生命科学的发展及其教育价值.docx

生命科学的发展及其教育价值姓名：熊维维 班级：2014级生物教育专科班 学号:2014133012摘要：生命科学史生动地描绘了生命科学起源和发展的过程。它介绍了生物学的起源、古希腊的科学与哲学、文艺复兴时期的科学革命，以及解剖学、胚胎学、细胞学、微生学物、动物及人体生理学、进化论、遗传学和分子生物学的产生和发展，对西方医学史的内容也有所反映。书中以极为丰富的材料论述了许多生物科学家创造性的劳动，对生物学发展的逻辑和社会历史背景等等重要问题也进行了探讨。它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程，展示了生命科学各个学科形成的历史以及各个学科之间的联系，揭示了自然科学的本质，揭示了每一个知识点的产生过程就是一个探究的过程，在探究性学习中将发挥重要的作用。关键词：生命科学史；教育价值；生物学素养；探究性学习；发展历程、未来展望、生命科学解决的问题一、 生命科学，顾名思义是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。生命科学研究的对象，是整个的生物界，及其与环境的关系，也就是研究生物体生长发育成熟、消亡、物质代谢、能量代谢、衰老的活动、遗传、进化、分布的规律，以及和外界环境相互作用的关系。也就是和气圈、水圈、原始圈的相互的关系。生命科学要从有机体的不同层次，原子、分子、细胞、基因组、个体、群体、生态系统、生态圈结构乃生命现象的本质来揭示生命的奥秘并在揭开生命之谜的同时，探究新的原理、探索新的技术，进行多学科的交叉和渗透，并广泛用生命科学的理论和方法同时把它们广泛地应用到我们的生产生活中。对生命科学的研究的起步，有一种说法是把细胞的发现作为生命科学的起源,另外一种就是将奥巴林的生命起源假说作为生命科学的起源。1677年列文虎克用自己制造的简单显微镜观察到了“细胞此后，罗伯特虎克、贝尔、施莱登、施旺、亨金等一大批西方科学家和学者通过各自的研究不断地发现有关于细胞的作用、细胞的结构、细胞分裂、染色体等内容，为推动生命科学的发展做了巨大的贡献。此外，所谓奥巴林的生命起源假说是指前苏联化学家奥巴林在1922年把生命起源的历史分为三个阶段：第一步，从无机物生成有机小分子；第二步，从有机小分子形成氨基酸、蛋白质、核酸等高分子聚合物；第三步，形成具有新陈代谢、能够自我复制的原始生命体，最终产生细胞。笔者比较赞同前一种关于生命科学起步时间的观点。因为一方面，生命科学的初始研究对象本来就应该是生命本身的组织和结构，发现细胞、研究细胞不妨就看成这样的开始；另一方面，奥巴林提出生命科学起源假说时，是20世纪的第二个十年了，此前，很多生命科学领域的重要研究成果已经出来了，且不说对于生命结构基本单位细胞的研究，就是在生命的组织、系统、单个生物体及生物生存的大环境甚至在染色体、遗传因子方面的研究都已经非常深入了然而，20世纪，是生命科学大发展、大进步、大突破、大创新的一百年。在这一百年的时间里，很多关于生命的谜团不断被揭开，各种理论方法和成果不断出现，使得生命科学领域得到了巨大的发展。20世纪生命科学所取得的第一次革命性的进展是，孟德尔遗传定律及其再发现。此外，摩尔根的基因论，也就是说摩尔根用果蝇做实验，证明了孟德尔提出来的遗传因子，是在细胞内染色体上排列有序的基因，而这个基因它是遗传物质的载体。20世纪中叶，在生命科学里头取得的第二次革命性的进展，一个重大的突破是美国的生物学家沃森和英国的物理学家克里克建立了DNA双螺旋结构的分子模型。值得一提的是：沃森是一个生物学家，他的主要贡献就是确定了两对碱基特异性的配对，表明了可能的遗传物质的复制机制，而克里克作为一个物理学家，他极力主张建立分子模型，他从物理的角度，提出原子的角度和距离，能够最大地控制无形的结构，而且这种规则模型的结构，能够大大地减轻变量的数目，也就是说生物学家和物理学家结合建立了DNA双螺旋结构的分子模型。这被看成是物理学和生物学完美的结合。二、 生命科学领域和未来发展方向早在上世纪80年代，有生物学家把分子生物学（包括分子遗传学）、细胞生物学、神经生物学与生态学列为当前生物科学的四大基础学科。这样的划分，无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋势。遗传学（主要是分子遗传学）不仅当前是生物科学的带头学科，在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。三、 最近几年来，有关生命科学史的译本以及著作开始出现。有的师范院校已将生命科学史纳入课程计划并开始实施，一些中学生物教师也开始认识到生命科学史在中学生物教学中的作用（展示知识发生过程，展现科学精神,展示科学研究方法），并且提出具体做法（创设情境，引入课题；介绍方法，启迪思维；突破教学难点）。1然而，生命科学史中蕴涵的教育价值远不止这些。新一轮基础教育课程确立了“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三位一体的课程目标，生命科学史中蕴涵的教育价值对于实现这样的课程目标具有积极的意义，对于教师教育也具有积极的意义，本文的目的就在于进一步挖掘生命科学史的教育价值。四、生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程生命科学史是一部思想史，它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。这些思想是受当时的文化背景和科学技术水平制约的，生物学新知识的产生，都需要首先从思想方法上有所突破。