关键词：高中物理；数形结合；应用
数形结合思想主要是指在高中物理解题中，结合图形，立足数学方程式，实现二者的有机结合，将复杂的问题简单化，从根本上促进问题的解决。在这一模式中，“数”的作用是实现对“形”的全面、准确分析，实现数量关系难易程度的转换。而“形”则是对问题进行全面、深入和精确的分析，实现问题由抽象到具体的转化，因此，数形结合的方式能够实现对高中物理问题的有效解决。
一、数形结合思想的阐述
数形结合思想的核心是实现数与形的有机融合，对题目中的图形进行全面分析，在此基础上，明确数学表达模式，实现对问题的有序解决。在解答物理题目的时候，借助数形结合的方式，能够使题目中的数量关系更加明确和清楚，而后，能够建立正确的数学方程，实现对整个题目的合理简化，加快问题解决的速度。将数形结合的方式应用到高中物理教学中，能够为物理题目的解决提供有效的工具和方法，使物理思想更加丰富。在物理学科中，数学系数灌入其中，体现一定的关系，同时，物理思想又需要通过一定的方法进行解决。因此，在具体运用中，需要进行数形结合思想的渗透。
二、数形结合模式在高中物理解题中的应用
针对高中物理题目，数形结合的方式更加有效，能够实现二者特征的合理应用，最大化地展现优势，简化物理题目，将图形转化为数学表达模式，学生更加熟悉、更容易接受，对解决物理问题意义重大。在具体应用中，主要模式和思路有两种：一种是对数的形化，一种是对形的数化。
1.对数的形化
在物理学习中，物理公式较多，在物理解题中的应用概率较高。各种数量关系的复杂性和大量物理公式的广泛应用，致使解题时间增多。借助数的形化，可以将复杂的数量关系通过图形展现，实现对数量关系的准确理解，解题成功率更高。
2.对形的数化
物理题很多都是以图形的模式呈现和表达的，因此，物理公式不可缺少。在这种情况下，题目描述抽象，理解难度增大，因此，学生很难准确、快速和及时地找到解题方式，大量时间花费在思考中。借助形的数化方式，变抽象为形象，将图形转化为数字表达方式。这样能够实现对数形关系的全面理解和分析，解题效率大幅提升。
三、数形结合在高中物理力学教学中的应用
在高中物理课程中，力学的比重较大，借助数形结合的方式，能够快速理解力学题目，以更加形象和直观的方式，全面解决问题。
1.将数形结合的思想灌入力学之中，强化教学，不断探究新知识
对新知识的讲解是重要的授课环节，因此，在教学中，教师要探究新知识，寻找规律，实现能力的提升。因此，教学要有紧凑性、层次性。在高中力学中，借助数形结合的思想，有效讲解新知识，发挥图形优势，实现对抽象规律的描述。例如，在进行力的讲解的时候，可以发挥图形的作用，使学生切实感受到力是某种因素的存在，物体在运动状态上的变化主要源于物体相互之间的作用，这就是力。这种方式的优势是更加直观和形象，尤其是发挥了可视化的特点。
2.结合数形结合的理论，实现对新知识的拓展，彰显生活特性
物理学科属于自然学科，与生活关系密切，能更好地为社会生活服务。其学习目标是强调生活与物理的相关促进和影响。在当前的物理教学中，教学模式偏向就事论事，生活性相对不高。虽然解决了问题，但是应用能力不强，学生没有领悟到真谛。在数形结合思想的指导下，学生能够感受到更加熟悉的场景，将生活问题与物理问题进行有机结合，借助数学模型，全面分析问题，形成解决方案，借助数学模式，进行问题的解决，增强学生的直接和间接经验，解决问题的能力得以增强。
四、结语
综上，在物理解题中，借助数形结合的模式，需要注重与实际的结合，发挥优势，实现对抽象问题的有效解决，理顺复杂的关系。也就是说，借助数形结合的方式，能够将抽象的问题具体化和形象化，促使解题思想更加明了，获取更加快捷的解决方案。在具体应用中，教师需要进行全面归纳和总结，加大数形结合思想在解题中的应用，实现数与形的有机结合，实现对物理概念和规律的描述，实现互补，促使数形更好地结合，对物理问题的解决发挥指导性的作用。同时，在教学过程中渗透数形结合思想方法也可以提高教学效率，有助于教师向学生有效地讲授知识。因此，在高中物理教学中渗透数形结合思想是非常有必要的。
参考文献：
[1]谢晖.数形结合思想在高中物理解题中的应用[J].理科考试研究，2014（23）：37-38.
关键词：初中化学；基本概念教学；教学效率
一、初中化学基本概念教学中的注意事项
1.对于较长的概念要浓缩要点，促进学生记忆
对概念进行记忆是学习化学的基础，记忆概念之前首先要对概念进行相应地理解，只有深刻理解相关内容了，才能准确记忆。为了促进学生对化学概念的记忆，可以让学生自己用自己话进行总结和浓缩，提炼化学概念中的要点，这样不仅能够促进记忆，而且可以促进学生对知识的理解和吸收。例如，学习催化剂这个概念的时候，可以让学生将其记忆为“一变二不变”，这样在让学生对一变是什么进行理解，对二不变是什么进行理解，很容易就记忆住了“一变”是指催化剂能够把其他物质的化学反应速率改变，而“二不变”是指催化剂本身的化学性质和质量在进行化学反应的前后是不会变化的。
2.要进行相似概念的比较，避免混淆
初中化学概念比较多，每个化学概念之间都具有一定联系，所以学生们在对概念进行记忆和理解的过程中要注意其中的相似性，并进行比较，避免相似概念的混淆记忆。另外，概念记忆的方法有很多种，可以交叉记忆、对立记忆也可以组合记忆，根据不同的概念采取不同的记忆方法，进行对比，促进学生对知识点的理解。例如，在理解和记忆“氧化物”概念的时候，可以引导学生与“含氧化物”的概念进行对比并记忆，通过对氧化物和含氧化物的理解，学生会明白什么是氧化物，其与含氧化物的区别是什么等等，这样就促进学生进行概念对比，提高记忆效率，并且也有助于加深学生对氧化物和含氧化物知识的理解。
二、初中化学基本概念教学的方法分析
初中化学基本概念教学的方法有很多种，每一种方法都具有其自身所包含的意义，初中化学教师在进行基本概念教学的过程中，要根据本班学生的具体情况选择合理的概念教学方法，以促进学生学习。
1.注重对关键字词的记忆，准确把握概念的内容
为了促进学生对化学概念含义的理解，教师在授课过程中，要注意准确严密地论述概念，并且要对某些用词不当而导致概念错误进行及时的纠正，只有这样才能促进学生对知识的理解，培养学生的逻辑思维能力。另外，关键词在化学概念中的作用很重要，教师在讲解之处，要对概念中的关键词进行提炼，让学生大致理解某一概念讲述的主要含义，然后再进行细致学习，这样能够促进理解。
例如，在讲解“化合物”和“单质”这两个方面的内容时，教师首先要着重强调概念中的“纯净物”这三个字，这样学生就会明白，原来化合物和单质都是一种纯净物，在以后学习中，一提到“化合物”和“单质”方面的知识，学生首先就会想到纯净物。然后，教师可以在依据他们元素种类的多少进行化合物和单质的判断，也可以说一些物质，例如石墨、金刚石、氧气组成的气体等让学生区分是单质还是混合物，促进学生理解和记忆。
2.对概念进行变式理解，避免死记硬背
教师在授课中，要从不同角度对概念进行变式讲解，要“活化”概念，让学生对概念的记忆不再是死记硬背，而是合理地理解和运用，提高学生对概念的记忆能力。
例如，在学习关于“固体溶解度”方面的概念时，可以这样进行概念的“活化”：第一，在N摄氏度的时候，某物质在100g水里面达到饱和时，溶解的质量为Ag；第二，在N摄氏度的时候，100g水中最多只能溶解某物质的质量为Ag；第三，在N摄氏度的时候，在100g水里面，要促进某物质的溶液饱和，最少需要某物质的质量为Ag；第四，在N摄氏度的时候，有Ag某物质要将其制成饱和的溶液，需要用100g的水。这样一个概念，可以从四个方面理解，学生进行区别记忆，能够很快将“固体溶解度”的概念记忆牢固，提高学习的效率。
3.教师要对概念进行正反列举，促进学生理解
为了避免学生混淆概念，教师可以首先对某一概念进行正面讲解，然后再进行反面讲解，加深学生的印象。
