人体生命活动的调节：非条件反射与条件反射的理论模型

2024-07-27 百科知识版权反馈

【摘要】：三理论模型式概括教学案例人教版义务教育教科书《生物学》七年级下册的“人体生命活动的调节”一章中，介绍了非条件反射和条件反射。一个理论模型，应该而且可以在实践中进行检验。理论模型是人们认识客观对象的重要思维形式，是人们深入分析、解释客观对象的工具。其实，在人文社会科学领域，人们已经建立了许多理论模型。理论模型的建立一般有两种方式。

三　理论模型式概括

教学案例

人教版义务教育教科书《生物学》七年级下册的“人体生命活动的调节”一章中，介绍了非条件反射和条件反射。教师设计了这样的实验：

教师：“我请两位同学来帮助我完成一项实验。甲同学，请你闭上眼，向前伸出你的手臂。”

教师拿出一个课前准备好的“刺激盒”给乙同学看：盒是红色的，两面颜色一样，其中一面有由里向外刺出的几个图钉尖。然后将有刺尖的一面对着甲学生手指，举在距指尖20cm～30cm处。“甲同学，现在请你慢慢向前方走，手臂要伸平。”

当甲同学的手指无意中碰到盒上的刺尖时，他会突然缩回手臂并睁眼察看情况。这一切被旁观者们看个明白。这时教师问大家：“发生了什么？”然后请被试者甲同学看一下有刺尖的红盒子，但注意不要让他看到另一面。

教师对甲同学说：“现在，如果我让你睁开眼睛，再伸直手臂，我用这个有刺尖的盒子再碰你的指尖，你会怎样呢？现在我们就来试试。”这次教师只让乙同学看清，使用盒子没有刺的一面来继续做实验。

教师对甲同学说：“你不用紧张，我并不用力，只是轻轻地……”然后突然用刺激盒敲向甲同学的手指。于是引起他再次缩回手臂。但可能盒子还没有碰到手指。“现在大家又看到了什么？”

然后，教师请乙同学将他看到的情况介绍给全体观察者。

学生们从刚才的实验中看到了甲同学的两次“缩手”反应，可以分析出这先后两次缩手的反应有什么不同，从而体会条件反射与非条件反射的区别。

这个实验能使学生感知到关于反射的知识，实际上，正是著名的巴甫洛夫实验研究得出了条件反应的作用过程理论。

巴甫洛夫在研究狗的唾液分泌时注意到，当把食物放到狗的嘴里时，狗总是会分泌唾液。他也注意到当他与同一只狗反复多次打交道后，这只狗也会对与食物相连的刺激分泌唾液——仅仅是看到食物盘子或是定期给它喂食的主人，甚至是听到主人到来的脚步声。

巴甫洛夫和他的助手将不同的中性刺激进行配对，如声音与食物，来考察狗是否会对单一的中性刺激分泌唾液。为消除无关刺激的可能影响，他们把狗单独关到一间小房间里，给它系紧绳子，并戴上一个测量装置，使它的唾液分泌朝向测量装置。他们可以从隔壁房间提供食物，在确定的时间用碗装肉末送到狗的嘴里。恰恰在食物放入狗的嘴里到狗分泌唾液之前，巴甫洛夫敲响一个声音。在声音和食物成对出现几次之后，在期待肉末的过程中，狗开始单独对声音分泌唾液。运用这一程序，巴甫洛夫也采用了其他刺激来进行狗分泌唾液的条件反射实验——蜂鸣器、灯光、对腿部的触摸，甚至是看见一个圆环。

因为食物在口中引发唾液分泌是无须学习的，所以巴甫洛夫称之为“无条件反应”。食物在嘴里自动地、无条件地引起狗分泌唾液，因此巴甫洛夫称这一食物为“无条件刺激”。对声音也能分泌唾液，则是狗对食物与声音联结的条件化学习，因此，巴甫洛夫称这一分泌为“条件反射”，称这一学会的反应为“条件反应”。先前无关的声音刺激现在能引起条件性的分泌，我们称之为“条件刺激”。巴甫洛夫等人的实验得出了五种主要的条件反射作用过程：习得、消退、自然恢复、泛化和分化。

