●趙廣宇

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》在教學建議中特別提出要“注重生物科學史和科學本質的學習”，其目的是引領學生重溫科學家探索生物世界的歷程，在感受科學精神的同時，學習科學研究的思路與方法，領悟科學思維的方式，理解科學的本質，發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。在高中生物學課程中基于科學史開展教學，教師需要注意：選材少而精，選擇最能反映科學本質和體現(xiàn)科學精神的材料；教學過程循序漸進，遵循科學史的發(fā)展邏輯，層層推進，由淺入深；挖掘育人價值，選擇具有多方面育人價值的科學史，避免就史說史。

人教版必修2“現(xiàn)代生物進化理論的由來”一課簡要介紹了“拉馬克的進化學說”和“達爾文自然選擇學說”的基本要點，教師可以補充相關的生物進化科學史、社會發(fā)展史、科學哲學史等科學史內容，幫助學生更深入地了解進化理論的由來，以形成生物進化的生命觀念。本文以“現(xiàn)代生物進化理論的由來”一課為例，探討如何通過科學史教學發(fā)展學生的生命觀念。

一、設計思路

生物進化是生物學的核心思想之一，生物進化觀是生物學學科核心素養(yǎng)中生命觀念的核心觀念。有關生物進化的理論還影響著人們的思想觀念，是對人們形成正確的自然觀和世界觀有著重要影響的生物科學理論。因此，本節(jié)課將提供相關的生物學科學史料，呈現(xiàn)人類認識生命起源與生物進化的重要歷程，引導學生通過閱讀科學史料，了解人類進化思想的萌發(fā)、形成及最終建立生物進化理論的過程。同時，運用資料分析的方法，領悟在實證基礎上建立、發(fā)展起來的生物進化理論。學生能夠認識現(xiàn)代生物進化理論的形成過程，從而把握生物進化的內涵，樹立生物進化的生命觀念，認同辯證唯物主義觀點，加深對生物科學本質的理解。

二、教學過程

（一）探討圖騰文化，走進學習課題

教師提出問題：中華民族為何自稱為“龍的傳人”？學生主要從文化傳說的角度做出解釋。教師指出：龍是中華民族的圖騰，是中華文化重要的組成部分。在古代原始部落信仰中，認為本氏族人都源于某種特定的物種，該物種是本氏族最古老的祖先，并用來做本氏族的徽號或象征，從而形成了圖騰文化。這反映出原始部落對大自然的崇拜，是人類對生命起源的初始解讀，也是人類歷史上最早的文化現(xiàn)象。那么，生命到底是如何起源的，又是如何演變成現(xiàn)存的各種生物的？由此導入學習的課題。

（二）探尋人類對生命起源和生物進化的認識歷程

1.“神創(chuàng)論”的產(chǎn)生

教師指出：世界上幾乎每一個原始部落對于人、樹木、太陽，以至于對整個世界的起源都有著各自流傳的神話，人們把具有超自然力或強大生育力的生物，如蟒蛇、巨鳥、魚或獅看作是和生命（人）起源有關的動物。隨著人類文明的發(fā)展，國內外都有專門的著作加以論述。

資料1《圣經(jīng)·舊約（創(chuàng)世紀）》有關上帝創(chuàng)造世界的故事：上帝第一天創(chuàng)造了光，第二天造空氣和水，第三天造陸地、海和各類植物，第四天造日、月、星辰和定晝夜、節(jié)令、日子和年歲，第五天造各類動物，第六天上帝按著他的形象創(chuàng)造男人（用泥土吹），然后用其肋骨創(chuàng)造出女人，第七天創(chuàng)造工作完畢，上帝休息，并賜福給第七日，定為圣日。

教師組織學生分析、討論“神創(chuàng)論”的主要論述，學生認為：人類在無法真正認識自然界時，是以超自然的“神”來解釋自然及生命現(xiàn)象的。但是，此類“神”好像都具有生命的特征，類似于“超人”。而具有生命特征的“神”是從何而來的呢？可見，神創(chuàng)論是人類早期文明無法真正從科學的角度認識生物界，從而創(chuàng)造神話來解釋未知的世界，并沒有解決生命的起源問題。

