞机投掷救灾物质为什么要提前投掷?让学生用本堂课所学知识来回答。这样就把学生思维引向深入,不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力,而且通过练习深化了对“惯性”概念的理解。

因此,利用多媒体信息技术图文并茂、生动直观的特点巧设练习,不仅突出了联系的针对性、有效性,而且还能极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性,为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔途径。

【参考文献】

生物信息学的概念篇（3）

    一、呈现物理情景,引入概念

    建构主义认为:“学生的知识不是通过教师传授获得的,而是学生在一定的情境中,借助教师和同学的帮助,利用必要的学习资源,通过一定建构的方式获得的。”因此,在物理概念引入教学中,运用信息技术呈现物理情景,能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激,从而有效激发学生的好奇心,点燃学生的思维火花。

    如,“动能”教学时,我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现,学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感,也提了许多问题:“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象,无论是视觉效果还是听觉效果,都能给学生深刻的印象,让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识,从而为建立“动能”的概念打下基础。

    因此,在物理概念教学中初中物理,创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境,使学生感知大量的感性材料,对物理现象有一个明晰的印象,有利于学生形成正确的物理概念,加深理解物理规律。

    二、揭示本质属性,理解概念

    物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识,并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上,通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此,在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上,引导学生进行分析、综合、抽象,摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西,以揭示现象和过程的本质属性。

    如,“重力”教学时,我先播放铅球和跳高比赛的视频录像,然后提出问题:奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态?这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限?问题的提出,激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后,再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频,再一次提出问题让学生思考:在远离地球的太空中,宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中,这又是什么原因呢?

    这样,借助信息技术展示现实生活中的重力现象,丰富了学生的感知,激发了学生积极思维,在鲜明对比的情境中,抽象概括出重力概念的本质属性,使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。

    三、突破教学难点,深化概念

    将物理学科教学与信息技术整合,利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用,不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识,激励学生参与教学过程,而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题,深化概念规律的理解。

    如,“电流”一节,难点是学生无法观察到电流的形成与方向,因此,电流的概念理解起来比较困难。在教学时,我利用Flash软件进行仿真“模拟”,把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关,电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出,通过小灯泡时,灯泡发光,最后回到负极(用 “一”表示),形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结,很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点,对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。

    因此,在物理教学中,教师应充分利用信息技术教学手段,根据教学内容精心设计,把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像,帮助学生在头脑中建立正确模型免费。从而有效突破教学难点,加深对物理概念的理解。

    四、动态分析过程,活化概念

    物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学,运用信息技术的动态变化功能,进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系,形象直观地“顿悟”概念 的内涵。这有利于概念知识沿网状同化,从而达到活化概念的目的。 如,有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理,电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题,一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大,得分率也较低。 如右图所示的电路中,滑动变阻器R 2 的

    滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时,可充分利用信息技术的动态变化功能,制成课件进行以下动态分析:把电压表和电流表等效替换,电压表等效于开路,电流表等效于一条导线。由此不难看出,电路中的电流只有一条道路,即串联电路,电压表测量的事滑动变阻器的电压。

    这样,运用信息技术对电路进行动态分析,既让学生充分理解了电路的规律,也加深学生对电学部分相关概念的具体认识,深化和活化了物理概念,收到良好的教学效果。

    五、加强练习反馈,巩固概念

    课堂练习的检测与反馈是打造高效课堂的重要环节。通过反馈练习可以使学生深化概念,提高学习效率,加强对所学概念的理解和巩固。利用现代信息技术贮量大、速度快的特点,对学生进行有针对性的训练和检测,为学生创造了一种悦目、悦耳、悦心的效果,高效率地提高理解概念的程度。

    如,九年级“惯性”一节复习检测中,我用多媒体播放飞机正确投掷救灾物质的动画视频,同时提出问题:飞机投掷救灾物质为什么要提前投掷?让学生用本堂课所学知识来回答。这样就把学生思维引向深入,不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力,而且通过练习深化了对“惯性”概念的理解。

    因此,利用多媒体信息技术图文并茂、生动直观的特点巧设练习,不仅突出了联系的针对性、有效性,而且还能极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性,为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔途径。

    【参考文献】

生物信息学的概念篇（4）

我国现行《民事诉讼法》和《行政诉讼法》只规定了证据的种类，未对证据概念下定义。而《刑事诉讼法》第四十二条则明确规定：“证明案件真实情况的一切事实，都是证据。”很显然，这是当前关于证据概念的最权威的定义，而且，自1980年我国《刑事诉讼法》生效以来，就一直是这样。乍一看来，这个定义似乎无可非议，仔细分析却很不确切。

其一、理论上逻辑荒谬。这里不妨用归谬法加以验证。假定这个定义正确，查《现代汉语词典》，事实：“事情的真实情况。”不难理解，定义中的“案件真实情况”就是案件事实。而证明案件真实情况的事实也只能是案件事实（与案件无关的事实不可能证明案件真实情况）。所以，这个定义实际上告诉我们，一切诉讼活动的核心就是用案件事实去证明案件事实。既然案件事实是需要证明的，那么用它自己去证明它自己，岂不永远也证明不了么？结论的荒谬自然推翻了原定义正确的假定。

其二、实践中不可实现。传统定义的简化结构“证据是事实”是一个错误的判断。什么是事实？事实是事情的真实情况，是特定时空状态下的人和物及其相互关系，不能离开特定的时空状态而存在。事实是一个有机联系的整体，我们不能把构成事实的某些元素分离出来当作事实本身。事实又是一个过程，只沿着过去、现在和将来单一方向发展，具有一往无回的特点。在诉讼实践中所要证明的事实都是既往的事实，任何人都不可能把它搬到法庭上去当证据使用。

其三、本质上是犯了定义不相称的错误。形式逻辑知识告诉我们，概念是反映对象本质属性的思维形式，反映对象本质属性的有效方法就是对概念下定义，而对概念下定义就是把一个概念（被定义概念）放在另一个概念（定义概念）之中，然后找出两个概念的种差。这里的关键是定义概念必须能够准确概括被定义概念的全部外延，科学揭示对象的本质属性，这就是定义必须相称的原则。证据概念传统定义的不足就在于下定义时所选择的定义概念——“事实”不恰当。证据，无论物证、书证还是其他证据，都是具体的，看得见摸得着的，总表现为一定形状、大小、色彩的物。而事实是一个抽象概念，它是对特定时空状态下人和物及其相互关系的一种抽象，没有形状、大小、色彩之分，虽然事中必有物，但事毕竟不是物，二者性质绝然不同。因而事实不能概括证据概念的外延，不能揭示证据的本质属性，传统定义犯了定义不相称的错误。

二、用广义信息概念定义证据

1、信息概念的逐步推广。汉语词典中对信息一词的一般解释为：音信，消息。这应该是信息一词的原始本义。1948年，美国申农“通信的数学理论”被人们称为信息论（狭义信息论），它是关于信息的形态、传输、处理和储存的理论。狭义信息论中的信息是指用符号传送的报道。这里，信息概念又成为电信领域的一个专门术语。

狭义信息论对推动信息技术的发展起到了至关重要的作用，然而，它还有更重要的意义，那就是它所提供的研究方法，被人们广泛应用到不同领域，取得了神奇的效果。特别是信息论和系统论、控制论互相渗透融合，使人们对客观世界的认识水平产生了空前的飞跃。人们发现原先看来是完全不同的过程都有一个共同点，就是都与信息有着密切的关系。如人们之间的交际，通信网络传递数据，神经系统实现功能，生物肌体对生存条件的适应，双亲性状的遗传，形形色色的管理过程等等，都和信息的加工和储存联系在一起，就连人们的认识也是信息过程的一种形式。至此，信息又进入了认识论的范畴，它已不再是一般意义上的音信、消息，更不再是电信行业的一个专有名词，信息这一概念已成为具有巨大哲学意义的重要概念。

2、广义信息概念的含义。信息概念的扩大，标志着广义信息论的形成。广义信息论认为，在客观现实中，不同事物有不同特征，事物之间存在着错综复杂的相互关系，这些特征和关系总要通过不同方式（物理的、化学的、生理的）表现出来，这些表现就是客观事物向外界发出的消息，就是客观事物的自我表达，对人们来说，就是关于该事物的信息，人们正是通过获取和识别这些信息来认识不同事物的。

广义信息论被世人接受。较新版本的词典对信息一词的解释发生了重大变化。笔者查阅《文史哲百科辞典》和《英汉大词典》等，信息（information）一词均被解释为：消息、情报、资料、知识等。综合各方面情况，笔者认为，对现代信息概念可作以下表述：

信息是标志客观事物运动、变化和发展的各种现象和情况，是客观事物自身属性和相互关系的自我表达，是客观事物互相发出、彼此响应的消息，是人们认识客观事物的桥梁和纽带。

3、广义信息概念下的证据定义。概念不是永恒不变的，而是随着社会历史和人类认识的发展而变化的。笔者正是从科学和人类认识发展的角度出发，在深刻理解信息概念的基础上，提出证据的新定义。追寻广义信息论的形成过程，深究现代信息概念的含义，不难发现，各种诉讼活动同其他事物一样，与信息有着密不可分的关系。说到底，一切诉讼过程都是信息的获取、鉴别、加工、传递和储存的过程。这毫不足怪，既然人们认识客观事物是通过获取和识别关于该事物的信息来实现的，那么以查清案情为核心的各种诉讼活动又岂能例外？实际上获取案情信息的过程就是取得证据的过程，识别案情信息的过程就是核实证据的过程。证据与信息的统一，正是我们对证据下定义的坚实基础。笔者认为，证据概念应作如下定义：

证明案件真实情况的一切信息资料，都是证据。

这里的信息是广义信息，这里的信息资料是信息载体与所载信息的合称。因为信息是无形的，信息的加工、传输和储存都要以某种介质作载体来实现。这就是证据总是表现为一定的物的根本原因。

