導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇生物科學(xué)方法，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

二、利用生物科學(xué)史滲透科學(xué)方法教育的基本途徑

科學(xué)方法往往寓于具體科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，只有把認(rèn)識(shí)過(guò)程合理地展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生才能領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法是如何提出的，從什么角度，用什么方法解決問(wèn)題，從而掌握科學(xué)方法．而在當(dāng)前中學(xué)生物課堂教學(xué)過(guò)程中，很多教師只是把生物史作為一種知識(shí)，附加在生物知識(shí)教學(xué)內(nèi)容上，而忽略了生物史的科學(xué)探究過(guò)程，疏于從思想與方法的歷史角度去對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育．因此，在應(yīng)用生物學(xué)史開(kāi)展科學(xué)方法教育的課堂教學(xué)組織過(guò)程中，我們應(yīng)從課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，把握好“科學(xué)史”與“科學(xué)方法”這兩條主要線索，組織“探究性學(xué)習(xí)”，讓學(xué)生在“體驗(yàn)生物科學(xué)史”的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)“科學(xué)方法”的教育．下面結(jié)合植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程談?wù)劃B透科學(xué)方法教育的基本途徑．

1．利用生物科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣

“興趣是最好的老師”．上課伊始階段，教師將生物科學(xué)史上引發(fā)科學(xué)家對(duì)某一問(wèn)題研究的生物學(xué)現(xiàn)象作為問(wèn)題情境呈現(xiàn)給學(xué)生，一方面能可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，更重要的是讓學(xué)生切身感受什么是科學(xué)發(fā)現(xiàn)，怎樣提出問(wèn)題，并在他們腦海中留下深刻印象．教師可以采用幻燈片、講故事、文字展示或角色扮演等形式，再現(xiàn)生物學(xué)現(xiàn)象，然后啟發(fā)鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題．在學(xué)習(xí)“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”時(shí)，教師先展示同學(xué)們熟悉的日常生活中植物向光性的圖片，再播放達(dá)爾文觀察植物向光性的動(dòng)畫(huà)引發(fā)學(xué)生思考，提出問(wèn)題“植物向光性的原因是什么?”“單側(cè)光和尖端在植物的向光性現(xiàn)象中都起了什么樣的作用呢?”問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生很自然地邁出了科學(xué)探究的第一步．

2．沿著科學(xué)史的發(fā)展軌跡，體會(huì)科學(xué)研究的方法———假說(shuō)、演繹推理法

在生物科學(xué)史中，一般都展示科學(xué)家在研究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和解決的方法，生物學(xué)史的學(xué)習(xí)過(guò)程就等于學(xué)生沿著科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路作了一次思維的探究．針對(duì)上面所提的問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)達(dá)爾文的幾組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較分析提出自己關(guān)于向光性原因的假設(shè)或猜想，并請(qǐng)他們用自己的方式進(jìn)行表達(dá)．然后教師再引入科學(xué)史中達(dá)爾文的假說(shuō)，讓學(xué)生結(jié)合當(dāng)時(shí)的達(dá)爾文所處的歷史背景討論思考為什么達(dá)爾文會(huì)有這種假設(shè)，再思考自己所做的假設(shè)是否合理，這樣可以使學(xué)生在心理上和情感上更接近科學(xué)研究，并能體會(huì)達(dá)爾文得出結(jié)論所采用的具體科學(xué)方法———假說(shuō)法．假說(shuō)的結(jié)論是否正確呢?我們?nèi)绾蝸?lái)驗(yàn)證?自然地引出詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn)，從不同角度驗(yàn)證達(dá)爾文的假說(shuō)．然后師生一起分析詹森、拜爾的實(shí)驗(yàn)思路、結(jié)論:尖端產(chǎn)生的刺激可以透過(guò)瓊脂片傳到下部，彎曲的原因是尖端產(chǎn)生的刺激在下部分布不均勻．提出假說(shuō):尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)．該假說(shuō)是否正確呢?科學(xué)家繼續(xù)探索的步伐前進(jìn)到了溫特的實(shí)驗(yàn):讓接觸過(guò)尖端的瓊脂塊放在切掉尖端的胚芽鞘上結(jié)果胚芽鞘生長(zhǎng)或彎曲生長(zhǎng)了，從而驗(yàn)證了假說(shuō)的正確性．生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)，是眾多科學(xué)家利用多種科學(xué)方法共同合作的結(jié)晶，通過(guò)該過(guò)程的學(xué)習(xí)既讓學(xué)生理解了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則與方法，又在這一過(guò)程中，體驗(yàn)了科學(xué)家的探索精神，在現(xiàn)有手段的基礎(chǔ)上對(duì)于事物本質(zhì)不斷探索的精神，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家在做出猜想和假設(shè)時(shí)所用的具體科學(xué)方法，從而實(shí)現(xiàn)滲透具體科學(xué)方法教育的目的．