教師總結：在宗教興起以后，早期人類所信奉的具體神靈就是萬物的創(chuàng)造者，比如，古代希臘的宙斯、雅典娜、波塞冬等神靈。神創(chuàng)論強調的是物種不變論，創(chuàng)造世界是一次性事態(tài)，其結果是一個靜止的世界，唯一的變化只有季節(jié)的輪換與人類世代的更替。

2.唯物主義思想的萌芽

近代科學誕生以前，神創(chuàng)論一直占據(jù)統(tǒng)治地位。但是，隨著科學的發(fā)展開始出現(xiàn)一些不同的觀點。

資料2“自然發(fā)生論”認為，生物是從非生命物質中迅速而直接產(chǎn)生出來的。例如，從汗水中產(chǎn)生出虱子，從潮濕的土壤中產(chǎn)生蛙和老鼠，“腐肉生蛆”等。17世紀，范·赫爾蒙特開出“制造老鼠處方”：把小麥、污濕人汗的襯衣放進容器，以人的蒸汽為能源進行“發(fā)酵”，21天會長出活的老鼠[1]。

學生都認為該理論的想法滑稽，尤其是“制造老鼠的處方”有點荒誕不經(jīng)。教師引導學生比較“自然發(fā)生論”與“神創(chuàng)論”的不同之處：自然發(fā)生論是從唯物主義角度闡釋生命的起源，認識到生命與非生命物質之間的關系，對探索生命起源的本質有積極的意義。其問題在于“自然界在極短時間內完成了非生命物質向生命的發(fā)展”是不可能的，不能科學解釋生命的起源。

3.生物進化思想的提出

教師說明：隨著文化啟蒙運動的興起，生物科學得到迅猛發(fā)展，關于現(xiàn)存生物和化石生物的資料逐漸豐富。少數(shù)生物學家開始質疑“神創(chuàng)論”，提出了進化的觀點或思想。

資料3 18世紀中葉，法國博物學家布豐觀察化石的分布，發(fā)現(xiàn)兩類事實：①化石材料，古代生物和現(xiàn)代生物有明顯區(qū)別；②比較解剖學發(fā)現(xiàn)存在著不完善、沒有用處和退化的器官，例如，豬的側趾雖已失去了功能，但內部的骨骼仍是完整的。因此，布豐提出進化的觀點：生物的物種是可變的，生物的變異是基于環(huán)境影響，環(huán)境變了，生物會發(fā)生相應的變異，而且這些變異會遺傳給后代（獲得性遺傳）。

1762年，瑞士學者邦尼特首先將“進化”一詞應用于生物學中，代表“一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程”的意思。

著名分類學家林奈則認為：不同的物種是上帝分別創(chuàng)造的結果。布豐在他晚年聲明：堅決地信仰圣經(jīng)上所說的關于神創(chuàng)造世界的時間和事實，放棄所有可能與摩西故事相沖突的說法[2]。

學生通過分析認識到：如果所有物種在創(chuàng)世時已經(jīng)完善設計，而且自創(chuàng)世以來沒有發(fā)生過變化，就不可能存在退化器官。因此，布豐等學者依據(jù)生物存在退化器官的事實，推翻了物種不變論。

教師強調：此時，進化的觀點仍在發(fā)展中，并在與神創(chuàng)論的交鋒中積蓄力量。如同時代學者伊·達爾文研究退化器官和痕跡器官后，提出了生存斗爭、獲得性遺傳、性選擇等觀點。但是，當時的宗教和神學派的勢力仍然強大，生物進化的觀點沒有得到普遍認可。

