摘要:本文以葉綠體色素提取和分離實驗的拓展設計為例，探討了怎樣通過“變定性為定量”“變驗證為探究”“變個人為小組”來提高學生的科學探究核心素養水平。

關鍵詞:科學探究;生物學核心素養;實驗設計

1科學探究核心素養的要求

科學探究是生物學學科核心素養之一，是指學生發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。依據《普通高中生物學課程標準(2017年版)》(以下簡稱“新課標”)，高中階段學生應達到的“科學探究”核心素養由低到高，共四個水平層次。從表1可見，高中學生生物學科學探究能力要求的起點是“能規范實施給定方案，得出所給定問題的結論”，最終要達到“在現實中發現有效問題，并能根據條件設計可行的方案，實施方案得出合理結論”。在此過程中，學生的實驗操作技能、分析數據和現象的能力也在不斷加強。在高中生物學教學中，實驗是發展學生科學探究素養的最佳方式。然而，當前生物學教材中的實驗，一是定性實驗多，重現象觀察，輕數據收集和分析;二是驗證實驗多，問題和方案均已給定，學生創新設計和探究的機會少;三是實驗工作量少，學生單人即可完成實驗，不利于培養學生溝通合作的能力。因此要使學生的科學探究素養得到真正發展，要將教材實驗進行適當拓展，如變定性實驗為定量實驗，讓數據收集與分析成為必需，讓團隊合作和交流成為必要;變驗證實驗為探究實驗，讓學生自主設計實驗成為必然。

2實驗拓展

2．1教材實驗分析

“葉綠體色素提取和分離”是高中生物學中的經典實驗。現有教材中，這是一個驗證性實驗，學生根據教材的步驟進行實驗操作，最終層析得到葉綠體的四種色素條帶。學生能掌握提取和分離色素的原理和具體的操作方法，證實葉綠體中光合作用色素的存在。實驗設計簡單，從新課標對科學探究水平要求看，屬于水平一的要求。光合作用的內容，不僅涉及物質與能量轉換等生物學機理，也涉及到環境因素對光合作用影響以及在生產實踐中的應用等。因此，光合作用相關的實驗可以設計成為適合更高水平層次要求的探究實驗，培養學生的科學探究能力。

