本文擬刊登于《中學(xué)生物教學(xué)》上旬·高初中2021年8期,借人教社高中生物學(xué)教材經(jīng)驗(yàn)交流暨培訓(xùn)會(huì)提前推出,以饗讀者。
生物學(xué)概念的特點(diǎn)及其教學(xué)啟示
人民教育出版社/課程教材研究所 趙占良
概念教學(xué)絕不是解釋定義加舉例說明這樣簡單。學(xué)生在生物學(xué)概念學(xué)習(xí)中遇到的各種問題,如概念的定義與該概念外延范圍內(nèi)的個(gè)例相矛盾,對概念的實(shí)質(zhì)意義理解不到位,不能將概念教學(xué)與辯證思維的培養(yǎng)結(jié)合起來,等等,都與不能諳熟生物學(xué)概念的特點(diǎn)有關(guān)。
筆者基于對生物學(xué)概念的哲學(xué)、邏輯學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)分析,結(jié)合生物學(xué)概念與數(shù)理學(xué)科概念的比較,總結(jié)出生物學(xué)概念具有概略性、合目的性、邏輯性、辯證性、隱喻性(具身性)等特點(diǎn),這些特點(diǎn)雖不完全是生物學(xué)概念所獨(dú)有的,但的確在生物學(xué)概念中表現(xiàn)最為突出,最能體現(xiàn)生物學(xué)概念的育人價(jià)值,而且恰恰是教學(xué)容易忽視的。
1 | 概略性 |
生物界有無窮的多樣性,生命系統(tǒng)是復(fù)雜系統(tǒng),這就導(dǎo)致生物學(xué)概念的定義只是一個(gè)大概的說法,即具有概略性(筆者曾概括為“粗放性”,考慮到“粗放”似有貶義,在1996年發(fā)表的文章中將生物學(xué)概念和規(guī)律的特點(diǎn)一并改稱“概率性”,現(xiàn)在僅說概念特點(diǎn),用“概率性”亦稍欠妥,因此改用“概略性”)。
生物學(xué)的進(jìn)步更多表現(xiàn)為新概念的提出和改進(jìn),而不是發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律,因此,生物學(xué)中概念繁多而定律極少,這或許也是生物學(xué)不同于其他自然科學(xué)的一大特點(diǎn)。究其原因,主要是由研究對象的多樣性和復(fù)雜性[1],由生物界有著無窮的多樣性和高度的復(fù)雜性,不同類群在進(jìn)化上的連續(xù)性導(dǎo)致的類群之間界限的模糊性,因此,作為類的抽象物的概念很難涵蓋這一類別下所有個(gè)體,這是生物學(xué)概念具有概略性的本體論原因。生物學(xué)中的概念大多是觀察基礎(chǔ)上歸納概括的產(chǎn)物,而不是靠數(shù)理邏輯的演繹推理得出的。這是生物學(xué)概念具有概略性的認(rèn)識(shí)論原因。
中學(xué)生物學(xué)中有許多概念因其概略性特點(diǎn),給教學(xué)帶來困擾。比如,關(guān)于有性生殖,教科書上定義為雌雄兩性生殖細(xì)胞兩兩結(jié)合,形成受精卵,由受精卵發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式,而蜜蜂等動(dòng)物的單性生殖(孤雌生殖)也屬于有性生殖,就與定義產(chǎn)生矛盾,其實(shí)這就是生物界復(fù)雜性導(dǎo)致的,如果因?yàn)橛袀€(gè)別例外就改變定義,比如將有性生殖定義為通過有性生殖細(xì)胞產(chǎn)生新個(gè)體的生殖方式,又過于籠統(tǒng),令人費(fèi)解(還要解釋什么是有性生殖細(xì)胞,最后導(dǎo)致循環(huán)定義),反而與生物界的實(shí)際情況離得更遠(yuǎn)。再比如生態(tài)學(xué)中消費(fèi)者和分解者的概念,前者指以動(dòng)植物為食的動(dòng)物,后者指腐食性的細(xì)菌和真菌等微生物,而蚯蚓偏偏出來“添亂”,它既是動(dòng)物,又是腐食性的,劃歸哪一類都有問題。其實(shí)消費(fèi)者也不見得不吃動(dòng)植物遺體,分解者也不見得不分解活體的物質(zhì),生態(tài)學(xué)上消費(fèi)者和分解者的概念,只是根據(jù)動(dòng)物和微生物獲取有機(jī)營養(yǎng)的方式進(jìn)行大致區(qū)分而已,本質(zhì)上二者都是異養(yǎng)的,都是將獲取的有機(jī)物氧化分解,利用其中的能量,將產(chǎn)生的二氧化碳和水釋放到環(huán)境中,都可以看作分解者。