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                        生物教學中唯物辯證法的應用研究

                        時間:2018-09-20 來源:科學大眾(科學教育) 作者:盧志宏,安清明,孟金柱 本文字數:4602字

                          摘要:生物學的研究對象是生命, 而生命是一種物質運動的形式, 這種運動必然按照客觀的規律運行, 表現為生物學規律, 遵循量和質的轉化規律、對立統一規律及否定之否定規律。因此在預科生物教學中增加馬克思唯物主義思想, 將恩格斯自然辯證法的思想貫穿于典型案例教學中, 提高學生的思辨能力, 為本科階段的學習奠定良好的思辨能力, 建立厚積薄發的信心, 同時提高預科生對生物學專業的興趣, 積極完成本科的學習與人生理想的建立。

                          關鍵詞:生物學; 唯物主義; 自然辯證法; 否定之否定規律;

                        自然辯證法

                          生物學是一門包羅萬象的學科[1], 就其研究對象來說, 包含了植物、動物、微生物, 還可以進一步劃分為更細的學科, 藻類學、原生動物學、鳥類學、昆蟲學、魚類學、病毒學、細菌學、真菌學等;按照生命結構層次可以劃分為細胞生物學、分子生物學、分子遺傳學等, 如此龐雜的學科, 任何一門學科都具有獨特的研究領域, 不同學科之間可以交叉產生新的知識;因此學好生物學必須貫穿唯物主義哲學觀, 應用自然辯證法分析具體的知識點, 將馬克思主義哲學應用于教學中, 為生物學的學習和研究提供方法論指導。

                          恩格斯在《自然辯證法》中指出, 人類對自然界的每一次勝利都會在以后受到自然界完全不同的、出乎意料的影響, 甚至是報復, 人類不能支配自然界, 人與自然之間是雙向產生作用的, 是主體和客體的辯證關系, 符合辯證法的三大規律[2];指引人類正確認識自然、利用和改造自然。恩格斯通過對自然界中的現象進行總結, 歸納出一般規律, 在理論上勾勒出自然的辯證圖景, 為自然科學的研究提供正確的方法論基礎。“既然人類是‘自然的一部分’, 那么人與自身、與他們自身生產的異化也同時是人與自然的異化和自然的異化”, 人類生存的第一個前提是“依賴于滿足他們的肉體需要的自然, 因此, 生產必然是為人的生存”, 馬克明確指出人類是自然的一部分, 人類的活動也受物質運動規律的支配。

                          一、自然辯證法在生物學中的規律

                          恩格斯在《自然辯證法》中強調了偶然性和必然性, 兩者是對立的, 在生物現象中有些現象是必然的, 有些是偶然的;種瓜得瓜是必然的, 單倍體的發生是偶然的。量變的積累會引起質變, 單倍體的發生引起染色體配對的紊亂, 但是經過科學家的利用, 生產無籽西瓜則是質變, 創造優質的農產品;植物中的雄性不育植株和正常雄性植株是對立的, 通過篩選雄性不育系, 可以進行三系配套育種[3], 解決我國糧食安全的科學家袁隆平先生就是應用對立與統一的哲學思想成功提高了我國水稻產量;捕食者和被捕食者兩者是對立的, 也是否定的, 通過相互選擇, 促進捕食者和被捕食者的生存能力, 實現了否定之否定, 保持了各自種群數量的平衡。

                          二、生物教學中唯物辯證法的具體應用

                          (一) 量變和質變規律

                          在各種生物學教材中, 基本都要講到基因分離定律在遺傳育種中的應用, 這種應用的哲學思維就是量變和質變規律。在生物教學中讓學生明白:育種的目的就是提高產量和品質, 這也是育種工作的首要目的, 這種實踐工作貫穿了量變和質變的規律, 只有經過積累達到一定的量, 也就是育種目標的數量滿足要求, 才能實現大田生產。小麥抗稈銹病的培育[3], 這種基因是由顯性基因控制, 在育種過程中, 首先選擇表現為抗稈銹病的親本進行雜交, 在后代中選擇符合人們期望出現的植株, 再進行篩選;雜種后代F1通常表現一致, 繼續種植產生F2代, 出現形狀分離, 選擇抗銹病植株, 繼續種植進行自交, 淘汰性狀分離后感染銹病的植株, 直到不出現性狀分離的后代;這是一個量變到質變的過程, 質變就是得到純種的抗稈銹病植株;育種的目的是實現糧食生產, 而經過實驗選擇獲得的植株數量極少, 需要進行擴繁, 實現量變, 這個過程就是加速純種抗銹病植株的繁殖, 增加每年的繁殖次數, 如在海南地區進行種植, 一年可以收獲2-3茬, 并擴大種植規模, 直到能夠滿足大田生產的種籽需求量, 實現大田生產的這個質變。