4.基于實證的生物進化理論

布豐之后，法國學者拉馬克系統(tǒng)闡述了“進化學說”，成為進化論的倡導者和先驅，推動了進化理論的發(fā)展。

資料4拉馬克研究巴黎地層化石時發(fā)現(xiàn)：不同的地層出現(xiàn)不同的化石，地層越深，化石和現(xiàn)在的生物距離越遠。他認為是進化的結果，在生命的早期階段，以自然發(fā)生的形式產(chǎn)生簡單的物種；在生命的復雜階段，則是通過環(huán)境的變化引起生物獲得一種新的結構或新的器官得以進化；許多物種在時間上經(jīng)歷了緩慢而逐漸的變化，人就是由較為低等的動物逐漸進化而來的；動物只有不斷調節(jié)自身以適應變化的環(huán)境，才能生存，如果不能與生存環(huán)境保持和諧，就會滅絕；環(huán)境的變化可以使動物產(chǎn)生定向的變異。拉馬克在1809年出版的《動物哲學》一書中，用環(huán)境作用的影響、器官的用進廢退和獲得性的遺傳等原理解釋生物進化過程，創(chuàng)立了第1個比較嚴整的進化理論[3]。

同時期的著名法國動物學家、古生物學家，比較解剖學的創(chuàng)立者居維葉提出了器官相關定律，并在古生物學研究上有杰出貢獻，為建立進化論提供了寶貴材料，但是他本人卻反對生物進化的觀點。

學生分析拉馬克的觀點，認為：拉馬克的理論否定了神創(chuàng)論和物種不變論，即生物都不是神創(chuàng)造的，是由更古老的生物進化而來，奠定了科學生物進化論的基礎。

教師指出：拉馬克否定了神造萬物的概念，以唯物主義和歷史的觀點打擊了神創(chuàng)論和物種不變論，為確立科學的生命觀做出了重大貢獻。并且提出系統(tǒng)性解釋進化的理論，初建生物進化的理論體系，為生物進化論奠定了基礎。但是，拉馬克在說明進化的原因時，用作論證的事實不夠充分，有時憑借臆測，說服力不大，沒有得到當時學術界的認可。所以該時期進化論與神創(chuàng)論的交鋒，仍然是神創(chuàng)論占上風，直到達爾文的理論出現(xiàn)。

資料5達爾文在1831年隨“貝格爾”號軍艦開展環(huán)球科學考察，在5年（1831-1836年）的時間內，他觀察了所到之處的地質礦物和生物類型，深入比較了化石動物和現(xiàn)存動物的相互關系，生物的地理分布及地質期內出現(xiàn)的程序等內容，觀察到生物界普遍存在著個體差異的事實。后來，他研究并總結了運用人工選擇方法獲得家畜和農(nóng)作物新品種的實踐成果，批判地吸取了拉馬克等前輩學者的成果，認識到：生物的種和變種一樣，是由以前別的種演變而來，并非上帝創(chuàng)造的產(chǎn)物，并提出了新的學說——“自然選擇學說”。

同時代的青年學者華萊士也提出了“生存競爭是促使物種進化的動力”的觀點。赫胥黎在達爾文進化論的啟發(fā)下，詳細研究了前人發(fā)現(xiàn)的頭骨化石，找到了從猿到人的過渡類型，并通過比較解剖學和胚胎學的研究，證明人與猿是最近的親屬。德國的博物學家?？藸栠M一步用大量事實證明了“人猿同祖論”，建立了人類起源的譜系樹，并對生物進化論做了清晰的敘述。

學生閱讀材料后，教師再補充1860年牛津辯論會的故事，讓學生感受到“神創(chuàng)論”者與“進化論”者之間的激烈交鋒，引導學生認識到：①“自然選擇學說”論證了地球上現(xiàn)存的生物都由共同祖先發(fā)展而來，它們之間有親緣關系?！白匀贿x擇學說”能夠解釋生物進化的原因，揭示了生物發(fā)展的規(guī)律，創(chuàng)立了科學的生物進化理論。②“自然選擇學說”以自然界的客觀規(guī)律替代了“造物主”的作用，使人們看到人類的由來，對宗教信仰發(fā)生了根本性的動搖。達爾文的進化觀點，不僅成為生命科學的指導思想和辯證唯物主義的哲學基礎，也有力地動搖了當時流行的各種唯心主義觀點。③“生物進化”思想的形成及生物進化理論的建立，不只是幾位天才科學家的貢獻，更是眾多科學家集體智慧的結晶，是人類文明發(fā)展的必然結果。