說到底,大自然不是因?yàn)槿祟惖拇嬖诙嬖冢皇歉鶕?jù)人類通過思維進(jìn)行的分類而存在的。分門歸類不過是人們認(rèn)識(shí)自然界的一種手段而已。生物學(xué)的概念教學(xué)如果忽視概念的實(shí)質(zhì),只顧摳字眼兒,就不可能把生物課上活,弄不好會(huì)把生物學(xué)教成“死物學(xué)”!而讓學(xué)生理解生物學(xué)概念的概略性,有助于他們認(rèn)識(shí)生物界的多樣性和復(fù)雜性,排除概念學(xué)習(xí)中的特例困擾,并且有助于發(fā)展學(xué)生思維的靈活性。
2 | 合目的性 |
包括動(dòng)植物個(gè)體在內(nèi)的生命系統(tǒng)都是自組織、自生長、自復(fù)制的有機(jī)整體,而不是單純靠機(jī)械的聯(lián)結(jié)和機(jī)械性因果而形成的結(jié)構(gòu)。康德說:“一個(gè)有機(jī)的自然產(chǎn)物是這樣的,在其中一切都是目的而交互地也是手段。在其中,沒有任何東西是白費(fèi)的,無目的的,或是要?dú)w之于某種盲目的自然機(jī)械作用?!?span>[2]雖然康德認(rèn)識(shí)到有機(jī)體自身的合目的性行為,但是他認(rèn)為關(guān)于自然界的目的性觀念只是人類的設(shè)想和反思的結(jié)果,而不是客觀實(shí)在性的概念。現(xiàn)在,“目的性”一詞已經(jīng)成為當(dāng)代生物學(xué)分析的強(qiáng)有力工具[2],它從一開始就把意向性排除在外,探討的是系統(tǒng)的指向目標(biāo)的活動(dòng)。正如胡文耕所說,“討論目的性,是因?yàn)橹赶蚰繕?biāo)的活動(dòng)在生物學(xué)中尤為重要,它是對傳統(tǒng)目的論的否定,又能反映生物學(xué)對象的特點(diǎn)”[3]。本文中“目的性”一詞,與胡文耕先生所說“目的性”基本同義,指的是生物體或其他層次生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)過程的生物學(xué)意義,即對維持生命系統(tǒng)存在和延續(xù)的意義,而不是指意向性的目的。只有人的活動(dòng)是有目的的。
生物學(xué)概念的合目的性,是指生物學(xué)概念往往在概括某一類生物學(xué)事實(shí)的同時(shí),揭示該類事實(shí)的內(nèi)在必然和生物學(xué)意義。例如四分體的概念,如果學(xué)生只知道其定義“聯(lián)會(huì)后的每對同源染色體含有四條染色單體,叫作四分體”,而不理解其生物學(xué)意義,那么知道這個(gè)名詞是沒有什么用處的。只有理解減數(shù)第一次分裂的目標(biāo)是兩個(gè)子細(xì)胞各獲得一套完整的染色體,以保證減數(shù)第二次分裂形成的配子遺傳信息的穩(wěn)定,而四分體就是一對對完成復(fù)制的染色體在細(xì)胞中排好隊(duì),是便于每組成對的兩條染色體分別被紡錘絲牽拉到兩極的一種物質(zhì)和姿態(tài)準(zhǔn)備。這就是四分體這一事實(shí)的內(nèi)在必然性和生物學(xué)意義,即這一概念的合目的性。理解到這一層,才可以說是把四分體作為生物學(xué)概念來理解了。
正如邁爾所說:“有機(jī)體如果具有某種特征,這些特征一定是來自于祖先的特征,或者是由于這些特征具有選擇的優(yōu)勢才獲得的。'為什么’的問題在'為了什么’的意義下,對于無生命的客體是沒有意義的。我們可以問:'太陽為什么是熱的?’但是這只是'怎么發(fā)生的?’的意義。與此相反,在生命世界里,'為了什么?’的問題具有很大的方法論價(jià)值。'在靜脈管中為什么有瓣膜?’這個(gè)問題有助于哈維發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)?!?span>[4]