例如，在讲解“氧化物”概念的时候，在从正面对氧化物的知识讲解完之后，可以这样反问学生“我们知道氧化物一定是含氧化物，但是同学们含氧化物一定是氧化物吗？为什么会这样呢？”，通过这样的反问，让学生从反面对概念进行理解，不仅激发了学生的学习积极性，而且避免了学生对概念的重复记忆和混淆。
三、结束语
概念教学是初中化学教学中比较重要的教学方法，在进行概念教学的过程中，化学教师要抓住每一个概念中的重点词语，通过对重点词语的讲解，促进学生记忆，同时要对每一个概念的知识点特性进行分析，透彻讲解每一个概念，让学生搞清楚每一个概念与其他的概念的联系和区别，增强学生学习能力的同时，让概念在化学学习中发挥更有效的作用。
参考文献：
[1] 苏继玲、曾琦.概念学习的心理学研究成果以及新进展[J].教育科学研究.2006.4
【关键词】教学手段 初中物理 教学质量
受应试教育的影响，在初中物理教学中，大多的教师采取的是“题海战术”，不断对学生进行习题训练，让学生的思维形成固定模式，同时也让学生对物理学科产生枯燥感，不利于其全面发展。新课改对于初中物理教学的目的要求是“促进学生的发展，提升课堂教学高效。”对此，作为教师应改变传统的教学模式，结合新课改标准，以学生的实际出发，着重强化自我的教学手段，进而通过多样化的教学手段来展示物理的独特性和魅力，提升学生对物理学习探究的兴趣和自主性，促使课堂教学发生质的变化。在此，笔者结合自己多年的教学经验，就强化教学手段，提升初中物理课堂教学质量粗略的谈一下自己的认知和实践。
一、画图法
初中物理知识内容涉及很多的抽象思维，初中生的抽象思维毕竟有限，加之对物理学科的初步接触，使得他们不能够很好的了解和认知物理本质，对此，笔者在教学中尝试运用画图法的教学手段来将抽象的物理本质、物理现象--图形的形式进行具体化的战士，从而让学生较为容易的掌握物理知识，了解物理体系等等。新课改下初中物理教材中有大量的图示内容，诸如：力的示意图、电路图、光路图等等，都决定了画图法教学手段的可行性。笔者运用画图教学手段也收到了良好的教学效果。
如：在学习“串联和并联电路的电流”的教学内容时，对于电路的知识学生很难能够真正的了解，尤其电流的大小表述等等，学生难以想象，笔者则将其转化成为电路图，以实际的图来显示各个电路的内部控制，让学生更具体的了解电流。再如：在学习初中物理解题相关内容时，通过画图能够更清楚的展示题意，产生一定的解题思维等等。可以说，画图不仅能够具体化初中物理知识，而且对于学生的思维也有着一定的启发作用，能够让学生在潜移默化中更深入的掌握和了解物理，有助于学生更好的学习和探究物理，这样一来，初中物理课堂教学质量必然也就得到了提升。
二、生活法
初中物理的实践性较强，且与生活有着密切的联系性，对于教育我国倡导的是“教育源于生活且运用于生活”。陶老先生也提出“没有生活作中心的教育是死教育！”初中物理的最终教育目的在于引导学生更好的运用物理知识来解决问题。对此，笔者认为，教师在教学中应结合教学内容，采取生活化的教学手段来开展教学活动，一方面，运用学生熟知的生活为教学背景能够强化学生对物理知识的运用;另一方面，能够让学生更清楚的感知物理的生活作用，进而增强自我学习的自信心和动力。笔者在教学中选取生活化的背景来引导学生不断深入探究物理知识。
如：在学习“液体汽化快慢与哪些因素有关？”教学内容时，笔者构建这样的物理生活背景：小明的衣服不小心被水弄湿了，请你们帮助小明想办法，怎样让衣服快点晾干。学生通过生活经验，纷纷指出：挂在太阳底下、挂在通风处等等。在此基础之上，笔者引导学生自主探究本节的教学内容，让学生清楚的感触生活与物理之间的关系性，进而发现物理规律。同时布置一些生活化的、自主探究性的物理生活作业，来拓宽学生对物理的实用性实践范畴。如：鼓励学生仿照教学内容尝试教材中想想做做、倡导学生对物理实验的创新等等，深化物理课堂教学的影响力，提升初中物理课堂教学的质量。
三、计算机辅助教学
关键词：数学思想；高中物理；实践研究
《2016年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科）》对物理学科考核目标与要求第四点，应用数学处理物理问题的能力：（1）能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论。（2）能运用几何图形、函数图象进行表述、分析。在高中物理教学中，相当一部分高中生，倾向于将物理和数学的学习分离，在需要运用数学思想来解答物理问题时，经常表现出思维堵塞、滞后的现象，物理教师也深感棘手，究其原因主要是师生对数学、物理之间的深层次联系认识不够，对新课标高中物理考纲中强调的应用数学处理物理问题的能力重视程度不够，所以确定将数学思想在高中物理教学中应用的实践研究作为研究的方向。
数学思想，是提出、分析、处理和解决数学问题的概括性策略，是解决数学问题的步骤、程序和格式的高度归纳，是对数学理论（概念、定理、公式、法则、方法等）和数学实践的本质认识，是在用数学知识解决问题的认识活动中被反复运用，具有较大普适性的指导思想，是数学的灵魂，是开启数学知识宝库的金钥匙，是用之不竭的数学发现的源泉。主要的数学思想是：方程函数思想、化归转化思想、建模思想、类比思想、分类讨论思想、数形结合思想、极限思想等。只有正确理解数学思想的内涵，才能将之准确恰当地运用到物理教学中。
数学思想在高中物理教学中应用的实践研究，就是将数学思想渗透到具体的物理知识（概念、规律的理解及问题的解决）教学过程中，让学生在轻松愉悦的状态下透视物理现象，接受物理概念，理解物理规律，处理物理问题。在高中物理中研究物理量之间的关系时，需要将物理量之间的关系转化为函数与方程；在高中物理研究较复杂的问题时，需要运用化归转化思想将难解的问题转化为容易求解的问题；在研究物体运动的性质和规律时，需要建立物理模型进行相关的分析和相应的实践；在探究新的概念规律时，要求学生用类比思想对内部本质属性及规律相似的概念和模型进行对比、分析，达到理性认识；在解决综合运动类问题时，需要学生利用分类讨论思想综合解题；利用数形结合思想解决涉及物理图形的问题；利用极限思想快速准确找到临界状态。
物理学和数学的关系密切，正如数学家彭加莱所说：物理科学不仅给我们（数学家）求解问题的机会，而且还帮助我们发现解决它们的方法，并且数学思想和物理规律的巧妙结合能够解决很多物理问题，把物理问题转化为数学问题是学好物理的一个很重要的方法，本课题的研究旨在使教师在物理教学中有意识地培养学生运用数学思想解决物理问题的能力和技巧，使数学思想贯穿于高中物理教学中，为物理概念、规律的表述和物理问题解决提供精确的数学语言和解决方法。
1.研究物理教学中所渗透的数学思想。
2.形成在高中物理教学中应用数学思想高效教学的策略与
方法。
3.让学生学会运用数学思想的逻辑思维分析和解决物理问
题。教师在研究中使专业素养获得提升，不断提高教育教学和教科研能力。
主要研究内容有以下几点：
1.研究函数与方程思想在高中物理中的应用。函数的思想，是用运动和变化的观点，分析和研究数学中的数量关系，是对函数概念的本质认识，建立函数关系或构造函数，运用函数的图象和性质去分析问题、转化问题，从而使问题获得解决。方程的思想，就是分析数学问题中变量间的等量关系，建立方程组，或者构造方程，通过解方程或方程组，或者运用方程的性质去分析、转化问题，使问题得以解决。高中物理主要研究的是物体受力与运动的关系，物理量较多，我们要研究物理量之间的关系时，就通过物理定律和定理等将物理量之间的P系转化为函数与方程，化抽象复杂的物理问题为具体的数学问题，利用数学思想解决问题。
2.转化与归纳思想在高中物理学的应用研究。转化与化归思想方法，就是在研究和解决有关问题时，采用某种手段将问题通过变换使之转化，进而使问题得到解决的一种数学方法。一般是将复杂的问题通过变换转化为简单的问题，将难解的问题通过变换转化为容易求解的问题，将未解决的问题通过变换转化为已解决的问题。在高中物理中常常需要把它转化为一个我们既熟悉又简单的物理过程或物理模型，从而达到利用简单物理规律解决复
