陸暉

在生物學(xué)家的眼中，生命科學(xué)很有用、很好玩、很神秘，美得簡(jiǎn)直不可思議。但是，對(duì)于很多高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們卻感受不到生命科學(xué)的魅力，缺乏興趣，為了高考，不得不硬著頭皮去啃書(shū)本、試題。作為最接地氣、最具活力的一門(mén)學(xué)科，為什么會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味呢？我以為，是我們自己把天生麗質(zhì)的這門(mén)學(xué)科教得黯淡無(wú)趣，把“生物”教成了“死物”。當(dāng)下我們所要做的，就是在向?qū)W生傳道、授業(yè)、解惑的同時(shí)，充分發(fā)掘生物學(xué)科中美的元素，并有機(jī)地融入教學(xué)之中，把生命科學(xué)的美麗還給學(xué)生，進(jìn)而提升學(xué)生持續(xù)的專(zhuān)業(yè)熱情和興趣。我想結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，談一下我在這方面的嘗試和探索。

一、呈現(xiàn)生命現(xiàn)象的奧妙美

在生命的世界中，有著數(shù)不盡的奇聞趣事和探索不盡的奧妙，教師必須具備深遠(yuǎn)的視界來(lái)對(duì)紛繁復(fù)雜的生命現(xiàn)象進(jìn)行遴選、甄別、整合，充分挖掘各種資源內(nèi)在的魅力和深層次的價(jià)值，有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)與學(xué)生心理需要變化同步的情境，通過(guò)教師生動(dòng)形象的表述，撥動(dòng)學(xué)生的心弦，讓學(xué)生深切感受到“生命真奇妙”，誘發(fā)學(xué)習(xí)情趣，促使其更主動(dòng)、更深入地思考。

比如，為什么“種瓜得瓜，種豆得豆”？生命的遺傳是最復(fù)雜、最浩瀚、最難搞清，又誘惑著人類(lèi)孜孜不倦地去探尋的深邃話題。一百多年來(lái)，從孟德?tīng)柕耐愣箤?shí)驗(yàn)，到肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，到T2噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)，到摩爾根的果蠅實(shí)驗(yàn)，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)、基因是生物遺傳的基本單位的時(shí)候，是何等的歡欣鼓舞！及至沃森和克里克DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，到64個(gè)遺傳密碼子的確立，再發(fā)展至HGP計(jì)劃的實(shí)施，人們又進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，基因的定位和功能難以確定，生物體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能不僅僅是由基因決定的，也是由基因組中存在的大量非編碼信息和非編碼基因共同決定的，遺傳語(yǔ)言的葵花寶典究竟藏在哪呢？

在進(jìn)行“干細(xì)胞”教學(xué)時(shí)，我給學(xué)生們講述了“柏林病人”的故事。蒂莫西·雷·布朗是一名美國(guó)白血病患者，并同時(shí)患有艾滋病，幾乎已經(jīng)到了死亡的邊緣。2007年他來(lái)到德國(guó)柏林找到了胡特醫(yī)生，隨即胡特做出一個(gè)決定：進(jìn)行骨髓干細(xì)胞移植，先治白血病。結(jié)果出人意料，這次移植不僅將號(hào)稱(chēng)“柏林病人”的白血病治愈了，還把他的艾滋病也在不經(jīng)意間給治好了，否定了艾滋病無(wú)法被治愈的殘酷現(xiàn)實(shí)。這是一個(gè)小概率的個(gè)案還是具有普遍性？是可以復(fù)制的還是無(wú)法再現(xiàn)的？原因到底是什么？此時(shí)的課堂鴉雀無(wú)聲，學(xué)生們的眼睛都亮了……