在邁爾看來,所有的生物過程都具有功能生物學(xué)的近因和進(jìn)化的遠(yuǎn)因,甚至提出有兩種生物學(xué):提出近因問題的功能生物學(xué)和提出終極原因問題的進(jìn)化生物學(xué)。比如關(guān)于受精作用,功能生物學(xué)認(rèn)為受精作用的意義是觸發(fā)新個(gè)體的發(fā)育,而進(jìn)化生物學(xué)的解釋則是受精作用的真正目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)父本和母本的基因重組,這種重組產(chǎn)生出的遺傳可變性可以作為自然選擇的材料[4]。
筆者在闡述生物學(xué)的結(jié)構(gòu)與功能觀時(shí)曾指出,關(guān)于物質(zhì)的研究,化學(xué)研究其結(jié)構(gòu)與性質(zhì),生物學(xué)研究其結(jié)構(gòu)與功能。比如同樣是研究分子,化學(xué)上講分子的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),生物學(xué)上講分子的結(jié)構(gòu)決定功能。同樣是關(guān)于水的認(rèn)識(shí),化學(xué)上講水分子的原子組成、氫原子和氧原子的電子分布、水的性質(zhì)(是極性分子)等,生物學(xué)上側(cè)重講水對生命的意義,在細(xì)胞中的作用等。至于蛋白質(zhì)和核酸,如果只分析其結(jié)構(gòu)和性質(zhì),不研究它們對生命的意義,那就不是生物學(xué)了。
在物質(zhì)層面是如此,在結(jié)構(gòu)、過程等方面也是如此。結(jié)構(gòu)方面如細(xì)胞膜、細(xì)胞器、細(xì)胞核,生物學(xué)在研究這些結(jié)構(gòu)時(shí),總是跟它們的功能一起來研究的,學(xué)生學(xué)習(xí)這些概念時(shí),也是要將其組成、結(jié)構(gòu)與功能一起來理解的。過程方面如光合作用、呼吸作用、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、基因的表達(dá)、自然選擇、種間競爭等,生物學(xué)在研究這些過程時(shí),總是將過程本身與它們對生物體自身、對種群、對生物界乃至地球生物圈的意義一起來研究的,有時(shí)先了解意義,為研究生物過程提供指向;有時(shí)先研究生物過程,再闡釋這樣的過程是“為什么”和“為了什么”,學(xué)生對這些概念的學(xué)習(xí)也應(yīng)如此。
生物學(xué)概念的合目的性特點(diǎn),是由生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì)所決定的,其背后是有機(jī)論和整體論的自然觀。生物學(xué)概念教學(xué)如果忽視這一特點(diǎn),學(xué)生就不能真正掌握生物學(xué)概念,他們的概念學(xué)習(xí)就可能始終停留在事實(shí)層面,其自然觀也可能長期停留在機(jī)械決定論層面,生物學(xué)課程的育人價(jià)值就大打折扣了。因此,在教學(xué)中不僅要重視生物系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)和過程的諸多“是什么”和“如何”,更要重視“為什么”和“為了什么”,引領(lǐng)學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中探尋生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的原因和意義,提升生命觀念和自然觀。
3 | 邏輯性 |
概念是思維的基本形式之一,同時(shí)也是思維的產(chǎn)物和工具,這就決定了概念具有一定的邏輯性。概念的邏輯特征是內(nèi)涵與外延,明確概念的邏輯方法有定義、劃分、限制和概括。要深入理解一個(gè)概念,就需要理解它是如何通過定義明確內(nèi)涵、通過劃分確定外延的,以及如何通過減少內(nèi)涵來擴(kuò)大外延、通過增加內(nèi)涵來縮小外延的。
