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1.1采集地點的選擇伊寧縣位于東經(jīng)80°13′～82°42′，北緯43°35′～44°29′之間，東鄰尼勒克縣，西與伊寧市和霍城縣接壤，南鄰伊犁河，與察布查爾、鞏留兩縣隔河相望。同時，位于伊犁河谷中部，水草豐富，境內(nèi)的伊寧口岸是伊犁地區(qū)重要的貿(mào)易口岸。
1.2實驗材料
1.2.1蜱的來源2013年4－5月，從伊寧縣的2個采集點、2個綿羊群，每群＞30只，均未藥浴，采集其體表寄生蜱，共獲得硬蜱324只，放置于潮濕陰暗處，以保持其存活。
1.2.2主要試劑PCR所用試劑均購自上海生工生物工程技術服務有限公司；DNA提取試劑盒（DNeasyBloodTissueKit）購自德國Qiagen公司；其他試劑均為分析純。
1.3實驗方法
1.3.1蜱種鑒定參照《中國經(jīng)濟昆蟲志》［9］，用普通解剖顯微鏡將324只蜱進行形態(tài)學鑒定，初步分類后，從中選取50只用配備數(shù)碼照相功能的解剖顯微鏡（LEICAM165C）拍攝圖片，對蜱的盾板、假頭、假頭基、肛側板、氣門板、第一緣垛、孔區(qū)（雌蜱）等形態(tài)進行對比觀察并測量［11］。1.3.2蜱的處理和DNA提取將蜱標本分別依次用濃度為70%、50%、30%、10%的乙醇溶液于37℃搖床中振蕩沖洗1h，再用超純水反復沖洗，干燥。最后置于消毒滅菌的1.5mlEP管中。按照DNA提取試劑盒使用說明書提取蟲體基因組DNA，置-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.3基因擴增用上游引物5′-CTGCTCAATGATTTTTTAAATTGCTGTGG-3′，下游引物5′-CCGGTCTGAACTCAGATCAAGT-3′擴增線粒體16SrRNA序列［12］；上游引物5′-CAAAAWCCTGGTAAAATTAAA-3′和下游引物5′-GCACTATCAAGCAACACGACT-3′擴增COⅠ序列［10］。25μlPCR反應體系：模板1.5μl（約50ng），上游和下游引物各0.75μl（75pmol），50mmol/LKCl，10mmol/LTris⁃HCl（pH8.3），1.5mmol/LMgCl2，1單位TaqDNA聚合酶。PCR反應循環(huán)參數(shù)為：①16SrRNA為94℃預變性5min，92℃變性30s，54℃退火30s，72℃延伸30s，共38個循環(huán)，72℃終延伸8min。②COⅠ為94℃預變性5min，92℃變性30s，50℃退火30s，72℃延伸60s，共38個循環(huán)，72℃終延伸8min。擴增片段后送上海生工生物工程技術服務有限公司測序。1.3.4序列分析及系統(tǒng)進化樹構建結合GenBank登錄的圖蘭扇頭蜱的16SrRNA和COⅠ參考序列，將本實驗PCR擴增的6條16SrRNA及6條COⅠ序列測序結果與參考序列比對，運用Mega5.0軟件的ClustalX程序分析，計算遺傳距離并構建遺傳進化樹。
2結果
2.1蜱種鑒定所鑒定蜱共324只（168、156），蟲體體型較小，雌蟲體長3.2～5.5mm，雄蟲體長2.9～3.6mm，呈褐色，背腹扁平似卵圓形，芝麻至米粒大，雌蜱飽血后可膨脹達蓖麻籽大。體分為假頭和軀體兩個主要部分（圖1A）。假頭基呈六角形，側角明顯，后緣微凹（圖1B）。雄蜱盾板覆蓋整個背部，雌蜱盾板覆蓋背前部，前部較窄，后部圓鈍，盾板遍布刻點，以細刻點居多，粗刻點少而零散（圖1C）。眼卵圓，靠近盾板前部邊緣。須肢粗短，中部最寬，前端稍窄。雄蜱氣門板長卵形（圖1D）。體端有緣垛，中垛大于邊垛，常有尾突（圖1E）。有肛溝，雄性肛側板后緣內(nèi)斜明顯，內(nèi)緣具角突，長約為寬的2.5～3.0倍，內(nèi)緣中部稍凹，后緣向內(nèi)顯著傾斜，其后方凸角明顯（圖1F）。結合有關文獻［9，13］認為伊寧縣的蜱具有硬蜱科扇頭蜱屬圖蘭扇頭蜱的特征。但由于吸血、飽血雌蜱及部分未成熟或形態(tài)變異的雄蜱，僅用傳統(tǒng)形態(tài)學分類方法不能準確區(qū)分。因此，從324只中選出6只雌雄分別具有形態(tài)差異的蜱（4、2），根據(jù)采集地點分別將其命名為YN-1、YN-2、YN-3、YN-4、YN-5和YN-6。YN-1為當?shù)氐湫托坌詧D蘭扇頭蜱；YN-2和YN-3為半飽血雌蜱，因其腹部吸血膨脹已無法觀察緣垛，肛側板和副肛側板難以區(qū)分形態(tài)且邊界不清；YN-4、YN-5和YN-6為部分形態(tài)特征改變雄蜱，YN4和YN5體端較寬似倒置三角形與典型的圖蘭扇頭蜱卵圓形體端不同，且YN5氣門板呈長逗點形與血紅扇頭蜱氣門板相似；YN6肛側板后緣圓鈍，凸角不明顯。因此對這6只蜱采用分子生物學方法進一步分析，對上述形態(tài)學鑒定結果進一步驗證。
2.2分子生物學鑒定
2.2.1PCR擴增通過PCR擴增上述形態(tài)學差異較大的6只圖蘭扇頭蜱線粒體DNA，產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳分析，均獲得特異性很好的PCR產(chǎn)物，與預期目的片段一致（16SrRNA約為460bp，COⅠ約為760bp）。
2.2.2圖蘭扇頭蜱16SrRNA和COⅠ基因片段組成利用Mega5.0軟件計算6只圖蘭扇頭蜱的16SrRNA和COⅠ基因片段堿基組成。16SrRNA基因片段A、T、C、G的平均堿基含量分別為36.68%、37.12%、10.7%和15.5%，堿基A＋T平均含量是73.78%。COⅠ基因片段A、T、C、G的平均堿基含量分別為38.56%、31.78%、14.12%和15.54%，堿基A＋T平均含量是70.34%。
2.2.3圖蘭扇頭蜱基因序列比對及系統(tǒng)進化樹運用Mega5.0軟件的ClustalX程序進行多重序列比對后，16SrRNA獲得2種不同序列，并登錄GenBank，登錄號分別為KF547987和KF547989；COⅠ獲得3種不同序列，登錄號分別為KF688136、KF688137和KF688138。各結合GenBank登錄的3種扇頭蜱的參考序列構建系統(tǒng)進化樹。6只圖蘭扇頭蜱16SrRNA基因片段的遺傳變異很小，共檢測出2個單倍型，1個變異位點。其中YN-2、YN-3、YN-4和YN-5序列相同，為一種單倍型；YN-1、YN-6在216位點處為轉(zhuǎn)換位點（T-C），為一種單倍型。基因序列比較結果顯示同源性均在99.5%以上，遺傳距離為0.3%～0.5%。而上述6只圖蘭扇頭蜱的COⅠ基因片段序列變異較大，共檢測出3個單倍型，4個變異位點。YN-1、YN-2和YN-6序列相同，為一種單倍型；YN-3和YN-5檢測到3個變異位點，均為轉(zhuǎn)換位點（A-G），無插入/缺失和顛換現(xiàn)象；YN-4在上述變異基礎上，于574位點處發(fā)生轉(zhuǎn)換（A-G）?；蛐蛄斜容^結果顯示同源性均在98.6%以上，遺傳距離為0.3%～1.9%。
3討論
生物化學實驗既是實踐教學的課堂，又是學生理解、掌握和運用知識的重要途徑。利用生物化學實驗課可以進一步拓展其與理論知識相聯(lián)系的空間。然而在實驗課上，我們發(fā)現(xiàn)部分學生只會按部就班地操作，只重視實驗結果正確與否，采取應付了事的做法。因此，在實驗開始時我們可以采用提問等方式幫助學生復習鞏固相關的理論知識，引出實驗目的，這樣學生就會充分認識到理論知識對于指導實驗操作的重要性;而另一方面，實驗結束時總結分析，通過實驗操作也加深了對理論知識的進一步理解。實驗過程中，應激發(fā)學生動手實踐的興趣，增強其獨立完成實驗的信心，注意并引導其注重觀察實驗現(xiàn)象，遇到實驗結果不一致的情況，我們應鼓勵他們自己尋找原因，從而培養(yǎng)他們敏銳的觀察力和鍛煉他們分析、解決問題的能力。例如在“溫度影響尿素酶活性因素”的實驗中，應該是55度反應的試管中顏色最深，可部分學生做出的結果不盡相同，這就要引導他們思考分析在實驗操作中是否注意“預溫”、“按一定順序滴加試劑”等細節(jié)。
2實驗教學應注重培養(yǎng)基本實驗技能
熟練扎實的實驗技能是能否做好一個實驗的先決條件，規(guī)范操作是保證實驗結果準確可信的必要前提。因此在第一次做實驗時就要給學生強調(diào)實驗技能在實驗過程中的重要性，以便學生自主加強基本技能和基本操作的訓練，如試管、燒杯的刷洗，刻度吸管、加樣槍的使用等。教師要認真示范，不僅要教會學生如何使用，而且要求學生熟練掌握使用方法，對可能的錯誤操作進行特別的提醒。實驗中不斷巡視督促，及時指正學生在操作過程中出現(xiàn)的錯誤。對首次使用的儀器簡要介紹其原理，嚴格按儀器的操作規(guī)程進行示范，讓學生養(yǎng)成認真嚴謹、規(guī)范操作的實驗習慣，從而提高實驗課的質(zhì)量。
