從陳舊的小本教材籠罩十多年的陰影下，突然看到新改版生物教材，當(dāng)初的感覺如沐一場新雨，頓覺神清氣爽，虹彩四射。仔細(xì)研讀，確實(shí)體會到三冊新教材許多突出的優(yōu)點(diǎn)和新穎之處。
我單從一個(gè)角度以點(diǎn)帶面的談?wù)剛�(gè)人對新教材地領(lǐng)會。雖然，新課標(biāo)教材即將在全國普及全面地將原舊教材取而代之，但其理念的突出改進(jìn)是不可拋棄的閃光點(diǎn)，在當(dāng)時(shí)的背景下，是難能可貴的。從這個(gè)角度說，也是對即將謝幕的原新教材版的一個(gè)盤點(diǎn)與告別，讓我們珍惜這最后的感悟，在下一步更上新階。其中的最突出的一個(gè)亮點(diǎn)就是，在幾乎各節(jié)之中都貫穿的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和滲透的科學(xué)史，讓生物課堂充盈著科學(xué)素養(yǎng)的氛圍，下面就這一個(gè)問題作一概括性的點(diǎn)戲。
整個(gè)高中教材中涉及到科學(xué)家有很多位，科學(xué)史，讓高中生物學(xué)教材充分體現(xiàn)出精彩的科學(xué)性與歷史感。
1 斯帕蘭扎尼：兩百年前實(shí)驗(yàn)思想與成果的一個(gè)突破
高高在上的霸道而貪婪的人類腦袋里只知道用冰冷的鐵籠子囚裝進(jìn)鷹，而他那古香古色的腦袋瓜中竟奇思妙想出用鷹裝進(jìn)了小巧的鐵籠子──這就是意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼的設(shè)計(jì)。真是離奇而又理智的超凡脫俗，這個(gè)連國家都很古老傳統(tǒng)的學(xué)者，名字聽起來也那么沉重滯悶，卻設(shè)計(jì)了簡潔又非同凡響的對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了前人對“消化”這個(gè)詞匯視而不見的明確區(qū)分，排除了物理性消化，定論了化學(xué)性消化。尤其應(yīng)引起大家注意的是，時(shí)間是在整整200多年前的1773年，單就這一點(diǎn)，就足以讓我們刮目相看和欽佩不已。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的巧妙排除了干擾條件，和暗中的對照性原則，仍是對我們今天的高考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了簡潔的范例借鑒。
2 恩格爾曼：歷史暗影中閃亮的一縷科學(xué)智慧的光束
可能在高中生物教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取巧妙者、極具特色者，當(dāng)屬恩格爾曼的光合作用的設(shè)計(jì)吧！
把他的實(shí)驗(yàn)?zāi)贸鰜�，思想之深邃，�?chuàng)意之科學(xué)，巧妙至極致，簡直叫人佩服得五體投地。與其說是光合作用這第一課時(shí)常被許多老師頻頻選為公開課來展示個(gè)人的教壇功夫，莫不如說選這節(jié)課更主要是為了展示恩格爾曼為最代表的實(shí)驗(yàn)科學(xué)的智慧魅力。
恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的特色，九個(gè)字：選材好，手段高，驗(yàn)證妙！這仍不足以概括表達(dá)其精妙。這就是科學(xué)頭腦創(chuàng)造的智慧。①用好氧性細(xì)菌的精確定位，判斷出水綿細(xì)胞中產(chǎn)生氧氣，也就是進(jìn)行光合作用的部位；②水綿有帶狀葉綠體的特殊結(jié)構(gòu)，且螺旋狀分布在細(xì)胞中，非常便于觀察不同的現(xiàn)象和分析內(nèi)在的原因；③創(chuàng)造的環(huán)境奇特，將臨時(shí)裝片放在黑暗又無氧的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和O2的影響；④一束極細(xì)的光束再然后是全光照的各層對比。黑暗與極細(xì)光束下的對比，螺旋狀葉綠體的近端處與遠(yuǎn)端處的差別。水綿放在黑暗（局部照光）和曝光的條件下進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)。
實(shí)際上，從1665年海爾蒙特的柳樹培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)開始，到19 年光合作用大體定位，整整300多年，多位科學(xué)家各盡其能盡顯了不同的方法，但恩格爾曼的試驗(yàn)在這里仍然顯得獨(dú)放異彩。
3 孟德爾：藝術(shù)之都音樂旋律浸染出理性的超前定律
牛頓的兩大定律，可謂盡人皆知；而孟德爾的兩大定律卻深藏冷宮長達(dá)35年之久，拖后了人類認(rèn)識的腳步。
