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  • 对高中生物教材中相关“进化”内容的探究
  • 作者: 来源: 时间:2009-6-19 15:12:31 阅读次 【
  •   “进化”是指事物的演化或发展。它的含义极其广泛,狭义的“进化”就是生物的进化。“生物进化”是指生物种群多样性和适应性的变化,或一个群体的长期的遗传组成上的变化。教材中关于生物进化的内容不仅有专门的章节表述,而且整个教材不管是内容编排还是知识结构上,都折射出进化的思想。于是教材给了我们这样一个课题:我们在进行以人为本的教学过程中,该怎样融人进化的内容和观点,使学生真正理解生命运动的本质从而对生物学有一个全面的、客观的、辨证的认识,使我们的学科思想得到较好的体现,为此,本文主要从以下二个方面来进行探讨。

    一、对教材第七章《生物的进化》的认识:

    在现行教材第七章节中,主要内容:即“现代生物进化理论简介”,并以课外读的形式加入了“中性学说”及“生物的进化过程和分界”。

    从“现代生物进化理论简介”一节的内容编排来看,是在达尔文的“自然选择学说”的基础上,以现代达尔文主义的进化理论为主线,应用了分子生物学和生态学的理论进行分析.涉及到了牛物进化的分子基础和生态条件等内容,并突出强调了决定生物进化的机制是突变、选择和隔离。由于时代的局限,达尔文所建立的以自然选择学说为基础的进化论,从本质上来看是个休进化论。而现代生物学研究表明进化是群体行为而非个体行为,生物在自然界中是以种群的形式存在,种群是生物进化的单位,种群基因频率的变化导致种群的进化,最终导致新物种的形成。这些现代进化观点在本节内容中已有很好的体现。并且在介绍以现代达尔文主义为核心的现代进化理论的同时又以课外读的形式介绍了“中性学说”,这不仅开阔了学生的视野,而且还可以加强他们思维的开放性,使他们了解对于每一个理论都有其局限性,有利于培养他们探究、获取新知识的欲望和对不同相关理论或经验的整合、归纳总结的能力。

    而“生物的进化过程和分界”一节则是对学生初中已有生物起源及进化历程知识的延续和深化,并在此基础上主要讲述了从原始生命到真核细胞以及动植物主要类群出现的进化历程。这可以看成是对以往高中生物教材中“地质年代表”的具体拓展,从而使学生能对生物进化的整个过程有一个全面的认识。同时通过对“生物的分界”(主要是五界说)的介绍,可以使学生认识到现今不同类群的生物是地球上的原始生物经过漫长的进化历程而逐步形成的,并且在对五界生物的主要特征的描述中显示了生物进化的阶段和方向,使原核生物和真核生物、单细胞生物和多细胞生物以及植物、动物和微生物之间的进化关系呈现清晰的脉络。另外,在第七章教材内容及习题中还可涉及下列相关的进化内容:如适应的起源、物种起源的机制、驯化条件下物种的进化、刘农药和抗生素抗性的进化等。

    综上所述,在教材本章内容的编排上,反映出分子生物学在现代生物学中的前沿和主导地位。同时,由进化理论到进化过程的编排,可以使学生在其休进化过程的学习中,用进化理论来指导学习,例如,在学习有关DNA和细胞色素C的进化证据的内容时,可以让学生利用生物进化的理论以及第六章所学内容来思考为什么DNA等大分子物质可以作为生物进化的证据?我们也应看到,本章的编排思路从知识框架和学科思想来看,仍未摆脱传统的由低等到高等、由简单到复杂的渐进认识,但是生命的起源乃至人类的进化依然有许多未解之谜。化石资料表明,生物进化有可能在一定地质历史时期呈现多元化的趋势,面对当前各种学说,教材只是着重介绍了被科学家普遍接受的现代生物进化理论,而并没有融人进化是一个多元化过程这方面的学科思想。

    二、教材中融有的进化内容:

    “进化论是生物学中最大的统一理论”。生命科学各个层次的研究以及各分支学科体系的建立无不以生物进化的理论为指导思想,生物界的复杂现象:形态的、生理的、行为的适应,物种的形成和绝灭,种内和种间关系等现象都只能在进化理论的基础上得到统一的解释,所以生物各学科无不贯穿着进化论的原则思想。高中生物教材的课程目的是揭示生命运动的本质,教材的章节编排其实是围绕着生命的基本特征(绪论所述)展开的,而这些基本特征正是各分支学科研究探讨的中心,由于把进化理论作为统一的指导思想,所以在教材的其他章节中,不难发现也融有大量的涉及进化的观点和内容,各章节中渗透的进化观点与第七章中的进化内容遥相呼应,这些内容也为第七章的专门学习做了准备。下面试从教材编排的角度(即生命的基本特征)来分析整个教材中融入的进化观点。

