以“细胞学说的建立过程”为例分析高中生物学科学史中的核心素养

齐剑玲

摘 要：本文主要对人教版高中生物教材必修一第一章第一节“细胞学说的建立过程”这一生物科学史进行分析，通过对教材中核心素养的分析从而更好的明确“细胞学说的建立过程”这一生物科学史的教育意义。

关键词：细胞学说;核心素养;生物科学史

“细胞学说的建立过程”属于生物科学史。生物科学史包括生物学家对生物学现象、原理、规律的探索过程、探索方法以及科学家在进行科學研究时所持有的观点态度、情感体验等。同时在2017年最新出版的普通高中生物学课程标准教材编写建议中提出：适当引入生物科学史内容，尤其是生物科学史中许多经典实验是培养学生科学素养的最好范例。因此，本文中我将对“细胞学说的建立过程”这一生物科学史进行分析，并以此为例分析高中生物学科学史中的核心素养。

1.解读细胞学说的建立过程

细胞学说的建立过程这部分内容主要通过对几位科学家的研究过程的介绍使学生构建知识体系、获取思维方法、体会科学家探索历程、形成敢于探索敢于创新的生物学精神。

“细胞学说的建立过程”主要涉及了七位科学家的科学研究。维萨里是一位解剖学家，他通过大量的尸体解剖研究揭示了人体在器官水平的结构。比夏在维萨里的研究基础上，揭示了器官是由低一层次的结构组织组成。最早使用自制的显微镜观察到细胞的是罗伯特虎克，他使用显微镜观察植物木栓组织发现了许多小室并将其命名为细胞（cell）。然而罗伯特虎克观察到的并不是真正意义上的细胞。真正意义上第一个观察到活细胞的是英国科学家列文虎克。在十八世纪末西欧各国先后完成了产业革命，为科学的发展带来了新的历史背景，细胞学说得以有进一步的发展[1]。植物学家施莱登利用归纳法，对植物的柱头、花粉、胚珠等组织进行研究最终提出了植物细胞学说。受到施莱登研究的启发施旺开始研究动植物之间的联系，通过对动物细胞的形成机理以及个体发育过程的研究施旺提出了动物也是由细胞组成的并且由单个细胞也就是受精卵发育而来。在施旺、施莱登的理论基础上德国科学家魏尔肖对细胞学说进行进一步的补充修订，将“新细胞可以从老细胞中产生”这一错误结论改为“细胞通过分裂产生新细胞”。至此细胞学说的建立基本完成。

2.解读教材中的核心素养

2017年出版的普通高中生物学课程标准中提出核心素养包括：生命观念、科学探究、科学思维、社会责任。

2.1生命观念

对于生命观念的常见理解认为生命观念是指：对观察到的生命现象以及生命现象中存在的相互关系和特征进行解释后的抽象，是能够用于理解或解释生物学现象、生物学问题的观念和思想方法[2]。细胞学说的建立着重体现在的是生命观念的进化与适应观中的统一性上。施旺侧重于对动物界的研究，他通过对动物胚胎、组织、器官等研究论证了动物组织由细胞构成，施莱登主要侧重对植物界研究，他通过对真菌、藻类、种子植物等不同种类植物进行研究，得出结论“植物的整个类别都是由细胞构成”;施旺、施莱登的研究成果系统的论证了动植物之间的一致性，动植物都是由细胞组成的并且细胞中都含有细胞核、细胞膜等结构。

2.2科学思维

对于科学思维的常见理解认为科学思维是指：尊重客观事实和证据，运用科学的思维方法认识事物，从而发现问题、解决问题的思维习惯和能力[2]。细胞学说的建立过程着重体现的科学思维方法是归纳法和批判性思维。施莱登通过对植物不同组织的观察，发现不管是花粉、胚珠还是柱头都是由细胞组成的并且这些细胞都有细胞核，进而根据几种植物组织的共性进行归纳总结，得出结论“植物细胞都有细胞核”;施旺通过对动物的五种不同的组织进行研究，得出结论“动物组织都是由细胞构成的”。施旺、施莱登理论的得出所运用的科学方法就是归纳法。魏尔肖对细胞学说中“新细胞”的来源问题进行修改，将“新细胞是从老细胞中产生”这一错误理论修正为“细胞通过分裂产生新细胞”[3]。像魏尔肖这样敢于质疑，善于辨析，并能够根据严格推论得出自己观点的批判性思维，正是现在教学中应着重促进学生发展的一种科学思维模式。

2.3科学探究

对于科学探究的一般理解认为科学探究是指：能够发现现实世界中存在的生物学问题、生物学现象，并能够针对特定的生物学问题和现象进行观察、思考、交流、讨论，最终能够解决问题、得出结论的能力[2]。在本文中学生通过追随科学家的脚步，体验科学家的探索历程，从而明确施旺、施莱登之所以能够提出“细胞学说”很大一部分原因是在于前人经验的积累以及与其他科学家之间的交流探讨。例如：马尔比基发现了植物细胞壁与细胞质的区别;虎克对细胞的命名;列文虎克首次观察到了活细胞并观察到多种不同类型的细胞。这些科学家对科学现象的发现都为施旺、施莱登“细胞学说”的提出提供了理论基础。

2.4社会责任

对于社会责任的一般理解认为社会责任是指：基于对生物学知识的理解，积极参与个人及社会的讨论，对生物学问题和生物学现象做出合理解释和判断以及善于运用生物学知识解决生活问题的能力[2]。施旺、施莱登“细胞学说”理论的提出使唯物主义在与唯心主义的斗争中取得了重大的胜利，使人们逐渐意识到动物、植物都是由细胞组成的，并且都是由细胞发育而来的，从而初步揭示了生命的内涵，揭示了不同生物间的统一性。细胞学说的提出打开了对生物奥秘探索的大门，推动了生物科学及其相关学说的迅速发展，促使人们对生命观、自然观的理解进入一个新的阶段，使人们能够利用生物学知识辨别迷信和伪科学，最终形成正确的生命观念。

“细胞学说的建立过程”蕴含着丰富的核心素养，对于促进学生的全面发展具有非常重要的作用。

参考文献

[1]汪德耀.细胞学说简介[J].自然杂志，1983（11）：839-843.

[2]普通高中生物学课程标准[M].人民教育出版社，中华人民共和国教育部，2018.

[3]苏育才，陈晓清.“细胞学说建立的历程”一节的教学设计[J].中学生物教学，2015，40（01）：27-28.

（基金项目：哈尔滨师范大学基础教学课题“生命科学史在高中生物学教学中有效应用研究”;项目编号：HJG20180035。）