对生物学学科核心素养的理解——生命观念的内涵和意义

赵占良

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称新课标）同实验版课标相比，最突出的变化就是凝炼了生物学学科核心素养，并以此作为贯穿整个课程设计的主线，从课程目标到课程内容再到课程的实施和评价，都以发展学生的生物学学科核心素养为宗旨。理解生物学学科核心素养是实施新课标的关键，而理解生物学学科核心素养，不能仅靠阅读新课标内容去望文生义，而必须建立在深入理解生物学学科本质的基础上。

新课标中生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，其中生命观念无疑是最具生物学学科特点的一点。新课标指出：“生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，能够理解或解释生物学相关事件或现象的意识、观念和思想方法。”［1］通过这段话可以看出，“生命观念”不是具体的知识，更不是具体的生物学事实，而是指认识主体在了解事实的基础上形成概念后，再进一步提炼和升华，内化在头脑中的意识、观念和思想方法，关乎如何看待生命世界的态度和价值取向。在分析和解决与生物学相关的问题时，科学的生命观念虽不能提供现成的答案，但会指明分析问题的思路和方向。

生命观念具体包括哪些内容呢？新课标列出了几个重要的生命观念：“如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。”［1］新课标在这里使用了“如”和“等”二字，“如”就是

举例子，“等”说明还有其他生命观念。当然，只举出这4个例子，说明课标修订组认为这4个方面的生命观念是最重要的。

1结构与功能观

关于结构与功能观，常见的理解是：“一定的结构必然有与之相对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成”［2］“结构是功能的基础，即有什么样的结构，相应地就会有什么样的功能；另一方面，功能的实现依赖于特定的结构”［3］。结合生物学的学科本质来看，这些说法大体正确，但不能绝对化。例如,生物体的有些结构，只是进化过程的副产品，无害无益。由于没有选择压力，这些结构在进化中就没有被淘汰，如男性的乳头。

生物学很多思想观念的表述是柔性的，不是刚性的。在生物学中，“结构决定功能”这一提法就稍显绝对。结构是功能的基础，但二者并非总是单向的谁决定谁的关系，功能的发挥过程对结构有反作用。例如，婴幼儿大脑神经元网络的结构，有赖于他的视觉和听觉。如果整天将其关在黑屋子里边不见人，他的大脑发育一定不好。他见到听到的东西越多，对他的大脑发育越有好处，大脑神经元网络的建构就越好。这说明，并非人一生下来就具有一个成熟的大脑神经元网络决定了大脑的分析和思考能力，而是靠不断地使用大脑，不断地听、看、接触新奇的环境，来塑造大脑的结构，使思维功能越来越发达。此外，在结构不变的情况下，执行功能的情况也可能发生变化。例如，人在熟睡的时候身体结构没有变化，但是走路这一功能就不能实现（除非梦游）。再如，先天性聋哑患者的发声器官很可能是正常的，但是由

于听觉器官出现了功能障碍，导致不能说话。因此，当一个人不能说话的时候，不一定是他说话的器官出了问题，而有可能是别的器官出了问题。我们不能把某个机体功能与某个器官结构简单而绝对地一一对应起来，那样就有些机械了，就不是生物学的思维了。因此，新课标没有用“结构决定功能”这一说法，而是用“结构与功能相统一”［1］或“结构与功能相适应”［1］。

“结构与功能相适应”无疑是生物学中结构与功能观的一种正确表述，但如果将结构与功能观等同于这句话，就过于简单化了。这句话不足以表达结构与功能观的丰富内涵，也无需通过许多教学内容来建构。这句话说的是结构与功能的关系，但结构与功能观不仅仅是对结构与功能关系的认识，还包括其他方面的内涵。首先是结构观，其次是功能观，最后才是结构与功能的关系观。

