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生態學概念范文1
[關鍵詞]生態文明;經濟理性;經濟價值;生態理性;生態價值
[中圖分類號]X171.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115(2013)08-0143-05
工業文明與資本主義社會形態歷經300余年演化,日益涌現出其自身無法調和的系統性矛盾。生態文明與社會主義社會形態的顯現,正是人類為更好地確保其自身類存在而不懈探索出路的行動寫照。生態理性、生態倫理與生態價值是生態文明內涵的三個主干概念。其中,生態文明范域的生態理性與生態價值概念是對工業文明范式的經濟理性與經濟價值概念的辯證否定。擇要進論,誠如盧卡奇社會存在本體論的命題所言,自然是一個社會范疇,自然本體只不過是社會本體的前史。本文著重討論的生態價值不僅基于價值的主體性和歷史性,而且基于價值的社會性。生態文明范域內生于自然限制退縮與勞動社會性增強這對矛盾;特別是在工業文明與資本主義社會形態中,人類勞動能力因科學技術的日新月異和資本的全球擴張而得到空前發展,勞動目的設定的實現程度依此同比大幅提高。這使得人類在為高樓大廈和先進技術等勞動成果歡欣雀躍之時,卻觸動了自身賴以生存的地球母親之“奶酪”——環境惡化和極端氣候等生態系統性問題正在不斷拷問著人類生存發展的底線。由是觀之,生態價值所映射的自然生態環境問題根源于經濟價值指向的人化自然,卻又高于人化自然,是一個十足的社會問題;生態價值與經濟價值及主導二者價值判斷的生態理性與經濟理性之辯證關系在21世紀不僅是生態經濟學研究的基本場域,更是一個關乎人類生死存亡和發展前途的根本性問題。
一、資本主義話語范疇中的經濟理性與經濟價值
資本主義范疇的經濟理性是近代經濟學鼻祖英國亞當·斯密1776年在《國富論》中提出的。斯密憑著自己對人性的觀察,認為每個從事經濟活動的人都是“經濟人”,都有理性的利己之心,主觀上的利己心在“看不見的手”的指揮下展開競爭,客觀上推進社會財富的增長,使整個社會福利增加。“理性經濟人”的論點成為近現代西方經濟學的邏輯支撐點和方法論原則。①經濟學對理性范疇的運用,采取了一種簡捷的方法,即借用其他學科對理性的定義和解釋,主要是在分析假設前提上來考察完全理性或有限理性。②進而言之,人的生存需要與利益的存在使人的發展有了驅動機制,經濟活動的動力性主要還是由利益取向的最大化來呈現的,而利益取向又時時由人的需要指數的不斷增長、人們對生存質量的不斷尋求所掌控。驅動機制的形成往往使經濟活動顯示出過程性與結構性的統一,而最終由效率指數來展示其結果。③由此足見,經濟理性是指社會經濟生活中人們以經濟效益最大化為指向的價值理念。第一,從主體角度講,經濟理性是單一主體,是一種更接近于人的本能的理性,只重視人們的需要,是人類中心主義的反映。第二,從價值角度講,經濟理性是看重交換價值,在交換中追求利潤的最大化。第三,從目的合理性角度講,經濟理性是支配目的合理的工具理性,它主要是選擇有效的手段去達到既定的目標,是可以精確計算與預先算計的。④總而言之,這種經濟理性及其所主導的經濟價值內生于資本主義社會形態范疇,集中體現著資本增殖的本性;在康德和黑格爾哲學中,這種所謂的經濟理性是不夠格的理性,其外顯的現實效應就是直接危及到人類自身的安全與幸福的系統性生態環境惡化。
進而論之,要想深入理解主導當今世界發展的不夠格的經濟理性,準確理解從資本主義范疇的經濟理性到社會主義范域生態理性的邏輯發展,必須認真探考理性這個哲學概念的外延與內涵。任何概念都是具體的和歷史的,脫離歷史和現實的所謂概念只能算作描述性語詞。由于篇幅所限,本文略去理性概念從柏拉圖起始的溯源性討論,直接汲取工業文明與資本主義社會形態孕育的兩位哲學巨匠康德和黑格爾對理性概念的研究成果,用以扼要說明資本主義范疇經濟理性被社會主義范域生態理性取代的歷史必然性。
康德認為,在實踐理性范圍內,人們常常在“普通的道德理性知識”的指引下追求自己的幸福。這種道德理性知識不但包括日常生活中的健全常識,也包括來自各門具體科學的有益的觀念。但當人們運用它來追求幸福時,發現自己會陷入更多的煩惱之中,而那些接受“單純的自然本能的引導”的人,反倒覺得自己獲得了更多的實在的幸福。在進行這樣的比較以后,人們也會自然而然地產生某種程度上的“理性恨”。但這里的“理性恨”的對象是普通的道德理性知識;盡管這種道德理性知識也包含著來自各門具體科學的某些知識,但并不專指這些知識。總之,一方面,康德批判了實踐理性范圍內的“理性恨”現象,因為它誘使人們退向“單純的自然本能”,即退向非嚴格理性的生活態度和生活方式;另一方面,康德又揭示了這種“理性恨”的積極意義,因為它暗含著這樣的思想,即普通的道德理性知識和幸福觀念都不足以承擔起準確地引導人們行為的重任,而準確的引導乃是“哲學的道德理性知識”,即康德在《實踐理性批判》中強調的(純粹理性的)絕對命令和道德法則。⑤
相較而言,黑格爾話語體系中的理性是通過現象與本質、有限與無限、有條件與無條件、部分與總體的辯證關系來把握這些超驗的、無限的、總體性的對象,即理念或自在之物的。⑥其“理性”內涵有兩層含義:一是與“精神現象”或“意識形態”是同義語的“理性”;二是結合歷史發展,涉及許多道德倫理問題的“理性”。因而在黑格爾那里,“理性”既與意識發展階段密切相關,同時又表現為一種方法,即歷史的、辯證的方法。黑格爾的理性概念具有特殊的批判性即自我否定性。理性的這種“自我否定性”表現為概念的運動原則,在黑格爾那里,這個原則被叫做概念辯證法。⑦誠如康德研究所示,理性真正偉大的使命是用來探索和實現理念(即靈魂、世界-自由、上帝這三大理念)的,而不是用來追求日常生活中的幸福的。⑧資本主義范疇的經濟理性實際上只是康德話語體系里的“理性恨”,因為這種經濟理性誘使人們退向“單純的自然本能”。黑格爾更是在《精神現象學》上卷理性的確定性與真理性論述中指出理性的自我意識通過自身的活動而實現:理性自我意識的直向運動即倫理世界,理性自我意識的反向運動即道德世界。雖然馬克思后來在《1844年經濟學哲學手稿》里批判黑格爾的“被抽象化和固定化的自我,就是作為抽象的利己主義者的人,就是在自己的純粹抽象中被提升到思維的利己主義”。⑨但是,黑格爾將倫理與道德內涵納入理性概念的本質規定,是對柏拉圖“理性,是靈魂中最高貴的因素”這一哲學命題的系統展開與深化。一旦考慮倫理和道德問題,資本主義范疇的經濟理性便難以立足,揚棄以資本增殖為終極目的設定的經濟價值負面效應便據此具備了邏輯與歷史的合理性。
總之,康德話語體系里的“理性恨”概念以及黑格爾將理性自我意識指向倫理與道德世界的理論構建對我們研究從資本主義范疇經濟理性到社會主義范域生態理性的創造性轉化過程具有重要的樞紐價值與環節意義。
二、社會主義話語范域中的生態理性與生態價值
隨著工業文明與資本主義社會形態由盛到衰的歷史轉變,人類對生態危機、生存危機和人與自然關系的認識也在不斷深化。理性觀照,人類正在資本主導的社會形態中以國度性、區域性和國際性組織的形式,借助輿論、政策、國策、外交以及法律等手段,不遺余力地調整人與自然的關系。然而,我們應該辯證地認識到,這一社會現象其實在反復重申著這樣一個真理:工業文明與資本主義社會形態所包容的積極因素釋放殆盡的時際已經到來,新的產業革命與新的社會形態取代現有工業革命成果與資本主義社會形態已經無法避免。回到現實,生態文明與社會主義社會形態業已不期而遇,并以生態社會主義為名,在歐美綠色運動與生態運動中產生并發展成為一種重要的社會思潮。具而言之,生態社會主義起源于20世紀70年代,到90年代逐漸成為一個異軍崛起的社會主義思潮和流派。生態社會主義的基本點是將生態主義世界觀引入社會主義理論;生態社會主義者認為,由于資本主義制度是造成當代全球性生態危機的罪魁禍首,因此,他們主張只有徹底廢除資本主義制度,建立生態社會主義社會,才能從根本上解決生態危機,拯救人類的生存環境。生態社會主義的政策主要有:主張社會公正和自然界的公正,主張基層民主和非暴力,主張建立生態經濟,其國際主張同樣依據其生態學、社會責任感、基層民主和非暴力原則。生態史觀同社會主義的耦合絕非偶然,生態社會主義的主張是生態理性、生態倫理與生態史觀合理內核的外化,生態經濟學由此應運而生,這其中蘊涵著深刻的哲學與歷史必然性。