3實驗教學應積極探索新的教學模式
傳統(tǒng)的實驗教學主要是以驗證性、基礎性實驗為主;且實驗教材內(nèi)容稍顯陳舊，技術手段滯后，不能反映當今科學的前沿。同時由于實驗預期結果較明確，容易造成學生興趣不高、消極怠工，編造數(shù)據(jù)或是抄襲報告的現(xiàn)象時有發(fā)生［2］。近年來，生命科學尤其是分子生物學的發(fā)展迅速極快，應盡可能地讓學生接觸和了解更多的新技術、新知識。同時為了順應醫(yī)學發(fā)展的需要，培養(yǎng)基本功扎實、動手能力強的高素質(zhì)醫(yī)學人才，我們改變原有教學理念，積極探索新的實驗教學模式，將實驗內(nèi)容分成2個實驗模塊，即生物化學實驗和分子生物學實驗，涵蓋了生物化學與分子生物學的基本實驗技術，鍛煉了學生的動手與思考能力，體現(xiàn)了設計性和綜合性，也促進了師資隊伍學術水平和教學水平的提高。
例如我們將“影響酶活性因素”調(diào)整為設計性實驗，通過設立相關的問題和討論點，指導學生查閱文獻資料、合理制定方案、自行開展實驗，引導學生思考、討論、分析和評價問題。這種提問式、引導式的實驗教學新模式始終讓學生處于主體地位，能激發(fā)學生的學習熱情，活躍課堂氣氛，有助于學生科研素養(yǎng)的養(yǎng)成和創(chuàng)新綜合能力的培養(yǎng)。同時也進一步增強了教學老師的綜合素質(zhì)，提高了教學的品質(zhì)，從而達到實踐教學與理論教學互融互動的良好效果［3］。而通過綜合性大實驗的開設，有助于學生對于各章節(jié)理論知識的掌握和融會貫通。例如我們開設了“基因組DNA的提取、檢測及PCR擴增”、“質(zhì)粒DNA抽提、酶切、連接”、“感受態(tài)細胞的制備及重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化鑒定”三個分子生物學綜合性實驗，構成了一個完整的基因工程的實驗流程，使學生對重組DNA技術的基本原理和操作步驟有了直觀的認識，并掌握了離心、電泳、分光光度技術等生化重要技術。每一個實驗之間環(huán)環(huán)相扣，相輔相成，前一個實驗的成功與否直接會影響接下來的實驗結果。因此如果想完整地做好一個綜合性大實驗，學生的注意力會更加集中，而且在實驗的過程中無論從理論知識方面，還是實驗技能的操作方面都會得到很大程度的提高。
從2002年開始，我們結合我校人才培養(yǎng)目標及具體情況，制定了本科生《分子生物學實踐》及《基因工程實踐》的教學大綱，開設了相應獨立的實踐課程，設計了質(zhì)粒提取、PCR技術、DNA電泳、限制性內(nèi)切酶技術、DN段的膠回收、外源基因的連接及重組DNA的轉(zhuǎn)化、篩選和鑒定等最基本需要掌握的實踐。同時，我們還自編了內(nèi)容詳細、操作具體的實踐教材。從2002年第一次開課至今已經(jīng)過去了十多年，實踐課取得了一定的成績，根據(jù)課上學生上課情況和完成的實踐報告上看，學生反應良好，能積極動手動腦并提出問題，實踐報告也完成得認真、仔細。學生掌握了這些基本實踐的原理和操作，對將來從事中藥相關領域的研究工作有一定的幫助。但是在這十多年的教學實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)了問題，由于該課程的實踐內(nèi)容全都是驗證性實踐，實踐設計為“教師包辦型”，從試劑配制到操作步驟教師都已經(jīng)準備好，學生只是按照規(guī)定的步驟按部就班地做實踐就行了，在這樣的教學模式下學生的行為受到限制，對教師和教材依賴性強，限制了發(fā)揮學生主動思維的空間。
二、改革實踐教學內(nèi)容，強調(diào)綜合性和連貫性
由于驗證性實踐限制了學生發(fā)揮主動思維的空間，因此，必須建立分子生物學實踐教學創(chuàng)新培養(yǎng)新模式，從驗證性實踐過渡到以設計性、綜合性實踐為主，重點培養(yǎng)學生在科研中的綜合思維能力及實際動手操作能力，變被動灌輸為主動思考，為學生今后進實踐室從事相關領域的科學研究做準備。我們在改革中強調(diào)實踐的綜合性和連貫性，如學習重組DNA技術時，我們安排了5個實踐：重組質(zhì)粒的提取，DNA的酶切，DNA凝膠電泳及片斷的膠回收，外源基因的連接，重組DNA的轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定。這五個實踐包括了重組DNA技術的五個核心內(nèi)容“分、切、接、轉(zhuǎn)、篩”。我們把這5個實踐串聯(lián)成一個綜合實踐，使其具有連貫性。每次實踐結束時的樣品正好是下次實踐的材料，這些實踐將變成一整套前后關聯(lián)的有機整體，一環(huán)扣一環(huán)，只有這5個實踐全部操作成功了，才能最后得到自己需要的克隆。這種綜合性實踐使學生在整個過程中面臨著挑戰(zhàn)，也使最終成功得到產(chǎn)物的學生有成就感；不僅能培養(yǎng)學生綜合實踐操作能力，還能培養(yǎng)學生團結協(xié)作的精神和對科學研究的興趣。
三、開放型教學模式，提高教學質(zhì)量
在傳統(tǒng)的實踐課教學中，學生除了在規(guī)定的上課時間，機械地完成規(guī)定的實踐任務外，幾乎沒有機會進入實踐室，學生的主觀能動性得不到發(fā)揮。開放實踐室，為學有余力的學生提供更多時間和空間顯得很有必要的。但對于多數(shù)中醫(yī)院校來說，由于實踐室資源緊張，在開放方面一直實行得不夠。這次，我們嘗試對學生開放實踐室，鼓勵學有余力的學生進入實踐室，開展相關的分子生物學實踐研究，取得了一些成績。我們首先在課堂上向?qū)W生介紹本課程組教師在課題研究中所用到分子生物學實踐技術。有不少學生對教師的科研課題感興趣，我們組織感興趣的學生，在業(yè)余時間來課題組和教師一起進行了相關分子生物學的實踐研究。通過和研究生共同實踐，加強了理論課的知識。其次，我們組織學生利用所學到的分子生物學知識，以小組為單位，通過課下查閱資料，完成了科研小課題的實踐設計。學生在課堂上討論了他們設計的小課題，通過教師評價并與教師一起討論，調(diào)動了學生的學習興趣，激發(fā)了學生活躍的思維，通過討論進一步修正方案，使其更加完善。同時，教師利用業(yè)余時間，組織感興趣的學生進行了正式實踐。最后，在課堂中，我們抽出15分鐘，讓做實踐的學生講了具體實踐的體會和出現(xiàn)的問題，與大家分享成功的快樂和失敗的經(jīng)驗。學生聽得都非常認真，討論得也很熱烈，大家都覺得這種實踐教學模式非常好，增長了很多知識，如果時間允許，希望能多些這種實踐教學模式。
[摘要] 生物化學與分子生物學研究生的培養(yǎng)，在該學科研究生碩士點的建設中占重要地位，本文對醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生的培養(yǎng)實踐進行反思，旨在提高研究生論文質(zhì)量。
[關鍵詞] 生物化學；論文質(zhì)量；醫(yī)學院校研究生
[中圖分類號] G642[文獻標識碼] C [文章編號]1673-7210（2011）08（a）-119-02
Study on the degree thesis quality of biochemistry and molecular biology students in medical couege
FU Xinhua, YANG Xiaoyun, WANG Shouxun*
Department of Biochemistry and Molecular Biology, Weifang Medical College, Shandong Province, Weifang 261053, China
[Abstract] Training graduate students of biochemistry and molecular biology have an important station in biochemistry development. We reflected the practice of biochemistry and molecular biology training in medical graduate students to improve the quality of thesis.