三、用证据的新定义解析法定证据分类

1、法定证据分类的现状。目前我国三个诉讼法对证据的分类有所不同。《刑事诉讼法》把证据分为七种，即：1、物证、书证；2、证人证言；3、被害人陈述；4、犯罪嫌疑人、被告人供述和辩解；5、鉴定结论；6、勘验检查笔录；7、视听资料。《民事诉讼法》和《行政诉讼法》对证据的分类与之略有区别，主要区别就是把物证和书证分成两个独立的项，与其他证据种类并列。

2、用证据的新定义考察物证书证之分。新定义明确指出，证据是证明案件真实情况的信息资料，而信息资料是信息载体和所载信息的合称。信息载体本身也是物，其本身就载有自身属性信息。因而，用作证据的信息资料其所载信息总是复合的，即既有属性信息，也有关系信息。属性信息不能表达思想内容，只能证明自身的几何形状、理化性能等存在状态；关系信息可以表达思想内容，能够证明人与人、人与物或物与物之间的法律关系。一种书面形式的信息资料，当前者对案件有证明作用时，它就是物证；当后者对案件有证明作用时，它就是书证；当二者对案件都有证明作用时，它就既是物证又是书证。这就是新定义下物证与书证的本质。

分类是进行科学研究的重要方法，有其自身的客观要求。首先，必须明确界定分类对象，要面对分类对象的全体，着眼于概念的全部外延；其次，分类可以是多层次的，但每一个层次的分类，各个子项都应有各不相同的内涵，子项之间不允许有同一、包含或交叉关系，即子项不能相容。

对照科学分类的基本要求，物证、书证与其他证据相比，仅有的区别就是物证和书证都是在案件发生时形成的信息资料，而其他证据则是案件发生后，进入诉讼过程才形成的信息资料。物证、书证之分，其研究对象仅限于前者，而且应当包括前者的全部，与整个证据分类研究对象不同，不是一个层次上的分类。

3、用证据的新定义看视听资料的归属。对视听资料，这里首先强调一点，用作证据的视听资料，只能是案件发生时直接形成的视听资料。政法部门的视听技术手段，只能用于审查、鉴别和展示用作证据的视听资料，不能形成独立的证据。基于此，视听资料与其他物证、书证相比，都是案件发生时形成的信息资料，只是信息载体的不同，其形成过程和证明作用没有本质区别，理所当然地应当包含于物证、书证之中。与此相反，在视听资料作为证据出现以后，如果物证、书证仍然固守原有的窠臼，把视听资料排斥在外，就会使传统的物证、书证之分变得分类对象不明而失去意义。

生物信息学的概念篇（5）

北京教育学院“科学教育重点学科建设”工作以“理科各学科知识结构与教学实践研究”为学科建设方向，重点研究了理科各学科的概念体系及其教学实践，本期《课程与教学》栏目选取他们的部分研究成果，供广大教师借鉴和学习。

遗传与变异是生物体的最本质特征，也是生物进化的基础。[1]因此，对于遗传与变异的学习，在理解生命现象、提高生物科学素养方面起到了基础性的作用。在小学阶段，学生通过辨认常见生物、培养植物、饲养动物、讨论克隆技术等活动，已经对生物多样性、生殖与发育等生物学问题有了直观的了解，进而对遗传与变异的概念也有了感性的认识。在此基础之上，初中生物学新课标主要以遗传信息的物质基础与传递表达方式为切入点，要求教师在教授遗传与变异相关知识时，促使学生建立如下三个重要概念：

第一，生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代。一些进行无性生殖，后代的遗传信息来自同一亲本；一些进行有性生殖，后代的遗传信息可来自不同的亲本。

第二，DNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DN段，它们位于细胞的染色体上。

第三，遗传性状是由基因控制的，基因的遗传信息是可以改变的。

笔者认为，这三个要求，涵盖了经典遗传与分子遗传的主要内容，有利于学生建构遗传与变异的概念体系，从而为高中以至更长远的学习活动打下坚实的基础。教师应该善于运用各种方法落实上述要求，促进重要概念的内化，提高教学的有效性。

同时，我们应该看到，课标对于遗传与变异重要概念的要求，大体上是按照“从高到低”的顺序排列的：首先谈到的是遗传信息的传递与表达方式，然后是遗传信息的物质基础，最后是遗传信息的基本定义。为了便于理解，我们将按照相反的顺序对课标要求进行逐一的解读，找出其内部联系，为更好地落实重要概念教学提出可行性的建议。

一、关于“基因”的定义

新课标中明确要求教师帮助学生建立“遗传性状是由基因控制的”“基因是包含遗传信息的DN段”等重要概念，这就要求教师明确“基因”的定义。但是，迄今为止，“基因”的准确定义尚存在争议。特别是随着分子生物学的发展，人们又发现了移动基因、断裂基因、假基因、重复基因、重叠基因及一系列的调控序列，使基因的定义更加复杂化。无论是课标还是教材，初中教学当中已经出现了“基因”一词，这对教学而言是一种挑战。很显然，对于没有接触染色体精细结构、尚未学习中心法则的初中学生而言，还不能准确地从物质基础这个层面了解基因的性质与功能，从而不能理解遗传与变异的特征与目的。

笔者建议，对于遗传信息的物质基础，在初中阶段应予以淡化。显然，上述关于基因的复杂的定义，属于生物学事实的范畴。初中阶段的重点应该是从概念层面解释“基因”的本质。其实，从分离与自由组合定律（孟德尔）到连锁与交换定律（摩尔根），人们已经明确了两个问题：其一，生物体内存在着控制各个性状的、按照一定规律进行相互作用的遗传因子；其二，这些遗传因子在体内呈有规律的线性排列。虽然一直到摩尔根创立遗传染色体学说时，人们仍然不能从分子水平上揭示基因的结构与功能，但是对于上述两个问题的认识，足以从逻辑层面给出“基因”的定义：存在于细胞特定位置上的、按照某种数学规律进行相互作用从而控制性状的“基本因子”。这个关于“基因”的定义，可以作为一般概念呈现给初中学生；进而通过基因与性状关系的例子，就能够总结出“遗传性状是由基因控制的”这一重要概念。对于初中生物学教学来说，这是最重要的。因为，这种概念化的、抽象的知识，能够锻炼学生透过现象探究事物本质的思维能力，有利于学生抽象思维的发展，从而有利于学生创新能力的提高。

我们不难发现，上述关于“基因”的定义，对于科学教育也是有重要意义的。很大程度上是因为它描述了所有科学门类的共同特征：基本因素的界定、分类和相互作用分析。如经典物理中的“质点”、化学中的“分子”、普通生物学中的“细胞”等等，都是各个学科中的“基本因素”。只有准确定义了“基本因素”，才能在此基础之上进行演绎、归纳，使本学科具有了数理传统。反之，若未准确定义“基本因素”，则难于进行逻辑层面的分析，整个学科偏向于博物学传统。两种传统不仅影响了各个学科的特质，还影响了学生对于不同学科学习与复习的策略。从初中到高中，“遗传与变异”内容有了“基因”的定义，使得本段教学内容更加凸显理科特征，这是教师在教学中要注意的。

二、关于遗传信息的传递与表达

从新课标的要求来看，遗传信息的传递与表达是“遗传与变异”教学的重点，从分子基础（遗传信息的调控与改变）到细胞行为（无性生殖和有性生殖）都作了要求，这就要求教师在备课时关注以下三个方面的问题。

1.遗传信息流动

遗传现象大体上可以分为细胞核遗传和细胞质遗传，且目前可认为前者是“主流”，而后者是“支流”。显然，“支流”不会是中学教学的重点。但是，应该在讲解基因的细胞定位和遗传信息的流动时，适当提及细胞质遗传的概念以及对生物体性状的影响，使学生能够全面地了解遗传信息流动的过程，知道除细胞核外，细胞质对性状也有一定的控制作用，从而在概念层面理解细胞质功能的复杂性。另一方面，“主流”和“支流”的共性，是遗传信息的传递和表达，在本质上，都体现了“生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代”这一重要概念。教师可以先列举常见的遗传现象（即生物学事实），如“种瓜得瓜，种豆得豆”等，帮助学生建构重要概念，以便于学生顺利地迁移应用和学习。

2.人类性别基因

在初学遗传与变异时，初中学生往往不能准确把握基因与性状的关系，不能准确把握基因、DNA与染色体的位置关系，从而认识不到人类的性别决定机制。学生能够通过各种渠道了解人类X和Y染色体，进而简单地认为性别不同的根本原因是X和Y染色体的形态不同。对于这个问题，除要适当地介绍遗传信息的物质基础外，还应该为学生建立这样一个认识：人类的性别，其实就是一种特殊的“相对性状”。例如，在人教版教材中就提到“近年来，科学家发现Y染色体上还有3个基因，决定的产生和成熟。最近，科学家又陆续发现了X染色体上与女性性别有关的基因”。在此处，教师就应该提示学生：基因与性状的关系，同样可以用来解释人类的性别决定。只不过性别决定的过程是多个基因控制着多个性状，从而塑造了不同性别。如果课时允许，教师还可以就此介绍一些由于染色体变异而导致的性别异常的现象，让学生认识到，从某种意义上讲，性别并不是严格区分为“雌”“雄”两种形式，而是存在“过渡”状态的。这对学生从系统的角度认识生物的复杂性，进而认识生物本质是有很大帮助的。

“人类性别基因”一节是初中生物学教学的重点和难点。而从内容上看，本节内容是课标所述三个重要概念的应用，即从人类性别决定的角度阐明了遗传的本质。因此，教师必须在讲授本节课之前，就完成三个重要概念的建构，从而指导学生把握遗传本质，进行下位学习。

三、关于“变异”的概念教学

“变异”作为初中生物学教学的难点，有两个问题是要深入思考的。

1.可遗传变异和不可遗传变异

初中课标要求学生知道变异主要分为两类：可遗传的变异和不可遗传的变异。可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异；不可遗传的变异是由环境引起的，遗传物质没有发生变化。显然，某一变异是否可遗传，关键是看遗传物质是否发生变化，而不是影响生物体的因素。由于学生初次学习基因与环境的关系，故需要用恰当的实例来帮助学生建构可遗传变异和不可遗传变异的概念。如同样是“无籽”农作物，“无籽西瓜”的“无籽”性状就是可遗传的，而“无籽番茄”的“无籽”性状是不可遗传的。通过这样的实例，学生就会认识到，一种变异是否可遗传，取决于遗传物质是否发生了改变，从而紧扣重要概念的教学。

