中学教师培训生命科学的基本观念与艺术.doc

初中生物学习兴趣的培养(初中生物单元教学设计中的兴趣元素)生命科学学院 胡家会教授（;兴趣教学是生物教学的老大难问题，也是新问题。可以通过不同的方法与手段等，来培养学生的学习兴趣。兴趣教学在生物学教学中地位与作用非常重要，兴趣是最好的老师。这里从更深的层次，也就是生命和生命科学的本身来讨论兴趣问题，即生命和生命科学本身是否蕴藏着丰富的兴趣资源？如何让学生对生物学的学习产生兴趣？什么是生命？生命是从哪里来的？都是科学与哲学的大命题，也是美学与艺术的重大命题。刚刚形成的地球并没有生命生存的基本条件，大约在38亿年前出现了最原始的生命。生命的出现给这个寂静、恐怖的星球带来了生机，生命的不断发展占据了地球的各个角落，又经历漫长地质年代的演化，终于形成了生机盎然、丰富多彩、绚丽多姿的当今生物界。到目前为止，有记录的生物超过200多万种，已绝灭（怎样绝灭的？）和没有被认识（为什么还没有认识？）的生物可能更多（1400-2000万种）。一、生命与生命科学1、生命什么是生命？不同研究领域的学者，会有不同的答案。也许，世界上最令人惊奇的莫过于生命自身。人们可以较容易地区分哪个是生物与哪个是非生物。要回答什么是生命，这是一个科学的问题，也是一个人文的、哲学的问题。人文学家：“生”就是从无到有的过程（是创造和事物的出现），是“无中生有”的过程；“命”是从生到死的过程（期限），就是一个发生、发展与死亡的过程，即从有到无的过程。因此，生命就是一段有限的美丽出现与存在，是一个无中生有然后回归于无的往复而不循环的过程。这个过程是那样的动人、美丽，却又这般艰难、短暂！因此，作为特殊生物的人来说，要好好生活每一天！物理学家：生命的演化过程总是朝着熵减少的方向运动，一旦熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。维基百科指出：生命泛指由有机物和水构成的一个或多个细胞所组成，是一类具有稳定的物质和能量代谢现象（能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界）、能回应刺激、能进行自我复制（繁殖）的半开放物质系统。生物学者：生命是由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。中学阶段所强调的生命特征：生命的运动性、严整有序的结构组成、新陈代谢活动、应激性和适应性、生长发育与繁殖现象、遗传与变异特性等。2、生命科学生物体是生命的载体，是生命的表现形式。生命科学（Bioscience）又简称生物学（Biology），研究生命现象、生命活动规律、生命与环境之间相互关系的科学。实际上，到目前为止国内外尚无明确一致的生命科学的概念，对生命科学的范畴也说法不一。生命科学这个概念，最早由法国博物学家拉马克（Jean-Baptiste de Lamarck）于1802年提出，目前，它的分支主要包括动物学、植物学、微生物学、生态学、解剖学、生理学、生物物理学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、神经生物学、发育生物学、社会生物学等，也包括农业、医学、畜牧、水产、人类学等有关的学科。二、生命科学、兴趣与艺术1、兴趣兴趣是指兴致，对事物喜好或关切的情绪。心理学：兴趣是人们力求认识某种事物或从事某项活动的意识倾向，表现为人们对某件事物、某项活动的选择性态度和积极的情绪反应。兴趣在人的实践活动中可以使人集中注意力，并产生愉快的心理状态。兴趣是最好的老师，如果学生对生物感兴趣，就再也不需要老师了教了，效果还会很好。生命和生命科学本身就具有让学生产生兴趣的内含。2、艺术什么是艺术？简单地说，艺术是用形象来反映现实，但比客观现实更典型性的社会意识形态。艺术（Art）在西文里本义为“人工制作的（artificial）”。认识论认为，艺术是自然界在人的头脑里的反映，是一种认识活动。艺术是人的知识、情感、理想、意念综合心理活动的有机产物，是人们现实生活和精神世界的形象表现。由于人类的某些经历难以用言词来表述，为了表述这些深存内心的、最强烈的感情和思想，就使用一种称之为更敏锐、更精巧的艺术语言来表达。如故事、小说、诗歌、绘画、舞蹈、音乐、电影和电视剧等等艺术形态。实践论认为，艺术是人对自然的加工改造，是一种劳动产物。