生物化学的研究方法篇1

进入考古学的转变期(20世纪40—60年代，属于考古学分类与巩固期的后一阶段)，从以层位学和类型学为研究手段的文化历史研究转变为以人类生态学思想指导的、大量结合自然科学方法和技术进行的古代社会重构的研究。西亚新石器时代农业起源研究就充分利用了动物考古的研究成果。［5］这一阶段在美洲出现了人类行为的文化功能解释的趋势，以环境为背景来复原考古学文化的多学科研究，就充分体现了动物考古学的作用。［12］步入考古学发展新时期的新考古学出现阶段(20世纪60—80年代)，在传统考古学重建文化史(主要是考古学文化时空框架的重建)的基础上，美洲考古学家以复原或重建文化形态(生产力、社会组织和意识形态为主)、解释文化过程(主要是文化发展的动因，属于过程考古学范畴)这两个更高层次的研究为目标，以进化论、系统论和生态学理论为思想指导，通过物质遗存所反映的考古学文化的各个方面及其与环境之间关系的研究，来更全面、系统地解释文化发展的过程。作为文化生态系统中生物环境系统的重要组成部分，动物资源利用方式和聚落形态研究中有关适应环境的生存战略(包括食物、供给、聚落和维持战略)研究，使动物考古研究的重要性进一步突出。［13］西亚的农业起源有关狩猎到饲养经济发展过程的动态研究也得益于动物考古的微观研究。［14］在考古学发展新时期的当展新阶段(20世纪80年代至今)，动物考古对于新学派中社会考古学各种社会形态经济基础的研究具有很强的说服力。［15］在探究古代人类精神世界的认知考古学有关肖像象征意义的研究中，动物考古知识的应用也获得了令人信服的成果。［16］马克思主义考古学流派将研究重点放在人类的适应性与系统平衡上，提倡生态学、进化论和辩证法相结合，这一过程中美国学者威廉•马夸特对肯塔基西部贝丘遗址采食者的研究就体现出动物遗存研究所起的重要作用。［17］在社会学中程理论被引入到考古学后，在将其作为连接经验性考古学材料与高层次文化理论解释的桥梁的过程中，刘易斯•宾福德(LewisBinford)最有代表性的工作之一就是记录了许多影响动物组合特征和条件的自然过程，并将这些过程应用到考古记录的解释中。在这个成功的中程理论应用研究范例中，动物考古的作用功不可没①。［18］综上所述，考古学产生和发展的历程中，动物考古都不同程度地做出了贡献，在提高人类对古代人地关系的认识水平上起到了积极作用。

以北美为代表的国际动物考古学发展历程在梳理了动物考古与考古学渊源关系的前提下，根据理论与实践的特征将动物考古学发展的阶段性特征重新审视一下，有利于正确评价亚洲动物考古在整个世界动物考古领域所处的地位和所起的作用。与考古学发展息息相关，国际上动物考古研究也是以欧美发达国家起步最早，以北美的阶段性研究最具有代表性。以北美为代表的国际动物考古发展经历了三个阶段，即形成阶段、系统化阶段、综合化阶段。第一阶段或开始形成时期(19世纪60年代—20世纪初)，动物考古工作的贡献主要在第四纪地质及旧石器时代考古的年代学和地层变化研究方面［19］，如揭示人类的古老性，确定早期人类如何生存以及如何获得食物并重建古环境。这些贡献主要建立在应用地质学的地层学和古生物学方法的进化论理论基础之上。这一时期环境决定论、环境可能论以及历史学方法处于全盛期，而动物材料并未被纳入考古学文化范畴当中。第二阶段或系统化发展时期(20世纪40—50年代)，动物考古工作者致力于两个相关的目标，即了解动物的生物学及生态学特征以及认识人类行为的时空变化。这就要将理论及方法植根于如物理及生物等大量学科的系统性引入。大量分析性和人类学研究伴随着如下两个概念的出现而产生:中程理论和用来检验生存对策的经济和生态学模式。这一时期的一大特点是强调方法的重要性。第三阶段或综合化成熟时期(20世纪60年代以来)，随着文化资源管理的快速发展，在很多方面开展的历史时期动物考古研究以及大量开发出来的模型和预设对考古学做出了巨大的贡献。文化生态学和人类学理论特别注重生态学和环境学议题，在动物考古实践中起到了重要的作用，其目的在于研究适应、生存对策以及人与环境之间的功能性关系。可以这样说，这一时期动物考古充满了所谓新考古学的思考。［20］这一时期的一大特点是逻辑推理方法由归纳转变为演绎。

动物考古的理论与方法及其回答考古学问题的研究层次基于达格拉斯•J．布尔(DouglasJBrewer)在《考古学方法与理论》所做的关于动物考古学的理论、方法与目标的论述，我们可以将各种论题按着研究层次划归到不同的组分中(见表1)。［21］从表1中可以看到，在生物学、社会学和人类学理论范畴内的各种理论框架下，动物考古学研究所涉及的考古学问题大多处于中等研究层次，只是生物地层学及古生物学探讨的问题处于基础性研究层次;哲学范畴内，除了方法论里数据搜集处于基础性研究层次之外，绝大多数理论框架下动物考古研究所涉及的考古学问题处于高等或者极高等研究层次;文化遗产管理范畴的均变论涉及较高等层次的研究;系统论范畴的社会经济生态理论框架下探讨的考古学问题处于极高等研究层次。

亚洲动物考古的研究进展

(一)西亚的领先地位与亚洲其他地区相比，西亚的动物考古已经达到了相当高的水准。无论是来自发达国家还是本土的专家，都非常重视现代动物考古学理论的应用，这一地区的动物考古研究不但在数量上而且在质量上都在某种程度上赶上了国际同行的步伐。从表2的统计不难看出，大多数动物考古学文章致力于方法和理论的探讨(82%)。其中生存对策研究文章占较大比重(33．7%)，其他方面比重较低，如驯化(14．5%)、宗教(12．2%)，埋藏学(9．6%)。有少量古DNA的文章发表(6．0%)。高等层次的研究成果占18．2%，较高等层次的研究成果占3．6%，中等层次的成果占60．2%，基础性成果占18%，而且研究主题具有多样性特点。因此，与国际同行相比，西亚动物考古研究的主体处于中高等层次。

(二)南亚及东南亚的积极努力从对南亚和东南亚与动物考古相关文章的一般统计来看，高层次研究成果占20%，较高层次的成果占2．9%，中等层次的成果占50%，基础性成果占27．1%。中等层次研究中生存对策相关研究占较大比例，达到34．3%，研究主题涉及面较广，表现出较强的学术进步势头。总体上看，本区高等及较高层次研究略逊于西亚，研究水平要高于东北亚和北亚，处于中等略偏高的研究层次。

