生物科學的發展對中學生物課程的幾個影響

生物科學的發展對中學生物課程的幾個影響

生命科學的發展不僅影響到社會發展和個人生活的方方面面，對中學生物課程的改革，從課程理念到課程內容，乃至課程實施的過程和方法，也將產生深刻的影響。研究和反映生命科學的發展對中學生物課程的影響，對面向21世紀的課程改革具有重要意義。

當代生物科學在朝著微觀和宏觀兩個方面向縱深發展。在微觀方面，主要是在分子水平上研究生命過程和現象；在宏觀方面，主要是生態學的研究，特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關注。正如鄒承魯院士《生物學走向21世紀》一文所言，“當前凡是研究生命現象的學科，不可避免地要深入到分子水平去進行本質規律的探討，這使分子生物學很快就滲入生物學的各個領域，改變了整個生物學的面貌；同時也對醫學和農業科學及其應用產生了巨大的影響。生物學的全新面貌最突出地表現在出現了一系列新的分支學科，如分子遺傳學，分子細胞學，分子分類學，分子神經解剖學，分子藥理學、分子病理學，分子流行病學等等，影響到生命科學的所有領域，即使生態學、古生物學和分類學也不例外。……作為生命體基本單位的細胞，和作為生命活動最高形式的神經活動是現代生物學研究的最活躍的領域，但是今天，這兩門學科由於採用了分子生物學的新的研究思想和新的研究手段而獲得新的生命力，研究步伐大大加快，與分子生物學一起發展成為當代生物學研究的三大熱點。”（《面向21世紀生命科學發展前沿》，廣東科技出版社，1996，p.20）。

目前，自然科學正處在一個轉變的時代。同19世紀末一樣，自然科學的最基本的學科——物理學，當前也面臨著一場深刻的革命。從對複雜系統（從生命體到宇宙）的探索中產生的物理學新思潮（非線性、非平衡態動力系統物理學、協同論、耗散結構、自組織、混沌等新理論和新概念）正改變著從牛頓以來的傳統的科學思維方式。複雜系統是非線性的。在複雜系統中，以牛頓力學為基礎的決定論的因果關係和疊加原則失效了。非線性理論的發展，正促使自然科學在方法論上發生從分析式思維到整體式思維的轉變。“整體大於部分之和”，生命是生物整體活動的表現，而不是組成它的部分的性質的疊加。一些理論物理學家已經開始用新的物理學觀點和數學方法來解釋生命及其進化過程。腦和發育也成為他們競相研究的物件。對生命和複雜系統進行探索的非線性科學正在自然科學各領域中興起，逐漸匯成一股潮流。與此同時，對生命的研究反過來又向物理學提出許多新問題、新概念和新的研究領域。例如，貝塔朗菲的一般系統論、維納的控制論等都是在研究生物學問題或受到生物學的啟發而提出的。又如，隨著人類基因組研究取得突破性進展，面對浩如煙海的遺傳資訊資料，如何透過分析和綜合去破譯遺傳語言，從而闡明控制發育的遺傳程式在染色體上的構建和操作規則，以及在進化過程中發生的變化，最終找到某種簡明的數學形式來表述記載在DNA上的遺傳資訊是如何控制生物體的發育的，以及複雜性不斷增加的動態過程，這無疑是對數學、非線性物理學和計算機科學的巨大挑戰。從對生命和複雜系統的研究而出現的這一大趨勢，將影響整個自然科學以及生物學本身的'發展。正是在這種意義上，自然科學歷史舞臺上的角色將發生重大變化，生物學將成為引導自然科學向物質運動的最高層次突破的帶頭學科。

在歷史上，自然科學門類中的學科重心曾發生過由力學向物理學和化學的轉移。而今種種跡象正預示著學科結構重心從物理學向生命科學的新的轉移。新世紀學科重心的轉移必定同解決人與環境的和諧、科學與人文的平衡、科學本身的系統整合有關。“生命科學研究領域有最適合滋生這種新科學啟蒙思想的沃土。18世紀的啟蒙思想在方法論上的特徵有二：一是分析重建法；二是經驗的原則。這兩個特徵支起的方法論框架，作為理性的象徵極有利地推動了自然科學和社會科學的發展，鑄成以物理學為學科結構重心的19世紀這個科學世紀。但現代科學的發展已表明分析重建法的侷限性，它不再完全適合於科學的繼續發展。新的啟蒙運動的方法論特徵很可能是以整體生成和經驗原則支起的方法論構架。而這樣的新科學啟蒙思想核心正適合在生命科學領域內成長和發展。”（董光璧，科學系統整體發展趨勢，《21世紀初科學發展趨勢》，科學出版社，1996，p.15）。