從科學(xué)哲學(xué)的角度看生物進化理論的發(fā)展

顧煒萌

（昆山市柏廬高級中學(xué) 江蘇蘇州 215300）

1 問題的提出

科學(xué)哲學(xué)理論是當代哲學(xué)的一個分支學(xué)科，是從哲學(xué)的角度出發(fā)對科學(xué)知識以及科學(xué)本質(zhì)做出理解與思考。重視科學(xué)本質(zhì)已是國際課程改革的發(fā)展重點，但是目前學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀的發(fā)展水平相對較低?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標準（2017年版）》中給出的教學(xué)建議包括“注重生物學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)”，并在課程標準中列出7條科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵，表明了科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)的教與學(xué)的重要性。生物進化理論是人教版教材《必修2·遺傳與進化》中的重要組成模塊。進化與適應(yīng)觀是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)生命觀念的重要組成部分，也是高中生物學(xué)所特有的觀念。當前的課堂教學(xué)雖重視以科學(xué)史為線索，通過創(chuàng)設(shè)情境以及重溫科學(xué)家的研究過程培養(yǎng)學(xué)生的知識與能力，但是卻忽略了對科學(xué)本質(zhì)的思維訓(xùn)練。下面旨在對進化觀念進行分析，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷思辨以及質(zhì)疑的過程，理解“科學(xué)是什么”這一本質(zhì)問題，達成生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 從科學(xué)哲學(xué)的角度分析生物進化理論

2.1 以進化學(xué)說和進化思想的比較引入

進化學(xué)說的產(chǎn)生首先表現(xiàn)在進化思想的產(chǎn)生和發(fā)展。進化思想認為自然界是可變的，是對自然界的認識，進化學(xué)說則是指對自然界的發(fā)生和變化作出解釋的自然觀。古希臘的學(xué)者認為生命最初是從海中軟泥產(chǎn)生的，生命的存在是連續(xù)的。培根最早提出物種可變性問題，康德提出“傳衍”這一概念。進化思想的發(fā)展過程體現(xiàn)了科學(xué)是在不斷發(fā)展的。學(xué)生通過對進化學(xué)說與進化思想的理解，在發(fā)展史中認識到科學(xué)知識可能隨著研究的深入而改變。

2.2 分析科學(xué)的本質(zhì)——結(jié)合相關(guān)科學(xué)史材料分析生物進化理論的發(fā)展歷程

2.2.1 分析喬治·布豐的進化學(xué)說，理解科學(xué)會受到社會和文化的影響

喬治·布豐作為進化論的先驅(qū)，第一個具體提出進化學(xué)說。布豐通過觀察和研究，對“物種是萬能且是上帝創(chuàng)造”的提出了質(zhì)疑，認為物種是可變的，強調(diào)環(huán)境對生物的直接影響。但是由于宗教勢力的壓迫，布豐不得已放棄了自己的觀點。在進化學(xué)說的發(fā)展過程中，布豐的觀點受到了外界環(huán)境即社會和文化的影響。教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析這部分內(nèi)容，從而使學(xué)生理解布豐在科學(xué)技術(shù)受到限制的時期創(chuàng)造性地提出物種是可變的這樣的理論是有重大意義的。但是，科學(xué)的發(fā)展受到多種因素影響的，教師還要引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)會受到社會和文化的影響的觀念，體現(xiàn)科學(xué)的文化植根性。

2.2.2 分析拉馬克的進化學(xué)說，理解科學(xué)工作采用基于實證的范式

拉馬克于1809年發(fā)表了《動物的哲學(xué)》。拉馬克學(xué)說包含布豐和老達爾文的觀點，其主要觀點包括傳衍理論、進化等級說、強調(diào)生物內(nèi)部的因素是進化的原因。拉馬克的進化學(xué)說尤為強調(diào)環(huán)境在生物進化過程中的作用，提出了學(xué)生熟知的兩個自然法則——“用進廢退”和“獲得性遺傳”。但是，受當時科學(xué)發(fā)展水平的限制，拉馬克的思想局限在假設(shè)階段，由于缺少證據(jù)和有關(guān)材料，部分機制沒有做出科學(xué)性解釋。教師向?qū)W生提出拉馬克對長頸鹿脖子的解釋，引導(dǎo)學(xué)生對拉馬克的觀點加以分析。學(xué)生在閱讀拉馬克的進化學(xué)說的建立過程以及相關(guān)理論的建立時，可以明確地認識到科學(xué)工作需要有令人信服的證據(jù)對相關(guān)理論加以解釋，即通過觀察，提出問題、做出假設(shè)、進行實證、得出結(jié)論。學(xué)生通過對拉馬克的進化學(xué)說的分析，理解科學(xué)工作需要實證的范式加以研究。

2.2.3 分析居維葉和圣·喜萊爾的論戰(zhàn)，理解科學(xué)工作中要高度關(guān)注主觀因素的影響

居維葉認為生物的適應(yīng)是絕對的完美，結(jié)構(gòu)和功能嚴格對應(yīng)，是一個精確的儀器。他相信上帝的智慧，并提出了“生存條件原理”。教師可給學(xué)生提供相關(guān)例子，即居維葉認為魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類的出現(xiàn)的先后順序取決于適合各門類動物生存環(huán)境的出現(xiàn)順序。而圣·喜萊爾則認為所有的動物軀體由相似的結(jié)構(gòu)單元組成。例如，教師引導(dǎo)學(xué)生比較人的上肢和馬、蝙蝠等的前肢，得出：這些動物骨骼的結(jié)構(gòu)基本相似，但是對應(yīng)的功能有所不同。因為當時大多數(shù)博物學(xué)家都相信目的論，因此居維葉在此次論戰(zhàn)中勝利了。教師給學(xué)生提供資料：雖然居維葉利用系統(tǒng)論和類比的原理提出一套完整的動物學(xué)分類原則，但是他深受宗教思想影響，對進化論持批判態(tài)度。通過一場關(guān)于生物的適應(yīng)的解釋的一場論戰(zhàn)，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)宗教與學(xué)術(shù)理論對科學(xué)的發(fā)展有著深深的影響，因此理解科學(xué)工作要高度關(guān)注主觀因素的影響。

