“细胞学说”的建立与归纳法

 

作者：亢军琪　张迎春　王学军　朱玺

摘要：“细胞”一词的来源及其与“细胞学说”的联系在生物学史中具有重要意义，认识此概念和联系有助于师生深入学习细胞学说的意义和其中蕴含的科学方法，便于进行有效教学，更好地提升学生的生物学学科核心素养。结合事实详细分析“细胞”一词的来源、意义，以及归纳法在“细胞”概念和“细胞学说”建立中的重要作用，帮助学生更好地理解教材的编排，更好地实现教与学。

被恩格斯称为19世纪自然科学三大发现之一的“细胞学说”，在生物学史中具有重要的地位，使得生物学研究从宏观深入到微观的细胞层次，对后续生物学的发展具有重要意义。教师在平时讲授这部分内容时，多数选择陈述教材中各位科学家使用的技术手段、发现及解决的问题等。因此，学生对于“细胞学说”及其意义的学习也常常陷于识记，无法实现深层次学习。例如，部分教师在“使用高倍显微镜观察几种细胞”的探究实践教学中，侧重点多是训练学生对光学显微镜的使用，而没有挖掘教材如此安排的深意。人教版生物学新教材中增加“归纳法”这一科学方法后，促使我们重新审视这段科学史，更加清晰地了解“细胞学说”的建立过程，也使我们发现了教材“使用高倍显微镜观察几种细胞”有其深层次的用意。这一切就要从“细胞”一词的来源、意义以及“细胞学说”的建立过程展开探讨。

1 “细胞”一词的来源、意义

现代汉语中“细胞”一词能够与英文单词“cell”对等起来，归功于中国近代著名的数学家、天文学家、力学家、植物学家李善兰先生。1858年，他与英国韦廉臣（AlexanderWilliamson）、艾约瑟（JosephEdkins）合作编译了《植物学》。《植物学》（卷二）开头提到：“植物全体中，有无数细胞体，胞中皆有流质，此细胞一胞，为一体相附而成植物全体。”这里出现的“细胞体”“细胞”，指的都是“cell”。

李善兰先生如何将“cell”翻译为中文“细胞”的？这背后应该有一个严谨的思考过程。近代文学中记载的“洋泾浜”英语，即将英语音译为汉语，如单词“cement”直接音译为“水门町”，这种英语音译模式为我们提供了一种新的研究思路。我们了解到李善兰是浙江海宁人，在海宁当地方言中，“小”的发音与英文“cell”极为相似。可以设想，李善兰在听到韦廉臣等人提及“cell”一词时，可能凭借方言的启发，首先将其音译为“小”。但这样的直接音译并不足以让人联想到“cell”的真正含义。为了让译名更具意义，李善兰先生巧妙地在“小”字后加上了“胞”字，这一笔如同画龙点睛。在汉语里，“胞”通常用来指代同宗同源的关系，如“胞兄”“胞弟”“胞妹”，暗示了细胞之间分裂产生的密切关联。而“cell”在大小上比日常所见的“小”物体要微小得多，几乎是微不足道的。因此，李善兰将这种微小的特性与“胞”结合，创造性将组成生物体的“cell”归纳概括为“细小的胞”，简化为“细胞”，既保留了原词的音韵，又增添了丰富的内涵。“细胞”一词不仅体现了李善兰先生的创造力和智慧，也展现出汉语言的深厚底蕴和独特魅力。他的这种翻译手法，不仅便于记忆，而且在传播学术知识时更具有直观性和生动性。

如此可见，每一个科学术语的背后，都可能隐藏着一个文化和语言融合的精彩故事。

2 “细胞”与“细胞学说”

人教版高中生物学新教材中展现了从器官到组织，再到认识细胞，形成“细胞学说”理论的建立过程。

在探索生命奥秘的漫长历程中，罗伯特·胡克的贡献起到了奠基作用。他首次通过显微镜的观察，将微小的生命单元命名为“cell”，即我们所说的“细胞”。这个发现，仿佛为人们对生物学的认知插上了翅膀，使得研究的视野从肉眼可见的宏观世界，延伸到微观的细胞层面，为后人开启了一个崭新的研究领域。时代在进步，显微技术的不断革新，让列文虎克、马尔比基等科学家能够观察到更加精细的生命现象。他们见证了细菌、红细胞、精子等多种生物细胞的独特形态，然而，在当时的科学界并未能从这些发现中抽象出统一的“细胞学说”。这并非科学家的疏忽，而是受限于当时的科学发展水平和认知范畴。正如人教版高中生物学新教材所言，长达170年的时间里，人们并未对细胞及其与生物体的关系作出系统的归纳和总结。当时的科学家更多的是专注于显微镜下一个个不同的微观世界，而这些世界的多样性和复杂性，令他们难以提出一个统一的理论。在不知道细胞的内涵时，科学家只能利用显微镜观察微观世界的丰富多彩，却不能概括得出“细胞学说”的结论。