3．模擬科學(xué)史中的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法———實(shí)驗(yàn)法

生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，生物學(xué)史中科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)都包含著一定科學(xué)方法，在科學(xué)史的教學(xué)中，通過(guò)讓學(xué)生模擬生物學(xué)史中典型實(shí)驗(yàn)并對(duì)設(shè)計(jì)原理、思路、試驗(yàn)方法和結(jié)論進(jìn)行分析，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)家的科學(xué)研究方法，滲透科學(xué)方法教育．在生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)這一生物學(xué)史的教學(xué)中，除了需要學(xué)生學(xué)會(huì)達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和做出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析外，溫特的實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究的典例，因此在溫特探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，可以結(jié)合前面科學(xué)家的假說(shuō)(尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì))，先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，然后相互討論分析所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的可行性，再和溫特的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做比較，分析實(shí)驗(yàn)的原理、對(duì)照的意義、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論．通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練、操作和詳盡分析不但加深了學(xué)生對(duì)這一知識(shí)的再認(rèn)識(shí)，也使他們較好地掌握了實(shí)驗(yàn)這一科學(xué)研究方法．另外，我們還可以通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)驗(yàn)證植物激素極性運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)幫助他們對(duì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)這一科學(xué)方法進(jìn)行了較好的鞏固．

篇2

新人教版教材初中《生物學(xué)》突出人與生物圈的知識(shí)體系，安排了系列化、多樣化的科學(xué)探究活動(dòng)，如觀察、思考、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、探究、資料分析等。教材的安排要注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，教師需要積極激發(fā)學(xué)生的自主探究和實(shí)驗(yàn)操作技能。而科學(xué)方法教育此時(shí)在生物教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用。如，顯微鏡的使用教學(xué)，教師通過(guò)例子介紹顯微鏡的發(fā)展歷史，在觀察比較顯微鏡不同放大倍數(shù)下植物細(xì)胞的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引出細(xì)胞結(jié)構(gòu)和顯微鏡成像原理，使教學(xué)更為生動(dòng)有趣。結(jié)合活動(dòng)，教師引導(dǎo)學(xué)生注意領(lǐng)悟、總結(jié)和應(yīng)用科學(xué)方法。這就是科學(xué)方法教育在教學(xué)中的良好運(yùn)用。

一、初中生物科學(xué)方法教育的概述

1.科學(xué)方法教育的概念

科學(xué)方法教育，指教育者根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、特點(diǎn)及學(xué)生的心理發(fā)展情況，應(yīng)用現(xiàn)代化的教育思想和手段，有目的、有意識(shí)、有步驟地傳授和滲透某門(mén)學(xué)科的科學(xué)方法，讓學(xué)生感受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和熏陶，逐步掌握最為基本和最為主要的某門(mén)學(xué)科的方法，以達(dá)到促進(jìn)知識(shí)的有效學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作能力的提高以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，進(jìn)而提高所有學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.初中生物科學(xué)方法教學(xué)的含義

