当你对自己的目标有整体的把握时，当你能够对一门学科的核心观点明确表述时，你可以进行分阶段有计划的学习，有序地掌握课堂或教科书中呈现的知识内容。接下来在课堂上，带着你阅读课堂笔记和教科书时产生的问题听课。你也可以通过阅读百科全书的条目来获得有关学科的基础逻辑的帮助。一些基本的问题可以是：
■学习这门学科的主要目标是什么？
■这一领域的研究者努力要完成什么？
■研究者通常会问哪种问题？他们试图解决什么问题？
■研究者需要收集哪些信息或数据？
■研究者收集信息研究方式与其他领域相比有什么独特之处？
■这一领域最基本的观点、概念或者原理是什么？
■学习这一领域将会对我的世界观产生何种影响？
■将这一领域运用到日常生活中会有怎样的成果？
这些问题都能够在课堂、课本和学习情景中被具体化。例如，在任意一天学习中，你可以问自己以下问题：
■今天我们的主要目标是什么？
■我们努力要完成的事情是什么？
■我们要问哪种问题？我们要解决哪类问题？
■我们需要哪方面的信息或数据？
■我们如何获取这方面信息？
■为了解决我们紧迫的问题，需要了解哪些最基本的观点、概念和原理？
■我们如何看待这个问题？我们要采取哪种观点？
■这个问题与日常生活的关联如何？
生物化学的逻辑
现在，让我们通过分析教科书中的一些关键知识点，来详细讲解一门学科的逻辑。思考下面一段节选：
[生物化学]……探索宏观现象背后的分子活动，尤为关注在有关维生素、药物和遗传因子影响下的分子活动方式。生物化学家需要分离解剖生物体来确定其生命的结构。他们需要共享其他生物学家的已有成果。
生物化学包括一种亚微观的解剖学，研究分子的结构和大小。因为传统的解剖学研究的是肉眼可见的实体，解剖学家只需切分实体来描述确定他们的组成部分。而显微镜可以显示另一个全新世界的结构和组织，这比肉眼可见的小得多……细胞成为显微镜下的关注焦点。随着化学的发展，人们可以在分子层面研究生物架构。
大的方法策略不变，还是从组成部分的角度更好地了解生物。然而，具体的方法要研究生物的大小和部分。对机体的解剖，手术刀是合适的解剖工具。而对于细胞结构，对于只有显微镜可见的小分子，我们需要采用的相关技术需要从化学中来汲取……从这个角度来看，生物化学是解剖逻辑的发展，是“分子生物学”的缩影……
生物化学家的目标不仅仅是确定生物结构。他们感兴趣的不仅是生物的成分，还有它们做什么——能够清楚表达现象背后的化学方程式。化学活动不断变化是活体生物最主要的特征。因此，生物化学继承生物学的传统，研究这种不断变化的生命活动。像解剖学脱离生理学、静态生物化学脱离动态的生物化学并不能增加人对于自然的掌控力量。毕竟，生命不断向前运转，而不仅仅只要维持自身结构；生物化学家试图通过解剖方法来阐明生物的结构及其不断发生的变化。
总体来说，生物化学的技术层面是化学的，它的难题在于生物的基本层面。化学是它的方法，探究生物是它的最终目的，生物化学是关于生命现象的研究，它要探寻解释生物体组成的亚单位。在这样的生物分析中，这种亚单位代表了最终的状态——最终指的是将分析层面更深一步，从分子层面到原子层面，研究透彻有机体的生物特性。同样，在无机领域，这样透彻的原子分析也是适用的……生物化学家关注的不是即刻的生物现象，而是分子层面的生物现象，而这一数据的收集离不开对更具有组织性的结构系统的观察（Jevons，1964）。
1.生物化学的目标
从上文中可以清楚看出，生物化学的目标是决定生命体的生物化学基础，以及通过这些研究来发展合理的化学疗法。它旨在成为一种在分子层面运用化学变化的基础生物学，如蛋白质和单纯酶反应，进而进一步超越分子和亚分子粒子层面的研究。
2.生物化学的问题
化学概念阐述了生命的现象，从单个的分子角度，生物化学关注下列问题：人的生命体是由什么构成的？我们的躯体如何发挥作用？什么是生命体？更具有特色的问题有：宏观生命现象背后的分子现象是怎样的？构成生物的成分是什么？它们的结构是怎样的？它们是如何起作用的？