擇要進論,生態理性是資本主義經濟理性自我否定的結果,是資本主義社會形態舊事物中孕育生長出的社會主義社會形態新事物之萌芽。一方面,倘若沒有危及人類生死存亡的工業文明與資本主義社會形態系統性矛盾的顯現,也就不會生成生態理性、生態倫理和生態史觀的概念;另一方面,倘若沒有社會主義思想以及承載這種思想的社會主義社會形態作支撐,生態文明的核心——生態價值亦將停留在萌芽狀態因而無法得以充分實現。不同于傳統的推理或決策模型只注重認識過程的有序性和連貫性,關注認知過程是否符合內部標準即邏輯規則,生態理性觀把認識方式與環境信息結構的適配性作為判斷認識合理性的標準。⑩進而言之,生態學有一種不同的理性,它使我們知道經濟活動的效能是有限的,它依賴于經濟外部的條件。尤其是,它使我們發現,超出一定的限度之后,試圖克服相對匱乏的經濟上的努力造成了絕對的、不可克服的匱乏。但結果是消極的,生產造成的破壞比它所創造的更多。當經濟活動侵害了原始的生態圈的平衡或破壞了不可再生的自然資源時,就會發生這種顛倒現象。生態學無疑是從另一側面揭示出了資本主義制度下經濟理性的內在矛盾,即在追求更多、更快的利潤時忽視了造成利潤的外在自然條件的損耗,它必然引起新一輪的能源、資源的競爭,而競爭在追逐利潤、資本的欲望下不斷擴大,愈演愈烈,自然資源的不斷減損不但沒有使競爭的腳步放慢,反而加劇了競爭,結果造成一種不可再生、不可挽回的局面,資源的嚴重匱乏打破了生產的企圖,人類進步最終淪為空話。11由此可見,生態理性、生態倫理和生態史觀的歷史任務主要是批判工業文明和資本主義社會形態的內在桎梏,進而超越資本增殖為主要目的的資本主義經濟發展模式與社會形態,在全新的社會主義社會形態中高揚生態理性,確立生態倫理,端正生態史觀,實現生態價值。
三、生態價值是對經濟價值的辯證否定和積極揚棄
人類活動總是以一定的價值觀為指導的。從一定意義上講,人類社會的全部成就及其問題都根源于一定形式的價值觀念。因此,從本質上看,建立生態經濟、解決環境問題必須樹立統一的生態價值觀念。利用市場激勵機制建立生態經濟,在經濟層面上,需要建立環境資源產權制度;在政治層面上,需要政府以強制力保障產權的自由轉讓;在倫理層面上,需要確立生態價值觀。這三者之間并行不悖,而且缺一不可。12生態理性主導的生態價值體系內生于資本主義社會形態、生產方式和生活方式的內在矛盾性,從其誕生的第一天起,就天然具有批判資本主義經濟倫理與價值觀念的社會主義性質。特別是在資本主義不斷出現體系性危機,人類社會第四次工業革命(以知識集成和綠色新能源產業為主導的工業革命)和第三次社會形態大變革(囊括生態文明全部內涵的社會主義社會形態)已現端倪的21世紀10年代,探討社會主義范域生態價值與資本主義范式經濟價值之間的辯證關系,是揚棄資本主義工業經濟體系,構建包含資本主義工業經濟體系一切合理因素的社會主義生態經濟體系的必要一環。
概念具有積累性。抽象的理論概念皆來源于具體的歷史與現實,脫離具體社會形態和歷史演進的概念討論只能是壞的抽象。生態價值不是抽象的憑空產生的概念,而是在具體的工業文明與資本主義社會形態中對既有經濟價值概念的辯證否定,是繼承了經濟價值合理內核的嶄新概念。生態學思想只具有相對的有效性,它們必須吻合于并扎根于它們所處的時代。13只有通過認識經常變化的過去——人類與自然總是一個統一整體的過去——我們才能在并不完善的人類理性幫助下,發現哪些是我們認為有價值的,而哪些又是我們該防備的。14本文將生態價值與經濟價值置于不同文明范式和相異社會形態中展開論述,力求邏輯與歷史在具體、整體和時空三個向度上實現內在的統一。
辯證察視,生態價值與經濟價值兩大概念之間有著不可分割的聯系性,同時又存在質的差別性。社會主義社會形態范域的生態倫理使我們能更清楚地看到,經濟制度的道德性取決于兩個因素:是否有利于增進人與自然作為一個有機和諧整體的生態系的善;是否有利于增進人類社會自身作為一個完整的生態系所要求的善。15然而,資本主義制度下的生態只能是技術上的開放,無法改變的是危機背后的原因,因為改變就是反對資本主義制度本身。因此,這種制度下的生態觀充其量也只是利益擴大化的幫兇,而不是救世主,這樣的生態化解決的不只是暫時的危機,很快新的危機便會出現,當人類解決問題的速度遠遠小于危機出現的速度,適度的崩盤便可想而知。16以經濟理性為出發點的傳統經濟學,以人類為自然萬物的主宰,認為自然界除了滿足人的欲求之外,再沒有其他價值。經濟理性把人的財富積累和物質消費視為最高價值,以大量占有高檔奢侈消費品為榮耀,置自然資源的枯竭于不顧。大規模的生產對自然界大規模采伐,大規模的消費對自然界大規模排廢,構成對自然界的大規模戕害。與經濟理性不同的是,生態理性把生態系統視為母系統,把經濟系統視為子系統,視大自然為萬物之母、人類之母。生態理性承認人類是萬物之長、萬物之靈,承認人在自然系統中的卓越地位,但不承認人類是萬物的主宰。人類要想從大自然那里獲取生存、發展所需的使用價值,就必須保全和養育自然萬物的生態價值。因此,生態理性強調把人類的物質欲望及對自然的改造、干預限制在能為生態系統承受和恢復的范圍之內。經濟活動須得考慮生態環境的規模約束,在經濟系統的吞吐量保持常量和較小增量的情況下,改變自身的結構和功能,從而維護生態系統的結構和功能。17上述這些論點皆屬于生態理路。與資本主義社會形態的話語主體對全球氣候及環境問題的認識不同,社會主義社會形態的話語主體繼承了馬克思和盧卡奇的理論精華,將社會主義范域的生態價值概念牢牢構建在資本主義社會形態話語主體刻意遮蔽的社會性基礎上,從而深刻揭示并批判了資本主義經濟價值的內在桎梏與單向度,進而積極全面地揚棄了資本主義經濟價值及由其衍生出的資本主義生態倫理。
生態者認為,人類社會是一個生態系統,作為其構成要素的精神內容使人類社會比其他任何生態系統都更為復雜。在這個系統中,作為主體的人對環境的適應是人在改造客體、改造實踐方式以及改造主體自身的過程中實現的主動適應。無論對主體、客體還是實踐方式的成功改造,都是以人對相應對象的正確認識為前提的。18人與自然必然不是簡單的結合,人和自然只有在一種“正當”關系之下的相互成就才能造就真實的人類社會,才能在這樣一種人類社會中凸顯人對自然作出生態化的努力,即不單一追求自然的采伐的利已層面,更要顧及在雙方關系中自然的可持續發展與人性的合力彰顯、適時的發展。無論是高茲還是馬克思都看到了資本主義的不合理發展就是人性持續退化的根源,人性的退化又不單單表現在人性被物性遮蔽的事實,更重要的,人性的異化已經由一種被動形態轉向主動趨勢。而生態理性的提出恰恰為一切異化的根源得以回歸應然的尺度提供了可能。生態理性秉持著“更多不一定更好”的原則,就是要求人類在處理人與自然、人與人之間關系時,量度而行,以“關系性”的維度為大方向,不以一方的利益高于另一方為原則的“求和”,這種“求和”也正是生態理性的根本目的。19與此形成鮮明對照的是,資本主義社會形態的話語主體片面認為:“自然之被破壞、環境問題之產生,究其根源,是傳統倫理學的狹隘和偏執性所致。因為在傳統倫理學的視野中,除人類以外的非人類生物被認為是不具備主體資格的,只有人才具有道德權利,才是道德關懷的惟一對象。生態中心主義認為,正是傳統倫理學的這種狹隘和偏執性導致了人類對非人類生物的冷漠和殘忍,導致了人類對大自然的粗暴奴役和無情破壞。基于此,生態中心主義指出,把道德關懷的界限固定在人類的范圍內是不合理的,傳統倫理學必須突破對人的偏愛,把道德義務的范圍擴展到人之外的其他存在物上去,‘設定’人與自然之間的‘倫理關系’,承認其他生物物種的‘道德權利’。即不僅要對人類講道德,而且也要對非人類生物講道德,并認為只有這樣,人類保護自然、維護生態平衡才會有確定的基礎和內在動力”。20這種生態中心主義論具有極大的真理遮蔽性和意識形態迷惑性;其主要采用的方法還是資本主義社會形態在萌芽和上升時期的理論代言人們曾經使用過的對抗上帝觀念的自然觀念,其根本目的是避免人們把全球性的生態環境問題之矛頭指向資本主義社會形態本身。