生物是研究生命起源和發(fā)展規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。初中生物教學(xué)中的科學(xué)方法教育就是在日常的生物教學(xué)活動(dòng)中，以一定的生物學(xué)理論知識(shí)作為載體，以自然科學(xué)的基本理論和方法作為依據(jù)，應(yīng)用一定的教學(xué)手段，讓學(xué)生系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和生物科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)體性發(fā)展。如：調(diào)查法旨在倡導(dǎo)學(xué)生就某個(gè)與生物學(xué)有關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查，培訓(xùn)其實(shí)踐能力。調(diào)查的內(nèi)容可以是“校園內(nèi)的植物種類(lèi)”，也可以是本班同學(xué)某種生物性狀如單雙眼皮情況調(diào)查，學(xué)生有了參與調(diào)查的體驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)調(diào)查法加以運(yùn)用，延伸擴(kuò)展到對(duì)其他選題的調(diào)查。

3.初中生物科學(xué)方法教學(xué)的選擇原則

初中生物科學(xué)方法教育的教學(xué)，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，選取不同的科學(xué)方法，其選擇原則是：（1）從初中生物課程的教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，生物學(xué)具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性，幾乎所有的生物學(xué)理論知識(shí)都是由無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)得出的，這就決定了每一個(gè)生物知識(shí)點(diǎn)都具有相對(duì)應(yīng)的科學(xué)方法。學(xué)生學(xué)習(xí)不僅要了解生物學(xué)知識(shí)，還要掌握相關(guān)的科學(xué)方法。因而科學(xué)方法的選擇必須建立在生物的具體知識(shí)的基礎(chǔ)上。（2）從學(xué)生的知識(shí)水平出發(fā)，生物學(xué)知識(shí)對(duì)應(yīng)的科學(xué)方法是多種多樣的，但不是每一種科學(xué)方法都適合生物課程的教學(xué)，尤其是初中階段，該階段的學(xué)生開(kāi)始形成認(rèn)知觀和世界觀，對(duì)于科學(xué)方法的概念還是不夠清晰，仍以形象思維為主，所以必須根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異、實(shí)際的知識(shí)水平等方面進(jìn)行科學(xué)方法的選擇。

二、我國(guó)初中生物科學(xué)方法教育的現(xiàn)狀

1.對(duì)科學(xué)方法的具體內(nèi)容不夠清晰

目前我國(guó)生物教師對(duì)于觀察法、科學(xué)實(shí)驗(yàn)法、對(duì)比法等一般普通的科學(xué)方法較為了解，但是對(duì)于模擬比較法、假說(shuō)法及想象與創(chuàng)新思維等方法則較為陌生，甚至有些教師認(rèn)為學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法就是科學(xué)方法。由于教師對(duì)科學(xué)方法的內(nèi)容認(rèn)識(shí)不到位，很難在實(shí)際教學(xué)中建立科學(xué)完整的科學(xué)方法體系。

2.科學(xué)方法還處于自發(fā)階段

大部分初中生物教師在教學(xué)活動(dòng)中，都是憑其感覺(jué)和以往的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用科學(xué)方法。沒(méi)有從教育心理學(xué)等方面思考教學(xué)方法的適用性，大部分初中生物教師對(duì)于科學(xué)方法的選擇和使用還處在自發(fā)操作階段，沒(méi)有很好地將科學(xué)方法和理論相結(jié)合。

3.科學(xué)方法的應(yīng)用缺乏計(jì)劃性、層次性和系統(tǒng)性

雖然說(shuō)初中生物教師對(duì)于科學(xué)方法教育有一定程度的認(rèn)識(shí)，也在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中有所注意，但是沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的理論作為基礎(chǔ)，并且沒(méi)有形成系統(tǒng)性的知識(shí)，使得科學(xué)方法教育失去了完整的體系，缺乏完整性的安排，在使用科學(xué)方法教育時(shí)存在很大的隨意性和盲目性，但實(shí)際的教學(xué)效果卻不是很理想。

