加涅认为,就最简单的定义而言,至少含一个以上的客体(他称之为“事物概念”)和一种关系(他称之为“关系概念”)。例如:在“酶是活细胞产生的催化(关系概念)生物化学反应(事物概念)的一类特殊有机物(事物概念)”定义性概念中,我们可以明显地看到上述的基本成分。绝大多数的定义性概念还常需要对其中事物概念的特征增加另外的一些描述。如“种群”的定义,最简单的可以是“生物(事物概念)繁殖(关系概念)的单位(事物概念)”,若要增加这一定义的适当性,还需增加另一些描述。
若要学习定义性概念,其中所含的子概念必须已为学生先前获得。由于定义不可能处于一种永远的循环之中,其中的某些子概念最初必然是在没有定义的情况下获得的,即它们是作为具体概念而习得的。从这一意义上来说,具体概念是定义性概念的前提。如“有氧呼吸”这一定义性概念的习得,就必须是学生先前获得了线粒体这样的具体概念,才能习得有氧呼吸的过程、实质和意义,最终构建成有氧呼吸这一定义性概念。
二、定义性概念的学习条件
定义性概念通常是通过言语信息传递给学习者的,这意味着要提示学生回忆新概念中所包含的事物概念和关系概念,他们才能迅速“掌握”新概念的含义。如“基因自由组合定律”这一概念的言语表述就是学生获得这种新概念的适当方法,该定义的表述中有早先习得的概念,如“减数分裂”、“同源染色体”、“等位基因”、“非等位基因”等提供了一些记忆线索。如果不知道这些子概念的意义,学生显然不能通过这些言语信息获得这一概念的定义。因此,定义性概念的习得受相应条件的影响,包括内部条件和外部条件。
1.学生自身的内部条件
学生必须掌握一定的句法规则,以便能对定义性概念的言语信息作出反应。定义性概念既揭示某一概念包含于它的属概念,又强调与其他种概念之间的差别。如“真核细胞”包含在“细胞”这一属概念下,真核细胞和原核细胞这两个种概念间的差别是“有无核膜包被的细胞核”,从而我们可概括出“真核细胞是具有核膜包被的细胞核的细胞”这一定义性概念。当然这样的语言技能一般在早些时候就已学会,但语言技能的这种运用意识仍需要一定程度的培养和训练。
2.教师创设的外部条件
定义性概念的学习一般以口头或书面的方式呈现定义。这种言语命题的方式,要求教师维持各子概念的适当次序,促进学生回忆理解语言句法中的涵义。如学习“转录”这一定义性概念时,教师应该把其中的“DNA的一条链为模板”、“碱基互补配对原则”、“合成RNA”这些子概念按一定的次序呈现,引导学生回忆理解,最终促使学生形成“转录”的定义及意象。
呈现定义性概念的同时,还应呈现相应的正例和反例,且正反例应尽量多变。当所举的正例与所学的定义性概念较为相似,或反例是表现了关键差异时,获得的学习效果是最佳的。如在学习“原生演替”概念时,我们要列举海底火山喷发形成新岛、冰层融化后演替这样相似的正例,更要举出过火后的林地、弃耕后的农田这样次生裸地上发生的与之有着关键性差异的演替,如此,学生对于两种演替特征回忆区分效果就会更好。
三、定义性概念的教学设计
定义性概念是反映事物内在且本质的某种属性或与其他事物间的某种关系。高中生物教材中涉及的概念大多属于此类,且常以陈述句给予表述。教学过程中,以认知建构主义学习理论为指导、以优化认知结构为目标、以知识结构改造为核心,引导学生主动学习生物学定义性概念,弄清定义陈述的要点,理解关键词,把握概念的内涵与外延,并通过正反例变式训练达到灵活运用。
1.呈现定义,理解陈述
定义性概念的呈现,既可言语陈述直接告知,也可引导学生自主阅读教材。呈现定义后,要引导学生理解其关键要点,厘清概念的内涵和外延。这样,学生就将定义纳入到了他们已有的认知,并对接于原有知识,获得意义。要让学生理解陈述,一方面要引导学生找出新旧概念的相同之处,如DNA的“复制”、“转录”与“翻译”,三者相同之处是都以一种生物大分子为模板合成另一种生物大分子;另一方面要引导学生发现新旧概念的不同之处,如DNA复制是以DNA的两条链为模板合成DNA,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA,而翻译则是以RNA为模板合成多肽。这样,既将新旧概念做了有机联系,又不致混淆。