然而,誠如沃勒斯坦對“發展”概念的批判——他指出“發展”這一概念只不過是“工業革命”這一概念的簡單變種而已。基于此,他強調時空多元性對社會學科研究的重要性——“時空”不僅是純內生變量而且還是我們理解社會結構和歷史變遷的關鍵所在。21通觀歷史,發展是間斷性的質變,而非連續性的量變,可持續發展概念在哲學語境中是值得商榷的。要而言之,資本主義社會形態和生產方式所孕育的經濟價值看似合理,實際上卻是資本所有者借可持續發展之名,潛在認同更多就是更好的資本積累邏輯,實質為資本所有者精心編織的為資本增殖服務的觀念系統與游戲規則。更進一步,盧卡奇研究指出:“勞動的事實和它的結果在社會存在中造成了一個完全特殊的結構。因為,雖然一個目的性設定的全部產物是因果地產生和起作用的,以致它們的目的論起源似乎在效果中被消除了,但它們卻具有僅僅是社會性的特征”。 22鑒于此,研究全球性生態環境問題必須要到主導人類生存發展的資本主義社會形態與生產方式中去尋求原因。反之,生態價值只有在打破國際經濟政治舊秩序的社會主義社會形態全球體系中才能得以真正彰顯;同時,也只有在全世界勞動者聯合的理性作支撐的社會主義社會形態全球體系中才能生成完全意義上的生態經濟。
[注 釋]
①17姜亦華:《用生態理性匡正經濟理性》,《紅旗文稿》,2012年第8期。
②何大安:《行為經濟人有限理性的實現程度》,《中國社會科學》,2004年第4期。
③蓋光:《生態文化與經濟生態結構》,《鄱陽湖學刊》,2011年第6期。
④王若宇、馮顏利:《從經濟理性到生態理性:生態文明建設的理念創新》,《自然辯證法研究》,2011年第7期。
⑤⑥⑧俞吾金:《從康德的“理性恨”到黑格爾的“理性的狡計”》,《哲學研究》,2010年第8期。
⑦陳愛華:《黑格爾理性概念的自我否定性》,《江蘇社會科學》,2010年第5期。
⑨馬克思:《1844年經濟學哲學手稿》,人民出版社1985年版,第121頁。
⑩18唐本鈺:《論生態理性》,《濟南大學學報》,2004年第3期。
111619韓秋紅、楊赫姣:《高茲的生態理性——社會主義的另一種闡釋》,《當代世界與社會主義》,2011年第2期。
12費平、盧風:《生態經濟與市場激勵機制》,《常德師范學院學報》,2003年第4期。
1314唐納德·沃斯特:《自然的經濟體系——生態思想史》,商務印書館2007年版,第489頁。
15田海平:《應當確立經濟倫理的生態理念》,《吉首大學學報》,2001年第4期。
20王云霞:《生態中心主義與生態之比較及啟示》,《思想戰線》,2012年第2期。
21伊曼紐爾·沃勒斯坦:《否思社會科學——19世紀范式的局限》,生活·讀書·新知三聯書店2008年版,第3頁。
22盧卡奇:《關于社會存在的本體論(上卷)——社會存在本體論引論》,重慶出版社1993年版,第701頁。
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[5]黑格爾.精神現象學[M].北京:商務印書館,2012.
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生態學概念范文2
近年來,臺灣生物科學推動的方向仍以探討生命現象的基礎研究為主,研究范疇涉及由分子至個體層級探討生命現象的運作到生物與自然的交互作用。自2012年起,臺灣科技主管部門資助生物科學專題研究計劃除了原有的生物生化及分子生物、動物及植物等三個學科外,又增加一門仿生學。
根據近日臺灣科技主管部門下屬“生命科學研究推動中心”發表的報告,2015年島內共有346項生物科學類個人型研究計劃提出申請,其中有191項屬于生物化學領域,67項屬于動物學領域,53項屬于植物學領域,12項屬于仿生學領域,申請計劃的通過率平均為42%。
目前臺灣生物科W基礎研究重點包括:分子及細胞生物學、蛋白質的結構與功能、細胞核結構與功能研究、細胞互動與信息傳遞、發育生物學、遺傳與生物發育、神經與認知科學、植物生長與發育、生物逆境學、動/植物與環境之互動、動/植物及微生物生化及代謝體體學、蛋白體及基因學、化學生物學、醣類科學、結構生物學及分子生物物理學等,大體而言尚能與國際研究發展趨勢接軌,論文品質也不斷提升,進步明顯。
在生物多樣性領域,2015年臺灣科技主管部門共資助計劃174項,其中一般型研究計劃有121項、整合型計劃6項(含29個子計劃)、雙邊對外合作研究計劃3項(均為臺俄合作)和兩岸合作研究計劃8項。補助的計劃中與分子遺傳、基因和天然物開發相關的有55項,系統分類及親緣地理的計劃有45項,生態研究的計劃則有49項。整體而言,學門的及質量都有提升。
來自臺灣科技主管部門下屬“生命科學研究推動中心”的報告承認,近年來由于島內大學師資人數/研究人口大幅增加,使得研究計劃申請件數暴增,令一些極具潛力的計劃在激烈競爭下,失去獲得臺灣科技主管部門資助的機會。此外,不乏新人在超過新人階段后即因競爭不過研究成果優秀的資深老師而落敗。目前除了臺灣中研院的研究員外,一般學校教師若無法獲得臺灣科技主管部門計劃補助,即立即失去所有資源,使研究無法繼續進行,研究生也頓失依靠,不但重挫未來人才的培育系統,也造成這些研究人力浪費。
如今,生物科學的發展越來越依賴高科技生物研究儀器與分析技術,包括先進的高通量測序儀、高解析液相層析儀、介面分子高定義分析質譜儀系統、X光繞射儀、蛋白質晶體篩選儀、代謝體核心實驗室與影像分析核心實驗室等。2009年起,臺灣科技主管部門為配合“生技起飛鉆石行動方案”,特專門公開征求島內公立大學提出充實生物科技研究共用儀器設備的申請,共補助島內23所高校,大幅提升了臺灣生物科技的國際競爭力。
與10年前比,臺灣生物科學研究有明顯進步,相當多的實驗室都能夠穩定做出扎實的研究,每年有數量穩定的在各領域的重要期刊上。部分實驗室近年來研究成果豐碩,在國際上具有重要地位,陸續有在頂尖期刊上。這些論文大部分出自中央研究院的實驗室與研究型大學。
臺灣生物科學研究項目中,不少已獲得科技整合創新結果。例如開發新一代高通量測量蛋白質降解速率技術,建立嶄新的藥物開發平臺;利用納米線對離子濃度變化的敏感性,開發以往技術所無法達成的技術平臺,使研究人員在神經細胞膜上可通透鉀離子的相關通道開啟時,便可探測到鉀離子的出現,并測得其實際濃度。此相關研究除有助了解神經興奮活性的機轉外,更可應用于相關疾病如癩癇等的研究,解出植物焦磷酸水解酶蛋白分子結構。該成果除了讓科學家了解植物代謝物再利用的機制,也可應用在也具有焦磷酸水解酶的破傷風桿菌、牙周病菌及螺旋桿菌等病原菌的抗菌標靶藥物的研發。
在經濟效益方面,臺灣生物科學研究課題中,不乏具有許多成果具商品化價值,例如提高農作物硝酸鹽吸收力,研發能抵抗病原菌的作物,建立嶄新的藥物開發平臺,培育抗病毒種蝦病,開發原菌前標靶藥物等。
此外,部分成果也可提升人類的福祉,例如植物的硝酸鹽感應機制的研究成果,有助于農業育種,或是利用轉基因技術來改良作物競爭硝酸鹽的能力;解析人類病理與生理作用機制,如老化相關的問題;說明胎兒防御與母體ABO血型不相容而產生溶血癥的分子機制;探究細胞自噬作用與癌癥或神經退化等人類疾病的關聯性等。
代表性成果
近年臺灣科學家在生物科學取得代表性成果有:
小核仁RNA是一類小型RNA分子,可引導核糖體RNA或小核RNA的化學修飾(如甲基化);這些化學修飾可以影響核糖體以及剪接體的活性。2008年,臺灣中研院植物暨微生物學所研究團隊在進行資料庫分析時發現,小核仁RNA的兩端最常有相對應小型RNA分子的出現。他們根據這個發現,發展出一個生物資訊運算法則,用以注解阿拉伯芥中的小核仁RNA基因家族。該研究成果顯示,有效分析小型RNA資料庫可以應用于發現新的小核仁RNA基因,并且可以增進現有小核仁RNA基因注解的正確性。
鰓為魚類因應酸堿及鹽度變化的主要器官。鰓上一群特化的離子調節細胞――富粒線體細胞則負擔了主要的離子運輸功能。近年來,臺灣中研院細胞與個體生物學所研究人員以斑馬魚為研究對象,在稍早的研究中發現,斑馬魚的皮膚及鰓上存在3型離子調節細胞,分別是富鈉鉀泵細胞(NaR細胞)、富氫泵細胞(HR細胞)及鈉氯共同運輸蛋白細胞(NCC細胞)。其中HR細胞負責氫離子的排除,因而被認為與酸性環境的適應有關。2009年,他們針對果蠅轉錄因子在斑馬魚中的同源基因(zgcm2),研究其在斑馬魚HR細胞分化及功能調節中所扮演的角色,發現不但氫泵的表現受到抑制,斑馬魚表皮的HR細胞也完全消失;此外,體表的氫離子濃度也隨之下降,證明zgcm2的弱化抑制了HR細胞的分化及生理功能。本研究首次證明斑馬魚成體細胞受到酸性環境刺激時,通過與胚胎發育時期相同的細胞分化機制進行生理功能調節。
水稻是唯一耐水淹的主要作物,但是分子機制一直未被了解。2009年,中研院分子生物所余淑美發現“蛋白激酶”(CIPK15)為調控水稻耐水淹的關鍵基因。當水稻種子在水淹狀態下,將缺氧信息傳遞到CIPK15,接著再調控細胞內具有監測能量多寡及感應逆境的多功能蛋白激酶(SnRK1A),然后通過糖信息傳遞途徑在水稻種子內大量制造淀粉水解酶,將淀粉轉化成糖,同時大量制造酒精脫氫酶,將糖發酵產生能量,使種子有足夠碳水化合物及能量而能夠在水中發芽。俟小苗快速生長至水面可以呼吸更多空氣后,根部以同樣原理制造碳水化合物及能量,而使植株可在半淹水稻田中生長。其他谷類作物及雜草并無這些能力,因此無法在水中發芽及生長。這個發現揭開數千年來所有谷類作物中,只有水稻種子可在水中發芽及成長的秘密,對于目前全球種植水稻以水淹方式防治雜草,以及其他耐淹水作物的育種都有重大影響。
肥胖不但造成個人罹患心臟及糖尿等慢性疾病的機會,也耗費掉大量醫療資源。不少嘗試減肥,常發現其努力減去的體重會在短期內恢復。為了進一步探討復胖的生理原因,2011年,中研院分子生物所研究人員利用線蟲動物模式并設計一連串體內實驗,進而證明復胖是與脂肪組織的代謝能力被引發有關。研究發現,類胰島素生長因子及其信息傳遞鏈在受到饑餓壓力時能激發細胞內生物合成效率,被激發的生合成效率將促使細胞在重新獲得能量時,能夠快速制造并儲存脂肪,故能在較短的時間內,囤積比原本儲存量更多的脂肪,造成再次制造儲存的脂肪超過原先因饑餓所流失的量。
酵母菌因應不同的h境逆境會引發一個全面性的基因表現變化,稱為“環境逆境反應”,這對于生物個體的存活非常重要,并且進而能對于不同的逆境壓力達到保護細胞活性的作用。2013年,臺灣中研院植物與微生物研究所羅瞪發現,組蛋白去甲基酶Rph1參與許多環境壓力逆境反應相關基因的表現,主要機制是通過直接結合啟動子區域作為轉錄抑制因子。在許多Rph1調控的基因啟動子都可以發現類似逆境反應序列(STRE)的辨認序列5'-CCCCTWA-3',在DNA損傷和氧化壓力的逆境下,Rph1會離開染色質以促使轉錄活化因子啟動基因表現。此研究結果證實組蛋白去甲基酶Rph1作為轉錄抑制因子的調節作用,并顯示Rph1可能扮演著多種逆境訊號的調節柩紐,幫助細胞有效地因應不同的環境逆境。
2012年,臺灣中研院生物多樣中心王忠信藉由紅火蟻基因的研究,發現在紅火蟻的基因中,有一段含有600個以上基因的區域,無法進行基因重組,此區域被稱為“超級基因”,而此“超級基因”所在的染色體即為“社群染色體”,其特性與人類的兩種性染色體X與Y十分相近;也就是說,個體的表征與行為,會由其染色體的組合(XX或XY)來決定。單蟻后族群的個體僅帶有一種社群染色體(如雌性的XX染色體),而多蟻后族群中的個體則帶有兩種社群染色體(如雄性的XY染色體)。這些不同社群染色體的組合,造成了單蟻后或多蟻后族群中的蟻后與工蟻的行為與特征的差異。
光是植物生長環境中相當重要的因子之一。植物可以通過不同光敏素的光接受體來感受自然環境中光的波長、強度、方向和光周期,調控從種子萌發到開花結果的整個植物生長發育。2013年,臺灣大學植物科學研究所吳克強以模式植物阿拉伯芥為研究對象,探討植物組蛋白去乙酰化酵素HDACs參與調控植物生長發育的分子機制,發現組蛋白去乙酰化酵素HDA15可以和光敏素結合因子其中之一的PIF3結合,調控下游基因表現。在黑暗情況下,PIF3會結合在其調控的基因啟動子,并和HDA15結合,通過HDA15的去乙酰化作用將該基因染色質上的乙酰基移除,抑制該基因表現。光照后,光敏素會進入細胞核和PIF3結合,促使PIF3快速被蛋白酶體分解,同時HDA15也會離開該基因,進而促進基因表現活化,包括葉綠素生合成以及光合作用。這些結果顯示植物葉片的發育受到表觀遺傳的調控,產生各種不同型態的葉片外觀。
中山大學江友中以多基因分析蘇鐵屬亞洲分布的東方蘇鐵組、韋德蘇鐵組和叉葉蘇鐵組種化歷程研究,利用AFLP全基因組掃描技術和多基因序列矩陣進行遺傳混雜程度評估,發現各個物種間具有一定比例的共有性遺傳組成,顯示物種間因為共享祖先多型性或是種化后仍有基因交流未中斷現象所造成,物種分歧時間與第四紀更新世冰河時期時間交迭,推測由此環境變遷導致物種遷移、滅絕與擴散。臺東蘇鐵與琉球蘇鐵二物種與祖先物種的有效族群大小差異顯著,顯示二物種在種化后應經歷瓶頸效應,造成有效族群下降現象,基因交流方向為由琉球蘇鐵流向臺東蘇鐵,顯示此二物種在物種形成后因持續的基因交流現象導致至今仍維持并系群親緣關系。
成功大學李亞夫開展行為適應與翼手目群聚結構的功能性研究,以恒春半島低海拔熱帶林區棲息的食蟲性蝙蝠群聚為對象,期間更增加實驗地,跨海到日本西表島收集島上3種食蟲性蝙蝠資料,研究這些蝙蝠種類在體型、翼形、頭顱形態、使用超音波結構的特質等一些重要生態形值上的差異,并與其飛行模式、覓食方法、食性、環境選擇連結,探討蝙蝠超音波的演化適應,并分析評估恒春半島低海拔熱帶林中二種定頻蝙蝠(蹄鼻蝠與葉鼻蝠)對于棲地利用的彈性以及對邊緣棲地的敏感度。
臺灣海洋大學林繡美開展海洋紅藻海索面目分子親源關系、囊果胚胎發育和生物地理學研究,利用分子序列分析以及囊果胚胎發育比較,發現粉枝藻科的藻種多樣性較過去的紀錄高出許多。目前的研究成果已陸續發表,包括來自臺灣粉枝藻科的4個新屬以及3個臺灣新紀錄種以及5~10種有待正式發表的疑是世界新種。截至目前,臺灣粉枝藻科藻種多樣性已增加至15屬30種以上。此研究除了在增進海藻多樣性在臺灣的分布及藻種豐富度之外,也由粉枝藻科藻種多樣性的研究證明,臺灣紅藻多樣性的分布熱點主要為臺灣南部屏東縣車城鄉海口村至東南方的風吹沙沿海的淺海區和在東南方的離島蘭嶼。研究成果除了在學術上證明臺灣海藻相為西太平洋的熱帶區的分布熱點之外,也可作為規劃海洋保育區政策的參考。
生物多樣性
在生物多樣性方面,臺灣科技主管部門下屬“生命科學研究推動中心”每年都會規劃不同的研究重點。例如2012年的研究重點以珊瑚礁為主,在臺灣海域劃出5個生物多樣性熱點。2013年的研究重點則主要是針對陸域動物。目前臺灣陸域動物的分布資料中較詳細的為鳥類、蛙類、爬蟲類和蝶類,從這四大類動物先分析潛在的熱點地區,資料分析現正進行中。資料分析完成后將邀請島內相關動物類群的專家學者舉行陸域動物生物多樣性熱點制定會議,以求能達成共識,制定至少3個陸域動物的生物多樣性熱點。在陸域動物生物多樣性熱點訂定后,將以相同模式推動陸域植物生物多樣性熱點的工作。