一、復雜性研究概況   復雜性是相對于簡單性而定義的。所謂的復雜性指的就是一種復雜的屬性或狀態。許多科學家相信自然界的基本規律是簡單的。還原論的基本思想也就是找出復雜現象或事物背后的簡單機制。自牛頓時代以來，經典力學和還原論就一直是科學研究的基石。然而，還原論和決定論無法分析和恰當地解釋復雜系統特征性的突現性質。上世紀三四十年代隨著系統科學的發展的不斷深化，逐漸出現了新的發展階段———復雜性研究。到了上世紀六七十年代自組織理論、非線性科學的興起掀起了復雜性研究的第一個高潮。[1]從上世紀八十年代至今，伴隨著協同學、軟系統理論、耗散結構論、混沌理論等理論的出現和持續活躍，又掀起了復雜性研究的又一輪高潮，之后便產生了SFI和OCGS理論。當下，有的學者把復雜性研究主要分為三大學派：歐洲學派復雜性研究，以普里高津學派為主要代表；美國學派復雜性研究，以圣塔菲學派為主要代表；中國學派復雜性研究，主要是錢學森學派。   （一）普里高津學派   普里高津學派復雜性研究的主要特點是：在基礎科學層次上———耗散結構論，探索復雜性，理論視角比較高；以自組織理論為其學術旗幟，他們認為復雜性是由于自組織而產生；同時他們對復雜性進行了深刻的哲學審視，提出了許多有代表性的思想。他們把自己的研究明確劃歸復雜性科學。普里高津學派被普遍認為是最早把復雜性研究稱為復雜性科學，并對其進行系統的論述；其次，他們還拓寬了復雜性的意義。對于復雜性傳統的認識是，只有在生命水平以上的層次才會出現復雜性，在物理和化學等領域出現的問題根本談不上是復雜性問題。但是，普利高津從理論層面對其進行了反駁，并證明了，復雜性是客觀世界普遍存在的，同樣包括物理層面，而不同領域的復雜性之間具有顯著的差別；除此之外，“他還首次系統的梳理了復雜性科學的概念體系，也稱為‘復雜性詞匯’，具體包括：非線性、非平衡、衡、遠平衡、穩定性、自發性、不可逆性、有序、無序、反饋、突變、漲落、自組織、耗散結構、信息等。”[2]   （二）圣塔菲學派   圣塔菲學派對世界復雜性研究產生了非常廣泛的影響，獲有“世界復雜性研究中樞”的稱號。該學派以圣塔菲研究所為中心，形成了一個流動的研究群體，世界各地的復雜性研究學者都可以被吸引參與。在這里他們擁有了交流、融合、升華的機會。因此，大量的復雜性研究成果在這里涌現。而圣塔菲自身就是科學前沿涌現出來的一個復雜適應系統。它的主要貢獻有：發展了復雜性研究的自組織論進路；擴展了復雜性研究的信息論進路；豐富了復雜性研究的生成論進路；拓展了復雜性研究的計算機模擬進路；開辟了復雜性研究的涌現論道路。[3] （三）錢學森學派   我國開展對復雜性研究主要是從二十世紀八十年代開始的，研究隊伍比較龐雜，凡是國外一些大的學派，基本上都有跟蹤。但是都不成學派。所謂的中國學派，主要是指錢學森學派。錢學森對中國的復雜性研究最突出的貢獻有兩點：一是倡議和指導了“系統學討論版”的學術活動，推進了國內對系統科學及其相關理論的深入探討；另一個是在上世紀八十年代總結并提煉了“開放的復雜巨系統”理論以及“從定性到定量綜合集成方法”的方法論。正是這一成就使得我國的復雜性研究能夠在世界上獨樹一幟，同時這也是錢學森學派在復雜性科學研究中能夠“獨領風騷，屹立群倫”的根本原因。[4]   二、從三種生物組織水平看生物系統的復雜性   復雜性是生物學具有的固有屬性。生物學系統，不論是從細胞還是到生態系統，都是由許多相互影響的復雜方式所構成的。雖然我們可以獲得許多關于系統的各個構成部分的知識，但是，我們卻很難獲得一個復雜的生物學系統的真正定量的以及整體的知識。尤其是，當整個系統中的某一個組成部分發生改變或者是其所處的環境發生改變時，我們更難以獲得這個系統是怎樣調整其功能的?，F代系統論之父馮•諾依曼早就說過，“闡明復雜性和復雜性概念應當是二十世紀科學的任務，就像十九世紀的熵和能量一樣。”[5]對于生物學而言，目前為止最成功的、最有效的研究方法依舊是還原論思想指導下的描述性的研究方法。然而，當面對大量的有價值的數據信息時，這種方法就有可能會面臨計算機科學中所講的NP———complete問題，同時也不會對整體視野下復雜現象的定量解釋有所幫助。但是，復雜性理論的出現對還原論的假定提出了質疑。它提出了新的概念框架，并且希望能夠引導科學范式的遷移。生物的復雜性體現在各個方面，而我們主要從以下三種生物組織水平上———細胞、中樞神經系統以及自然生態系統，去體驗生物系統中的復雜性問題研究。   （一）細胞系統   細胞是整個生物體系中復雜的一個系統。若干年來，科學家們在還原論方法論思想的指導下，利用不斷革新的生物技術通過對某個基因、某個蛋白質或者是某個生物化學過程進行細致的分析和研究，使得生物學的分子領域取得了劃時代的成就。我們也了解了許多關于基因及其產物如何運作的知識。但是，細胞是一個小而全的功能單位。我們只有綜合細胞中所有基因及其產物的知識，才能知道細胞作為一個整體是如何工作的。這種“綜合”也已經開始研究。例如，當不同的基因決定產物的序列時，一些信號通道的反應就可以被人們所預測。然而，這其中許多通道都是相互聯系的，并且還會有多種調控步驟的層疊，同時又會有許多反饋步驟包含于這些多種調控步驟的層疊之中，這就使得人們對一些反應的預測變得尤為困難。細胞內絕大多數的情況都是相互聯系的。為了從整體上把握這種相互聯系，我們必須找到一個方法去對細胞內的許多組分和產物的等級結構進行分門別類，判定這些組分和產品如何相互影響和被控制，認識多數細胞過程如何適應環境條件的變化以及對變化的條件作出反應。[6]#p#分頁標題#e#   （二）中樞神經系統   作為生命系統的指揮和協調中心———神經系統，其中樞功能結構為大腦，近十年來腦功能的科學研究是復雜科學領域中的一個熱點。大腦的結構十分的復雜。按照空間尺度，它的組織層次可分為：分子、膜、突觸、神經元、核團、回路、網絡、層、投射、系統。在較低的層次上是無法觀察到大腦所表現出來的某些高級功能的。因為，這些高級功能之中有些是由各個單元之間的相互作用而涌現出的集體行為。人的思維規律雖然是不斷變化的，但是在最低層次的客觀規律是不會變化的。腦功能的復雜性首先體現在各神經子系統自身的高度非線性、不穩定性和適應性；其次體現在它們之間相互連接的非均勻性及大規模并行等特點。不僅如此，即使在非常簡單的神經系統中也存在著令人驚異的復雜性，這反映在它們的功能、演化歷史、結構和編碼方式。比如，單個神經元放電的時間序列包含復雜多樣的時間模式，反映了神經細胞內的復雜的動力學過程。[7]   （三）生態系統   地球生態系統被定義為生物和其非生物環境的整合，包含著一種人類和自然界之間存在一個強烈的反饋作用，是一種典型的復雜系統。人們一直試圖了解群落和生態系統水平上的復雜性與穩定性之間的關系。在這里，人們把生態系統看做是一種處于混沌的邊緣或臨界態的適應性復雜系統。生態系統內部的相互作用構成了其有序化、自組織及復雜化的主要動力。這里生態系統被看作一種適應性復雜系統，處于混沌的邊緣或臨界態。其內部作用是生態系統復雜化、有序化及自組織的主要動力。例如，史密斯森熱帶研究所（STRI）的KlausRuetzler領導的研究組對紅樹林生態系統中微生物與營養成分之間的相互關系的研究。他們利用CarrieBow珊瑚礁島上海洋定位站的大量資料，對伯里茲、佛羅里達和巴章馬的長期定位觀察所取得的數據進行了非線性分析。他們的結果說明了紅樹林群落內部和群落之間的營養物質的分布并非是均勻的；土壤的肥力從氨到磷沿狹窄的空間梯度變化；人為的營養富集是主要因子。最后，這項研究說明了自然、農業、水產養殖和城市污染源的變化對紅樹林生態系統中各成分之間脆弱平衡的影響程度，也說明了網絡分析方法有助于綜合相關學科的發現以及模擬生物的復雜性。[8]   三、結語   科學研究的最終目的是為了理解自然世界。自牛頓時代以來，科學研究的基礎一直被還原論和經典力學所占據?？茖W家們無論是在認識論的層面還是在本體論的層面都選取了還原論的方式，試圖將世界的復雜性通過還原，并對其還原的最簡單的組分的分析來得以解決。上個實際五十年代，分子生物學的研究逐漸增多。生物學家們也都是利用還原論的方法，通過對生物系統的還原并對其還原組分的物理和化學性質進行分析來解釋生物系統。在分子生物學研究范式的指引下，生命科學取得了巨大的進展。正如DNA雙螺旋模型的創立人之一克里克（1916—2004）所說，“現代生物學研究的終極目標是用物理和化學原理解釋所有生物現象”[9]。在相當長的一段時間內，生物學的發展籠罩在一種還原論的思想下。然而，自上世紀末以來，基因組學、蛋白質組學、代謝組學以及生物信息學等生物學學科逐漸興起并興盛。這使得一場深刻的革命在生物學領域開始發生。很多生物學家開始逐漸認識到還原論的局限性，都認為復雜的生物系統需求一種新的研究范式的誕生。而復雜性理論恰好就可以提供這一新的概念理論。   對生物學的復雜性研究，從方法論上彌補了以前的單一的還原論模式，從方法論上為生物學的研究指出了新的道路，使生物學的發展由以前的還原論與決定論，走向了新的整體論。盡管，復雜性研究為生物學的研究指出了一個新的方向，但是到目前為止，生物復雜性研究還僅僅是一個開端。生物復雜性研究所面臨的基礎理論框架的建立、跨越多個生物系統的普遍量度、生物復雜性研究數據的、不確定性、彈性和脆弱性、系統分析與分子技術融合的信息處理問題等等將會是21世紀生物復雜性研究的新的挑戰。