人类劳动是为了创造物质财富和精神财富，一切艺术都要有一个创造主体和一个创造对象（客体），因此，它既要有人的条件(包括艺术家的自然资禀、人生经验和文化教养)，又要有物的条件(包括社会类型、时代精神、民族特色、社会实况和问题)；此外，还要加上用来加工改造的工具和媒介。因此，艺术既离不开人，也离不开物，它是主客观的统一体。生命科学的知识不仅是认识的产生，更是实践的产物，因此，生命与生物知识也都是艺术的源泉、兴趣的来源。3、生命科学与艺术生物美吗？生物有趣吗？生物是最美的，无论是生物学家、艺术家还是人民大众，没有人会否定生物美的客观存在。科学与艺术的关系是密不可分的吗？随着现代科学技术不断走向深层的探索，科学与艺术、科学与美的古老话题不仅没有被淡忘，反而越来越引人注目。而且，似乎科学越抽象、精密、高深，美的问题就越受到关注，科学之美体现的就越完美。物理学家韦尔(Hermann Weyl)说：我的工作总是力图把真和美统一起来，当我必须在两者中挑选一个时，我总是选择美。科学史学家沙利文(J. W. N. Sullivan )曾经说：引导科学家努力工作的动力，归根结底是对美学冲动的表示，正是这种强烈的艺术美感的冲动，才激发了科学家和科学活动的巨大创造性。李政道：艺术不仅可以帮助和理解深奥的科学理论，而且还可以触发科学家的思想火花。认为科学和艺术的关系与智慧和情感密切关联，伟大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解都需要智慧；没有情感的因素，智慧就不能够开创新的道路！没有智慧，情感不能够达到完美的成果！艺术和科学事实上就是一个硬币的两面，密不可分。杨振宁：自然界具有某种内在的善，内在的神秘性，并可推测还有内在的力，当然更重要的是具有永恒的美。艺术美在科学创造中之所以能起重要作用，是因为真与美之间存在着统一性，肯定真的东西和肯定美的东西是一致的，真的就是美的，美的就是真的（真美）。3、生命科学是艺术、兴趣的源泉所有的生物个体，无论是它的行为、形态、结构与功能都是美的。生物科学之美既是科学的美，又是艺术的，是任何一幅美术作品所无法比拟的自然美，生物体的内在的神秘性更是魅力无限。事实正是如此，任何一个人都不会否认，人体（生物体）是最美的，对于艺术家来说更是如此。其它生物体同样是美丽动人的，也都是艺术家的创作源泉。生物的客观实在性为艺术家的创作提供了丰富的素材。艺术家从不同的角度、不同的层次和不同的感受，运用文学艺术技巧，通过作品的方式体现生物的美。这些作品是艺术之美，更是生物之美。徐悲鸿的奔马图、张大千的虎齐白石的虾、郑板桥的竹此外，文学家用各种生物来形容人体之美、生活之美，形容人的性格时，人的情绪时等大都是用生物来形容。如樱桃小口、柳叶弯眉、虎背熊腰等。如小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头；秋风着意菊丛黄，不怕东篱五夜霜；两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天等等。4、生命科学的艺术美（兴趣的源泉）从个体到群体，从单细胞到多细胞，从低等到高等，从结构到功能，生物体的每一个方面都是科学的，更是艺术的。有时它的奥秘是难以用科学的语言描述的，用艺术的手段描述会更加有效。41 生物的行为美、形态美生命的个体是美的；生物的成群更是美的。42 生物的结构美、功能美生物体是由细胞所构成的，细胞的结构是美的，其功能是更美的。结构与功能相同的细胞构成了组织，其结构与功能能不美吗？美的组织进一步形成器官，你能说器官不美吗？由不同的美的器官与系统构成一个完整的生物体，应当是你说有多美就有多美，用任何的形容词形容都不过分，你说呢？43 生物的生态美草原、森林之美；形态之美与功能之美。三、认识生命科学的基本观念几千年来，人类积累的生物科学知识太多了，怎样才能对生物界、生物科学全部的知识有一个系统的认识。只有对生物科学的思想内容有一个系统的、整体的、深层面的、辩证的了解与掌握，才能把握生物学教学的本质、核心，才能从根本上激发学生的学习兴趣，集中学生的注意力，提高教学的效果。1、生命的物质观生命是物质的，生物与非生物在物质的组成上没有本质的差别，生命与非生命是统一的，即和谐之美、统一之美。从物质的角度来说，从而解决生命的起源问题，即生命是由非生命进化来的，生命起源于非生命，即生命的神秘之美。2、生命的运动观首先，生命表现为物质运动，在符合物质运动的基础上完成生命的运动，比任何一种机械运动都精确的多，即运动之美。