生命科学的结构与研究方法.ppt
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1、生命科學的結構與研究方法,鄭先祐 (Ayo) 台南大學 環境與生態學院 教授 http:/mail.nutn.edu.tw/hycheng,生命科學導論,2,生命科學的結構與研究方法,第一部 科學本体篇 Joy of Research Science as a way of knowing 摩登的陷阱 第二部 生命科學(生物學)的結構篇 生命科學的定義與內容 生命科學的結構 第三部 研究方法篇,生命科學導論,3,第一部 科學本体篇,the Joys of Research 研討會 - Albert Einstein 誕生百年紀念 Ernst Mayr 1926 獲得Ph.D. 學位。 1946
2、 參與成立 the society for the study of Evolution. 1947 出版Journal of Evolution. 1953 獲得Alexander Agassiz Professorship in Zoology in Harvard University. 1982 出版 The Growth of Biological Thought.,生命科學導論,4,What is the Science?,A. Einstein: Science is the attempt to make the chaotic diversity of our sense-e
3、xperience correspond to a logically uniform system of thought. Ernst Mayr: Science is not an accumulation of facts, rather science is the search for an understanding of the world around us.,生命科學導論,5,第一部 科學本体篇,研究不只在puzzle solving,更重要的是在探求ultimate (演化上和歷史上)的問題。在這價值上,我們建立我們的生命哲學。這些問題的挑戰,使我們的生活更富有,也使我們更
4、能瞭解人類生存的意義。,生命科學導論,6,Science as a way of knowing- XXX,a project of the education committee of the American Society of Zoologists cosponsored by The American Society of Naturalists The Society for the Study of Evolution The Biological Sciences Curriculum Study The American Institute of Biological Sci
5、ences The American Association for the Advancement of Science The Association for Biology Laboratory Education The National Association of Biology Teachers The Genetics Society of America,生命科學導論,7,ASZ的教育改善計劃,問題:美國科學教育的功能,有嚴重的下降趨勢。 原因:大學的科學教育太偏重片斷的知識,特別是摩登的知識。整体性與歷史性的科學架構,卻被忽略。學生因而沈溺在知識海中,無法認識過去,也無法推
6、求未來。屈服於必要是摩登的誘惑。,生命科學導論,8,ASZ的教育改善計劃,計劃: 從1983年起,每年一個科目。探討這一個科目教學方法與內容。 第一年計劃(1984):Evolutionary Biology 第二年計劃(1985):Human Ecology 第三年計劃(1986):Genetics (遺傳學) 第四年計畫(1987):Developmental Biology 第五年計畫(1988):Form and Function 第六年計畫(1989):Cell and Molecular Biology 第七年計畫(1990):Neurobiology and Behavior (
7、1990-1991)= a conceptual framework for Biology,生命科學導論,9,摩登(modern)的陷阱,這是一個知識爆炸的時代。 知識成長的速率 學習的速率。 每位教授都有能力,以新知識將學生沉溺於知識海中。,生命科學導論,10,摩登(modern)的陷阱,肇致的問題: 學生無能力獨立自主,開創未來。 就算緊跟新知識,其實已經是落後至少5-10年。 任何新知識都須要經過考驗。緊跟新知識,有可能是捕風捉影。 polywater 為例。,生命科學導論,11,摩登的陷阱,- 知識的爆炸與學習速率。 - polywater 為例,圖表3. Polywater 研究過
8、程與成果的整理。於1962年至1974年間,有關polywater的研究報告(文獻)之數量。前蘇聯、美國、及其它西方國家,各發表的篇數總合,列於其國名之後的括弧中。原資料取自Franks (1981), p.120。,生命科學導論,12,Polywater 的研究報告,Haynes, J. M. and P. J. McElroy (1969) Anomalous water. Nature 224:393-394. Donohue, J. (1969) Structure of “polywater”. Science 166:1000-1002. (Anonymous) (1969) Po
9、lywater. Scientific American 221:90-9 Allen, L. C. and P. A. Kollman (1970) A theory of anomalous water. Science 167: 1443-1454. Allen, L. C. and P. A. Kollman (1971) Theoretical evidence aganinst the existence of polywater. Nature 223:550-551.,生命科學導論,13,檢討Polywater案件的文獻:,Schaffer, S. (1976) Polywat
10、er research and pathological science. M.A. thesis, Harvard University. Franks, F. (1981) Polywater. The Mit Press, Branscomb, L. M. (1985) Integrity in Science. American Scientist 73(5):421-423,生命科學導論,14,生命世界的組成架構 - 是無法切割的。 - 非of、by、for某個學科,生命科學導論,15,化約主義(Reductionism) vs.整合主義(Holism),物理學:探索宇宙最微小的粒子
11、。 生物學:探索分子(基因)的生物學。 掌握分子(基因)就掌握生命。 生命科學就是分子生物學。 分子(基因)生物學 vs. 生態學(emergent properties),生命科學導論,16,化約主義 (Reductionism) vs. 整合主義 (Holism),化約主義 探索宇宙最微小的粒子 (物理學)。 分子(基因)生物學 整合是過程,化約至極是目的。,整合主義 複雜與混沌(物理學) emergent properties(生態學) 化約是方法,整合是目的。,生命科學導論,17,化約主義的問題,1. 化約原本是方法,不是目的。掌握分子(基因)就掌握生命,這是一種未被證實的信仰。 2.
12、 生命最小的單位是生物個体。 3. 生命延續的最小單位是族群。 4. 維持生命生活的最小功能單位是生態体系。 5. 每個生命組成的位階,都有其emergent properties。,生命科學導論,18,第二部 生命科學的結構篇,生物學(Biology) 的定義 Bio + logy = 以有生命之物為研究材料或對象。 研究與學習 生命各層次的形態與功能。 生物學的特質: 地區性、特有性、歷史性、親緣性、與複雜性。,生命科學導論,19,博物館與生物學的研究,博物館的收藏,於生物學的研究,具有根本的重要。 隨著生物學的發展,博物館的標本館藏將會愈豐盛。 生物學的研究,都應盡可能的留下其研究使用的
13、生物材料(存証)。,生命科學導論,20,生物研究必要有存證的標本,理由: 1. 生命現象往往可能會因種而異。 2. 使用的生物,其種類鑑定有可能會出錯。 3. 同一種的生物,將來有可能會再分為若干種。 4. 學名亦有可能被誤用,而可能於日後被更改。 5. 若有標本的保留,才有可能考證其種類。,生命科學導論,21,美國生物學的發展過程,資料來源:Rainger, R., K. R. Benson, and J. Maienschein (eds.) (1988) The American Development of Biology. The University of Pennsylvania
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