史彥杰

摘要：本文聚焦于如何解決課文《自然選擇的證明》的兩大難題：其一是學生對達爾文進化論較為常見地帶有自以為領會實則并不理解的心態(tài)，其二是課文嚴謹而晦澀的語言和環(huán)環(huán)相扣的邏輯有點“勸退”讀者。對此，我?guī)ьI學生通讀了《物種起源》原著和達爾文的傳記等科普讀物，使自己和學生能夠基本建立對該課文所涉及知識的“知識地圖”，以期在專業(yè)知識的背景上理解課文的表述意義，先觀全豹然后窺一斑，從而在歷史意義上理解“達爾文”的誕生意義以及他獨特的思考和表達方式。盡管也提到了他的錯誤，但這是為了幫助同學們更好地理解進化論。

關鍵詞：自然科學論著；知識地圖；理論背景；語言分析；達爾文的錯誤

作為認識世界和改造世界有力的工具和手段，科學卓有成效，因此統編版高中語文選擇性必修下冊第四單元設置了對幾篇自然科學論著的學習，《自然選擇的證明》是該單元的第一篇課文，用詞準確，表達嚴謹，思路清晰，邏輯嚴密，具有很高的科學價值。

但該課文的特殊性質，決定了它有兩個比較普遍的理解上的難題：其一，它是達爾文皇皇巨著《物種起源》的最后一章“綜述和結論”的節(jié)選部分，而且編者節(jié)選的是達爾文對前14章內容的簡述，他羅列和重申了那些支持自然選擇學說的各種事實和論點，并沒有對自己的觀點展開詳細的論述，因而專業(yè)性很強，比如“變種”“亞種”之類的專有名詞令學生困惑不已，以概括為主的論證方式也因“干貨太多”而導致學生難以消化。其二，“物種演化”的知名度太高，“物競天擇，適者生存”已然成為婦孺皆知的常識，學生容易產生“這篇文章不用認真看也能知道最終結論”的心理預期，在達爾文誕生兩百多年后的今天，他的學說缺陷也被暴露出來，這進一步造成了學生莫名的“心理優(yōu)勢”，降低了學生的認知動力。

陳靜靜博士在《學習共同體：走向深度學習》一書中提出：“要進行有效的學習設計，教師要對本學科有系統全面的把握，能夠對本學科的‘知識地圖進行確認，并能夠以大概念為基礎，對學科的系統和框架進行建構?！盵1]大概念是學科的核心，也是課堂的基礎概念?！蹲匀贿x擇的證明》提出的概念有很多，但是大概念應為“自然選擇學說”“遺傳和變異”“物種演化”，其他概念諸如“物種和變種”“物種競爭”“過度繁衍傾向”“本能”“性選擇”“遷徙理論”等都是位于大概念下一層級的較小概念。圍繞著大概念、小概念，我們可以形成關于課文的“知識地圖”，指導學生更快地理清文章脈絡，發(fā)現自己在研讀這篇課文時的迷思，進而幫助學生更好地認識課文背后科學的思維方式。

在對《物種起源》有了較為系統的把握之后，我們可以將課堂主題定為“像達爾文一樣思考”，假設自己是達爾文，從課文和學生自己在教師的指引下查詢到的資料出發(fā)，思考如果要“誕生”一個達爾文，需要在頭腦中填充上怎樣的知識？這符合尼爾森的“逆向設計”，“以始為終”，從學科結果開始逆向思考。[2]在達爾文的理論已經被普遍接受的今天，我們不應滿足于學生對其理論的認同——有生物老師就夠了；我們應該努力讓學生對達爾文及其學術思維有更深刻的理解和接受：達爾文在提出進化論前需要有什么樣的理論準備，他需要反駁怎樣的反對觀點，達爾文本人有哪些時代性的局限？在宏觀把握了課文所涉及到的達爾文的思想之后，我們再返回課文，讓學生多次觸摸文本，在閱讀中思考。

任務一 達爾文提出自然選擇學說前的知識儲備

師：1831年至1836年環(huán)游世界的英國帆船“小獵犬號”（H.M.S.Beagle）之所以名垂千古，完全是因為船上一個技術拙劣的水手——達爾文，那么，這次漫長的旅行，究竟給達爾文什么啟發(fā)呢？