2.可遗传变异的来源

可遗传变异的来源主要有3个：基因重组、基因突变和染色体变异。要认识可遗传变异的来源，必须对遗传信息的细胞定位及流动方式有比较清晰的认识，故对于初中学生而言，是一个难于理解的知识点，教师可用一系列实例加以说明。例如，农牧业中传统的育种技术，实质上就是基因（染色体）重组；无籽西瓜、八倍体小麦属于染色体变异（数目的变异）；而镰刀型贫血症（在各版初中生物学教材中均有介绍）则属于基因突变。通过一系列的实例介绍，学生能够形成这样一个概念：突变的来源是多方面的，基因与性状之间的关系是复杂的。这与前面关于“表遗传学”的概念不谋而合，说明基因本身及其转录、表达调控，共同影响了性状的产生。通过展示这些生物学事实，学生就更加清楚“DNA是主要的遗传物质”“基因是包含遗传信息的DN段，它们位于细胞的染色体上”以及“遗传性状是由基因控制的，基因的遗传信息是可以改变的”等重要概念，从而更加深入地理解遗传与变异对于生物进化的重要意义。

重要概念是基于学科事实的、对学生总体把握知识体系、进行后续学习的思维框架，对于学生理解学科本质、提高学科素养具有重要作用。[2]新课标明确指出：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”可见，所谓生物学的“重要概念”，就是基于生物学科具体知识的、代表本学科基本观念与思想的知识。只有从重要概念的高度审视生物学科教学，才能清楚什么是对学生终身发展和终身学习有用的知识，才不会使自己的教学拘泥于一个个具体的生物学科事实中，才能摆脱死记硬背的学习方式，进而对生物学科本质问题进行思考，凸显生物学科的理科特质。

参考文献

生物信息学的概念篇（6）

美国教育心理学家加涅的智慧技能层次论把智慧技能分成五种分类：辨别、具体概念、定义性概念、规则、高级规则，并提出这五种智慧技能的习得存在着如下的层次关系：高级规则学习以简单规则学习为先决条件；规则学习以定义性概念学习为先决条件；定义性概念学习以具体概念学习为先决条件；具体概念学习以知觉辨别为先决条件。中学物理学习，其实就是让学生在理解物理概念的基础上，应用物理规律。物理规律也就是加涅智慧技能理论提到的规则。按照科学取向教学论的研究我们教学的基本步骤包括：1.引起注意，告知目标；2.提示回忆原有知识3.呈现概念、原理的例子，引导学生辨别；4.阐明新旧知识的联系，促进理解；5.呈现变式练习材料，提供反馈；6.智慧技能在新情境中的迁移与运用。笔者认为物理概念规则的学习离不开大量的情景现象，这些情景现象只通过说教和演示展示往往达不到所要求的效果，而信息技术的运用可以为学生提示回忆、总结现象，得出原理结论，还可以帮助学生迁移运用。

在学习物理概念规则时借助信息技术手段，可以让学生得到学习概念规则所需要的诸多感性现象和例子，起到传统教学所无法达到的效果。例如：在学习光沿直线传播这一物理规律时，可以利用多媒体工具给学生播放了一段动画模拟的日食和月食现象，通过清晰而生动的动画演示，学生清楚地看到了整个日食和月食的发生过程，并直观地认识到了“光是沿着直线传播”的规律。这样学生对于规律规则的学习自然更容易理解和接受。

学生在学习电流、电压概念时，由于电流、电压看不见、摸不着，感到很抽象，难以理解。课本中虽然有几幅相关的插图，但都是静止的。单凭教师说教，学生也很难想象那看不见的微观世界。如果教师制成相应的课件，把电荷的定向移动形成电流的过程，电流强度的大小等用不同的情景展现在学生面前，运用类比法将电流和水流，电压和水压进行类比，学生理解起来就容易多了。通过信息技术辅助物理教学，可以突破常规实验仪器的局限性，所以我们应当充分发挥信息技术的特长，对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助，呈现常规实验不能呈现的现象，从而有助于学生发现规律、获得规则。

物理概念规则的学习，需要实验活动呈现有组织的信息，但有时候，实验可视度不够，可以利用实物展示仪，呈现良好的实验效果。例如：在教学《磁场》这节课时，需要利用磁铁、铁屑和玻璃板演示磁场的分布情况。传统的演示方法是：将玻璃板放在磁铁上面，将铁屑均匀的撒在玻璃板上，轻轻敲动玻璃板，使铁屑在磁场的作用下形成磁感线分布形状。但因玻璃板是平面放置，学生看不清楚，教师只好端着玻璃板走到台下，巡回让学生观察，这需要不少时间，必然影响教学进度。而利用实物投影技术，只须将实物放在展示台上，演示结果便清晰地呈显在大屏幕上，所有学生在同一时间便能清楚的看到磁体周围磁场的分布情况。学生容易理解磁场的规律。

生物信息学的概念篇（7）

20世纪英美哲学界占主导地位的思想倾向是自然主义。自然主义的渊源可以追溯到古希腊,但它在当代的复苏和盛行,则首先得益于自然科学在解释世界时所获得的巨大成功。相对于前科学时代的一切自然哲学和形而上学体系,自然科学的概念、方法和规律对世界的解释更能令人信服。以物理学为主要代表的自然科学的昌盛,使自然主义焕发出前所未有的生机。所以,到了20世纪的最后几十年,几乎没有哲学家乐意说自己是一个非自然主义者。[1]121分析哲学是自然主义盛行的另一个动力。维特根斯坦在《逻辑哲学论》中就表达了鲜明的自然主义倾向:能说的东西就是能用自然科学命题所说的东西。此后的分析哲学家无不受此倾向影响。从维特根斯坦、石里克到奎因再到普特南和福多,分析哲学的演进同时体现出自然主义的发展脉络。自然主义者认为,哲学研究和科学研究在目的和方法上是一致的,差别只在于两者关注的对象不同。自然科学关注具体问题,而哲学则关注一般性问题。世界是统一的实在,因而可以构建统一的理论来加以说明,这就是自然主义的总则。自然主义的研究纲领和操作方法称为自然化(naturalizing),就是要运用分析、还原等方法,通过自然科学的概念、术语、原则,对传统哲学所关注的意义、价值、认识、真理等一般性问题做出自然主义的说明。通过自然化就可以使要说明的对象具有科学上的合理性、合法性,进而证明它在自然界中具有存在地位。自然化的方案众多,自然科学领域内的一切学科都可以充当解释项。所以整个自然科学就既是一种本体论标准,又是一个“终极解释装置”。质言之,科学是存在的尺度。不能被科学验证的东西是值得怀疑的,其或者没有研究的价值,或者在认识地位上次于科学。自然主义所引发的争论在根本上可以归结为两点。第一点体现在方法论上,表现出的问题是:有没有诸如第一哲学之类的东西?第二点体现在本体论上,表现出的问题是:世界能否被自然化?对这两个问题的回答,代表着自然主义的方法论和本体论承诺。自然主义对第一个问题的回答是否定的。因为既然自然科学和哲学的研究方法具有一致性,那么当然就不可能存在先在于或者独立于感觉经验和经验科学的第一哲学。第二个问题是自然主义关注的焦点和难点,其中最大的难题就是心理现象,特别是意向性问题。“任何想要把人类和心理现象当做自然序列的一部分的人都必须用自然主义的术语来解释意向关系(intentionalrelations)。”①所以,当代自然主义者从事的工作基本上都是围绕着对心理现象,尤其是意向性的自然化展开的。

对意向性的自然化就是用自然科学术语来说明意向性。为了达成这一目标,自然主义哲学家们进行了各种各样的尝试。自然科学领域中几乎所有的学科都被自然主义者当做工具,纳入到自然化的解决方案当中。其中一个显着的标志就是,自然主义哲学家往往会使用他所依据的自然科学的学科名称或者概念来命名他所建立的自然化理论。比如,阿姆斯特朗(D.Armstrong)、刘易斯(D.Lewis)等人以物理学为基础对意向性进行的“同一论”说明,米利肯(R.Millikan)、博格丹(R.Bogdan)和塞尔(J.Searle)等人分别依托生物科学作出的“新目的论”说明和“生物学自然主义”说明,哈曼(G.Har-man)、沃菲尔德(T.Warfield)、布洛克(N.Block)等人借用计算机科学中十分流行的“功能作用”概念进行的“功能作用语义学”说明,德雷斯基(F.Dretske)以通信理论为基础作出的“信息语义学”说明,福多(J.Fodor)以计算机模块理论进行的“模块论”说明等。自然主义者在运用各种科学技术理论对意向性进行自然化时,体现出很强的宽容性和开放性。因此,即便在表面上看来他们建立的理论毫无共同之处,但实际上从事的却是相同的工作。所以也有人称哲学正在经历一场“自然化转向”。[2]452从上世纪70年代开始,自然化运动中增添了“信息”元素。德雷斯基、福多等哲学家在探索意向性自然化的新路径时,发现信息科学技术存在着巨大的解释潜力,因而将信息及其相关概念引进到自然化的解决方案当中。德雷斯基在1981年出版的《知识与信息流》(KnowledgeandtheFlowofInfor-mation)时至今日,仍然是以信息为基础进行自然化操作的代表作,其主要目的就在于完全利用信息概念对知识、信念、意向性等作出自然主义的说明。正如德雷斯基自己所言,他的“整个工程可以被视为自然主义的一次实践”[3]。而在福多看来,有信息封装的计算系统就是模块,利用模块理论对意向性进行的自然化就是“为表征构筑自然主义条件”[4]31。正是通过这些具有自然主义倾向的哲学家的努力,原本只是单纯作为科学概念的信息在哲学中有了一席之地。所以从渊源和背景来看,如果说以计算机为代表的信息科学技术和通信理论的发展为信息哲学的诞生准备了技术前提的话,那么分析哲学和自然主义,尤其是自然化运动则可以被视为信息哲学的思想背景。如果需要在哲学史中为信息哲学进行定位的话,我们认为其逻辑顺序是这样的:自然主义传统科学主义传统和分析哲学自然化运动信息哲学。自然主义传统在近代科学的刺激下复苏,进而通过科学主义表现出来,在分析哲学的推动下形成了声势浩大的自然化运动,而信息哲学则只是自然化运动所采用的众多方案中的一种。所以,从起源来看,信息哲学完全是在分析哲学和自然主义传统主导下的自然化运动的一个“副产品”。