杂物理问题的目的。
3.建模思想在高中物理学的应用研究。数学建模是一种数学思考方法，是运用数学语言和方法，通过简化、抽象建立能近似“刻画”并解决实际问题的一种强有力的数学手段。研究物体运动的性质和规律时，将问题化繁为简、化抽象为具体，然后通过建立简单、具体的物理模型进行相关的分析和相应的实践，从而将实际问题经过分析、简化转化为一个数学问题，然后运用适当的数学方法解决问题。
4.类比思想在高中物理学的应用研究。类比思想是指由一类事物所具有的某种本质属性和内部结构，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。研究物理问题时要求学生将表面特征的感性认识上升到对内部本质属性及规律的理性认识，注重学生知识的系统化，从而促进学生良好认知结构的构建及知识的融会贯通。
5.分类讨论思想在高中物理学的应用研究。分类讨论思想就是当问题所给的对象不能进行统一研究时，需要把研究对象按某个标准分类，然后对每一类分别研究得出结论，最后综合各类结果得到整个问题的解答。实质上，分类讨论是“化整为零，各个击破，再积零为整”的解题策略。解决综合运动类问题时，会遇到多种情况，需要我们对各种物理情形加以分类，并逐步解决，然后综合解题。
6.数形结合思想在高中物理中的应用研究。数形结合，就是根据数与形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法。数形结合思想通过“以形助数，以数辅形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化，能够变抽象思维为形象思维，有助于把握数学问题的本质，它是数学的规律性与灵活性的有机结合。数学家华罗庚评数形结合：数与形本是两依倚，焉能分作两边飞，数缺形时少直观，形少数时难入微，数形结合百般好，割裂分家万事休。运用数形结合的思想，把抽象物理规律和物理语言、物理量间的关系与直观的图形相结合，化难为易，以数解形，将涉及物理图形的问题转化为数量或函数关系来研究，对图形进行精细分析，达到对直观图形更准确和理性的认识理解。
7.极限思想在物理教学中的应用研究。极限思想是指用极限概念分析和解决问题的一种数学思想，是近代数学的一种重要思想，即用无限逼近的方式从有限中认识无限，用无限去探求有限，从近似中认识精确，用极限去逼近准确，从量变中认识质变的思想。在物理教学中，处理某些综合类选择题，有时需借助极限思想找到临界状态，从而迅速准确解决问题。如探求水平木板上物体的摩擦力随木板与水平面间角度变化的规律时利用极限思想就很容易解决问题。
8.在科学理论的指导下，通过不断思考与探究及螺旋上升式的实践，研究在高中物理教学中应用数学思想高效教学的策略与方法。
研究的重点是通过研究分析数学思想在高中物理教学中的应用，将数学思想与解决物理问题有机结合，在物理教学中渗透数学思想，培养学生逻辑思维等综合能力。从而帮助老师将复杂的物理概念、规律和物理过程、情景转化为简单易懂的数学语言、函数、图形等，帮助学生较为轻松地学习和解决物理问题。难点是对数学思想的归纳总结及学生、老师数学基础的差异造成在应用数学思想解决物理问题时难以想到数学方法和物理规律与数学关系的整合应用。
参考文献：
[1]庞建勇.高中物理教学应以提高学生抽象思维能力为主[J].学苑教育，2011（14）.
[2]李昊文.例谈微元法在教学中的渗透[J].中学物理教学参考，2013（3）.
[3]徐卫兵.用“微元思想”突破概念难点教学[J].中学物理教学参考，2014（6）.
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[5]袁丽.中学物理课程中数学知识的支持性研究[D].西南大学，2009.
[6]赵文萍.培养高中生运用数学知识解决物理问题能力的实践[D].内蒙古师范大学，2013.
一、高中学生解决实际问题的困难分析
实际生活问题的解决过程实际上包含这样的流程，从实际问题中提取信息，排除次要因素（抛除非物理信息），确立理想化的研究对象和物理场景，应用所学的物理知识，寻找物理对象在变化过程中满足的定量和定性的规律，直至解决问题。
在大多数情况下，传统物理教学及有关问题的训练，往往直接给出简化后的物理对象或物理图景，因而在问题的处理上，学生缺乏对物理对象和物理场景做理想化处理的方法和能力。
二、重视图像图景教学的策略
不同的信息对大脑中不同的部位产生刺激作用，如文字信息传向左半脑，引起抽象思维，形成概念，完成数字计算和演绎，而具体的形象图形和图像信息将传向右半脑，引起形象思维，形成空间概念。只有在教学过程中文字信息和图形信息交替传递到大脑的左半部和右半部，使大脑皮层的兴奋中心和抑制部分在左、右半脑交替出现并相互补充，思维品质就能得到极大的提高，并保持持久的兴奋。应用能力的培养，就是要在教学上通过图像图景的教学，建立由“实际情景――理论模型――新实际情境”的有机联系。加强抽象的物理规律与形象的实际情境的紧密联系，提高学习的效率，更好地掌握所学知识。
1. 充分展示知识发生发展的过程，帮助学生建立准确的物理模型。传统的物理教材安排的教学内容都是已经选择、压缩、改造而具典型化和简约化，更具高度的抽象性。若是照本宣科，学生很难理解所学内容，而若能充分利用图形图片、电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生发展的变化过程，用图文并茂的方式向学生提供信息，降低学生学习的难度，并将物理学研究问题的方法和物理思想寓于情境的建立和分析过程中，促进学生开展分析问题的思维活动，自然地“悟”出其中的道理和规律，从而潜移默化，使学生掌握分析物理过程、建立正确物理情境和模型的方法，建立准确的物理模型。
2. 重视解决实际问题的思维程序训练和学生学习习惯的培养。学生遇到问题时的困难，还表现为思绪的混乱，缺乏思维的程序化。因此在教学中，更要重视思维程序的建立和训练，解决实际问题的思维程序大体可分六步，即审题文字信息（排除干扰因素）抽象出物理对象和物理情境寻找问题所满足的定量和定性的规律建立模型求解。
第一步，从实际问题中提取与问题有关的文字信息，并用相应的图形或符号表示，使复杂的变化过程代码化。
第二步，确定物理对象，建立物理情境，运用示意图帮助理解题意，寻找变化规律，建立各物理量的联系。边审题、边画图，并一一把条件和问题用字母符号注在图上，使问题能在脑中形成完整的表象，不至于因忘记条件或问题而中断解题过程的思维去重新审题，同时，示意图能使解答问题所必须的条件同时呈现在视野内，图像成为思维的载体，视图凝思实际上是视觉思维参与了解解题的过程。
[关键词]物理化学；教学；兴趣；食品相关专业
[中图分类号]G4[文献标识码]B[文章编号]1007-1865(2016)09-0253-02
在自然科学的众多学科中，物理化学以科学实践过程中的物理、化学现象为切入点，以物理和数学的方法来研究化学问题，具有基础性、理论性、先导性和综合性的特点，是包括化学、化学工程、环境工程、食品科学、生物医药、材料学等众多学科的重要理论基石。在现代大学本科教育的食品科学相关专业开设物理化学课程，意在为食品的加工、贮藏、杀菌、保鲜等全产业链提供理论指导，服务食品生产和科学实践。相对于其他课程，物理化学课程的特点突出表现在以下几个方面：(1)课程的学习需要提前掌握多学科的专业知识。这就要求把物理化学课程开设在基础化学、高等数学、大学物理等课程之后，以便于学生相对容易地理解和掌握教学内容。(2)物理化学课程设计到的大都是一些全新的概念、理论和问题处理方法。这就要求学生在学习过程中必须花时间认真研读教材，重视老师的课堂内容讲解，并通过解习题来掌握处理问题的方法。(3)物理化学课程不仅学习的是全新的知识，而且理论性比较强，内容抽象，学习难度较大。(4)由于学习难度较大致使学生的学习积极性不高，影响教学过程中教与学的效果。针对食品相关专业的专业特征和物理化学课程自身的特点，笔者所在教研室在物理化学课程的教学过程中不断探索，积累了一些经验和体会，本文从教学过程中积极培育学生对物理化学的学习兴趣，提升学生在教学过程中的主动参与度方面谈一下对食品相关专业物理化学教学的认识和体会。