(三)北亚的保守性基础工作基于表2的综合数据可见，北亚动物考古工作的主体多涉及方法论和理论领域，调查与报告约占文章总数的1/3。在北亚所有的研究领域中将近35%的文章属于生存对策主题，其中近1/4与驯化有关。也就是说，将近72．6%的工作已经达到中等水准，但是基础研究所占比重较高(达27．4%)，而且缺少高层次研究。北亚动物考古研究成果涉及的主题与其所覆盖的空间地域和所经历的考古学文化变迁并不相符，涉及的主题比较有限，表现出明显的保守性，总体上处于中等研究层次。

(四)东北亚的提升空间从表2中的数据不难看出，东北亚动物考古工作有一半以上处于基础性研究水准，其中绝大多数属于基本生物学信息(33．6%)以及基本鉴定过程(11．2%)的积累。在东北亚所有的研究领域中，1/3略强的工作与中等层次的研究密切相关。包括宗教宴飨、社会复杂化和国家形成在内的高层次研究成果仅占6．1%，较高层次的综述性研究占7．8%，而包括埋藏学、动物驯化、生存对策、环境学和适应行为时空分布在内的中等层次研究成果却占33．5%，特别值得注意的是基础性研究成果足足占有52．6%。综上所述，以中国为代表的东北亚动物考古研究层次还很低，但是研究主题体现出一定程度的多样性，却是本区动物考古活力和未来快速发展的预兆。总体上看，东北亚动物考古研究水平要低于除北亚外的亚洲其他地区，更不必说与西方发达国家相比了，因此还有很大的提升空间。

(五)亚洲动物考古的整体观察基于数百篇国内外动物考古文献资料进行的有关亚洲动物考古工作成果的简单统计分析似乎毫无意义，但事实上通过这种量化分析会使我们易于清楚地看到我们已经做了什么，处于何等研究层次，进而意识到为了与国际动物考古学发展步伐保持一致，如何尽可能地做好自己的工作。囿于篇幅的限制，笔者无法将所有成果一一列出，只能抽选极少数较有代表性的文章列入参考文献名录，在此深表歉意。上述统计表中所列数据，是建立在权威性杂志上发表文章的大样本量统计和分析基础上得到的，具有统计学意义。亚洲动物考古工作主要开始于20世纪晚期，但是大多数高水平的研究结果出自21世纪头十年。一般来讲，目前西亚动物考古已经进入全球动物考古发展的第三个阶段;南亚和东南亚主体动物考古研究成果已经处于第二阶段，也有部分成果属于第三阶段的较高层次;北亚及以中国为代表的东北亚动物考古整体上却还停留在第二阶段，其动物考古理论与实践水平都有待大幅度提高(参见表1、表2的数据)。学者们对于西亚、南亚、东南亚和北亚有关生存对策的动物考古学研究做出了巨大的努力，但是在东北亚就这一主题的研究应当得到更多的关注，因为这是达到更高研究层次的坚实基础。另外，东北亚在生物学和古代环境信息方面已经有了相当丰富的积累，这为深入的动物考古研究搭建了很好的基础性平台。与亚洲以外的其他国家，尤其是欧洲和北美发达国家已经开展的工作相比，亚洲(特别是东北亚)就诸如社会复杂化和国家形成等高层次的研究还很不够。但是在亚洲(尤其是西亚、南亚、东南亚和东北亚)利用现代分子生物技术开展的古DNA考古，在来自发达国家的专家(如来自加拿大的杨冬亚等)和亚洲本土学者(如日本的奥村、石黑等)的共同努力下，已经取得了骄人的进展，为深入开展更高层次的研究奠定了较好的自然科学基础。

亚洲动物考古的未来之路

根据2010年8月23日至28日在巴黎召开的第11届国际动物考古会议的议题，结合上述有关动物考古研究层次的分析，可以将目前的主要研究议题归纳为下述几个不同层次的问题，这也是今后亚洲动物考古努力的重要参考。

(一)较高层次研究所涉及的问题与宗教活动相关的葬礼用牲动物研究，国家形成过程中动物资源的强化利用状况研究，就动物考古对人类社会探究所做贡献的综述性研究，鹿科动物、猪、马、牛、羊(绵羊和山羊)等对经济形态转型(如跨时代畜牧业转型)以及社会复杂化进程的影响和作用研究，动物考古的专业性研究，动物遗存所反映的人类社会地位研究等，是今后亚洲动物考古所涉及的较高层次问题，值得我们继续投入更多精力加以深入研究。

(二)中等层次研究所涉及的问题外来贸易与生物入侵研究，副产品开发研究(如副产品革命新标志、乳制品制法的发展等)，方法论研究(如形态测量与相似属种比较相关的动物资源管理水平研究、利用同位素和痕量元素生物地球化学的动物迁徙性研究、与现代人类起源研究相关的各个氧同位素阶段的人类狩猎行为多样性探究等)，古代人地关系研究(通过动物遗存开展的人类对气候变化的响应度研究等)，与遗址形成过程密切相关的埋藏学新探索，与人类迁徙问题相关的岛屿动物地理考古研究，更新世至早期全新世旧大陆古人类的生存对策研究，动物和人类食性与人类行为和食物加工技术相关性的综合分析，动物资源获取方式研究，地貌景观、环境及其变化研究，生存对策研究等等。这些是今后应当加强研究的中等层次动物考古学问题。

(三)基础性研究所涉及的问题按地域开展的动物考古研究(如全新世非洲动物考古，环极地动物考古，新热带区动物考古新进展，旧大陆各时段动物群时空分布总结与研究，中东欧动物考古研究)，按动物类别进行的专题研究(如旧大陆的骆驼、古寄生虫、软体动物考古，猛犸绝灭的环境与人为因素研究，鹿科动物与社会)，数字化动物考古，实验动物考古等成为未来应进一步加强的基础性研究。其他常规的基础性研究包括畜牧业基础信息、信仰系统食物加工以及食谱和营养性疾病状况、文化交流等。上述相关的基础性研究的加强，将有利于亚洲动物考古水平的稳步提高。四、结语总体上看，亚洲动物考古的发展在时空两个方面都还表现出相当的不平衡;来自不同国家的同行之间通过共享数据库进行的交流还远落后于快速发展的动物考古的需要;动物遗存基本鉴定的训练以及国际通用语言的运用也显得很薄弱。目前高校中动物考古知识的教育与技能的训练还无法满足该领域未来发展对高素质人才培养的需求。这些不利因素都制约着亚洲动物考古的健康发展。鉴于拥有农业起源和动物驯化发祥地的重要地位，亚洲就经济形态转型为主题的动物考古研究应当以综合研究范式的方式得到进一步加强。为了进一步提高研究层次，我们应当结合对来自考古背景的文化遗存的分析，充分利用生物学和古环境重建信息的积累(其中富有遗址形成过程的大量信息)。在埋藏学研究方面，文化层和自然地层应当同时加以考察，并尽量配合成系列的测年数据，以便于在考古学文化的时空框架下，更好地了解从生存组合到发掘所获材料经历的变化过程。中亚和北亚是需要我们投入更多努力的区域。在这样广大的地区，亟待就更广泛的议题开展国际合作性动物考古研究。尤其是从晚更新世到早全新世人类生存对策转型以及马的驯化这些重大考古学问题的探究，就更仰仗于结合与周边地区的大量比较所开展的多学科、多遗址、跨区域、系统性和综合性的动物考古研究。鹿科动物遗存广泛出现于包括中国在内的广大地区，在人类社会演进过程中的很长时间里都起到了不可忽视的作用。因此无论是古生态环境重建，还是狩猎经济的主要狩猎对象，都离不开对这类动物的深入研究。中国的鹿科动物遗存的深入研究，必将有力地促进经济形态转型以及社会复杂化进程等高层次考古学问题的研究。