生：小獵犬號一路航行，一路勘測海岸，而達爾文則進行地質勘探，到處搜集動物標本和化石。當然，最著名的是加拉帕戈斯群島——東距南美大陸約1000公里，此地素以達爾文演化論的發(fā)軔地而著稱。群島獨特的氣候和自然環(huán)境，使不同生活習性的動物和植物同時生長繁衍，以至于有“生物進化活博物館”之稱。

生：但是達爾文搜集鳥類標本和化石的時犯了一個錯：他并沒有留心記錄哪只鳥來自哪個島，因為他當時還把它們當成同一物種。回到英國后，當時最杰出的鳥類學家古爾德指出達爾文收集的“三只來自不同島嶼的嘲鶇”實際上屬于三個不同的物種！達爾文大惑不解，忙把小獵犬號的芬雀標本也寄給古爾德。幸虧船員細心，每個標本的產地都做了注明。結果，不同島嶼上的芬雀全部屬于不同的鳥種。這就引出一個重大的問題：為什么如此相似的島嶼會有這么多獨特的物種呢？也許，它們是由最初的芬雀（它們今天有一個更流行的名字“達爾文雀”）演化而來的？！

師：要證明這一點，達爾文還必須證明一個前提：這些達爾文雀的祖先是同一種鳥類，光說它們長得像可不夠。

生：巧的是加拉帕戈斯群島天然適合證明該前提。群島由海底火山噴發(fā)的熔巖凝固而成的一系列小島和巖礁組成，形成時間不長，其景觀為荒涼的熔巖地形，達爾文雀必定是由南美洲的原始種類移居而來的，為了適應不同的環(huán)境，逐漸變成形態(tài)各異的物種。在創(chuàng)立“物種演變”學說時，達爾文豐富的地理學知識幫到了他。他曾對英國地質學家賴爾的《地質學原理》著迷，這本書敘述了地球變遷的宏觀歷史，從地震使土地隆起到火山爆發(fā)形成島嶼，而且達爾文在環(huán)游地球期間確實親身經歷了火山爆發(fā)與地震，用他的話說，“一次強烈地震立刻摧毀了我們的古老想法，象征堅硬穩(wěn)固的大地如今在我們腳下移動，如同覆在液體上的一層脆皮”，從此，地質演變的觀念牢牢扎根。

師：滄海桑田般變化著的地理環(huán)境的確是生物演化的最佳舞臺。但我們距離演化論還有一個關鍵的前提沒有解決：促使物種投入殘酷的生存競爭，以至于逼迫彼此共同進化的動力究竟源于何方？這個動力是達爾文獨自提出來的嗎？

生：不是，這是馬爾薩斯提出來的。他是18世紀英國的經濟學家。他著有《人口論》，提出馬爾薩斯陷阱理論。該理論認為，人類有高速率增加其個體數量的傾向。若不加抑制人類的數量將按照幾何級數增長，速率極其驚人。達爾文無意之間翻閱了這本書，被其理論深深吸引，他以生物學家的直覺敏銳地意識到：何止人類，任何生物都有過度繁殖的傾向！然而，食物和生存資源卻是恒定的，這就必然會導致生存斗爭。他在《物種起源》的第3章詳細解說了這個原理，并列舉了很多實例加以論證：生長于沙漠的植物要通過爭奪水分而生存；槲寄生依附于蘋果樹生活，說它是在和寄主作斗爭也可以吧？槲寄生得靠鳥類傳播種子，所以各類種子植物都得引誘鳥兒前來吞食和傳播它的種子，所以各種植物間也在進行生存斗爭。達爾文還發(fā)現，同一物種間的生存斗爭才是最激烈的。在蘇格蘭，近年來吃槲寄生的槲鶇數量增加，結果使歐歌鶇數量減少；在俄羅斯，亞洲小蟑螂入境后，到處驅趕原有的同屬大蟑螂；在澳大利亞，蜜蜂的引進，很快就使當地的無刺小蜂絕跡；一種野薺菜能取代另一種薺菜。一些植物明明能適應更熱或者更冷的生存環(huán)境，可是為什么它沒能分布到更廣泛的地方呢？簡而言之是因為其他植物的競爭。