在初中生物學教學中，可以讓學生了解到基本的生命科學知識。初中生物學教學已經進入現代化階段，大部分生物學知識教學主要圍繞著生命科學開展。應用完善的生物學教育理念，可以提升初中生物學課堂教學質量，增強學生創新能力與學習能力。在生物學教學中應用生物學教育理念依然受到多方面因素的影響，初中生物學教學需要做好改革工作，從學科教育特性出發，完善生物學理念應用的細節部分，保證初中生物學教學的穩定發展。

一、生物學教育理念對初中生物學教學產生的重要影響

初中生物學教學主要針對生命體發展進行研究，屬于自然科學的教學內容，在生物學教學理念的應用過程中，教師需要遵循生物學科學發展規律，對教學知識進行深入研究，尋找生命發展和生命產生之間的聯系。在確定基礎教學方式后，提高學生對生物學知識的認知能力。在初中生物學教學中，教師要重視生物學教育理念的重要地位，為學生提供獨立的思考空間，增強學生理解能力。我們在對自然科學進行研究中，需要擁有尊重生命和尊重自然的思維。在生物學教學理念出現后，初中生物學教學體系發生了變革，需要讓學生主動學習教學內容，增強生物學學習意識，讓學生具備社會公益感，提升學生的個人修養，為學生的日后發展奠定基礎。