生物化学的研究方法篇2

物理学以实验为基础，在人们的社会生活、生产及现代科学技术中有着极其广泛的应用。在我们的生活周围，物理现象随处可见。在各行各业生产实践中包含的物理知识、物理原则也极为丰富。在现代科学技术中，物理学更是一马当先。因此在课堂讲授中，教师应尽量列举大量的生活、生产中的实例，向学生介绍现代科技知识。这样可拓展学生的视野，提高认识问题和解问题的能力。此外，在习题的讲析中，选例除了要注重习题的典型性外，更要注意习题的实用性，以及渗透相关学科知识的结合性。

一、在课堂习题教学中的方法

科学方法教育既需要潜移默化的熏陶，也需要有目的的训练.教师生动精辟的讲述，学生对知识只能达到理解的水平，要达到运用的水平，就非要经过学生本人参与分折，解决新问题的实践不可，就像学游泳必须下水一样.训练一定要与具体内容相结合，让学生在具体运用中掌握研究方法，使之达到自动化，技巧化程度.因此，教师要站在科学方法论的高度去创设情景，认真研究题型，分析归类，精选典型例题和习题，引导学生运用科学方法解决具体的物理问题，使学生实现知识向能力的转化.如在课堂上用控制变量法研究滑动摩擦力的大小与压力，接触面的粗糙程度有关后，可在教材内容之外延展，设计"滑动摩擦力的大小与速度或接触面积大小是否有关"的习题，让学生巩固对控制变量法的理解，并进一步提升解决实际问题的能力.

二、在知识传授中的方法

脱离物理知识对中学生大讲研究方法，犹如建设空中楼阁；埋头讲物理知识而不注意方法教育，则犹如给学生一堆砖瓦.故物理研究方法教育要以知识传授为载体.教师要善于挖掘教材中的素材，抓住知识和研究方法的结合点，在知识的传递中渗透物理研究方法教育.

物理研究方法的教育应该体现在具体科学知识的认知过程中，只有把认知过程充分而合理地展示出来，学生才能看到科学问题是怎样提出来的，从什么角度，用什么方法去解决，从而学到科学的研究方法.这就要求我们在教学中注意物理概念和规律的形成过程，按照学生的认知过程，合理的设计教学过程和教学方案.例如："等效代替法"又称"转换法"就是用一种已知的模型，过程或作用替代不便直接研究的对象，从而化整为零，降低思维活动的难度，加快解题速度.等效有结果等效和过程等效两种.如研究平面镜成像规律的实验中，我们并不需要具体知道像的大小，只是要比较像和物的大小关系.让学生思考能用刻度尺放到玻璃后方测量吗而人却要在玻璃前方观察，显然既不方便效果又不佳.武打演员无法独立完成一些高难动作时，常请替身来完成，而对替身又有什么要求呢通过这样的例子来类比，启发学生，从而让学生想到用另一根完全相同的蜡烛做替身，来代替镜前的蜡烛，放到镜后去与它的像进行比较，方便且准确地解决了像和物的大小问题.

三、在物理实验教学中的方法

生物化学的研究方法篇3

物理教材科学方法显性化文本分析

一、问题提出的背景

我国物理新课程不仅重视帮助学生掌握物理知识，而且越来越重视学生对科学方法的掌握。为此，近年来有很多关于科学方法显性化的研究和呼吁。所谓科学方法显性化是教材在隐性使用科学方法建立物理知识的基础上，通过标示所使用的科学方法、对科学方法的内涵进行阐述、组织学生使用和训练科学方法等手段，更加明确地、显性化地进行科学方法教育，引导学生掌握科学方法。

那么，我国物理教材在科学方法显性化表征上做得如何？有哪些经验和不足呢？对此，本文进行了教材文本分析，我们相信该研究对于教材的编写和使用具有一定的借鉴作用。

二、研究设计

1.研究对象的选取

本研究以人民教育出版社2010年版高中物理教材必修1、必修2和选修3系列为研究对象，共计7本教材，分析内容包含前言、各章节及习题等部分。

2.研究方法与研究工具

本研究主要采用文本分析法，编制数据分析记录表、对照分析教材进行统计分析。

首先，确定科学方法的种类。文献研究发现，科学方法的分类标准不同、类目多样，本文主要参考邢红军老师的分类方法，并考虑到其他的一些因素做了补充，如在一般科学方法中加入科学探究法，在实验方法中加入近几年教材中新出现的计算机模拟方法，最后，一共解析出24种基本的科学方法（参见表3第一列）。

我们对这些科学方法查阅大量资料，以确认其准确、全面、相互不交叉（即不出现一种具体的操作被归入两个科学方法的情况）、定义规范、方便理解[1]。然后，我们以这些科学方法为指标对物理教材进行分析以确定每一类科学方法出现的次数和显性化程度，尤其注意在物理知识点的建立、引申和扩展中，以及“键”（知识点与知识点之间的连结处）位置[2]等要点处确认科学方法使用情况。

其次，确定科学方法的体现方式和显性化水平层次。教材在处理物理知识时会体现相应的科学方法，通过文献研究和预调查，我们发现有以下四种体现方式：渗透使用，教材在讲解物理知识时渗透某种科学方法，但不明确指出其名称、不进行解释说明，该方式只是隐性使用，并没有进行显性化处理;命名，教材明确给出该种科学方法的名称;讲解，教材解释或讲解该科学方法，如解释科学方法的内涵、总结其特点、给出一般性定义、举例说明、给出使用注意事项等，便于学生理解和掌握;组织使用，教材组织学生使用科学方法解决问题或训练学生掌握该方法。

上述方式表现出的显性化水平是不同的，我们把它们分为以下四个水平层次（见表1）：

表1科学方法显性化分层表

从表1可以看出：当教材只是隐性使用科学方法时，教材并没有进行显性化处理，称为零水平层次;水平一层次是在使用该科学方法处理物理知识时明确给出名称，但是不讲解其内涵、不训练使用该科学方法，需要学生自己体会总结或者查阅资料来学习，因此其显性化水平较低;水平二、三层次的显性化程度更高。本研究在解析教材时采用该指标体系来分析科学方法显性化处理的方式和水平。