    第一方面,从组成生命的物质的统一性和结构的统一性来看,由于生命本身有着共同的组成元素和化合物,并以细胞作为共同的结构基础(除病毒),所以教材在有关《组成生物的化学元素》一节中,通过对组成生物体的化学元素的学习,认识到“生物界和非生物界既有统一性又有差异性”,可以通过“生物是从非生物的物质进化来的”这个观点中看出其中的进化必然性。而细胞作为构成生物体的最小的结构功能单位,在对其进行概述的《细胞》一章中,教材在详细介绍了真核细胞与原核细胞的同时,又增加介绍了支原体等一些结构更为简单的原核细胞,使人可以从原核细胞和真核生物的结构比较中了解其中的进化关系。同时,通过“减数分裂是一种特殊的有丝分裂”的描述,有助于人们思考有丝分裂与减数分裂的进化地位、减数分裂出现的进化意义以及二者之间的相互关系。(这二部分内容在第七章中有介绍)

    第二方面,新陈代谢作为生命体最基本的特征,是一切生命活动的基础,教材在《新陈代谢》一章中,首先从“酶的化学成分,l一节,提出了“大多数的酶是蛋白质,而有少部分的酶是RNA’的表述,传统观点认为酶都是蛋白质,其合成受到基因的调控,DNA的复制则需要酶的帮助才能顺利进行,而现在否认了所有的酶都是蛋白质,那么对于DNA, RNA,蛋白质这些大分子物质的化学起源和进化是否具有了特殊的进化意义?在第三节《光合作用》中,教材补充了远古地球上的光合生物(如蓝藻)对于改变地球环境所起的重大作用,从而引出光合作用的出现,臭氧层的形成,对生物的长期进化所起的推波助澜的作用;在《呼吸作用》一节中,教材根据原始地球和现今地球不同的大气条件,从生物进化的角度帮助学生理解有氧呼吸是在无氧呼吸基础上发展而成的,从而有别于以往教学中对有氧呼吸与无氧呼吸这两个概念进行简单机械的比较;对于生物的“新陈代谢类型”的内容,特别值得注意的是教材的小资料中增加了红螺菌这一特殊的光合异养型生物,这样的编排意味着:从地球诞生至今,经历了不同地质年代,而在以此为背景的各种环境条件中,不同的生物面临着不同的生存环境和营养来源,在长期进化发展过程中,生物在自身发生的变异和外界环境条件的共同作用下,逐渐形成不同的代谢类型。(这部分内容在第一七章生物的进化中有了更进一步的论述)

    第三方面,作为生物基本特征之一的应激性,其实也是生物长期进化过程中与环境相协调的结果,应激性作为生理学的概念,其内涵广泛,可以说生命活动的许多调节形式都是应激性的具体表现。在《生命活动调节》一章讲述动物的生命活动调节时,增添了《动物行为产生的生理基础》一节,其中阐述了这样的观点:动物的行为离不开神经的调节,低等动物神经系统较简单,行为大都是较简单的趋性(应激性的一种具体表现形式)、反射和本能神经系统越发达,动物行为表现越复杂,以至高等动物发展为特有的印随、模仿和学习行为。其实这也是进化观点的体现。同时,也有助于我们把进化看成是一种过程,在这个过程中被选择下来的行为,将使动物在增加自身基因在种群基因库中的比例的竞争中获得最大的成功。

    第四方面,在有关《生物的生殖与发育》一章中,按照生殖方式的进化顺序来理解无性生殖和有性生殖,可以反映出事物发展的方向是从低级到高级,从简单到复杂。有性生殖因为结合了两个亲本的遗传物质,与无性生殖相比具有更大的生活力和变异性,所以从进化的观点来看,生物的生殖方式是由无性生殖逐渐向有性生殖过渡,并且现今大多数生物都以有性生殖的方式进行繁殖;在表述生物个体发育这一知识点时。教材又从爬行动物胚的发育过程中出现羊膜的这一知识内容来体现生物进化的观念,羊膜的出现增强了生物对陆地干早环境的适应能力,为脊椎动物的完全陆生奠定了基础,这也体现生物与环境相适应、相统一的生态学观点。