諸多的設(shè)問(wèn)還有：為什么小小的細(xì)胞結(jié)構(gòu)哪怕是原核細(xì)胞都是人工難以模仿制造的？是什么造成了高等植物的光合碳同化有著C3、C4和景天酸代謝等多種途徑？真的只有人類(lèi)的大腦皮層才存在語(yǔ)言中樞嗎？其他動(dòng)物有沒(méi)有人類(lèi)看不到、聽(tīng)不懂的語(yǔ)言？達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)過(guò)時(shí)了嗎？怎么解釋寒武紀(jì)出現(xiàn)的物種大爆發(fā)？在進(jìn)化地位上越高等的生物，是否適應(yīng)能力越強(qiáng)……當(dāng)對(duì)生命奧妙的興趣、熱情一旦轉(zhuǎn)化為恒久不變的志趣、志向的時(shí)候，科學(xué)的種子就悄然播下了，就很可能在學(xué)生建構(gòu)未來(lái)生活時(shí)發(fā)芽、生長(zhǎng)、開(kāi)花、結(jié)果。

二、展示生命理論的和諧美

科學(xué)是規(guī)律的反映，而規(guī)律是美的內(nèi)核，這個(gè)規(guī)律對(duì)于生物來(lái)說(shuō)，就是統(tǒng)一，就是適應(yīng)，就是競(jìng)爭(zhēng)，就是進(jìn)化。從某種意義上說(shuō)，生命現(xiàn)象的規(guī)律與美是相通連的。

例如，光合作用為人類(lèi)和整個(gè)生命世界的生存與發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，是地球上最重要的生化反應(yīng)。在教學(xué)植物的“光合作用”時(shí)，我特地從學(xué)校生物園、地理園里采摘了十幾種不同植物的帶葉枝條讓學(xué)生們仔細(xì)觀察，葉在莖干上的排列無(wú)論是互生、對(duì)生還是輪生，它們自上而下都互不遮擋，形成鑲嵌式的排列，這樣可以使每一片葉子都能接受充足的陽(yáng)光，各美其美，美美與共。學(xué)生們對(duì)這種天然形成的葉鑲嵌以及它的合理性感到驚訝，并且深切地感受到生物的生存與種族的延續(xù)和環(huán)境密不可分，適者生存，否則就會(huì)被自然淘汰。

再比如，1894年Fischer提出酶作用的鎖鑰學(xué)說(shuō)，一把鑰匙對(duì)應(yīng)一把鎖。這一學(xué)說(shuō)對(duì)我們領(lǐng)悟生物特征多有啟發(fā)。僅是在高中生物學(xué)中，涉及“鎖鑰式”一對(duì)一的特異性結(jié)合就達(dá)六、七項(xiàng)之多，例如：膜上載體與運(yùn)輸物、激素與靶細(xì)胞、抗原與抗體、tRNA與mRNA、互利共生等，無(wú)處不在。正是這種類(lèi)似“鎖鑰學(xué)說(shuō)”專(zhuān)一性的規(guī)律，才使得生命活動(dòng)更加有序而高效。以遺傳三大基本定律為例，從一對(duì)等位基因在形成配子時(shí)的分離行為入口，到兩對(duì)及兩對(duì)以上非同源染色體上非等位基因的自由組合行為演繹，再到同一條染色體上不同基因的連鎖行為補(bǔ)充，層層剝繭，由淺入深，渾然一體。竊以為，當(dāng)下的人教版教材沒(méi)有講述摩爾根的連鎖交換定律，是有一點(diǎn)遺憾的，一來(lái)第三定律內(nèi)容并不復(fù)雜，學(xué)生容易理解；二來(lái)將一個(gè)幾近完美的理論體系弄得破碎了?？上驳氖?，幾乎所有的生物老師都不會(huì)忽略第三定律，和諧的理論體系具有不可抗拒的魅力！即使一個(gè)小小的細(xì)胞也是一個(gè)統(tǒng)一的生命系統(tǒng)，不大不小的核質(zhì)比，各種細(xì)胞器的精妙配合（如分泌蛋白的形成），擴(kuò)大生化反應(yīng)面積的方式（如線粒體的嵴和葉綠體的基粒）……它們?cè)诿苓\(yùn)動(dòng)中達(dá)到的高度和諧令人嘆服。