其次，生命运动是最复杂、最简单、最有效的循环而不往复的运动，即生命之美。3、生命的进化观生命是由非生命的物质进化而来的，即生命是进化的，在遵循物质变化规律的基础上，完成生命的有规律的进化：即生命由低级到高级、水生等到陆生、简单到复杂等的生命运动规律，即神秘的运动之美。4、生命的生态观生物与环境之间的关系是密切的。细胞器与环境、细胞与环境、个体与环境、群体与环境等。体现的是生命与非生命的统一，在一定程度上也赋予了非生命界的一定的生命性，即和谐、统一之美。四、生物学教学之目的教学目的与不同学习阶段、不同时期、不同国家等而异。随着科学技术的不断发展和社会对人才的需求的改变，对人才观的认识也发生了变化。人才观是指关于人才的本质及其发展成长规律的基本观点，在进行人才培养、教育、使用、考核等方面的工作中都受到某种人才观的影响。学校教育必须树立科学的人才观，培养有才能、有远见，有较强的开拓和创新能力人才，为培养数以亿计的高素质劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖人才打基础。生物科学与艺术、兴趣属于通识教育范畴，即培养学生的思维方式的重要性要远大于具体知识学习的重要性，训练学生学习方法的重要性远大于具体生物学技能的重要性。中学教育是非专业性的、非职业性的、非功利性的、不直接为职业作准备的知识、观念和能力的教育，要使学生在思维、理智、情感、能力等方面得以全面发展。第一，教会学生科学的学习方法，努力培养自学能力。第二，让掌握科学的思维方法，训练创新与发散思维。第三，深刻理解生物科学的思想与规律，培养生命的整体观。第四，增进科学与艺术的认识，提高人才的品味。五、教会学生学习生命科学的方法人类几千年积累的知识就像一片茂密的森林，它的内容丰富多彩。如果一个猎人在不了解这片森林的植被类型、水平分布和垂直结构；不了解要猎取对象的生物学习性、地形地貌和水文情况，没有掌握猎取技术等的情况下，他很难达到猎取的目的。中学教育就是要让学生获得各方面的知识、思想、观念和方法，再通过高等学校专业课的学习才能掌握技术、技巧与技能，才能培养出有思想、厚基础、多技能、创新与探究能力等全面发展的人。首先，要培养良好的学习兴趣。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”要作好学问与生物科学研究，首先要对研究的问题有一种探知的欲望，即有好奇心（知之），才会促使你主动地、积极地学习；同时要对学习与研究的内容或问题产生兴趣（好之），再长时间的学习、研究也感觉不到累；如果把读书学习、钻研问题变成为一种乐趣（乐之），就会在学习工作中获得乐趣，总是使你乐在其中。这样的学习态度才能真正做到“博观而约取，厚积而薄发”，才能达到华罗庚先生一贯主张的“读书要先从薄到厚，再从厚到薄”的科学读书方法。书山有路勤为径，学海无涯乐（苦）做舟。当你获得的众多知识和掌握的考察和分析工具后，将使你拥有自己的意见、情感、态度、价值和观念，它们不是来自父母、同伴、教授的权威，也不是建立在无知、异想天开、或偏见的基础上，而是根据自己可靠的理解和考察、论证和证据的评价而得来的即学会独立思考的习惯。其次，运用知识思考问题。你获得的多学科知识将促使你看到事物包括的深层次的观点、哲学与主题的关系，确定它们各自的适当位置。一个人的智力与能力就像肌肉一样，遵循“用进废退”的原则，经常锻炼的人肌肉强壮而有力，经常运用知识的人，智能就越发展，越能领会各种新观点，并胜任困难的、复杂的和需要高智商的工作。当你学会自己思考之后，你不再是众多琐碎、无聊事实的消极接受者，而是主动寻求知识间关系、解决复杂问题的实践者和成为发现、创新的探索者。心智锻炼将提高你学习专业及其他学科领域的能力，通过学习不同学科而锻炼和扩展你的心智，起初看来很难的东西，如注意力集中的形成、抓住论证的思路、区分主次矛盾、领会新概念等能力，在以后的学习中就都变得容易。当你了解到思维、思考有自身的规范、秩序结构和使用规则时，会帮助你的知识形成体系、思想得到发展，养成系统思考、理性分析的习惯，一旦你养成良好的思维习惯，你就能够胜任每一种工作，更重要是能把这种思维运用于生活，使你的生活会更幸福、有趣味和条理化。良好判断力的形成，主要依靠善于思考和运用众多领域的知识，在你面对压力、扭曲和过分强调的真理面前能坚持独立思考，即教会你如何思考问题和解决问题，也就是说教会你如何正确面对工作和生活。