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趙占良 | 對(duì)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的理解(一)——生命觀念的內(nèi)涵和意義

 悠雅書(shū)齋 2019-06-02

摘要

基于生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì),,著重從結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀,、穩(wěn)態(tài)與平衡觀,、物質(zhì)與能量觀4個(gè)方面,闡釋了《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一的生命觀念的內(nèi)涵和意義,。

關(guān)鍵詞

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),;生命觀念;結(jié)構(gòu)與功能觀,;進(jìn)化與適應(yīng)觀,;穩(wěn)態(tài)與平衡觀;物質(zhì)與能量觀

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)新課標(biāo))同實(shí)驗(yàn)版課標(biāo)相比,,最突出的變化就是凝煉了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),,并以此作為貫穿整個(gè)課程設(shè)計(jì)的主線,從課程目標(biāo)到課程內(nèi)容再到課程的實(shí)施和評(píng)價(jià),,都以發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨,。理解生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是實(shí)施新課標(biāo)的關(guān)鍵,而理解生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),,不能僅靠閱讀新課標(biāo)內(nèi)容去望文生義,,而必須建立在深入理解生物學(xué)學(xué)科本質(zhì)的基礎(chǔ)上。

新課標(biāo)中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念,、科學(xué)思維,、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任,其中生命觀念無(wú)疑是最具生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的一點(diǎn)。新課標(biāo)指出:“生命觀念是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象,,是人們經(jīng)過(guò)實(shí)證后的觀點(diǎn),,能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件或現(xiàn)象的意識(shí)、觀念和思想方法,?!保?]通過(guò)這段話(huà)可以看出,“生命觀念”不是具體的知識(shí),,更不是具體的生物學(xué)事實(shí),,而是指認(rèn)識(shí)主體在了解事實(shí)的基礎(chǔ)上形成概念后,再進(jìn)一步提煉和升華,,內(nèi)化在頭腦中的意識(shí),、觀念和思想方法,關(guān)乎如何看待生命世界的態(tài)度和價(jià)值取向,。在分析和解決與生物學(xué)相關(guān)的問(wèn)題時(shí),,科學(xué)的生命觀念雖不能提供現(xiàn)成的答案,但會(huì)指明分析問(wèn)題的思路和方向,。

生命觀念具體包括哪些內(nèi)容呢,?新課標(biāo)列出了幾個(gè)重要的生命觀念:“如結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀,、穩(wěn)態(tài)與平衡觀,、物質(zhì)與能量觀等?!保?]新課標(biāo)在這里使用了“如”和“等”二字,,“如”就是舉例子,“等”說(shuō)明還有其他生命觀念,。當(dāng)然,,只舉出這4個(gè)例子,說(shuō)明課標(biāo)修訂組認(rèn)為這4個(gè)方面的生命觀念是最重要的,。

1

結(jié)構(gòu)與功能觀

關(guān)于結(jié)構(gòu)與功能觀,,常見(jiàn)的理解是:“一定的結(jié)構(gòu)必然有與之相對(duì)應(yīng)的功能存在,且任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來(lái)完成”[2]“結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ),,即有什么樣的結(jié)構(gòu),,相應(yīng)地就會(huì)有什么樣的功能;另一方面,,功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于特定的結(jié)構(gòu)”[3],。結(jié)合生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì)來(lái)看,這些說(shuō)法大體正確,,但不能絕對(duì)化,。例如,生物體的有些結(jié)構(gòu),,只是進(jìn)化過(guò)程的副產(chǎn)品,無(wú)害無(wú)益,。由于沒(méi)有選擇壓力,,這些結(jié)構(gòu)在進(jìn)化中就沒(méi)有被淘汰,如男性的乳頭,。