二、初中生物學教學現狀與教學策略研究路徑

（一）初中生物學教學中遇到的問題

從現實角度來看，初中教學過程中，部分教育人員沒有關注學生的實際學習狀態，讓學生被動學習大量的生物學知識，解決學習過程中遇到的問題。但部分學生缺乏主動思考的意識，沒有對生物學知識點進行透徹的理解，從而對學生思維成長造成了影響。另外，生物學教學開展中，教師將重點放在基礎知識學習上，沒有關注學生綜合能力的發展，課堂教學缺乏趣味性，增加了學生的學習負擔。在教學改革背景下，初中生物學教師需要尋找更多路徑，改變傳統教學思維和教學方案，為學生創造理解生物學知識點的環境，解決教學過程中存在的現實問題。教師在研究教學問題時，僅從自身角度出發，忽視了學生的主體地位，過多關注學生課后的鞏固學習。最后，初中生物學教學使用的教學方法缺乏針對性，使學習優異的學生獲得相對較多的學習資源。所以，初中生物學教學需要關注所有學生的狀態，逐漸拉近學生之間的學習差距，幫助學生樹立學習自信，才能達到生物學教學的理想目標。

（二）生物學教育理念下教學策略創新的原因

一、高中生物實驗教學中存在的問題

1．學校、老師對實驗課的重視度不高

大多數生物教師在傳統教學理念的影響下，認為生物實驗教學只是生物教學的一種輔助工具而存在，沒有理論課來的重要．這就導致許多學校的實驗課基本上是講解、背誦實驗目的，實驗原理，實驗器材，實驗步驟，實驗結果，考試時也僅僅是粗略地考查實驗，片面強調實驗操作的熟練化，注重實驗的結果，輕視在實驗中發現問題，分析看到的實驗現象，實驗課淪為一種簡單的實驗技能訓練，而研究方法的探尋不被重視，它的重要科學價值被抹殺．常此以往學生不僅失去了獨立思考的機會，更會變成只會機械背誦，應付考試的機器，創新精神的缺失將更加嚴重．生物學的教學形式迫切需要變革，生物實驗教學急需改進，一定要將生物實驗教學落到實處才能培養出具有創新精神的新時代學生．另一方面，實驗室利用率很低，大都閑置著．大部分學校都有單獨的生物實驗室，但平均利用率很低．學校在進行課程安排時將大部分的時間安排在理論課教學上，學生的實驗課時間被大大壓縮，理論與實踐存在脫節的現象．

2．學校的硬件設施沒有跟上

學校硬件設施的配備與學校對生物實驗的重視程度，學校所在地的經濟文化的發展程度有著極其密切的關聯．總體而言，當前大多數地區的經濟發展程度都可以滿足基本的硬件設施配備需要，只要學校更加重視這方面的教育，加大一定的投入，基本的實驗器材還是可以滿足的．但生物學實驗受外界客觀因素的影響較大．客觀條件的限制是實驗課開設度不高的重要影響因素．有一些生物學實驗需要用到較為先進的觀察儀器，但這些儀器的價格高昂，大多數學校很難拿出足夠的經費引進．另一些實驗需要用到活體，像家兔，小白鼠，蟾蜍等，這些實驗材料的儲存需要找專人看管，投入的人力物力較大．其次，在一些偏遠地區或者比較偏遠的農村，想達到和大城市學校一樣的實驗配備在現有的經濟條件下是不允許的，許多農村中學缺乏實驗課程必備實驗器材，開設實驗課困難重重．

3．缺乏實驗研究意識

當前學校開設的一些生物學實驗，僅僅是從書本中選取一些操作相對簡便，耗費的人力物力相對較少，沒有危險性的最基本的實驗，這已經遠遠不能滿足新課程的需要．理想與現實總是存在一定的差距，當前的生物學教學中存在一些薄弱環節需要加強．

