读中华 学科学丛书--中国传统文化的生物之光

本书通过管窥生殖发育、别样生存有道、民以食为天、遵循规律之道、生态协调之美、经验成就“生活”等方面将生物知识与中国传统文化相结合，用通俗易懂的语言阐述生物学知识并加以科学解释，在发展学生核心素养的同时，强调跨学科性和整合性，凸显中华民族传统文化核心之所在。同时与科学实验完美融合，提升儿童科普图书的可读性，寓教于乐，让学生在“玩”和“做”中学习科学知识，并培养孩子对科学的好奇心、探索欲。本书适合小学高年级及初中学生及家长、教师阅读参考。

霍静，中国教育学会生物学教育专业委员会理事。主要研究领域：生物学课程与教学论相关的教学和科研工作。先后在北京大学“生命科学学院蛋白质与基因工程国家重点实验”林忠平教授的实验室进修学习；北京师范大学生命科学学院“课程与教学论”刘恩山教授实验室进修学习；美国中田纳西州立大学科学教师培训中心访问学习。主持项目：重庆市高等教育教学改革研究项目（重点）“高等师范院校实验教学中师范生实践共同体的建设”）、重庆市人文社会科学重点研究项目“科学实验与科学思维培养的策略研究”。

丛书前言
中华民族历史悠久，中华传统文化博大精深，是中华文明成果根本的创造力，是民族历史上道德传承、各种文化思想、精神观念形态的总体。中华传统文化经历有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏(炎帝)、黄帝(轩辕氏)、尧、舜等时代，再到夏朝建立，一直发展至今。中华传统文化与人们生活息息相关，以文字、语言、书法、音乐、武术、曲艺、棋类、节日、民俗等具体形式走进人心。中华传统文化以其深邃圆融的内涵、五彩斑斓的外延推进人类文明的进程。
“科学”来自英文science的翻译。明末清初，西方传教士携来有关数学、天文、地理、力学等自然科学知识，当时便借用“格致”称呼之。“格致”最早出自《礼记·大学》，格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下，这是所谓“经学格致”。后来借用的“格致”与“经学格致”已有区别，它更强调自然知识与技术，不仅含实用技术，而且有高深学理，因此又被称为“西学格致”。我国早期的科学教育分为文、法、商、格致、工、农、医等科目，格致科以下再分算学、物理、化学、动植物、地质、星学(天文)等。可见，当时人们对科学及科学教育的理解是比较宽泛的。随着时代的发展，学校的科学课程设置逐渐转为侧重自然科学，科学教育也通常指自然科学教育。不过，对科学的广义理解仍然存在，如心理科学、教育科学、社会科学等术语的出现便是例证。
正是由于中华传统文化与科学的交集，“读中华?学科学丛书”应运而生。该丛书由西南大学科学教育研究中心组织编写，由西南大学教师教育学院教师领衔组建编写队伍，经过大家不懈努力完成。此丛书含四个分册——《中国传统文化的物理之光》《中国传统文化的化学之光》《中国传统文化的生物之光》《中国传统文化的数学之光》，从中华传统文化，如节日、古文、古诗、词语、乐曲、赋、民族音乐、民族戏剧、曲艺、国画、书法等方面，探索中华先辈的理性之光，发掘中华传统文化中蕴含的物理学、化学、生物学及数学知识，并对其进行分析解释，展示这些传统文化蕴含的科学思想等。同时，本丛书既注重实践操作，通过精彩实验等让读者体会“做中学”的乐趣，而且注重联系生活实际与现代科技，引导读者从文化走向科学，从生活走向科学，从科学走向社会，培养广大青少年的科学素养。
为促进科学教育育人功能的落实，促进全民科学素养的提升，西南大学科学教育研究中心自2000年始，集全国相关研究之长，以跨学科、多角度及国际比较的视野，持之以恒地探索科学教育的理论及实践，推出了科学教育系列成果。其中，科学教育理论研究系列，侧重从科学教育理论、科学课程、教材、教学、评价等方面进行研究，如《科学教育学》等；科学普及系列，侧重公民科学素养的提升，如“物理聊吧丛书”、“一做到底——让孩子痴迷的科学实验丛书”等；科学教育跨文化研究系列，从国际比较、不同民族等多元文化视角研究科学教育，如《西南民族传统科技》等；科学教材系列，编写新课标版教材，翻译国外优秀教材，如获首届全国优秀教材一等奖的《物理》以及世界知名“FOR YOU”教材中文版等。现在推出的“读中华?学科学丛书”进一步丰富了科学普及系列的成果，为科学教育理论及实践的探索又增添了一抹亮色。
文化是一个国家、一个民族的灵魂。文化兴国运兴，文化强民族强。没有高度的文化自信，没有文化的繁荣兴盛，就没有中华民族伟大复兴。我们推出“读中华?学科学丛书”，旨在弘扬中华民族的灿烂文化，培养广大青少年的文化自信及实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。