2.新旧联系,同化概念
3.归纳整理,构建图式
通过概念同化可建立新旧概念间的上下位关系,而有些概念间虽没有这种关系,但具有共同的关键特征(如“生态系统”、“生物群落”两个概念都涉及到种群),如果构建成图式,学生就能厘清相应的定义性概念。如基因的复制与表达涉及许多概念,有的是并列关系,有的是上下位关系,要理清它们间的联系存在一定的难度。教师可引导学生从基因的功能出发,将基因的复制、转录、翻译相联系;从基因和性状的分类出发,将显性基因、显性性状、隐性基因、隐性性状等相联系,及时用概念图式表征出来,以精加工策略将新旧知识整合起来形成新的认知结构。
4.变式练习,提供反馈
通过前述三种方式学生只是做到了对概念的理解,而学习的目的是在新的学习情境中如何运用概念,而促进对概念应用的关键是变式练习。以技能的形式习得了定义性概念的标志就是学生在变式的情境下,能够结合概念的关键特征对正反例作出恰当判断。变式练习设计时既要有变化,又要保持关键特征不变,也就是说通过变化无关特征,就可形成变式。如呈现“翻译”定义后,不仅要给学生呈现翻译的图解这样的正例,还要呈现RNA复制这样的反例,学生对于翻译概念的理解就可更深入更清晰。变式练习的设计与使用,使学生对定义性概念内涵的理解与应用更加深刻。
以上只是依据加涅的定义性概念学习原理对生物学概念的学习所作的粗略的探讨,该原理在高中生物学概念教学中的应用还有待我们进行更深入的实践研究和理性反思,借鉴其他的学习原理并将它们灵活地运用到教学上将有利于我们为学生提供更优化的学习条件。
参考文献
通过概念复习教学,促进学生理解和掌握生物科学领域中核心的基础内容,并在新的情境中加以应用,才能有助于形成或提高理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力、综合运用能力,不断提高自身科学素养。因此,生物学概念复习教学是高三生物学教学的核心任务与基础。
为了提高高中生物学概念复习教学的有效性,笔者认为应注意下列两方面的教学。
一、强化核心概念的复习
高中生物课程强调核心概念的教学,这就要求进行模块备课、单元备课及课时备课时,必须学会准确地把握模块、单元及课时的核心概念。核心概念具有基础性、系统性及联系性等特征,即核心概念具有内涵丰富,可以发展其他概念、核心概念与其他概念以一定的关系组成了同类事物的整体、核心概念引领整个系统知识块的发生、发展和深化等。一般来说,每个模块的核心概念数目控制在10―15个。如生物必修Ⅱ《遗传与进化》的核心概念有:染色体、基因、中心法则、减数分裂、性状、突变、重组、遗传规律、基因频率、物种、种群、自然选择、隔离等。此处直接用生物学名词术语代替了概念的表述,是鉴于读者知道这些生物术语的内涵和外延,而在课堂教学中,应该要用适当的陈述句、科学地表达这些概念,才能有利于学生分析、理解、掌握与应用。
强调核心概念教学的目的是避免传统的对繁杂的生物学事实性知识的记忆教学,转变为追求对核心概念的理解学习和深度学习,体现了国际科学教育倡导的“少而精”(lessismore)的教学原则。
1.概念与术语不同
2.概念与定义不同
通常人们将概念的含义直接与定义相对应,这观点从上世纪70年代起受到质疑:有一些概念如等边三角形有明确的定义,但更多的概念特别是更为抽象复杂的概念,它们所包含的意义无法用一句定义确切表达。同时,随着时代的发展、科学的进步,人们对它的理解不断地发生变化。如现代遗传学尚没有给基因一个统一的定义,多数分子遗传学著作阐述现代基因的概念时,主要从基因与性状的关系、与染色体的关系、与DNA分子的关系、与遗传信息的关系、基因的结构特征以及基因的分类等六个方面上进行界定。此外,对学生而言,随着学习的深入,“定义”的描述会不断变化、加深。