試論中學(xué)生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì)

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1、試論屮學(xué)生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì)人民教育出版社趙占良中學(xué)生物學(xué)課程應(yīng)聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，目的是強化學(xué)科育人功能。而學(xué)科核心素養(yǎng)的提煉，必須基于對學(xué)科本質(zhì)的深入理解，也就是要弄清楚這個學(xué)科到底是怎樣的一個學(xué)科，它具有哪些不同于其他學(xué)科的性質(zhì)和特點。關(guān)于這個問題，可謂仁者見仁，智者見智，難以找到標準答案。本文試就這一問題，談?wù)勛约旱膶W(xué)習(xí)體會和不成熟的思考，供大家參考。一、對生物學(xué)研究對象的認識——從生物的定義到生命本質(zhì)觀學(xué)科本質(zhì)是巾什么決定的？我以為首先是巾這門學(xué)科的研宂對象所決定的。眾所周知，生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)。通俗地說生物學(xué)的研宄對象就是生物。什么是生物？這個看似基本而簡單的

2、問題，在生物學(xué)中卻難以找到令人滿意的答案。教科書上往往說“有生命的物體就是生物”，但這一說法并不能提供判斷一個物體是不是生物的依據(jù)，因為它并未指出什么樣的物體才是有生命的物體。何況有生命的東西并不一定稱得上是生物，比如多細胞生物體內(nèi)的一個細胞，實驗室里培養(yǎng)了半個多世紀的海拉細胞，蜥蜴逃避敵害時自動斷下來的尾巴，等等。換言之，生命體和生物體之間不能劃等號。雖然用一句話給生物下定義有困難，但是在絕大多數(shù)情況下,可以依據(jù)生物的基本特征來判斷一個物體是不是生物，比如生物都有新陳代謝、生殖和發(fā)育、遺傳和變異、應(yīng)激性等。其實這些特征也都是以生物為前提來描述的，比如新陳代謝就定義為生物體iAj或活細胞

3、iAj所有化學(xué)反應(yīng)的總和，而病毒不具有細胞結(jié)構(gòu)，自然也談不上有新陳代謝，但多數(shù)人仍將它看作生物。再比如生殖，如果不以生物為前提來定義的話，那就只好說成是我復(fù)制，但能我復(fù)制的也不一定就是生物，如計算機病毒；不能生殖的也不一定不是生物，比如騾、工蜂，包括人類也有不具備生殖能力的個體。定義生物存在的困難說明生物界的復(fù)雜性和多樣性，即說明生物學(xué)研究對象的復(fù)雜性和多樣性。什么是生物？這一問題必然涉及生命本質(zhì)觀。不同思維模式下的生命本質(zhì)觀是有很大差別的。經(jīng)典物理學(xué)思維模式下的生命本質(zhì)觀，包括機械論的生命本質(zhì)觀和還原論的生命本質(zhì)觀。前者認為生物體就是一部機器，由各種零件機械組裝而成，只要弄淸都有哪些零

4、件及這些零件的結(jié)構(gòu)和功能，這部機器就一FI了然了，比如西方醫(yī)學(xué)就是把人體當作機器來對待的；后者認為一切生命活動都可以還原為具體的物理運動和化學(xué)反應(yīng)，簡單的物理運動和化學(xué)變化加在一起就成為復(fù)雜的生命活動。按照這種思維模式，生物學(xué)與物理和化學(xué)相比，在思維模式上就沒有什么不同，學(xué)科育人價值自然大打折扣。生物科學(xué)思維模式T的生命本質(zhì)觀認為生物體都具有共同的基本特征，比如都有蛋白質(zhì)和核酸這樣的物質(zhì)基礎(chǔ),都有新陳代謝、生殖和發(fā)育等生命現(xiàn)象，其屮邁爾的觀點頗為耐人尋味.?生命體由獨特的大分子構(gòu)成；生命系統(tǒng)中的重要現(xiàn)象是質(zhì)的而不是量的；所有層次的生命系統(tǒng)由高度可變的獨特個體的群體組成；所有的有機體擁有歷

5、史上進化來的遺傳程序；有機體是自然選擇的產(chǎn)物：生命過程特別難以預(yù)料。從細胞到器官是質(zhì)的飛躍而不能僅視力細胞數(shù)量的增加，從器官到個體、從個體到種群、從種群到群落到生態(tài)系統(tǒng)都是如此。生物都是歷史的產(chǎn)物，經(jīng)過數(shù)十億年的自然選擇傳遞下來的遺傳程序在很大程度上決定了此生物不是彼生物，也就是說過去在很大程度上決定現(xiàn)在和將來，研究現(xiàn)在必須要研究過去。生物的這一特性決定了歷史的方法是研究生物學(xué)的重要方法。生命過程為什么特別難以預(yù)料？因為生物是活的，不是死的，還因為牛.物體內(nèi)部有復(fù)雜的相互作川，同時又與環(huán)境有復(fù)雜的相互作川，這些相互作用的結(jié)果往往難靠邏輯推理來推斷。比如基因在一定程度上決定壽命，但影響個體

6、壽命的因素實在太多，并且有許多是隨機的、偶然的因素，因此，每個個體的壽命是難以預(yù)測的，只能將一個統(tǒng)計意義上的平均值作為預(yù)期壽命。生命過程特別難以預(yù)料，生物學(xué)中的因果關(guān)系存在多種可能性，不像經(jīng)典力學(xué)上給物體多大的外力就能按公式算出產(chǎn)生多大的加速度，這就決定了生物學(xué)思維模式在很大程度上區(qū)別于經(jīng)典物理學(xué)思維模式，對生物學(xué)的這一特點缺乏認識，就會把生物學(xué)教成“死物學(xué)”！系統(tǒng)科學(xué)思維模式下的生命本質(zhì)觀認為生命有機體是一個自組織、自復(fù)制、自適應(yīng)的開放的復(fù)雜系統(tǒng)。這里對幾個關(guān)鍵詞稍作解釋。所謂系統(tǒng)就是由若干要素通過相互作用而形成的具有一定功能的整體。認識到生命體是一個有機整體——系統(tǒng)，這是生命本質(zhì)觀的

7、一次飛躍。開放系統(tǒng)是指系統(tǒng)在物質(zhì)、能:U:和信息上是對外幵放的，與環(huán)境之間有著物質(zhì)、能和信息的交流。生命的活力本質(zhì)上來源于生命體在物質(zhì)、能S和信息上的對外開放，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。中學(xué)生物學(xué)不深入到這一層次，就不能說揭示了生命的本質(zhì)。自組織是指開放系統(tǒng)在自身內(nèi)在機制調(diào)控下由無序向有序、從簡單向復(fù)雜轉(zhuǎn)變的過程，其巾伴隨著能量的耗散和新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，例如，將來自外界的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成自身的物質(zhì)并形成一定的結(jié)構(gòu)，由一個受精卵發(fā)育為