1精简理论教学内容，适当增加实验教学以提高学生的教学参与度，并在实验过程中注重对学生的理论知识引导
食品相关专业安排的物理化学教学学时较少，通常只有50~60学时。在教学过程中，考虑到学时的限制，我们把食品专业不是经常涉及到的统计热力学章节删除，对经典热力学、动力学原理的教学内容进行精简，重点讲授了与食品专业切合度比较高的相变与相图分析、表面化学及胶体化学的内容，把理论课的教学控制在45~48学时。实践表明，开设实验课更能调动学生主动学习的积极性，为不同章节重要的或者难理解的内容开设实验课能获得很好的教学效果。在实验教学过程中，我们注重理论与实验的结合，通常会安排一个学时深入讲解实验内容与理论课的联系，并严格要求学生阅读大量的实验材料充分预习并完成预习报告。对连续五届学生关于物理化学教学进行问卷调查，100%的学生认为物理化学课程有必要开设实验课，25%学生认为应该在已有15个学时实验课的基础上适当增加实验学时。
2从绪论教学入手培养学生学习物理化学课程的兴趣
对于物理化学这种理论性很强的课程而言，学生一般都会提前从师兄师姐方面获得物理化学难学的信息。课程开设之初，学生一般都会对这样的课程充满好奇心和急迫感，迫切地想从老师的第一堂课获得对该门课程总的印象，特别是要了解诸如：(1)既然物理化学这么难学，学习它有什么作用？(2)怎样才能学好物理化学？之类的问题。绪论课开设的最终教学目的应该是激发学生学习的积极性。在第一堂课，我们一定要充分利用学生对新的课程好奇心强的特点，精心设计有效的教学方法，向学生讲清本门课程在食品相关专业课程体系中的地位、与其他课程的关系、课程的性质、学习要求、学习方法、参考资料和可以利用的课程资源等。学生只有明确了要学什么、课程学习的重要性、怎么学，才会逐步对课程产生足够的认真学习的热情。例如，讲到物理化学在专业课程体系中的地位和作用时，我们可以列举一些实例，说明物理化学在食品果蔬的杀菌保鲜、加工、贮藏方面的应用，也可以列举很多近年来在物理化学领域作出重大贡献而获得诺贝尔奖的人和事迹，使学生对物理化学学科充满探索心和好奇心，使第一堂课在他们脑海中留下深刻的印象，使他们从“要我学”的被动状态转变为“我要学”的主动状态，从而激发学生通过物理化学这门课程探索自然的兴趣，主动性去学习。通过物理化学绪论课的教学提高学生学习的主动性和积极性，是调动学生学习兴趣的重要开端，是为教师取得良好的教学效果开一个好头，上好绪论课是上好物理化学课程的关键。
3对微积分知识进行适当回顾，帮助学生理解物理化学公式，减轻学生学习压力
物理化学是一门理论性很强的学科，很多公式定理的得出都离不开数学推导过程，因此要求学生在学习物理化学之前掌握必要的微积分知识。在讲授课程之初，和学生一起对物理化学中常用的微积分内容进行回顾，避免学生因课堂中涉及到微积分公式而表现出不适应，较快地融入物理化学课程的学习中去，增强学生学好物理化学的信心。微积分在物理化学中不是简单的数学处理过程，而应该与实际的物理化学过程相联系。故在讲解微积分公式时，应该同时注意讲解积分或求导过程的物理意义。例如物理化学中广泛用到了二元函数或多元函数的微积分，对二元函数F(x,y)求导时，可以用(/)y∂F∂x来描述在y不变时对x偏导，当下标y变成物理化学中的温度T、压力P、熵S等体系的性质时，下标分别表示在等温、等压或等熵条件下的偏导过程，如可以描述成在体积不变的情况下因温度改变而引起内能的变化量。把具体的物理过程与公式紧密联系在一起进行教学，既可以使学生更容易理解物理化学的基本原理，又可以使学生领悟到物理化学指导生产实践的巨大作用，激发学生学习物理化学的兴趣。
4以学生为中心教学，贴近生活，紧扣所学专业进行教学，教有所用
大学扩招致使目前国内的高校广泛采用大班授课，理论课堂上老师和学生一对一交流的机会有限，教师很难时刻把握每个学生的学习情况。对于食品相关专业的学生而言，要在少量的教学学时内要尽可能深入地让学生了解物理化学的原理和方法，就要求学生的学习应该是以教师为引导、以学生为主体来进行。对学生而言，要真正理解并能运用知识，他们必须主动地去发现问题、解决问题，主动地深入思考。教师教学的任务不是将知识信息灌输到学生头脑中，而是用有效的、实用的概念或理论来充实学生的头脑。[1]物理化学的教学理应以学生为中心教学，老师的课堂讲授主要起到引导作用，要尽量做到少而精，要求学生通过自己的思考不断强化和深入对课堂知识的理解。物理化学所涉及的内容理论性比较强，很多结论的得出都讲求严密的逻辑推理，而且涉及到比较复杂的数学推导过程，容易给学生留下物理化学既难学又与实际应用脱节的初步印象，从而使部分学生学习的积极性不高。因此要取得好的教学效果，教师把必要的理论知识介绍给学生的同时，又要重视理论联系实际，使学生感受到物理化学指导生产实践和日常生活的学科魅力，增强学生主动探索问题的积极性。在介绍理论知识前，精彩的设疑，创设问题情境，是活跃教学气氛，激发学习兴趣的有效途径。[2]例如热力学第二定律“不可能从单一热源吸热并使之全部变为功而不留下任何其它变化”很抽象，教师可以从自然界发生的现象都是有方向性的出发，列举水总是从高处往低处流、热量总是由高温物体流向低温物体等等自发过程，通过分析这些自发过程发现，只有满足“热量可以在不引起其他任何变化的情况下100%转变成功”才可以使自然界的这些有方向性的自发现象变成可逆过程，从而就引出了人民迫切需要解决的问题给学生主动去思考：是否可以在不引起其他任何变化的情况下让热量完全转变成为功？对于食品相关专业的学生，物理化学的教学内容可能与学生的其他专业基础课联系不太紧密，如果教师在教学过程中完全沉浸在物理化学的理论和公式推导当中，即使课堂讲授得很精彩，学生如果觉得物理化学知识无助于自己专业课的学习，认真听课的兴趣也会减退，而且听懂了也不会应用，达不到教学效果。这就需要教师在教学过程中紧扣学生所学的专业实施教学，把物理化学的知识有机地和学生本身的专业结合起来。例如：在讲解热-功转换时，可以引入关于食品营养学中食品热量值的测定。在讲解熵的概念时，可以用熵增原理来阐述食品腐败变质的机制，指出生物有机体为保持低熵的稳定状态就必须不断地与环境进行物质交流，吸进负熵以维持生命，从食品安全的角度分析食品腐败变质的危害。
5实施以师爱为中心的积极情感教学，对学生满怀期待
研究表明，情绪情感对人类认识活动具有强大动力作用。积极的情绪使个体的感知敏锐，记忆深刻，思维灵活，想象丰富，大大提高学习和认识活动的效率，反之，将阻碍认识活动的进程，不利于学生的学习。[3]教学中的情感效能，能够激发学习者的互惠内驱力，从而使学习保持较高的内部动机。[4]高校学生对师生间情感交流极其重视，并把融洽的师生关系、和谐教学氛围作为教与学的基本要求。[5]作为一名合格的教师，应该培养以师爱为核心的积极情感，关怀和爱护学生，尊重和信任学生，同情和理解学生，热情期望和严格要求学生，通过激励、感化、调节和榜样的作用调动学生学习的积极性。这种关心和爱护在教学过程中体现为不忽视每一个学生的存在，关心学生旷课、迟到、早退的情况，关心学生在课堂上的每一个行为和表现，关心学生对每一个知识点的掌握情况，对表现优良的学生予以及时恰当的肯定，对学习倦怠的学生予以诚恳友善的规劝。对学生满怀期待是实施情感教学的重要内容。[6]物理化学的教学有其自身的特点，必须要有学生积极主动地参与并深入其中，除了在课堂上认真听讲外，还需要在课余时间做大量的习题，来理解物理化学所阐述的理论和掌握公式定理，从而达到良好的教与学的效果。这就要求教师在教学过程中通过情感教学来激发学生学习的兴趣，对每一个学生抱有期望，期望他们通过对物理化学这门课程的学习来提升对自然界事物和现象的认识深度，鼓励他们积极主动地去认识自然、探索自然。