三、科學(xué)方法及初中科學(xué)方法教育在教學(xué)中的作用

1.初中生物教學(xué)中的科學(xué)方法

結(jié)合教育心理學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)理論知識(shí)，從學(xué)生的已有知識(shí)水平出發(fā)，常用的初中生科學(xué)方法包括：（1）觀察法。就是在自然發(fā)生的條件和一定的理論基礎(chǔ)上，進(jìn)行有目的、有計(jì)劃、有步驟的考察研究，從而獲得被觀察事物現(xiàn)象的一種科學(xué)方法。如：觀察花的結(jié)構(gòu)。（2）科學(xué)實(shí)驗(yàn)法。為了達(dá)到一定的研究目的，應(yīng)用一定的科學(xué)儀器、設(shè)備等，人為地進(jìn)行操作和改變客觀物質(zhì)和過(guò)程，以求進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然生物規(guī)律。如，制作并觀察植物細(xì)胞臨時(shí)裝片；（3）資料分析法。給學(xué)生提供圖文資料，讓學(xué)生進(jìn)行分析，得出結(jié)論。（4）比較法。將研究對(duì)象的現(xiàn)象個(gè)別部分、個(gè)別方面和特征進(jìn)行比較，確定比較對(duì)象異同點(diǎn)的方式。這四種是較為常用的科學(xué)方法，還有數(shù)學(xué)方法、假說(shuō)方法、想象與創(chuàng)造性思維等科學(xué)方法。

2.科學(xué)方法教育對(duì)于學(xué)生的作用

新時(shí)期，教育有著不斷的改革和發(fā)展，隨著新課改的不斷推進(jìn)，極有必要對(duì)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行生物相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，讓學(xué)生達(dá)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受能力。如，在探究非生物因素對(duì)動(dòng)物的影響的教學(xué)內(nèi)容，生物教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物生存需要的因素做出總結(jié)，再進(jìn)行假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行自我組織討論。如此不僅可以讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)其實(shí)很普通，并非只有科學(xué)專家才可使用，還可以極大地滿足學(xué)生求知欲和好奇心，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。對(duì)于學(xué)生而言，在觀察生物表象、認(rèn)識(shí)生物形成和構(gòu)建、了解生物規(guī)律及分析解決實(shí)際的生物科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程當(dāng)中，所有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及相關(guān)生物知識(shí)和方法都和科學(xué)方法教育有著密切的聯(lián)系。

3.科學(xué)方法教育對(duì)于教師的作用

科學(xué)方法教育對(duì)于初中生物教師而言，主要是在教學(xué)設(shè)計(jì)中，需要積極地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解，針對(duì)每一個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和單元內(nèi)容作出詳細(xì)的科學(xué)方法目標(biāo)，并且可以在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候把科學(xué)方法教育融入初中生物的教學(xué)活動(dòng)中。如，植物的綠葉在光照作用下制造有機(jī)物的教學(xué)，生物教師需要根據(jù)教材內(nèi)容找出可進(jìn)行試驗(yàn)的素材，比如天竺葵，其他植物也可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是菠菜葉是不可以進(jìn)行的，因?yàn)槠洳豢煞e累淀粉，所以不能進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，所以對(duì)于初中生物的教學(xué)，教師需要做足功課。

四、科學(xué)方法教育的教學(xué)模式意義

科學(xué)方法教育在初中生物教學(xué)中，需要確立學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平和思維方式，在教學(xué)中設(shè)計(jì)問(wèn)答、思考、討論等形式的教學(xué)活動(dòng)。將科學(xué)方法教育融入實(shí)際的生物教學(xué)中，可進(jìn)一步提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，提高教師的教學(xué)效率，為學(xué)生的終身發(fā)展及應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，為建設(shè)學(xué)習(xí)型、創(chuàng)新型、合作型的學(xué)習(xí)提供良好的方法支持。如，種子萌發(fā)條件的教學(xué)，教師可根據(jù)科學(xué)方法教育的理論，設(shè)計(jì)出以實(shí)驗(yàn)和討論為形式的教學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)中，教師積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、討論。最后教師對(duì)種子萌發(fā)的條件及內(nèi)部變化進(jìn)行歸納闡述。根據(jù)初中生物教學(xué)內(nèi)容和初中生的思維特點(diǎn)，教師需要把科學(xué)方法教育貫徹到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，包括教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)開(kāi)展和教學(xué)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，隨著科學(xué)方法教育的開(kāi)展，把科學(xué)方法教育和初中生物教學(xué)科學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