再次，编制文本分析表。本研究根据以上分析指标编制了“科学方法显性化分析记录表”（见表2）作为文本分析的工具。

表2科学方法显性化分析记录表

最后，整体分析教材科学方法显性化表征的系统性。循序渐进是教学的一个基本原则，也应该是评估教材编写质量的一个指标。由于本研究涉及整个高中物理教材，因此，本研究可以对高中教材编写的系统化进行分析。

3.研究工具的信度检验

对于本研究工具，研究者进行了信度分析，请三名物理教学论研究生分别独立使用该工具对同样的物理教材进行分析，发现三者一致性较高，按照“评分者信度”的计算方法，达到0.928，表明本研究工具具有较高信度。

三、研究发现

1.研究数据的呈现

我们对人教社高中物理必修1、2和选修三系列共计七本教材进行分析，整体数据如表3。

2.数据分析

分析数据统计表3，可以得出如下结论：

第一，各类科学方法在高中物理新教材中出现的总数目合计为950次，相比于高中物理知识点数量，次数非常多，表明教材编写时重视使用和体现科学方法。

第二，从出现的次数来看，各类科学方法在教材中使用和体现的情况差别很大，直接定义法出现的次数最多（353次）。一般来说，当教材中出现新概念时，需要通过直接定义来进行解释，该数据表明我国高中物理教材中出现的新知识是比较多的，教材信息量大。教材体现图形图像法的次数排名第二（100次），表明教材注重采用直观、易读的方法来展示物理内容。其次为观察法（78次），表明教材在引导学生对生活现象、实验现象的观察、分析方面，较为重视。之后为归纳法（66次），表明教材比较注重引导学生思考、建构知识，逐渐改变了传统教育过于注重直接讲解灌输的教学方式。随后是比较法（46次），表明教材注重引导学生思考、辨析来建立知识。体现较多的其他科学方法依次是近似估算法（45次）、分类法（34次）、科学研究法（30次）、计算机模拟法（29次）和演绎推理法（27次）。

这10种方法的总次数占85%以上，说明教材编写者认为这些方法是物理学中基础的方法，应该进行一定的科学方法教育。

第三，从“显性化数目”来看，较为明显的依次是：图形图像法（42次）、科学探究法（22次）、计算机模拟方法（21次）、近似估算法（16次）和实验验证法（13次）。表明教材注重对这些科学方法加以显性化处理，试图引导学生重视这些方法。

第四，从“显性化比例”来看，较为明显的依次是：科学探究法（73.33%）、计算机模拟法（72.41%）、实验验证法（56.52%），其他方法，如图形图像法、近似估算法、理想化模型法、理想化实验、控制变量法、比值定义法的显性化比例都超过了25%，表明教材在使用这些科学方法时注意加以显性化处理，试图引导学生重视该方法。

第五，从“显性化水平层次”来看，各类科学方法的显性化水平层次是不同的。处于水平一层次的科学方法有2类，分别是理想化实验法和归纳法，表明教材在使用这些科学方法处理物理知识时明确给出了这些方法的名称，让学生了解。处于水平二层次的科学方法有2类，分别是等效法和其他类别中的反证法，表明教材对这些科学方法直接进行了讲解，这是在讲解物理知识之外直接讲解科学方法，便于学生理解该方法的内涵。处于水平三层次的科学方法有11类（参见表3第8列），表明教材注重组织学生使用这些科学方法来解决问题，这种训练更有助于学生体会、应用科学方法。其中，科学探究法、实验验证法、计算机模拟法、图形图像法和近似估算法等科学方法在教材中是多次组织学生使用和训练，表明教材更为重视这些科学方法的教育。

第六，从科学方法显性表征的系统化设计来看，教材显得比较弱。数据显示有8种科学方法涉及到四个水平层次（参见表3），教材对此进行了一定程度的循序渐进式或系统化的设计，主要表现在：先隐性使用、再讲解该科学方法的内涵、然后再组织学生使用该方法。可以看出，这样的系统化设计更有助于学生理解和掌握该方法。

还有五种科学方法处于水平三层次的显性化表征，教材多次要求学生使用这些方法进行学习活动，但是始终没有讲解这些科学方法的内涵。从系统化设计的角度来说是有不足的，也就是说，如果能够先给学生讲解清楚这些方法的内涵，再组织学生使用更有利于学生掌握。

3.本研究的结论

通过对高中物理教材进行系统的文本分析，发现：我国高中物理教材在讲解和建立物理知识的过程中非常重视体现科学方法，蕴含着丰富的科学方法教育素材。从使用次数和显性化水平来看，教材着重体现的十四种科学方法（参见表3）。教材采用渗透使用、命名、讲解、组织使用四种方式来体现科学方法，其中，渗透使用只是隐性的，并没有进行明确的科学方法教育，而后三种则是显性化的表征。教材对不同的科学方法采用的显性化表征方式不同、水平层次也不同，有些给出了讲解、训练使用等方法教育的设计，不过在系统化设计上还有不足。

四、本研究的启示

根据本研究的分析结果，我们提出以下建议：

第一，物理教材中的科学方法种类繁多，在教材编写和课堂教学时，可以考虑初中、高中、必修、选修等不同性质特点分出主次，对于各类方法应该区别对待。

第二，鉴于科学方法类目较多，在教材中体现的次数也非常多，建议教材编写时注意提示师生，如可以在前言或者附录中给出科学方法分类，以及重要科学方法，便于学生整体把握。

第三，对于一些重要的科学方法，如科学探究法、图形图像法、观察法、归纳法、控制变量法等，教材应该加以系统化设计，从隐性使用、到讲解该科学方法的内涵、然后再组织学生使用该方法，循序渐进、系统化的设计更有助于学生理解和掌握科学方法。

第四，物理教材中蕴含着丰富的科学方法教育素材，应该引起教师的重视，教师在分析教材时不仅要重视其中的物理知识体系，还要善于挖掘其中的科学方法，重视科学方法的教育。

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参考文献

[1]肖骁，邢红军.高中《物理课程标准》中的科学方法显化研究.首都师范大学学报（自然科学版），2011，32（4）.