当你掌握了思维方法后，世界发生的任何事情就变得可以理解了，一旦拥有了对众多事件、哲学、程序、可能性的知识，你就会发现生活中的各种现象变得连贯有序、容易理解。其三，运用知识的迁移。在知识爆炸、科学技术快速发展的今天，再好的大学和知名的教授都不可能在四年的时间里教给你现在或将来生活所需要的全部东西，只有通过你自己努力才能获得你随时需要的知识。因此，在大学里不是看你掌握了多少“死”的知识，而是看你学习了多少“活”的思维方式、技能技巧和创新能力。由于知识是建立在已有知识的基础上的，学的东西越多，你能掌握的东西就越多，在学习中使用的策略和养成的习惯才能让你的学习更容易。旧知识是理清和学习新知识的基础，人们通过使用熟悉的、已理解的东西来解释不熟悉的新东西，效果往往最好，你能掌握的东西就越多，学习也能变得更快、更容易。同样重要的是，良好的学习习惯能够从一个学科转移到另一个学科。就样一个优秀的篮球运动员可以很快掌握手球运动的技能一样，这是因为篮球活动已经锻炼出强健的肌肉，提高了运动的灵活性和身体的协作能力，一些篮球技巧也可以转移到手球上。众多不同学科的知识运用、技能练习，将增强你的思考能力，有利于你今后准备从事的任何工作。通识教育所获得知识的特点之一就是它的“笼统性”，笼统性不是模糊性，而是启发性，笼统的知识能增强你的创造性。众多不同学科的知识提供了跨学科观点的孕育，心智的完整性有助于产生新观点、引起新思考，能加深理解。你所储备的知识越多，涉及的知识领域越广泛，知识的笼统性就越大，你的创造性就越多，创新的可能性大。科学家们那些突然的顿悟、天才的火花、看来没有源头的解决问题的办法，实际上是思想对某个问题的长期无意识工作的结果，或者是使用了因为长期学习和积极思考而储存在大脑中的材料所产生的必然结果。大家都知道这样的名言：天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水；机会总是青睐那些有思想（头脑）准备的人。其四，了解知识的系统性。通识教育所获得的笼统知识，为所有新知识的学习提供了背景。笼统的知识种下智慧的种子。智慧把生活看作整体，意思是要发现充分真理的话，就必须探求每个知识领域，知识让你明智地行动，理解人性。你所了解的每个领域都只给出了人或事物的某一方面的知识，排他性和过分强调某个专业研究领域将扭曲人们对现实的正确的、全面的理解。所有知识是个整体，一个统一的整体，每个研究领域不过是这个整体中的很小一部分而已，是实践这些知识的一个角度、一种形式或者一个方法。通识教育对知识整体的学习将产生智慧的全景图，即一张显示事物关系和观点相对位置的宇宙地图。许多人把生命浪费在无休止的困惑和沮丧中，因为他们不了解所遭遇到的事或决定或思想的知识背景。笼统的知识帮助人们理解等级和关系、主体与客体、主要与次要，能认清某些东西比其他东西更宝贵或更重要，哪些东西与其他东西有关或是由其他东西所引起。高明的心理学家明白病人的众多心理问题的不同根源，它们可能是生物学、精神的或是环境引起的，他的掌握的知识越丰富、广泛、条理、清晰，就会有越好的治疗效果。如果他从来没有学过生物学、心理学、教育学和社会学等，他能够治疗病人的疾病吗？其五，让知识增进艺术美、情感美。一个没有受过教育的人怎么能称赞如结晶体、毛细血管吸引、质变、钟乳石等上帝所创造的奇迹呢？笼统的知识帮助你更好地理解福音，认识到它是如何与人性、人的欲望和需要、灵魂的饥饿、思想问题等结合起来。你对人性、历史学、心理学、社会学、文学等了解得越多，你就越能体会到知识、思想能穿透一切的洞察力。它帮助你看到和感觉到自己的缺陷，帮助你自己成更好的公民、更好的配偶、更完美的人。通识教育让你成为好老师，要把你的人生知识和理解传达给他人，与他们进行日常的亲密交流。具有精心培养的心灵的，才会享受自己和艺术，知识让你更聪明，更聪明让你更幸福。你会发现，受教育的、有智慧的人拥有更美满的婚姻，他们的孤独更少，忧郁和心理疾病的比例更低，对生活的满意度会更高。绘画、雕塑、文学、象征主义、风趣、修辞的语言、历史典故、人物与性格、真与美等对那些能理解和欣赏它的人来说是提高修养的手段，也是快乐的源泉。六、知道生命科学的研究方法1、观察与实验法任何科学理论都不会脱离实际而存在。人类对自然规律的认识是建立在对自然事物的观察和实验基础之上的，科学理论是在自然规律的认识基础之上的进一步系统性发展和演绎，为我们正确地解释已知的现象，预见未知的事物提供依据。因此，科学理论从根本上来说是来自于科学的观察和实验，科学理论的正确性又必须得到实践的检验