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关键词：物理实验；实践性；学习方式；解题思路
物理作为一门实践性很强的学科，其与不同学科之间的联系较为紧密。在对其进行学习的时候，不仅需要对数学知识进行运用，同时，还要结合相关的生活常识对物理现象进行理解。近年来，在中考试卷里，就物理学科的题目表现来看，其特点主要表现为创新型与复合型，这些特点的出现既是物理学科本身发展的需求，也是对学生自身物理知识运用能力的更高要求。因此，在本文中通过对物理实验活动中数学思维表现的思考，进而实现对物理学科教学活动的推进与开展。
一、通过实验活动实现对物理知识的深化
在进行物理实验的过程中，需要加强学生对物理实验的直观感受，进而加强学生对物理知识点的理解，在这个过程中，就物理教师而言需要对物理实验进行优化设计，进而使学生可以通过物理实验，实现对物理概念的有效理解。这样做，一方面，可以提高对物理知识的学习兴趣；另一方面，也能提高学生的实际学习效果，提高学生的学习成绩。将课堂活动的开展从简单的局限于对结果的一味追求，上升到对整个物理实验的关注。比如，在对“功率”这一物理概念进行明确的时候，可以通过对实验活动的生活化设计来进行相关的实验：让学生理解“功”的内含及表现特点，要求组织每组开展两类实验的评比活动。让所有学生在老师的要求下开展实验操作评比，实验比赛结束可以把最后的结果用多媒体的形式展示给所有学生观看，并作交流用。然后，教师在每组中找两位学生当代表，由他们分别把十五个可乐瓶子从教室的地面放在实验所用的课桌上，教师要仔细登记这两名学生所用的实验时间，A学生使用了（ ）秒，B学生使用了（ ）秒。然后教师组织小组内交流，比较两名学生刚才在这个过程做的“功”与“快慢”之间的联系。这一实验的整体时间是5分钟。这一实验的结论就是得出了做功快慢比较方法。这样，学生就容易在这个过程中理解物理的相关概念。
二、借助于实验活动提高学生对物理的认识
通过对学生学习方式的多样化培养，使得学生的学习活动能够更好地满足对物理学习的需求。在以往的物理教学活动中对于物理教材的依赖性较强，其对物理实验活动的开展存在明显的不足。随着新时期教育活动开展需求不断提高，针对这样的发展缺陷来说，想要实现学生学习兴趣与学习成绩的提高，需要对学生的学习方式进行创新，加强其趣味性与多样性，加强对物理实验活动的开展。比如，在明确“沸点”这一物理概念的时候，在实验活动的开展过程中，物理老师需要对晶体的融化条件进行充分讲解，使得学生对融化过程的理解得到充分提高。在这个过程中，既需要对物理教材进行运用，同时，还要对物理实验进行有效开展，进而提高学生的学习效果。
三、借助实验活动对解题思路进行明确
在物理实验活动中，对于学生的培养侧重于对其动手能力与思维能力的提高。因此，物理教师在对物理实验进行设计与开展的过程中，需要结合这样的培养需求，不仅要教给学生物理知识，同时，还要对学生的学习能力与学习态度进行培养，使得学生能够产生对物理实验活动的参与兴趣与探索精神。比如，在对电路进行连接的实验活动中，可以对原有的试验性的实验活动进行验证，促使学生进行探索性实验活动。在这个过程中，物理教师需要进行及时的指导与纠正，让学生可以在这个过程中得到有效培养。
四、通过实验培养学生的创新能力
我们要优化实验方案，培养创新精神。实验方案是实验活动的依据和指导，合理的实验方案既能促进实验目标的实现，又能增强实验效果。教材中有些实验方法不尽合理，会造成较大的误差。在各地中考试题中，经常出现对教材实验方法的改进、优化的考查。因此，合理地改进、优化实验方案，既能减小误差，又能培养学生的创新精神。
总而言之，初中物理教学离不开实验教学。在课堂上，给学生充分的间，让学生充分地动手、动脑，像科学家那样“真刀真枪”地去搞科学、去探索、去创新。这正如，不经历简单电路的安装过程，学生就不了解小电珠发光的原因；没有亲自做一做物体沉浮的实验，学生也就找不到物体沉浮的规律。
参考文献：
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关键词：生活化；教学模式；初中物理；有效性
物理知识与人们日常生活实践的联系非常紧密，大量的物理现象就存在于我们的周围，大家每时每刻会自觉不自觉地应用到物理现象，解决日常工作、生活中的各种问题。初中物理是初中学生学习物理知识的基础阶段，由于他们的知识积累和社会阅历还不够丰富，学习起来具有一定的难度，而生活化的教学理念与教学模式就成为当前物理教学的重要发展导向。将生活化的教学模式融入初中物理教学，是通过选择合理的联系点与切入点，把通俗易懂的生活知识、生活体验融入抽象的初中物理知识学习中，以增强学习的实践性和趣味性，激发学生的学习兴趣，在教学生活化和学习生活化统一过程中提升教学的针对性和有效性。
1初中物理实施生活化教学模式的重要意义
1．1充分体现以人为本的教学理念
初中物理课程改革中强调要全面实施素质教育，这需要教师改变传统的教学理念，更新教学方式、教学模式，真正以学生为主体，激励和引导学生的个性发展，激发其想象力和创造力，提高他们的综合素质。在初中物理教学中实施生活化教学模式，是教师通过“授之以渔”的方式，积极引导学生将他们日常的生活体验运用到物理知识的学习过程中，帮助他们更好地理解物理知识、运用物理知识；激励学生主动联系生活实际来学习初中物理，培养他们的自主学习能力。同时，在学习过程中，学生也能够将所学到的物理知识巧妙地运用到生活中，有助于提高生活能力。物理教学生活化提升了学生整体的科学素养，也提升了学生的生存能力以及生活能力，充分体现出教育促进发展、以人为本的理念。
1．2有效激发学生对学习初中物理的兴趣
兴趣是最好的老师，也是学生能够主动学习的主要动力。教师将充满多样性的生活化知识引入到枯燥乏味的物理知识学习领域，会刺激学生的探索求知欲望与学习的兴趣，并不断激发他们从生活化的物理知识当中发现新的知识，形成对物理理论的自主性探索。借助物理知识与生活实践相结合，激发学生的兴趣和探索欲望，渐渐转变为持续学习的内在动力，最终“梦想照进现实”，实现初中物理教学的有效性提升。
1．3有助于学生对物理知识的理解和把握
初中物理知识一般理论性较强，对于初中生来讲学起来比较抽象枯燥，不易于理解和把握。教师在教学时联系学生周围息息相关的实际生活经验，就大大降低了他们学习物理知识的难度，提高了学习的积极性。他们能够通过联系生活实际的方式记牢很多知识点，并以点带面，形成系统的学习。同时，理论又能应用于实践。回归到日常生活中，学生又会将运用所学的物理理论对身边经常接触到的问题进行探索，进一步巩固课堂上学到的知识，这样就形成了一种良性循环，让学生充分体会、领略物理这门学科的无穷魅力。
2当前初中物理教学生活化在实践中存在的问题
新课改下，初中物理倡导教学生活化，通过导入生活实际与物理知识密切关联，以提升学生自主学习和探索知识的能力，并且学以致用，同时提高他们的实际生活能力和解决问题的能力。但就目前而言，实施生活化教学模式仍然存在许多需要解决的问题。
2．1生活化教学理念的贯彻落实有待加强
新课改重点强调了在教学中实施生活化教学模式的重要性，并提出了核心的教学理念。但是，在实际教学活动开展过程中，教师对生活化教学理念的贯彻落实目前还处于初期阶段，仍然有一个逐渐发展的过程，需要逐步加以完善。部分教师甚至没有真正理解其内涵和重要意义，在日常教学活动中也缺乏行之有效的手段与方式。同时，教学是一个互动双向、教学相长的过程，需要教师和学生双方都具备生活化的教学理念，组织实施才能取得较好的教学效果。教学实践中，教师更多的是关注自己如何开展生活化教学，而在引导学生如何观察生活、如何把物理知识和生活常识相结合做得不够。而初中阶段恰恰需要老师最大程度上引导学生去自主观察生活、了解生活，并结合物理知识的学习，更多地去思考、去判断、去分析。