例如,關(guān)于酶的概念,通過屬加種差的定義可以是:酶是生物細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的生物催化劑[5]。在這個(gè)定義中,酶是種概念,催化劑是屬概念,“生物細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑”是種差。這個(gè)定義突出了酶與無機(jī)催化劑的區(qū)別。人教版高中生物學(xué)教材中的定義是:“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物?!?span>[6]在這個(gè)定義中,種概念是酶,屬概念是有機(jī)物,種差是具有催化作用。從字面上看,這個(gè)定義突出了酶與其他有機(jī)物的區(qū)別,與無機(jī)催化劑的區(qū)別則退居定義背后了。在教學(xué)中,應(yīng)該將重點(diǎn)放在酶與無機(jī)催化劑的區(qū)別上,因此對于教材的定義要分析其邏輯特點(diǎn),將字面上退居定義背后的內(nèi)涵拎到前臺(tái)。
我國20世紀(jì)80—90年代的高中生物教材中將酶定義為“活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì)”[7],與90年代后期直至現(xiàn)在使用的高中生物學(xué)教材中的定義“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物”相比,后者的外延范圍顯然擴(kuò)大了,已經(jīng)不局限在蛋白質(zhì)的范疇,擴(kuò)大到有機(jī)物的范疇了。實(shí)際除了少量RNA具有催化功能外,絕大多數(shù)的酶都是蛋白質(zhì),然而酶概念中這一重要的應(yīng)有之義,成了此次定義修改的犧牲品。為了彌補(bǔ)這一缺憾,教材在新定義后緊接著補(bǔ)了一句“其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)”,從1997版到2019版都是如此。
再比如塊根和塊莖的概念。同樣是生長在地下,膨大成塊狀的植物營養(yǎng)器官,也都是富含淀粉的食物,馬鈴薯屬于塊莖,而甘薯屬于塊根。不少學(xué)生對此困惑不解,原因就是未理解根和莖概念背后的邏輯:區(qū)分根和莖絕不僅僅是看它們的空間位置(一般來說莖在地上,根在地下,但這只是前概念水平的理解),更主要的是看它們的發(fā)生和結(jié)構(gòu)。從發(fā)生上看,莖是芽發(fā)育成的,馬鈴薯就是如此;主根是由胚根發(fā)育成的,側(cè)根是從主根上生出的,甘薯就是側(cè)根膨大而成。從結(jié)構(gòu)上看,莖上有節(jié),節(jié)的位置能生出芽,馬鈴薯就有芽眼,芽眼部位能生出芽;根上無節(jié),也沒有芽眼,甘薯就是如此。
生物學(xué)概念不僅有個(gè)體發(fā)生方面的邏輯,還有系統(tǒng)發(fā)生方面的邏輯。如同源器官的概念。人的上肢、馬的前肢、蝙蝠的翼、鯨的鰭狀前肢都是同源器官,哺乳動(dòng)物的前肢和鳥的翼也是同源器官,這反映了這些動(dòng)物器官在進(jìn)化上的聯(lián)系。同源染色體的“同源”也是類似的含義。減數(shù)分裂細(xì)胞中配對的兩條染色體,形態(tài)大小一般相同,一條來自父方,一條來自母方,叫作同源染色體。經(jīng)常有學(xué)生提問,既然一條來自父方,一條來自母方,應(yīng)該是來源不同啊,為什么還叫同源染色體呢?這同樣是望文生義而不清楚概念背后邏輯的結(jié)果。如果告訴學(xué)生,遠(yuǎn)古人類的細(xì)胞中染色體就是23對,給每對編上一個(gè)序號(hào),不管經(jīng)過多少代,經(jīng)過多少次分離和重新組合,人體細(xì)胞內(nèi)還是23對染色體,其中屬于同一個(gè)序號(hào)的兩條染色體就是同源染色體,學(xué)生就明白此處的“同源”不是指直接來源,而是進(jìn)化上的來源,或稱系統(tǒng)發(fā)生上的來源。一言以蔽之,生物學(xué)概念背后的邏輯就是生命的邏輯,是當(dāng)下因果和歷史因果的統(tǒng)一,是共時(shí)性思維與歷時(shí)性思維的統(tǒng)一。
按個(gè)體發(fā)生或系統(tǒng)發(fā)生的邏輯來理解生物學(xué)概念,而不局限于功能生物學(xué)就事論事或直接因果的分析,是生物學(xué)概念學(xué)習(xí)的特點(diǎn),也是難點(diǎn)。
4 | 辯證性 |
生物學(xué)或許是自然科學(xué)中辯證思維最突出的一門學(xué)科。辯證思維離不開辯證概念,辯證概念反映辯證思維。