二、信息哲学与自然化运动内在关联的逻辑起点之发生学演进

“信息”作为信息哲学的核心和基础概念,是信息哲学的逻辑起点。对信息概念进行历时性考察,探究其如何从单纯的科学概念演化为一个具有“哲学身份”的概念,能够在逻辑上再现信息哲学的发生过程,在发生学上揭示信息哲学与自然主义和自然化运动的内在关联。按照信息概念内涵的演化,这一过程可大致区分为以下三个阶段:(1)“科学概念”阶段。20世纪中叶,《信息论》和《控制论》问世,信息概念成为“科学概念”。1948年信息论之父申农(Shannon)发表了划时代的论文《通讯的数学理论》,第一次将信息纳入科学研究的视野。通过这篇论文,信息正式成为一个被广为接受的科学概念。但是,作为科学概念的信息只关心信息量,而不关心信息内容。因此,申农所创立的信息论实际上是 一种信息的数学理论。在此背景下,申农把信息定义为不确定性的降低或者可能性的减少。在同年出版的《控制论》中,美国数学家、控制论的主要奠基人维纳(Wiener)对信息作出了这样的描述:“信息就是信息,不是物质也不是能量。不承认这一点的唯物论在今天就不能存在下去。”[5]155申农和维纳都看到了信息概念的复杂性和多义性,但受制于其自然科学研究的目的和背景,他们对信息的认识主要停留在科学层面。维纳对世界的“物质、信息、能量”三元论说明过于简单和草率,在哲学界并没有引起广泛关注。但是,他们对信息的科学说明却为哲学家的工作奠定了基础。(2)“科学概念”向“哲学概念”的过渡阶段。早在1953年,受到物理主义影响的卡尔纳普(R.Car-nap)为了对符号的意义进行自然化,便在《语义信息》一文中大胆预测,申农的信息论“会在不久的将来发挥重大影响”[6]147-157。在该文中,他还率先提出,对语义信息(semanticinformation)和实用信息(pragmaticinformation)进行区分是一项重要工作。[6]147-157从信息的定量分析入手解决信息语义问题,至此开始成为哲学家切入信息哲学研究的一条基本路径。麦凯(D.Mackay)于1969年提出“定性信息的定量理论”,认为信息与其接收者知识的增加有关。20世纪七八十年代以后,信息科学技术的广泛应用和发展,引起了自然主义哲学家的广泛关注。信息概念开始出现在各种自然化理论当中,由此迎来了信息概念的第二次质变。对信息进行哲学界定一时间成为哲学界的时尚,哲学家互相抱怨对方误解和误用了真正的信息概念。西尔(Sayre)批评“阿姆斯特朗和丹尼特滥用了‘信息’一词”[7]53。哈姆斯(Harms)也认为查莫斯(Charlmers)“不应该把信息理论看作是可能存在的状态,以及这些状态如何相关和构造”[8]475。在这一时期,美国哲学家德雷斯基所做的工作最具有开创性和代表性。在他看来,进行意向性的自然化,主要就是要说明“纯物理系统如何可能处在知识和信念(内容)的状态之中”[3]。为此,他从申农的通信理论出发,用信息来说明知识和信念。他认为,申农所建立的信息论目的虽然在于对信息的量进行度量,但其中也隐含着说明信息内容的功能。这种功能是作为自然科学成果的通信理论本身所具有的,所以利用这种功能所进行的信息论说明就是纯粹的自然化的说明。为了满足自然化的需要,信息概念在本体论、认识论和因果论层面都得到了较为系统的说明。正是自然主义者从事的这些工作,才使信息完成了从科学概念向哲学概念的过渡。[1]121(3)“哲学概念”的认可阶段。以信息论为基础的自然化,使信息概念在哲学中的地位获得日益广泛的认可。丹内特甚至断言:“信息概念有助于最终将心、物和意义统一在某个单一的理论中。”[9]对信息与知识、表征、真理、意向性等之间关系的探讨,带动了对信息的本质、地位和存在方式等信息哲学元问题的研究。1998年,《元哲学》出版的《数字凤凰———计算机如何改变哲学》对信息哲学的发展作出了肯定。[10]1随后,英国哲学家弗洛里迪(L.Floridi)又发表了《什么是信息哲学》等文章,第一次明确提出了信息哲学研究的范式、目标和纲领。进入新世纪之后,以信息哲学为研究课题的着作不断涌现,标志了信息哲学作为一个独立的哲学分支得到哲学界的认可。从对信息概念内涵演化之三个阶段的分析可以看出,以信息概念为逻辑起点的信息哲学与自然主义和自然化运动具有深刻的内在关联性。对信息哲学作为一个相对独立的哲学分支的“认可”,并未表明信息哲学从此成为一种新的研究范式,并未表明其已独立于自然化运动。因为其一,信息概念被纳入到自然化方案当中经过近半个世纪的发展,尽管其强大的解释功效逐渐显现,吸引了越来越多的哲学家投身到此项研究当中,但结果只是造就了一个以信息概念为共同基础的强势自然化派别的出现。其二,自信息概念被引入哲学领域以来,围绕信息的哲学研究在方法、旨趣、纲领等方面从未发生过根本性变化,即使弗洛里迪抛出“信息哲学”的提法,其实际意义并没有表面上看起来的那么重大,从信息的定量分析入手解决信息的语义问题,仍然是信息哲学研究的基本方法,或者说信息哲学的基本研究方法没有超出自然主义的视域。事实上,信息哲学试图建立统一信息理论的核心目标,就崭露着无法掩饰的自然化烙印。

生物信息学的概念篇（8）

中图分类号：B08　文献标识码：A　文章编号：1000－2731(2012)02－0028－04

在信息论创立之初，对于是否选择“信息”一词来称谓他所发现的一个新函数，香农曾感到颇为犹豫，因为这个词令人困惑，在英语中，它已经有了太多的含义，当前学界也极易将形式、关系与意义等与信息概念混为一谈。然而，从哲学传统的角度思考，现代信息论及其哲学观念中的“信息”一词确然契合了诸多深刻的思想渊源。从词源学上说，英文“information”一词的词根“form”，首字母大写时(Form)指称柏拉图哲学的“理念”，小写时指称亚里士多德哲学的“形式”，都是西方哲学传统中的重要概念，而且“Information”的动态形式是“inform”，它常取“赋予某对象以形式或特征”之意。由此概念分析处人手，我们便可开启信息哲学的形上之思。一、从“形式”概念看信息哲学中的形上问题

在信息哲学中，关于形式概念的哲学思考乃是隐而不显的，因其可谓信息哲学的根基之思，其内容本身本不纳入信息哲学的理论框架之中，却又时时处处贯穿于信息哲学的诸论之内。因此，在一定意义上，将形式之思的理路阐述清晰化、在场化，或许既是一种哲学形而上学沉思中的必然，又是一种信息元哲学探究中的可能。

在柏拉图哲学中，理念(Form)是一种绝对的、永恒的和超验的实存之物，世间万物因分有或者模仿理念而成其为自身，获得其本质，成为理念的一个摹本。分有物或者模仿物显然只能部分地具有理念的“完美性”，而永远不能成为它。因此，现实世界是虚假的，是杂多，而唯有理念世界是真实的，是完美的“一”。形象地说，柏拉图为我们描述了一幅由上而下的形式分有的运动图像，即形式作为内容由理念散发而流动到世间万物之处，进而塑造出万物之显像，而这也正是“inform”一词的本义。或许我们可以说信息(information)作为“inform”的名词化，正是表达这一形式分有之流动过程的描述性概念，正是由它描述了柏拉图哲学中世间万物形成的动力源泉、内在机理和时空构式。由此，我们便可看出信息在哲学中的存在论意蕴，即信息虽不能直接被看作万物形成的实体性本原，但它作为形式分有、流动的显像仍然是万物“形――成”的过程性本原，由此，我们便也重新理解了赫拉克利特的流变之说。

亚里士多德关于形式(form)的思想是对柏拉图理念论的继承和转换。在柏拉图那里，理念高于世间万物，而亚里士多德则说形式蕴含于万物之中，它与万物须臾不可分离，甚至形式就是第一实体。在四因说中，亚里士多德指出，形式因乃是第一因，动力因和目的因都可以归于形式因，即使是质料也离不开形式，因为我们在任何地方都不可能发现“原初质料”这样的东西，即没有无形式的质料，形式就是一切事物的“是其所是”，质料只是潜在性，而形式则是现实性，甚至自然的过程就是质料从一种形式到另一种形式的连续转换的过程。由此我们可以看出形式概念在亚里士多德哲学中的核心地位，而如果将此思想延展开来，我们便会发现亚里士多德的形式与信息哲学中的信息之间有着一条可以明确沟通的纽带。