“物种是演变的”思想的确立就是对“物种是不变的”思想的突破。人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的突破。这些反映了思想氛围影响着人们对事物的认识，如果当时的思想氛围是不科学的，就会导致人们对事物的错误认识。反过来，人们通过对事物的科学探究，获得对事物的正确认识，又会改变人的思想，进而改变思想氛围，使人们对事物的认识产生一次飞跃。生命科学史展示了科学家所处的时代背景，记录着科学家的思想以及思想转变，而科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学习者形成正确的思想具有积极的教育意义。五、生命科学史展示了生命科学各个学科形成的历史，它能够从整体上告诉我们各个学科是在解决什么问题的过程中发展起来的，还能告诉我们各个学科之间的联系。这有助于研究者发现尚未解决的问题和需要进一步解决的问题，有助于学习者建立知识点之间的联系，建构完整的知识结构。遗传学的建立和发展经历了细胞遗传学、群体遗传学、微生物遗传学和分子遗传学等阶段的发展。如果孟德尔不运用数学知识对数据进行统计分析，就不能发现遗传规律；如果没有细胞学的发展，萨顿和鲍维里就不能认识到遗传因子与染色体之间的联系；如果塔特姆不精通微生物知识，基因与酶之间的关系就不能建立起来。总之，如果不依靠各方面的知识，就不可能打开解决问题的思路。遗传学是在解决遗传的规律是什么、遗传物质是什么、遗传物质具有什么结构、遗传物质如何复制和如何控制多肽链的生成等一系列问题的过程中发展起来的，环环相扣，知识体系相当清楚。如果我们在学习中能够循着这样的线索展开，了解这一系列问题的解决过程，那么这一部分的知识结构就建构起来了，而且还可能联系到新的问题上去。六、生命科学史揭示了自然科学的本质生命科学史揭示了自然科学的本质。自然科学从本质上表现出以下特征：定量化、观察、实验、科学过程、在自我更正中完善和积累。定量化的特点是将生命科学和数学结合在一起。孟德尔就是运用数学统计方法对实验数据进行统计分析，才发现分离和自由组合规律的；如果没有群体遗传学家对群体进行研究，建立数学模型，那么自然选择学说的机制也许就不会被揭示。只有对不同环境下获得的大范围的样品进行遗传方差的统计分析，才能将遗传引起的变异与环境引起的变异区分开。精确的定量化使生命科学成为人们公认的真正意义上的科学。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。达尔文建立了以自然选择为核心的进化论，可人们在承认生物进化论的同时，却不愿意接受达尔文对进化原因进行臆想的方法，不满意达尔文对进化机制的解释。德弗里斯将实验方法引入对进化论的研究中，提出了“突变学说”，以此来解释达尔文的自然选择学说。在20世纪的头十年，得到生物学界的广泛接受。然而，1910年，果蝇遗传学的发展表明，果蝇群体中不断发生着突变，却没有产生物种的变化。19121915年细胞学的精确研究，沉重地打击了德弗里斯的学说，他所认为的大规模突变产生的性状实际上是已有性状的复杂重组。细胞遗传学，尤其是群体遗传学的建立，才阐明了自然选择的机制。40年代，在达尔文进化论的基础上，提出了综合进化论。在综合进化论盛行了多年之后，1968年，木村资生提出了“分子进化的中性学说”。1972年，埃尔德雷奇和S.J.古尔德提出了间断平衡论，引起了科学界的重视和研究。进化理论还在发展之中。从进化论的发展可以看出，生命科学知识是在科学家对前人的结论不断质疑、不断证实的基础上进行自我更正的过程中积累起来的。了解生命科学史，对培养研究者和学习者的批判性思维是有积极意义的，同时也能加深学习者正确认识绝对真理和相对真理的关系，从事实中提高哲学素养。七、生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史每一个知识点的产生过程，就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史。这一点已有论述，总之，生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。（过程中包含着思维方式，如好奇心、求知欲、质疑、推理等；过程中包含着研究方法。）创造科学知识的科学家，哪一个不具备广博的知识呢？DNA双螺旋结构模型的建立，汇集了许多不同学科背景科学家的智慧，显示出知识是非常重要的，仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度，二者是统一的，不能割裂开来。没有知识基础怎么创新呢？值得注意的是，新课程改革以来，已经指出了重结论轻过程的弊端，并且提出“新课程把过程方法本身作为课程目标的重要组成部分，从而从课程目标的高度突出了过程方法的地位”。如果把“突出了过程方法的地位”理解为重过程而轻结论，也是极端错误的，因为过程与结论不是对立的。在生物教学中二者必须兼顾并且统一起来。学习生命科学史是能够把结论和过程方法兼顾统一起来的有效途径之一，这样做不仅有助于了解每个知识点的来龙去脉，而且从其中的一些典型事件中可以学习到前人的科学探究方法。八、生命科学史展示了在探究知识的过程中，有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。这个事实表明从事不同学科研究的人，掌握的知识和技术是不同的，而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式（尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力，他们的思想极大地影响了沃森和克里克），他们的合作