2．2生活化教学模式的实施有待强化
在具体的教学实践中，传统的教育观念仍然根深蒂固，当前的初中物理教学还是主要采用“填鸭式”的灌输教学模式，重点是重视理论知识的讲解以强化记忆，采取满堂灌教学和题海战术，有意或无意忽略了理论与实践、问题与实际生活的联系。这样的课堂教学就显得枯燥乏味、效率低下，学生失去了对物理的学习兴趣，产生抵触心理和厌学情绪。有时即使教师联系生活实际来讲解书本上的物理知识，但是却忽略了学生在其中的主体性作用，更多的是教师“自编自导自演”，导致学生无法实际构建学习与生活的联系，妨碍了学生主观能动性的有效发挥，这在本质上也违背了实施教学生活化的初衷。
2．3生活化教学资源的利用率有待提升
物理生活化教学需要相关教学资源的有效利用作为支撑，才能产生好的教学效果。但是由于主观和客观因素的限制，生活化教学资源的利用率仍然很大的提升空间。首先，自制教具使用。自制教具的制作过程有时候会很繁琐也很消耗老师的时间和精力，可是自制教具对学生更好更深入的学习物理知识是非常有益的。借助自制教具，可以改变刻板抽象、枯燥乏味的学习环境，对学生形成更加直观深刻的印象和冲击，强化他们对物理知识的理解和应用，激发更深入学习和探索知识的欲求。目前来看，自制教具缺乏多元化，缺乏与教材的同步性、多样性。其次，教学实施环境。由于教师上课课时不充分和学校的仪器设备等教学基础设施不充分等原因，导致生活化教学的实施存在很大阻碍，这在欠发达地区或广大的农村地区体现得特别明显。最后，教学设计内容。课堂导入形式主要采用小视频、小故事、生活事例和PPT，缺乏创新和变化；在课后作业方面，教师们还是倾向于传统的练习册和试卷，而不是有针对性地让学生动手去操作，亲身去体会；正是由于以上因素的存在，导致了生活化教学的实施效果短期内难以显现。
3生活化教学模式的实施策略
3．1巧用生活化课程导入
导入环节在整个教学活动中占据着基础地位，它对提高学生的学习兴趣和学习效果具有重要影响。初中物理的课程内容很多与生活实践密切联系，在课堂一开始教师以设计有趣的生活实践案例进行课程导入，改变枯燥乏味的理论学习方式，能够吸引、集中学生的注意力，使他们更容易理解和把握物理知识；同时也有助于学生摒除学习的畏难心理，提高他们对物理学习的积极性。这种联系生活的教学方式能够活跃课堂气氛，激发学生的好奇心以及求知欲，在学生产生兴趣并主动接受知识的情况下，教学效果自然会事半功倍。教师在备课时要提前对课程内容进行合理的规划，导入环节注重与常见的生活实际相结合讲解相关的理论知识。同时，注意引导学生联合加以设计，带动他们积极思考探索，激发学生的求知欲，从而对所学习的内容产生浓厚的兴趣，最终达成理想的教学效果。
3．2适用生活化课堂教学
对于初中学生来说，物理知识还是相对比较陌生，单纯的知识讲解会使课堂气氛压抑沉闷，学生觉得学习枯燥无味，缺乏兴趣和动力。在教学过程中，教师在讲解某一个物理知识点时，运用生活中的案例对课堂内容联系分析，让学生通过真实感受，在脑海中将知识转化到可以理解的事物当中。教师可以专门设计与生活相结合的教学内容，通过创设生活情境来辅助教学，特别是在实验教学环节。教师挖掘生活中的物理规律，在教学过程中构建生活化的教学情境来揭示物理规律，让学生体会到物理的真正价值。教师要善于发现现实生活与物理知识之间的联系，以生活化的教学方法，引导学生去积极地思考问题、分析问题、解决问题，训练他们的动手操作能力，提高学习的主动性和能动性。
3．3善用生活化课后训练
首先，将作业、练习与生活实践相结合，进行课后拓展探究。教师设计物理习题和布置课后作业时，要贴近生活实际，加以多样化、多元化的设计，形成生活化和开放性相统一，课内、课外与社会实践相融合。在课后布置与生活紧密联系的作业，能够使学生在理解知识和原理的同时，进一步理解物理的实用性，进而使其对物理的学习产生浓厚的兴趣，同时增加其自主创新能力。这样，既能保证学生对所学知识进行有效巩固，又可以让学生去发现物理知识在生活中的应用，进而提高解决生活中实际问题的能力。其次，积极开展丰富多彩的课外生活化实践活动。教师可以定期带领学生深入到大自然当中，引导他们结合所学到的物理知识，细心观察自然界中的各种物理现象，发散思维，探索到物理知识与大自然之间的奥秘。拓宽视野，拓展广度，引导学生真真切切地走进生活、走入生产实践，充分了解物理的实用价值。通过拉近现实生活与理论知识之间的距离，让物理教学真正地回归生活，提高这门学科的实践性，在学以致用中帮助学生理解书本上没有、课堂上学不到的知识与能力。
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c.g.亨佩尔说：“科学说明，尤其是理论说明的目标并不是要达到这种直觉的高度主观的理解，而是要达到一种客观的见解，这种见解之获得要通过系统化的统一，通过把现象表明为是某种公共底层结构及过程的表现形式，而这些结构及过程则遵从着特定的可检验的基本原理。”〔1 〕这里的“底层”是个相对概念，对一些现象就可以称为“底层”的结构及过程，对另一些现象就可能算不上底层。所以，作为“系统化的统一”的科学解释，必定是一个不断地探求更深刻的“公共底层结构及过程”的活动。在生物学中，这种活动不能无限制地深入下去，至少目前不得不停留在某种深度的“底层”上。这就是生物学解释的限度。认识到这种限制，就可以比较容易地理解生物学解释的特点，进而为探索生物学理论的建构途径提供必要的基础。本文的讨论内容有三个方面：①生物学解释的限定因素；②在这些因素影响下，生物学解释所具有的特点；③限制生物学解释目标与生物学进步的关系。
1
康德在批判人的认识能力时，企图划定认识的界限，并由此走向了不可知论。指出生物学解释的限度不是要像康德那样去批判认识的能力，因而不能把两种不同的努力混为一谈。简单地说，生物学解释的限度就是现代科学语言在表述复杂的生命现象或过程时可能的形式。影响这种形式的限制因素来自生物学与它所表述内容之间的关系，而不是认识的界限。
现在，人类还不能在实验室重复生命起源过程或人工合成生命，所以不能直接提出和回答生命本质的问题。达尔文在《物种起源》的结论部分写道：“要说科学还没有对于生命的本质或起源这个更加高级的问题投射什么光明，这并不是有力的异议。谁能够解释什么是引力的本质呢？”达尔文是正确的，在没有解释生命本质之前，完全可以解释生物进化过程。不过，达尔文的“更加高级的问题”与引力本质这类问题之间有重要的区别。前者作为一个分界，把无机界的规律与生命活动的规律分隔成两个不能相互统一的领域；而后者更象已知和未知的分界，告诉人们关于引力的解释还可能基于更深的“底层结构”。在物理学中，强子内部结构是一个令人困惑的问题。但人们可以预期，只要观察到自由的夸克，就能不太困难地解决夸克如何组成强子的问题。关于生命起源的问题就不是这样。彻底弄清一个细胞的化学组成是完全可能的，而这些化学成分通过什么途径形成细胞的问题可能永远是个秘密。对任何生物学现象的解释都要以此为界限，即，不能单独用物理—化学规律来解释生命过程，不能发现支配一切独特生物学事件的普遍定律。
起源问题成了生物学解释的一个限度，并不意味着起源问题被排除于现实的生物学研究范围。实际上，关于生命起源研究早已经在进行，而且取得了重要的进展。起源问题成为科学解释的限度，主要是因为已有的科学理论不能描述其中的突现（emergence）过程。 既然不能描述从无生命到生命的过程，关于生命的解释就不能统一到物理—化学的“公共底层”上。突现不仅存在于生命起源的过程之中，也广泛地存在于整个自然界的演化过程之中。例如，氢原子和氧原子结合为水分子，突现出了水分子的一些特性。不过，这种突现性质的存在没有阻碍依据水分子结构来解释水分子的其他化学性质，如水分子的极性等。所以，科学解释的这种限度在生物学中表现得更明显。