生物學核心概念是高中生物教學的重點，也是高考的重點。下面以人教版必修三教材中“生態系統的結構”一節中出現的兩個核心概念為例談生物學概念教學中應該注意的“前概念”和“概念的外延”兩個問題。   1概念一：生態系統   1.1問題   生態系統的概念的理解是學生學好生態系統的結構、功能和穩定性的基礎。在考試時，學生往往在具體實例分析時判斷不準什么屬于生態系統，什么屬于群落。   1.2問題探討   在實際教學過程中，學生往往只知道生物群落和無機環境構成了生態系統，但缺乏對其前概念的理解以及概念的外延理解，在具體實例分析判斷時才容易出錯。   1.3具體教學設計   教師先引導學生思考“：什么是系統？”學生根據自己的認知水平可能回答不出。在學生思考后，教師總結“：系統是指彼此之間相互作用、相互依賴的組分有規律地結合而成的整體。”然后教師用教材中問題探討中土壤與生物的實例給予解釋，學生很快會理解生態系統概念中“相互作用”的含義。接著再舉教材中的實例提問：動物園里飼養著各種動物，也栽培了多種植物。一個動物園中的全部動物是一個系統嗎？全部動物和植物是一個系統嗎？這樣使學生進一步鞏固對“系統”這一概念的理解。學生在理解了“系統”的概念后，教師進一步引導思考“：系統既然是一個整體，它應該有一個范圍，生態系統的范圍有多大呢？”這時，教師可以指導學生閱讀教材88頁的下面一段有關內容，然后教師總結：“生態系統的范圍有大有小，地球最大的生態系統就是生物圈。”對于生態系統的類型則要求學生自主閱讀了解。接著教師提問：“生態系統既然有邊界，那么，在系統內部能不能實現物質的循環利用呢？”學生思考片刻，教師引導：“如果把我們生活的這個城市看成是城市生態系統的話，冬天時我們呼吸的氧氣都來自城市內部嗎？”學生自然想到冬天城市中多數植物都落葉了不能進行大量的光合作用產生足夠的氧氣，得出氧氣這種物質在系統內不能實現自給自足循環利用。教師接著引導學生思考：“地球與宇宙之間有沒有物質的交換？”學生會回答“：幾乎沒有。”教師接著引導：“對于生物圈這個地球上最大的生態系統來說，物質能不能實現物質循環利用而自給自足？”學生回答：“能”。教師總結“：地球上只有最大的生態系統———生物圈能實現物質的循環利用。”教師提問：“在生態系統內能量（比如光能）能不能循環利用？”學生自然想到：能量必須源源不斷輸入，才能維持生態系統的正常運轉，能量不能循環利用。教師講解了生態系統的概念中的幾個外延后，可以出一個問題讓學生鞏固學生的理解。如：一個陽光明媚的上午，樹林里有一棵倒在地上的枯木，上邊生長了蘑菇、木耳，還有以木材為食的螞蟻等各種生物，這棵枯木構成了什么（生態系統）？枯木上的所有生物構成了一個什么（群落）？   1.4教學反思   生態系統的概念教學中，其前概念是“系統”，通過講述以及舉例讓學生熟悉“系統”的概念是理解生態系統概念的內涵的關鍵，然后引入生態系統范圍、生態系統中物質和能量的利用等生態系統的概念的外延問題，最終使學生能夠全面理解生態系統的概念。   2概念二：生態系統的結構   2.1問題   生態系統的結構包括生態系統的組成成分、食物鏈和食物網。這些很簡單的內容，教師經常強調但學生總是忘記。為什么學生記不住呢？   2.2問題探討   因為教師過于強調讓學生記住這句話，而輕視了生態系統的結構這一概念本身的含義的理解。教學中，教師若先讓學生理解什么是生態系統的結構，理解了這個概念，學生自然就容易記住它所包含的內容了。   2.3具體教學設計   教師先引導學生思考“：什么叫結構？”學生思考半分鐘，但在學生的認知水平上很難回答出來。然后教師逐步引導：“磚混結構的建筑物中包括有哪些組成部分？”學生容易回答出“：包括磚、沙子、水泥等”。在這個認識基礎上，教師總結出結構的概念：各個組成部分的搭配和排列（現代漢語詞典）。教師進一步引導學生思考：“什么是生態系統的結構？”學生回答：“生態系統中各個組成部分的搭配和排列”。教師接著問“：生態系統中有哪些組成成分？這些組成成分之間如何搭配和排列？”引導學生閱讀教材90頁和91頁，可以先提問學生回答，根據學生的回答教師給予引導，然后總結：“組成成分有非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者；生物成分之間通過營養關系以食物鏈和食物網的形式搭配和排列，這些就構成了生態系統的結構。”教師再具體講述組成成分、食物鏈和食物網的具體內容。   2.4教學反思   生態系統的結構概念的理解重點是讓學生理解“結構”這一概念的含義“，結構”是“生態系統的結構”的前概念。只有通過例舉生活中學生熟悉的例子讓學生理解了前概念，本概念也就容易理解，只要理解了概念所包含的含義，即“：生態系統中各個組成部分的搭配和排列”，學生才能夠牢固記住“生態系統的結構包括生態系統的組成成分、食物鏈和食物網”這一本節的核心內容。   3討論   前概念是前科學概念的簡稱，也有人稱為日常概念。它是指個體在正式學習某個科學概念之前已形成的與公認的科學概念相悖的觀念和理解。前概念不僅來自日常生活經驗，而且在教學學習中也會令學生形成前概念。前概念認識的有限性甚至錯誤性影響了科學概念的理解。所以，對于一個新的概念的學習中，需要先學習或糾正學生的前概念，這樣符合學生對新知識的認知規律。另外，概念的外延是全面理解概念，明確本概念與其他概念的相互聯系，建立概念的知識結構的必要條件。在這兩個概念的教學中，教師要注重概念的內涵和外延的理解和實例反饋。概念的引入上要注重學生已有的前概念，由淺入深地在教師的引導下，由學生逐漸接近概念的實質。所以，在教學方法上，注重教師的引導，采用教師提問、適時點撥的方式引起學生的思考，最終把基本概念理解深入，取得了較好的教學效果。#p#分頁標題#e#