[Key words] Biochemistry; Thesis quality; Medical graduate student
當前我國社會競爭日趨激烈，從而加大了對高學歷、高素質(zhì)人才的需求，高校招生規(guī)模的年平均增長率是26.9%。在此形勢下，如何調(diào)整研究生的培養(yǎng)目標和教育模式，已成為各大高校研究生教育需要解決的當務之急，因此探討研究生培養(yǎng)目標和教育模式具有重要意義。
醫(yī)學生物化學與分子生物學研究生的培養(yǎng)和教育是造就高層次人才的渠道之一，如何加強對醫(yī)學研究生培養(yǎng)全過程的質(zhì)量監(jiān)控，保證培養(yǎng)質(zhì)量，是目前高校值得研究的重要課題。其中，建立醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生教學督導制度及對研究生學位論文進行質(zhì)量監(jiān)控，是保障培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑[1-2]。
1 我校生物化學與分子生物學研究生培養(yǎng)存在的問題
當前我校生物化學與分子生物學專業(yè)研究生實際培養(yǎng)工作中，存在一些問題，主要表現(xiàn)在：
1.1 對研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)的監(jiān)控不到位
長期以來，研究生培養(yǎng)多注重對結果的評價，以研究成果、畢業(yè)論文和就業(yè)狀況等來衡量研究生培養(yǎng)的優(yōu)劣，而對研究生培養(yǎng)過程的監(jiān)管不足。
1.2 導師對研究生培養(yǎng)過程的指導投入不足
隨著研究生招生規(guī)模的擴大，每位導師指導的學生數(shù)量增多，導師整體負荷增大，師生間的直接互動減少，加之導師工作忙，事務多，時間和精力投入都難以到位，以致出現(xiàn)一些研究生培養(yǎng)“放羊”現(xiàn)象，如課題未經(jīng)論證、開題報告時間滯后、畢業(yè)論文答辯匆忙等，從而制約了研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。
1.3 研究生學位論文質(zhì)量有下滑趨勢
招生規(guī)模擴大以后，導師壓力增大，難以保證每個學生高質(zhì)量的完成學位論文，造成同年畢業(yè)的研究生論文質(zhì)量良莠不齊。
2 提高醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生學位論文質(zhì)量的幾點思考
研究生階段的教育重在培養(yǎng)學生的科研能力，而學位論文能全面衡量研究生的綜合水平。其中，論文選題和開題的嚴格把關是學位論文質(zhì)量管理的一個重要方面，對保證和提高學位論文質(zhì)量至關重要[3-4]。本文分析了醫(yī)學院校生物化學與分子生物學碩士學位論文各環(huán)節(jié)存在的問題，提出了加強其質(zhì)量監(jiān)控的具體措施。
2.1 美國研究生教育模式
美國研究生教育在世界研究生教育中占重要地位，19世紀以來，美國以培養(yǎng)大學教師和高水平研究人才為研究生教育目標。研究生教育便擔負起培養(yǎng)各學科高級研究人才的任務。從20世紀70年代至今，美國研究生的教育質(zhì)量不斷提高，美國研究生教育始終保持較高的整體質(zhì)量、宏觀質(zhì)量和體系質(zhì)量[3]。
目前美國研究生教育的評估力量主要來源于社會和高校自身，且以社會評估為主。內(nèi)部評估遵循“寬進嚴出”的原則，從招生、課程學習、科學研究、中期考核、考試、論文寫作、答辯等方面進行質(zhì)量控制[4]。美國通常采用高校（系、科）評分的方法評價高校質(zhì)量，通過評價高等院校的實際辦學水平及在大學群與社會中的相對地位來促進其質(zhì)量提升。培養(yǎng)過程有規(guī)范性要求，并嚴格按計劃和程序?qū)嵭刑蕴璠5]。
2.2 提高我國醫(yī)學院校生物化學與分子生物學研究生論文質(zhì)量的建議
根據(jù)我國的研究生培養(yǎng)目標，研究生應當具備從事科學研究和獨立承擔專門技術工作的能力。研究生教育規(guī)模迅速擴大，質(zhì)量問題日益凸顯，引起教育界及社會各界的關注[6]。質(zhì)量管理系統(tǒng)的功能是對高校研究生培養(yǎng)質(zhì)量保障系統(tǒng)的具體組織與執(zhí)行，它直接決定了研究生培養(yǎng)質(zhì)量保障系統(tǒng)功能的發(fā)揮。
2.2.1 研究生培養(yǎng)中期考核培養(yǎng)過程的督導包括導師遴選、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)方案、課程設置等的監(jiān)督、檢查，重點是中期考核。實施中期考核是研究生培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)，中期考核未達標者，可給予一定形式的警示，令其限期達標。
2.2.2 對生物化學與分子生物學培養(yǎng)方案與研究生培養(yǎng)計劃的審查與督導審查與督查是督導工作的重點。一方面對其培養(yǎng)方案進行審查，另一方面查閱所選學位點的研究生培養(yǎng)計劃，重點審查其培養(yǎng)目標是否合適，課程設置與安排是否合理等。
2.2.3 加強教學與管理研究生部加強學籍管理、宏觀管理、質(zhì)量檢查與評估等工作，全面監(jiān)督課程設置、教學實施、成績考核、論文評審、學位答辯等工作。
2.2.4 學位論文質(zhì)量監(jiān)控是重中之重學位論文監(jiān)控包括開題報告、論文把關、質(zhì)量評定、論文質(zhì)量等級及學位授予。督導的重點是檢查畢業(yè)論文質(zhì)量，進一步完善論文“盲審”制度能更好地確保畢業(yè)論文質(zhì)量。①開題報告質(zhì)量監(jiān)控：開題報告是提高論文質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。開題報告重點檢查文獻是否滿足論文課題的要求、有無書面報告書等。中期的學術報告或階段總結重點檢查論文進展情況、后期計劃、存在問題及指導小組人員的評議意見，以促進論文質(zhì)量的提高。②學位論文質(zhì)量監(jiān)控：研究生學位論文水平是評估研究生質(zhì)量的重要指標之一，必須加強對研究生學位論文的質(zhì)量監(jiān)控與督導。學位論文的質(zhì)量監(jiān)控重點是檢查論文質(zhì)量，協(xié)助研究生部對論文進行質(zhì)量抽查，將該部分論文送予外校專家進行雙盲審查，查閱專家評審意見，并參加論文答辯會，提出意見，供導師、管理部門參考和質(zhì)量抽查，從而保證論文質(zhì)量。
2.2.5 開展對生物化學與分子生物學導師的督導工作著重從研究生的課堂、教學、文獻綜述、開題報告、論文中期檢查、學術活動、學術交流、學位論文質(zhì)量與論文答辯等方面對導師工作進行督導檢查。
本文通過對生物化學與分子生物學專業(yè)研究生培養(yǎng)過程存在問題的分析，圍繞加強研究生培養(yǎng)過程管理、全面提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量，從控制的重點、手段和主體等方面提出了進一步實施研究生培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)督控制的相關措施，以期對研究生培養(yǎng)工作有所裨益。