关于结构观，大致包括以下基本认识。（1）生命系统的结构是以物质作为基础的（这说明结构观与物质观相联系）。（2）生命系统的结构是有层次的，如个体具有器官、组织、细胞等结构层次；生物圈具有生态系统、群落、种群、个体等结构层次。（3）生命系统中的结构与结构之间是有联系的，如细胞内各种膜结构之间相互联系形成生物膜系统；生产者和各级消费者靠食物联系构成生态系统的营养结构。（4）生命系统中的结构大多是动态的、活的、变化的，如染色体和染色质是同一物质在不同时期的存在状态，它们在细胞周期的不同阶段不仅有形态的改变，还能在相关结构的协助下在细胞内运动。生命的结构观具有生物学的特点，这种结构观用在物理、化学等学科，

有的适用，有的不一定适用。

关于功能观，首先要认识到功能与性质是不同的概念。化学讲物质的结构决定性质，性质是物质本身的特性；生物学讲结构具有功能（即有什么用），功能是作为部分的结构对整体的贡献，这是结构与功能关系的实质。例如，叶绿体的功能，就要看叶绿体对细胞有什么贡献。离开了整体，局部结构的功能就无从谈起。因此，认识某层次结构的功能，不能离开它上一层次的整体。例如，认识细胞器的功能就不能离开细胞；认识器官的功能，就不能离开生物体。另外，生命体最基本的特征是自我更新和自我复制（即代谢和繁殖），所以对生命体各层次结构的功能，大都应当围绕这两个基本特征去理解。生命系统的维持还依靠3个流：物质流、能量流和信息流。所以对生命系统各层次结构的功能，也可以从这3个维度去分析。这样，结构与功能观就为我们分析生物学现象和问题，提供了思想方法上的指导。

在上述结构观和功能观的基础上，才能深入理解结构与功能的关系。(1)如前所述，在生物学中，对结构与功能观不能机械、线性地去认识。(2)不能孤立地去看一个结构和它的功能，一个结构功能的实现需要其他结构的配合。例如，哺乳动物的呼吸系统需要循环系统的配合；甲状腺分泌激素的功能受到下丘脑和垂体的控制，等等。(3)功能的实现需要外部条件。有的教师在总结结构与功能观的时候，往往忽略了这一点。例如，光合作用是叶绿体的功能，在黑暗中虽然结构没发生变化，却无法进行光合作用，因为光照是进行光合作用的必要条件。(4)发挥功能的过程可能对结构有反作用。如肌肉的功能是

运动，而运动又可以使肌肉发达，两者相辅相成。总之，柔性的、非线性的、相互联系的、动态变化的、作用与反作用的结构与功能观，才是生物学的结构与功能观。建立这样的生命观念，对培育学生的辩证思维和辩证唯物主义世界观有不可替代的价值，这鲜明地体现了生物学科课程的育人价值。

2进化与适应观

生物是怎么来的？生物是怎样进化的？进化的结果是怎样的？对这些问题的基本看法就是进化观。这些基本看法可以概括为以下几点：生物是不断进化的，现在的生物都是进化来的，现存的所有生物之间都有亲缘关系，它们有着共同的祖先；进化的过程大体是从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生；进化的机制主要解释为现代生物进化理论，包括以自然选择学说为核心的物种形成理论以及协同进化理论；进化的结果表现为分子的进化、物种的进化及生态系统的进化；进化的方向是多元的，进化的结果是不完美的，进化产生的新物种不一定对环境的适应能力更强，而是占领更多的生态位，更加充分地利用地球上的资源和空间等等。

适应的含义包括结构与功能相适应、生物与环境相适应两个方面。适应既有普遍性（生物区别于非生物的特征之一），也有相对性。适应的方式具有多样性。适应就是生物的遗传变异与环境相互作用的结果，也就是自然选择的结果。

上述内容与其说是进化与适应观的基本内容，不如说是形成进化与适应观所基于的大概念。有了这样的大概念，再上升到意识、态度