【摘要】《普通生物學》涵蓋了生命科學的眾多領域，目前高校的普通生物學在教學過程中非常注重生物學理論、規律和知識點的講述和討論。中國傳統文化博大精深，幾千年的文化其中包括唯物辯證思想和各種涉及生物學的知識。因此，試圖在普通生物學教學過程中不斷融入一些傳統文化，同時達到專業與傳統文化相結合的模式，提高教學質量。

【關鍵詞】傳統文化；普通生物學；教學理念；樸素唯物主義；辯證思想

《普通生物學》具有基礎性、通論性和入門性的特點，課程涵蓋了動物、植物、微生物、遺傳、進化和生態學等內容，幾乎涉及到生物學的各個領域，開設本課程有利于幫助學生了解生命科學的全貌，深刻理解生命的內含，具有普適性?；诖耍陙?，許多高校陸續開設該課程。通過該課程的學習，學生對于生物學的基本原理和知識有一定的了解，為培養“寬口徑，厚基礎”的相關人才打下基礎[1]。作為四大文明古國中唯一傳承至今的國度，我國的傳統文化自成體系、別具一格、成就斐然[2]，其中樸素唯物辯證思想以及傳統文化中對于生命和自然的理解是其中最耀眼的花朵和結晶?！抖Y記》中所述“大道之行也，天下為公”，《論衡•自然》中說：“天地合氣，萬物自生。”《神滅論》“形存則神存，形謝則神滅”是典型的樸素唯物辯證思想的典型代表。本文從普通生物學課程特點以及中國傳統文化所蘊含唯物辯證思想和古人對于生命的認知，結合自身教學實踐，探討在普通生物學教學過程中融入傳統文化，同時初步達到生物專業適應與傳統文化相結合的目的，在提高教學質量的時同，試圖利用傳統文化影響學生。最終實現讓學生更好的理解生命，并為后續課程的學習打下基礎。

1傳統文化思想和生物學理論結合

《普通生物學》的課程講授內容幾乎涉及到生物學的各個領域，涵蓋范圍之廣、基本原理規律之多、學說假說之繁雜在高校各課程之中罕有。單個知識點的學習與掌握并不困難，如果將知識點進行成線成面，系統化，對于低年級的學生，尤其是其學習方法尚未完全建立和哲學思想尚不成熟的時期，則相對困難。學習《普通生物學》得方法容易讓學生固化單個知識點，進而會用形而上學的觀點看待該課程。上述觀點的形成對于《普通生物學》和隨后的專業課的深入學習以及對于自身的成長十分不利。例如，學生對于普通生物學中生命的“生與死”的概念看待的比較固化。陰陽學說脫胎于《周易》，認為世界是物質性的整體，自然界的任何事物都包括著陰和陽，是事物相互對立的兩個方面，而對立的雙方又是相互統一的[3]?！端貑?bull;陰陽應象大論》說“陰陽者，天地之道也，萬物之綱紀，變化之父母，生殺之本始”。陰陽的矛盾對立統一運動規律是自然界一切事物運動變化固有的規律，世界本身就是陰陽二氣對立統一運動的結果。五行學說認為宇宙萬物，都由木火土金水五種基本物質的運行（運動）和變化所構成。它強調整體概念，描繪了事物的結構關系和運動形式[4]。如果說陰陽是一種古代的對立統一學說，則五行可以說是一種原始樸素五元分形集的普通系統論。以陰陽學說中的矛盾對立的觀點看待生命的生死可以幫助學生更好的理解多細胞生物的生長、發育和消亡。在多細胞生物的生長發育過程中，生和死是共同存在、相互依存的。多細胞生物的受精卵或幼體在生長發育過程中，細胞的分化、生長以及程序性凋亡是同時存在的，三者在基因的程序性表達的控制下被精確調控，才能發育成特定的組織、器官和個體[5]。在此過程中，細胞的程序性凋亡（死）和細胞的分化與生長（生）二個矛盾最終以互相合作最終，深合陰陽學說中的事物矛盾對立統一。某些惡性腫瘤的發生與病毒的感染密不可分（HIV與卡波西肉瘤，人類乳頭瘤病毒與宮頸癌，乙型肝炎病毒與肝癌）。病毒能直接作用于細胞基因使其增生或由于機體免疫系統受到抑制，誘發細胞惡性變異最終形成癌癥。惡性腫瘤可以理解為無限增值的細胞，從對立統一的觀點出發，病毒從根本上來說就具有誘發宿主發生惡性腫瘤的傾向，因為只有宿主有更多的細胞的時候，病毒才有更有寄主供自身的繁殖，因為繁殖是任何生物的第一生物學目標。五行學說強調整體概念，描繪了事物的結構關系和運動形式，是一種原始的普通系統論。高血壓、II型糖尿病以及心臟病等疾病，普遍認為是由于先天遺傳、飲食不當、壓力過大以及缺乏運動等原因造成的，從進化和事物矛盾的對立統一的觀點，人類在數百萬年的進化過程中身體已經適應了每天必需長途跋涉的尋食物、由于食物的限制而經常不得飽腹、食物的來源以素食為主樣品百搭、糖類攝入的機會很少[6]。適應上述進化環境過程的人類身體和現代文明提供給人類的生活方式是矛盾的，失配的?；诖?，如果人類長時間在食物充足（尤其是糖類的供應過剩），缺乏運動以及長時間在壓力過大的情形下生活，多數人身患上述疾病就不足為奇了。當學生真正理解上述過程以及所含的哲學道理，能以整體概念看待上述問題，在應付上述失配性疾病的時候會有的放矢得心應手。在生命的進化過程中，真核細胞中線粒體和葉綠體的來源問題是一道邁不出去的坎，同時，線粒體和葉綠體的出現本身在進化過程中就占據著重要位置。真核細胞中細胞核和線粒體以及葉綠體都有自身完整的一套基因組，預示著上述細胞器最初來自不同的生命體[7]。生物學的共生假說可從一定程度上解釋這個問題。在進化的特定時期，體型較大的原核微生物吞噬了光合細菌，尖銳的矛盾，正常的結果體型較大的微生物吞噬并消化了光合細菌或者是光合細菌經過掙扎破胞而出，可事實是矛盾的雙方在進化的特定時候和場合都進行了妥協，光合細菌舍棄了其它組分只保留了葉綠體，后者作為獨立的細胞器保留在體型較大的微生物體內，葉綠體保全了自身的基因，作為保護費葉綠體源源不斷提供糖類物質，而體型較大的微生物體從葉綠體中獲得糖類物質，作為回報提供葉綠體所需要的內環境以及其它所需要的組分。利用整體一概念理解上述問題會簡單很多。

