浅论中学生物学的学科本质

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1、试论中学生物学的学科本质人民教育出版社　赵占良中学生物学课程应聚焦学科核心素养，目的是强化学科育人功能。而学科核心素养的提炼，必须基于对学科本质的深入理解，也就是要弄清楚这个学科到底是怎样的一个学科，它具有哪些不同于其他学科的性质和特点。关于这个问题，可谓仁者见仁，智者见智，难以找到标准答案。本文试就这一问题，谈谈自己的学习体会和不成熟的思考，供大家参考。一、对生物学研究对象的认识──从生物的定义到生命本质观学科本质是由什么决定的？我以为首先是由这门学科的研究对象所决定的。众所周知，生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。通俗地说生物学的研究对象就是生物。什么是生物？这

2、个看似基本而简单的问题，在生物学中却难以找到令人满意的答案。教科书上往往说“有生命的物体就是生物”，但这一说法并不能提供判断一个物体是不是生物的依据，因为它并未指出什么样的物体才是有生命的物体。何况有生命的东西并不一定称得上是生物，比如多细胞生物体内的一个细胞，实验室里培养了半个多世纪的海拉细胞，蜥蜴逃避敌害时自动断下来的尾巴，等等。换言之，生命体和生物体之间不能划等号。虽然用一句话给生物下定义有困难，但是在绝大多数情况下，可以依据生物的基本特征来判断一个物体是不是生物，比如生物都有新陈代谢、生殖和发育、遗传和变异、应激性等。其实这些特征也都是以生物为前提来描述的，比如新

3、陈代谢就定义为生物体内或活细胞内所有化学反应的总和，而病毒不具有细胞结构，自然也谈不上有新陈代谢，但多数人仍将它看作生物。再比如生殖，如果不以生物为前提来定义的话，那就只好说成是自我复制，但能自我复制的也不一定就是生物，如计算机病毒；不能生殖的也不一定不是生物，比如骡、工蜂，包括人类也有不具备生殖能力的个体。定义生物存在的困难说明生物界的复杂性和多样性，即说明生物学研究对象的复杂性和多样性。什么是生物？这一问题必然涉及生命本质观。不同思维模式下的生命本质观是有很大差别的。经典物理学思维模式下的生命本质观，包括机械论的生命本质观和还原论的生命本质观。前者认为生物体就是一部机

4、器，由各种零件机械组装而成，只要弄清都有哪些零件及这些零件的结构和功能，这部机器就一目了然了，比如西方医学就是把人体当作机器来对待的；后者认为一切生命活动都可以还原为具体的物理运动和化学反应，简单的物理运动和化学变化加在一起就成为复杂的生命活动。按照这种思维模式，生物学与物理和化学相比，在思维模式上就没有什么不同，学科育人价值自然大打折扣。生物科学思维模式下的生命本质观认为生物体都具有共同的基本特征，比如都有蛋白质和核酸这样的物质基础，都有新陈代谢、生殖和发育等生命现象，其中迈尔的观点颇为耐人寻味：生命体由独特的大分子构成；生命系统中的重要现象是质的而不是量的；所有层次的

5、生命系统由高度可变的独特个体的群体组成；所有的有机体拥有历史上进化来的遗传程序；有机体是自然选择的产物；生命过程特别难以预料。从细胞到器官是质的飞跃而不能仅视为细胞数量的增加，从器官到个体、从个体到种群、从种群到群落到生态系统都是如此。生物都是历史的产物，经过数十亿年的自然选择传递下来的遗传程序在很大程度上决定了此生物不是彼生物，也就是说过去在很大程度上决定现在和将来，研究现在必须要研究过去。生物的这一特性决定了历史的方法是研究生物学的重要方法。生命过程为什么特别难以预料？因为生物是活的，不是死的，还因为生物体内部有复杂的相互作用，同时又与环境有复杂的相互作用，这些相互作

6、用的结果往往难靠逻辑推理来推断。比如基因在一定程度上决定寿命，但影响个体寿命的因素实在太多，并且有许多是随机的、偶然的因素，因此，每个个体的寿命是难以预测的，只能将一个统计意义上的平均值作为预期寿命。生命过程特别难以预料，生物学中的因果关系存在多种可能性，不像经典力学上给物体多大的外力就能按公式算出产生多大的加速度，这就决定了生物学思维模式在很大程度上区别于经典物理学思维模式，对生物学的这一特点缺乏认识，就会把生物学教成“死物学”！系统科学思维模式下的生命本质观认为生命有机体是一个自组织、自复制、自适应的开放的复杂系统。这里对几个关键词稍作解释。所谓系统就是由若干要素通过

7、相互作用而形成的具有一定功能的整体。认识到生命体是一个有机整体──系统，这是生命本质观的一次飞跃。开放系统是指系统在物质、能量和信息上是对外开放的，与环境之间有着物质、能量和信息的交流。生命的活力本质上来源于生命体在物质、能量和信息上的对外开放，生命是物质、能量和信息的统一体。中学生物学不深入到这一层次，就不能说揭示了生命的本质。自组织是指开放系统在自身内在机制调控下由无序向有序、从简单向复杂转变的过程，其中伴随着能量的耗散和新结构的出现，例如，将来自外界的物质转变为组成自身的物质并形成一定的结构，由一个受精卵发育为具有各种组