由臺灣科技主管部門與農業主管部門所補助中研院生物多樣性中心建立“臺灣生物多樣性資訊網”(TaiBIF)、“臺灣物種名錄”(TaiCOL)及“臺灣生命大百科”(TaiEOL),以推動跨“部會”生物多樣性資料的搜集與整合為目標,同時也采用國際慣用資料庫標本、資訊通訊協定與軟件工具,分別與GBIF(全球生物多樣性)、COL(世界物種名錄)及EOL(生命大百科)等國際組織進行交流和實質合作,目前已取得的重要成果包括:
“臺灣生物多樣性資訊網”(TaiBIF)為GBIF臺灣節點之一,負責推動及整合臺灣生物多樣性資料并與國際進行資訊交換及接軌。在導入Darwincore、TAPIR及IPT后已完成跨“部會”的資訊基礎建設,并整合臺灣大部分標本館資料及機構的生態調查資料,目前共有8個資料提供者、32個資料集及251萬份資料可在TaiBIF網站提供查詢。
“臺灣物種名錄”(TaiCOL)迄今已收錄病毒495種、細菌1439種、古菌6種、原生生物1359種、原藻1944種、真菌6232種、植物8545種、動物36824種,總計1+7界、59門、143綱、667目、3,260科、18,989屬、56,844種,外加76,185份同種異名,大致上已經涵蓋臺灣地區大部分的物種,目前仍在持續增修中。
自2012年9月TaiBIF團隊與EOL簽訂合作備忘錄后,截至2014年8月,TaiEOL已提供中文解說2,827種與照片資料2,850份,同時邀請EOL資訊小組組長Nathan Wilson來臺演講,并討論雙方定期資料交換的格式與運作。目前繁體中文界面已于10月正式上線,日后將規劃持續翻譯EOL網站中與計劃推廣及生物多樣性相關的內容。TaiEOL網站目前已累計收錄文字資料11,403種及照片15,518張。
“臺灣生命大百科”(TaiEOL)收錄臺灣物種中文解說資料與各種與物種相關之多媒體資料,已于2011年10月與國際EOL正式簽約合作。2014年TaiEOL提供臺灣魚類資料庫2,827種魚類解說與2,850張魚類照片給EOL,已經可以網上查詢,資料也得以通過國際平臺與世界各國和地區專家民眾交流。
臺灣作為GBIF的會員之一,長期耕耘與參與相關的活動,配合GBIF建立區域支持能力,從2012年起陸續辦理“亞太地區工作坊”,有機會促成與鄰近國家和地區更多實質交流合作。
2013年編纂完成并正式出版的生物志共2冊,包括《臺灣藤壺志II》和《臺灣真菌志》第二版,共包括有1620種,在先前累積的基礎上更進一步增進對臺灣各類生物資源的了解。各冊生物志除了提供各類群生物的正式學名、中文名、異名、形態描述、鑒別特征、地理分布等基本資料外,并附有繪圖或彩色照片,且提供目前已知最新的生物學資訊,以方便比對并提供作為生物多樣性及相關領域研究及應用之參考,具有非常重要的應用價值。
在開展生態復育方面,臺灣研究人員正在研究廢棄鹽田的生態復育策略。以臺江公園鹽田文化村為例,在臺南市七股區至安平區海堤沿線進行植物族群組成調查,總計維管束植物63科、206屬、325種,其中以禾本科(45種)、豆科(44種)、菊科(31種)、莎草科(23種)及大戟科(21種),占總數的一半,區域內包括數量稀少的流蘇菜、老虎心及變葉立牽牛等,范圍內包含多處農耕地及廢棄耕地,發現外來種及歸化種族群種類顯著增加,如菊科的紅花、大戟科的蓖麻、豆科的刺軸含羞草等。這項研究還提供了該區域內適合種植植物的建議。
另外,臺灣研究人員還開展森林多樣性對于土壤微生物族群結構的影響調查,已確定全臺灣森林土壤微生物多樣性監測地點,并在后龍海岸林、桶后溪針闊葉林、鴛鴦湖檜木林、蓮華池試驗林、塔塔加森林及草原、合歡山森林及草原等各處樣區,采用16SrRNA基因庫和焦磷酸測序技術比較各生態系土壤微生物的族群結構,并藉由生物多樣性資訊交換機制與各類或各機構數據庫的建立與整合,定期增修補充各項數據庫的內容。迄今以基因庫技術共獲得3,436條序列,以焦磷酸測序技術則獲得252,800條序列。
未來臺灣科技主管部門除繼續鼓勵研究人員在既有基礎上進行個人(自由)型前瞻創新研究外,也將積極推動尖端計劃、跨領域整合型計劃及任務型導向計劃,針對重要生物議題如微型核醣核酸調控基因網絡及其在生理與病理上的功能角色、正常生理及逆境/疾病生理狀況下的細胞代謝體學、逆境生物學及其基因調控網絡、神經及認知科學等進行深入研究。
臺灣科技主管部門下屬“生命科學研究推動中心”發表的報告認為,臺灣的研究人員薪資比日、韓、新加坡與香港等地要低許多,不利于臺灣爭取國際級杰出人才。與日、韓等國相比,臺灣投入生物科學發展的經費相對偏低。臺灣在研究經費的增幅跟不上研究人口的增幅,造成研究經費普遍不足。加上島內近年來廣設大學,需要許多師資,使得許多年輕人才尚未積累足夠的經驗與獨立研究能力,就可以獲得教職,也因此導致臺灣一些年輕研究人員缺乏國際經驗,研究競爭力薄弱。
在亞洲,臺灣的基礎生物學研究遠遠落后于日本,比起韓國及中國大陸的科學提升速度,臺灣也不及。這種現象若持續發生,將會影響臺灣在這方面的競爭力與發展空間。
近年來島內學生赴海外深造的比例降低,間接影向島內研究人才的國際視野及國際交流活動,降低學術競爭力。相比于臨近亞洲國家和地區積極國際化的現況,臺灣國際化腳步程度偏低。特別是在生物多樣性研究方面,臺灣得天獨厚,位于全球生物多樣性最高的地區,且四面環海具有高山深海,故生物多樣性豐富且涵蓋多樣區系的生物,且約四分之一的物種為臺灣所特有,全球重要生態系統幾乎都可以在臺灣發現,包括珊瑚礁、紅樹林、海草床、舄湖、海底熱泉、深海、濕地、湖泊、溪流、高山寒原、高山箭竹草原、闊葉林、熱帶季風林與農田等,因此臺灣在環境可持續及生態學的學術研究具有創新以及與國際競爭的條件。但也因生物多樣性十分高,需要很多不同生物類群的分類學家才能徹底了解臺灣的物種多樣性。
在生物多樣性研究的三個層次中,分子遺傳和陸域生態島內的研究人力充足,唯分類學和海洋生態的研究人力較為缺乏。分學是傳統科學,但因為歷史因素,島內分類人才在1945年后才開始培養;雖然一度人才濟濟,但在上世紀90年代生物科技興起后,很少有年輕學生愿意投入分類學研究,以致目前島內分類人才青黃不接,使得臺灣的豐富生物多樣性目前仍普遍了解不足,并有后繼研究乏力的情況發生。
至于生態系多樣性研究,臺灣陸域的傳統生態學家眾多,且不少大專院校開設有相關系所,故生態人才傳承培育較無問題,唯島內海洋生態的研究起步較晚,研究人才較為短缺。
另外,生物多樣性科學著重跨領域和不同層次的整合,臺灣目前跨領域的生態系模擬、生態與功能性基因及計算基因學的人才都普遍匱乏;且島內分類和生態學者對分子遺傳分析及基因科學和技術的理解不多,直接涉入的更少,也缺乏與基因相關學者溝通的機會,導致失去運用分子遺傳基因學知識的機會,這也是提升臺灣生物多樣性研究極待解決的問題。
生態學概念范文3
論文關鍵詞:硬件系統,固態硬盤,改造教學機房
教學用計算機的升級換代一直是學校固態資產投入的重要組成部分。一般一個機房的硬件大概使用(3-4)年的時間,按規律就要報費。通過研究發現,硬盤一直是制約電腦整體性能的最大瓶頸,可以利用現在廣泛使用的固態硬盤來代替原有的機械硬盤,最大程度的提高系統、常用軟件的運行速度。例:一標準教學用機房(06年購入),配置:處理器:賽揚336-2.8G,內存:512MB,硬盤80G 5400轉,顯卡、聲卡集成。計劃升級硬盤為金士頓 SSD 32G V系列SV100S2D/32G固態硬盤臺式機套裝。市場報價:390元、50臺。技術特點:傳輸接口— SATA 1.5 Gb/秒及 3.0 Gb/秒、存儲容量*— 32GB、尺寸— 69.85mm x 100mm x 9.5 mm、重量— 78 克、連續讀取速度—32GB – 160MB/秒讀取,連續寫入速度—32GB – 70MB/秒寫入。