學(xué)習(xí)“生態(tài)工程”一節(jié)時(shí)，課標(biāo)要求學(xué)生掌握的知識(shí)目標(biāo)是理解生態(tài)工程所遵循的若干基本原理。如果讓學(xué)生一下子“生吞活剝”下去這些原理必然會(huì)引起“消化不良”，且教材所舉事例不僅遠(yuǎn)離特區(qū)學(xué)生的地域，更遠(yuǎn)離他們的認(rèn)知。于是我利用學(xué)校開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng)的機(jī)會(huì)，帶領(lǐng)學(xué)生們來(lái)到作為國(guó)家農(nóng)業(yè)高科技園區(qū)的光明農(nóng)場(chǎng)，讓學(xué)生親身實(shí)地考察珠三角地區(qū)獨(dú)創(chuàng)的歷史悠久的桑基魚(yú)塘，深入探明池埂種桑、桑葉養(yǎng)蠶、蠶繭繅絲、蠶沙、蠶蛹、繅絲廢水養(yǎng)魚(yú)、魚(yú)糞肥桑的高效和諧的人工生態(tài)系統(tǒng)，感受我國(guó)勞動(dòng)人民卓越的智慧和創(chuàng)造。在桑田采桑除草，在魚(yú)塘播撒飼料，臨走時(shí)，還帶回了一些農(nóng)場(chǎng)的蟻蠶來(lái)學(xué)習(xí)養(yǎng)蠶。學(xué)生們迸發(fā)出來(lái)的熱情和活躍簡(jiǎn)直讓我始料未及！

三、闡述生物思維的適切美

思維是智慧最集中的體現(xiàn)。縱觀生命科學(xué)發(fā)展史，新的觀點(diǎn)和理論、新的思路和方法、新的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，幾乎每一次重大的突破都與新思維相行相伴。豌豆、果蠅被用作遺傳實(shí)驗(yàn)材料的得天獨(dú)厚，恩格爾曼在探索光合作用中使用水綿和好氧細(xì)菌的絕妙組合，艾弗里、赫爾希和蔡斯經(jīng)典實(shí)驗(yàn)思路的異曲同工，進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說(shuō)、酶的發(fā)現(xiàn)、激素本質(zhì)的探索承前啟后，細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的大膽創(chuàng)設(shè)，這些劃時(shí)代的偉大成就，無(wú)不呈現(xiàn)出思維完善的偉大力量。反觀沃泰默在探索促胰液素、海爾蒙特在探索柳樹(shù)增重來(lái)源實(shí)驗(yàn)中的匠心獨(dú)運(yùn)卻功敗垂成，也無(wú)一不是因?yàn)樗季S走入歧途?？梢?jiàn)，生物思維的適切與否起到了決定性的作用。

教學(xué)“DNA的結(jié)構(gòu)”是在已經(jīng)講授完證明“DNA是生物主要遺傳物質(zhì)”的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之后，我讓學(xué)生思考一個(gè)這樣的問(wèn)題：從DNA結(jié)構(gòu)上來(lái)分析，自然界為什么選擇了DNA作為遺傳物質(zhì)？DNA有哪些作為遺傳物質(zhì)的適切性？引導(dǎo)學(xué)生們從DNA的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)分析：DNA的化學(xué)組成雖然只有四種脫氧核苷酸，但由于分子巨大，所以，排列組合方式多種多樣（4n），貯存大量遺傳信息，體現(xiàn)遺傳物質(zhì)的多樣性；某個(gè)特定的DNA有其特定的脫氧核苷酸排列序列，說(shuō)明遺傳物質(zhì)的特異性；DNA分子中，磷酸根和脫氧核糖交替排列的“樓梯扶手”框架很穩(wěn)定，A和T、C和G之間“樓梯臺(tái)階”的氫鍵累積也很強(qiáng)，不易打開(kāi)，表現(xiàn)出遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性；雙螺旋的結(jié)構(gòu)能夠精確地自我復(fù)制，使親代與子代間保持遺傳的連續(xù)性；DNA通過(guò)基因表達(dá)，控制新陳代謝過(guò)程和性狀發(fā)育；在特定條件下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，產(chǎn)生可遺傳的變異。反觀RNA和蛋白質(zhì)，前者分子量小，遺傳信息少，多數(shù)是單鏈，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；后者不能進(jìn)行自我復(fù)制，分子結(jié)構(gòu)也不穩(wěn)定，不能遺傳給后代。所以，這兩者都不適合作為遺傳物質(zhì)。諸如此類(lèi)增之一分嫌長(zhǎng)、減之一分嫌短的生物思維，讓人怦然心動(dòng)。