                          同時, 也給學生們介紹小麥矮桿抗倒伏品種的選育、三倍體無籽西瓜的案例[3];過度繁殖也是一類量變和質變規律的生物學現象, 任何物種在沒有限制的情況下, 種群個體數量迅速提高, 超過了環境所能容納的數量, 就會出現死亡, 數量急劇下降[4];腫瘤細胞是由于失去對其正常生長的控制, 數量巨大, 達到質變, 影響了人類健康。通過正反兩方面的量變和質變規律的講解, 提高學生對生物學現象的認識, 建立哲學思維能力, 達到深刻理解不同生物學現象本質規律的目的。

                          (二) 對立與統一

                          綠色植物通過光合作用吸收CO2, 儲存能量, 而呼吸作用恰恰相反, 釋放CO2和能量, 兩者是對立的過程, 也正是通過這一截然相反的能量傳遞過程和物質循環過程, 維持了植物的生長發育[5];植物在進行營養生長的階段, 生殖生長是停滯的, 同樣生殖生長開始后營養生長過程停止, 甚至隨著生殖生長過程的完成, 植株死亡[4,6,7]。光合作用和呼吸作用之間、營養生長和生殖生長之間是相互對立的, 但光合作用為呼吸作用提供了物質, 呼吸作用為光合作用提供了原料和合成產物的運輸所需的能量, 二者是統一的;同樣營養生長為生殖生長奠定了物質基礎, 提供了花芽分化生長的營養物質和激素物質, 生殖生長產生了種子或營養繁殖體, 奠定了下一代 (輪) 營養生長的基礎, 二者之間是對立統一的辯證關系。

                          植物的花粉是雄蕊生殖細胞, 而蜜蜂等昆蟲以花粉為食物, 其數量越多, 消耗的花粉也越多, 花粉產量和昆蟲數量是對立的, 而蟲媒花花粉的傳播必須借助昆蟲從一朵或一株傳播到達另一朵或另一株, 因此昆蟲數量越多, 傳粉數量也越多[4,8,9], 顯而易見這個過程又是統一的。更多種類的昆蟲不僅僅采食花粉, 而是以植物為食, 亞洲飛蝗爆發的年份所過之處一片荒涼, 植食性昆蟲主要采食植物的綠色部分, 還有一昆蟲的幼蟲生活在地下, 采食植物的根莖, 從這方面可以說植物和昆蟲是對立的;植物在進化過程中, 為了避免昆蟲無限制的采食, 采取了主動和被動的抗蟲性[4,8,9], 比如增加纖維含量, 降低適口性, 提高生物堿等物質含量, 避免昆蟲的采食, 甚至進化出捕食昆蟲的結構, 如豬籠草;植物在抵御昆蟲采食的過程中, 與昆蟲協同進化, 既離不開昆蟲的傳粉作用, 也不能任由昆蟲采食, 最終形成了穩定共存狀態。因此植物和昆蟲是對立統一的。

                          不同類型的生態系統也是對立統一的, 例如荒漠中的綠洲生態系統[10-11], 均受干旱氣候影響, 沙漠綠洲往往處于地勢較低的位置, 出現了地下水滲出聚集, 形成局部水草豐美的景觀。但沙漠綠洲并不穩定, 隨著水體收縮, 綠洲邊緣可能轉變為荒漠, 植被消失, 相反水位上升, 荒漠可轉變為綠洲。荒漠系統生存條件惡劣, 因此荒漠中的綠洲能吸引更多的動物棲息, 積累豐富的有機質, 使土壤肥沃, 綠洲也能保存更多的動植物和微生物, 是荒漠物種多樣性的寶庫, 在此消彼長的過程中維持了荒漠和綠洲兩個系統物種的多樣性。

                          在分章節授課過程中, 將對立統一的哲學思想貫穿于規律的講解中, 同時回顧講授過的內容, 簡單涉及新知識, 并引導同學們應用對立統一的哲學思想預習新知識。通過兩輪嘗試發現, 這種授課方式提高了部分同學對生物學探究的積極性, 也提高了對現象背后規律的把握能力。

