系統(tǒng)論思想在高中生物教學(xué)中的滲透

屈燕飛

摘 要 在高中生物（人教版）教材選修三的“生態(tài)工程的基本原理”一節(jié)中，從一道旁欄思考題“你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？”出發(fā)引出系統(tǒng)整體性的原理，在此基礎(chǔ)上整理總結(jié)了高中生物三個模塊中體現(xiàn)整體功能大于部分之和的例子，進(jìn)一步反思了高中生物教學(xué)應(yīng)從哲學(xué)的一個層次——系統(tǒng)論的高度傳授知識。

關(guān)鍵詞 高中生物 系統(tǒng)論 整體與部分

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 課堂意外引出的系統(tǒng)整體性原理

高中生物（人教版）選修三教材中第五章第一節(jié)“生態(tài)工程的基本原理”闡述了生態(tài)工程的五個基本原理，其中有系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理，前者又包括“系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能”和“系統(tǒng)整體性”。系統(tǒng)整體性原理是指系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即1+1>2。對此課本是以珊瑚礁的藻類和珊瑚蟲的營養(yǎng)關(guān)系為例，由于筆者所在的學(xué)校是當(dāng)?shù)氐囊凰攸c高中，學(xué)生的綜合素質(zhì)較高，因此筆者當(dāng)時只是簡單地在課堂上舉了這個例子，沒有注意學(xué)生理解的理解程度?？墒钦n后有部分學(xué)生反應(yīng)他們不理解，所以筆者對這個例子做進(jìn)一步的解釋：

珊瑚蟲是一種產(chǎn)在熱帶海中的腔腸動物，大多群居生活，能夠吸收海水中礦物質(zhì)來建造外殼，以保護(hù)身體，蟲體會一代代死去，而它們分泌的外殼卻長年在一起慢慢形成千姿百態(tài)的珊瑚礁，珊瑚蟲體內(nèi)有藻類植物共同生活，這些藻類靠珊瑚蟲排出的廢物生活，同時給珊瑚蟲提供氧氣。通常情況下，如果珊瑚蟲失去了共生關(guān)系的藻類，就會死亡而導(dǎo)致珊瑚礁逐漸“白化”失去其鮮艷的色彩，進(jìn)而生物的多樣性銳減，從而造成系統(tǒng)的崩潰。因此珊瑚和藻類實現(xiàn)的總體功能大于它們單獨(dú)的功能，簡單來說就是它們彼此共生互利。

接著筆者提出有一道旁欄思考題，“你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？”

之后立刻有學(xué)生回答：“老師，豆科植物的根和固氮菌他們也是互利共生的，還有內(nèi)環(huán)境是由免疫-神經(jīng)-體液這樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的，它維持著生物體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，但這種穩(wěn)定是這三者共同起作用才能達(dá)到的，也體現(xiàn)了1+1>2。”他的回答十分出乎意料。筆者的本意是利用珊瑚礁和藻類的關(guān)系讓學(xué)生舉出高中階段互利共生的例子，但沒有想到學(xué)生還能舉出學(xué)過的其他例子。學(xué)生完全是用系統(tǒng)論思想中整體與部分的關(guān)系在考慮這個問題。

2 整理總結(jié)高中生物三個模塊中體現(xiàn)整體功能大于部分之和的例子

為了更好地理解系統(tǒng)整體性原理，教師應(yīng)該先從整體與部分的關(guān)系入手，整體指由事物的各內(nèi)在要素相互聯(lián)系構(gòu)成的有機(jī)統(tǒng)一體及其發(fā)展的全過程，部分指組成有機(jī)統(tǒng)一體的各個方面、要素及其發(fā)展過程中某一階段。整體與部分就地位而言，整體處于主導(dǎo)地位，統(tǒng)率著部分。就功能而言，整體與部分的關(guān)系有三種情形：① 整體具有部分根本沒有的功能；② 整體的功能大于各個部分功能之和；③ 整體的功能小于各個部分功能之和。高中生物課本中的系統(tǒng)整體性原理的定義僅僅指第二種情形?，F(xiàn)將人教版生物必修中有關(guān)系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子全部找出。