生（總結）：可見，達爾文的誕生其實需要很多先決條件：遍布世界的航海冒險，已有的較為科學的地理學、化石學、生物分類學、人口學知識，這些前沿知識要能夠完整地成為達爾文的儲備，只為了偉大思想的破土而出。牛頓說他站在巨人的肩膀上，其實達爾文又何嘗不是如此呢？

任務二 達爾文對質疑的回應

師：《物種起源》盡管一有機會就把基督教的“特創(chuàng)論”批判一番，但是其實上帝創(chuàng)造萬物的觀念在海洋一般豐富的證據面前不堪一擊，達爾文真正要面對的是演化學說本身的理論難點。為此，他站在反對者的立場上提出了一系列質疑，并逐一化解。課文《自然選擇的證明》涉及到哪些質疑？

生：如果生物陷入爭奪資源的嚴峻的生存斗爭，為何還會有很多看似無用甚至累贅的器官誕生，比如華麗的孔雀尾巴，碩大的鹿角？在課文第7段，達爾文提出“性選擇”的概念予以解釋。雄孔雀的羽毛越漂亮，雄鹿的角越大，越能吸引雌性與之交配，因此這些對于生存無利甚至有害，但是對于繁殖有益的性狀就可以被保留下來，這也是自然選擇的特殊一種，而且給自然界帶來了無處不在的美。

生：課文第8段提出，正因為自然選擇的進行方式只是簡單的“適者生存”，所以自然界的一切設計都不是完美無缺的。這應該是針對“神創(chuàng)論”的吧？因為基督教認為上帝創(chuàng)世的目的是建造一個完美的世界供人類欣賞，達爾文否認了自然界的完美，也就否認了這種計劃主義的目的性。

生：接下來的第10段分析本能是如何演化而來的。本能作為一種先天性的能力，不如器官、性狀那么實在，因此要證實它也是進化而來的就很困難。在《物種起源》第八章，作者花了相當大的篇幅描述了幾種特殊的本能，如杜鵑鳥在別的鳥巢內產卵，讓別人幫自己育雛；許多蜂是寄生的；一些螞蟻具有蓄養(yǎng)奴隸的本能；最奇特的是蜜蜂那令人贊嘆的建筑能力。達爾文試圖用“級進原理”解釋，所謂級進原理，可以理解為循序漸進原則。借助歐洲人遍布全世界的探險，達爾文找出了很多中間案例：北美洲的幾種牛鸝鳥也有讓別人為自己育雛的本能，但是還沒有杜鵑這么徹底；一些過徹底的寄生生活的蜂類的身體構造也隨著寄生的習性而發(fā)生了變化；螞蟻畜養(yǎng)奴隸的程度也有所不同，有的螞蟻“奴隸主”完全依賴螞蟻奴隸而生活，連吃飯都不能自理；最后是最令達爾文頭疼的蜂巢，他也找出了比蜜蜂蜂巢更加簡單的土蜂蜂巢和墨西哥蜂蜂巢，幾種蜂巢依次呈現出由簡單到復雜的序列，這讓達爾文信心倍增，認為只要假以時日，連續(xù)、微小的自然選擇也一定能夠使墨西哥蜂的蜂房也進化到極完善的地步。

師：讓我們從理論層面提出兩個反駁。第一條：既然一切物種都是從已有的物種進化而來，那么生命的演化史用簡圖來表示，就會變成一棵枝干龐大而復雜的生命樹，越往根部追溯，物種越基礎、數量也越少，直至最后，提出“萬物共祖”。這個推論在達爾文時代顯得無比瘋狂，因為他必須回答：按照這個理論，物種一定具有一個單一的起源，就是說，每一個物種最初只在一個地方產生，然后再向外遷移?？墒牵芏嗳狈w移能力的動植物都能遍布世界，比如說，在北美洲和歐洲的高山上，有很多相同的植物；非洲的乞力馬扎羅山上也有極地植物。請問：他們的祖先是怎么漂洋過海的？