固態硬盤(Solid State Disk、IDE FLASH DISK)是由控制單元和存儲單元(FLASH芯片)組成,簡單的說就是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,固態硬盤的接口規范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同,.在產品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。
固態硬盤的存儲介質分為兩種,一種是采用閃存(FLASH芯片)作為存儲介質,另外一種是采用DRAM作為存儲介質。
固態硬盤的優點
1.啟動快:沒有電機加速旋轉的過程。
2.讀取延遲小:不用磁頭,快速隨機讀取,讀延遲極小。根據相關測試:兩臺主流電腦在同樣配置的電腦下,搭載固態硬盤的筆記本從開機到出現桌面一共只用了18秒,而搭載傳統硬盤的筆記本總共用了31秒,兩者幾乎有將近一半的差距。
3.碎片不影響讀取時間:相對固定的讀取時間。由于尋址時間與數據存儲位置無關,因此磁盤碎片不會影響讀取時間。
4.寫入速度快:基于DRAM的固態硬盤寫入速度極快。
5.無噪音:因為沒有機械馬達和風扇,工作時噪音值為0分貝。某些高端或大容量產品裝有風扇,因此仍會產生噪音。
6.發熱量較低:低容量的基于閃存的固態硬盤在工作狀態下能耗和發熱量較低,但高端或大容量產品能耗會較高。
7.不會發生機械故障:內部不存在任何機械活動部件,不會發生機械故障,也不怕碰撞、沖擊、振動。這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉傾斜的情況下也不會影響到正常使用,而且在電腦發生意外掉落或與硬物碰撞時能夠將數據丟失的可能性降到最小。
8.工作溫度范圍更大:典型的硬盤驅動器只能在5到55℃范圍內工作。而大多數固態硬盤可在-10~70℃工作,一些工業級的固態硬盤還可在-40~85℃,甚至更大的溫度范圍下工作(e.g: RunCore軍工級產品溫度為-55~135℃)。
9.體積小重量輕:低容量的固態硬盤比同容量硬盤體積小、重量輕。但這一優勢隨容量增大而逐漸減弱。直至256GB,固態硬盤仍比相同容量的普通硬盤輕。
10.抗震動:比起傳統硬盤,固態硬盤抗震能力要強很多,使得數據能更加安全地保存。
體驗速度的感覺固態硬盤性能測試
和眾多SSD系列產品一樣,稍帶劇齒狀的直線,性能穩定,最終成績顯示平均值為83.7MB/s,較現時最快的2.5英寸硬盤希捷7200.2 200GB和日立 7K200 200GB的50多MB/s均超過50%以上,而0.2毫秒的尋道時間更是比上述兩者快出數十倍。
HD Tune測試截圖
Sandra 2008 SP1的硬盤讀性能測試:同樣是一條較為平穩的直線,成績為86.62MB/s,與HD Tune的成績相差很小,也從另外一個側面說明HD Tune是側重于硬盤的讀性能。
Sandra 2008 SP1測試截圖(1)
Sandra 2008 SP1的硬盤寫性能測試:相對平穩,成績超過100MB/s,不但比現時最快的筆記本硬盤遠遠超出,還令現時主流的臺式機硬盤汗顏,這個優異的寫性能,確實是SSD產品的一大特色。
Sandra 2008 SP1測試截圖(2)
Sandra 2008 SP1的文件系統性能測試:成績85.05MB/s,從對比圖來看,比臺式機硬盤中的希捷SATA300 320GB要快,而尋道時間則是那些臺式機硬盤根本無法比擬的。
Sandra 2008 SP1測試截圖(3)
HDTach測試截圖
HD Tach測試:平均讀取成績80.9MB/s,很是平穩的直線,與其它軟件的讀性能測試相差不大。
生態學概念范文4
關鍵詞:信息技術;教育生態學;課堂生態;課堂生態環境
中國分類號:G434
一、問題的提出
2003年教育部頒發了《普通高中技術課程標準(實驗)》,拉開了信息技術課程改革的序幕,但是中小學信息技術課堂上出現的零碎、重復、無序、低效等問題日益凸顯[1],比如課堂中出現的“只見技術不見人”,其典型的教學場面就是:“教師就某一應用軟件的功能從頭到尾詳細介紹、演示,然后再要求學生從頭開始演示一遍”[2]。信息技術課堂環境的建設對于教學起到良好的作用,相關的研究中提到:信息技術課多數為上機操作課,“有限的空間和高密度擺放的電腦,使得機房多種污染并存”[3]。基于以上信息技術課堂中出現的問題,傳統的信息技術教學現狀很令人擔憂,從學校層面到師生層面出現了很多“非生態”的現象,因此構建信息技術生態課堂環境,用教育生態學的視角來研究信息技術課堂教學,不是對傳統信息技術課堂教學的全盤否定,而是克服信息技術課程教學中的不利因素或環節,是對傳統信息技術課堂進行改善。
二、教育生態學的基本理論
1、教育生態學的相關理論
教育生態學,是教育學與生態學的交叉新興邊緣學科,于20世紀60―70年代在英美等國家興起。1932年美國教育社會學家沃勒(W.Waller)正式在教育領域中提出了“課堂生態學”的概念[4]。1966年英國學者阿什比(E .Ashby)在英國、印度、和非洲大學的比較研究中提出了“高等教育生態學”的概念[5]。70年代,多伊爾(W.Doyle)和龐德(G.Ponder)從“教學研究的一個被人忽視的維度”[6]來倡導課堂生態研究,課堂生態研究的相關成果又相繼呈現,教育生態學的創始人勞倫斯.雷克明正式提出了“教育生態學”這個術語。
2、課堂生態的概念
關于課堂生態的概念界定清晰程度,國外的研究比較模糊,相反,國內的界定則比較清晰。作為最有影響的課堂生態學家多伊爾在其提倡課堂生態的研究范式時候,就給出了課堂生態的定義。他認為:“因為學習發生的每一個背景中都包含了一位學習者,一位教師,一個背景和學習的信息……因此,學習發生在一個生態系統之中”[7] 從國內來看,雖然研究者們給出的課堂生態概念的準確性有待商榷,但從概念界定來說,因為明確了課堂生態的屬概念、本質特征和構成的因素,所以,對于課堂生態的概念界定還是很清晰、明了的。下面是關于國內課堂生態的三種具有代表性的定義:
竇福良:“課堂生態系統是在一定時空內由教室中的學生與其教學環境之間的相互作用、相互影響而構成的基本系統。由此,課堂生態系統包括教師、學生和環境三部分,三種生態因子既相互獨立又相互作用,共同完成生態學的基本功能―育人”[8]。
沈雙一和陳春梅:“課堂教學生態系統是在一定的教學時空內,以課程教學為中心的教師、學生和教學環境相互影響、相互作用的具有信息傳遞功能的統一體”[9]。
孫芙蓉:“從課堂生態研究對象和內容方面定義課堂生態。課堂生態的研究對象是研究課堂的各個組成部分之間即課堂內有機體和其周圍環境的相互關系(包括非生物環境和生物環境),研究的內容包括課堂生態系統的結構、功能和形態以及對于結構和功能的優化與調控”[10]。
綜上所述,國內學者對于“課堂生態”的界定都基本一致:認為課堂是一個生態系統,該生態系統包括教師、學生和環境三部分,它們之間相互獨立又相互影響,并且共同構成了了一個有機的生態整體。
三、信息技術生態課堂的組成要素
課堂的組成要素主要包括了教師、學生和環境。信息技術生態課堂也包含這三種要素,在信息技術生態課堂中,課堂生態主體間、主體與環境間存在著各種各樣的生態聯系,它們共同使信息技術課堂變成有機共同體。按照人類生態學的環境分類方式,可以把信息技術生態課堂的環境分為三類:信息技術課堂的物理環境、信息技術課堂的社會環境以及信息技術課堂的規范環境。
四、信息技術生態課堂的構建
信息技術課堂是一種特殊的課堂,各要素存在著復雜的關系,假如要使信息技術課堂內部關系發生質的變化,就要通過自身的努力,建立反觀性對話、非對抗性討論,進行自主合作探究、小組協同開展問題探究,改變單向的知識傳授關系,把課堂還給學生,使學生與老師在信息技術課堂成為合作的探究者和平等對話者。構建信息技術生態課堂,實質上就是構建一種和諧的環境來支持教學的開展,也可以說讓師生成為平等的生態主體,培養學生學習信息技術的創造能力、實踐能力,提高學生的信息素質,最終讓信息技術課堂充滿活力。