辯證概念就是能夠具體地反映事物內(nèi)部矛盾及其發(fā)展、反映對象多種規(guī)定性統(tǒng)一的概念[8]。因?yàn)檗q證概念是將事物作為變化發(fā)展著的事物來反映的,所以它的內(nèi)涵和外延并不是完全固定的,而是隨著反映對象的發(fā)展而改變的。例如,人民的概念在不同的歷史階段,其內(nèi)涵是變化的。因?yàn)檗q證概念反映著事物的矛盾及其轉(zhuǎn)化,因而其內(nèi)涵中也包含著矛盾結(jié)構(gòu)[8]。例如生和死的概念,正如恩格斯所說:“生命總是和它的必然結(jié)果,即始終作為種子存在于生命中的死亡聯(lián)系起來考慮的。辯證的生命觀無非就是這樣……生就意味著死。”[9]生就意味著死,沒有生就沒有死,沒有死也就沒有生,生就是走向死的過程,因此生的概念中有死的成分,死的概念中有生的成分。又如中國古代哲學(xué)中陰和陽的概念,陰陽對立互補(bǔ),相反相成,陽中有陰,陰中有陽,“萬物負(fù)陰而抱陽,沖氣以為和”。
生命系統(tǒng)具有復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和關(guān)聯(lián)性,生命系統(tǒng)本身和生命過程都是許多矛盾的統(tǒng)一體,生命現(xiàn)象是生物體內(nèi)部的遺傳程序與外界環(huán)境相互作用的結(jié)果。生命世界的這些特點(diǎn)決定了反映這些特點(diǎn)的諸多生物學(xué)概念都是辯證概念。下面略舉幾例說明。
“生長、增殖、衰老、死亡……細(xì)胞的生命歷程大都短暫,卻對個(gè)體的生命有一份貢獻(xiàn)?!边@是高中生物學(xué)教材“細(xì)胞的生命歷程”一章的語句,生動(dòng)概括了生與死、細(xì)胞的生命歷程與個(gè)體生命的辯證關(guān)系。細(xì)胞的生命歷程這一概念中既有生長和增殖,又有衰老和死亡,體現(xiàn)了概念的矛盾結(jié)構(gòu)。個(gè)體的衰老是組成它的細(xì)胞普遍衰老的過程,但衰老的個(gè)體體內(nèi)也有幼嫩的細(xì)胞,年幼的個(gè)體體內(nèi)也有衰老的細(xì)胞,這體現(xiàn)了細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老關(guān)系的辯證性;細(xì)胞的死亡有時(shí)對個(gè)體有積極的貢獻(xiàn),比如在胎兒的手最初像一把肉鏟子,后來隨著指間細(xì)胞凋亡才形成五個(gè)手指,這體現(xiàn)了細(xì)胞死亡與個(gè)體關(guān)系的辯證性。
遺傳和變異是一對矛盾,遺傳具有保持穩(wěn)定的保守性,變異具有產(chǎn)生新適應(yīng)的革新性,在生物繁衍過程中遺傳和變異既對立又統(tǒng)一,遺傳是指遺傳物質(zhì)的代代傳遞,傳遞過程中出現(xiàn)差錯(cuò)就是變異,這就是遺傳概念的矛盾結(jié)構(gòu);沒有遺傳,再好的變異也不能傳給后代,變異要傳給后代離不開遺傳,這是變異概念的矛盾結(jié)構(gòu)。沒有遺傳,經(jīng)過自然選擇保留的優(yōu)秀基因不能傳給后代,生物就不可能進(jìn)化;沒有變異,生物就難以適應(yīng)變化的環(huán)境,當(dāng)然也談不上進(jìn)化。生物的進(jìn)化就是自然選擇作用下遺傳物質(zhì)的定向改變,可見遺傳和變異是對立統(tǒng)一的關(guān)系。
就生物學(xué)概念的合目的性而言,對概念所指事物的生物學(xué)意義,一般應(yīng)取二分法的態(tài)度。比如細(xì)胞增殖,其主要意義是實(shí)現(xiàn)個(gè)體細(xì)胞數(shù)量的增加,是個(gè)體生長發(fā)育的基礎(chǔ),但惡性增殖會(huì)讓人罹患癌癥;再比如DNA復(fù)制,堿基互補(bǔ)配對原則讓DNA精確復(fù)制,但偶爾也會(huì)發(fā)生個(gè)別堿基配對錯(cuò)誤,可能造成基因突變,而基因突變的生物學(xué)意義又是辯證的(大多有害,少數(shù)有益);又如適應(yīng)的相對性(“適應(yīng)”中含有一定的“不適應(yīng)”),生態(tài)平衡、人體的血糖平衡和水鹽平衡、生物圈的碳氧平衡等(“平衡”中含有一定的“不平衡”),人體的穩(wěn)態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(“穩(wěn)定”中含有一定的“不穩(wěn)定”),新陳代謝是同化作用和異化作用的對立統(tǒng)一,生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境的對立統(tǒng)一,人體的穩(wěn)態(tài)是環(huán)境變化與人體自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的對立統(tǒng)一,等等,都體現(xiàn)了生物學(xué)概念的辯證性。