哈佛大學(xué)的學(xué)子們?cè)f(shuō)生物學(xué)是最難學(xué)的，因?yàn)楸M管生命活動(dòng)有一定的規(guī)律，但其規(guī)律沒(méi)有數(shù)理化的規(guī)律明顯和固定，這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí)要有很靈活的善變通的思維，要能綜觀全局，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)、普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)發(fā)展的觀點(diǎn)、對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)等去看待和解析千姿百態(tài)的生命。因而，在教學(xué)中，教師一定要想方設(shè)法地培育學(xué)生的這種生物思維，或者說(shuō)學(xué)科思維，使生物的每課堂、每次作業(yè)、每次練習(xí)都不是重復(fù)的機(jī)械操練，而是富有縝密性、邏輯性、批判性、探究性、創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，進(jìn)而讓學(xué)生領(lǐng)略學(xué)科思想的魅力與意義。

四、介紹生命改造的創(chuàng)新美

進(jìn)入21世紀(jì)后，生命科學(xué)和技術(shù)的成就正在深刻地改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式和思維方式，以前所未有的姿態(tài)為我們展開(kāi)了一幅波瀾壯闊的生命畫(huà)卷，美侖美奐，光芒四射！教師應(yīng)當(dāng)向?qū)W生展現(xiàn)這幅宏偉的改造生命的畫(huà)卷。

富含胡蘿卜素的金大米、能生產(chǎn)人的胰島素的大腸桿菌、植入了海蜇發(fā)光基因的街邊樹(shù)來(lái)替代路燈……極富魅力的基因工程和蛋白質(zhì)工程，是按人們的預(yù)想有目的地改造生命甚至重新設(shè)計(jì)生命，創(chuàng)造出自然界并不存在而人類(lèi)所期望的具有某種特性的改良物種，其神奇的力量威懾著幾千年來(lái)遠(yuǎn)緣物種間不能自由交配的傳統(tǒng)觀念。獲得具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物、家禽家畜，乳腺或膀胱生物發(fā)生器，基因診斷和治療，分解石油多種成分的“超級(jí)細(xì)菌”等，為人類(lèi)社會(huì)展現(xiàn)出一片光明的前景。

在一次高三生物科學(xué)史的專(zhuān)題復(fù)習(xí)中，我請(qǐng)學(xué)生將中國(guó)人在生命科學(xué)領(lǐng)域的成就羅列出幾條，結(jié)果，很少有學(xué)生能列出三條以上。于是，我就慢慢地開(kāi)始如數(shù)家珍了：1965年，我國(guó)的科學(xué)工作者經(jīng)過(guò)6年多堅(jiān)持不懈的努力，人工合成了具有全部生物活性的結(jié)晶牛胰島素，這是世界上第一個(gè)人工合成的蛋白質(zhì)，開(kāi)創(chuàng)了人工合成生物大分子的時(shí)代；1981年，又人工合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸（酵母丙氨酸t(yī)RNA），在世界上首次人工合成核酸分子；1988年，我國(guó)科學(xué)家人工合成了抗黃瓜花葉病毒的基因，并且將這種基因?qū)霟煵莸茸魑锏募?xì)胞中，得到了抗病毒能力很強(qiáng)的作物新品系；1989年我國(guó)科學(xué)家成功地將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)膈庺~(yú)的受精卵中，培育成了轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)；我國(guó)利用生物工程自行研制的乙肝疫苗在1992年投放市場(chǎng)，在預(yù)防乙型肝炎中發(fā)揮了重要作用……

