生物学与美

(江苏省如东县新光中学 226409)

新课标将“态度、情感、价值观”列为三维目标之一，而这一目标中的许多内容可涵盖为“审美教育”。追根溯源，美学是哲学的一个分支，但就美学的存在方式和内容来讲，生物科学中所含美学素材、原理最为丰富。因为生命运动是物质运动的最高形式，生物种类最为丰富，“多样即资源”。自然选择决定了生命运动之高等，它和生物多样性一起决定了生物科学中美学素材、原理的丰富性。正如翟中和院士所言：我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧!所以，每一种生物都是大自然亿万年精雕细琢的工艺品宝库中万里挑一的精品，它比璀璨夺目的钻石更为难得，更具诱惑力。颗颗生灵犹如满天繁星，令人向往，思绪万千，都是美的化身、美的结晶。

1　生物科学中的自然美

各种生物，以其丰富的色彩、形状、声音、行为等给人以强烈的视、听、嗅、触觉等感官冲击和心灵的震撼。不必说争奇斗艳的鲜花，郁郁葱葱的树林，碧绿如茵的芳草，翩翩起舞的蝴蝶，搏击长空的雄鹰，奔跑如飞的猎豹；不必说数十吨之巨的蓝鲸打闹于大海时的雷霆万钧之势，充满灵性和神秘的海豚正与冲浪者追逐嬉戏，珊瑚正在海底孜孜不倦，似乎不把大海填满决不收兵；不必说大雁南飞时队形的整齐、协调、和谐而又富于变化，羊群恬静地栖息于草原，如朵朵白云嵌于蓝天；也不必说虎啸、猿啼、马嘶、狮吼、狼嚎、犬吠，管它是“美声”、“通俗”还是“民族”，声声皆美；更不用说动物之首席代表——人，古今中外谁能淋漓尽致地写出人之美丽?如果你难得亲近自然，只要看一看诗人、画家笔下的生物世界，就会发现生物的外在美是何等丰富多彩：“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”；“春色满园关不住，一枝红杏出墙来”；“蝉鸣林愈静，鸟鸣山更幽”；徐悲鸿的马潇洒奔放、开拓进取；齐白石的虾晶莹剔透、栩栩如生；郑板桥的竹姿态万千、坚忍不拔……

总之，生物体的形体美、行为美、动态美、韵律美、本能美以及生物体的和谐美、适应美，无不为我们展示出一幅生动感人的美丽画卷。生物教师要充分挖掘和运用生物科学中的美学原理和素材，潜移默化地引导学生更好地感受美、鉴赏美、表达美、创造美，促使学生更好地理解生命的美好和神圣，进而更好地珍惜生命、热爱生命、探索生命。

2　生物科学中的科学美

科学是真与美的统一，科学美是美的一种高级形式。生物之科学美，将使人们“混乱之中见和谐”、“复杂之中见简洁”、“多样之中见统一”，其体现方式可分为科学事实美、科学理论美和科学实验美。

2．1科学事实美

正如物理学家用生动的语言描绘核裂变过程，天文学家探视“光年”之遥的宇宙深处一样，达尔文心中的一草一木都是活生生的，都是有人格、有情感的东西，目光所及之处，都是“一幅虽不清晰但却无限美好的图象”。如：叶在茎秆上的排列，虽有对生、互生、轮生之别，但自上而下互不遮挡，形成镶嵌式模型，使每一张叶都能接受充足的阳光；蜂巢的建筑工艺，是任何建筑工程教授都难以完成的发明创造；微观的生物细胞，多数人只知道它可分为膜、质、核等，可谁知其内更有数不清的奇妙“机关”，共同完成物质的进出、取舍，细胞的分裂、分化，基因的表达调控等，一切生命运动最终都得在细胞中有条不紊地实施。一个生物细胞便如同一座现代化的文明城市，从军事防御到能源交通，从人员社会分工到外贸交流乃至垃圾处理，都是那么周全和恰到好处，其美妙难以用语言加以描绘。

又如：初中生物学教材介绍，植物根尖分根冠、生长点、伸长区、根毛区4个部分，它们各具特征，各司其职。教学中仅仅停留于此，学生所获得的将是间断的、静态的认识。因此，教师要引导学生分析、感悟4部分结构间互动、互变、互为因果的深层次关系，使学生初步构建起：结构与功能统一，功能与环境统一的生物学思想，乃至“存在即合理”的哲学萌芽。

2．2科学理论美

科学的目的在于揭示事物的规律性。生物界在外观上纷繁复杂、杂乱无章，但实质上却和谐统一。生物科学就是要揭示生物界的统一与和谐。一种生物理论，如果发现并反映出生物界的和谐、统一，它便是“真”与“美”的统一，就是科学的最高境界。“细胞学说”的提出“使得有机的、有生命的自然产物的研究——比较解剖学、生理学和胚胎学才获得了巩固的基础”。