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關鍵詞：問題導向教學法，分子生物學，教學實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）05-0162-02
一、前言
生物工程專業(yè)是培養(yǎng)掌握生物學（微生物學、分子生物學和細胞學等）及其產(chǎn)業(yè)化的基礎科學理論、基本技能、工藝生產(chǎn)過程和工程設計等知識，能在生命科學領域從事工程設計、生產(chǎn)管理和新工藝、新技術、新產(chǎn)品研究開發(fā)的工程技術人才[1，2]。分子生物學是生物工程專業(yè)的核心基礎課程之一，是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結構、功能和特點，并從分子水平上闡述蛋白質(zhì)和核酸的相互作用關系及其基因表達調(diào)控機理的學科[3]。分子生物學課程內(nèi)容微觀、抽象、信息量大。傳統(tǒng)教學方法[4]相對枯燥、封閉，學生分析、解決問題能力、創(chuàng)新能力、學習能力等素質(zhì)得不到良好培養(yǎng)，所以有必要從分子生物學課程的特點出發(fā)，進行教學改革，提高教學質(zhì)量。
問題導向教學是一種基于“問題”的教學方法，它由美國神經(jīng)病學教授Barrows在麥克馬斯特大學首創(chuàng)。它的顯著特征是把“問題”引入到教學過程中，通過問題所發(fā)揮的作用促進教學活動，達到提高教學質(zhì)量的目的[5]。教師根據(jù)課程內(nèi)容和教學大綱，歸納提煉知識點、創(chuàng)設問題、構建問題氛圍，學生以解決問題為驅(qū)動力，通過解決問題實現(xiàn)分析問題、解決問題、創(chuàng)新能力、學習能力等素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。課堂教學成為教師和學生的互動過程，具有開放性、創(chuàng)意性和趣味性。問題導向教學方法已在多種專業(yè)的不同課程教學中進行探索和實踐，取得良好教學效果。
筆者所在南陽理工學院（以下簡稱“我校”）擔任生物工程專業(yè)教師，根據(jù)課程特點，總結了在實踐問題導向教學過程中需要強調(diào)三個關鍵點：
二、創(chuàng)設有效問題
問題（problem）是指在給定狀態(tài)與目標狀態(tài)之間存在一些疑難和障礙，需要解決疑難和克服障礙的任務情境。根據(jù)問題在學生學習過程中所起的作用，一般將問題分為三類[6]：（1）背景性問題。學生學習新知之前，提供相應的預備知識問題。（2）中心認知問題。為實現(xiàn)教學目標，引導學生達到學習目的，理解和掌握所學知識和技能的過程中提供的需要解決的問題。（3）鞏固性問題。將已獲得的知識和技能遷移到新情境中需要練習的問題，引導學生運用已學知識發(fā)現(xiàn)、分析和解決未知問題，問題的答案具有一定的開放性。
（一）創(chuàng)設背景性問題
分子生物學教學內(nèi)容偏重于基因的分子生物學，重點講授內(nèi)容是基因的結構和功能、復制、轉(zhuǎn)錄等過程，以及這些過程中相關蛋白質(zhì)和酶的結構和功能，部分教學內(nèi)容與生物化學課程內(nèi)容有重復，如DNA結構、DNA復制、遺傳密碼、原核生物RNA的轉(zhuǎn)錄和加工等，因此，在分子生物學課堂講授的前期，創(chuàng)設一定量的背景性問題，如“中心法則的內(nèi)容是什么”、“示意圖方式解釋核酸的化學組成和共價結構”、“操縱子模型是不是由Waston和Crick共同提出”、“DNA半不連續(xù)復制和半保留復制的特點”、“基因突變的定義和類型”和“什么是tRNA，rRNA和mRNA”等。設計選擇、判斷和簡答三種題型，通過背景性問題的提出、分析和解釋，提高學生學習的主動性和積極性。
（二）創(chuàng)設中心認知問題
從課程內(nèi)容中歸納、提煉知識點創(chuàng)設形成中心認知問題，如“如何保證DNA復制精確性”、“原核生物和真核生物蛋白質(zhì)的翻譯有什么不同”和“聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳（PCP-DGGE）的工作原理和步驟”等。問題設計成選擇、判斷和簡答三種題型，穿插于課堂教學，通過中心認知問題的提出、分析和解釋，引導學生主動探索獲得解決問題的成就感。
（三）創(chuàng)設鞏固性問題
我校生物工程專業(yè)注重建設和發(fā)展發(fā)酵工程、生物制藥、生物能源三個專業(yè)方向，其中以研究工業(yè)微生物為基礎的發(fā)酵工程專業(yè)方向是重點。在分子生物學課程教學的后期，創(chuàng)設鞏固性問題如“傳統(tǒng)發(fā)酵食品白酒的微生物群落結構分析”、“釀酒酵母發(fā)酵五碳糖的分子技術研究”、“生物素亞適量調(diào)控谷氨酸分泌的分子機制”和“設計分子生物學技術手段實現(xiàn)高強度、高產(chǎn)發(fā)酵”等。通過文獻查閱、分組討論、學生匯報和教師評價四個階段完成鞏固性問題的分析和解答，問題的答案具有開放性和綜合性，學生通過查閱、分析、討論和解決這些問題，不僅理解和掌握課程的理論知識，熟悉課程內(nèi)容在某一領域的研究前沿，還體驗到運用知識來解決問題，獲得了知識應用的經(jīng)驗，在遇到新的問題情境時就能較靈活地遷移和應用知識和經(jīng)驗解決問題。
三、靈活運用CAI課件
分子生物學課程內(nèi)容繁雜，抽象微觀，且學科發(fā)展迅速、前沿性強。在講授課程內(nèi)容時，采用板書、掛圖等教學手段，學生無法很好地理解和接受。計算機輔助教學（Computer Assisted Instruction，CAI）是指以計算機為主要媒介進行教學，CAI課件用文字、圖像、聲音、動畫、視頻等多媒體數(shù)據(jù)通過計算機處理和控制來輸出信息，相比較于板書、掛圖等教學手段，具有顯著優(yōu)勢：（1）生動性強。CAI課件教學將抽象、微觀、復雜的生理生化過程，如蛋白質(zhì)的生物合成、聚合酶鏈式反應、基因重組等用具體的圖形或Flas表現(xiàn)出來，學生會更加容易理解和掌握知識。（2）移植性好。CAI課件可以拷貝復制給學生，供學生復習使用，讓學生集中注意力聽課、思考和回答問題，便于教師和學生互動。（3）集成性高。CAI課件具有節(jié)奏快、畫面多、表現(xiàn)力強等特點，在有限的學時內(nèi)讓學生獲取更多的知識，顯著增加課堂容量。
目前，CAI課件多使用Powerpoint電子課件，在具有上述優(yōu)點的同時，存在交互性不強等缺點，導致CAI課件難以與問題導向教學法結合使用。Authorware是Macromedia公司推出一款易學、方便和功能強的多媒體制作軟件，利用流程線和圖標就可以將文字、聲音、圖形和動畫等多媒體數(shù)據(jù)集成在一起，制作出需要編程語言才能實現(xiàn)的功能和效果[7]。另外，Authorware的強大的交互功能能夠幫助教師制作習題庫中所需的各種題型，并將問題穿插其間，非常適用！筆者在分子生物學理論課程的講授過程中，基于Authorware 7.0軟件制作并實踐了CAI課件和習題庫。尤其是習題庫的建設和使用，充分利用了該軟件的交互功能，同時設置問題的題型多樣化，取得良好的教學效果。學生普遍反映利用Authorware 7.0軟件制作的習題庫，對知識理解的更加深入和透徹，真正實現(xiàn)了寓教于樂。
四、提高教師科研水平