生物学解释的限度也来自生物系统的极端复杂性和变异性。当然，正如迈尔（e.mayr）所说，“复杂性本身并不是生物系统与非生物系统之间的根本区别”〔2 〕。然而，生物系统的复杂程度远远高于非生物系统，以至不可能完全充分地描述一个生物系统。要解释一种生物学现象，就要指出这种现象背后的原因，而这种原因包括了生物系统内部的复杂机制和与环境作用的多重途径。这种解释不能完全排除不确定性，因而也不能进行准确的预见。
生物系统的复杂性突出地表现为因果关系的复杂性。一种原因可以对应着一种结果，也可以对应着多种结果；一种结果可以与一种原因相对应，也可以与多种原因相对应。不仅如此，多种原因以复杂的方式对应于多种结果的情况，在生物系统内部以及系统与环境的作用中是相当普遍的。这样，对于一种结果（或现象）的解释就只能采取指出现象产生的概率这种形式。
指出概率或可能性的大小，这种解释有时是不能令人满意的。辛普森疑难（simpson's paradox）很好地指出了这种困难。简单地说， 辛普森疑难是这样一个问题：假定一个群体中的a变量与b变量是正相关的，如果有另一个变量a ’在该群体的某一子群中与这两个变量相互作用，这两个量之间的正相关就可能转变为负相关或不相关；如果a与b是负相关的，就可能变成正相关或不相关；如果a与b是不相关的，则可能变成正相关或负相关。总之，正相关、负相关和不相关这三种情况，在上述前提下都是可能的。指出一种概率的解释，不能确定一个生物学事件属于哪种情况。例如，吸烟、晨练与心脏病发病率这三者之间的关系就构成了一个辛普森疑难。吸烟能增加心脏病的发病率，即p（h／s ）〉p（h）。假如在吸烟者群体中大多数人有晨练的习惯，而晨练又是预防心脏病的有效措施，则可能导致吸烟者群体的心脏病发病率低于不吸烟者群体的情况，即p（h／s）〈p（h）。 假如我们不知道晨练这个变量，就会得出鼓励吸烟的结论；假如p（h／s）〉p（h ）是另一种变量（例如嗜酒）作用的结果，“吸烟增加心脏病发病率”就是一个我们不能发现其错误的错误结论。
实际上，辛普森疑难所涉及到的复杂因果关系在生物学中是很普遍的，
这使得寻求确定的因果解释变得十分困难。
卡特怀特（n.cartwright）曾对辛普森疑难有一个处理， 强调“原因上同质的”群体中，原因总能增加结果的可能性。她写道：“‘c引起e’，当且仅当c在每一情况下都增加e的可能性，而这对于e也就是原因上同质的。 ”〔3 〕按照这个原则来建构一种因果解释，当然能够可靠地确定c是e的原因。但是，考察“每一情况”一般是做不到的，因而只能通过不完全归纳给出不充分的因果律。
解释与规律相联系，而规律又是对规则性的精确表述，这是物理科学给我们的一个强烈印象。卡尔纳普甚至断言，没有规律就没有解释。当我们把视野从物理科学转向生物学，特别是进化生物学时，就会感到这种凭印象所得出的结论是站不住脚的。至少，享佩尔的覆盖律模型不能用于生物独特性质和生物进化过程中唯一事件的解释。独特性和唯一性是生物学解释的又一个限定因素。
进化生物学的问题大都包含历史因素，即与“某种生物学事件是如何来的？”这种提问方式有关系。古生物学家辛普森（g.g.simpson ）在研究进化生物学中解释的特点时提出和回答了一连串的问题：“有没有历史定律？科学检验可以是非预见性的吗？唯一事件能否被解释，或按照科学的方式来考察？什么是历史，究竟有无历史科学？”等等。从这些提问中就可以感觉到，辛普森对科学哲学家总是以物理学作为科学的标准形象的作法有着强烈的不满情绪。他主张，“历史事件是唯一的”，因而不能从中发现规律， “寻找历史规律在原则上是错误的”〔4〕。那么，对历史事件该怎样解释呢？辛普森回答道：“‘怎样来的？’问题是历史科学所特有的和所必需的。回答这个问题就是历史解释”。〔5 〕冈奇（t.a.gondge）和迈尔等人也认为，进化生物学没有规律，只有“叙述性解释”。
没有进化（或历史）规律的观点是过于极端的。唯一事件可以有必然的原因，这种必然原因也是可以重复出现的。不过，由这种原因出发却不能预期一个必然的事件。这是解释与预见的不对称性，表明进化解释所受到的限制。如果承认自然选择在生物进化过程中的作用，那么这种作用就是重复出现的；物种灭绝是进化过程中反复出现的事件，尽管恐龙的灭绝只有一次。看来，“唯一事件”还是一个可分析的概念。
综上，突现性、复杂性和唯一性等特点均为生物学解释设置了某种界限。尽管这些特性也存在于物理学所研究的领域，但它们对物理学解释的建构没有产生很强的限制作用，至少目前是这样。
2
由于上述限制因素的制约，使得生物学解释在目标、途径和形式等方面不同于物理学解释。通过分析生物学解释下面三个相互关联的特点，能够清楚地看到这种差别。
生物学不是一个统一的学科。在“生物学”这个统一的名称下面，各分支领域之间只有很弱的联系，很像一个“独联体”。我们能够把分子生物学方法运用于进化生物学的研究，却不能把进化论解释还原为分子生物学解释。在生物学中，还原解释面临着无法克服的障碍；而不实现还原解释，就不能在各分支学科之间建立起实质性的联系，从而使各分支学科的理论具有不同程度的自主性。其中，诸如生物化学和生物物理学这样的分支，其实就是物理学和化学。根据这样的研究，不可能建立起关于真正生物学现象（如繁殖、发育、遗传、适应等）的解释性理论。正因如此，迈尔才提出把功能生物学和进化生物学作为“各自独立的两个领域”〔6 〕。不用说，在这样两个领域之间实现还原解释，简直是一个神话。
不仅如此，把孟德尔遗传学还原为分子遗传学（这是两个关系最紧密的分支）的努力也不成功。
坚定的还原论者斯盖夫耐尔（k.schaffner）认为，经典遗传学与分子遗传学之间的还原关系依赖于两个基本的还原函数（也就是对应规则），即基因＝f（dna片断）和基因显性dna片断指导下合成活性酶。然而，这两个函数关系很难成立。 先是鲁斯（m.ruse）指出第一个等式不成立，因为孟德尔基因内部不能发生交换，而dna片断作为遗传单位其内部可以有交换。接着， 赫尔（d.hull）又指出第二个等式也不成立，因为基因显性与分子机制之间是复杂的多—多关系。由于这种困难，斯盖夫耐尔被迫承认了替代关系（非解释性的），并将他的“一般还原模型”修改为“一般还原—替代模型”〔7 〕。在这个新模型中，一方面是纳入了替代关系，另一方面是同时修正还原理论和被还原理论，从而最终实现的还原已不是我们一开始所追求的了。
迈尔和阿亚拉（f.j.ayala）等人还证明， 从群体遗传学出发不能解释宏观进化，也即不能把宏观进化理论还原为微观进化理论。生物学中解释的不可还原性是一个很普遍的特点。
生物学解释的第二个特点是目标的浅近性，即，不企图建立现象与本质定律之间的严格决定论关系，不要求预见生物学中的唯一事件。纵观整个生物学，几乎找不到一个象万有引力定律那样的说明。许多被称为“定律”的陈述，虽然含有定律样的成分，但却不太明显和集中，有些只能算作“偶然概括”。科普定律（cope's law）指出，动物在进化过程中，其体型将不断变大。这一定律具有一些解释性，因为它毕竟指出了一种倾向或趋势。但是，科普定律只是对观察事实的归纳，没有说明体形增大与进化之间的必然联系。所以，它必然有许多例外，而且不能准确地预见一个具体的进化事件。另外，按照多洛定律，生物进化过程是不可逆的，生物在进化过程中总要保留在所经历的中间阶段形成的特征。高尔德（s.j.gould）据此宣布，如果多洛定律是普遍的， 则进化事件就是唯一的和历史的，因而进化生物学就没有定律。
有些哲学家以为，缺乏定律就是缺乏科学性，生物学由于没有真正的规律，因而是不合格的科学。显然，这是一种错误的观点。不能建立定律，只是表明生物学所能达到的解释目标受到了客观对象本身的限制。因为研究对象不同而导致解释目标的差异，这是很自然的事情。如果不限定解释目标，而是象拉普拉斯那样去雄心勃勃地建立所谓宇宙方程，今天的生物学还将和古希腊的自然哲学一样只开不结果实的花朵。