生物學(xué)很多思想觀念的表述是柔性的,,不是剛性的。在生物學(xué)中,,“結(jié)構(gòu)決定功能”這一提法就稍顯絕對(duì)。結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ),,但二者并非總是單向的誰(shuí)決定誰(shuí)的關(guān)系,,功能的發(fā)揮過(guò)程對(duì)結(jié)構(gòu)有反作用。例如,,嬰幼兒大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),,有賴(lài)于他的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)。如果整天將其關(guān)在黑屋子里邊不見(jiàn)人,,他的大腦發(fā)育一定不好,。他見(jiàn)到聽(tīng)到的東西越多,對(duì)他的大腦發(fā)育越有好處,,大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)就越好,。這說(shuō)明,并非人一生下來(lái)就具有一個(gè)成熟的大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)決定了大腦的分析和思考能力,,而是靠不斷地使用大腦,,不斷地聽(tīng)、看,、接觸新奇的環(huán)境,,來(lái)塑造大腦的結(jié)構(gòu),使思維功能越來(lái)越發(fā)達(dá),。此外,,在結(jié)構(gòu)不變的情況下,執(zhí)行功能的情況也可能發(fā)生變化,。例如,,人在熟睡的時(shí)候身體結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化,但是走路這一功能就不能實(shí)現(xiàn)(除非夢(mèng)游),。再如,,先天性聾啞患者的發(fā)聲器官很可能是正常的,但是由于聽(tīng)覺(jué)器官出現(xiàn)了功能障礙,,導(dǎo)致不能說(shuō)話(huà),。因此,,當(dāng)一個(gè)人不能說(shuō)話(huà)的時(shí)候,不一定是他說(shuō)話(huà)的器官出了問(wèn)題,,而有可能是別的器官出了問(wèn)題,。我們不能把某個(gè)機(jī)體功能與某個(gè)器官結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而絕對(duì)地一一對(duì)應(yīng)起來(lái),那樣就有些機(jī)械了,,就不是生物學(xué)的思維了,。因此,新課標(biāo)沒(méi)有用“結(jié)構(gòu)決定功能”這一說(shuō)法,,而是用“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”[1]或“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”[1],。

“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”無(wú)疑是生物學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能觀的一種正確表述,但如果將結(jié)構(gòu)與功能觀等同于這句話(huà),,就過(guò)于簡(jiǎn)單化了,。這句話(huà)不足以表達(dá)結(jié)構(gòu)與功能觀的豐富內(nèi)涵,也無(wú)需通過(guò)許多教學(xué)內(nèi)容來(lái)建構(gòu),。這句話(huà)說(shuō)的是結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,,但結(jié)構(gòu)與功能觀不僅僅是對(duì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認(rèn)識(shí),還包括其他方面的內(nèi)涵,。首先是結(jié)構(gòu)觀,,其次是功能觀,最后才是結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系觀,。

關(guān)于結(jié)構(gòu)觀,,大致包括以下基本認(rèn)識(shí)。(1)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是以物質(zhì)作為基礎(chǔ)的(這說(shuō)明結(jié)構(gòu)觀與物質(zhì)觀相聯(lián)系),。(2)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是有層次的,,如個(gè)體具有器官、組織,、細(xì)胞等結(jié)構(gòu)層次,;生物圈具有生態(tài)系統(tǒng)、群落,、種群,、個(gè)體等結(jié)構(gòu)層次。(3)生命系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間是有聯(lián)系的,,如細(xì)胞內(nèi)各種膜結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系形成生物膜系統(tǒng),;生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者靠食物聯(lián)系構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。(4)生命系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)大多是動(dòng)態(tài)的,、活的,、變化的,如染色體和染色質(zhì)是同一物質(zhì)在不同時(shí)期的存在狀態(tài),,它們?cè)诩?xì)胞周期的不同階段不僅有形態(tài)的改變,,還能在相關(guān)結(jié)構(gòu)的協(xié)助下在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng),。生命的結(jié)構(gòu)觀具有生物學(xué)的特點(diǎn),這種結(jié)構(gòu)觀用在物理,、化學(xué)等學(xué)科,,有的適用,有的不一定適用,。

關(guān)于功能觀,,首先要認(rèn)識(shí)到功能與性質(zhì)是不同的概念?;瘜W(xué)講物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),,性質(zhì)是物質(zhì)本身的特性;生物學(xué)講結(jié)構(gòu)具有功能(即有什么用),,功能是作為部分的結(jié)構(gòu)對(duì)整體的貢獻(xiàn),,這是結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的實(shí)質(zhì)。例如,,葉綠體的功能,就要看葉綠體對(duì)細(xì)胞有什么貢獻(xiàn),。離開(kāi)了整體,,局部結(jié)構(gòu)的功能就無(wú)從談起。因此,,認(rèn)識(shí)某層次結(jié)構(gòu)的功能,,不能離開(kāi)它上一層次的整體。例如,,認(rèn)識(shí)細(xì)胞器的功能就不能離開(kāi)細(xì)胞,;認(rèn)識(shí)器官的功能,就不能離開(kāi)生物體,。另外,,生命體最基本的特征是自我更新和自我復(fù)制(即代謝和繁殖),所以對(duì)生命體各層次結(jié)構(gòu)的功能,,大都應(yīng)當(dāng)圍繞這兩個(gè)基本特征去理解,。生命系統(tǒng)的維持還依靠3個(gè)流:物質(zhì)流、能量流和信息流,。所以對(duì)生命系統(tǒng)各層次結(jié)構(gòu)的功能,,也可以從這3個(gè)維度去分析。這樣,,結(jié)構(gòu)與功能觀就為我們分析生物學(xué)現(xiàn)象和問(wèn)題,,提供了思想方法上的指導(dǎo)。

