进化思想在中学生物教学中的渗透与思考

来源:用户上传      作者:陆晓文

　　摘 要：通过了解进化思想的起源和发展以及进化观念在高中生物教材中的渗透，引发对生物进化教学的思考，提高教师自身素养的同时有利于培养学生学科核心素养。
　　关键词：进化思想;生物教学;渗透;思考
　　
　　1859年达尔文提出的进化理论被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一。随着研究的深入，进化论已发展为生物科学的核心理论。纷繁复杂的生命现象通过进化论得到了统一的解释，进化思想也同时影响着人们的世界观和自然观。
　　一、 进化思想的起源和发展
　　（一） 达尔文之前进化思想的起源和发展
　　生命的发生发展一直有着不同的观点，除去无法考证的神话传说，生物进化思想的发展可以追溯至人类文明的早期。老子“天下万物生于有，有生无”即代表事物变化的思想，是关于生物进化天才的猜想。希腊智者阿纳克西曼德提出“生命是从由海中软泥诞生，原始水生生物经过蜕变而成为陆地生物”。亚里士多德的“生物存在之链”，认为生物的发展是按照“自然阶梯”来进行的，这一阶梯暗示了生物进化的方向。
　　尽管在很长的一段时间，人们的视野充满“神创论”和“不变论”，但最早的不成体系的进化思想萌芽就隐约渗透着理性的哲学思维。法国博物学家布丰在《自然史》一书中，明确提出“物种是可变的，动物都来自于同一祖先”。受布丰等科学家的影响，1809年，拉马克发表了著作《动物学哲学》，认为“生物适应性的特点是其为了适应相应的环境，以及获得性遗传的存在所造成的”，“用进废退”和“获得性遗传”是生物持续进化的原因，比达尔文早50年提出了生物进化的轮廓。
　　（二） 达尔文生物进化思想的形成
　　对于生命的存在和演化的解释，上述的思想几乎都是一些零散难以被普遍接受的想法。1859年达尔文通过系统的野外考察和对家养生物详细的观察，通过大量的实例，在拉马克、马尔萨斯等人学术思想的基础上，发表了《物种起源》，提出物种是可变的，自然选择促进生物的进化。很好的解释了生物多样性和适应性，但无法科学的解释生物进化的具体原因，有一定的局限性。
　　（三） 自然选择和经典遗传学的结合——综合进化学说
　　随着科学技术的不断更新，进化学说也不断发展。杜布赞斯基的著作《遗传学与物种起源》（1937），综合应用了孟德尔的《遗传因子学说》、摩尔根的《基因论》等经典遗传学的研究成果及哈迪-温伯格的群体遗传理论，认识到基因在种群内变化的原理及规律，揭示了自然选择的内在作用机制，形成了现代综合进化理论。其核心思想是“种群是生物进化的单位，突变为进化提供原材料，自然选择导致基因频率发生定向改变，隔离导致新物种的产生”，对进化的认识上升到一个新的高度。
　　随着分子生物学的迅速发展，科学家又提出了“中性突变飘移学说”及“间断平衡理论”，对生物进化理论不断的进行补充和发展，至今对生物进化的研究仍没有结束。
　　二、 进化思想在中学生物课本中的渗透（以人教版为例）
　　纵观现行各版本的高中生物教材不仅有专门的章节表述（如人教版必修2第七章《现代生物进化理论》），除此之外，整个教材不论在内容的编排还是知识结构上都折射出进化的思想。
　　（一） 进化思想在必修一《分子与细胞模块》的渗透
　　1. 生命系统层次进化思想的渗透
　　地球上原始的单细胞生物经过漫长的进化过程，演变为今天多种多样的生物个体、种群和群落;生物与环境经过长期的相互作用，形成多姿多彩的生态系统和生机勃勃的生物圈。（必修一教材P6页）
　　2. 细胞组成成分进化思想的渗透
　　科学家在研究生物体化学成分时，发现组成生物体的元素在非生物界中也都存在，这一事实主要说明了什么？（必修一教材P19练习）
　　3. 细胞结构进化思想的渗透
　　细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧;其组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序的进行。这是几十亿年进化的产物。（必修一教材P55页）
　　4. 细胞代谢进化思想的渗透