綜上所述，在初中生物教學(xué)活動(dòng)中教師應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念和教學(xué)方式，將科學(xué)方法教育融入教學(xué)中，以學(xué)生為主體，創(chuàng)新教學(xué)模式，把具體的科學(xué)方法與生物教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)初中生物滲透科學(xué)方法教育的教學(xué)模式的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的教學(xué)效果。

篇3

科學(xué)方法教育，指教育者根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、特點(diǎn)及學(xué)生的心理發(fā)展情況，應(yīng)用現(xiàn)代化的教育思想和手段，有目的、有意識(shí)、有步驟地傳授和滲透某門(mén)學(xué)科的科學(xué)方法，讓學(xué)生感受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和熏陶，逐步掌握最為基本和最為主要的某門(mén)學(xué)科的方法，以達(dá)到促進(jìn)知識(shí)的有效學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作能力的提高以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，進(jìn)而提高所有學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.初中生物科學(xué)方法教學(xué)的含義

生物是研究生命起源和發(fā)展規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。初中生物教學(xué)中的科學(xué)方法教育就是在日常的生物教學(xué)活動(dòng)中，以一定的生物學(xué)理論知識(shí)作為載體，以自然科學(xué)的基本理論和方法作為依據(jù)，應(yīng)用一定的教學(xué)手段，讓學(xué)生系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和生物科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)體性發(fā)展。如：調(diào)查法旨在倡導(dǎo)學(xué)生就某個(gè)與生物學(xué)有關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查，培訓(xùn)其實(shí)踐能力。調(diào)查的內(nèi)容可以是“校園內(nèi)的植物種類(lèi)”，也可以是本班同學(xué)某種生物性狀如單雙眼皮情況調(diào)查，學(xué)生有了參與調(diào)查的體驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)調(diào)查法加以運(yùn)用，延伸擴(kuò)展到對(duì)其他選題的調(diào)查。3.初中生物科學(xué)方法教學(xué)的選擇原則初中生物科學(xué)方法教育的教學(xué)，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，選取不同的科學(xué)方法，其選擇原則是：（1）從初中生物課程的教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，生物學(xué)具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性，幾乎所有的生物學(xué)理論知識(shí)都是由無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)得出的，這就決定了每一個(gè)生物知識(shí)點(diǎn)都具有相對(duì)應(yīng)的科學(xué)方法。學(xué)生學(xué)習(xí)不僅要了解生物學(xué)知識(shí)，還要掌握相關(guān)的科學(xué)方法。因而科學(xué)方法的選擇必須建立在生物的具體知識(shí)的基礎(chǔ)上。（2）從學(xué)生的知識(shí)水平出發(fā)，生物學(xué)知識(shí)對(duì)應(yīng)的科學(xué)方法是多種多樣的，但不是每一種科學(xué)方法都適合生物課程的教學(xué)，尤其是初中階段，該階段的學(xué)生開(kāi)始形成認(rèn)知觀和世界觀，對(duì)于科學(xué)方法的概念還是不夠清晰，仍以形象思維為主，所以必須根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異、實(shí)際的知識(shí)水平等方面進(jìn)行科學(xué)方法的選擇。

二、我國(guó)初中生物科學(xué)方法教育的現(xiàn)狀

1.對(duì)科學(xué)方法的具體內(nèi)容不夠清晰

目前我國(guó)生物教師對(duì)于觀察法、科學(xué)實(shí)驗(yàn)法、對(duì)比法等一般普通的科學(xué)方法較為了解，但是對(duì)于模擬比較法、假說(shuō)法及想象與創(chuàng)新思維等方法則較為陌生，甚至有些教師認(rèn)為學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法就是科學(xué)方法。由于教師對(duì)科學(xué)方法的內(nèi)容認(rèn)識(shí)不到位，很難在實(shí)際教學(xué)中建立科學(xué)完整的科學(xué)方法體系。