（三）認同進化理論的基本觀點及其發(fā)展

教師指導學生閱讀資料和教材，了解拉馬克進化學說及達爾文“自然選擇學說”的基本內容，重點掌握“自然選擇學說”的理論體系。

1.拉馬克的進化學說

資料6拉馬克進化學說的主要觀點：①地球上的所有生物都不是神造的，而是更古老的生物進化來的；②生物是由低等到高等逐漸進化的。拉馬克對生物進化原因的解釋包括：①第一定律是“用進廢退”，凡是沒有達到其發(fā)育限度的動物，其任何一個器官使用得愈是頻繁，則該器官愈能逐漸得到加強、發(fā)展并增大；反之，不經(jīng)常使用的器官就會削弱和衰退，并逐漸縮小其能力。②第二定律是“獲得性遺傳”，即環(huán)境變化引起的動物器官變異可以遺傳[4]。

2.達爾文的自然選擇學說

教師講解“自然選擇學說”的主要內容：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。并舉例加以說明：過度繁殖是生物進化的條件，生存斗爭是生物進化的手段、動力，遺傳變異為進化的基礎，適者生存為生物進化的結果。最后形成如下模型：

圖1 達爾文自然選擇學說

教師展示遠古長頸鹿和現(xiàn)代長頸鹿的對比照片，要求學生運用進化理論解釋長頸鹿進化的原因。

三、教學反思

本節(jié)課是沿時間軸線，呈現(xiàn)人類文明史中有關生命起源和生物進化的史料，引導學生在感知人類科學發(fā)展史的基礎上，領悟人類思想發(fā)展的進步史，形成“進化與適應”的生命觀念，并樹立辯證唯物主義的觀點。

（一）充分認識生物進化論在人類文明中的價值

從“神創(chuàng)論”堅持的物種不變論到生物進化論，標志著人類的思想認識由唯心主義向辯證唯物主義自然觀的重大轉變。作為人類智慧偉大結晶的生物進化論，為辯證唯物主義提供了重要的自然科學基礎。正如控制論的創(chuàng)始人維納所說：達爾文的進步觀念所產(chǎn)生的影響不僅限于生物學領域了。所有的哲學家和社會學家都是從他們那個時代的種種富有價值的知識源泉中汲取他們的科學思想的。因此，看到馬克思及其同時代的社會學家在進化和進步的問題上接受了達爾文的觀點，就不足為奇了[5]。說明科學隨著人類社會的產(chǎn)生而萌發(fā)，隨著人類社會的發(fā)展而演化?？茖W進步是人類社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，能夠影響人類的思想觀念，促進人類社會文明的發(fā)展。

（二）辯證地看待人類文明發(fā)展的曲折歷程

受科學技術發(fā)展水平的限制，人類對自然界的認識有著局限性。由神創(chuàng)論到進化論，人類不斷提出新理論、否定舊理論，在不斷自我否定的過程中發(fā)展。而從生物進化學說的提出到形成人們公認的生物進化理論，人們在不斷的爭論中，對舊理論進行修正和擴展，推動生物進化論向前發(fā)展。要客觀地看待不同時代科學家在科學研究中的不足與錯誤，正確評價他們的科學成就，讓學生們充分認識科學發(fā)展的艱辛與曲折。

（三）促進學生科學思維能力的提高

在科學史教學過程中，通過分析科學史料，可以引導學生運用已有的生物學知識對相關信息進行分析、綜合，闡明人們的思維過程，并闡釋理論的合理性，以提高學生的分析、整合、評價等思維能力；在辨析史料的過程中，可以引導學生辯證地認識史料的階段性、局限性和創(chuàng)新性；在運用史料分析現(xiàn)實現(xiàn)象時，可以引導學生樹立實證思想，實事求是、嚴謹治學。因此，通過科學史教學，可以幫助學生潛入史料，析出歷史，深入思考，發(fā)展科學思維。