维生素在人体内如何起作用？药物如何起作用？遗传因子如何影响生命体？生物化学关注的生物体分子部分是什么？（什么是蛋白质、碳水化合物和脂肪？它们分别起什么作用？什么是核酸？它的作用是什么？）酶在生物体内是如何反应的？酶在生物领域有何作用？我们如何理解生物体中化学作用？酵母和肌肉的相似之处是什么？蛋白质在生命体内的作用是什么？我们如何将不同组织层面的观察联系起来？我们如何开发药品和合理的化学疗法？我们如何生产有针对性的药品？
3.生物化学的信息
从以上问题我们可以看出，生物化学家寻求的信息有：组成生命体单元必需的蛋白质和酶的信息，生命体必需的关键化学反应的催化作用过程的信息，人造生命反应的信息（例如在试管里的单纯酶研究），关于生物细胞分子结构不同酶的信息，关于多种酶系统运行的信息，等等。
4.生物化学的判断
从以上生物化学信息可以看出，生物化学家需要对重要的酶和蛋白质本质做出判断，需要对生物体新陈代谢、复杂保持过程和生命体成长做出基本判断。
5.生物化学的概念
从对以上生物化学的判断中可以看出，我们需要理解一系列重要的概念，才能明白生物化学的逻辑：研究生命过程的组织层面的概念（分子层面、亚细胞粒子层面、细胞层面、器官层面和整个生物体层面）。
6.生物化学的假设
从上述生物化学的概念可以看出，生物化学思维背后的关键假设：这些生物化学基础是建立在分子层面；对分子层面生命体研究最适合的技术是化学技术；用化学概念解释生命体是可能的；分析和发现单个分子的结构和动力是可能的；蛋白质和酶是生命过程的基础和关键；酶的反应对于理解生命体是非常重要的；并且，发展合理的化学疗法，并运用到医药和拯救生命体是可能实现的。
7.生物化学的意义
生物化学的逻辑有着特别和一般的意义。特别的意义与生物化学家提问的方式、信息收集方式还有信息解释过程有关。例如，这一领域的研究现状凸显出对上文所述概念分析的重要性，凸显出对生命现象进行分子层面分析的重要性（包括蛋白质、酶和化学催化反应）。而一般性的意义是，如果现在生物化学的原理是正确的，我们将越来越有能力增强人类和其他生物的生命力，减少疾病和其他亚健康状态（通过化学疗法的应用）。
8.生物化学的观点
生物化学的观点聚焦在生命体的分子层面，并且将这一层面视为生命体本质、功能和结果的最基本发现。生物化学中最重要的技术是化学，最重要的问题是生物。它将生命过程看作分子高度组合的结果，而从整个生物角度来看，生命过程又是丰富多样的。它将分子层面的过程看作研究的关键，包括遗传因子，都是对于宏观层面多样性的解释。
显然，只要我们理解了生物化学的基本逻辑，我们就可以在生物化学课堂上通过自我提问将逻辑具体化：
●今天我们的主要目标是什么？
●我们努力要完成的事情是什么？
●我们要问哪些问题？我们要解决哪类问题？
●我们需要哪方面的信息或数据？
●我们如何获取所需的信息？
●为了解决当下问题，我们需要明白哪些最基本的观点、概念和原理？
●我们如何看待这个问题？
●这个问题与日常生活有什么关联？
一次课可能特别关注某个概念如催化作用，而另一次课可能关注大分子、亚分子粒子，或是另一种酶、能量交换、DNA。理解整个生物化学的逻辑将使你了解自己对生物化学的理解程度，为什么某些概念重要，如何将前后所学联系起来。
另外四门学科的逻辑
现在请思考生物学的逻辑，它可能隐含在标准的生物学教科书中。此外，还有另外三门学科：生态学、航空航天工程和电气工程，需要我们进行类似的思考。
生物学的逻辑
1.生物学的目标
生物学是关于所有生物形态的科学研究。它的基本目标是理解生物体是如何存在的，包括生物形态的基础过程和组成部分（生态系统总共约10000000个物种）。
2.生物学的问题
生物学关注的问题有：生命是什么？生命系统是如何工作的？生物体的结构和功能组成部分是什么？在不同研究水平上（分子、细胞器、细胞、组织、器官、生物体、种群、生态群落、生态圈），生命体的相似点和不同之处是什么？我们如何理解生物圈？