与上述特点相联系，生物学中的解释策略是多样的。就解释的形式来说，事实陈述、概念、模型以及规律等形式，都可以具有解释的功能；就解释的逻辑而言，生物学中可以有因果解释和功能解释，等等。一句话，生物学解释的表述形式、逻辑途径以及起点和目标，可以因所研究问题的不同而不同。以生理学（主要指人体生理学）为例，我们至少可以总结出三条解释路线。第一，由结构来说明机能的路线，或称结构主义的策略，是通过指出一种机能的结构基础来达到解释的目的的。例如，只要指出胃粘膜上广泛分布着各种管状腺，它们能分泌具有消化作用的胃液，也就解释了胃的消化功能。然而，这种解释有时要借助于假定的实体，使我们感到不满。巴甫洛夫就假定大脑皮质两个相应的代表区之间能建立“暂时联系”，而这又是条件反射的结构基础。
第二，由功能来说明结构或功能解释的路线。其基本表述形式是：为了完成f功能，所以有s结构。肺为什么由大量的小肺泡组成？对此的功能解释是：肺泡的大量存在能扩大气体交换面积，从而提高气体交换的效率。功能解释的合理性历来是有争议的，有人企图将功能解释还原为因果解释，有人则要彻底消除它或肯定它。如果考虑到解释目标的限定性，那就应当把功能解释看作是关于结构和功能相互适应这一事实的陈述形式，从而否认其合理性是不妥当的。
第三，控制论解释，即通过建立一种调节机制的控制论模型，来解释机体的调节功能。例如，人的体温调节就是一个控制论过程——由温度感受器、温度调节器和神经中枢通过反馈等机制控制体温的变化。与结构解释相比，控制论解释只关心信息传递的路径，而不关心这一路径的化学组成。
在进化生物学中，宏观进化和微观进化也是按不同的解释策略被说明的。对于前者，解释的起点或基础是生物的表现型，涉及适应、趋同、进化速率以及高等分类单元的起源等问题；对于后者，解释的起点或基础是基因型，主要以基因频率的变化来解释进化。有些研究达尔文的学者还特别指出，达尔文在进化解释上是个因果多元论者；一方面，他是个严格的机能主义者，因为他强调适应解释；另一方面，达尔文又是结构主义者，因为他也强调在结构的基础上解释适应〔8 〕。
3
说生物学解释有某种限度，这是与物理学相比较而言的，是说我们对生命现象的理解还达不到对物理现象的那种理解程度。就人类智力的需求而言，解释的限度当然令人不满足。可是，明确这种限度才能提出和解决那些我们能够解决的问题，也才能把科学切实地推向前进。如果不明确一个领域中科学解释的限度，那就意味着对这个领域还缺乏必要的了解，从而可能把研究的目标定位在不实际的高度上。简而言之，把生物学解释目标定位在科学语言所及的高度或范围，是生物学进步的重要表现。
在生物学领域，我们面对的是大量的不规则或特异的现象，很少有真正的规则性。如果企图把解释目标定在给出某种整齐的规则上，就得借助于臆想和假定来补充规则性链条上缺失的环节，或消除多余的部分。拉马克的进化理论就是这样的例子。他相信，自然界中有一个产生出各类生物的固定程序，这个程序可以表述为从环境变化到形态结构变化的因果链。拉马克假定，动物的内在“需要”能够刺激生理上的兴奋，而生理变化又导致结构的变异。与这个假定相联系，他还总结出用进废退和获得性遗传两个法则。按照拉马克所设想的这个图景，一切生物都应当逐级向上发展，从而地球上就不应该有低等生物。为了解决这个困难，他不得不寄希望于自然发生论，用不断地由非生命自然界中直接产生出来的低等生物，来填充前一种生物进到较高等级后留下的空位。我们可以看出，拉马克通过模仿物理学建立了一个纯机械论解释模式，他的大多数错误都源于这个解释模式所要达到的目标是不能达到的。
与拉马克不同，达尔文更关注多样性起源问题，而不是整齐的垂直进化规律。他说：“在‘创造的计划’、‘图案的同一性’之类的说法下，我们的无知多么容易被遮盖起来，而且还会在只是把事实复述一遍的时候想象自己已经给予了一种解释。”〔9 〕可见，达尔文不想象拉马克那样去发现自然界的固定程序，而是要通过研究具体的物种去发现一种进化的机制。他所给出的最重要的因果解释就是自然选择，由这个伟大的自然法则并不能预见具体的进化事件。达尔文清醒地认识到，自然选择并不是物种起源和变化的唯一手段，至少它没有涉及到“无数连续的、轻微的、有利的变异”是如何产生的问题。
从亚里士多德到达尔文的生物学和从盖伦到贝尔纳（c.bernard ）的生理学，所提出的问题变得越来越具体，解释的目标也越来越实际。亚里士多德用他的生物阶梯来显示生物的三种灵魂，进而回答什么是生命的问题。不用说，生物阶梯是亚里士多德整个宇宙体系的一部分。与亚里士多德相似，盖伦也是要形成一个生理学理论体系，要用他的“三元气说”彻底解释生命“活”的性质。在达尔文那里，“生命本质”问题被避开了。同样，贝尔纳也把生理学的目标限制在“近因”的范围内，反对去探索“事物的最初原因”和“生物界的绝对真理”〔10〕。这种转变，无疑是进化论和生理学在19世纪取得重大进展的必要前提。
适当限制科学解释目标是科学进步的一个标志，这一朴素的道理被波普尔忽略了。他认为，一种进步的理论应能从某种更简单而有力的统一观念出发，把迄今尚无联系的事实之间和理论实体之间联系起来，或建立更普遍的定律，这是知识增长的首要要求。斯宾塞（h.spencer ）是个社会达尔文主义者，对进化问题有过一些空洞的议论，主要是企图通过物质的“分化”和“组合”来解释生物系统的终极原因。波普尔在依据他的知识增长要求来比较达尔文理论和斯宾塞理论时竟然认为，“斯宾塞试图系统表述进化的普遍规律，……不是没有价值的，并且可能是十分正确的”；而“达尔文的进化论没有提出这样的普遍定律”，也“没有就任何单个有机体或任何单个器官的适应进化给出真正的因果解释”〔11〕。任何人都知道，斯宾塞对进化论的贡献几乎等于零。波普尔之所以得出如此离奇的结论，主要是因为他过于看重“更加普遍”这个要求。
生物学解释的限度还提示我们：各门科学的理论化或精密化程度不同，因而不能一律地期望它们给出象物理学定律那样的精确解释和预见。根据不成熟的原理去安排过去的历史顺序，再由此预言未来的各种细节，这是一种越来越明显的倾向。只要把这些东西冠以“科学”的称号，人们就以为那是“普遍定律”，无论什么复杂的现象或过程都可以由它作出严格决定论的解释。不用说，这种倾向正在使科学与非科学的分界变得模糊，使公众受伪科学误导的危险也在增加。明确指出科学解释的限制因素，有利于克服这种倾向，让公众在冷静思考的基础上来估计科学的解释力。
【参考文献】
[1]c.g.亨佩尔：《自然科学的哲学》，陈维杭译， 上海科技出版社，1986年，第94页。
[2][6]迈尔：《生物学哲学》，涂长晟等译， 辽宁教育出版社， 1992年，第15、24页。
[3]cartwright,n.（1991）,how the laws of physics lie.newyork:oxford university press.p.25.
[4][5]simpson,g.g.（1964）,this view of life.new york: harcourt,brace & world.p.129.,p.135.
[7]schaffner,k.f.（1993）,"theory structure,reduction,anddiscsciplinary integration in biology",biology and philosophy8:319－347.
[8]tsma,s.t.（1996）,"darwin's causal pluralism",biology and philosophy 11:1－20.
[9]达尔文：《物种起源》，周建人等译，商务印书馆，1963 年版，1981年重印，第585页。
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