2以傳統文化典籍為切入點引入授課內容

《普通生物學》主要面向高校低年級學生開設的生物學相關專業的專業基礎課或其它專業公共基礎課。高校入學階段的學生對于專業基礎課的學習方法大多尚未建立，學習多停留在以老師授課，課堂觀講，書本為主的階段，缺乏引導式的學習以及自學的能力。在此階段，在新課程的學習中，在每一次授課之前根據課程所授內容以恰當的方式以引入新課程的學習是十分必要的。例1，在講述種群動態與數量調控之始，可引入陶淵明的《歸園田居》中的詩句“種豆南山下，草盛豆苗稀”，借此可清楚的描述物種間的競爭關系，為種群的動態和數量控制的學習做一個很好的引言。例2，在講述動物的行為之初，可引入楊萬里的《宿新市徐公店》中的詩句“籬落疏疏一徑深，樹頭花落未成陰。兒童急走追黃蝶，飛入菜花無處尋”，該詩句清晰的闡明了動物的保護色以及作用?？蔀閯游镄袨榈膶W習奠定一個很好的基礎。例3，《劉向•說苑•第九卷•正諫》中“園中有樹，其上有蟬，蟬高居悲鳴飲露，不知螳螂在其后也！螳螂委身曲附，欲取蟬而不顧知黃雀在其傍也！黃雀延頸欲啄螳螂而不知彈丸在其下也！”正是直截了當的描述了螳螂捕蟬黃雀在后的生態鏈，在講述生態鏈時作為引言是再適合不過的詩句了。