3.生物学的信息
生物学家探寻的信息有：构成生命体基本单元的信息，生命系统持续运转的过程，生命系统的多样性以及他们的结构和功能组成部分。
4.生物学的判断
生物学家致力于对生命的维持和成长的复杂过程进行判断。
5.生物学的概念
对理解生物学的逻辑非常重要的基本概念有：不同层面生命过程的组织概念（分子层面、亚分子粒子层面，细胞器层面、器官层面以及生物体系统层面），生命结构和过程的概念，生物体多样性的概念，生命过程和多样性的生物体形态的概念。
6.生物学的假设
生物学思维背后的关键假设有：生命体是存有基础的，这些基础是可以被定义、研究、描述和解释的；人们可以运用生物学概念解释生命；可以分析和发现生命体系统的结构，它的动态性和组成成分；所有的生命都经历产生、成长和适应环境的过程；所有生物之间有着庞大的关系链；所有生物形态，不管多么丰富多样，都有着共同的特征：①由细胞构成，但其结构决定着它与其他物种不同；②包含携带遗传物质DNA或RNA；③有新陈代谢的过程，实现能量的转化，维持生命。
7.生物学的意义
生物学的逻辑也有特殊和一般性的意义。特殊意义与生物学家提问、收集信息的方式和解释信息的过程有关。例如，这一领域研究进展体现了上述概念关注的问题和信息的重要性，体现了从所有研究层面探寻生物系统关键答案的重要性。一般性的意义是指生物学使我们拥有关于理解、维持和保护生命形态的知识。
8.生物学的观点
生物学的观点关注生命体的所有形态和层面。它将所有生命形态视为结构和功能的持续。它从分子层面看待生命过程，从整个生物系统角度看待生命体的多样性。
生态学的逻辑
1.生态学家的目的
生态学家致力于研究自然界存在的植物与动物，特别是它们在环境中相互联系、相互依存、相互作用的关系。他们致力于研究所有外界因素对特定动植物的产生和改变的作用，以及这些因素对动植物在栖息地生存和它们特点的影响。
2.生态学家关心的问题
植物与动物之间是如何相互作用的？动物之间又是如何相互作用的？动植物之间是如何相互依存的？不断变化的生态系统功能是如何作用于在其中生活的动植物的？它们是如何与其他生态系统相互作用的？环境因素是如何影响植物和动物的？动物和植物是如何完成从生长到死亡的一轮一轮更迭的？动物和植物之间如何保持一定平衡？如果打破了动植物之间的平衡，会怎么样？
3.生态学家运用的信息
生态学家使用的第一手资料是通过对动植物本身、动植物之间的相互作用以及在生态环境中生存等的直接观察。生态学家记录下动物和植物是如何产生、发展、死亡、进化以及如何受环境变化影响的，他们也使用其他学科的信息，包括化学、气象学和地理。
4.生态学家的判断
生态学家对生态系统的自然功能进行判断，对动植物如何生存进行判断。如果生态系统平衡被破坏，他们要对如何重新获得平衡进行判断，要对自然群落是如何分类的进行判断。
5.引导生态学家思维的概念
生态学中最基础的概念就是生态系统。生态系统的定义是，一定的生物群体相互依赖和生存的生态环境。生态学家研究不同生态系统的功能。生态学中另一个关键的概念是生态演替，生态演替是自然进程中每个生态系统中群体自然变化的模式。这一过程包括出生、发展、死亡和被另一生物群体取代。生态学家将不同的生物群体归到更大的单位，称为生物群系。这些群系是根据世界范围内的地理环境特征，包括温度、雨量、植被等进行划分的。另一个基本的概念是自然平衡，自然平衡指自然界中保持动植物之间平衡的出生、繁殖、捕食和被猎食的过程。另外的关键概念包括不平衡、能量、营养、数量增长、多样性、栖息地、竞争、捕食、寄生、适应、共同进化、演替和顶级群落、守恒等。
6.生态学家的关键假设
生态学家假设动物和植物群落中存在特定模式，这些群落应该被研究和分类，动植物之间是相互依存、相互改变的，这种相互作用使得生态系统得以维持平衡。
7.生态学的意义