我常想，孟德爾是否是上帝賜予的一個(gè)平民之身，專程來揭曉這份極普遍存在于身邊又重要無比的定律；來奠基這套人類生活無法缺失、當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展又存在空白的理論。讓孟德爾情有獨(dú)鐘癡迷于那一株株特別平常無奇的小豌豆上，然后用了如同中華民族覺醒了幾億民眾、浴血奮戰(zhàn)抗擊日本鬼子的八年歷程來研究分析。我們不能不驚嘆他如何有那么大的耐心和愛心去一粒粒、一株株、一朵朵地?cái)?shù)豆粒、查植株、作花蕊，然后再從那一大堆看似雜亂無序甚至各自為政的數(shù)字中，敏銳地看出共同的比例──3：1、1：1、9：3：3：1、3：3：1：1。本來，這個(gè)維也納大學(xué)畢業(yè)的天主教神父優(yōu)雅牧師該被音樂的韻律浸染成一個(gè)浪漫十足的時(shí)尚青年，他卻極其冷靜相當(dāng)沉靜得寄情于他的執(zhí)著探究；而且，去除浮躁、耐得寂寞，讓他成就了相伴人類的分離定律和組合定律。
實(shí)際上，人類或生物不都是在分分合合中演繹著生命的真諦嗎？結(jié)婚生子、立業(yè)成家，是分又合、合而分，不斷輪回；細(xì)胞分裂，減數(shù)受精，是分合的精妙搭配；甚至天下大勢，分久必合、合久必分。真不知孟德爾當(dāng)初在教堂中與豌豆默默地深深對話，參悟了多少社會的奧妙，啟迪于多少歷史的深意，而提煉出“分合”二字，敲定出這“分合鐵律”。使得遺傳學(xué)才真正成為一門科學(xué)，開拓出生命科學(xué)的又一方高遠(yuǎn)的天地。
然而，1865年2月28日，布龍市的自然科學(xué)研究會召開例會，身穿黑色修士長袍的43歲的孟德爾走上講壇，報(bào)告了他發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)津。雖然與會的40多位所謂學(xué)者對他所做的八年的研究結(jié)論和他所統(tǒng)計(jì)的多達(dá)21000多件樣本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示極為欽佩，但對報(bào)告中那些繁雜又枯燥的數(shù)字沒有觸動(dòng)，至多賜予他幾許禮貌的掌聲。
其中很精妙的是選擇豌豆是嚴(yán)格的自花傳粉和閉花受粉，很巧的是孟氏研究的7對性狀無一連鎖，豈不是上天成全？否則，又如何拆解分離與連鎖呢？而且，也曾刊登于學(xué)會年刊上,還分送歐美的許多圖書館。另外，孟德爾在宣讀論文之前,還寄給瑞士著名植物學(xué)家內(nèi)格利。據(jù)說，也曾給達(dá)爾文郵過自己寫的論文，卻擦肩而過，當(dāng)時(shí)老達(dá)已經(jīng)出版了《物種起源》達(dá)六年之久，已經(jīng)大紅大紫，并坐上英國皇家學(xué)院院士的寶座。然而，歷史好像總好留點(diǎn)殘缺之美，這樣偉大的定律，卻無人喝彩無人回應(yīng)，被整整埋沒了35年。
現(xiàn)在我們會感嘆甚或嘲笑當(dāng)時(shí)的人們是多么蒙昧不醒混沌無知，其中也可能包括著我們崇敬的博物學(xué)家進(jìn)化論的集大成者，是否他也被進(jìn)化論壟斷了頭腦，還是隔行如隔山的無奈隔閡？我們都不得而知，甚至怎么揣摩和品位孟德爾當(dāng)時(shí)內(nèi)心的孤獨(dú)和超前的寂寞�。�
而有幸的是，上帝太著急了，又派了三位科學(xué)家，荷蘭植物學(xué)家德佛里斯,德國植物學(xué)家柯靈斯和奧地利植物學(xué)家丘馬克，不約而同的在1900年，用不同的材料得出的完全相同的結(jié)論，然后十分意外地從舊紙堆里讓孟德爾定律重見天日。歷史的必然！
還有一句更有意思的后話是，三人之一的科倫斯又在五年后，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)遺傳，彌補(bǔ)了孟德爾的細(xì)胞核遺傳。
4 赫爾希與蔡斯：把科學(xué)實(shí)驗(yàn)作到簡潔便是最高境界
1952年，赫爾希（A．D．Hers-hey）與蔡斯（M．Chase）做的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，選取的主角材料是T2噬菌體就很有眼光。這種病毒微小到無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，簡單到不能再簡單，只有一個(gè)蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的DNA，連囊膜都省去了；簡單到只有增殖，只有遺傳。撥去浮華，只剩本質(zhì)；省掉表象，直達(dá)目的，非此即彼，別無選擇。物質(zhì)單一──蛋白質(zhì)和DNA，正是當(dāng)時(shí)學(xué)界的科學(xué)家們最有爭議的兩大焦點(diǎn)物質(zhì)。而且，他們又用了很絕很有說服力的放射性同位素示蹤法，選取的兩大元素S和P也是蛋白質(zhì)和DNA的最具代表的大使級代表元素；實(shí)驗(yàn)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)就鎖定在兩物質(zhì)之一。結(jié)果證明，噬菌體DNA能攜帶母體病毒的遺傳信息到后代中去以后，最后使得艾弗里的實(shí)驗(yàn)結(jié)論一錘定音。