                          (三) 否定之否定規律

                          恩格斯在《自然辯證法》中指出否定之否定規律表現為構筑整個體系的基本規律。否定之否定規律揭示了事物發展的前進性與曲折性的統一, 事物發展并不是直線式的, 而是螺旋式上升的, 經過了肯定、否定、否定之否定 (肯定) 的過程。在自然學的發展過程中, 這樣的案例數不勝數, 最為典型, 發生范圍最廣, 對人類認識最為深刻的案例莫過于天花這種傳播疾病。

                          天花由天花病毒感染人類引起, 天花病毒繁殖速度快, 通過空氣傳播, 傳播速度和范圍十分驚人, 攜帶病毒者在感染后1周內傳染能力最強, 即使結疤脫落也具有傳染能力, 在歷史上往往形成災難性的瘟疫[12]。如15世紀末, 由歐洲人將天花病毒傳播至美洲大陸, 使2000-3000萬的原住民在不到100年的時間下降到100萬人。18世紀70年代, 英國醫生愛德華·詹納發現了牛痘, 開啟了人類抵御天花病毒的歷史;而我國據文獻記載, 最遲在16世紀已發明了人痘接種術, 康熙于公元1682年曾下令各地種痘預防天花。1796年, 英國醫生愛德華·琴納將牛痘接種在健康人身上, 最終證實了牛痘預防天花的作用, 1797年他的研究論文遭到了英國皇家學會的拒絕, 于1798年自己籌集經費刊發。1520年, 墨西哥天花, 300余萬人死亡, 到1570年, 近2300萬人死于天花病;1926年-1930年, 印度天花約50萬人死亡;1958年, 東巴基斯坦和印度尼西亞發生天花和霍亂, 前者死亡5萬人, 后者死亡515人。1979年10月26日聯合國世界衛生組織在肯尼亞首都內羅畢宣布, 全世界已經消滅了天花病。天花病毒感染人類是一個對人類不利的肯定過程, 經過不同年代不同國家醫生的摸索, 終于找到了否定的方法---接種, 直到上個世紀末才完全克服了天花的傳播, 實現了否定之否定, 人類終于戰勝了天花病毒;但是目前還有一些研究在繼續進行, 防止天花病毒的重新爆發。

                          生物學上著名的中心法則發現過程也是經歷了肯定-否定-否定之否定的過程, 首先發現了DNA到RNA, 在翻譯生成蛋白質, 后來發現病毒并不是由DNA進行轉錄生成蛋白質, 而是由RNA到DNA, 再合成RNA, 這個過程就是肯定-否定的過程;1970年克里克正式提出了完善的中心法則, 即遺傳信息從DNA傳遞給RNA, 再傳遞給蛋白質, 完成遺傳信息的轉錄和翻譯過程, 也可以從DNA傳遞給DNA, 完成DNA的復制過程[13]。植物種子發芽長成植株是肯定和否定的過程, 而植株開花結實則是否定之否定的過程, 產生更多的種子;袁隆平利用雜交育種方法不斷提高我國水稻產量, 更是肯定-否定-否定之否定不斷螺旋上升的過程, 體現了否定之否定規律;我國引入觀賞植物水葫蘆也是一個肯定的過程, 但是由于水葫蘆在我國沒有天敵, 肆意生長傳播, 導致引發航道堵塞, 水質變差, 造成了水利、農業、環保等危害, 而經過深入研究, 現在發現水葫蘆可以作為飼料、醫藥、造紙等產業的原材料[4]。

                          綜合分析以上案例的發展過程, 無不充滿了否定之否定的規律, 在生物教學中深刻發掘類似生物學規律或現象所包含的哲學思想, 在課堂中貫穿應用, 使學生產生深刻的認同。

                          三、生物學教學的唯物辯證法思考

                          恩格斯在《自然辯證法》中指出, 黑格爾唯心主義將辯證法作為純粹的思維規律闡述, 是強加給自然的;而辯證法的規律是由自然現象推導總結出來的。因此我們首先要分析事物的發展過程, 然后推導出辯證法的規律, 在生物教學中, 要貫穿這種思維方式, 通過講解典型的案例, 從中推導出辯證法規律;同時也加強學生應用辯證法的規律去思考問題, 對自然現象進行正確的認識。

                          參考文獻
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