分子生物學發(fā)展迅速，教師需要大量閱讀國內(nèi)外文獻，不斷提高科研水平。首先，可利用分子生物學的新技術、新知識拓展知識層面。其次，將科研中試驗現(xiàn)象、以及成功或失敗的心得體會介紹給學生，調(diào)動學生的主動性和積極性。最后深入科研第一線利用實例創(chuàng)設具有真實性和挑戰(zhàn)性的鞏固性問題，評價總結學生問題答案時，言之有物，生動有趣。如在分子生物學理論課程教學的后期，筆者創(chuàng)設鞏固性問題“發(fā)酵食品白酒的微生物群落結構分析”，在學生查閱文獻、分組討論和匯報的基礎，首先結合自身研究課題和經(jīng)歷，包括纖維素降解菌的分離和16S rRNA分子鑒定，PCR-DGGE分析纖維素降解復合菌系、活性污泥的高通量測序研究，白酒微生物（酒曲、酒醅和窖泥）的高通量測序研究，歸納總結環(huán)境微生物群落結構分析的研究進展，從常規(guī)平板培養(yǎng)、PCR-DGGE等常用技術介紹到最新的高通量測序技術，如Rocher 454、Illumina Miseq等。其次，總結白酒微生物的研究現(xiàn)狀及存在問題，對學生匯報內(nèi)容進行總結和點評。通過科研實例和經(jīng)驗講授領域內(nèi)的技術和前沿，學生遇類似情境，很容易知識遷移和應用。
五、結語
分子生物學是生物工程專業(yè)的核心基礎課程！然而，分子生物學課程內(nèi)容的特點是微觀、抽象、信息量大和更新快，導致傳統(tǒng)教學方法難以在有限的學時內(nèi)讓學生理解、掌握和應用，難以提升學生綜合素質(zhì)。而問題導向教學法可以很好地解決分子生物學課程教學中出現(xiàn)的問題，其中創(chuàng)設有效問題、靈活運用CAI課件和提高教師科研水平是成功實踐問題導向教學法的三個關鍵點，實踐結果為推廣和深化問題導向教學法，推進分子生物學理論課程的教學改革，進一步提高教學質(zhì)量提供參考。
參考文獻：
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關鍵詞：自然哲學 量子革命 系統(tǒng)辯證法
關于20世紀科學革命，有人說只須記住三件事：相對論、量子革命和混沌學（系統(tǒng)科學中最突出的新分支）。正是這三大科學革命為人類建構全新的自然圖景（也就是新穎的自然哲學）作出了決定性的貢獻。這里所謂自然哲學是指人對自然的哲學反思。自然哲學的中心問題就是基于人與自然的關系來研究自然本體最一般的性質(zhì)和人類的世界圖景。
一
自然哲學在哲學史上有過兩個全盛時期（古希臘及近代機械論），只是在謝林、黑格爾之后衰落了。由于20世紀三大科學革命的強大影響，自然哲學正在當代復興起來，這是十分令人鼓舞的。我們先從三大科學革命說起。
首先要提到的是相對論革命對改造人類世界圖景的貢獻。在1905年的狹義相對論中，時空性質(zhì)依賴于參照系等概念是對“觀察無關性”的經(jīng)典信念的初次沖擊；1915年的廣義相對論把引力場（它具有整體全息相關性）確立為新的“獨立的實在”，這是對牛頓的實體觀的又一次打擊。接著要論述的是量子革命，它比相對論革命更為深刻地改變著人類的世界圖景。因為1925年以后所創(chuàng)建的量子力學進一步使笛卡兒與牛頓以來的主客絕對二分原則、實體主義原則乃至嚴格決定論原則都受到猛烈沖擊。最后要強調(diào)的是系統(tǒng)科學革命。20世紀中葉以來近半個世紀系統(tǒng)科學的蓬勃發(fā)展表明，從總體上說，系統(tǒng)自然觀集中體現(xiàn)了當代自然圖景的精華，因此系統(tǒng)自然觀幾乎成了當代自然科學的世界圖景的代名詞，貝塔朗菲稱之為“一種新的自然哲學”。20年代所出現(xiàn)的懷特海的“機體論哲學”則是這種自然哲學之先聲。
當代的系統(tǒng)自然觀借助于維納的控制論(1949)、貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論(1948)、普利高津的耗散結構論(1969)和哈肯的協(xié)同學(1971)等理論復活了亞里士多德的機體論和內(nèi)在目的論的自然哲學?！?〕控制論通過對“動物（即生命系統(tǒng)）和機器（即非生命系統(tǒng)）的通用規(guī)律”的研究表明，自動機器通過反饋調(diào)節(jié)機制可以表現(xiàn)出與神經(jīng)控制同樣的合目的性或規(guī)律。[1]維納在《控制論》中對牛頓的嚴格決定論進行了深刻有力的批判，肯定了統(tǒng)計力學家吉布斯把偶然性引進到科學中來的重大的方法論意義，并突破了目的論與機械論之間的兩極對立。莫諾在《偶然性與必然性——略論現(xiàn)代生物學的自然哲學》(1971)一書中，則用生物微觀控制論表明，借助于生物化學和分子生物學層次的反饋機制以及微觀-宏觀相互作用，完全偶然的基因突變最終可以納入物種進化的必然軌道；耗散結構論表明，在遠離平衡態(tài)條件下開放系統(tǒng)可以通過非線性正反饋機制的作用表現(xiàn)出有序化和合目的性；協(xié)同學還進一步發(fā)現(xiàn)序參量是整個自組織過程的主宰如此等等。總之，所有這些自動機器和自組織理論都表明，無須超自然的神力和神秘的“生命力”，自然系統(tǒng)也象自動機一樣可以憑借內(nèi)在機制的作用呈現(xiàn)合目的性。從這個特定意義上說，認為宇宙＝巨大的超級自動機的“機械論”是對的，而非神學性的宇宙“內(nèi)在目的論”也是對的。從歷史上看，牛頓的機械論自然哲學是對亞里士多德的目的論自然哲學的否定?，F(xiàn)在，我們的立足于系統(tǒng)科學的新自然哲學則應看作一種“否定之否定”。它是對機械論與目的論自然哲學的更高的辯證綜合。
當代自然哲學（它以系統(tǒng)自然觀及其系統(tǒng)辯證法為核心或靈魂）最有革命性的一個方面，也許表現(xiàn)在反嚴格決定論和對偶然性客觀意義的新認識。直到現(xiàn)在為止，一般人都相信“近似決定論”：只要近似知道一個系統(tǒng)的運行規(guī)律和初始條件就可以足夠好地計算出系統(tǒng)的近似行為。可是混沌學中著名的“蝴蝶效應”，即系統(tǒng)演化進程對初始條件的敏感依賴性，卻斷然否決了牛頓-拉普拉斯決定論的任何翻版（如“近似決定論”）的有效性。美國氣象學家洛侖茲在1961年發(fā)現(xiàn)，實際上長期天氣預報是不可能的。因為即使對于嚴格確定的氣象方程組，初始條件的小誤差，也會導致災難性的后果。諸如珞珈山的蝴蝶拍拍翅膀那樣的初始小擾動，經(jīng)由地球大氣系統(tǒng)中的逐級放大，最終可能在南美洲引起大風暴。這種由決定論引出來的混沌，對經(jīng)典觀念的打擊是毀滅性的?；煦绺锩訌姴⑸罨肆孔痈锩?。
通過量子力學、分子生物學、協(xié)同學乃至混沌學的研究，現(xiàn)代科學家越來越認識到，偶然性在自然界具有不容忽視的本體論地位，以及研究偶然性的內(nèi)在機制的重要性。為恩格斯贊同過的黑格爾關于“必然性自己規(guī)定自己為偶然性，……偶然性又寧可說是絕對的必然性”（〔2〕，第562—563頁）的辯證論斷，得到最新自然科學的支持。正如馬克斯·玻恩在《關于因果與機遇的自然哲學》(1951)中所注意到的，量子世界是由因果與機遇聯(lián)合統(tǒng)治的，其中機遇是有規(guī)則的。同樣，在哈肯的協(xié)同學演化方程（如福克-普朗克方程和郎之萬方程）中，決定論力項與隨機力項是共同起作用的。在混沌理論中，混沌本是由決定論規(guī)律引出的內(nèi)在的無序和不規(guī)則性，然而對混沌吸引子的相空間圖解研究卻表明，即使混沌也有精細結構，其中機遇也是有規(guī)則的，偶然性與必然性相互作用的深層非線性機制是可以認識的。從量子力學到系統(tǒng)科學的研究表明，概率統(tǒng)計定律是比嚴格決定論定律更好的認識工具，但原有的“大數(shù)定律”與“統(tǒng)計平均值”等概念對于描述偶然性已經(jīng)顯得太粗糙了，非線性數(shù)學該出陣參戰(zhàn)了。因為唯有借助于非線性數(shù)學才可能認清偶然性起作用的深層結構機制。