逻辑辨析

什么是理论模型？人们为了探究复杂客观对象（原型），在观察、实验和调查研究的基础上，通过运用分析、抽象、归纳、溯因、概括等逻辑方法，形成了一种能够近似地反映、解释、预测原型的假定性简要描述，这种对原型的假定性简要描述就是理论模型。理论模型一般都表现为一种理论系统，它由两个最基本的部分组成：一是理论的核心部分，即提炼概括出的反映、解释原型的一些最基本的概念、基本的命题以及表述定律的基本关系式；二是理论的辅助部分，即核心理论的应用、通过核心理论做出的预测，以及为核心理论的合理存在而进行的理论辩护。以牛顿第一定律（惯性定律）这个理论模型来说：“运动”、“惯性”、“力”等基本概念，“运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持”，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”，“力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因”，“物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性”，“惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关”等基本命题，就构成了牛顿第一定律这个理论模型的核心部分。而对“行驶在公路上的汽车刹车时，人的上身会前倾”等各种惯性现象的解释，就属于理论的辅助部分。一个理论模型，应该而且可以在实践中进行检验。在实践检验中，理论模型将逐步完善，或者可以通过不断修正理论的辅助部分，来保护理论的核心部分。理论模型是人们认识客观对象的重要思维形式，是人们深入分析、解释客观对象的工具。

对于自然科学领域的理论模型，人们可能已经比较熟悉。例如，伽利略的自由落体运动、法拉第的磁力线理论、麦克斯韦的电磁场方程、玻尔的原子结构等都是物理学中的理论模型；细胞膜结构、DNA双螺旋结构、光合作用、血糖调节、孟德尔遗传定律等都是生物学中的理论模型；元素周期律、化学键、化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应等都是化学中的理论模型。但是，对于人文社会科学领域的理论模型，人们似乎还不太熟悉。其实，在人文社会科学领域，人们已经建立了许多理论模型。例如，马克思的剩余价值理论、凯恩斯的经济周期理论、马斯洛的需求层次理论、波特钻石理论、关系营销理论、熊彼特的创新理论、吉尔福特的智力结构理论等理论模型，用以反映、解释、描述各种人文社会科学领域的研究对象。

中国著名经济学家林毅夫教授在《论经济学方法》一书中曾多次明确提到“理论模型”。例如，他说：“理论模型无非是帮助我们了解社会经济现象的工具”，“理论模型不是真实社会，真实社会里有成千上万的变量，每个理论模型中都只保留几个变量而已，所以理论本身绝不是真实的社会”，“理论模型中的假设越接近现实，模型就越复杂，要复杂到什么程度，取决于理论模型是否能够解释、预测所观察到的现象”⁽⁹⁾。

理论模型的建立一般有两种方式。

一种是上面案例中以观察、实验等经验方法研究自然和社会现象，归纳概括出理论模型。一般经由以下步骤：（1）不做理论假设而直接进入实地研究阶段。（2）描述实际发生的现象和事实，用一系列经验命题的方式加以陈述。（3）在大量观察的基础上找出最有概括性的命题，由此提出具有普遍意义的模式。(www.chuimin.cn)

另一种是从非经验的角度，通过分析、综合、归纳、类比、假设、抽象、推演等多种理论思维的方式，对某些问题进行探索，对学科自身发展中的一些问题进行反思，从而概括出理论模型。一般经由以下步骤：（1）确定理论的基本主题内容和范围，明确理论要解释什么现象。例如，建立一种社会结构理论，首先要对社会结构做出明确定义，并说明它是解释普遍的宏观结构还是个人交往层次上的微观结构，是各种社会形态的社会结构还是特定社会制度中的社会结构。（2）了解与主题有关的经验知识。通过探索性研究或对以往经验研究的考察，掌握现有的各种经验概括。（3）提出新的中心概念来组织理论命题。这一中心概念称为理论构建的“运算符”。中心概念的提出要运用创造性的洞察力和思辨方法。（4）对中心概念和其他基本概念做出明晰、具体的操作定义，即用变量和指标来表述概念的内涵。（5）建立命题演绎系统。明确阐述一些作为公理的假定，并推导出一系列定理，最后结合各种经验命题，发展一套抽象层次不同的命题等级系统。（6）用经验资料检验理论。主要方法是从理论命题严格推演出假设，然后根据假设来搜集新的经验资料，检验理论。