在柏拉图哲学中，形式乃是被给予物质的，而亚里士多德将其转换为形式内在于物质的问题，这便形成西方哲学传统中的一个重要分歧。17和18世纪的欧洲经验论哲学认为知识所赖以构成的形式寓于知觉之中，而休谟则怀疑离开了客观的形式，经验只能是散乱无序的，后来，知觉被笛卡儿的主观理性所代替。走出独断论迷梦的康德又将质料(matter)和形式(form)纳入到先验范畴之中，指出心灵本就是形式之家，知觉的形式乃是由先验心灵所赋予的，由此我们才能认识世间万物。然而20世纪的哲学则更倾向于形式与质料内在不可分离的观点。向来少谈客观实在问题的现象学家海德格尔也说：“我们对这个物的概念，即把物当作具有形式的质料的概念，也是有怀疑的。……质料与形式的区分，而且以各种不同的变式，绝对是所有艺术理论和美学的概念图式。不过，这一无可争辩的事实却并不能证明形式与质料的区分是有充足的根据的”。

如果我们返回到亚里士多德的形式之思中去，便可以发现这样一种扩展，即世间万物的运动，体现为由潜在性向现实性的转换，实质上亦是形式显示的过程，是事物之本质生成的过程。如果相对于柏拉图的形式分有思想，我们将亚里士多德的运动理论称之为形式显示，那么信息(information)便可具有如下含义，即事物生成和存在的过程性显示。这一思想在当代信息哲学中得到了鲜明地回应。关于信息本质的研究指出：“信息是标志间接存在的哲学范畴，它是物质(直接存在)存在方式和状态的自身显示。”由此不仅承接了古代哲学的哲思，而且扩展了其思想内涵。这主要体现在信息哲学作为20世纪的哲学思潮，作为时代精神的精华，坚持摒弃二元分立，将形式与质料内在的统一起来，认为在形式显示之中，质料乃是始终作为一个不可分割的基底起作用的。“潜能当它还未曾转化为现实的时候，它是关于将要产生的现实的信息的载体；由潜能转化而来的现实则是它由以转化而来的在它之先的潜能的信息载体，同时，它又作为一种新的潜能而潜在规定着更新形式的现实的信息。”。由此，信息哲学以一种崭新的方式回答了古老形而上学的基础性发问，即“究竟为什么在者在而无反倒不在?”。信息哲学认为信息乃是在者在之根据，曾经在、现在在和将来在之根据，而无，即无信息，因而无形式显示，无本质生成，无成其自身之过程和根据，因而不在。

二、信息哲学中形上问题的“关系”维度

在学界关于信息哲学的论辩中，形式和关系概念往往处于核心地位，也往往被赋予浅薄化、平面化和实体化的解释。如同上述关于形式概念的研究旨在深刻化、立体化和过程化信息哲学的形上之思，关系概念在其中也应体现更加丰富的意义。如果说形式是信息哲学中的奠基性概念，那么关系概念则将信息哲学的形上架构铺展开来。

在信息哲学中，人、自然与社会，以及身与心的关系得到了崭新的诠释。在信息哲学关于存在领域分割的逻辑推演中，存在领域被划分为四个面相：客观实在、客观不实在、主观实在与主观不实在。从唯物主义的实在观出发，我们可以认为客观实在=物质，客观不实在+主观不实在(精神)=信息，由此，整个世界在其基础的关系层面便获得了一

个新奇的诠释视角：人，作为身心的统一体，便包含着客观实在(物质)与主观不实在(主观信息)的双重因素；非人化的自然，便是客观实在(物质)与客观不实在(客观信息)的统一；社会，具有人化与化人的统一性，便更是客观实在(物质)、客观不实在(客观信息)与主观不实在(主观信息)的三元一体。

基于上述论断，可以认为信息作为不实在，贯穿于人、自然与社会的构成之中，实际上，它也同样处于三者间的关系之中。

一方面，在人与自然及其相互关系中，信息构成二者，并作为“显示”与“意向”的统一将二者联结起来。在坚持“世界统一于物质”原则的基础上，我们认为自然，尤其是非人化的自然乃是以物质为其基质的，同时又由下而上地将自身在客观信息层面上显示出来，而这种基质与显示的统一才是完整的自然本身。任何将信息排除于自然的构成之外的思想，都无一例外地沉陷于实体思维的樊笼之中了。人，作为“一切社会关系的总和”，乃“是一个多维的存在：自然的、社会的(文化的)；肉体的、灵魂的；生理的、心理的、行为的。”人，体现着自然、社会、心灵、身体等因素相互作用的复杂性关系，或者说，在信息哲学的视角中，人是多重信息综合建构的产物。在此意义上，人是世界上具有最为复杂维度的存在者，因此，无法对其进行简单还原性的分析。然而，就人与自然的关系而言，“意向”却构成了其中最基本的联结模式。“意向”，在当代哲学研究中，其内涵并不局限于在胡塞尔哲学中的原初意义，具有更为丰富内涵的“下向相关”或“指向”应该成为“意向”一词的深化意义。在信息哲学中，对“意向”一词的使用，便是赋予了其如此更深刻的意义：在广义上，它表征着信息作为原发点，以一种指向的姿态，将其自身相关于物质的动态关系；在狭义上，它意指着主观信息作为原发点，通过多重中介，指向并将其自身下向相关于客观存在物的动态关系。由此而言，具有主观能动性的人正是通过“意向”模式，与物质的自身“显示”相“冲撞”，进而建立起其与自然的密切关系，于是，诸多相互作用产生于其中。

另一方面，在人与社会及其相互关系中，信息亦构成二者，并作为“突现”与“还原”的统一将二者联结起来。“能动地把握、利用、开发、创造和实现信息是人类社会的本质。”这是信息哲学从人与社会的关系出发，对社会概念高度抽象的概括。建基于物质――信息世界的双重演化观念，从社会的内在生成视角出发，认为社会乃是人与自然、人与人之间的相互关系在物质层面与信息层面双重演化的动态过程。社会中人与自然之间相互关系的主要内容已经在前文中简单论述，这里仅指出，其中的“意向”在社会中突现为“集体意向”的复杂状态，而“显示”则更具有了间接性的、多维度的中介机制，从而使得人与自然的关系更趋复杂化。就社会中人与人之间的关系而言，“人之所以展示为人是因为人通过了以社会为中介的生理、心理和行为的二维结构的建构。”并且，正是通过这二维结构的进化发展，将人与社会的关系建构成为一个“突现”和“还原”双向作用的动态过程。“一方面，人的个体集合形成的类构成了人的社会，另一方面，人的类的存在形式社会又规定和影响着人的个体的存在；一方面，社会的活动必须以人的个体的活动为基础，并且，社会的活动又只能存在于一个个的个体的活动之中；另一方面，个体的活动又必然会自觉或不自觉地以与社会整体的活动模式相一致的方式来塑造自身，并且个体的活动又一定会被整合到社会整体的活动模式之中。”

由此可见，“显示”与“意向”“突现”与“还原”乃是信息哲学中关系问题的具体双向维度，它们两两相合，协同整体架构起信息哲学中世界如其所是的复杂性图景。

三、形式生成和关系构成：信息哲学中的意义忖度

在信息哲学诞生之前，信息概念远没有意义概念那么深厚的哲学意蕴。亚里士多德在《范畴篇》中便已经涉及到意义理论的诸多面相。然而，意义问题却仍然是西方哲学传统的―个盲点，因为“意义这个‘东西’太原本了，它很难被完全对象化，但是这不是说它跟对象没关系，对象恰恰因为它而可能。”在20世纪哲学中，受摒弃二元分立的思维方式影响，哲学传统中的意义层面被重新“捕捉”到了。信息哲学将意义问题纳入其研究视域中既是自身研究发展的需要，也是20世纪哲学研究日益走向深化的产物。当前国际信息哲学研究主要表现出两种路径，一是信息的形而上学路径，二是语言和逻辑分析的路径。在第一条路径中，意义问题往往被淡化，而没有形成主题研究，而在第二条路径中，由于相关术语的误用则造成一种“可悲的混乱”。实际上，在信息论创立之初，韦弗就指出：“信息一词在该理论中是在特殊意义上使用的，不应与日常用法混为一谈，尤其是不应与意义混为一谈。”许多信息语义学者持有意义实在论的立场，而将主体的因素排除在外，从而未能给信息哲学中的意义问题提供合理的解答。在20世纪80年代以后，随着以英美哲学家为主体的日常语言哲学传统和以欧洲大陆哲学家为主体的诠释学、普遍语用学及超验语用学日益走向融合，哲学研究也出现了从意义主题到信息主题的转向，其中，信息与意义的关系凸现出来，而对这一问题的思考体现在信息哲学领域中，便形成了信息哲学中的意义问题。

在分析哲学中，意义问题并不处于形而上学的，研究域中，然而信息哲学中的意义思考却与形式、关系等形而上学基本概念相关紧密，甚至可以说，“形式生成”与“关系构成”共同呈现了研究意义问题的出发点和前进方向。

一方面，从形式之思来看，作为物质(直接存在)存在方式和状态的自身显示的信息，从其原初的生成来看，乃是与人无涉的、纯粹自然的物理学现象，由此而呈现的信息，即为客观信息，或称自在信息。“在这个阶段里，信息还只是以其纯自然的方式，自身造就自身、自身规定自身、自身演化自身，从而展开其自身纯自然起源、运动、发展的历程。”这里的“自身”二字表明了将某种类似于主体的自主性赋予信息，从而为客观信息中意义的生成架设了理论基础。从传统形而上学的视角来看，物理事物之间最根本的相互关系便是以形式为动力的相互流动和以形式为目的的相互转换，而在物理学中，它是以“相互作用”为量纲的。“从现代科学的理论来看，事物间的相互作用是通过物质(包括质量和能量)和信息交换来实现的，……就相互作用必然引起参与相互作用之事物的物质和信息结构的改变这一隋景来看，凡是相互作用过程都必然会伴有价值关系之发生。”在这里的价值关系便是客观信息中原初生成的意义内容。这里的意义乃是“表示在价值和地位含义上的意义(Bedeu－tung)。”

生物信息学的概念篇（9）

一、教学设计的界定

教学设计是一门以学习心理学、教学理论和教学技术的研究

成果为依据，寻求解决教学问题、优化教学总体成效的应用学科。换而言之，教学设计是教师主动自觉地运用教学理论、学习心理学理论以及系统论等其他科学的理论，确定教学目标后，通过整合教材和其他信息资源，形成能够帮助学生习得学习结果的最优实施