五、結語
信息技術生態課堂構建的重點是環境與主體之間的交互、主體與主體之間的交互。環境與主體間的交互就是構造一種和諧的課堂氛圍,要主體能夠適應環境來展開教學;主體間的交互包括學生個體與教師個體間的個別指導、學生群體與教師群體組成的學習共同體、教師個體與教師群體的交流討論、學生個體與學生群體間的小組合作以及教師群體面對學生群體的集體教學等。總之,要從傳統單一的“教―學”模式向多樣性的學習方式轉變,變學生的被動學習為主動地建構式的學習,培養學生良好地信息素養,使信息技術課堂變得生動有趣。
參考文獻:
[1]李樹培,王榮良.信息技術課程核心價值探析[J].中國電化教育,2013,(3):7
[2]王世軍.我國中小學信息技術課程:歷程與歸因[D].長春:東北師范大學,2006
[3]管志毅.中學信息技術教師邊緣化生存狀態研究[D].長沙:湖南師范大學,2007
[4]Waller,W.The Sociology of Teaching,1932,p.161
[5]Ashby,E. Universities:British,Indian,African:a Study in the Ecology of Higher Education,1966
[6][7]W.Doyle&G.Ponder. Classroom Ecology:Some Concerns about a Neglected Dimension of Research on Teaching .Contemporary Education,1975,46(3)
[8]竇福良.課堂生態及其管理策略研究[D].濟南:山東師范大學,2003
生態學概念范文5
關鍵詞:生態學;問題教學法;課堂教學;師生互動
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)12029302
1引言
生態學是研究地球生命系統與環境系統之間相互作用的一門科學,具有強的應用性與交叉性等特點[1~3]。作為生物、環境類相關專業的一門重要課程,生態學授課質量與教學效果對專業人才培養具有重要影響。生態學課程內容具有開放性、交叉性、應用性強等特點,傳統教學模式無法滿足現代生態學教學需要[4~6],因此有必要對現有的教學內容、教學方法與教學手段等進行改革和調整,以充分滿足和適應本學科的迅猛發展以及培養高素質創新人才的現實需要[4]。
筆者結合生態學課程特點,在課堂教學中引入問題教學法,以科學闡釋生態學問題與現象,講解生態學的基本概念與原理,取得良好效果。
2問題教學法的概念和特點
2.1問題教學法的基本概念
問題教學法是指教師在教學過程中,以問題為中心,以學生為主體,進行創造性教學的一種方法[5],即將知識點以問題的形式呈現在學生的面前,讓學生在尋求,探索解決問題的思維活動中,掌握知識、發展智力、培養技能,進而培養學生自己發現問題解決問題的能力。在問題教學法實施過程中,教師有意地創設問題情境,組織學生開展探索活動,與此同時,鍛煉學生的思維邏輯能力。由此可見,科學創設情境是問題教學法的重要基礎,合理設計問題則是有效引導學生展開思考與討論的關鍵。
2.2問題教學法的主要特點
問題教學法的突出特點就是把知識點轉化為一系列的問題,用問題來組織教學,讓學生在解決問題的過程中,提高對教學概念和知識的認識,從而養成發現問題、分析問題和解決問題的習慣,并加深對知識的產生、發展過程以及知識結構和運用規律的理解。問題教學法強調把對問題的質疑權交給學生,利用其好奇與探索的心理,調動他們的思維積極性和主動性,增強他們觀察問題、分析問題和解決問題的欲望,從而挖掘學生綜合潛能和提高自主學習的能力。
3問題教學法在生態學教學中的應用
生態學內容廣泛、領域繁多,涵蓋基礎、應用等多個方面內容,又涉及諸多層次與生態階元[6],單純依靠教師講授教學效果往往不明顯。問題教學法以問題為載體貫穿教學過程,使學生在設問和釋問的過程中萌生自主學習的動機和欲望,進而逐漸養成自主學習的習慣,并在實踐中不斷優化自主學習、提高自主學習能力的一種教學方法。問題教學法充分體現學生的主體地位,能有效地激發學生自主學習的主動性和積極性。在生態學教學過程中,問題教學法的引入與實踐很好地促進了課堂教學質量的提高。
3.1突出全球變化的時代背景,合理設計科學問題
全球變化(Global change)是指在人口增長和人類活動的影響與驅動下,導致大氣成分和土地利用、土地覆蓋變化,最終引起全球氣候變化、生物多樣性喪失以及土地荒漠化的過程。全球變化不僅僅是氣候變化,它是由大范圍的人類活動造成的全球環境變化組成的。因此,現代生態學問題需要在這一大背景下去闡釋和考量。在生態學教學過程中,通過電影《后天》、《A Convenient Truth》的介紹,為學生創設出特定情境,引導學生關注全球變化尤其是氣候變化、極端天氣事件等實際問題,組織展開討論,最后由教師對問題討論情況進行總結,歸納并揭示相關生態學規律與本質。
同時,因現代生態學關注的重點是“社會—經濟—自然”復合生態系統,人類活動在此變化過程中發揮了至為關鍵的作用,因此在農業生態學、城市生態學等內容講授時,分別向學生提出了生態農業、城市化等當前熱點問題,引發熱烈討論,取得了良好的教學效果。
3.2結合區域熱點問題,引發學生思考與討論
濱州市位于黃河三角洲腹地,其生態環境具有典型的三角洲特色。而黃河三角洲地處渤海南部的黃河入海口沿岸地區,在環渤海地區發展中具有重要的戰略地位。國家高度重視黃河三角洲可持續發展,在國民經濟和社會發展“十五”計劃、“十一五”規劃綱要中明確要求這一地區大力發展高效生態經濟。國務院于2009年11月23日正式批復《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》,中國三大三角洲之一的黃河三角洲地區的發展上升為國家戰略,成為國家區域協調發展戰略的重要組成部分。基于這一國家戰略的實施,在生態學教學過程中,若干區域生態熱點問題向學生展示,并引發積極思考與熱烈討論。如在講授濕地生態系統相關內容時,結合黃河三角洲濱海灘涂資源開發與保護實際,以圖片、新聞報道等素材為核心,組織學生展開專題討論,并結合相關研究文獻系統闡述有關概念與科學原理。
3.3關注現實生態問題,激發學生學習動力與學習興趣
問題教學法有效運用的一個重要前提,就是要求教師有豐富的教學素材和資料儲備。如課前搜集整理山東省境內國家級自然保護區有關資料,特別注意將黃河三角洲地區兩個重要自然保護區資料進行整理匯總,以備教學需要。在講授生態系統恢復重建相關內容時,以位于濱州市無棣縣境內的貝殼堤島與濕地國家級自然保護區為例,通過貝殼堤島近20年來的植被變化動態,通過展示不同時期的貝殼堤島生態系統與植被圖片,引發學生對生態系統退化與恢復重建的思考與討論,讓學生深刻認識由于人類活動的強烈干擾,自然生態系統會發生劇烈變化,同時理解植被群落的演替過程受群落內外部因素的綜合影響。這樣的問題設計與討論過程,不僅讓學生全面深刻地認識到人類活動對生態系統的影響,而且能夠有效地激發學生學習生態學知識、培養應用能力的動力與興趣。
3.4以問題為核心,培養學生邏輯思維能力
在全球變化的背景下,地球環境和人類社會可持續發展是現代生態學體系中的核心主題。在講授可持續發展相關內容時,列舉“生物圈二號”試驗,引出地球環境系統與生命系統的協同進化這一問題,組織學生展開討論,積極發表自己的觀點,并從這一試驗的過程與結果等方面總結經驗與啟示,更深入地引導學生反思自然生態系統對人類生存的基礎性和不可替代性。在這一教學過程中,一方面培養學生文獻檢索、資料查閱的基本能力,同時也通過讓學生從認識表象到揭示問題內在本質一步一步進行剖析,鍛煉和提高學生的邏輯思維能力。