2.2.4 分析達爾文的進化理論，理解科學(xué)是創(chuàng)造性的工作及科學(xué)工作依賴觀察和推論

達爾文在農(nóng)、牧品種選育的實踐經(jīng)驗的影響下，在布豐、拉馬克等的研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了自然選擇學(xué)說。學(xué)生了解到：達爾文主要是依靠分析不同地區(qū)的地雀，從而放棄神創(chuàng)論的觀點，得出進化論的觀點。教師在教學(xué)過程中可以增添一些達爾文在完成自然選擇學(xué)說時所進行的大量的觀察和推論，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)工作的嚴謹性和復(fù)雜性。例如，在講解遺傳和變異的內(nèi)容時，提供達爾文在觀察家養(yǎng)和野生動植物時發(fā)現(xiàn)的大量可遺傳和不可遺傳變異，在自己觀察的基礎(chǔ)上提出了如下結(jié)論，即在自然狀態(tài)下顯著的偶然變異是少見的以及否認自然界的不連續(xù)以及否認種的真實性。并引導(dǎo)學(xué)生分析達爾文的相關(guān)觀點，得出：雖然達爾文的進化學(xué)說有些不合適的地方，但是與當時的生物學(xué)水平相關(guān)。達爾文在解釋生存斗爭時提出一切生物都有高速率的增加的傾向，在超過可能生存的數(shù)目時會出現(xiàn)生存斗爭并進行自然選擇。教師在引導(dǎo)學(xué)生分析材料、自主查閱資料，并對相關(guān)資料加以分析，提高學(xué)生的觀察以及分析的能力。學(xué)生根據(jù)教師提供的達爾文提出進化論的過程和方法，從而理解有關(guān)科學(xué)工作依賴觀察和推論的科學(xué)本質(zhì)觀。

2.2.5 現(xiàn)代進化學(xué)說的發(fā)展，科學(xué)知識可能隨著研究的深入而改變

達爾文的學(xué)說形成之后，遺傳學(xué)開始發(fā)展，在遺傳學(xué)相關(guān)理論的支持下，部分學(xué)者開始對進化論中的相關(guān)內(nèi)容進行修正。例如，魏斯曼對達爾文進化論進行篩選，強調(diào)“自然選擇”為進化的主要原因。學(xué)生所熟知的孟德爾以及摩爾根也對進化論加以修正和綜合，修正了融合遺傳的觀點?？茖W(xué)家提出了“適應(yīng)程度”這一概念代替了原有“生存斗爭”的概念，并在不斷的修正和改進之后提出了現(xiàn)代綜合論。學(xué)生在相關(guān)資料中可以發(fā)現(xiàn)，即使達爾文的進化學(xué)說產(chǎn)生了很大影響，但是在科學(xué)的不斷發(fā)展過程中依舊會隨著研究的深入而不斷修正。學(xué)生通過認識達爾文學(xué)說之后進化理論的發(fā)展，認識到人類對科學(xué)的認識也是一個不斷發(fā)展的過程，以此理解科學(xué)知識可能隨著研究的深入而改變的科學(xué)本質(zhì)觀。

2.3 現(xiàn)代生物進化理論中的科學(xué)本質(zhì)觀的總結(jié)

美國的《面向全體美國人的科學(xué)》科學(xué)本質(zhì)觀歸納成三個大框架，即科學(xué)世界觀、科學(xué)探索及科學(xué)事業(yè)。萊德曼對科學(xué)本質(zhì)觀的定義更加具體化。現(xiàn)將人物、科學(xué)史、課標中的科學(xué)本質(zhì)以及萊德曼對科學(xué)本質(zhì)觀的定義列出（表1）。

表1 科學(xué)哲學(xué)角度分析生物進化理論

3 反思與總結(jié)

科學(xué)是人們認識世界的一種方式，這更要求學(xué)生利用科學(xué)解決自然界中的實際問題。生物進化理論的發(fā)展在科學(xué)史上是比較重要的一個部分，也是培養(yǎng)高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵概念。教師引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)哲學(xué)的角度分析相關(guān)生物學(xué)概念，便于學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)觀的理解。教師以生物進化理論的發(fā)展為線索，重視學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀的培養(yǎng)，不僅對本部分知識點的發(fā)展過程加以理解，更能培養(yǎng)學(xué)生真正認識到“什么是科學(xué)”。為了更好地落實課程標準中的科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)的培養(yǎng)，教師首先要理解科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵，對不同的大概念進行梳理，對科學(xué)的發(fā)展過程進行適當?shù)倪€原，將科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)相融合。在對學(xué)生的掌握情況進行考查時，教師可以增添一些科技寫作、科學(xué)探究實驗的設(shè)計等環(huán)節(jié)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。此外，科學(xué)本質(zhì)觀并不是生物學(xué)所特有的觀念，可以將其與物理和化學(xué)等科目相結(jié)合，在跨學(xué)科與學(xué)科融合的基礎(chǔ)上，促進學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的全面及徹底的理解。