　　植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量‘通货’的，这是否也说明了生物界的统一性？这对理解生命的起源和生物的进化有什么启示？（必修一教材P90页练习二拓展题）
　　（二） 进化思想在必修二《遗传与进化》模块的渗透
　　1. 生命的起源的思考
　　地球上几乎所有的生物体都共用上述的密码子表。根据这一事实，你能想到什么？你认为密码子的简并性对生物的生存发展有什么意义？（必修二教材P65页思考与讨论）
　　
　　2. 进化原材料的思考
　　基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本途径，是生物进化的原材料。（必修二教材P82页）
　　基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。（必修二教材P83页）
　　（三） 进化思想在必修三《稳态与环境》模块的渗透
　　1. 原始生命的诞生
　　细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水，这在一定程度上反映了生命起源于海洋。（必修三教材P4页）
　　2. 生物对环境的适应
　　从群落演替可以看出，一定区域内无机环境的状况决定了哪些生物能够在这一区域定居和繁衍;生物群落的存在又改变着无机环境。这些都说明生物群落和無机环境有着密不可分的关系。（必修三教材P89页）
　　3. 热泉生态系统的启发
　　人们不断的在深海中发现这样的热泉生态系统，有些科学家认为热泉口的环境与地球上早期生命所处的环境类似。研究热泉生态系统有什么意义？（必修三教材P116页）
　　综上所述可以看出，高中生物人教版教材在内容编排和知识结构上都始终贯穿着“生物进化”这一生物学科大一统理论。 　　三、 进化教学的哲学思考
　　高中生物教学中渗透进化思想有利于深度理解外因与内因、偶然与必然、平衡与非平衡的辩证关系，培养学生的科学思维。
　　（一） 生物进化是遗传变异和环境选择共同作用的结果
　　事物的内部矛盾是事物发展的动力和源泉，生物进化的内因是遗传和变异，生物进化的外因是环境的选择，遗传是相对的，变异是绝对的，变异为生物进化提供选择的原材料，生物适应环境的过程实际是一个“适者生存不适者淘汰”的“扬弃”过程。
　　（二） 生物进化方向是偶然性和必然性的统一
　　生物体基因突变和重组的随机性，充分说明了偶然性在生物进化中的重要地位，生物体偶然发生的基因突变和重组受到环境必然的定向选择，保证了生物的生存进化，从而出现了多种多样尺度迥异的地球生命。
　　（三） 生命系统的非平衡态贯穿生命过程的始终
　　“耗散理论”认为“平衡是无序的，非平衡才是有序的”。生命始于非平衡和有序结构的生成与维持，通常所说的“平衡”只是一种处于稳态的非平衡状态，生命过程只能在非平衡状态中存在，但可以在远离平衡的状况下建立一种稳态，例如“内环境的稳态”“生态系统的稳态”。要维持非平衡的有序性和低熵值，生命系统需要不断的与外界交换物质吸收能量，因此，生命系统是开放耗能的。这种观点说明了平衡的相对性，有助于我们更深刻理解生命和生物进化。
　　新一轮课改重在培养学生的学科核心素养，进化和适应观是核心素养生命观念的一个重要组成部分。教师首先要对生物进化有系统的认识，进而在教学中逐步渗透进化思想，引导学生认识进化方向是多元的、进化结果是不完美的，进化使生物占领更多的生态位但不一定适应能力更强。不仅培养学生科学的理性思维还要培养学生的社会责任感，认同人类同其他生物一樣，也是进化的产物，而不是天生具有凌驾于其他物种之上的超然地位;自然界的各种生物和生态系统都是协同进化的结果，它们是作为整体不断发展的，进而认识到人类应当尊重自然、顺应自然，保护自然，与大自然和谐相处。
　　参考文献：
　　[1]谭永平.生物新教材必修一的解读[J].
　　[2]普通高中生物学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社.
　　作者简介：
　　陆晓文，福建省福州市，福建省福州市福州高级中学。
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