方案的过程。它的核心特征是教师能够主动自觉地依据学习理论、教学理论等科学的理论，为一类教学问题提供有效的通用的解决

方案。从立论基础看，教学理论存在两种不同的取向，一种被称为哲学与经验取向的教学理论，另一种被称为科学心理学与实证研

究取向的教学理论，对具体的教学设计而言，基于哲学和经验的教学理论能够给予启示性的作用，但可操作性相对较弱。本文所讨论的观点是基于科学心理学――加涅的信息加工心理学。

二、加涅关于学习的信息加工理论

1.信息加工心理学的基本观点

信息加工心理学重点关注人们如何注意环境中的事件，对要

学习的信息如何编码，如何对信息进行加工、存储以及如何提取信息等等。信息加工心理学的基本观点是：将个体视为一个信息加工系统，学习是信息加工过程，学习者从学习环境中感知，识别信息，在工作记忆中加工成对个体而言的信息。

2.学习与记忆的信息加工模型

加涅在吸取信息加工心理学研究成果的基础上，提出了学习

与记忆的信息加工模型。这一模型包括三个系统：操作或加工、执行控制和预期。操作系统是学习者的信息加工过程，执行控制是跟学习有关的认知策略，预期是有目的地选择跟学习有关的信息。加涅认为，能被注意到的信息存储在人的工作记忆中，工作记忆中贮存的信息可以通过内部复述而得到保持，从而有助于信息编码进

入长时记忆，当学习者需要这些信息时又可以被提取出来回到工

作记忆中，从而与其他输入的信息整合在一起形成新的习得技能，表现出特定的外显行为。

在实验心理学研究成果的基础上，加涅认为学习者的工作记

忆容量有限，并且当呈现许多信息单元时，学习者无法从这些繁杂的信息中整合得出所有结论，只有先呈现一部分信息，学习者经过加工后才能获得一个相关结论，信息加工具有一定的序列性。这些均为物理概念与规律教学设计有效性的判断依据。

三、学习者的信息加工方式――逻辑推理

学生学习物理概念和规律的意义，就是通过学生自己的思维

活动形成这些概念间的本质或因果联系；在物理学科的学习中，学生通过运用特定的推理方式来建立概念间的联系。

物理学科中常用的逻辑推理主要有归纳推理、演绎推理、类比推理等，不同的概念和规律的获得需要选择不同的逻辑推理方式。以演绎推理为例，这种推理有两个前提，即大前提（概括性的一般原理，学习者已经掌握的原理）和小前提（对个别事物的判断），演绎推理的结构就是根据两个前提之间的关系做出新判断（推理），得出结论。例如，以教师运用演绎推理帮助学生习得“物体下落快慢与物体的质量无关”这一结论为例，教师做一个演示实验：将三张质量相同的纸从同一高度同时由静止释放（其中一张纸被揉成

团，一张纸被对折一次，还有一张纸被平展），实验现象是三张纸下落快慢不同，学生观察后得出一个判断“三张纸质量相同，下落快慢不同”，这是小前提；“如果物体下落快慢与质量有关，则质量相同的物体下落快慢相同”，这是学生经验中已有的原理，即大前提；学生能够通过大前提和小前提推理得出结论“物体下落快慢与物体的质量无关”。其推理结构示意图如下：

大前提Pq 实例：物体下落快慢与质量有关质量相同下落快慢相同

不同的逻辑推理具有不同的逻辑结构，此处不再一一阐述。

四、“物理概念与规律”教学设计有效性的判断依据

1.有效教学的界定

有效教学的核心是教学的效益，即什么样的教学是有效的？因此“有效”成为关键点，它主要是指通过教师在一种先进教学理念指导下经过一段时间的教学之后，使学生获得具体的进步或发展。有效教学的“教学”，是指教师引起、维持和促进学生学习的所有行为和策略。因此，有效教学就是教师通过各种教学策略，让学生的学习效率得到大幅提升，使教学有效果、有效率、有效益。

2.有效的教学设计应符合的条件

基于加涅的学习与记忆的信息加工理论模型以及物理概念

与规律获得的信息加工机制，笔者认为判断“物理概念与规律”教学设计的有效性应符合以下要求：

（1）符合信息容量限制的要求

根据加涅的信息加工模型，学习者的工作记忆容量是有限的，因此教师在进行教学设计时要注意给学生呈现的信息量要保持在适度的容量限制范围内，更要减少无关干扰信息的呈现，以此减少学生不必要的记忆负担。

（2）符合序列加工的要求

加涅的信息加工模型给我们的启示：学生无法从教师给定杂

乱无章的大量信息中整合出所有结论，教师只有先呈现一部分信

息，学习者经过加工后才能获得一个相关结论，信息加工具有一定的序列性。这就要求教师合理地整合信息资源，明确教学目标，把教学目标分为若干子目标，依据若干子目标合理呈现一部分信息，以便学生有效轻松地获得相关结论。

（3）符合信息加工方式的要求

物理概念与规律的获得机制是逻辑推理，相应的逻辑推理具

有其特定的逻辑结构，因此，教师在帮助学生获得相关概念和规律时所选择的逻辑推理结构应符合特定结论获得的加工方式，从而

减轻学生的理解负担。

（4）控制加工的要求

教师要帮助学习者在所呈现的大量信息中，有目的地选择需

要加工的信息，在教学活动中教师要给予学生有目的的指导，从而减少学生识别信息的盲目性，提高教学的效率。

参考文献：

[1]陈刚.物理教学设计[M].上海：华东师范大学出版社，2009（3）.

生物信息学的概念篇（10）

兰本达教授的“探究-研讨”教学法，它的核心思想是“帮助学生在大量事实信息的基础上发现具体概念、形成科学概念”，我尝试创设了“引发问题－组织探究－研讨综合－分析总结－实践运用”五段式科学概念教学流程。

一、引发问题，提出探究主题

教学时，我首先出示一根白色的塑料管引导学生：这是什么？它有什么特点？然后又出示一根黑色的管子，引导学生比较它们之间的异同之处：除了颜色外，其它方面几乎都一样。接着引出问题：把它们同时放在阳光下，可能会发生什么变化？让学生进行猜测，充分激发学生的学习兴趣。

按照兰本达教授的理念，科学教学的起始阶段，一般是先提出探究的某个问题。我们可以运用实物、实验、实例、故事等富有趣味性的教学方法，由教师直接提出具有启发性的问题，也可以在教师引导下，让学生通过分析某种现象自己发现问题，提出问题。

但在具体上课时，应该采用何种教学方法来合理引发学生头脑中已形成的问题，则主要取决于教师个人处理“文本、生本、师本”的能力。

二、组织探究，获取事实信息

“探究-研讨”教学法认为：概念是思维的基本要素，但概念来自学生的感性认识。只有让学生充分接触客观事物，才能增加学生的感性认识，信服地概括出具体概念。这就需要我们组织学生进行有效探究。

当很多学生认为“黑白塑料管的温度可能会发生变化”时，我马上引导：怎样才能观察到这种现象呢？围绕这个主题，我们应该采用怎样的研究方法？要改变哪些条件？不改变哪些条件？用什么方法进行条件控制？需要哪些材料？通过学生个人和小组讨论，一起来设计完成实验方案，然后严格实施实验计划，获得各种实验信息和数据。

需要注意的是，在组织探究过程中，教师一定要相信学生，放手让学生去探究自然事物的特征、结构、联系、变化等信息，保证学生探究的时间，同时，要持之以恒培养学生有效合作、边观察操作边思考记录的良好习惯。

三、研讨综合，概括具体概念

当学生获得了各种数据，有了较多事实信息后，我就积极引导学生进行研讨综合，科学处理各种信息：“请各组把获得的信息和数据传达给大家。”“从这些数据中，你们发现了什么现象？”“为什么会有这种现象？”对其中个别有出入的数据，则引导学生深入分析产生的原因。在学生“知其然”、“知其所以然”的基础上，才让学生信服地概括出：阳光下，物体的温度会发生变化，这与物体吸收光与热的多少有关；同一物体，黑色比白色温度上升明显。

“探究-研讨”教学法，十分重视“认识的主体与客体间的相互作用，主体群体各成员间的相互作用，师生之间的相互作用，中介材料与客体和主体间的相互作用，主体个体的思维和语言间的相互作用，内部语言和外部语言的相互作用”，使学生通过大量事实信息的交流、碰撞，“水到渠成”般的形成具体概念。

值得说明的是，学生在研讨过程中，会有一个“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的经历。在研讨时，教师不能以“仲裁人”自居。教师要把研讨时间、方式、内容尽可能交给学生支配，让学生真正成为学习的主人。

四、分析总结，形成科学概念

当“探究－研讨”过程结束后，教师应对学生刚刚形成的具体概念进行分析小结。正如兰本达教授所说：所有概念的建立，都要在浩瀚的事实中探求意义，探寻一个概括的体系，把一个问题所有可能的特征都包括进去。

在学生信服地得出“黑白管子在阳光下温度会发生变化”等具体概念后，我就顺势引导学生：刚才我们是在怎样条件下得出这些结论的？这些概念告诉我们什么？你了解了这些概念后，有什么启示？目的是让学生进一步明白：我们得出的概念是在特定的环境中产生的；这种现象是确实存在的；但我们只仅仅了解了个别物体。

五、实践运用，深化科学概念

学习科学的目的之一，是让学生能在生活中进行应用，并在应用中重新研究科学。因此，学生学习完某个主题后，应适当布置一些课后探究，把课堂教学引伸到课外。

课后，我就要求学生探究：木头、铁管子、布、纸、玻璃等不同材料，是否也和黑白塑料管子一样具有以上特性？并请学生解释“为什么夏天人们一般喜欢穿浅色衣服，冬天一般喜欢穿深色衣服？”等生活现象。

在实施五段式科学概念教学流程时，我时刻把握：内容上，以学生自己独立研究解决的内容为主；活动方式上，以学生动手、动脑、动口、观察、实验、讨论、思考、解决问题为主；时间上，以学生独立支配的时间为主。