因?yàn)檫@之前的一個(gè)背景是，1944年在紐約洛克菲勒研究所，艾弗里等人由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：“轉(zhuǎn)化因子”就是DNA。并在《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表了這一研究成果。當(dāng)時(shí)人們對蛋白質(zhì)的研究特別充分，對其認(rèn)識比較深入；而在相當(dāng)長的時(shí)間里，人們對DNA的研究非常不夠，不像蛋白質(zhì)那樣活躍又引人注意，也就很難設(shè)想它能夠作為遺傳信息的載體。艾弗里 “DNA是遺傳物質(zhì)”的正確結(jié)論，不僅沒有使科學(xué)界立即接受，反而引起了許多人的極大驚訝和懷疑。
鑒于科學(xué)界對其理論還抱有懷疑，諾貝爾獎(jiǎng)評選委員會認(rèn)為“最好等到此理論更多地為人們所了解的時(shí)再說”�？墒�，當(dāng)爭議平息、諾貝爾獎(jiǎng)評委會準(zhǔn)備授獎(jiǎng)時(shí)，他已經(jīng)去世了。評委會不得不十分惋惜地承認(rèn)：“艾弗里于1944年關(guān)于DNA攜帶信息的發(fā)現(xiàn)，代表了遺傳學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)最重要的成就，他沒能得到諾貝爾獎(jiǎng)金是很遺憾的”。
終于讓對懷疑DNA是遺傳物質(zhì)的科學(xué)家們啞口無言，科學(xué)界才終于接受了DNA是遺傳信息載體的理論。遺傳物質(zhì)之爭這才算塵埃落定。
美國分子遺傳學(xué)家G．S．斯坦特寫道：“這項(xiàng)理論到1950年后好像突然出現(xiàn)在空中似的，到了1952年已被許多分子遺傳學(xué)家奉為信條”。
實(shí)際上，艾弗里德成就沒有獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)實(shí)在屬于科學(xué)和諾貝爾獎(jiǎng)雙方都無法彌補(bǔ)的遺憾。雖然如此，這仍無法妨礙著兩大實(shí)驗(yàn)成為經(jīng)典。
5 洛倫茲：對生物普施仁愛的現(xiàn)代動(dòng)物行為學(xué)之父
大家對這個(gè)名字的了解這不一定是耳熟能詳，因?yàn)樗�真沒有出現(xiàn)在人教社高中三冊生物教材之中，但是說起第一冊第4章的插圖中那一行悠然閑逸的小鵝，必會很快地想起。這位從孩童時(shí)代就喜歡飼養(yǎng)動(dòng)物并對其行為產(chǎn)生極大好奇心的科學(xué)家，用他那天使般的愛心，化作碧波春水，讓小鴨小鵝的紅掌輕撥，蕩漾其上，奏響了一曲人鳥和鳴的交響和弦。
為了研究，他甚至從實(shí)驗(yàn)開始時(shí)就和小鴨子一樣匍匐學(xué)著走路，還不停的象個(gè)大鴨子一般叫喚；為了研究，他經(jīng)常和蛙、鴨、鵝、猴、狗等動(dòng)物為伍，甚至還學(xué)會了幾種動(dòng)物的"語言"，使自己能以同等的身份去接近它們。他的研究如癡如醉，甚至被稱為“動(dòng)物行為學(xué)界的怪杰”。與其稱為他在研究，莫不如說它在用愛心和動(dòng)物們平等對話，他在用癡心與小生靈們真誠交友，他在用童心和對這個(gè)世界普施仁愛。他的真情終于打動(dòng)了小鴨們的芳心，它們長大了，他們不向異性們求愛，卻向這位主人求愛。
這就是動(dòng)物行為學(xué)界的開山鼻祖、被赫胥黎稱為“動(dòng)物行為學(xué)之父”、1973年諾貝爾獎(jiǎng)得主、“遺傳學(xué)之父”孟德爾的老鄉(xiāng)、維也納大學(xué)教授康勒德?洛倫茲。他因?yàn)閷ρ泫Z的研究而名揚(yáng)世界，又因詩人情懷描述動(dòng)物們的生花妙筆寫出了《所羅門王的指環(huán)》──他也要象所羅門王一樣和所有動(dòng)物們交談。早在1935年出版的《鳥類的社會行為》一書中，總結(jié)了他對比較研究的鳥類達(dá)30多種。