2015年12月5日至6日，第七次全國生物學哲學學術研討會暨生物哲學專業委員會換屆選舉會議在北京召開。會議由北京師范大學哲學與社會學學院、山西大學科學技術哲學研究中心和中國自然辯證法研究會生物哲學專業委員會聯合主辦。來自全國各高校以及科研院所的50余名相關學者參加了會議。從科學哲學的脈絡來看，生物學哲學緣起于邏輯經驗主義范式的發展與衰落。從默頓•貝克納在《生物學模式的思考》(1959)中提出囊括眾多解釋形式于統一意義結構下的生物學模式以來，有關生物學作為科學，其邏輯檢驗以及認識論的、形而上學方面的問題成為對生物學進行哲學討論的焦點。這種另類且飽受爭議的科學哲學門類由此逐漸成型。盡管內格爾、亨普爾等學者期望將生物學哲學納入邏輯經驗主義的框架之下，但依然無法掩蓋其獨特的研究價值，隨著魯斯、赫爾、索博等一批先行者的推動，以及類似邁爾、威爾遜、古爾德這樣的重量級生物學家們的倡導，生物學哲學迸發出難以掩蓋的活力。而在最近幾十年，科學哲學成為一般哲學中越來越居于核心地位的部分，與此同時表現出新的趨勢，那就是科學哲學不僅關注科學性質及其有效性的一般問題，也越來越特別關注具體科學中出現的一些特殊問題，生物學哲學首當其沖。伴隨著生物學在20世紀后半葉里取得的巨大跨越，生物學哲學也與此相伴，突飛猛進，其價值不僅僅在于生物學取得的進展本身，更在于它在實現其跨越的過程中，積極參與到許多影響巨大的公眾議題之內，例如進化、進化的心理學、達爾文主義、克隆等話題，成為眾多公眾以及學術討論的核心，也對哲學產生了引人注目的影響。像是什么類型的過程叫進化，是否道德和意義能夠還原為生物學，生命分子基質的意義為何、人工生命的界定與定義等等此類問題，需要通過哲學視角的參與才能夠得到很好的回答。這些共同構成了生物學哲學研究者們的研究對象和研究使命。在這種良好局面之下，舉辦本次會議能夠加深學術同行間交流，促進觀點碰撞，開拓研究視野，提升國內生物學哲學研究的水平。會議開幕式由北京師范大學李建會教授主持。會議首先邀請北京師范大學哲學與社會學學院院長吳向東教授致詞，并代表北京師范大學哲學與社會學學院對本次會議的舉辦表示衷心祝賀。之后，中國自然辯證法研究會副理事長、北京師范大學科學史與科學哲學研究所所長劉孝廷教授和廣東醫學院生命文化研究院王小燕教授也分別致詞。作為會議主辦方之一，山西大學科學技術哲學研究中心趙斌副教授代表中心主任郭貴春教授、副主任殷杰教授致詞，并預祝會議成功。本次會議選取了30場具有代表性的學術報告，共分為五個場次進行。第一場次主題為“國際生物學哲學研究前沿”;第二場次主題為“進化生物學的哲學問題”;第三場次主題為“生態學的哲學問題”;第四場次主題為“當代生物學哲學中的重大問題”，由國家社會科學基金重大項目“當代生物學哲學中的重大問題”的幾位子課題負責人分別就各自的研究內容進行報告;第五場次主題為“生命的本質、生物學的解釋方式和生物學的理論結構”。

一、國際生物學哲學研究前沿

1．生態學實驗。

中國社會科學院哲學研究所的肖顯靜教授做了題為“生態學實驗的‘自然性’特征分析”的報告。他從生態學實驗的原則及問題的提出，將生態學實驗分為:野外實驗，其特點是回歸自然;操縱實驗，其特點是處理自然;測量實驗，其特點是觀測自然;宇宙實驗，其特點是模擬自然;自然實驗，其特點是追尋自然。他認為生態學實驗與傳統科學實驗的本質區別是將實驗室搬到自然中，在處理的基礎上進行現象的還原，其目標是自然的發現，追求的是科學事實的實在性和自然性。然而自然的復雜性，使得實驗結果的準確性受到挑戰，為此他提出改善生態學實驗的人工建構方面來達到實驗中自然性與建構性的平衡。

2．生物進化與人類認知進化。

北京師范大學生命科學學院的梁前進教授做了題為“生物進化和人類認知進化的邏輯符合性分析”的報告，探究人類起源以及人類進化的緣由、過程和結果中蘊含的科學哲學問題，其中的重點在于探尋生物進化和人類認知發展的邏輯符合性。他引入人類的血型系統進行分析，認為血型系統是在進化過程中決定，而長期的演化形成了不同群體中的遺傳平衡，群體的演變伴隨著血型平衡的打破和新平衡建立。以人類性別進化為例，兩性的起源必有先后，而自然的演化是突破原有格局，產生有罪與無罪之爭、生錯與糾錯、美與和諧的對比過程。自然起源的時序性與人類起源認知的發展高度契合。

3．生物學理論變化。

摘要

初中理科分科教學和綜合教學在江、浙兩省已施行多年。在生物學課程設置、考核方式、學科師資等方面的不同，導致學生在知識本身的維度、學習的主動性以及知識的建構上存在很大的差異。面對課程綜合發展的趨勢，建議初中生物學科降低中考難度，改編教材，加大學科之間的交叉力度，拓展教學資源來源，提升教師專業素質和改變集體備課模式。

關鍵詞

初中生物學教學；分科教學綜合教學；比較和分析

目前，初中理科教學在全國大部分省市實行分科教學，但在浙江、深圳等少數省市實行理科綜合教學。初中理科綜合課程改革始于1991年。期間，河南省及武漢市等也曾參與該教學改革［1］，但最終都因“教師不適應，校長不支持，社會不理解，家長不放心”等原因而終止［2］。對于初中生物學科，到底是綜合教學還是分科教學更能適應學生發展?目前尚未見定論。為此，筆者對江、浙兩省初中生物學教學模式進行了初步的分析和探討。

1生物學教學模式差異

江、浙兩省初中生物學教學模式的差異主要表現在課程設置、考核方式、師資配置等方面。