    第五方面.也是生物的最奇特的特征遗传和变异。在达尔文的进化论中,唯一不能得到完美解释的是遗传和变异的本质,所以如果能从遗传和变异角度来认识生物进化,无疑为进化更深层次的解释打下基础。在《遗传和变异》一章中,教材不仅强调了基因突变是生物产生变异的根本原因,是生物进化最初的原材料,也阐明了基因重组是通过有性生殖过程来实现的,基因重组为生物的变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的重要原因之一,对生物进化具有十分重要的意义,这也为第七章解释物种形成作了有力的铺垫。(这一部分内容,在第七章中已有很好的表述)

    最后一个方面也是生物能够在地球上长期生存的必要前提一一必须与环境相协调。在《生物与环境》一章中,以保护色、警戒色和拟态等这些实例,来证明生物在进化过程中,通过长期自然选择而逐渐形成的适应性特征。也就是说。生物对环境的适应是在长期的自然选择的过程中而逐渐形成的,是进化的结果。另外,在“种内关系和种间关系”的内容中,捕食者与被捕食者之间同样体现着协同进化;而群落结构的水平分布和垂直分布,同样也是长期自然选择的结果等等。总之,教材在字里行间告诉我们:只有进化才导致了生物与环境的协调统一。在《生态环境的保护》一章中可以看到,自然资源是生物长期进化的产物,一朝灭绝,便不可能再生,生物的进化是不可逆的,所以,必须重视对自然资源的保护和利用。教材强调了生物多样性的存在价值,只有从进化的角度才能较确切地解释地球上的生物多样性一一正是由于不同的自然环境、不同生物的进化速率,才有不同种类的生物类群存在。

    由此可见,本教材在剖析生命的共同特征过程中,无论在知识结构还是在知识层面上,无不渗透着生物进化的思想。而在达尔文进化论之前,生物学的各分支学科(诸如植物学、动物学、生理学等)本身大都是事实的记载和知识的积累,彼此之间没有联系,进化论使生物学各分支学科成为彼此相互联系的统一体系,并有了共同的理论基础,即生物界发生、发展的内在规律性(高中生物教材的核心思想),同时,各门分支学科又有了共同的明确目标,即都从各个不同侧面研究生命运动及其规律性。这样,生命科学终于成为一门完整的、系统化的、有其自身发展规律的科学了。

    三、在教学中融入进化的观点:

    现代教育要求我们的教学,不仅要让学生掌握科学知识,更重要的是要培养学生对知识的运用和解决实际间题的综合能力.帮助他们树立正确的世界观。生物进化论是一门综合性的学科,也是中学生物学教学中的一个重要的知识点,它所涉及的方面极其广泛,在教学过程中融人进化的内容和观点,从而在较高的层面上来理解生命科学一一因为生物进化论不仅使生物学各分支学科的许多问题得到合理解释,而且其蕴含的进化理念又可作为对生命科学一般规律性问题研究的理论指导。通过对生物进化论的学习,不仅可以帮助学生了解生物进化的一般规律,还可以加深对教材中其他生物分支内容的认识和理解。

    同时,生物的进化过程是一个客观辨证过程,现代进化论可以看作是一门渗透着哲学思想的学科,因为它是建立在生物学其他学科之上并有着很强的理论指导性,它所拥有的进步理念已不仅仅局限在生物学的范畴之内,对于教材中进化内容的研究,有助于我们确立科学的辨证唯物主义自然观。但是,我们也要认识到进化的观点和理念不是在某一堂课或某一章节的教学过程中就能确立的,而是要求我们在平时的生物学教学过程中不断的渗透和潜移默化才能形成的。因为我们的教学目的不仅仅是使学生得到知识的简单累积和叠加,更重要的是使他们对生物学有一个整体的认识,学会一种对事物的综合理解和评价的能力。虽然这种能力的培养有多种途径,但在教学中有关进化内容和观点的融人和渗透却能达到这种效果,是一条很好的途径。当前的生物学课程改革中,除了要不断更新学科内容和变革学习方式外,学科思想的发展也极其重要,而生物进化思想是生物学学科思想中很重要的一个方面。因为“自然科学自身的观念更新推动了自然科学的发展,……,生物科学对整个自然科学最重要的,最值得骄傲的贡献就是进化思想和进化理论。

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