生态学的研究对地球上的生命有着重大的意义。例如，通过研究自然界的平衡，我们可以觉察到自然界的平衡被打破，像我们注意到现在的人口爆炸现象；通过研究生态学，我们可以发现杀虫剂消灭农业植物虫害的同时，也直接或间接地通过食物链对哺乳动物和鸟类带来伤害；通过研究生态学，我们也能注意到过度耕地带来的土壤流失，以及土地营养贫瘠的现象和去营养化。
8.生态学家的观点
生态学家将动物和植物视为生态环境中相互依存的统一体，并且认为只有维持住它们之间的平衡才能实现全球环境的可持续健康发展。
航空航天工程的逻辑
1.目的
航空航天工程主要是为满足防御、科学、商用、民用、娱乐市场需求和任务而发展的航空体系。一般性的任务主要包括交通、地空遥感和通信。代表性的产品有火箭、航天飞机、导弹、人造卫星、宇宙飞船等。此外，还包括地面的一些支持设施、配套硬件和软件产品。
2.关键问题
能够最好满足国家级任务或市场需求的具体系统特征是什么？如何设计、建造、测试和维护航空航天工具？
3.观点
概念性任务的描述提供了所有产品的设计要求和设计方案框架。该领域主要根据任务要求者的观点来决定航空航天工具的具体设计。其他相关观点有：飞行员、维修师、工程师、后勤人员和技术人员的观点（结构工程师、航空动力学家、控制工程师、推进工程师等）。政治家也热衷于在大型航空航天项目中伸展手脚，表达观点。有关伦理和环境问题的政治观点也是这一领域经常要考虑的观点。
4.关键概念
关键概念包括经典物理学相关概念，特别是：牛顿力学和轨道力学，质量、动力和能量守恒，低速和高速的航空动力学，材料属性和轻量结构、推进技术的概念。
5.关键假设
在这一领域中，有些假设是所有科学家和工程师共享的。其中一个假设是，宇宙是按照数学公式描述的普遍定律那样运转的。另外，航空航天工程师假设，一项航空航天解决方案一定是在整合了多项技术学科以及平衡了不同竞争性设计张力后做出的决议，这包括航空动力学、天体动力学、稳定性和控制、推进力、结构和航空电子学。还有，航空航天系统是多个科学技术系统中的一个，必须与整个大系统相匹配。
6.数据和信息
航空航天工程师使用实验和计算数据，研究原有设计、常规需要、市场分析和任务需要的信息。
7.推理、概化或假设
多数航空航天工程活动的结果已经成为产品推广到客户中。
8.意义
航空航天工程产品和服务有着广泛的意义，与全球、国家和区域经济相关联，还与伦理、防御、安全、环境问题（如噪音和人口等）密切相关。此外，航空航天工程还关乎机场基础设施等任何影响人类生活质量的问题。
电气工程的逻辑
1.目的
电气工程为公众、商业和客户市场发展电气和电子系统。它的范围非常广泛，跨越多个领域，包括娱乐型电子、住宅照明、空间沟通和电气设施等。
2.关键问题
能够最好地满足国家任务或市场需求的系统具体设计特征是什么？我们应如何构想、设计、实施和操作电气及电子产品和电子系统？
3.观点
一般式设计和制造团队的观点。其他相关的观点包括顾客、股东、市场、维修者和运行者。
4.关键概念
概念包括电磁学、材料的电化学属性、离散和模拟数学、电阻、电流、电荷、电压、场和电波，等等。
5.关键假设
在这个领域中，一些假设是所有科学家和工程师共享的。其中一个假设是，宇宙是按照数学公式描述的普遍定律那样运行的，并且这些定律能够用来规范电气系统。电气工程师假设，电气和电子产品能够十分恰当地满足一些重要的市场需求。另外，电气工程师经常假设，在产品设计和应用上，他们的工作能够与其他工程学科相整合（如机械、化学等）。
6.数据和信息
电气工程师使用实验和计算数据，此外，原有设计、常规需要、市场研究和任务需要的信息对他们也十分重要。
7.推理、概化或假设
多数电气工程的结论已经成为产品推广到客户中。
8.意义
电气工程产品和服务有着广泛的意义，影响着全球、国家和区域经济。对公共基础设施、医疗卫生和沟通有重要的影响。此外，对人们的生活质量也有着积极或消极影响。