生物化学的研究方法篇4

1990年启动的人类基因组计划把生物学由分子生物学时代推向了系统生物学时代,生物学由分解转向整合。代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后,系统生物学的重要组成部分。细胞内的生命活动大多发生在代谢物层面,如细胞信号释放、能量传递、细胞间通信等,因此,代谢组学被认为是“组学”研究的最终方向[1]。中医药学是有着几千年历史的古老科学,中医药的现代化研究迫切要求将古老的中医“语言”用现代科学加以阐释,而近年来用现代医学的还原论思想模式来衡量和改造中医药学,却出现了中医药学在现代科学面前无法证明其科学性的尴尬局面[2]。代谢组学与中医药学都是用整体思维模式来研究机体的,因此,如果能寻找到有机的切合点,将处于科学研究前沿的代谢组学与中医药学研究结合起来,势必能更好地推动中医药现代化的进展。笔者重点探讨了代谢组学与中医药学的联系及代谢组学在中医药现代研究中的应用,以期抛砖引玉,为代谢组学应用于中医药的现代化研究提供理论帮助。

1代谢组学与中医药学理论体系的联系

中医药学是有着数千年历史的古老科学,在历代医家不懈的医疗实践中,形成了以整体观念和辨证论治为特点的理论体系。所谓整体观念,是关于人体自身的完整性及人与自然和社会环境统一性的认识,是整体思维方法在中医理论中的体现。中医药学非常重视人体的统一性和完整性,认为人体的每个局部都是整体的一部分,都具有整个生命的全部信息；另一方面注重人体与环境的统一性,认为人的生命活动与自然运动规律相统一。这种观念贯穿于中医学对人体的生理活动和病理变化乃至疾病的诊断、预防和治疗等各个方面的理性认识之中。近年来,中医药现代化研究已经成为学术科研上的焦点问题,学者们力图用现代科学方法论来衡量和改造中医药学,却出现了中医药学在现代科学面前无法证明其科学性的尴尬局面[2]。这都是由于现代医学的方法论与中医药学的方法论之间存在着明显的鸿沟,中医药学研究用的是整体思辨的网状思维模式,它注重把握事物之间的联系,而不是事物本身,因而其知识结构是综合的、整体性的；同时,中医药学善于把人与环境因素综合地加以考虑,其思维呈网状结构。而现代医学研究是还原分析的链式思维模式,它是建立在实验分析基础上的,注重研究事物本身的特性,往往忽略了事物之间的联系,其知识结构是分析性的、局部的。然而,人体本身是一个复杂的整体,人体的复杂性及疾病的联系性,与中医的整体网状思维模式接近现代医学,也正由一元化向多元化转变,由单一性向系统型转变。基因组计划基本完成,标志着生物学研究进入了“后基因时代”,而系统生物学研究是后基因时代的最主要研究任务。基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学都是系统生物学的重要组成部分,基因组学、转录组学和蛋白质组学分别从基因、mrna、蛋白质层面探寻生命的活动,然而,代谢物是生命活动的最终产物,代谢物的水平可以被看作是基因或环境发生变化时生物体作出的最终的应答,正如oliverfiehn所认为的“代谢物是基因型到表现型之间的桥梁”[3],“基因组学和蛋白质组学告诉你可能发生什么,而代谢组学则告诉你已经发生了什么”[4]。因此,代谢组学是系统生物学研究的终点。总之,代谢组学属于全局系统生物学(globalsystemsbiology)研究方法,与中医药学的整体观念相对应；且代谢组学研究的目标是代谢物,而“代谢物是基因型到表现型之间的桥梁”,其研究更接近表现型,由此,代谢组学用于中医药现代化研究具有不可比拟的优势。

2代谢组学与“证”的现代研究

辨证论治是中医学认识和治疗疾病的基本思路,是中医理论体系的基本特点之一。“证”是辨证论治的起点和核心。所谓“证”,是指在致病因素作用下,机体内外环境各系统之间相互关系发生紊乱所产生的综合反应,是反映疾病处于某一阶段病因、病性、病位、病势等病理要素的综合性诊断概念。因此,“证”的现代研究是中医药现代化研究的核心任务。近年来,学者们对“证”进行了广泛而深入的研究,主要集中在证候的标准化、客观化、证候的本质、计量诊断、证候的动物模型等方面。其中证的标准化、规范化是进行“证”的其它方面研究的基础,如果对证候没有一个客观的尺度加以评价,其它方面的研究也就无法进行。每一个证候都有其外象(外候)与内涵,证的标准化研究中,对其外候的研究主要是根据中医文献及临床资料,并结合临床流行病学研究,制订某些证的诊断标准,使辨证达到规范化,并将现代医学的实验指征结合到证的研究标准之中；但外候是用四诊——望、闻、问、切所获得的信息进行整理而得,很难量化,即使用流行病学方法加以分析,亦是靠专家经验打分,最多亦只是半定量。这种诊治的准确性很大程度上依赖医生的诊疗经验,无论在准确性、稳定性、敏感性等方面都更多地受到医患双方主观因素的影响。因此,从证的内涵方面去制定“证”的诊断标准十分有意义。近年来,学者们致力于探索证候的高特异性和高灵敏性的指标,试图建立证候实验诊断单个金指标,然而,由于证的整体性、动态性和异病同证、同病异证等特征,不可能用单一指标作定性、定量、定位的说明。据此,证候客观化研究采用综合指标,精选非特异指标进行特异组合,建立能反映证本质并能区别它证的定性、定量、定位综合实验指标,辅助四诊,确定证候诊断具有重要的意义。代谢组学正具备反映和解决这些问题的“组”、“群”、“谱”集成的分析功能。它能够通过检测不同时间患者的尿液或血液,对这些代谢产物进行分析,从而确定不同的证所对应的代谢组,使“证”可以得到客观化的表述。另外,利用代谢组学方法,通过研究代谢物图谱随时间的变化,能够帮助人们更好地理解疾病过程中“证”的变化与机体内物质的代谢途径和代谢状况的关系,还有助于疾病生物标记物的发现和辅助诊断,使诊断、治疗达到个体化。其准确性依赖于仪器的性能,可以提高诊治的科学化、定量化,避免了人为因素的误诊。

3代谢组学与中医药疗效的整体评价

既然疾病具有系统化、动态化、整体化的特征,所以,在治疗时应随疾病的进程不同相应地调整药物剂量和种类。因为疾病发生的不同阶段需要不同的药物组分发挥调节作用,而以单一成分作用到单靶点的西药对此束手无策。从这个意义上讲,中药没有无效成分。所谓无效成分只是相对疾病的不同阶段而言。因此,未来的若干年,复方药或多组分药将在疾病治疗中担当重要角色。中药及复方具有多种组分,其多效性、多靶点、多途径发挥作用等特点又为其临床疗效评价带来了很多难题。近年来,对于中医药的临床疗效评价,自觉不自觉地照搬西医过去生物医学模式的疗效评价和标准,从单侧面、单生物学因素着手,缺少系统地反映中医个体诊疗特色和复合干预策略的疗效评价方法和指标[5],这一点严重影响了中医药的质量和水平及其可信度。另一方面,又无法有效地将可能存在的临床疗效优势客观的表现出来。因此,中医药的临床疗效必须用系统方法学加以评价,寻找客观、系统的临床疗效评价方法是中医药现代研究中急需解决的重点问题。