當代自然哲學中的系統(tǒng)整體論思想也是相當有革命性的。自從歐幾里得、阿基米德以來，“整體＝部分和”的公理已經(jīng)成為背景知識不可缺少的一部分。這一觀念也是牛頓的機械論自然哲學的一個基本要素（它與實體主義、還原主義相協(xié)調(diào)）。然而，一般系統(tǒng)論中的貝塔朗菲原理“整體不等于各部分簡單相加的總和”，卻斷然取消了歐幾里得的公理，以整體論取代了機械論的還原主義。量子力學中的全域相關性和粒子物理學中的新奇現(xiàn)象（“基本”粒子分割到一定限度，將出現(xiàn)“部分大于整體”的佯謬）以及生態(tài)系統(tǒng)的整體關聯(lián)性（卡普拉《轉(zhuǎn)折點》，1989）都支持貝塔朗菲的系統(tǒng)整體觀。
總之，以現(xiàn)代物理學與系統(tǒng)科學為代表的當代科學革命已經(jīng)引起了人類自然圖景的根本變革，人們有理由期待一種浸透著量子力學辯證法和系統(tǒng)科學辯證法精神的全新的自然哲學的出現(xiàn)。
二
現(xiàn)在我們轉(zhuǎn)入當代自然哲學的主要疑難及其可能解法的討論。
鑒于機械論自然哲學所遇到的困難，當代自然哲學所要討論的主要問題可以歸結如下：1.自然本體的性質(zhì)問題。物理實在究竟是孤立的實體還是依賴于系統(tǒng)場境的存在？“潛在”是否也是物理實在的基本形態(tài)之一？究竟是否存在終極實在？2.物理實在所遵循的規(guī)律究竟是決定論還是非決定論的？自然系統(tǒng)究竟是必然性還是偶然性所支配的？偶然性應當具有怎么樣的本體論地位（是否應當有）？3.所謂“觀察者侵入物理事件”的實質(zhì)是什么？主客二分的合理界限是什么？4.系統(tǒng)整體論與還原主義孰是孰非？5.目的論的新解釋問題。自然系統(tǒng)本身能有目的性嗎？能代替上帝作為選擇主體的地位嗎？目的論是否真與機械論勢不兩立？它又如何與神學劃清界線？下面我們將依次詳細分析這些問題：
1.自然本體或物理實在的性質(zhì)問題。
牛頓機械論自然哲學的本體論或?qū)嵲谟^的要害就在于實體主義。一切物理實在被認為都有實體性、實存性，自然被等同于實體的集合（簡單相加的總和），一種在絕對空間構架中的機械性的存在物。然而，在新的原子科學中，從前認為不容置疑的“實體實存”原則已經(jīng)失效。明確的電子“軌道”或光子“路徑”等經(jīng)典性觀念在量子力學中是不允許的。電子實際上以“電子云”方式存在著，它并沒有絕對分明的輪廓，而且只是或然地顯現(xiàn)出來。如“測不準關系”所要求的，電子的位置與相應的動量具有天生的不確定性，決不可能同時有確定的值，因而人們決不可能同時測量到其確定的值。所有這些事實，如果從牛頓的經(jīng)典本體論的眼光來看簡直是不可理解的，因為“潛在性”觀念完全沒有地位。
實際上，現(xiàn)代物理學家海森伯在批判牛頓機械論實在觀的基礎上，確實發(fā)展了一種全新的、更廣義的“潛在”實在觀。他根據(jù)量子力學事實總結出，潛在是介于可能與現(xiàn)實之間的物理實在的新型式，它被認為特別適用于微觀客體。海森伯尖銳地指出：“在量子論中顯示的實在概念的變化，并不是過去的簡單的繼續(xù)，而卻象是現(xiàn)代科學結構的真正破裂?！保ā?〕，第2頁）“幾率波的概念是牛頓以來理論物理學中全新的東西。……它是亞里士多德哲學中‘潛在’(potentia)這個老概念的定量表述。它引入了某種介乎實際的事件和事件的觀念之間的東西，這是正好介乎可能性和實在性之間的一種新奇的物理實在?！保ā?〕，第11頁）“事件并不一定是確定的，而是可能發(fā)生或傾向于發(fā)生的事情便構成了宇宙中的實在”。（〔4〕，第177頁）
總之，海森伯認為量子理論意味著實在觀念的革命，牛頓機械論的實在觀念已經(jīng)失效。他舉例說，幾率波、量子態(tài)、電子軌道等都與統(tǒng)計期望值相關聯(lián)，表示傾向性的、潛在的物理實在，這是物理實在的新形式。
現(xiàn)代粒子物理學的新假說把潛在性觀念發(fā)展到海森伯本人始料所不及的程度。喬弗利·丘(Geoffrey Chew)著名的粒子靴絆學說[2]，斷然否定了終極實體的可能性，揭示了自然本體的自助的、生成的本性。按照我的看法，它使系統(tǒng)實在論與系統(tǒng)辯證法完全本體論化了！由于任何粒子都可以充當基礎粒子，用以構成其他粒子，因此說穿了沒有任何一種粒子是真正的“基本粒子”，這就是所謂“基本粒子并不基本”。從根本上說，自然界不可能還原到任何一種或幾種終極的實體。說一個質(zhì)子可以由中子和π介子所構成，或者說它是由Λ超子和K介子所構成，或者說它是由兩個核子和一個反核子所構成，甚至說是由場的連續(xù)質(zhì)所構成。所有這一切可能性是同樣真實地存在的。應當說，所有這些陳述都同樣地正確又同樣地不完善。因為真實世界等于所有這些潛在的“可能世界”互相疊加的總和。借用日本物理學家武谷三男的話來說：“作為終極要素的實體——基本粒子本身也是相互流動地相互轉(zhuǎn)化的。這件革了以前的物質(zhì)觀，顯示了辯證邏輯的正確性?！保ā?〕，第28頁）
我們的進一步的問題是：作為自然本體的物理實在究竟是否可以歸結為互相孤立的實體？還是從本質(zhì)上說只能是依賴系統(tǒng)場境的整體全息相關的存在？在對著名的EPR假想[3]的實驗檢驗中所表現(xiàn)出來的量子關聯(lián)（即遠距粒子之間的整體相關性）很好地回答了這一問題。正如美國科學哲學家西莫尼(A.Shimony)所指出：“我們生活在一個實驗結果正在開始闡明哲學問題的非凡時代”。而今最新實驗結果表明，兩個相隔幾米且又沒有彼此傳遞信息機制的實體可能被相互糾結在一起，即它們的行為可以有極顯著的相關性，以致對其中一個實體進行測量將瞬時地影響到另一個實體的測量結果。這個新奇的實驗結果斷然否定了愛因斯坦等人(EPR)的預設（即“空間上遠隔的客體的實在狀態(tài)必定是彼此獨立的”），卻符合量子力學的系統(tǒng)整體觀。正如玻爾所注意到的，量子現(xiàn)象是作為整體而存在的，其中所反映出來的內(nèi)在關聯(lián)是不可消解的。量子現(xiàn)象的整體性不允許人們對它作機械的切割并把這種切割物認作它自身。因此我們有理由說，量子力學的整體實在觀是與系統(tǒng)整體觀相通的，量子辯證法與系統(tǒng)辯證法相互滲透，量子革命與系統(tǒng)科學革命相互支持。因此，作為科學革命的結晶，新自然哲學主張，物理實在的部分性質(zhì)取決于整體，取決于系統(tǒng)的內(nèi)在關聯(lián)，從根本上說，自然本體是整體全息相關的存在。
2.決定論與非決定論疑難，偶然性的本體論地位問題。
從前認為不容置疑的機械論自然哲學的“嚴格決定論”預設，如今在新的原子科學中也已經(jīng)失效。人們向來認為，自然科學和“自然科學唯物主義”有一個不可動搖的支柱：這就是嚴格決定論。對自然科學的這種見解，最典型地表現(xiàn)在拉普拉斯杜撰的那個精靈故事中，據(jù)說這個精靈（超智慧者）知道世界現(xiàn)況的一切決定因素，因而能夠無歧義地得出世界在過去或未來的其他一切狀態(tài)。這個被后人稱作“拉普拉斯妖”的理想實驗正是嚴格決定論的化身?？墒?，現(xiàn)在在微觀領域里發(fā)現(xiàn)了與這種嚴格決定論原則相違背的種種反常事實。簡略地說，熱學與分子物理學的研究表明，氣體分子運動是包含不確定性的自然進程，由于初始條件捉摸不定，單個分子的運動狀態(tài)成為純粹的偶然事件。分子運動論乃至統(tǒng)計力學的建立表明，概率統(tǒng)計定律也是自然描述不可缺少的一種基本形式。