在上述結(jié)構(gòu)觀和功能觀的基礎(chǔ)上,,才能深入理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,。(1)如前所述,,在生物學(xué)中,對(duì)結(jié)構(gòu)與功能觀不能機(jī)械,、線性地去認(rèn)識(shí),。(2)不能孤立地去看一個(gè)結(jié)構(gòu)和它的功能,一個(gè)結(jié)構(gòu)功能的實(shí)現(xiàn)需要其他結(jié)構(gòu)的配合,。例如,,哺乳動(dòng)物的呼吸系統(tǒng)需要循環(huán)系統(tǒng)的配合;甲狀腺分泌激素的功能受到下丘腦和垂體的控制,,等等,。(3)功能的實(shí)現(xiàn)需要外部條件。有的教師在總結(jié)結(jié)構(gòu)與功能觀的時(shí)候,,往往忽略了這一點(diǎn),。例如,光合作用是葉綠體的功能,,在黑暗中雖然結(jié)構(gòu)沒(méi)發(fā)生變化,,卻無(wú)法進(jìn)行光合作用,因?yàn)楣庹帐沁M(jìn)行光合作用的必要條件,。(4)發(fā)揮功能的過(guò)程可能對(duì)結(jié)構(gòu)有反作用,。如肌肉的功能是運(yùn)動(dòng),而運(yùn)動(dòng)又可以使肌肉發(fā)達(dá),,兩者相輔相成,。總之,,柔性的,、非線性的、相互聯(lián)系的,、動(dòng)態(tài)變化的,、作用與反作用的結(jié)構(gòu)與功能觀,才是生物學(xué)的結(jié)構(gòu)與功能觀,。建立這樣的生命觀念,,對(duì)培育學(xué)生的辯證思維和辯證唯物主義世界觀有不可替代的價(jià)值,這鮮明地體現(xiàn)了生物學(xué)科課程的育人價(jià)值,。

2

進(jìn)化與適應(yīng)觀

生物是怎么來(lái)的,?生物是怎樣進(jìn)化的?進(jìn)化的結(jié)果是怎樣的,?對(duì)這些問(wèn)題的基本看法就是進(jìn)化觀,。這些基本看法可以概括為以下幾點(diǎn):生物是不斷進(jìn)化的,現(xiàn)在的生物都是進(jìn)化來(lái)的,,現(xiàn)存的所有生物之間都有親緣關(guān)系,,它們有著共同的祖先,;進(jìn)化的過(guò)程大體是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從低等到高等,,從水生到陸生,;進(jìn)化的機(jī)制主要解釋為現(xiàn)代生物進(jìn)化理論,包括以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的物種形成理論以及協(xié)同進(jìn)化理論,;進(jìn)化的結(jié)果表現(xiàn)為分子的進(jìn)化,、物種的進(jìn)化及生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化;進(jìn)化的方向是多元的,,進(jìn)化的結(jié)果是不完美的,,進(jìn)化產(chǎn)生的新物種不一定對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng),而是占領(lǐng)更多的生態(tài)位,,更加充分地利用地球上的資源和空間等等,。

適應(yīng)的含義包括結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、生物與環(huán)境相適應(yīng)兩個(gè)方面,。適應(yīng)既有普遍性(生物區(qū)別于非生物的特征之一),,也有相對(duì)性。適應(yīng)的方式具有多樣性,。適應(yīng)就是生物的遺傳變異與環(huán)境相互作用的結(jié)果,,也就是自然選擇的結(jié)果。