2.科學(xué)方法還處于自發(fā)階段

大部分初中生物教師在教學(xué)活動(dòng)中，都是憑其感覺(jué)和以往的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用科學(xué)方法。沒(méi)有從教育心理學(xué)等方面思考教學(xué)方法的適用性，大部分初中生物教師對(duì)于科學(xué)方法的選擇和使用還處在自發(fā)操作階段，沒(méi)有很好地將科學(xué)方法和理論相結(jié)合。

3.科學(xué)方法的應(yīng)用缺乏計(jì)劃性、層次性和系統(tǒng)性

雖然說(shuō)初中生物教師對(duì)于科學(xué)方法教育有一定程度的認(rèn)識(shí)，也在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中有所注意，但是沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的理論作為基礎(chǔ)，并且沒(méi)有形成系統(tǒng)性的知識(shí)，使得科學(xué)方法教育失去了完整的體系，缺乏完整性的安排，在使用科學(xué)方法教育時(shí)存在很大的隨意性和盲目性，但實(shí)際的教學(xué)效果卻不是很理想。

三、科學(xué)方法及初中科學(xué)方法教育在教學(xué)中的作用

1.初中生物教學(xué)中的科學(xué)方法

結(jié)合教育心理學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)理論知識(shí)，從學(xué)生的已有知識(shí)水平出發(fā)，常用的初中生科學(xué)方法包括：（1）觀察法。就是在自然發(fā)生的條件和一定的理論基礎(chǔ)上，進(jìn)行有目的、有計(jì)劃、有步驟的考察研究，從而獲得被觀察事物現(xiàn)象的一種科學(xué)方法。如：觀察花的結(jié)構(gòu)。（2）科學(xué)實(shí)驗(yàn)法。為了達(dá)到一定的研究目的，應(yīng)用一定的科學(xué)儀器、設(shè)備等，人為地進(jìn)行操作和改變客觀物質(zhì)和過(guò)程，以求進(jìn)一步認(rèn)識(shí)自然生物規(guī)律。如，制作并觀察植物細(xì)胞臨時(shí)裝片；（3）資料分析法。給學(xué)生提供圖文資料，讓學(xué)生進(jìn)行分析，得出結(jié)論。（4）比較法。將研究對(duì)象的現(xiàn)象個(gè)別部分、個(gè)別方面和特征進(jìn)行比較，確定比較對(duì)象異同點(diǎn)的方式。這四種是較為常用的科學(xué)方法，還有數(shù)學(xué)方法、假說(shuō)方法、想象與創(chuàng)造性思維等科學(xué)方法。

2.科學(xué)方法教育對(duì)于學(xué)生的作用

新時(shí)期，教育有著不斷的改革和發(fā)展，隨著新課改的不斷推進(jìn)，極有必要對(duì)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行生物相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，讓學(xué)生達(dá)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受能力。如，在探究非生物因素對(duì)動(dòng)物的影響的教學(xué)內(nèi)容，生物教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物生存需要的因素做出總結(jié)，再進(jìn)行假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行自我組織討論。如此不僅可以讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)其實(shí)很普通，并非只有科學(xué)專家才可使用，還可以極大地滿足學(xué)生求知欲和好奇心，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。對(duì)于學(xué)生而言，在觀察生物表象、認(rèn)識(shí)生物形成和構(gòu)建、了解生物規(guī)律及分析解決實(shí)際的生物科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程當(dāng)中，所有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及相關(guān)生物知識(shí)和方法都和科學(xué)方法教育有著密切的聯(lián)系。