在教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生理解生物學(xué)概念的辯證性,對培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維具有重要意義,辯證思維正是現(xiàn)代社會(huì)特別需要的思維品質(zhì)。
5 | 隱喻性 |
概念隱喻是指人們利用熟悉、具體的經(jīng)驗(yàn)去構(gòu)造陌生、抽象的概念,其本質(zhì)是人類借助于基本的感知覺范疇和經(jīng)驗(yàn)去發(fā)展更高層次的概念,并通過感知覺經(jīng)驗(yàn)表征抽象概念、思考與加工抽象的信息[10]。換句話說,概念隱喻就是用一個(gè)比較具體的概念域中的詞匯來描述另一個(gè)比較抽象的概念域[11]。具身認(rèn)知理論認(rèn)為,所有不是直接源自身體經(jīng)驗(yàn)的概念在本質(zhì)上都是隱喻性的。通過隱喻映射機(jī)制,主體可以以感知運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)對抽象概念進(jìn)行體驗(yàn)式表征與思維[10]。
生物學(xué)中有許多概念都有隱喻性。在生態(tài)系統(tǒng)中,植物能利用無機(jī)物制造有機(jī)物,為動(dòng)物直接或間接地提供食物,稱為生產(chǎn)者;動(dòng)物不能利用無機(jī)物制造有機(jī)物,只能靠攝取現(xiàn)成的有機(jī)物獲得生命活動(dòng)所需的物質(zhì)和能量,因此稱為消費(fèi)者。這顯然是將自然生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)相類比,用人們熟悉的生產(chǎn)和消費(fèi)概念來描述生態(tài)系統(tǒng)中植物和動(dòng)物所扮演的角色。生理學(xué)中的興奮、神經(jīng)沖動(dòng)等概念,將肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的電化學(xué)變化與人們熟悉的自身的興奮、沖動(dòng)等相比擬;分子生物學(xué)中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄、翻譯和基因的表達(dá)等概念,顯然是用人們?nèi)粘I钪械某洝⒎g、表達(dá)等概念來構(gòu)建和表征與遺傳信息有關(guān)的抽象概念。細(xì)胞學(xué)中細(xì)胞壁、細(xì)胞核、細(xì)胞骨架、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等概念中,壁、核、骨架、網(wǎng)都是日常生活中常見事物,與此相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)用來構(gòu)建和表征細(xì)胞相關(guān)結(jié)構(gòu),完美體現(xiàn)了概念隱喻的妙用。概念隱喻還可以舉出很多例子,如食物鏈、食物網(wǎng)、肽鏈、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、靶器官、靶細(xì)胞、酶(“媒”的諧音)、基因(“基本因素”)、赤道板、玻璃體、胰島、遺傳密碼、信使RNA等。除概念的名稱外,還有一些揭示概念內(nèi)涵的命題也是隱喻,如DNA是生物體建造自己生命大廈的藍(lán)圖,線粒體是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”,葉綠體是細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”,ATP是細(xì)胞中的“能量貨幣”等。
