从科学哲学的角度看生物进化理论的发展

顾炜萌

（昆山市柏庐高级中学 江苏苏州 215300）

1 问题的提出

科学哲学理论是当代哲学的一个分支学科，是从哲学的角度出发对科学知识以及科学本质做出理解与思考。重视科学本质已是国际课程改革的发展重点，但是目前学生的科学本质观的发展水平相对较低。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中给出的教学建议包括“注重生物学史和科学本质的学习”，并在课程标准中列出7条科学本质内涵，表明了科学史和科学本质的教与学的重要性。生物进化理论是人教版教材《必修2·遗传与进化》中的重要组成模块。进化与适应观是生物学学科核心素养生命观念的重要组成部分，也是高中生物学所特有的观念。当前的课堂教学虽重视以科学史为线索，通过创设情境以及重温科学家的研究过程培养学生的知识与能力，但是却忽略了对科学本质的思维训练。下面旨在对进化观念进行分析，带领学生经历思辨以及质疑的过程，理解“科学是什么”这一本质问题，达成生物学学科核心素养。

2 从科学哲学的角度分析生物进化理论

2.1 以进化学说和进化思想的比较引入

进化学说的产生首先表现在进化思想的产生和发展。进化思想认为自然界是可变的，是对自然界的认识，进化学说则是指对自然界的发生和变化作出解释的自然观。古希腊的学者认为生命最初是从海中软泥产生的，生命的存在是连续的。培根最早提出物种可变性问题，康德提出“传衍”这一概念。进化思想的发展过程体现了科学是在不断发展的。学生通过对进化学说与进化思想的理解，在发展史中认识到科学知识可能随着研究的深入而改变。

2.2 分析科学的本质——结合相关科学史材料分析生物进化理论的发展历程

2.2.1 分析乔治·布丰的进化学说，理解科学会受到社会和文化的影响

乔治·布丰作为进化论的先驱，第一个具体提出进化学说。布丰通过观察和研究，对“物种是万能且是上帝创造”的提出了质疑，认为物种是可变的，强调环境对生物的直接影响。但是由于宗教势力的压迫，布丰不得已放弃了自己的观点。在进化学说的发展过程中，布丰的观点受到了外界环境即社会和文化的影响。教师可以引导学生分析这部分内容，从而使学生理解布丰在科学技术受到限制的时期创造性地提出物种是可变的这样的理论是有重大意义的。但是，科学的发展受到多种因素影响的，教师还要引导学生理解科学会受到社会和文化的影响的观念，体现科学的文化植根性。

2.2.2 分析拉马克的进化学说，理解科学工作采用基于实证的范式

拉马克于1809年发表了《动物的哲学》。拉马克学说包含布丰和老达尔文的观点，其主要观点包括传衍理论、进化等级说、强调生物内部的因素是进化的原因。拉马克的进化学说尤为强调环境在生物进化过程中的作用，提出了学生熟知的两个自然法则——“用进废退”和“获得性遗传”。但是，受当时科学发展水平的限制，拉马克的思想局限在假设阶段，由于缺少证据和有关材料，部分机制没有做出科学性解释。教师向学生提出拉马克对长颈鹿脖子的解释，引导学生对拉马克的观点加以分析。学生在阅读拉马克的进化学说的建立过程以及相关理论的建立时，可以明确地认识到科学工作需要有令人信服的证据对相关理论加以解释，即通过观察，提出问题、做出假设、进行实证、得出结论。学生通过对拉马克的进化学说的分析，理解科学工作需要实证的范式加以研究。

2.2.3 分析居维叶和圣·喜莱尔的论战，理解科学工作中要高度关注主观因素的影响

居维叶认为生物的适应是绝对的完美，结构和功能严格对应，是一个精确的仪器。他相信上帝的智慧，并提出了“生存条件原理”。教师可给学生提供相关例子，即居维叶认为鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类的出现的先后顺序取决于适合各门类动物生存环境的出现顺序。而圣·喜莱尔则认为所有的动物躯体由相似的结构单元组成。例如，教师引导学生比较人的上肢和马、蝙蝠等的前肢，得出：这些动物骨骼的结构基本相似，但是对应的功能有所不同。因为当时大多数博物学家都相信目的论，因此居维叶在此次论战中胜利了。教师给学生提供资料：虽然居维叶利用系统论和类比的原理提出一套完整的动物学分类原则，但是他深受宗教思想影响，对进化论持批判态度。通过一场关于生物的适应的解释的一场论战，学生会发现宗教与学术理论对科学的发展有着深深的影响，因此理解科学工作要高度关注主观因素的影响。