強調(diào)概率統(tǒng)計定律重要性的科學思想反映到自然哲學中去，就成為“統(tǒng)計決定論”。其要旨可概括如下：對于一些包含不確定性的自然過程，雖然嚴格決定論不能直接應用，但若應用統(tǒng)計方法研究大量單個偶然事件的平均行為，卻可以找出明顯的統(tǒng)計規(guī)律性。換句話說，這些自然過程在統(tǒng)計平均意義上仍是決定論性的。這是決定論的弱化形式之一。
統(tǒng)計決定論的科學基礎在于經(jīng)典統(tǒng)計力學。統(tǒng)計力學的基本出發(fā)點則在于，認為盡管大量分子的集團行為滿足統(tǒng)計規(guī)律，但從底層基礎而言，單個分子（單個過程）仍遵守牛頓定律，滿足嚴格決定論。這樣，統(tǒng)計決定論并不把不確定性歸因于基礎規(guī)律的不同，而是把它歸因于初始條件的難以捉摸（即人類知識的不完備性）。因此，統(tǒng)計決定論只是嚴格決定論的補充形式。
然而，將概率統(tǒng)計觀點真正貫徹到底，最終導致量子物理學的興起，而測不準關系的發(fā)現(xiàn)則使嚴格決定論淪為無意義的空想。
在現(xiàn)代科學家中第一個對“非完全決定論”（即under-determinism，這個詞的不恰當?shù)奶娲~是indeterminism，即非決定論）有十分清醒認識的是哥廷根學派的馬克斯·玻恩。他在名著《關于因果和機遇的自然哲學》中對非完全決定論作了比其他量子物理學家（如玻爾、海森伯等）更為系統(tǒng)和透徹的分析。通過對玻恩文本的適當解釋、調(diào)整與轉(zhuǎn)譯，我們可以提煉出對當代自然哲學極有價值的內(nèi)容和決定論／非決定論問題的辯證解?！?〕
非完全決定論的最主要或最有特色的一種表現(xiàn)形式，是與量子力學相應的概率決定論。其要點如下：(1)單個（量子）過程內(nèi)在地是幾率性的、非決定性質(zhì)的；(2)“自然界同時受到因果律和機遇律的某種混合方式的支配?！保ā?〕，第9頁）(3)機遇律是自然律的終極形式，偶然性有規(guī)則，“它們是用數(shù)學上的概率論表述出來的。”（〔8〕，第7頁）
關于自然界究竟是由必然性還是偶然性所支配的，是決定論性還是非決定論性的那個爭論，波普有一個著名的比喻：“云和鐘”?！霸啤本褪翘焐系脑?，代表極端不確定性，它非常不規(guī)則、毫無秩序又有點難以預測；“鐘”就是家家都有的時鐘，代表高度的確定性，它非常有規(guī)則、有秩序又是高度可預測的。這是兩個不同的極端，一端變化莫測，另一端高度精確。一般的自然事物往往處在這兩個極端之間。波普用“所有的云都是鐘”（當然也可以說“所有自然事物都是鐘”）表示決定論，用“所有的鐘都是云”（當然也可以說“所有自然事物都是云”）表示非決定論。波普終于認識到，人類理性需要的是“處于完全的偶然性和完全的決定論之間的某種中間物，即處于完全的云和完善的鐘之間的某種中間物。”（〔6〕，第239—240頁）這種完全的偶然論（非決定論）和完全的決定論的中間物，我們可以恰當?shù)胤Q作“非完全決定論”，它意味著對偶然性與必然性、因果與機遇的某種辯證綜合，這就是當代自然哲學對這一爭論所作的正確解。以上我們是借用M.玻恩與波普的話，經(jīng)校正、轉(zhuǎn)譯納入自己的概念框架，并用以闡發(fā)自己的“非完全決定論”觀點?！?〕
現(xiàn)代生物學和生物微觀控制論也為非完全決定論提供新的佐證。莫諾在其名著《偶然性與必然性（略論現(xiàn)代生物學的自然哲學）》中，從分子生物學的材料出發(fā)，有力地抨擊了嚴格決定論，并為恢復偶然性在自然哲學中的本體論地位付出極大的努力。莫諾是這樣說的：
當偶然事件——因為它總是獨一無二的，所以本質(zhì)上是無法預測的——一旦摻入了DNA的結構之中，就會被機械而忠實地進行復制和轉(zhuǎn)錄，……從純粹偶然性的范圍中被延伸出來以后，偶然性事件也就進入了必然性的范圍，進入了相互排斥、不可調(diào)和的確定性的范圍了。因為自然選擇就是在宏觀水平上、在生物體的水平上起作用的。自然選擇能夠獨自從一個噪聲源泉中譜寫出生物界的全部樂曲。（著重號為引者所加）（〔9〕，第88頁）
莫諾這段話應當看作關于生物自然界的非完全決定論，關于極小幾率的偶然事件向極嚴格規(guī)律轉(zhuǎn)化過程的生動說明。特別是最后那句話是說明生物界的偶然性與必然性的相互聯(lián)系、相互作用方式的絕妙比喻。當然，由于莫諾有時十分不恰當?shù)貙栏駴Q定論與辯證唯物論混為一談，應當注意他的言論本身具有兩重性。（〔10〕，第324頁）
非完全決定論的內(nèi)容還由于系統(tǒng)科學的興起而得到了進一步豐富和加強。有人因之稱作系統(tǒng)決定論。其要旨可概括如下：
一般的自然界的復雜系統(tǒng)（在自然哲學中姑且撇開社會系統(tǒng)），不能由它的構成要素和子系統(tǒng)通過簡單相加和線性因果鏈無歧義地決定其整體功能和行為。但系統(tǒng)的存在與演化仍有相當確定的規(guī)律可循，機遇與因果共同決定著系統(tǒng)的存在和發(fā)展，因而系統(tǒng)在整體上仍有決定性。
具體地說，系統(tǒng)演化的主要機理就在于機遇性漲落、反饋和非線性作用。人們常喜歡將借助于系統(tǒng)科學特有的資料所認識的辯證法，稱作“系統(tǒng)辯證法”。系統(tǒng)科學從自己的角度闡明了因果與機遇、決定性與隨機性的辯證法：自組織系統(tǒng)作為遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，以偶然的隨機的漲落為誘導，通過正反饋和非線性放大，某一漲落在矛盾競爭之中取得支配地位，成為序參量，于是使系統(tǒng)的演化納入必然的軌道，建立時空、功能上的新的有序狀態(tài)。系統(tǒng)辯證法與矛盾辯證法在自組織動力學機制的解釋上是高度一致的：當自組織系統(tǒng)處于不穩(wěn)定點時，系統(tǒng)內(nèi)部矛盾全面展開并有所激化，與各種子系統(tǒng)及其要素的局部耦合關系和運動特性相聯(lián)系的模式和參量都異常活躍，各種參量的漲落此起彼伏，它們都蘊含著一定的結構與組織的胚芽，為了建立自己的獨立模式并爭奪對全局的支配權，它們之間進行激烈的競爭與對抗，時而“又聯(lián)合又斗爭”，最后才選拔出作為主導模式的序參量。非完全決定論在協(xié)同學的描述系統(tǒng)演化的數(shù)學方程中也得到反映。如郎之萬方程（描述布朗運動的）和?？?普朗克方程中，概率論描述與因果性描述共處于一體，隨機作用項與決定論作用項被綜合在一起，偶然性與必然性因子被綜合在一起。從自然哲學看，它們體現(xiàn)了機遇律與因果律的辯證綜合。
3.物理事件與觀察的關系、主體-客體相互作用問題。
從前認為不容置疑的“客觀事件與任何觀測無關”的自然哲學信條，如今在新的原子科學中同樣也正在失效。正如海森伯所指出，經(jīng)典物理學的真正核心，也就是物理事件在時間、空間上的客觀進程與任何觀測無關的信念，由于許多量子實驗的發(fā)現(xiàn)而受到?jīng)_擊。而現(xiàn)代物理學的真正力量就存在于自然界為我們提供的那些新的思想方法之中。因此，再指望用新實驗去發(fā)現(xiàn)與觀測無關的“純客觀事件”或不依賴于觀察者和相關參照系的“絕對時間”，就無異于指望極地探險家在南極圈尚未勘查過的地方會發(fā)現(xiàn)“世界盡頭”，那只能是不切實際的幻想。（〔4〕，第4頁和第9頁）對原子、電子那樣的客體的任何一次射線照射或觀測都足以破壞其初始狀態(tài)，而且由于或然性和不可逆性，這種狀態(tài)不可恢復。