1973年，洛侖茲和尼可?廷伯根及卡爾?馮?弗里施一道，因?qū)?dòng)物行為的研究作出貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。從此標(biāo)志著動(dòng)物行為學(xué)步入成年，從而動(dòng)物行為學(xué)才真正步入科學(xué)的殿堂而獨(dú)立為一門學(xué)科。高中教材雖然只有一個(gè)單節(jié)課的一半內(nèi)容引入了動(dòng)物行為學(xué)，但別有意義，煞是可喜！因?yàn)樵诟咧谢A(chǔ)生物學(xué)揭開了一個(gè)領(lǐng)域的一角，因?yàn)檫@是編寫者的理念將之包容進(jìn)中學(xué)生的思維。
6 沃森和克里克：融會大真大美于一身的劍橋英杰
中國為何有五千年悠久文明的積淀，卻如此讓美歐爭得了綿延千里的發(fā)展后勁，我無法說盡其中原因，但單從中國半個(gè)世紀(jì)前埋沒至少是淡化了一對生物學(xué)史上的沃森和克里克就，足以讓人扼腕長嘆，令人深思不已。這是兩位世界大師級分量的科壇巨子，兩人獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)沃森只有25歲，這更能看到他們的才智超凡。
在我大學(xué)前的生物學(xué)知識記憶里仍沒有他們的深刻痕跡，我們都深知牛頓、居里，我們都崇拜愛因斯坦、門捷列夫，我們也感興趣于史蒂芬霍金等等一大打科學(xué)巨匠。提起生物學(xué)家，至多知道有個(gè)遠(yuǎn)隔兩個(gè)世紀(jì)的達(dá)爾文（遺憾的是在高中人教版必修教材中，達(dá)爾文的“自然選擇學(xué)說”進(jìn)化理論被濃縮刪減得只剩下一大段了）。對于沃森和克里克，我們生物教師都是在教了幾年后，才慢慢悟出其理論和意義的非凡偉大，而全國的生物教師一共能有多少人呢？那么普通公民呢？這也許與五十年代一系列的政治形勢有關(guān)。
實(shí)際上，是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理論，使生物學(xué)有了巨大的突破，這有著里程碑的意義，不僅對于生命科學(xué)，而且對于整個(gè)自然科學(xué)的也是影響巨大，高二生物學(xué)緒論中說“這是二十世紀(jì)最偉大的成就”（而不是最偉大的成就“之一”）。
國慶50年的大典游行中的科技隊(duì)伍彩車上轉(zhuǎn)動(dòng)的，是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；中國的硅谷中關(guān)村的標(biāo)志性雕塑《生命》造型，也是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，它深受好評，別有氣勢。愿這種雙螺旋代表的極致的科學(xué)之美印在我們每位公民的心中，發(fā)揚(yáng)長遠(yuǎn)。
生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是科學(xué)家創(chuàng)造性智慧的映現(xiàn)，生命科學(xué)理論的深邃是科學(xué)家們?nèi)啃难慕Y(jié)晶。其中遵循的嚴(yán)謹(jǐn)而獨(dú)特、科學(xué)而高遠(yuǎn)的思維為高中學(xué)生們提供了良好的范例，加之當(dāng)時(shí)技術(shù)手段進(jìn)步又為創(chuàng)新成果提供了保證，這正是生命科學(xué)的魅力所在，也是生物教材的閃光所在，也是生物課堂應(yīng)該的課眼所在，更是高中生物科學(xué)素養(yǎng)構(gòu)建的重點(diǎn)所在。
7．柯勒與米爾斯坦：藝術(shù)家的跨越，天才般的創(chuàng)造
這是一對相差20歲的搭檔，踩著前人的肩膀，繼續(xù)探索和嘗試，并且充分發(fā)揮想象力，將藝術(shù)特質(zhì)嫁接進(jìn)他們科學(xué)的研究中，設(shè)計(jì)了一個(gè)極富想象力和創(chuàng)造力的實(shí)驗(yàn)方案。
缺少增生能力的B淋巴細(xì)胞和不能生成抗體的瘤細(xì)胞，被一道思想的閃電連在一起──強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，優(yōu)勢互補(bǔ)：可以產(chǎn)生大量增生能力的骨髓瘤細(xì)胞而產(chǎn)生單克隆抗體。藝術(shù)家的跨越思想、科學(xué)家的研究思維！二次培養(yǎng)篩選，仙臺病毒促融，醫(yī)療應(yīng)用價(jià)值巨大，使得1984年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獨(dú)具分量──這就是實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造！
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/117040.html
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