代谢组学的出现为中医药临床疗效评价提供了全新的思路和工具,中药(尤其是复方)的整体性作用机制和疗效在系统代谢组学的研究方法下将可能得到充分的展示和挖掘。疾病状态可以引起机体内代谢物的整体发生变化,成功的治疗必须使代谢网络中的缺陷部分正常化,同时又不得干扰其它维持健康所必须的代谢途径的调控[6]。利用代谢组学方法,通过监测分析尿液、血液、唾液及细胞和组织的提取液等一系列样品的谱图在用药前后的整体变化,再结合模式识别方法,不仅可以客观地评价药物对于疾病的治疗效果,还可以对人体功能活动、生存质量和影响健康等的重大事件加以评价。中药及复方的临床疗效评价得以客观化后,对于中医药学用循证医学的方法进行进一步疗效评价提供了可能性。另外,在中医药研究中要高度重视其对肠道菌群的影响。现代研究发现,在正常情况下肠道菌群之间存在着复杂的动态平衡关系,此种平衡不仅为肠道正常菌群的生存所需要,而且对其宿主的多种生理功能(尤其是代谢)乃至生命活动亦至关重要,即肠道微生物群落实际上参与了人体的生理、病理和药理(毒理)过程,形成了人类代谢网络中重要的组成部分。中医从整体出发研究人体的平衡与失调问题,并通过中药使其恢复平衡,与肠道内微生态环境的平衡理论有异曲同工之处。中药大多数给药途径是通过口服,经过消化道在局部起作用或通过吸收在全身起作用。中医药的整体观虽然与西医相比具有其特殊性,但与现代微生态学具有一致性,因此,肠道菌群研究很可能会成为用代谢组学的方法来研究中医药的突破口。正如代谢组学鼻祖nicholson教授所提出,“在globalsystemsbiology的框架下,将人看作一个superorganism来进行代谢组学研究的思想,把人与环境(地理的、社会的)、人与肠道菌群之间的相互作用加以综合考虑,使我们能够更全面、真实地反映人体疾病与代谢变化的关系,从而达到个性化医疗(personalizedhealthcare)的理想目标”[7]。这种思想与传统中医药强调人与社会环境的整体观、四时和饮食对人的影响、辨证施治等思想是一致的。

4代谢组学与中药新药研究

中药的化学成分复杂,中药及复方在治疗疾病时,主要是由于药效组分在多靶点或多器官上发挥整体综合调节作用,具有多因微效的特点。正由于中药及复方的多组分和作用具有多效性、多靶点性、多途径性等特点,为其新药开发带来了诸多的障碍,如中药的质量控制、发挥作用的物质基础、作用机理、安全性研究等都是中药新药研究亟待解决的重点和难点问题[8]。

中药材的质量直接影响中药饮片和中成药的质量,最终影响其临床疗效。中药材的质量好坏与其所含的化学成分直接相关。因此,对中药组成成分的控制是中药材质量控制的着眼点。中药的多种组分,其实质就是其多种代谢产物的集合,其组成、含量和存在状态等受到产地、气候、采集季节及后处理等多方面因素的影响。代谢组学可以用于分析中药中各种组分的类型、含量和状态随各种因素的变化,可以定量地对其进行评价,从而实现对其质量进行控制。所以,代谢组学用于中药栽培、采集、加工阶段,符合药品生产质量管理规范(gmp)的质量控制以及药物监督部门针对药物质量的控制,无疑是最佳方法。这种方法准确、重复性好,而且不依赖于操作人员的经验[9]。对于中药及复方的药理作用机制的研究,代谢组学也具有绝对的优势。成功的疾病治疗必须使代谢网络中的缺陷部分正常化,同时又不得干扰其它维持健康所必须代谢途径的调控。药物的作用机制的研究就是研究药物在这种调控作用中所起到的作用和如何起作用。通过认识体液“代谢指纹图谱”变化的原因,联系基因组学和蛋白质组学的方法,可以寻找药物作用的靶点或受体,从而发现药物作用的机制。正如nicholson教授提出的proteo-metabonomics的概念,即将蛋白质组学与代谢组学相结合,以便更全面、有效和准确地寻找药物作用的生物标志物。在中药及复方的安全性评价方面,代谢组学通过分析与毒性作用的靶位和作用机制密切相关的生物体液中的代谢产物谱随时间的变化,可以确定毒性作用的靶器官和组织、毒性作用的过程和生物标志物[10-11]。因此,代谢组学可以反映出毒性效应的终点状况,并且可以与生化和病理指标联系起来。所有的代谢物都有其特征nmr谱峰,故代谢变化的指纹图谱可以作为毒物检测的定性依据,以便从功能和安全性两方面使药物筛选更有效,为新药临床前安全性评价提供可靠的技术支持和保障。因此,代谢组学在毒物药物学的研究中将发挥极其重要的作用。

5结语

代谢组学是处于科学研究顶端的前沿性科学,近些年中,其发展非常迅速。虽然由于技术和设备等的局限,我国在这方面的研究才刚起步,但其在中医药领域的应用已初步显现出了明显的优势,将其用于中医药学的研究,必将对中医药的现代化研究起到推波助澜的作用。因此,引进先进的技术和设备,大力开展代谢组学在中医药领域的研究,对于推进中医药现代化的进程具有重要的现实意义。

【参考文献】

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[9]沈一丁,费贵强,张宇.代谢组学促进中医药现代化[j].精细化工,2005,22(6)：444－446.

生物化学的研究方法篇5

关键词：中药复方制剂；物质基础；研究思路；有效方法

中图分类号：R284文献标识码：A

一、中药复方制剂物质基础研究思路

1.传统中药复方制剂物质

由于中药复方制剂包括多种成分，而且具有很强的活性，是非加和性的，因此其作用效果并不是十分明显。而随着中药复方制剂研究的逐步深入，有很多学者都提出了与中药复方机制物质基础相关的理论。例如：王阶等人提出了综合调节理论研究思路，王本祥等人提出了复方药效主要分为有效成分和次要成分等。与此同时，传统中药复方制剂物质要体现中药成分的基本作用，需要提高中医药方法和技术水平，创新中药复方制剂物质基础方法。

2.现代中药复方制剂物质

早在20世纪70年代，相关科研人员就在中医学宝库中获得了一些研究方法，通过多年的努力，克服了其他药物的缺点，通过多年的研究可以发现，现代中药复方制剂具有速效、治愈率很高等优势，不仅能够提高化学合成物的质量和水平，同时还能够克服传统的药物杀菌不彻底等问题。现代中药复方制剂具有辅助增溶的作用，因此可以提高整个有效组的溶出[1]。

二、中药复方制剂物质基础研究方法

1.活性中药物质基础研究方法

由于传统中药物资基础研究常导致分离过程中会丢失活性成分或者有效成分，这样就会导致很多无活性成分的化验和分离占有大量的时间，从而降低了工作效率。为了能够更好地提高工作效率，有效解决上述重要问题，近几十年来，在研究的过程中逐步引入了以活性为导向的中药化学分析法，也就是说通过生物活性跟踪分离中药成分，这种研究方法，实现了便捷、可靠的中药活性物质分离和筛选。与此同时，只有将中药物质中的化学成分以及中药活性二者有机结合，才能够达到更好的效果。

2.化学中药物质基础研究方法

所谓化学中药物质基础研究就是利用中药或者是中药复方制剂中含有的相关成分进行化学物质之间的组合，通过这种化学组合方式形成中药物质的基础，将中药进行适当分离以后，再综合运用现代科学仪器分析方法，如现阶段比较常用的HPLC等方法，对中药物质各部分进行分析，这样才能够确定中药物质基础的活性部分[2]。