3.科學(xué)方法教育對(duì)于教師的作用

科學(xué)方法教育對(duì)于初中生物教師而言，主要是在教學(xué)設(shè)計(jì)中，需要積極地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解，針對(duì)每一個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和單元內(nèi)容作出詳細(xì)的科學(xué)方法目標(biāo)，并且可以在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候把科學(xué)方法教育融入初中生物的教學(xué)活動(dòng)中。如，植物的綠葉在光照作用下制造有機(jī)物的教學(xué)，生物教師需要根據(jù)教材內(nèi)容找出可進(jìn)行試驗(yàn)的素材，比如天竺葵，其他植物也可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是菠菜葉是不可以進(jìn)行的，因?yàn)槠洳豢煞e累淀粉，所以不能進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，所以對(duì)于初中生物的教學(xué)，教師需要做足功課。

四、科學(xué)方法教育的教學(xué)模式意義

篇4

它蘊(yùn)含兩個(gè)層次的含義：

一是能充分認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)生物知識(shí)的意義，并自覺(jué)激發(fā)自己學(xué)習(xí)生物的興趣；二是能掌握學(xué)習(xí)生物科學(xué)的一些基本思想方法。

學(xué)科知識(shí)、學(xué)科能力、學(xué)科思想是學(xué)科體系的三個(gè)要素，而學(xué)科思想則是一個(gè)學(xué)科的靈魂。

生物新課程更加關(guān)注學(xué)科思想的滲透，在繼承原有學(xué)科思想的基礎(chǔ)上，吸收了許多當(dāng)代生物科學(xué)新的思想、原理和方法，以期對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成產(chǎn)生更積極的影響。

一、系統(tǒng)論的思想

系統(tǒng)論的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念。貝塔朗菲強(qiáng)調(diào)，任何系統(tǒng)都是一個(gè)有機(jī)的整體，它不是各個(gè)部分的機(jī)械組合或簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的性質(zhì)。

例如，必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能中，不同生物種群甚至生物個(gè)體都是生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)元素，它不能獨(dú)立與這個(gè)系統(tǒng)起作用，在生態(tài)系統(tǒng)中它有特殊的結(jié)構(gòu)地位和營(yíng)養(yǎng)級(jí)別，也有它的生態(tài)位。某一種群的變化，都會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生擾動(dòng)，直到系統(tǒng)通過(guò)自身的調(diào)節(jié)產(chǎn)生新的平衡。

二、信息論的思想

信息論最早是由香農(nóng)提出的，其定義之一是關(guān)于信息量度量和信息編碼、信號(hào)處理和分析的科學(xué)理論。

例如，必修2《遺傳與進(jìn)化》中遺傳因子的發(fā)現(xiàn)，基因和染色體的關(guān)系，DNA分子的結(jié)構(gòu)，中心法則中包含的DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA的復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄，基因的本質(zhì)和變化（生物的變異），人類(lèi)的基因組以及現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的共同進(jìn)化。

三、控制論的思想

控制論是由諾伯特?維納提出的，是研究動(dòng)物（包括人類(lèi)）和機(jī)器內(nèi)部的控制與通信的一般規(guī)律的學(xué)科。控制論的基本思想是反饋，控制論是關(guān)于反饋的科學(xué)。

例如，必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中就體現(xiàn)出的穩(wěn)態(tài)的思想，所謂穩(wěn)態(tài)是指機(jī)體依賴調(diào)節(jié)機(jī)制，對(duì)抗內(nèi)外環(huán)境變化的影響，維持內(nèi)環(huán)境等生理指標(biāo)、生命現(xiàn)象處于動(dòng)態(tài)平衡的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)，植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)，種群數(shù)量的變化，群落的演替，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)等都是通過(guò)反饋來(lái)調(diào)節(jié)的。生物個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)是不同層次的生命系統(tǒng)，任何系統(tǒng)的存在和發(fā)展都需要保持穩(wěn)態(tài)。

四、哲學(xué)思想

哲學(xué)是科學(xué)的世界觀和方法論，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的思想武器，一個(gè)人在成長(zhǎng)過(guò)程中也在逐步建構(gòu)自己的哲學(xué)思想，某個(gè)人的行為和思維方式，總是直接或間接地受某種哲學(xué)思想的支配。