上述內(nèi)容與其說(shuō)是進(jìn)化與適應(yīng)觀的基本內(nèi)容,,不如說(shuō)是形成進(jìn)化與適應(yīng)觀所基于的大概念。有了這樣的大概念,,再上升到意識(shí),、態(tài)度和思想方法層面,才能形成看待生命世界的進(jìn)化觀(個(gè)人認(rèn)為進(jìn)化與適應(yīng)觀可以統(tǒng)稱(chēng)為進(jìn)化觀,,適應(yīng)是進(jìn)化論的核心概念之一),。例如,認(rèn)同人類(lèi)不是神創(chuàng)造的,,而是大自然演化的產(chǎn)物,,同其他生物一樣是自然界的一員,而不是凌駕于其他物種之上的主宰,;認(rèn)同每個(gè)生物身上都凝聚著數(shù)十億年的進(jìn)化史,,生命來(lái)之不易,包括人類(lèi)的生命在內(nèi),,都是億萬(wàn)年生物的遺傳基因與環(huán)境相互作用的產(chǎn)物,,因此應(yīng)當(dāng)珍愛(ài)生命、敬畏生命,;認(rèn)識(shí)到自然界的各種生物和生態(tài)系統(tǒng)是協(xié)同進(jìn)化的,,它們是作為一個(gè)有機(jī)整體不斷發(fā)展的,,進(jìn)而認(rèn)同人類(lèi)應(yīng)當(dāng)尊重自然、順應(yīng)自然,、保護(hù)自然,,與大自然和諧共生;在面對(duì)奇妙的生命現(xiàn)象尋求解釋時(shí),,如“為什么所有的生物都共用一套遺傳密碼系統(tǒng)”“細(xì)胞內(nèi)葉綠體和線粒體是如何起源的”,,都可以從進(jìn)化的視角去分析(體現(xiàn)進(jìn)化觀的方法論價(jià)值)。

3

穩(wěn)態(tài)與平衡觀

之所以把穩(wěn)態(tài)與平衡觀列為生命觀念之一,,是因?yàn)榉€(wěn)態(tài)和平衡是從細(xì)胞到生物圈所有層次生命系統(tǒng)普遍存在的特性,。在新課標(biāo)和實(shí)驗(yàn)版課標(biāo)中都有這樣一段話(huà):“所有的生命系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境之中,在不斷變化的環(huán)境條件下,,依靠自我調(diào)節(jié)機(jī)制維持其穩(wěn)態(tài),。”[1]這段話(huà)值得細(xì)細(xì)品味,,它是貫穿新課標(biāo)“穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”和“生物與環(huán)境”模塊的一條主線,。

穩(wěn)態(tài)的概念包括以下幾個(gè)要點(diǎn)。(1)穩(wěn)態(tài)是指什么,?穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)維持自身相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的特性和能力,。對(duì)于這一點(diǎn)很多教師是有誤解的,認(rèn)為穩(wěn)態(tài)是一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),。其實(shí)不論在生理學(xué)還是在生態(tài)學(xué)中,,穩(wěn)態(tài)都是指生命系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)的一種能力和特性。(2)穩(wěn)態(tài)有什么意義,?人教版《生物·必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中寫(xiě)道:“穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的特征,,也是機(jī)體生活的條件”。生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的意義就是使系統(tǒng)的組分擁有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定適宜的環(huán)境,,如人體的穩(wěn)態(tài)可使機(jī)體細(xì)胞擁有穩(wěn)定,、有序、適宜的環(huán)境,。如果人體內(nèi)環(huán)境的溫度,、pH、滲透壓等過(guò)高或過(guò)低,,或者病原體在體內(nèi)大量繁殖,,都會(huì)危及細(xì)胞的生命活動(dòng)。(3)穩(wěn)態(tài)如何實(shí)現(xiàn),?穩(wěn)態(tài)通過(guò)自我調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)(自穩(wěn)),。在不同類(lèi)型的生物、不同層次的生命系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)機(jī)制多種多樣,。例如,,人體的穩(wěn)態(tài)通過(guò)神經(jīng)調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),;生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)通過(guò)種群數(shù)量的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),。(4)穩(wěn)態(tài)作為生命系統(tǒng)的顯著特征,說(shuō)明生命系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)不會(huì)被動(dòng)地隨環(huán)境的變化而同樣程度地改變,,這體現(xiàn)了生命的自主性,。

生命系統(tǒng)內(nèi)部存在著各種因素和過(guò)程的平衡,這種平衡是動(dòng)態(tài)的,。例如,,同化作用和異化作用的平衡、營(yíng)養(yǎng)平衡(血糖平衡,、水鹽平衡等),、生態(tài)平衡(生產(chǎn)者和消費(fèi)者數(shù)量的平衡等)。生物體內(nèi)部各種過(guò)程的平衡受信息的調(diào)控(遺傳信息,、激素,、神經(jīng)沖動(dòng)、細(xì)胞因子等),,生態(tài)平衡也離不開(kāi)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部信息的調(diào)控,。這又與生命的信息觀相聯(lián)系。