3.有效组分中药物质基础研究方法

有效组分中药物质研究方法具体是指：在整个中药物质基础研究的过程中，需要分离中药复方药物中的有效组分，并且在整个分离的过程中还要根据中药复方药物中所含有的药理活性成分，然后按照一定的规律对其进行分离，将中药复方药物当成一个整体，这样才能够按照固定的思路进行分析，主要采用系统溶解分离方法和现代技术分离方法等多种形式，对中药物质基础进行系统化研究。这种研究方法为中药复方制剂物质基础研究拓宽思路，提高了中药复方制剂物质基础研究的质量和水平。

综上所述，由于中药自身的复杂性，尤其是其中有很多成分的含量较低，因此要想提高中药物质活性，发挥药效，就需要对中药复方制剂物质基础进行系统化研究。但就目前而言，中药复方制剂物质基础研究工作仍然还存在着诸多问题，为了更好解决中药复方制剂物质基础研究过程中所遇到的问题，需要不断提高科学技术研究水平，从而真正做到与时俱进、开拓创新，在实践的基础上创新，在创新的基础上实践。这样才能够不断提高中药复方制剂物质基础研究的整体质量和水平，优化中药复方制剂的效果，促进我国中药复方制剂物质基础研究事业又好又快发展，从根本上不断完善我国医药制度。

参考文献：

生物化学的研究方法篇6

关键词：化学教育；学科教育；研究；定位；转型

20世纪80年代以来，我国化学教育及化学教育研究有了巨大的发展，成绩喜人。但是，跟一些发达国家比，跟相近学科比，在一些方面的差距很明显。我国的化学教育研究亟需克服浮躁，认真地、踏踏实实地总结，思考，探索，改进和突破。

1化学教育研究需要恰当地定位

要弄清化学教育的恰当定位，就要排除盲目自大和学科情结的影响。为此，首先需要弄清化学是不是一门中心学科。

1.1要弄清化学是不是一门中心学科

常常听到有人说“化学是一门中心学科”。姑且不说事实如何，让我们先看看是谁说的。

1985年皮门特尔（pimentel）首次提出化学是一门中心学科，化学处于自然科学的中心位置[1]。同年，美国国家研究理事会在其一份报告中正式地把化学称为“中心科学”（centralscience）[2]。此后，不少人引用或者提出了类似的看法，例如，日本化学家福井谦一说：“在古老的物理学-化学-生物学的排序中，化学注定是中心位置的占有者[3]。”原美国化学会主席布里斯罗（r.breslow）在其1997年编著的《化学的今天和明天》中提出：“化学是一门中心的、实用的、创造性的学科”，他还用“一门中心的、实用的、创造性的学科”作为该书的副标题[4]。不过，引用或者提出类似看法的几乎都是从事化学研究或教学的人士，几乎没有其他学科有影响的人士这么说（作者只看到一位医学界人士这么说的报道）。

为什么说“化学是一门中心学科”？归纳主要有下面几方面的理由：

化学与社会多方面的需求有关，能满足人们衣、食、住、行和增进健康、战胜疾病的需要，是现代社会中国民经济的重要支柱[5]。

化学是一门承上启下的科学，能在相关学科的发展中起基础、牵头、带动和推动的作用[6]。徐光宪院士曾指出：“科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可收事半功倍之效。化学是中心科学，是从上游到下游的必经之地”；“化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科”[7]，以至化学成了有关学科群的中心。

化学“埋没在自己的成功之下”，面临着自己的学科声望问题：化学失去自己的光辉形象，在社会经济资源和人才的优化配置方面得不到应有的支持，存在着被遗忘和被忽视的危险”[5]，有必要引起学生、媒体和公众的重视。

可见，化学是一门中心学科，其本意是指其他门类的自然科学之间，或者自然科学与工程技术之间的联系都需要以化学为中间媒介。例如，现代的生命科学和材料科学，如果缺少化学的介入，就不能达到高的水平；数学和物理科学，也需要通过化学的中介，才能在生物和材料科学中发挥较好的作用[8]。

说“化学是一门中心学科”，并不是说化学在所有学科中最重要，只不过是说明它在社会和科学系统中的多边关系和地位而已。我们不要只说“化学是一门中心学科”而不做解释，务必不要断章取义，错误理解，盲目自大。

唐有祺院士在评论“化学是一门中心学科”时就曾经提出，“更全面的提法是化学和物理一起是当代自然科学的轴心”[9]。这是值得思考和采纳的。

1.2要抛弃“小学科情结”

盲目自大是表，学科情结是实。所谓，就是囿于本学科，忽视其他学科，包括上位学科，就是满足于、陶醉于已经取得的成绩，或者不顾全局地争课时、争地位。小学科情结危害很大，因为它会导致视野窄小、短浅，导致小打小闹；导致把化学教育跟科学教育对立，导致化学教育“自边缘化”而孤立于科学教育之外，不能及时吸收科学教育和其他相关学科研究和发展的成果。

化学教育是科学教育的重要组成部分，化学教育工作者首先是科学教育工作者，明确了这个归属，才可能抛弃小学科情结，真正把提高学生乃至公民的科学素养作为自己的首要责任。

1.3要弄清化学学科的本质特点

所有的理科教育都有实施科学素养教育的义务和责任，这就有了发挥各自优势，相互配合的问题。为此，需要弄清各学科的本质特点。有比较才能有鉴别，才能弄清化学的特点。跟化学最为接近的是物理学和生物学，它们同是“基础的自然学科”，对他们进行比较、区分，可以使我们迅速地接近化学的本质特点。

通常认为，物理学是研究宇宙中物质的基本存在形式、基本结构、相互作用和最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的科学；生物学是研究生物各层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学；化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。看起来，化学和物理学同属于物质科学，它们的研究对象差不多，其实两者是有差别的。它们的差别主要在于：

化学研究的物质运动不同于物理学研究的物质运动。

物质的化学运动主要表现为物质转变成其他物质，即产生新物质的运动形式，其实质乃是由于化学键合状况改变，引起宏观物质分解、化合或重组，导致物质分子组成和结构变化而产生新物质的特殊的物质运动形式。物理学研究的物理现象一般不包括物质的化学运动。

化学研究物质的广度不同于物理学。

化学研究的是实物（substance）。实物是狭义的物质，是具有静止质量、占有空间的物质。化学实物是具有特定物理性质和化学性质的单质、化合物或者混合物。而物理学研究的是实物和场（field），物理实物通常是指由物质形成的，以一定的形状、体积、大小、质量等为特征的物体。物理学不以研究实物具体的组成、结构和相互转化为任务。