綜上,在生態學課堂教學過程中,將問題教學法應用于教學實踐,充分發揮教師主導作用,注重做好設計問題、創設情境以及合理切入、組織討論和揭示規律、釋疑解惑等各個環節,通過對問題的引入、討論、解答,闡釋生態學基本概念與原理,取得了良好的教學效果。
4結語
問題教學法的突出特點,在于能夠切實激發學生的學習動力與探究興趣,提高了學生發現問題、分析問題及解決問題的能力。在問題教學法應用于生態學教學的過程中,教師的作用十分關鍵。一方面要跳出傳統教學模式的窠臼,合理發揮主導作用,又要注意“適度”、“適時”、“適當”、“適法”地對學生加以引導和點撥[7],才能真正發揮好問題教學法的固有作用,讓學生通過對問題的思考和討論掌握生態學基本原理,并鍛煉和提高應用能力。如何更好地運用問題教學法,發揮其在生態學教學中的功能優勢,有待于廣大教學工作者在今后的教學實踐中不斷改進和實現。
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生態學概念范文6
關鍵詞:景觀生態學、城市綠地系統、斑塊廊道基質
中圖分類號:P901 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著社會經濟的迅猛發展,人們生活水平日益提高,對生活的居住條件的要求也越來越高。一直以來,人們不斷地為改善城市環境做努力,但在城市總體發展上仍然趕不上城市中人工環境與自然關系失衡的步伐。由于人口源源不斷的向城市集聚,城市中原有的生態平衡關系被極大地改造或破壞,環境問題逐步惡化,污染、噪音、擁擠等都充斥著我們的周圍。因此,人們對城市的景觀設計問題也越來越重視,開始明白運用植物比人工大壩更能有效地防治水土流失;微生物比化學品更能持久地維持水體干凈。這些都是人們對自然和文化的一種全新的認識。
1景觀生態學的概念
1.1 景觀生態學的概念
“景觀生態學”一詞的概念是由德國著名生物地理學家特羅爾首次提出的。經過四十多年的發展,其經歷了思想醞釀階段(德國著名地理學家E.納夫稱之為史前階段,時間是19-20世紀30年代)、概念形成階段(1939年)、深入研究階段(20世紀80年代)、應用階段(20世紀90年代)等四個階段,至今已發展成為一個新型的綜合學科,其內涵和外延已相當廣泛。
景觀生態學是以地理學和生態學為基礎,以整個景觀為研究對象,重點研究景觀的景觀單元的類型組成、空間格局及其生態學過程相互作用的綜合性學科。強調空間格局,生態學過程與尺度之間的相互作用是景觀生態學研究的核心所在。內容概括為:①景觀結構:即景觀組成單元的類型、多樣性及其空間關系;②景觀功能:即景觀結構與生態過程的相互作用, 或景觀結構單元之間的相互作用;③景觀動態:即景觀在結構和功能方面隨時間推移發生的變化。四是,景觀規劃與管理,即根據景觀結構、功能和動態及其相互作用,制定景觀恢復、保護、建設和管理的計劃和規劃,確定相應的目標、對策。
1.2 “斑塊-廊道-基質”理論
斑塊-廊道-基質理論是景觀生態學中對景觀結構的描述,是將景觀要素分為斑塊、廊道、基質3種基本類型,來描述景觀的組成、結構、格局、功能及其動態變化,并將景觀規劃管理看作對這3類成分的調節和控制。
斑塊是外觀上與周圍環境明顯不同的非線性的地表區域,具有相對同質性,是構成景觀的基本結構和功能單元。其大小、數量、形狀和格局都有特定的生態學意義;廊道是指景觀中與相鄰兩側環境不同的線性或帶狀結構。類型有河流保護型廊道、生物保護型廊道、環境防護型廊道和游憩使用型廊道等;基質是景觀中范圍最大、連接度最好,在很大程度上決定著景觀的性質,對景觀動態起著主導作用的景觀要素,它控制影響著生境斑塊之間的物質、能量交換,控制整個景觀的連接度,從而影響斑塊之間的遷移。
2 城市綠地系統的概念
城市綠地系統是指由城市中各種類型和規模的綠化用地組成的具有較強生態服務功能的綠色斑塊與廊道系統。
城市綠地系統包括各種類型和規模的城市綠化用地, 其整體應當是一個結構完整的系統, 并在城市中承擔著改善城市生態環境、滿足居民休閑娛樂要求、組織城市景觀、美化環境和防災避災等職能。現在的綠地系統往往與城市開放空間的概念相結合, 將城市的綠化用地、廣場、道路系統、文物古跡、娛樂設施、風景名勝區和自然保護區等因素統一考慮。不同的系統結構會產生不同的系統功效, 綠地系統的整體功效應當大于各個綠地功效之和,合理的城市綠地系統結構是相對穩定而長久的。
3 景觀生態學對城市綠地系統規劃設計中的應用
用景觀生態學的斑塊-廊道-基質原理來研究城市綠地系統的規劃設計,使城市的綠地景觀符合生態學意義,有助于解決城市資源、環境和社會發展等問題。
景觀生態學理論認為:從區域范圍角度看,城市就是一個典型的人工干擾斑塊;在較小尺度上,城市作為一個景觀單元,是由基質、廊道、斑塊等結構要素而構成。在其中,各要素之間通過一定的流動產生聯系和相互作用,在空間上構成特定的分布組合形式,共同完成生態系統所承擔的生產、生活及還原自凈等功能。綠地系統規劃中包含有城市公園、植物風景區等各類綠色斑塊,以及各類作為環境資源走廊和種植走廊的江、湖、河岸綠帶或其他防護綠帶。在一定的區域內,各種綠帶如林蔭道、沿河綠帶、防護林帶等綠色走廊互相交叉相連,形成綠色網絡,起到基質的作用,充分發揮著其動態控制能力。
其一,利用景觀生態學斑塊理論,依照面積大小,將城市內各類綠地斑塊進行合理調整。大中型的綠色斑塊作為城市的“綠肺”,具有多種的生態功能;小型的綠色斑塊作為大中型綠色斑塊的補充,可作為物種遷移和再定居的“踏腳石”,改善城市景觀的視覺效果,提高城市景觀的異質性。三種類型的綠色斑塊相對均勻的分布在城市綠地系統中,使得物種呈現多樣性,其物質、能量和生物的有效循環和流動,構建成一個完善的生態循環系統,最大程度上發揮其生態效益。因此,在城市綠地系統的規劃中,應盡可能增加城市中綠地斑塊的數量,修建不同功能、不同大小的公園、游園;加強對居住小區的綠地斑塊的合理規劃;保證城郊自然風景區、森林等大型綠地斑塊不被破壞,與城郊農地共同形成城市的生態保護區。
其二,城市綠地系統中線型綠地主要由城市道路系統、防護林帶、濱河綠帶等組成,其除具有改善小氣候的作用外,還起到分割屏障,連通的作用。在進行城市綠地廊道設計中,應根據地形及其他條件,在城市各組團以及不同功能區之間建設一定規模的綠化隔離帶,特別是工業區與居住區之間,必須盡可能的建設一定寬度的防護林帶,作為城市防塵、防噪、防污、治污的綠色生態屏障。連通性好的城市綠色廊道能在夏天引入涼風;冬季能防止寒風的侵襲。所以在城市綠地系統中,綠色廊道必須成網狀分布,連成一個系統。
其三,根據景觀生態學基質理論,基質作為占面積最大、連接度最強、對景觀控制作用也最強的景觀要素,它控制影響著生境斑塊之間的物質、能量交換,控制整個景觀的連接度,從而影響斑塊之間物種的遷移。在城市綠地系統規劃設計中,通過提高各類綠地的品質和連接度,加強綠地的建設,合理調整塊狀綠地、綠帶(廊) 與基質的空間布局,促進能量、物質和生物的正常循環和流動,形成一個完善的城市綠地系統,并借助綠廊將城市內部的綠地與城郊的自然環境有機地聯系起來, 這不僅有利于城鎮空氣庫存與外界的交流, 引入外界的新鮮空氣, 緩解熱島效應, 改善城鎮氣候, 而且可以保護環境并促進動植物物種的多樣性,保持自然群落的連續性, 從而實現人與自然的共生與和諧相處。
四.結語
順應時代的發展, 通過城市空間環境的合理組織, 使得景觀生態學與相關學科相互融合、相互借鑒,營造一個符合生態良性循環、與外部空間有機聯系、內部布局合理、景觀和諧的城市生態系統, 兼顧經濟效益、社會效益和生態效益, 并朝著健康的持續發展之路不斷前行。景觀生態學理念應當成為城市綠地系統規劃設計中的重要組成部分貫穿始終。
參考文獻:
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