通过本课教学，我更加坚信：我们只有紧密结合本地区的教学实际，创新“探究－研讨” 教学法，才能把兰本达教授关于科学教学的精髓，成功地应用到小学科学概念教学实践中去，为今后的发展打下扎实的基础。

生物信息学的概念篇（11）

【正文】

1．目的性解释或功能解释的方式是概念自主性的逻辑延伸

如果承认生物学理论具有自主性，那么理论自主性的根本在于概念的自主性，即存在所谓不能用物理——化学术语进行描述和定义的概念。生物学理论自主性的另一表现——理论体系的目的性解释或功能解释方式，是概念自主性的逻辑延伸。另一方面，生物学理论中仅存在自主性概念并不必然导致目的性解释或功能解释，例如，孟德尔遗传学、公里化处理后的群体遗传学和进化论的演绎体系(1),其中所有的概念都没有与物理——化学发生关联，都是自主的，只有在一个体系中，例如，以分子生物学为主体的现代生物学，存在自主性概念的同时，又存在物理——化学的术语和概念，并且，二者都处于解释起点的位置，才必然导致目的性解释或功能解释的理论结构，这种结构成为融合自主性概念与物理——化学概念为一体的方案。就现代分子生物学来说，其中的物理——化学概念所描述的是生命现象中的分子及其行为，而自主性概念所描述和推演的是我们宏观经验的生命现象本身，这二者之间，从概念的构造和体系的建立的过程来说，分属两套逻辑体系，因而它们之间没有逻辑演绎的导出关系(2)，同时，由于生命现象的复杂性（即使假定把它描述成所谓的因果反馈网络是可行的方案），难于形成一个由前者到后者的历史演化的因果决定性的理论描述，剩下来将二者结合在一个理论中的唯一方案就是目的性解释或功能性解释的方式。由此形成的体系中，自主性概念（如遗传信息）处于核心地位，物理——化学的术语和概念（如dna，蛋白质）是附属的。现代还原论（或称分支论，企图将生物学作为物理科学的一个分支）对生物学理论的目的性解释或功能解释方式的一切责难，以及将其变换为演绎解释方式的企图，如果不首先化解概念的自主性问题，将是徒劳的。

从生物学理论的客观构建过程来说，这些“自主性概念”是直接从生命现象中认定的，因而也是无机世界所没有的。在自主论看来，无论站在什么角度或立场上，“自主性概念”是理论中不可再分解的最基本，最原始的元素，是解说其它现象的起点；而在还原论看来，从物理——化学的立场或从无机界与生命界的关系的角度来看，“自主性概念”是复合的，应由物理——化学的术语和概念复合而成，因而它们就不应是理论中最基本的元素。我们顺着还原论的思路思考下去，还原，就是最终由物理学中的概念逻辑地演绎“自主性概念”的内涵。物理学中所有概念都终究归结为可感知、可操作的三个量纲：质量、空间、时间。物理科学内部的还原都是这种归结：对热质的否定并把热现象归结为能、温度归结为分子的平均动能，从化学到量子力学等等，著名的“熵”，则以热量与温度的关系来表示，在申农创立了信息论之后，人们便千方百计地寻找“信息”与物理学的关系，勉强将其与“熵”联系起来。从有限的意义上说，分子生物学还原了经典遗传学，将基因还原为dna和“遗传信息”，而“遗传信息”如何进一步归结为物理学的量纲呢？“遗传信息”是一系列生命过程的整体赋予dna等生物大分子行为以生物学意义的概念，也就是说在解释的逻辑次序上整体在先，元素在后，这是“遗传信息”这一概念的自主性的来源。因此，分子生物学的还原仅是有限意义上的还原，甚至不能说是还原，因为它仅仅是以一个自主性概念（遗传信息）解说了另一个自主性概念（基因），而“遗传信息”已成为现代生物学的研究范式或纲领的核心。因此，现代分子生物学并没有给还原论以支持，而且具有反作用，因为，如果说经典遗传学是一个演绎体系因而在这一点符合还原论的要求，那么分子生物学由于“自主性概念”与物理——化学概念的混合而具有了目的性解释和功能解释框架的特征，这成为生物学理论自主性的表现特征之一。

现代自主论正是从分子生物学的这些自主性特征出发，声明了自己的原则和立场。

2．现代自主论的原则及其本体论基础

从活生生的生命现象中直接认定一些概念，从而它们独立于无机界，有别于物理——化学语言，使建立在这样的概念之上的理论具有自主性，最极端的例子是本世纪初的生理学家杜里舒（h·driesch）将“活力”概念科学化和理论化，使它成为逻辑解释的起点；孟德尔到摩尔根所构造的经典遗传学中的“基因”，也是直接以生命现象以及从中所获得的数据为根据认定的有别于物理——化学的概念。本世纪六十年代，分子遗传学将“基因”用dna分子片段代替，使人们一度认为生物学的自主性是一种虚幻的认识，迟早会消失的。但是，并非dna分子片段唯一地代替了基因，而是dna分子与“遗传信息”二者一起来解释基因。“遗传信息”又是直接来源于生命现象的概念，仅就这一点来说，分子生物学仍然具有自主性。这是现代生物学自主论的根据。

现代自主论的主要论点是生物学完全有根据形成自主的概念，“自主”意味着不能由物理——化学术语来分解或描述或定义。为了区别于分子生物学诞生之前的生机论或活力论，现代自主论提出以下原则：将生物学能否还原为物理科学与能否用物质原因阐释生命现象严格区分为两个问题。(3)这个原则所要强调的是，物理——化学并不是对物质世界的唯一表述方式，关于生命有机体自身的物质原因的表述（生物学理论）则是另一种关于物质世界的理论表述方式，二者之间不存在逻辑蕴涵或逻辑导出关系。生物学还原为物理科学，其严格意义是以物理——化学的概念和定律来解释生命现象，从而推演生物学理论。仅从概念的层次来说，完全用物理——化学的术语描述或定义生物学概念，已经非常苛刻而至今远未做到。现代自主论“用物质的原因阐释生命现象”则宽松得多，实际上，分子生物学就是这样，以生命大分子组成，再加上遗传信息、复制、转录、翻译以及选择、稳定等诸多生物学独有的自主性概念，成功地阐释了从功能到进化的许多生命现象和活动。这是一个非常实际的原则，既可以摆脱科学史上令人厌恶的“活力”纠缠，又没有象还原论那样自套枷锁。

虽然如此，如果深究这一原则，则存在以下问题：

第一，现代自主论所称的具有自主性的生物学概念的认知来源无疑仍是对生命现象的直接认定，因此，在还原论或分支论那里应该是纯粹的解释对象的生命现象，在此成为认知和解释的起点。至少在这一点上与“活力”概念是相同的；

第二，现代自主论的本意是，生命现象中的物质运动方式为无机界所没有，因而对这些运动方式、关系等可形成独立于或自主于描述无机界物质运动方式的物理——化学的术语、概念乃至规律、理论，作为解说生命现象的前提。这种主张或可与当下的生命现象或“功能生物学”(4)相谐调，但与科学界的一个基本承诺（也是一个从未被证实过的预设）相抵触：生命来自于无机界。这意味着生命现象中的运动方式与无机界的运动方式有—个逻辑与历史相统一的关系，描述它们的理论也应有一个统一的逻辑关系，因而自主性不应该是必然的。

第三，在解释上，“物质的原因”中的“物质”是指生命体组成，主要是生物大分子，因此在现代自主论看来，分子生物学在具有了自主性的同时，又具有了物质性。而具体体现这种主张的分子生物学必然是自主性概念与物理——化学的术语和概念相“混合”的理论，其中，直接以生命现象作为实在性基础的自主性概念占有主导地位，是理论的核心。“遗传信息”规定了未来的蓝图，成为生物大分子所有行为的目的性基础与源泉，(5)它以生物大分子自身的逻辑内涵所没有包容的、因而是外在的东西，来赋予生物大分子行为以生物学意义。这就使得dna等生物大分子成为遗传信息等概念的附庸，导致了目的性解释或功能解释方式(2)。这实际上仅仅一半是物质的，而另一半却仍旧是“生机”的。这样，与其说是解释生命现象，不如说是在阐释生命形式下的分子及行为。这样的理论之所以被人们接受，其原因之一是人们接受了“生命来自于无机界”这个科学界中最基本的承诺之一，它已成为一种指导思想，给人们带来了希望：迟早有一天我们可以使理论上的从无机到生命的逻辑与历史上的从无机到生命的演化过程统一起来。因此，现代自主论的原则尽管与现代生物学相一致，但是，它却与这样一个重大的承诺不谐调。

第四，由此，我们可以做这样的一个回顾：生机论以从生命现象中认定的概念作为解释的起点，可简略称为“以‘生命’解释生命”；还原论则基于近现代科学精神的要求，以描述无机界的概念为起点来解释生命现象（即“以‘物质’解释生命”）；而现代自主论的原则和主张，在分子生物学的具体体现中，却付出了这样的代价：以自主性概念为核心规范了物理——化学的术语和概念，以此为解释起点，但所解释的并非是生命现象本身，而是分子的行为（尽管是生命形式之下的）——自主性的那部分所解释的是生物大分子的（物质的）行为（即“以‘生命’解释物质”），“物质原因”那部分所解释的也仍是物质，而非生命。

以上几点，既是现代分子生物学理论体系中存在的哲学疑难，又是现代自主论的主张所存在的问题。现代自主论的原则是以现代生物学为其合理性依据的，它之所以坚持这一原则，一方面是由于现代分子生物学的内容的确如此，另一方面又企图把这一原则固定为今后理论生物学构建的指导性原则。这不由得使人想起了二千多年前亚里士多德的技巧，他不满意柏拉图在灵魂（生命）与肉体（物质）之间设置的鸿沟，企图找出生命过程与物理过程的密切联系，同时又要界说生命过程以表明与物理过程的区别，他构造了“形式因”和“目的因”的概念来解决这一问题：一件东西赖以构成的原料或物质并没有告诉我们它是什么，但赋予它以形式或目的，我们就可以根据它能做什么来说明它。