生：課文第13～15段用“遷徙理論”來解釋物種廣泛的地理分布，不過此處幾乎沒有舉個別的例子，所以我用《物種起源》對應部分補充一下。首先，蝙蝠、鳥類、魚類的遷移能力是很強的；其次，動物也可以在陸地上自由遷移，我們都暫且不展開。再次，我們看看遷徙能力最弱的植物。鳥類是傳播種子最有成效的動物，有的魚被鳥兒吃掉，魚胃里的種子也可以被傳播到另一片陸地。只要有一顆種子偶然飄到環(huán)境適宜的荒地，它就會迅速占領這里，畢竟這里也缺乏天敵。達爾文曾在鹽水中浸泡了很多種子，結果很多隔很久還能發(fā)芽。

師：但是我還是不能想象有什么鳥類，能把北極的植物帶到非洲的雪山上。

生：達爾文用冰期理論進行了解釋。在冰河時期，連炎熱的赤道也會下雪，因此北極的植物可以生長在這里。等到氣候變暖，這些寒帶植物就退回到雪山上了，因為只有那里環(huán)境適宜。沒有高山的地方，自然就滅絕了。

師：看來豐富的地理學知識真是生物研究不可或缺的啊。從理論層面反駁，還有第二條：“自然界沒有飛躍”是達爾文的信條，所有物種都是由其他物種經過細微的漸變演化而來的，可是為什么我們并沒有見到大量的過渡類型呢？比如猴子和人類，其間的區(qū)別是那樣的突出和明顯，而不是彼此混淆不清。請問，猴子和人之間的過渡物種，那個“猴人”或者“人猴”哪去了？

生：參見課文第12段，首先是因為地質記錄極端匱乏，其次是因為“滅絕”在生物演化史上扮演著很重要的角色。一個物種一旦滅絕，就無法重新出現。這就導致了從化石記錄來看，表現為新的物種不斷取代舊的物種，那些改良較少的中間物種滅絕了。

任務三 達爾文的錯誤

師：這兩個理論有一定解釋力，但還是有漏洞。按照達爾文的漸變規(guī)則，中間物種即使不占優(yōu)勢，必然也會在漫長的演化史里占據絕大多數時間吧，為什么就難覓蹤影呢？而且，地質記錄怎么“剛好”就沒有保存下來那些中間物種？有沒有可能，達爾文也會犯錯？

生：達爾文堅持物種漸變論，一再宣稱“自然界沒有飛躍”，但其實物種在合適的條件下，是可以在短時間內突變的。今天的化石記錄完整得多，地球40億年前就有生物了，但是一直沒有任何向復雜前進的跡象。但在距今5.3億年左右，突然出現門類眾多的動物，所有直到今天仍在世的生物形結構都被創(chuàng)造出來了，史稱“寒武紀生命大爆發(fā)”。達爾文認為，寒武紀前會有一個漫長的演化史，其實并沒有。這也可以解釋中間物種的匱乏：它們很有可能本來就沒有持續(xù)很久。

生：達爾文明確反對大陸板塊漂移學說，因此面對南美洲和非洲相同類型的大型動物化石，承認自己無法解釋。我們今天都知道，南美洲和非洲本是一體的，所以兩邊的動物高度相似，后來他們分手了，所以就給達爾文造成了難題。只能說，地球變化之劇烈，甚至遠遠超出達爾文的想象！

生：達爾文最大的遺憾，在于他的遺傳學知識幾乎為零。其實他讀過遺傳學之父孟德爾的論文，只是他完全沒有重視孟德爾的研究成果。課文第2段說“據我看，沒有任何東西可以限制這種緩慢的，并巧妙地使每一種生物造型都能適應最為錯綜復雜的生活條件的力量”，顯然，達爾文把變異理解為一個正確的力量，這力量一定要把生物推向更適應環(huán)境的方向，但他是錯的。變異有可能對生物有益，但也有可能對生物有害。事實上，有害變異為數不少。自然選擇無法推動變異，自然選擇只能淘汰負面變異。