廖伯琴
2021年8月19日
于西南大学荟文楼



前言
我国的传统文化博大精深，展示着中华文化的独特魅力。2017年国务院在《国家教育事业发展“十三五”规划》（以下简称《规划》）中提出要提高学生文化修养，广泛开展中华民族优秀传统文化教育，培养青少年学生文化认同和文化自信。教育部发布的《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》明确指出要在中小学和大学阶段分学段有序推进中华优秀传统文化教育，要将中华优秀传统文化教育系统融入课程与教材体系。编写中华优秀传统文化普及读物是提高读者对中华传统文化认同的重要途径。
中国优秀传统文化承载着中华民族千年来探寻自然规律的历程，展示出我国劳动人民在生物学领域探索的实践成果，也彰显出我国古代劳动人民几千年来不断形成的科学精神。本书依据生物学课程标准对中小学阶段要求学生掌握的学科基本特点，结合中学生物教材内容，梳理古人的传世典籍和诗词歌赋所承载的信息，将蕴藏在中华优秀传统文化中的生物学概念和思想方法，通过生物的生长和繁殖、遗传和变异、稳态平衡、生物与环境以及健康生活等主题展现出来，有助于广大青少年更进一步了解我国古人的智慧，感受我国古人坚持不懈的探索精神，由此增强学生的民族自豪感。
全书通过对中国优秀传统文化，如诗词、歌赋、风俗、器物等的描述，挖掘其中蕴含的生物学知识，将生物学与传统文化相互融合，不仅展示了中国古代劳动人民的文化气质，又科普了生物学知识，还为读者进一步实践提供相关的案例指导。全书共分七章，在每节的第一部分阐述蕴含在优秀传统文化中的科学原理，利用生物学原理解释在传统文化中的生物学现象，涉及的专业名词术语通过插入知识链接小栏目进行解释；第二部分“天生有用”，描述了相关生物学知识在我国生产生活中的应用；第三部分“躬行实践”介绍了与本节生物学知识相关的实践活动或实验，操作简单易懂，还配有文字或图片的说明和结果等。
《中国传统文化的生物之光》中介绍的传统文化只是我国五千年历史文明中的沧海一粟，由于篇幅的限制，不能完整地呈现出蕴藏在我国优秀传统文化中的生物学，只是选取了部分较有代表性的例子，希望能启发读者，激发读者们挖掘出更多深藏在中国优秀传统文化背后的科学知识。
也希望读者在阅读本书时，能在赞叹我国古人的智慧、感受我国古人坚持不懈的探索精神、为我国优秀的传统文化自豪与赞叹的同时，能收获一份生物学知识，并将该知识应用于实践，为开创美好的未来迈出坚实的一步！
由于编者的学识和经验所限，书中难免会有所疏漏，恳请广大读者批评指正！

霍静
2022年3月16日

第1章 管窥生殖发育
1.1　春种一粒粟，秋收万颗子 2
1.1.1　“种一粒，收万颗”——生物的生殖现象 3
1.1.2　天生有用——克隆技术看“悟空” 6
1.1.3　躬行实践——认识植物的繁殖器官 7
1.2　桂实生桂，桐实生桐 10
1.2.1　认识“种麦得麦”中生物的遗传现象 11
1.2.2　《红楼梦》中的“亲上加亲”犯了遗传学里什么忌 13
1.2.3　躬行实践——你更像爸爸，还是妈妈？ 16
1.3　穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞 17
1.3.1　“破茧成蝶”，认识生物的变态发育 18
1.3.2　天生有用——从胚胎发育认识生物的进化 21
1.3.3　躬行实践——动手养蚕 24
参考文献 28