玻爾為量子力學所作的“互補性詮釋”中一個最基本的思想是：觀察者（主體）與被觀察者（客體）之間的嚴格劃界是不可能的，因為在實際過程中兩者處在緊密相連的相互作用之中。無論是純粹的“主體”即可以）“無干擾”地進行觀察的觀察者）或是純粹的“客體”（可以絕對隔絕外界作用而界定被觀察系統(tǒng)的孤立狀態(tài)）概念都只是經(jīng)典物理學所作的理想化，而這兩種理想化既是相互補充又是相互排斥的?！?1〕這就是玻爾著名的“我們既是觀眾（觀察者），又是演員（被觀察者）”辯證論斷的真實含義。
實際上，從當代自然哲學的眼光看，這是很自然的：人（觀察者）本來就是自然（被觀察者）不可分割的一部分，我們只能用一種內(nèi)在化的眼光來看待自然，而不可能象上帝那樣用完全超脫的外在化眼光看自然，這就是問題的癥結所在。
正如羅森菲爾德所指出，所謂“觀察者介入原子事件進程”的局勢，容易產(chǎn)生科學事實的客觀性被敗壞的假象，因此我們必須與機械論和不可救藥的唯心主義劃清界線。羅森菲爾德本人正是以辯證法為武器在與機械論和唯心主義劃界的過程中闡明了觀察者與物理事件的辯證關系的客觀性質(zhì)。（〔12〕，第140頁）海森伯說得很分明：“量子論并不包含真正的主觀特征，它并不引進物理學家的精神作為原子事件的一部分”。（〔3〕，第22頁）可見，“客體行為與觀測有關”原則并不意味著我們可以拋棄客觀實在而接受主觀主義。
4.系統(tǒng)整體實在觀問題。在闡述以上各個問題的過程中，我們實際上已經(jīng)闡明了整體實在觀的基本觀點：“整體不同于各部分機械相加的總和”。自然本體是依賴于系統(tǒng)場境的存在、處在相對相關中的存在，是整體全息相關的實在。正如D.玻姆所指出的，按照量子概念，世界是作為統(tǒng)一的不可分割的整體而存在的，其中即使是每個部分內(nèi)在的性質(zhì)（波或粒子）也在一定程度上依賴于場境。其實，人本身就是自然的產(chǎn)物，自然不可分割的一部分，人只能作為參與者并在相互作用過程中用內(nèi)在化的觀點來理解自然本體。只是在系統(tǒng)及其諸要素之間的相互作用可以忽視的情況下，還原主義才是近似地有效的。
5.自然本體目的性的（自組織解釋）問題。簡單地說，當代自然哲學的目的論觀是亞里士多德內(nèi)在目的論的復活和發(fā)展，是現(xiàn)代系統(tǒng)科學目的論觀的升華。宇宙象是一個有機統(tǒng)一的整體，自然系統(tǒng)（包括生命系統(tǒng)和非生命自組織系統(tǒng)）的結構、功能和演化過程的合目的性可以通過自然本身的自組織機制的作用得到合理解釋。〔1〕
例如，自然選擇的實質(zhì)問題是由生物哲學所提出的一個重要問題。按照生物控制論的初步解答，關于生物進化的自然選擇機制實質(zhì)上就是一種以偶然的突變?yōu)樗夭?，通過反饋調(diào)節(jié)的最優(yōu)化控制機制。艾根的超循環(huán)理論則進一步明確，在大分子的自組織階段，在生化反應的超循環(huán)中選擇價值高的突變不斷通過過濾和正反饋放大，形成功能性的組織，強化、優(yōu)化并向更高水平進化。這里，一方面自然選擇表現(xiàn)為自然本身的純物質(zhì)性的有規(guī)則的相互作用過程，但它不同于牛頓的機械因果性模式，因為其中突變與選擇機制、機遇與因果是辯證地聯(lián)合起作用的；另一方面，盡管它排除了自然神力的干預，卻仍然是合目的性的過程，因為它有自引導的、自動調(diào)節(jié)的功能（使物種或分子擬種適應環(huán)境）。這樣，按系統(tǒng)辯證法重新解釋過的合理的目的論又能與神學劃清界線。
三
正如我們已經(jīng)看到的，20世紀早期的相對論量子論革命向統(tǒng)治思想界長達二三百年之久的機械論自然哲學，提出了全面的詰難和挑戰(zhàn)，并給予毀滅性的打擊。當代自然哲學正是在克服舊自然哲學的危機，在回答新興自然科學所提出的詰難和挑戰(zhàn)的過程中逐步建立起來的。20世紀中葉以來以系統(tǒng)科學群為代表的新興科學的迅速發(fā)展，豐富了當代自然哲學的內(nèi)涵，加速了人類自然圖景革新的步伐。
總起來說，當代自然哲學的核心觀點，可以簡要地重新概括如下：
1.自然本體是依賴于系統(tǒng)場境的、在關系中生成的、流動的實在，作為孤立實體的終極實在根本不存在，“潛在”是物理實在的一種新形式；2.自然系統(tǒng)遵循非完全決定論（即決定論與非決定論的中間物），它是由因果與機遇聯(lián)合統(tǒng)治的，此兩者互斥又互補。偶然性的本體論地位是：它是自然本體本質(zhì)中的一個規(guī)定、一個方面和一個要素。偶然性存在精細的非線性作用機制（由混沌革命所發(fā)現(xiàn)?。?。3.物理事件與觀測有關，人作為自然系統(tǒng)的一分子只能用參與者的身分和內(nèi)在化的觀點來觀察自然，絕對的主客二分只是不切實際的幻想；4.系統(tǒng)整體觀在總體上比還原主義更為合理，不過為了進行精細的研究，有節(jié)制的還原主義仍是必不可少的和有啟發(fā)力的，兩者其實是互斥又互補的。5.自然系統(tǒng)的合目的性可以按自組織觀點得到最合理的解釋，目的論與機械論也是互斥又互補的。
最后，我們所要強調(diào)的是偶然性的恰當?shù)谋倔w論地位問題。迄今仍有不少讀者受過時的哲學教科書的影響，把偶然性當作一種外在的、主觀的、局部的、非本質(zhì)的和不穩(wěn)定的或暫時的東西。其實這種看法有違辯證法的本意，可以毫不客氣地說它屬于機械論的范疇。通過對量子辯證法與系統(tǒng)辯證法的研究，我們可以十分有把握地說：機遇或偶然性在本體論中恰恰是一種內(nèi)在的、固有的、普遍的、本質(zhì)的和永久性的成分。借用列寧論“假象”的話來說，偶然性是“本質(zhì)的一個規(guī)定、一個方面和一個環(huán)節(jié)”，是“本質(zhì)自身在自身中的表現(xiàn)”。機遇與偶然性是客觀的并且具有自己的非常獨特的規(guī)律。在新自然哲學中，我們不能再滿足于把偶然性看作必然性的“補充形式”的外在化理解，而要比以往任何時候都更加清醒地認識到，機遇與因果相互聯(lián)結、相互滲透，辯證地融為一體。在非完全決定論中，偶然性恢復了它本來應有的本體論地位，機遇與因果，偶然性與必然性以幾率或統(tǒng)計性乃至“混沌吸引子”為中介辯證地聯(lián)結在一起。在相空間中混沌吸引子的精巧的無窮嵌套的自相似結構，精確而形象地展示出系統(tǒng)演化過程中機遇與因果如何聯(lián)合起作用的深層非線性機制，進一步豐富了對自然本體辯證內(nèi)涵的認識。
應當說，這是量子辯證法與系統(tǒng)辯證法對矛盾辯證法的一項貢獻，它們本應是相得益彰的。
參考文獻
〔1〕桂起權：《目的論自然哲學之復活》，載“自然辯證法研究”1995(7)，并收入?yún)菄⒅骶帯蹲匀徽軐W》一書，中國社科出版社1994年版。
〔2〕《馬克思恩格斯全集》第20卷。
〔3〕海森伯：《物理學與哲學》商務印書館1984年版。
〔4〕海森伯：《嚴密自然科學基礎近年來的變化》上海譯文出版社1978年版。
〔5〕《武谷三男物理學方法論論文集》商務印書館1975年版。
〔6〕波普：《客觀知識》，上海譯文出版社1987年版。
〔7〕桂起權：《非完全決定論：因果與機遇的辯證綜合》，載“科學技術與辯證法”1991(2)。
〔8〕玻恩：《關于因果和機遇的自然哲學》商務印書館1964年版。
〔9〕莫諾：《偶然性與必然性（略論現(xiàn)代生物學的自然哲學）》，上海人民出版社1977年版。
〔10〕桂起權：《科學思想的源流》武漢大學出版社1994年版。
〔11〕桂來權《析量子力學中的辯證法思想—玻爾互補性構架之真諦》，載“哲學研究”1994(10)。
〔12〕羅森菲爾德：《量子革命》商務印書館1991年版。
注釋：
[1]正是在這一意義上，梁實秋在《遠東英漢大辭典》中，將控制論(cybernetics)譯作神經(jīng)機械學。