生物学中形态与结构的统一、结构与功能的统一、功能与环境的统一，不仅解释了许多生物现象，如：同源器官、同功器官、痕迹器官等，更为我们探寻生物未知世界提供了许多科学预见。如同门捷列夫元素周期律，使人们对原子结构与化学性质的关系的认识豁然开朗，而一提起“适者生存、物竞天择”，我们立刻想起老虎随时准备清除食草动物中的每一个不良基因携带者，而食草动物又毫不犹豫地淘汰肉食动物中的“懒汉”，它们严守同一定律，相互激励，相互监督，共同维持着森林的“可持续发展”。印度野牛明知征途遥远而艰险，也毫不犹豫地勇往直前，几十年如一日，生命不息，奔腾不止，追随着大自然的韵律，用自己的铁骑在大地上奏响了生命的音符。

系统进化理论告诉人们，生物由低等到高等、由简单到复杂进化发展，这就不难解释水螅辐射对称、具网状神经系统，而人两侧对称、具中枢神经系统。蚯蚓、鱼、青蛙、鸟，其心脏由一室递增为四室，其肺从无到有，从简单到复杂。恩格斯把细胞学说、能量转化与守恒定律、达尔文进化论并列为19世纪自然科学的“三大发现”，因为它们大大推进了人类对整个自然界的认识，有力地促进了自然科学、伦理学和哲学的进步。

2．3科学实验美

科学实验美是指实验的理论基础和指导思想的先进性，实验手段、实验工具的新颖性和创造性，对实验现象、结果的分析、思辨的科学性，更包括实验工作者不墨守陈规、不迷信权威的探险精神。孟德尔通过豌豆杂交试验得出颗粒遗传的结论，证明了遗传物质的不融合，在繁殖传代中可分离并重新组合。摩尔根通过果蝇“连锁遗传”的研究，于1926年发表了他的名著《基因论》。生物工程研究中，从细胞的分离、破碎、抽提到电泳、层析、印迹等，无不令人称奇叫绝。生理学中，生物电现象的研究，从一开始就同电学、电化学的研究以及电子学测量和控制仪器的应用密切相关。每一项科学理论的形成和进步都是建立在实验基础之上的，一次成功的实验，如同为万丈高峰的攀登者铺设了一块阶石。

3　生物科学中的社会美

生物的社会美，首先在于生物与生物、生物与环境间的相互依存、相互制约的动态平衡之美。一个生态系统由非生物物质能量、生产者、消费者和分解者组成。它们间时刻不停地进行着物质循环、能量流动和信息交流。世界得以维持和发展，理由只有简单的两个字——平衡。在生物课堂上，教师和学生可共同

领略生物界物种之繁多，数量之庞大；共同体会着它们间无大小、强弱、高低、贵贱之分，各有一片自由的天地让其尽情发挥其社会价值；共同感悟着大自然的兼容并蓄、民主自由。

生物的社会美，还在于生物对人类社会物质上的直接供给。据统计，仅小麦、水稻、玉米三种作物就提供了人类所需粮食的70％以上，各种家禽、家畜、海产为人类提供了必要的蛋白质，各种蔬菜、水果、菌类为人类日常生活所必需。中国有记载的药用植物约有5000种，常用的约有1000种。很多动物已被人类作为主要的药物，如水蛭素是珍贵的抗凝血剂，蜂毒治疗关节炎，蛇毒可控制高血压。

生物的社会美，更在于生物给人类以科学借鉴、精神熏陶、思想启迪，促进人类社会的自我完善和进步。蛙眼对静止的物体几乎视而不见，对运动着的物体特别敏感；蝙蝠视觉退化，但进化出先进的超声波回声定位系统。人们已将这些原理应用于雷达。在罗马尼亚的一块玉米地下，科学家发现了一个洞穴，里面生活着48种动物，其中有33种是从来没有见过的动物种类。这是一个永远生活在黑暗中的生物群体，这些动物是从岩石中获取能量，它们需要的营养元素氧是从岩石缝隙渗入地下的。这一发现引起航天专家的兴趣。研究火星生命的专家认为，火星上的生命有可能存在于类似于这样的洞穴中。据推算，火星上的生命可能出现在3亿年之前，那时的火星是温暖而潮湿的。如果火星上的生命继续存在的话，有可能早已转入地下，因为火星的地表以下仍可能存在液态的水。到过黄山的人们无不为置身于悬崖峭壁、扎根岩缝之中的黄山松所折服，无不感叹生命之可贵与伟大。我们的工作、生活难免有困难和挫折，但只要“咬定青山不放松”，就没有解决不了的问题。老虎虽猛，但它们在打斗中很少伤及对方；眼镜蛇在相互对抗中本可轻而易举地喷出毒液消灭对方，但它们谁也不会这样做，只是用自己的颈部将对方的颈部压到地面为止。胜者担当起“民族”兴亡之重任，败者“退居二线”“发挥余热”。它们间的斗争都是为了种族的延续和发展，而不是“痛打落水狗”，也不是“将阶级斗争进行到底”。

在生物教学中，教师可将这些美学原理和素材有机组织起来，适时、适度地引导渗透，努力让学生构建起：科学生物观、社会生物观、人文生物观，使学生在了解生命现象和生命活动规律的同时，得以科学借鉴、精神熏陶、思想启迪，促使其人生观、世界观的完善和进步。

注：“本文中所涉及的表格、注解、公式等请以PDF格式阅读原文。”

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