化学所研究的物质也不同于哲学中的物质。哲学中的物质（matter）泛指具有客观实在性，能作用于人的感官而引起感觉的东西，是人感觉到的客观实在，其外延十分宽泛。

化学研究物质的深度（层次）也不同于物理学。

在对物质的存在方式、结构、相互作用、运动形式及其相互转化的研究上，物理学只是针对基本的、普遍的特点来开展研究。而化学对物质的研究比物理学具体，但概括性不及物理学。这个特点造成化学的内容十分丰富，以至于它成为一个庞大的学科，不能被其他学科兼并。

在解释宇宙物质进化的不同阶段时，化学、物理学和生物学具有不同的功能。

在解释宇宙演化史中物质进化的不同阶段时，化学、物理学和生物学鲜明地表现了不同的功能。在宇宙的创生期、极早期、早期和近期，先后形成“实时空”、各种基本粒子和原子，解释、说明这些过程是物理学的任务。然后，相继发生元素进化、星际小分子合成、生物小分子合成、生物大分子合成，宇宙物质由简单分子逐步进化为生物小分子，再逐步进化形成生命基础物质。解释、说明这些过程只能靠化学。随后，生命物质由简单到复杂、由低级到高级，逐步形成具有生命的生物的过程，这些过程的解释、说明则非生物学不可。

总之，化学的研究对象既不同于物理的研究对象也不同于生物学的研究对象，化学科学既不同于物理科学也不同于生物科学，然而又不可能在它们之间划出一条绝对严格分明的界限。

概括地说，化学学科有下列特点：

化学研究物质的性质、组成、结构、变化和应用，其基本问题是组成、结构和反应以及它们跟物质性质的关系。

化学研究的对象是泛分子[10]层次，构成泛分子的较低层次的微粒之间的相互作用十分复杂，使其整体的性质各不相同，很难用演绎的方式简洁地描述，这就决定了化学研究的个别化特点。

在研究方法方面，物理学方法注重分析，在本质上是机械论（或称还原论）的；生物学方法注重整体，在本质上是目的论（或有机体论、自主论）的；化学方法一方面把研究对象分解为若干组成成分，另一方面又把研究对象作为由某些微粒（或部分）组成的、复杂性不同于生物体的系统来研究其结构，研究实物的相互关系，既有跟物理学相似之处，又有跟生物学相似之处。但是，化学又具有跟物理学和生物学不同之处，表现出自己的特殊性。

化学的这些特征，应该在科学素养教育的实施中较好地得到反映。

2未来的化学教育研究需要把握好方向

为了把握好方向，化学教育要自觉地服从科学教育的目的、任务、规律等整体规定。

20世纪以来，科学教育的指导思想的变化有下列特征：由关注科学知识、技能，关注个体的认知发展，演变到关注人格或个性，关注个体的全面发展；再演变到突出重点，关注个体的科学素养；然后演变到关注更多人的发展，提出科学为所有人，关注公民的科学素养；再演变到关注人的和谐发展，关注人在科学技术领域发展的背景环境，注重环境教育、sts教育。

化学教育应该顺应科学教育的整体趋势，并为科学教育的进步作出自己的贡献。要真正着眼于促进学生更好地发展，重视科学文化建设，促进全社会爱科学、讲科学、学科学、用科学良好风气的形成。

当今世界，能源、资源、粮食、健康、环境等有关人类生存的重大问题的解决都离不开化学，需要更多、更优秀的化学人才。同时，向全体社会公民普及一些化学知识的必要性也日益增加，需要更多、更优秀的化学科学普及人才。对应于这种情况，未来的化学教育需求会出现“高端更高”“低端更低”的现象。未来的化学教育要努力满足“高端”“低端”两方面的需要。为避免和解决两难问题，未来的化学教育应该包括这相互协调的两翼。

3未来的化学教育研究需要采用适宜方法

化学教育系统涉及到人，是开放的复杂的巨系统。钱学森院士一再指出，研究开放的复杂的巨系统不能采用简单方法，综合集成法是研究复杂系统的有效方法。

综合集成方法的特点是：（1）以实践经验，特别是（实践）专家的经验为基础，把局部性的经验知识跟现代科学提供的系统的理论结合起来。（2）系统研究（整体研究）与分析还原相结合，获得关于系统整体的状态、特性、行为的描述。（3）历史研究与现实研究相结合，发现、揭示、检验对象的内在逻辑。（4）以经验为基础建立模型进行计算，把定性知识跟各种观测数据、统计资料结合起来，从局部的定性知识发展到整体的定量的认识。（5）充分利用现代信息技术的优势，实行人-机结合，内省思辨与观察实验结合，宏观研究与微观研究结合。（6）多种学科不同角度的研究相结合，最终产生新知识、新思想、新方法；等等。

化学教育是一种复杂性系统，研究复杂的化学教育系统，要运用综合集成法。在综合集成法的诸要素中，需要注意的是利用计算机进行建模。利用计算机来模仿系统的运行和演化，可以观察系统整体的涌现，预测系统的走向......因此，基于计算机建模成为许多领域发展很快的重要研究方法。在这方面，目前的化学教育研究还处于空白状态，亟需开展和加强。

模型是解决问题的一种十分重要的科学方法。人类对世界的探索过程，实际上就是建立各种模型表示的过程。模型是以文字、符号、图表、实物、数学式等形式对一个系统某一方面本质属性的描述、模仿或抽象。一个恰当的模型能够提供组织观察数据、资料和其他信息的框架，对原型系统的行为特征和演化规律作出解释，揭示其运行机制，预测原型系统未来的行为特性，提示按照一定目的影响和改变原型系统行为特性和进行控制的思路与方式，启示新事物、新技术的创造。通过模型的建立和研究，不但可以更好地认识、改进原型，而且可以进一步形成有关理论和实践模式。

建模的努力可以从确定系统的状态参数开始。

4未来的化学教育研究需要形成学科特色

未来的化学教育研究应该注意化学教育跟一般教育的区别，形成鲜明的学科特色，不能用一般的教育学研究、心理学研究来代替化学教育自身的研究。要形成鲜明的学科特色，就必须注意结合具体问题深入地、精细地搞好“个别化”研究。

未来的化学教育研究除了需要恰当地定位，把握好方向，采用适宜方法，形成学科特色之外，还应该关注化学教师教育的革新。未来的化学教师教育要减少空洞的、实效很差的理论内容，多结合具体内容进行实践训练。

更为重要的是，要重视改变现有的粗放的、不合理的教师教育体制。一些国家对化学教师培养采用两段制，即：取得理学士学位的大学化学系毕业生须在专门的教师教育学院接受培训，通过国家教师聘用考试后，再接受一年的教师职业培训,取得教育硕士学位后才能被任用为教师。在教师职业培训中，除了教育理论学习和研讨外，要用相当多的时间结合中学教材具体内容的教学进行“精耕细作”式的培训。这样做有其必要性和合理性，能有效地保证化学教师的专业化，保证新教师能较快地适应实际教学、满足实际教学需要。我们应该立足于本国国情，善于取人之长，在总结以往经验教训的基础上，尽快建立有效和规范的化学教师教育体系。

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