必修1：生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次為：細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體→種群和群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈。把細(xì)胞看成最基本的一個生命系統(tǒng)，組成這個生命系統(tǒng)的成分，如各種細(xì)胞器要相互協(xié)調(diào)、相互分工，這個系統(tǒng)才能完成各種生命活動；由形態(tài)相似，結(jié)構(gòu)、功能相同的細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)聯(lián)合在一起構(gòu)成了組織，組織有了和構(gòu)成它自身細(xì)胞不同的功能……最后大到生物圈，各種不同的生態(tài)系統(tǒng)相互作用構(gòu)成了生物圈，這個生物圈能夠長期維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

必修2：受精作用——精子與卵子的相互識別成為受精卵，這個受精卵分裂分化最終成一個個體；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的最后一組實驗，將R型活細(xì)菌與加熱后殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠內(nèi)，小鼠最后死亡，從死亡小鼠的體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌；DNA分子結(jié)構(gòu)中，雙鏈DNA并不是兩條單鏈的相加，最終獲得的是有功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)物；一個DNA分子是由若干個有遺傳效應(yīng)的DNA片段組成，但最后在生物體的不同部分，并非全部的遺傳性狀都表現(xiàn)出來；染色體結(jié)構(gòu)變異中果蠅的第二種染色體片段沒有重復(fù)的時候表現(xiàn)型是正常眼，重復(fù)時候變現(xiàn)型是棒狀眼；在染色體數(shù)目變異中，與二倍體植株相比，多倍體的植株常常莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加；共同進(jìn)化中兩種生物最終都進(jìn)化出了相互適應(yīng)的生物性狀特征，如課本中某種蘭花和專門給它傳粉的蛾。

必修3：穩(wěn)態(tài)是由免疫-神經(jīng)-體液共同調(diào)節(jié)的結(jié)果；在植物的生長發(fā)育和適應(yīng)環(huán)境變化的過程中，各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素相互作業(yè)、共同調(diào)節(jié)；種群和群落中，種群的一些特征是個體沒有的，不同種群構(gòu)成的群落的特征是種群也沒有的。

3 基于系統(tǒng)論思想的反思

在生物教學(xué)中滲透系統(tǒng)論的思想，要注意系統(tǒng)中整體與部分關(guān)系。如“分子與細(xì)胞”模塊，教材的編排就是把細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，幾個章節(jié)中分別介紹了這個系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能及其發(fā)展；“遺傳和變異”模塊的編排類似于必修1，把基因作為一個系統(tǒng)，按照人們認(rèn)識基因這個系統(tǒng)的過程，介紹這個微觀系統(tǒng)的位置、組成、結(jié)構(gòu)以及功能，最后介紹了人們認(rèn)識這個系統(tǒng)的目的（人們?nèi)绾卫蒙锏幕颍?。生物是一個開放的系統(tǒng)，將生物和生物學(xué)知識體系放在系統(tǒng)的位置上加以認(rèn)識和考察，有利于學(xué)生從整體上把握生物學(xué)知識，從本質(zhì)上理解生物學(xué)知識，使生物學(xué)知識成為一個有明顯結(jié)構(gòu)層次、線條清晰的知識體系。教師在教學(xué)中注重體現(xiàn)系統(tǒng)論的思想和方法，對培養(yǎng)學(xué)生從整體上和本質(zhì)上掌握生物學(xué)知識體系，提高學(xué)科內(nèi)綜合能力等，都具有良好的效果。在教學(xué)過程中，要讓學(xué)生的思想自由地釋放出來，教師要多給予展現(xiàn)自我想法的機(jī)會，相信會有令人意想不到的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏宏森，曾國屏.系統(tǒng)論系統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995.

[2] 桂起權(quán)，傅靜，任曉明.生物科學(xué)的哲學(xué)[M].成都：四川教育出版社，2003.

[3] 關(guān)娟.生物學(xué)科思想論[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2003.

[4] 劉克讓.生物學(xué)科思想再認(rèn)識[J].中學(xué)生物學(xué)，2016（08）：4-5.