在理解穩(wěn)態(tài)和平衡概念的基礎(chǔ)上,,學(xué)生可通過(guò)進(jìn)一步抽象概括,、提煉升華,使之內(nèi)化為看待事物和分析問(wèn)題的視角,、思路甚至是態(tài)度傾向,,形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。例如,,認(rèn)識(shí)到人體的穩(wěn)態(tài)“讓所有細(xì)胞共享,,靠所有細(xì)胞共建”[4],,就會(huì)認(rèn)同共建共享的理念,,甚至可以將其遷移至分析人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展,認(rèn)同和諧穩(wěn)定的重要意義,,認(rèn)同人類(lèi)命運(yùn)共同體的理念,。認(rèn)識(shí)到生命系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的,就會(huì)轉(zhuǎn)化為做相關(guān)決策時(shí)把握分寸,、尊重客觀規(guī)律的意識(shí),。

生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡是相互聯(lián)系的。二者都通過(guò)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),,而且是互為條件,、互為因果的關(guān)系,。這或許是新課標(biāo)將二者并列為一條生命觀念的原因。

4

物質(zhì)與能量觀

關(guān)于生命的物質(zhì)觀,,首先是認(rèn)同生命的物質(zhì)性,。生命本身沒(méi)有什么神秘的非物質(zhì)的力量來(lái)支配。前文所述的一切生命特征,,都有其物質(zhì)基礎(chǔ),。生命本質(zhì)上是物質(zhì)的,這是辯證唯物主義自然觀的基礎(chǔ),。如何理解物質(zhì)性,?從元素層面看,沒(méi)有特殊的生命元素,,組成生命體的元素自然界中都有,,它們都來(lái)自于無(wú)機(jī)自然界。但是,,組成生命體的物質(zhì)又有特殊性,,生命體有選擇地從外界吸收有用的物質(zhì),且生物大分子(如蛋白質(zhì),、核酸,、多糖)是生命體獨(dú)有的。因此,,生命體在物質(zhì)上跟無(wú)機(jī)自然界既有聯(lián)系,,又有其獨(dú)特性。例如,,DNA,、蛋白質(zhì)和多糖等都是生物體內(nèi)才有的有機(jī)物,這些有機(jī)物的分工很明確,。DNA是指揮者,,蛋白質(zhì)是執(zhí)行者,這個(gè)過(guò)程需要糖類(lèi)氧化分解提供能量,。生命的物質(zhì)性,,還體現(xiàn)在物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)變化是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。生命體內(nèi)部的物質(zhì)并不是隨機(jī)堆放在細(xì)胞中就能完成生命活動(dòng)的,,而是有序地組織起來(lái)形成結(jié)構(gòu),。結(jié)構(gòu)是物質(zhì)的有序組織形式,這就是物質(zhì)觀和結(jié)構(gòu)觀的聯(lián)系,。生命體的各種結(jié)構(gòu)都有其獨(dú)特的物質(zhì)基礎(chǔ),,這也是物質(zhì)觀的內(nèi)容。

生命的能量觀需要建立在以下重要概念的基礎(chǔ)上。(1)生命過(guò)程需要能量驅(qū)動(dòng),,生命系統(tǒng)都是耗散結(jié)構(gòu),,需要引入能量來(lái)維持有序性。(2)生命系統(tǒng)的各個(gè)層次都有能量的流動(dòng)和轉(zhuǎn)換,。(3)能量以物質(zhì)為載體,。細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有放能反應(yīng)和吸能反應(yīng),二者總是偶聯(lián)的(通過(guò)ATP的合成和分解),。(4)光能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量來(lái)源的最終源頭,,但是對(duì)大多數(shù)生命體來(lái)說(shuō),光能并不能直接利用,,而是要通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能才能被利用(即使在綠色植物體內(nèi),,也有許多細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用)。(5)生命系統(tǒng)的能量流動(dòng)同樣遵循能量守恒定律,。這些概念經(jīng)過(guò)進(jìn)一步提煉,,就可以升華為生命的能量觀。