如光合作用这一概念,初中阶段的定义是绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程就是人们常说的光合作用。高中阶段的定义是光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。光合作用的过程是十分复杂的,它包括一系列化学反应。根据是否需要光能,这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。可见,高中阶段对光合作用要求提高了。
明确概念与名词术语及定义的区别,就要求概念复习教学过程中,杜绝将概念以孤立的名词解释的方式让学生死记硬背,这是一种无意义的学习。长此以往,学生可能知道或记得某个生物学名词术语或定义,但不理解概念及概念之间的联系,无法构建良好的生物知识结构,就谈不上在新情境中运用这些知识。另外,随着学生年龄的不同,“定义”的描述会不断变化、加深。所以“定义”可能会让学生在后续学习时产生困惑。
概念复习教学还应通过生物图、生物表、概念图等形式帮助学生构建概念之间的内在联系,形成知识链、知识网。
二、注意区分生物学事实和生物学概念
生物学基本事实包括动物、植物等生物的名称;大小、形状、颜色等生物的外部特征以及生物、生命现象的发生和发展的过程等。概念是人脑在感觉、知觉和表象的基础上,对感性材料进行去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思维加工和改造的产物。总之,事实是客观的,是通过感官或者一定的仪器器材进行观察测量得到的。概念往往是主观的,是人的思维活动的结果,即是由众多的事实归纳推理得出的。
请分析下列陈述句哪些表述的是生物学事实?哪些表述的是生物学概念?“细胞核控制着细胞的代谢与遗传。”“有丝分裂中期每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。”“由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。”根据上述对事实和概念的认识,我们不难作出判断:“有丝分裂中期每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。”这个陈述句表述的是生物学事实,它是可以通过显微镜、细心观察得到的;“细胞核控制着细胞的代谢与遗传”及“由细胞外液构成的液体环境叫做内环境”这两个陈述句表述的是生物学概念,它们是通过众多的生物学基本事实归纳推理得出的,符合客观实际的。
试题1西瓜消暑解渴,深受百姓喜爱,其中大籽(B)对小籽(b)为显性,红瓤(R)对黄瓤(r)为显性,两对基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据如图所示的几种育种方法的流程图回答有关问题:(注:甲为黄瓤小籽,乙为红瓤大籽,且甲乙都能稳定遗传)
(1)二倍体西瓜子房发育成果实,与种子产生的有关,该化学物质发挥生理作用的特点是。
(2)②过程常用的试剂2是,③过程得到的无子西瓜B果实的基因型和表现型分别为,。
(3)若甲乙为亲本,杂交获得F1,F1相互授粉得到F2,在F2中两对性状均为显性个体所占的比例为。⑥过程进行原生质体融合得到杂种体细胞,该过程需要用到的酶是,⑦过程的原理是。
(4)过程⑧是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化,发生多次细胞分裂,形成,然后,最后长成单倍体植株。
试题2已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。第一年将二倍体黄瓤西瓜种子种下,发芽后用秋水仙素处理,得到四倍体西瓜植株;以该四倍体西瓜植株为母本,以二倍体纯合红瓤西瓜为父本进行杂交,所结西瓜中有种子,第二年种下该种子得到三倍体植株,开花后授以二倍体西瓜的成熟花粉,即可结出无籽西瓜。请回答以下问题:
(1)秋水仙素作用于,可诱导四倍体的产生,秋水仙素的作用机理是。
(2)四倍体母本的基因型是,三倍体的种子位于
(3)三倍体西瓜的基因型是,第二年对三倍体植株的花要授以二倍体西瓜成熟花粉,目的是。
(4)三倍体西瓜无子的原因是无子形状能否遗传(能或不能)。
(5)要想获取大量的三倍体西瓜幼苗,最快的培育方式是,请写出培育过程。
关键词:生物建模;计算机模拟;诱导分化剂;氨基甾体;白血病细胞
中图分类号:TP391文献标识码:A
1引言
2模型的建立
2.1基本思路
计算技术与自动化2007年6月第26卷第2期王光源等:一种基于计算机的白血病细胞治疗效果数学模型
熵值E=cln(∑W)(2)
在细胞群中,我们定义细胞总数为N,而将实际计数的细胞数定义为n,则有:凋亡的细胞数(或被抑制的细胞数)=N-n,那么,将(4)式经过数学中的Stirling概约[5],又设R=n/N,则(4)式整理为:
其中R值的定义域为:0
将公式(1),(3)和(5)合并得:
2.2模型的推广
E瘟魄蔼
即得:H
3计算机模拟结果与讨论
3.1计算机编程流程方框图
计算机编程采用Mathcad软件完成,方框图如下(图2):
3.2新型诱导分化剂对细胞表观熵变的影响
E=ln[0.9(0.48+1)/(1-0.5)(0.5)0.5/(1-0.5)]=1.67
3.3药物治疗前后细胞表现熵值的变化
根据公式(9),当固定药物治疗前的细胞抑制率I1值不变,假设药物治疗前后,D1变为D2(D1D2),T1变为T2(T1T2),那么可模拟估算出药物作用后的细胞抑制率,如表2所示:
表2模拟的结果表明,在5种治疗情况中,当输入的药物治疗后抑制率I2从0%到99%变化时,系统均符合熵值增加的热力学第二定律(H
4结论
动物细胞没有细胞板,细胞板只有植物细胞才有。细胞板是植物细胞进行有丝分裂时,在有丝分裂末期时在细胞的赤道板位置逐渐形成的一层物质,细胞板逐渐扩大变为细胞壁,最终使母细胞分裂成两个子细胞。
细胞(英文名:cell)并没有统一的定义,比较普遍的提法是:细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成,但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。
全身性炎症反应综合征(SIRS)SIRS指任何致病因素作用于机体所引起的全身炎症反应,并且具备以下>/2项体征:①发热(口表体温>38℃)或低体温(24次/分);③心动过速(心率>90次/分);④白细胞增高(>12.0×109/L),白细胞减少(10%;可有非感染病因。
脓毒症(Sepsis)Sepsis国内译为脓毒症,20世纪50年代提出此概念时系指各种致病微生物或其毒素存在于血液或组织中。近年发现其与全身炎症反应有关。为避免与菌血症、毒血症等混淆,近年将Sepsis重新定义为:由感染引起的全身炎症反应,Sepsis与全身性感染(Systemicin―fection)同义,其诊断标准为必须证实有细菌存在或有高度可疑感染灶;其余指标同SIRS。
严重脓毒症系指Sepsis引起组织低灌注或器官功能障碍,如低血压等;组织灌注不足可引起乳酸性酸中毒、少尿或急性意识障碍等。
≥11个器官功能障碍的脓毒症①心血管:动脉血压≤90mmHg或平均动脉压(MAP)≤70mmHg,经输液可恢复正常;②肾脏:液体足够的情况下,尿量
脓毒症休克脓毒症经足量液体复苏仍低血压(收缩压40mmHg)持续1小时或需要升压药维持收缩压≥90mmHg或MAP≥70mmHg。
顽固性脓毒症休克脓毒症休克持续1小时,同时经输液与给升压药无效。
多器官功能障碍综合征(MODS)是指机体遭受严重感染、创伤、休克、大手术等损害24小时后,同时或序贯发生≥12个器官或系统功能不全或衰竭的临床综合征。