进一步的问题是本体论问题。现代自主论的优势在于现代生物学理论的形态和内容确以一些自主的概念作为理论根基的，但它的本体论基础却不令人信服：“生物学自主性的本体论根据在于生命有机体这种体系中的因果关系是复杂的，其中，生命整体行为对部分的制约是无机界所没有的。”(3)在此，存在着这样的悖论：因果关系是对现代生物学自主性的否定，而这里却以因果关系（尽管是复杂的，但仍是因果关系）作为自主性的本体论基础——前文分析了“一个理论体系中自主性概念与物理——化学概念同存并列作为解释的最基本元素，必然导致目的性解释或功能解释的方式”，它的逆否命题便是“非目的性解释（演绎的或因果关系的）体系不允许两种概念混合并列为解释的起点”，只能由一方还原另一方。那么，理论出现了“自主性”，到底是由于生命现象太复杂、纯粹以无机界为起点因果地或演绎地解释生命现象太困难而采取的权宜之计；还是由于存在着无机界所没有的“制约”，因而生命现象在本体上具有“自主性”（自主于无机界、确切地说自主于物理——化学的运动机制），使生物学也具有了“自主性”？接下来就发生这样的重大问题：本体上的自主性是什么？它与“活力”“生命力”的本质区别是什么？现代自主论可以争辩：生物学理论的自主性并不等同于生命现象具有自主性。但是，“整体对部分的制约”等诸如此类的现象如果在本体上不是自主的，而是与无机界有演化机制的因果关联，又为何不能为物理——化学（包括未来的物理科学）所描述？除非承认“科学的认识方法是有限的和不完备的”以及进一步承认“人的认知能力是极为有限的”这样令人气馁的命题，这又回到了“太困难而采取的权宜之计”上来。

因此，现代还原论固执地坚持以下两点与现代自主论的原则以及生物学理论现实作对：第一，生命必须纯粹地作为解释对象，而不能在解释之先从生命现象中预设某些概念作为解释的起点，如果生物学理论中有这样的概念，则它应被分解为物理——化学的语言；由此，第二，用演绎的解释方式转换由于存在自主性概念而采用的目的性解释或功能解释方式。坚持以上两点，也即将生命现象作为纯粹的解释对象而从无机界来演绎，就意味着用“物质的原因解释生命”与“生物学还原”是同一个问题。由于这种理想主义的固执，还原论所遭遇的困境甚于现代自主论。

3．现代还原论的困境

还原论的致命之处，主要不在于它反对现代自主论的原则，而在于反对现实的生物学理论的形式和内容去追求一种不太切合实际的理想。对生物学理论中的目的性解释和功能解释的诸多责难及演绎还原的要求所依赖的合理性依据——解释预言的检验是经验上可操作的，已随着现代生物学的成功而烟消云散，因为目的性解释或功能解释方式同样在试验上可检验。面对现代生物学的成功，以及还原所难以克服的诸多困难，再加上现代自主论强有力的批判和否定，现代还原论发现，剩下来可依赖的唯一合理性是哲学意义上的依据，即“生命来自于无机界”这一预设性和承诺性命题，我们不应“以‘生命’解释生命”，也不应“以‘生命’解释物质”，合理的“解释矢量”的方向应是“以‘物质’解释生命现象”。在这里，“生命现象”是一个很不具体的抽象概念，实际上可具体为被“约束”或“规范”的物质行为表现和“约束”或“规范”机制本身，这是真正的解释对象，也是理论自主性的实在性基础。因而，对于还原论来说，追究“基因”或“遗传信息”的起源和分子进化机制已成为其最后的坚守阵地，并且，当代自组织理论和超循环理论的盛行，似乎为还原论带来了令人振奋的希望。

迈尔曾将生物学理论划分为功能生物学与进化生物学，(4)在功能生物学中，基因所携带的遗传信息是生物学一切功能和目的的基础和源泉，只要突破这一点，即能够用物理——化学的语言演绎地描述形成遗传信息的分子进化机制，那么，还原论至少在原则上取得了胜利。但是，通过以下分析，这种希望似乎又是水中之月。

前面说过，“自主性概念”之所以“自主”，是由于它直接对应于生命现象或认定“生命的实在”，它反映了生命特有的本质，因此，它作为理论的起点，不必给予也不可能进行物理——化学的描述。还原论否认存在生命的特质，把所谓“自主性概念”或直接来自生命现象的概念看成是“复合性”的，可分解为诸多物理——化学的术语和概念，与此相应的试验上可操作性依据是生物化学对生命有机体的组成还原。但是，组成上的还原虽然可作为生命与无机界密切联系的依据，但也没有否定现代自主论的“用物质的原因解释生命不等于还原”的命题及所坚持的原则。否定“自主性概念”的充分条件不仅仅是把它看成“复合性”的，而且要以物理——化学的术语和概念逻辑地导出它的内涵。如果只满足于组成上的还原，结果只能是以“自主性概念”为核心来赋予生物大分子及其行为以生命意义(2)。与逻辑导出相对应的试验依据不是组成上的分解还原，而是与逻辑导出同向的试验可操作性，说白了，就是由无机要素合成生命，哪怕是最简单的生命现象。例如，对于超循环论来说，就是生物大分子超循环耦合能否在试验条件下发生，这涉及到“生命来自无机界”这一命题由哲学化向具体的科学化的过渡，关系到还原论在科学上能否真正站稳。但是：

第一，由无机到生命，经历了漫长时间，并且，生命的产生和演化是在十分优越的条件下选择了唯一快捷的途径而发生的。以人类的有限生命和历史是否有能力进行这种操作呢？这就象大海里的沙子，原则上是有限的，如果想数清楚有多少粒，则在实践上是一个无限的问题。退一步说，仅理论上的操作，即以物理——化学诸要素，通过在无机背景下取得的参数，进行自组织理论的非线性过程计算，来描述无机与生命之间的逻辑关系，这种非线性理论的计算操作也同样是事实上的无限复杂。这种原则上的有限而实践上的无限，直接冲击还原论的哲学基础：决定论。只有决定论成立，由无机到生命的逻辑演绎方式才是理论上可操作的，才具有进行预测和试验上可操作的价值和意义；决定论的前提又是自然有限论，而无限性就意味着不确定性，也就意味着逻辑演绎的理论之路是不通畅的、实践之路是不可操作的。

第二，自组织理论本身的结论——非线性过程的不可逆性，使这种操作不可能。从无机到生命的历史过程，其中有许多偶然性或随机因素起了决定作用并已作为“信息”储存于生物大分子的结构中。由于偶然性或随机因素的不可重复，使时间不可反演，因而整个过程无法进行重复操作。

第三，自组织理论和超循环论的非线性动力学过程的不确定性，使从无机到生命的演绎过程不可能。在此，应对“因果决定论”与“演绎解释方式”作出区分，一般来说，这二者被合二为一地用来与目的性解释或功能解释方式相对立，但它们之间是有区别的。因果决定论是用来表述定律或原理的方式，而演绎解释的方式是解释体系乃至理论体系的构成框架，即因果决定论形式的定律或原理是作为演绎框架的解释前提而出现的。这就可以提出这样的问题：否定了因果决定论的自组织理论的非线性过程的定律、原理是否可以作为从无机到生命演绎解释框架的解释前提呢？按照还原论解释的要求，如果中间环节有不确定因素，将阻碍这种演绎解释的逻辑通道的畅通。只有解释前提的因果决定论形式才与整体的演绎解释框架相谐调。尽管自组织理论及超循环论这一新物理科学曾经被讨论的热火朝天，由于它在分子自组织领域内就已经在逻辑上不确定了，因而，至今为止它对生物学的影响只限于描述性地说说而已，至多提供一个框架式的思想启示。

4．结语

还原论所遭遇的困境，是由于坚守着理想主义的科学信仰而不顾生物学现实。但是，无论是同情还原论而提出的带有折衷性的整体还原，还是反对还原论的自主论，在其构建生物学理论的建议中，只要还主张保存直接来自于生命现象的术语和概念，并且不可被物理——化学的术语和概念、也即描述无机世界的术语和概念所代替，都是在认识论上允许预先设定生命现象作为解释的起点，从而在本体论上承诺了存在着一种生命特质，也就有违于“从无机到生命的历史走向和逻辑走向相一致”这一基本的科学承诺。

在现代生物学面前，还原论成为固执地坚守理想和信仰的牺牲者而在所不惜，自主论由于切合生物学理论的现实而取得了优势，并以能够指导未来生物学理论的构建为最大的价值所在。但是，笔者认为，一门学科，特别是具有哲学色彩的学科，其意义和价值不应仅仅依赖于其他学科，更不能以其可否“指导”自然科学的发展为其价值标准。逻辑实证主义起始的现代科学哲学的历史已证明这种“指导”是虚妄和徒劳的，科学往往自我发展而不听命于哲学家的“指导”。在这方面，还原论也并不是无可厚非。无论是还原论还是自主论，它们的目的都是企图指导生物学理论按照它们指定的框架来运行，结果使我们处于这样一个悖论之中：如果信守“生命来自无机界”这一命题，则应否定“不能用描述无机界物质运动的概念、规律即物理科学进行还原”；而坚持还原论，则遇到操作上包括不确定性对演绎过程的否定的阻碍。这是否值得我们反思一下过于功利主义倾向的行为，以修正我们对科学的哲学探讨的目的？科学哲学的真正意义和价值在于自身，在于对科学及其与自然的关系的理解，在于它自身体系的建立，这个体系体现了人类的心智对完美的追求和向往。这一点，特别是在一个人欲横流的社会里，是极为可贵和重要的。

【参考文献】

(1)rosenberg.a.(1985).the structure of biological science．(cambridge：cambridge university press）．

(2)郭垒：“生物学自主性与物理科学的理论构建”，《自然辩证法研究》，1995年第3期。