知识链接

在各个学科领域中，理论模型非常多，应用也很广泛。中学教学中虽然不一定深入讲解这些理论模型，但是很多知识点是可以找到相应的理论模型的，了解这些理论模型的概括建立过程，对教学中设计相关活动、理解知识有很大帮助。在社会科学方面，《社会科学理论模型图典》⁽¹⁰⁾收录了诸多理论工具，它们涉及范围广、应用范围广。读者可以从这本书中了解到有什么样的工具可以帮助建构分析框架，了解到这一理论工具的大概内容，了解到从何处找到更为翔实的描述资料等。

扩展延伸

【政治】

人教版普通高中课程标准实验教科书《思想政治》（选修）第二册的“马克思的剩余价值理论”一节中，通过设计以下几个内容揭示了剩余价值理论的概括过程，它符合理论形成的思维过程，加深了学生对该理论的理解。

首先分析资本总公式及其矛盾。货币作为交换媒介时的流通公式是：W－G－W；作为资本时的流通公式是：G－W－G。两个公式具有共同点：都是由买和卖两个阶段组成；每一阶段都有商品和货币相对立；都有三个流通当事人登场。但两个公式也有区别：流通的目的、内容和限度不同。在W－G－W中，是为买而卖，目的是获得另一种使用价值，满足生活消费，是两个质不同而价值量相等的使用价值相交换，流通是有限度的。在G－W－G中，是为卖而买，目的是获得更多的货币，实现价值增殖，它是两个质相同而价值量不等的货币相交换，因此完整形式应该是：G－W－G′，G′＝G＋ΔG，马克思把ΔG叫作剩余价值。可见，一般货币与资本货币的本质区别是：资本货币经过流通能带来剩余价值，而一般货币则不能。资本的流通是无止境的。

按照价值规律的要求，资本流通不应该产生剩余价值，但在事实上却产生了价值增殖，这就是资本总公式G′＝G＋ΔG的矛盾。解决它的条件是：剩余价值不能在流通中产生但又不能离开流通而产生。因为在流通中，不论等价交换还是不等价交换，都不能产生剩余价值；在流通之外，商品生产者只同自己的商品发生关系，他们的劳动只能形成价值，不能除此之外再增加价值。价值增殖只有可能发生在G－W阶段的商品上。因此劳动力成为商品是解决资本总公式矛盾的关键。

接着分析劳动力商品的买卖关系。从理论上说，劳动力商品的价值和其他商品一样，也是由社会必要劳动时间决定的，但实际上是由生产和再生产劳动力所需要的生活资料的价值决定的。劳动力商品的使用价值即劳动，劳动是价值的源泉，它不仅能创造本身的价值，而且能创造比自身价值更大的价值，即剩余价值。所以劳动力是一种特殊商品。

通过以上的分析，就使学生明确了剩余价值生产的前提。再通过举例分析资本主义生产过程是劳动过程与价值增殖过程的统一。由此就可以得出剩余价值的概念及其生产过程的理论概括：

（1）剩余价值是雇佣工人创造的被资本家无偿占有的超过劳动力价值的价值。通常用m表示。

（2）剩余价值是在资本主义生产过程中产生的，劳动力成为商品是它产生的前提条件。

（3）在资本主义生产过程中，雇佣工人的劳动具有二重性，具体劳动生产新商品转移旧价值，抽象劳动凝结于新商品形成新价值。

（4）资本主义劳动过程的特点决定了资本家总是利用当时当地最大限度的时间让工人进行劳动，只要资本家把工人的劳动时间延长到为补偿劳动力价值所需要的时间以上，就会产生剩余价值。

（5）资本主义生产过程中，雇佣工人的劳动时间分为必要劳动时间和剩余劳动时间两部分，前者生产劳动力价值，后者创造剩余价值。

勤思多练

【综合】

请举出学科中某一理论模型，并描述它的建立过程。

（参考提示：可以物理学中卢瑟福提出的原子模型为例，描述理论模型的建立过程。一个理论模型的建立，大致要经历如下几个阶段：发现问题；针对问题，提出解决问题的假定性解释或称假说；验证假说；确立模型等。）