許多生物學(xué)概念在有隱喻性的同時(shí)還有具身性。具身理論認(rèn)為人們的概念系統(tǒng)與人的身體的知覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有關(guān)聯(lián)性,并強(qiáng)調(diào)概念的形成基于主體的身體性經(jīng)驗(yàn)[12]。人在認(rèn)知活動(dòng)時(shí),將身體的推、拉、伸、縮、進(jìn)、退等動(dòng)作,對空間、光線、顏色、味道、聲音、溫度、硬度、大小等的感覺和知覺經(jīng)驗(yàn),投射到對事物的認(rèn)知系統(tǒng)中,就形成了概念。許多具體概念就是感知覺基礎(chǔ)上的抽象概括,比如“前肢”“后肢”“上肢”“下肢”,其中的“前”“后”“上”“下”就是源于身體對空間的感知。許多抽象概念又是在具體概念基礎(chǔ)上形成的,將具體概念作為抽象概念比擬的對象,因此仍具有具身認(rèn)知的特點(diǎn),即具身性。比如有絲分裂的前期、后期,其中的“前”“后”雖然不是空間概念而是時(shí)間概念,但卻是空間經(jīng)驗(yàn)在時(shí)間概念系統(tǒng)中的投射。
生物學(xué)是研究生命的科學(xué),人體也是其研究對象。因此,生物學(xué)中概念的具身性更為突出。例如,胞吞和胞吐,吞和吐本是人體的動(dòng)作,用于描述大分子有機(jī)物進(jìn)出細(xì)胞的機(jī)制,就是一種具身隱喻;有氧呼吸和無氧呼吸也是如此,細(xì)胞并無呼氣和吸氣的動(dòng)作,但呼吸作用的實(shí)質(zhì)與人體是一樣的,因此用人體的呼吸來比擬細(xì)胞的有機(jī)物分解釋放能量的過程,這顯然也是具身隱喻。再如跨膜運(yùn)輸(“跨”是人體的動(dòng)作)、細(xì)胞吸水、蒸騰拉力、花冠(“冠”是人戴的帽子)、根冠、林冠層、上皮細(xì)胞、皮下組織(“上”“下”是人的空間經(jīng)驗(yàn))、核酸(“酸”是人的味覺之一)、跳躍基因、操縱基因、高等動(dòng)物、低等動(dòng)物(高和低都是人的空間經(jīng)驗(yàn)),等等。還有一些揭示概念內(nèi)涵的命題是具身隱喻,比如蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者(“擔(dān)”是人的動(dòng)作)、氣孔既能張開又能閉合(“開”“閉”也是人的動(dòng)作)等。
了解生物學(xué)概念的隱喻性特點(diǎn),在教學(xué)中可以適當(dāng)?shù)乇葦M,聯(lián)系學(xué)生熟悉的事物或概念,幫助學(xué)生理解較為抽象的概念。但是,任何比喻都是蹩腳的,隱喻作為一種比喻也是如此,這是需要注意的。比如講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)時(shí),盡管用“流動(dòng)”一詞,切不可以為能量真如液體那樣流動(dòng);關(guān)于食物鏈和食物網(wǎng),要讓學(xué)生理解這是不同生物之間無形的關(guān)系鏈、關(guān)系網(wǎng),而不是有形的實(shí)體鏈和實(shí)體網(wǎng)。
根據(jù)生物學(xué)概念的具身性特點(diǎn),認(rèn)識(shí)到個(gè)體關(guān)于世界的概念等認(rèn)知活動(dòng)并不是外部現(xiàn)實(shí)鏡像式的客觀反映,而是借由主體的身體經(jīng)驗(yàn)所形成的,尤其是身體的感覺系統(tǒng)及身體與空間的關(guān)系成為概念和意義的本原[13],那么,概念教學(xué)就不能只注重知識(shí)的內(nèi)在邏輯性和系統(tǒng)性,應(yīng)當(dāng)注重營造讓學(xué)生身臨其境的問題情境,注重學(xué)生動(dòng)口、動(dòng)手、動(dòng)眼(有時(shí)還需要?jiǎng)悠渌泄伲?、?dòng)腦的活動(dòng),通過觀察、實(shí)驗(yàn)、制作模型等活動(dòng)增加概念建構(gòu)的具身成分,還可適當(dāng)安排一些角色扮演活動(dòng);教師在講解過程中,應(yīng)多運(yùn)用手勢和其他動(dòng)作、表情、音調(diào)等手段,以調(diào)動(dòng)學(xué)生的身體經(jīng)驗(yàn)和情緒體驗(yàn),而不只是依賴照著PPT或教材上的文字宣講。當(dāng)然,也要注意具身隱喻的比喻特點(diǎn),避免從字面上機(jī)械理解。比如有氧呼吸的“呼吸”,就不能理解為一呼一吸的動(dòng)作;根冠的“冠”卻位于根尖的最下方;高等動(dòng)物的“高”是進(jìn)化地位的高,而不是個(gè)子高。