師：如何看待達爾文的以上錯誤？如果你穿越成他，不開兩百年后的上帝視角，你能避免這些錯誤嗎？

生：我感覺生物演化的過程天生就適合用漸變論來解釋，億萬斯年的演化才能造就如此豐富多彩的物種寶庫，如果一開始就接受突變論，那人們也許會覺得生物的進化過于保守了呢！只能說達爾文時期的地質學化石學還不夠完善，導致他遇到解釋不清楚的古生物問題就會本能地甩鍋給地質記錄的不完備性，最終形成了路徑依賴。

生：大陸板塊漂移學說我也很難接受，盯著非洲和美洲的地圖看一會兒就覺得它們本應在一起，這個誰想得到啊。那個時候就算想到了，也不可能潛入大洋底部一窺究竟啊。說到底，一個時代的思想要和這個時代的步伐保持一致。

生：但如果我穿越回達爾文的數學非常好（據說他的數學一般），而又沒有先入為主地輕視神父出身的孟德爾的話，也許能夠改變孟德爾受科學界冷落的境遇？屆時，以我的威望，將遺傳學的發(fā)展再往前推進幾十年，也許會徹底改變今日的生物學？這是一個瘋狂的想象，當然我不是說達爾文應對此負有什么責任，他已經是生物學一座不可企及的豐碑了。

任務四 達爾文的語言

師：作為一篇科學論文。本文的語言力求準確、精練、清晰、明了，試舉例分析。

生：文章開頭：“地質學清楚地揭示，各個大陸過去都曾經歷過巨大的環(huán)境條件變遷，所以我們可望在自然條件下看到生物的變異，如同它們在馴養(yǎng)情況下所發(fā)生的那樣?！薄翱赏笔潜聿聹y，因為這種變異當時還沒有被證實，所以作者沒有用篤定的語氣。但是前文“清楚地揭示”，還是包含有很大的自信的。

生：第3段：“物種只是特征顯著而穩(wěn)定的變種，而且每一物種開始時都只是變種。”兩個“只是”以確定不移的口氣，提出他的觀點：物種和變種其實是一碼事，從而回答了《物種起源》提出的難題：為何變種和物種如此難以區(qū)分？但是他又在第一個“變種”前加了定語“特征顯著而穩(wěn)定”，這就提示我們：在使用時，我們可能更加注重“變種”的“變化”，而注重“物種”那變動不居的一面。所以達爾文仍然保留了“變種”這個概念，并利用“物種”“變種”指出物種概念的兩個對立統一的特性。

生：第10段：“根據同屬內的所有物種都是從一個共同祖先而來，并且繼承了很多共同的性狀這一觀點，我們就可以理解為什么邊緣物種雖處于極不相同的生活條件下，但仍具有幾乎相同的本能?！边@句有很明顯的對比，一些同屬或者同科的邊緣物種，雖然生活環(huán)境極不相同，但是卻在遺傳的作用下保留了相同的本能，除了證明他們擁有同一祖先，我們再也找不到理由來作合理解釋。此外，“幾乎”這個詞也在限定了后文賓語的使用范圍之后，更好地保證了整個判斷的正確性。

師：除了上述特征，達爾文的語言還有什么不那么符合自然科學論文之處嗎？

生：第5段：“總之，自然界是吝于重大革新但奢于微小變異的。”這句話是對前文關于遺傳與變異的總結，其將自然界人格化，仿佛一位創(chuàng)造萬物法則的魔術師，看似有點和科學論文格格不入，但其實更加容易讓讀者理解這類自然規(guī)律，而且無形之中給我一種感覺：自然界不是被動的，相反，很多看似靜默無聲的生物其實是生活得很主動、很積極的。類似的表達還有第7段：“性選擇給了雄性以最鮮艷的色澤、優(yōu)美的體態(tài)和其他華麗的裝飾?！?/p>

生：我發(fā)現他很喜歡提出問題，有時候是自問自答，有時候是反問。例如第2段一連提出了3個反問，力圖表明在漫長的自然選擇里，有利變異因為更利于適者生存而可以保存下來，作者沒有回答這些問題，因為那樣做會使文章非常冗長。而第13段：“為什么生物在整個地質地理、時空分布上呈現著明顯的平行現象呢？其原因在于，生物都是以共同的世代譜系相連接，并且其變異的方式也相同?！边@是典型的設問。