2.2.4 分析达尔文的进化理论，理解科学是创造性的工作及科学工作依赖观察和推论

达尔文在农、牧品种选育的实践经验的影响下，在布丰、拉马克等的研究的基础上，创造性地提出了自然选择学说。学生了解到：达尔文主要是依靠分析不同地区的地雀，从而放弃神创论的观点，得出进化论的观点。教师在教学过程中可以增添一些达尔文在完成自然选择学说时所进行的大量的观察和推论，引导学生理解科学工作的严谨性和复杂性。例如，在讲解遗传和变异的内容时，提供达尔文在观察家养和野生动植物时发现的大量可遗传和不可遗传变异，在自己观察的基础上提出了如下结论，即在自然状态下显著的偶然变异是少见的以及否认自然界的不连续以及否认种的真实性。并引导学生分析达尔文的相关观点，得出：虽然达尔文的进化学说有些不合适的地方，但是与当时的生物学水平相关。达尔文在解释生存斗争时提出一切生物都有高速率的增加的倾向，在超过可能生存的数目时会出现生存斗争并进行自然选择。教师在引导学生分析材料、自主查阅资料，并对相关资料加以分析，提高学生的观察以及分析的能力。学生根据教师提供的达尔文提出进化论的过程和方法，从而理解有关科学工作依赖观察和推论的科学本质观。

2.2.5 现代进化学说的发展，科学知识可能随着研究的深入而改变

达尔文的学说形成之后，遗传学开始发展，在遗传学相关理论的支持下，部分学者开始对进化论中的相关内容进行修正。例如，魏斯曼对达尔文进化论进行筛选，强调“自然选择”为进化的主要原因。学生所熟知的孟德尔以及摩尔根也对进化论加以修正和综合，修正了融合遗传的观点。科学家提出了“适应程度”这一概念代替了原有“生存斗争”的概念，并在不断的修正和改进之后提出了现代综合论。学生在相关资料中可以发现，即使达尔文的进化学说产生了很大影响，但是在科学的不断发展过程中依旧会随着研究的深入而不断修正。学生通过认识达尔文学说之后进化理论的发展，认识到人类对科学的认识也是一个不断发展的过程，以此理解科学知识可能随着研究的深入而改变的科学本质观。

2.3 现代生物进化理论中的科学本质观的总结

美国的《面向全体美国人的科学》科学本质观归纳成三个大框架，即科学世界观、科学探索及科学事业。莱德曼对科学本质观的定义更加具体化。现将人物、科学史、课标中的科学本质以及莱德曼对科学本质观的定义列出（表1）。

表1 科学哲学角度分析生物进化理论

3 反思与总结

科学是人们认识世界的一种方式，这更要求学生利用科学解决自然界中的实际问题。生物进化理论的发展在科学史上是比较重要的一个部分，也是培养高中生物学学科核心素养的关键概念。教师引导学生从科学哲学的角度分析相关生物学概念，便于学生对科学本质观的理解。教师以生物进化理论的发展为线索，重视学生的科学本质观的培养，不仅对本部分知识点的发展过程加以理解，更能培养学生真正认识到“什么是科学”。为了更好地落实课程标准中的科学史和科学本质的培养，教师首先要理解科学本质内涵，对不同的大概念进行梳理，对科学的发展过程进行适当的还原，将科学史与科学哲学相融合。在对学生的掌握情况进行考查时，教师可以增添一些科技写作、科学探究实验的设计等环节，调动学生学习生物学的积极性，培养学生的批判性思维和创造性思维，提升学生的学科核心素养。此外，科学本质观并不是生物学所特有的观念，可以将其与物理和化学等科目相结合，在跨学科与学科融合的基础上，促进学生对科学本质的全面及彻底的理解。