綜上所述,生物學(xué)概念具有概略性、合目的性、邏輯性、辯證性、隱喻性(具身性)等特點(diǎn),在教學(xué)中把握好這些特點(diǎn),能夠提升教學(xué)質(zhì)量,彰顯生物學(xué)課程的育人價(jià)值:讓學(xué)生理解生物學(xué)概念的概略性特點(diǎn),有助于他們理解概念時(shí)排除特例困擾,并且發(fā)展思維的靈活性;生物學(xué)概念的合目的性特點(diǎn),能夠引領(lǐng)學(xué)生不僅了解生物界的事物本身,而且探尋其意義,有助于形成結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀等生命觀念和有機(jī)自然觀;生物學(xué)概念的邏輯性特點(diǎn),能夠引領(lǐng)學(xué)生在理解和應(yīng)用生物學(xué)概念時(shí)既遵循形式邏輯,又依據(jù)生物學(xué)邏輯,從近因和遠(yuǎn)因兩個(gè)視角分析問題,提升學(xué)生思維的廣度和深度;生物學(xué)概念的辯證性特點(diǎn)能夠增進(jìn)學(xué)生對事物的辯證理解,發(fā)展辯證思維,形成辯證唯物主義世界觀;根據(jù)生物學(xué)概念的隱喻性特點(diǎn),應(yīng)當(dāng)在教學(xué)過程中注重比喻、類比等方法的運(yùn)用,以已知喻新知,注重身體參與和具身認(rèn)知,提高概念教學(xué)的有效性。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙占良.試論中學(xué)生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì)[J].中學(xué)生物教學(xué),2016(1/2):7.
[2] 毛新志,劉星,向云霞.論康德的自然目的論思想——兼評現(xiàn)代生物學(xué)哲學(xué)中的目的性思想[J].理論月刊,2009(3):42-43.
[3] 胡文耕.生物學(xué)哲學(xué)[M].北京:中國社會(huì)科學(xué)出版社,2002:131.
[4] 厄恩斯特·邁爾.生物學(xué)思想的發(fā)展[M].劉珺珺,譯.長沙:湖南教育出版社,1990:78,79.
[5] 沈仁權(quán)、顧其敏主編.生物化學(xué)教程[M].北京:高等教育出版社,1993:178.
[6] 朱正威,趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書:生物:必修1分子與細(xì)胞[M].2版.北京:人民教育出版社,2007:83.
[7] 人民教育出版社生物室編.高級(jí)中學(xué)課本(試用)生物(甲種本)全一冊[M].北京:人民教育出版社,1985:14.
[8] 馬佩.辯證邏輯[M].鄭州:河南大學(xué)出版社,2006:68,75-76.
[9] 恩格斯.自然辯證法[M].北京:人民出版社,1971:271.
[10] 殷融,蘇得權(quán),葉浩生.具身認(rèn)知視角下的概念隱喻理論[J].心理科學(xué)進(jìn)展,2013(2):221-222.
[11] 李福印,田聰.概念隱喻理論與概念合成理論在意義構(gòu)建中的優(yōu)勢和不足[J].外國語言文學(xué)研究,2005(2):35.
[12] 殷融,曲方炳,葉浩生.具身概念表征的研究及理論述評[J].心理科學(xué)進(jìn)展,2012,20(9):1372-1381.
[13] 梁浩.具身認(rèn)知對現(xiàn)代教學(xué)的啟示[J].學(xué)理論,2014(6):182.
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