此時(shí)，學(xué)生聚精會(huì)神，作為中國(guó)人的自豪感、光榮感、使命感一定在心底涌動(dòng)，這些生命改造也定會(huì)成為“擋不住的誘惑”，長(zhǎng)久地印記在學(xué)生們的腦海中，為他們的明天插上騰飛的翅膀。

五、謳歌科學(xué)精神的崇高美

許多生物學(xué)家的一生，在書(shū)寫(xiě)科學(xué)篇章的同時(shí)，處處弘揚(yáng)人的價(jià)值、理想，孜孜不倦地追求社會(huì)的進(jìn)步與和諧，他們的獨(dú)立思考、敢于懷疑、勇于創(chuàng)新、百折不撓、求真務(wù)實(shí)以及他們?cè)诠ぷ魃钪械膮f(xié)作、友愛(ài)、寬容，其本身就是科學(xué)精神和人文精神相結(jié)合的典范。生命科學(xué)的發(fā)展，深深地蘊(yùn)含著科學(xué)家充滿人文主義的態(tài)度和精神，它們和生物知識(shí)密不可分，共同構(gòu)成了高中生物課程不可或缺的教學(xué)內(nèi)容。

我告訴我的學(xué)生，一直貧困如洗的博物學(xué)家拉馬克為了探尋真理，終生奮斗不已，筆不停綴，晚年更是貧病交加，死后連下葬的錢(qián)都是他女兒向別人借的。

我告訴我的學(xué)生，被譽(yù)為“現(xiàn)代遺傳學(xué)之父”的孟德?tīng)栍瞄L(zhǎng)達(dá)8年的豌豆實(shí)驗(yàn)揭示了生物遺傳奧秘的基本規(guī)律，可孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)的遺傳定律在當(dāng)時(shí)并未受到人們的重視，他的論文只是在一家地方性刊物上發(fā)表。一個(gè)世紀(jì)后，三位科學(xué)家在不知道孟德?tīng)柈?dāng)年研究成果的情況下，都準(zhǔn)備好了論文，卻意外地看到了孟德?tīng)柕奈恼?，馬上把榮譽(yù)讓給了孟德?tīng)枴?/p>

我告訴我的學(xué)生，享譽(yù)世界的微生物學(xué)“開(kāi)山鼻祖”荷蘭列文虎克只有初中文化程度，卻用了60年時(shí)間磨了400多個(gè)凸透鏡，自制顯微鏡并觀察顯微鏡下的世界，號(hào)稱(chēng)“一生磨一鏡”，首次看見(jiàn)了顯微鏡下活的細(xì)胞，看到了微生物……

我希望如朱小蔓教授所言：真正優(yōu)秀的教師，都能在自然而然傳授知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生聽(tīng)見(jiàn)知識(shí)背后道德的聲音。

我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森就極力主張科學(xué)工作者應(yīng)該懂得美學(xué)，這有利于他們自身的科學(xué)研究。我們很難想象一個(gè)不“美”的理科老師會(huì)帶出一批“美麗”的理科學(xué)生來(lái)，很難想象從“不美”的理科生群體中會(huì)走出一個(gè)“美麗”的科學(xué)大家來(lái)。因此，在高中生物課堂教學(xué)中，應(yīng)充分調(diào)動(dòng)教師的審美觀念、審美能力、審美情趣，充分地挖掘課程教材所蘊(yùn)含的豐富的美學(xué)因素，去感化和陶冶學(xué)生的審美知覺(jué)、審美理解以及審美注意，引導(dǎo)他們從美的角度來(lái)探索生命科學(xué)的規(guī)律，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)無(wú)疑是大有裨益的。果真如此，生物課堂就美不勝收了！

責(zé)任編輯：肖佳曉

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