師：達爾文如此頻繁地提出反問和設問，其意圖為何，可以分別加以概括嗎？

生：提出反問時，他比較自信，要么是問題很簡單，或者前文已經給出了比較明顯的答案了；提出設問時，問題就比較復雜和專業(yè)化，他需要進行解答，而且要用設問的方式加以強調?？傊谠O計反問和設問時，達爾文一是為文章的論證服務，二則也是考慮到了讀者的接受能力，《物種起源》畢竟不是科普文，有一定的閱讀障礙。所以他的文章，如果能讀進去，會感覺很有意思。

教學反思

我相信《自然選擇的證明》的教學設計與教學過程給學生留下了即使是生物課也難以獲得的體驗。當然我沒有任何妄議同行的意思，而是說，相比于先給出權威結論、再進行論證，充滿“干貨”的專業(yè)理科課堂，本堂課作為語文課程，重在閱讀和思考。為此我們花了很多時間進行鋪墊，讓學生先閱讀課文，找出自己的疑問（即使是選修生物的同學也會有很多不解），然后打開《物種起源》，挑選相關章節(jié)進行研讀，努力形成關于達爾文學術生涯和《物種起源》的知識地圖。這樣，學生更容易沉浸文本，收獲也更多。這也是“整本書閱讀”，不過因為分了章節(jié)，學生的閱讀量尚在可控范圍之內。相比之下，教師應當具備把握全書的能力，這樣才能提出專業(yè)的指點與分析，能夠帶著學生梳理文本，讓學生感受到科學探索的樂趣，體驗到自己的認知不斷拓展的成就感。事實上，學生的創(chuàng)造力一旦釋放，能夠帶來許多驚喜，如一位同學根據課文第2段，指出“達爾文把變異僅僅理解為正確的力量”的錯誤，這體現了他們扎實的理科基本功，以及靈活運用的能力。能夠找出達爾文隱藏的錯誤，這極大地激發(fā)了學生鉆研的熱情。

本課的結構，是基于“逆向思維”而設計的倒金字塔結構。我之所以把達爾文的學術思考和背景放在前面，而把文本分析放到最后，主要是基于三點考慮：一是遵循從大概念到小概念的認知邏輯，讓學生先把達爾文的思想吃透弄懂，在此基礎上分析文章，免得一上來就在文本和概念的迷宮中走失，不得要領；二是力圖在一個宏觀的維度上理解課文，所以任務二和任務三的提問和回答，其實已經在努力引導學生回歸本文了；三是課堂在本文分析中結束，給學生意猶未盡的“遺憾”，讓他們帶著寫作任務繼續(xù)閱讀，思考，留有一定空白。

這次課堂還有一個特色：探討了達爾文思想出現的社會思想環(huán)境。賴爾、馬爾薩斯、古爾德、休伯……一個個前賢或者在專業(yè)領域內見識廣博的朋友，構成了達爾文復雜思想的光譜，卻都在有意無意之間，幫助達爾文推開了演化論的殿堂之門。事實上，《物種起源·序言》的內容就是羅列“物種起源”思想的發(fā)展過程，各種曾給予他啟示的前輩，他都一一呈現，既是謙遜，又顯嚴謹。結合給達爾文挑錯的環(huán)節(jié)，在這樣廣泛的基礎之上理解達爾文的高度與不足，無形之中教會學生以唯物主義辯證法看待世界的眼光，從語文角度給予他們對科學的別樣理解。

最后，教師應給學生留下一個寫作任務，比如說：閱讀《物種起源》或其他自然科學科普類的書籍，按照《物種起源》的“緒論”中提出來的原則：“所討論的任一點都必須用事實來支撐”，寫一篇書評，用恰當的方式呈現自己的學習成果。

注釋：

[1]陳靜靜.學習共同體：走向深度學習[M].上海：華東師范大學出版社，2020：119.

[2]李美鳳，孫玉杰.國外“設計型學習”研究與應用綜述[J].現代教育技術，2015（7）：12-18.