对“细胞”含义进行特定扩展的是施莱登和施旺。生物学家施莱登经过观察多种多样的植物细胞，发现这些结构首先是符合“小室”———“cell”特点，且能看到“cell”中几乎都具有细胞核结构，“cell”外侧有类似于墙壁的结构———细胞壁，经过归纳得出结论———植物体是由细胞构成的；施旺发现动物体内的“cell”也具有细胞核结构，外侧也有边界———细胞膜，据此，归纳提出动物体也是由细胞构成的。同一时期的哲学家奥肯提出了动植物应该有一个共同的“发生单元”^[2]的思想，在奥肯的启发下，施莱登和施旺结合他们各自对植物和动物的研究，“证明两大有机界最本质的联系”，最终共同提出了“细胞学说”。

笔者认为，施莱登和施旺提出“细胞学说”的基础是罗伯特·胡克首次描述“cell”，这不仅是对生命单元的命名，更为植物和动物的统一性提供了思考的路径，即使经过了100多年的研究，人们发现自然界中细菌、红细胞、精子以及各种各样的动植物细胞它们有各种各样的形态、结构和功能，但是都符合“cell”的基本特征。施莱登和施旺首先观察了各种各样的植物细胞和动物细胞，经归纳总结发现了细胞结构的统一性，继而得出动植物体结构的统一性，即由一系列具体事实推出一般结论———动植物都是由细胞和细胞产物构成的，进而提出了“细胞学说”。其运用的归纳方法不仅使生物学研究进入了细胞水平，也对生物进化论、生物共同起源等学说的提出以及科学研究的发展具有积极的意义。

归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。广义上的归纳法是指从许多同类的个别事物中找出它们的共同点的方法，既包括归纳推理，也包括从实验观察的经验材料出发得出的理论和原理的方法。在“细胞学说”的建立过程中，科学家就是依据显微镜下观察到的一系列动植物细胞相关图像，进行分析，总结归纳出了动植物细胞拥有的共同结构特征：动植物都是由细胞和细胞产物构成，新细胞由老细胞分裂而来等。这一成就的获得，就归功于归纳法这一重要科学研究思维方法的运用。

学习和应用归纳法具有重要的意义，尤其是在高中生物学教学中，对于培养学生的核心素养、科学创新和人才培养具有重要的作用。首先，从高中生物学核心素养形成的角度来看，归纳法是学生在学习过程中不断积累知识、形成概念和理解生物学原理的重要途径。通过观察和实验，学生可以收集到大量的生物学现象和数据，然后通过归纳法将这些现象和数据进行整理、分类和总结，形成对生物学知识的深入理解和认识。这一过程有助于培养学生的观察能力、思考能力和创新能力。其次，从科学创新的角度来看，归纳法在科学研究中具有重要的价值。科学研究的本质是对未知世界的探索和发现，而归纳法则为科学家提供了一种有效的研究方法。通过对大量实验数据和现象的观察、分析和总结，科学家可以发现新的规律、提出新的假设，从而推动科学的发展。例如，孟德尔通过对豌豆杂交实验的观察和分析，发现了遗传学的基本规律，为遗传学的发展奠定了基础。从人才培养的角度来看，归纳法在教育过程中同样具有重要的意义。在高中生物学教学中，通过归纳法的训练，学生可以学会从大量的信息中提炼出关键信息，学会从现象中发现规律，学会从问题思考中寻求解决方案，提高问题解决能力和创新能力。这些对培养具有创新精神和实践能力的高素质人才具有重要意义。

人教版高中生物学教材增加了归纳法内容，可以使学生在学习科学史时，深入理解归纳法在细胞学说建立过程中的重要作用，理解教材先表述“细胞学说”建立的历史，再安排一节“细胞多样性与统一性”的合理性。通过学生的探究与实践，观察不同类型的细胞，基于观察证据认可细胞多样性与统一性，体会归纳法是一个从特殊到一般的概括总结过程，认识到归纳法在生物学知识体系建立中的重要作用。通过重走科学家探究之路这一过程，使学生将科学方法内化为科学思维这一核心素养。可见，基于科学史以及归纳法等一些科学思维方法的学习，有利于培养学生的生物学学科核心素养。

来源：亢军琪,张迎春,王学军,等.“细胞学说”的建立与归纳法[J].中学生物教学,2025,(26):65-67.