生命的物質(zhì)和能量觀與生命的系統(tǒng)觀,、生態(tài)觀有內(nèi)在聯(lián)系,。生命系統(tǒng)是開(kāi)放系統(tǒng),時(shí)刻進(jìn)行著物質(zhì)和能量的輸入輸出,。生物之間相互依存,、相互競(jìng)爭(zhēng),乃至捕食與被捕食,,主要也是為了獲得生存,、繁殖所需要的物質(zhì)和能量。換言之,,生物之間的關(guān)系大抵都是圍繞獲取生存所需要的物質(zhì)和能量來(lái)建立的,。

歸根結(jié)底,上升到生命的物質(zhì)和能量觀層面,,學(xué)生應(yīng)該認(rèn)識(shí)到生命體是物質(zhì)的特殊存在形式,,它的存在和發(fā)展都需要能量來(lái)驅(qū)動(dòng)(非生命形態(tài)的物質(zhì)不需要靠外界輸入能量來(lái)維系),而能量的傳遞和利用又需要以物質(zhì)為載體,。除此之外,,沒(méi)有什么神秘的、不可知的力量支配生命,,這對(duì)于樹(shù)立辯證唯物主義世界觀是十分重要的,。有了這樣的生命觀念,,面對(duì)神秘主義的歪理邪說(shuō)(如通過(guò)一定方式讓人體吸收宇宙中的能量),,自然就不會(huì)盲目信從了。

綜上所述,新課標(biāo)中明確列出的結(jié)構(gòu)與功能觀,、進(jìn)化與適應(yīng)觀,、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀是重要的生命觀念,,它們是相互聯(lián)系的,。

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其他生命觀念

生命觀念除上述內(nèi)容外,還包括其他觀念,,如生命的信息觀[5],。生命本質(zhì)上既是物質(zhì)的,也是信息的,。生命系統(tǒng)都是物質(zhì),、能量和信息的統(tǒng)一體。生命體的組成以物質(zhì)為基礎(chǔ),,生命活動(dòng)靠能量來(lái)驅(qū)動(dòng),,同時(shí)也靠信息來(lái)控制和調(diào)節(jié)。包括我們?nèi)祟?lèi)在內(nèi),,有性生殖的生物從親代那里承接的主要是遺傳信息(小小的受精卵里沒(méi)有多少物質(zhì)和能量,,但是有一整套控制個(gè)體發(fā)育的遺傳信息);人體的神經(jīng)調(diào)節(jié),、激素調(diào)節(jié),、免疫調(diào)節(jié)都離不開(kāi)信息的傳遞。現(xiàn)代生物科技靠掌握的基因序列數(shù)據(jù)(即遺傳信息),,就可以人工合成基因,,甚至可以人工合成生命。從物種繁衍的角度看,,死亡的是個(gè)體,,代代相傳的是遺傳信息。換言之,,生物個(gè)體都是生命長(zhǎng)河中遺傳信息的臨時(shí)載體,。引申之,對(duì)人類(lèi)之外的生物來(lái)說(shuō),,個(gè)體存在的意義就是當(dāng)好遺傳信息的傳遞者,。推而廣之,從人類(lèi)文明發(fā)展的角度看,,從偉大人物到普羅大眾,,都會(huì)隨著生命的結(jié)束“還原”為無(wú)機(jī)物,但他們所繼承和創(chuàng)造的文明的信息會(huì)綿延不絕,,這似可理解為生命的信息觀對(duì)人生的啟迪,。

生物學(xué)課程的思想觀念,、教育價(jià)值,并不僅限于生命觀念,,還包括科學(xué)本質(zhì)觀,、科學(xué)價(jià)值觀以及世界觀、人生觀等,。新課標(biāo)指出,,高中生物學(xué)課程要“展示生物學(xué)的基本內(nèi)容,反映自然科學(xué)的本質(zhì)”[1],,這就是要求學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)形成科學(xué)本質(zhì)觀,。實(shí)際上,新課標(biāo)在“教學(xué)建議”中有一大段是闡述科學(xué)本質(zhì)觀的,,應(yīng)當(dāng)引起生物學(xué)教育工作者的重視,。

本文系由人民教育出版社生物室王天祥同志根據(jù)作者的講座錄音和課件整理,經(jīng)作者本人修改而成,。

參考文獻(xiàn)

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[5]張秀紅.核心素養(yǎng)視域下的生物學(xué)觀念:內(nèi)涵、價(jià)值,、內(nèi)容體系及教學(xué)[J].課程·教材·教法,2017(9):93-99.


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