第2章 别样生存有法
2.1　自然选择，适者生存 30
2.1.1　“草盛豆苗稀”里的适者生存 32
2.1.2　天生有用——苏州园林里的适者生存 34
2.1.3　躬行实践——观察生物的拟态 36
2.2　螳螂捕蝉，黄雀在后 38
2.2.1　用食物链解释捕食与被捕食的关系 39
2.2.2　天生有用——稻田养鱼与生物防治 41
2.2.3　躬行实践——找找有几条食物链？ 43
2.3　相生相克，相依为命 44
2.3.1　《齐民要术》中最早的抗生素 46
2.3.2　天生有用——微生物的拮抗 47
2.3.3　躬行实践——观察手上的微生物 49
参考文献 51

第3章 民以食为天
3.1　神农传粟，袁老化谷 54
3.1.1　中国传统农作物的驯化 56
3.1.2　天生有用——“五谷丰登，六畜兴旺”不简单 59
3.1.3　躬行实践——试试人工授粉 62
3.2　丰隆赐美味，受嚼方呥呥 64
3.2.1　“色香味美”的生物学意义 65
3.2.2　天生有用——细嚼慢咽对人体健康的作用 68
3.2.3　躬行实践——唾液里的酶 70
3.3　五谷为养，五果为助 73
3.3.1　认识《黄帝内经》中的健康饮食 75
3.3.2　天生有用——膳食平衡更健康 77
3.3.3　躬行实践——为家人设计一周的食谱 79
参考文献 81

第4章 遵循规律之道
4.1　日出而作，日入而息 84
4.1.1　从“日出而作，日入而息”认识人体的生物钟 85
4.1.2　天生有用——生物钟的应用 87
4.1.3　躬行实践——藏在身体里的“生物钟” 88
4.2　落红不是无情物，化作春泥更护花 91
4.2.1　从我国古人的“环保意识”看生态系统中的物质循环 93
4.2.2　天生有用——“废物”利用 94
4.2.3　躬行实践——试试“草方格”的威力 97
4.3　四时行焉，万物生焉 99
4.3.1　从“春耕、夏耘、秋收、冬藏”认识自然规律中的生物节律 100
4.3.2　天生有用——节气歌里的生物节律 103
4.3.3　躬行实践——错过了严冬，无法萌发 108
参考文献 109

第5章 生态协调之美
5.1　时过境迁，沧海桑田 112
5.1.1　“远芳侵古道”中认识生物演替的自然现象 113
5.1.2　天生有用——退耕还林 115
5.1.3　躬行实践——观察生态罐中植物群落的演替 117
5.2　见缝插针，物尽其用 119
5.2.1　“地久耕则耗”和“地力常新壮”的生物学解释 120
5.2.2　天生有用——合理的生态循环 122
5.2.3　躬行实践——试试布置阳台的生态池塘 124
5.3　稳中求进，吐故纳新 125
5.3.1　“草木植成，国之富也”的生态学依据 126
5.3.2　天生有用——适应生态的科学“引种” 129
5.3.3　躬行实践——寻找那些存在于照片中的风景 134
参考文献 135

第6章 顺其自然之理
6.1　海上呼三岛，斋中戏五禽 138
6.1.1　五禽戏里的仿生学 140
6.1.2　天生有用——仿生学里的高科技 143
6.1.3　躬行实践——认识植物蒸腾作用的高效性 145
6.2　望闻问切了玄机，砭灸针拔除百病 148
6.2.1　认识人体的生命基础 151
6.2.2　天生有用——人体穴位的生物学意义 154
6.2.3　躬行实践——测测你的心率 154
6.3　生命赋义，汉字予形 156
6.3.1　管窥汉字中蕴藏的生态层次 158
6.3.2 天生有用——学自然智慧，育生态文明 160
6.3.3　躬行实践——生态系统中的分层现象 161
参考文献 163

第7章 经验成就“生活”
7.1　魅力不在杯盏间，典雅洒脱天地中 166
7.1.1　从葡萄酒认识酿酒的原理 167
7.1.2　天生有用——从清酒、浊酒的差异来认识发酵 169
7.1.3　躬行实践——果酒制作 171
7.2　五碗肌骨清，六碗通仙灵 172
7.2.1　认识“止渴消疫”的茶叶 173
7.2.2　天生有用——从茶的制作工艺认识茶的种类 174
7.2.3　躬行实践——茶叶真的能抗氧化吗？ 175
7.3　雨滴芭蕉赤，霜催橘子黄 177
7.3.1　影响植物颜色变化的因素 179
7.3.2　天生有用——植物染料与扎染工艺 181
7.3.3　躬行实践——一起来做扎染布 184
参考文献 186

后记