高中生物學(xué)教材不僅承載著豐富的教學(xué)內(nèi)容，而且蘊(yùn)涵著許多深刻的哲學(xué)思想。例如，遺傳和變異就是典型的對(duì)立統(tǒng)一觀點(diǎn)。有意識(shí)地將哲學(xué)思想滲透到教學(xué)中，不僅可以提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，還能培養(yǎng)文理兼長(zhǎng)的人才。

五、生物學(xué)科思想方法示例

實(shí)驗(yàn)探究是針對(duì)研究目的，在人為控制條件的基礎(chǔ)上，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行干預(yù)或處理后，觀測(cè)所產(chǎn)生效應(yīng)的研究方法。該過(guò)程包括提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等（圖1）。

案例：探究鉛中毒對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響。

步驟一：提出問(wèn)題，做出假設(shè)。

汽車(chē)尾氣及工廠排放出的廢氣使空氣中聚集大量的鉛塵，鉛塵懸浮物離地面大約0.8 m，因此鉛會(huì)輕易地通過(guò)呼吸道和消化道進(jìn)入兒童體內(nèi)；另外兒童喜食的膨化食品、經(jīng)常用的蠟筆、鉛筆和一些色彩特別鮮艷的圖書(shū)、餐具以及用油漆刷過(guò)的積木等玩具，都含有鉛的成分，經(jīng)常接觸鉛的孩子行為活動(dòng)能力減慢。由該背景作出假設(shè)：鉛中毒可能影響動(dòng)物的神經(jīng)活動(dòng)。

步驟二：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施。

選擇大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分為四組，設(shè)置三個(gè)醋酸鉛溶液飲用水平：0.05、1、2 g?L-1，對(duì)照組飲用蒸餾水。連續(xù)飼喂60 d后，進(jìn)行水迷宮實(shí)驗(yàn)，在池水中加入少量墨水使大鼠無(wú)法看到水下隱蔽平臺(tái)。讓大鼠從四個(gè)方向入水點(diǎn)入水，訓(xùn)練其尋找水面下隱蔽平臺(tái)。重復(fù)訓(xùn)練4 d后撤去平臺(tái)。

本實(shí)驗(yàn)醋酸鉛染毒組為實(shí)驗(yàn)組，飲水組為對(duì)照組，測(cè)定從入水點(diǎn)到原平臺(tái)水域的時(shí)間用以反映大鼠學(xué)習(xí)記憶的能力。如果條件許可，還可測(cè)定腦組織勻漿鉛含量及乙酰膽堿酯酶（AchE）活性。

步驟三：記錄與整理數(shù)據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)可能受到的影響因素很多，大鼠的個(gè)體差異、水浴溫度、入水方向、人為操作與觀察角度的變化等因素均可能干擾大鼠尋找平臺(tái)。為減少誤差，由同一人采用固定的操作模式，大鼠訓(xùn)練時(shí)不要有人在場(chǎng)，在另一處用視頻探頭跟蹤觀察。應(yīng)盡可能采集足夠的樣本數(shù)量，及時(shí)記錄并整理。

步驟四：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否支持假設(shè)。

飲用水中醋酸鉛濃度越高，大鼠到達(dá)原平臺(tái)水域的時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明鉛中毒可能影響大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，支持假設(shè)。

篇5

著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼說(shuō)過(guò)：“科學(xué)是一種方法，它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度（因?yàn)闆](méi)有事情是絕對(duì)已知的），如何對(duì)待疑問(wèn)和不確定性，證據(jù)服從什么法則，如何去思考事物，作出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象?！笨茖W(xué)教育中的“科學(xué)過(guò)程”主要是指在一般的科學(xué)研究中，那種普遍適用的系統(tǒng)化的操作方法和步驟。美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中把科學(xué)過(guò)程與方法看成一個(gè)系統(tǒng)，是指一系列的相互聯(lián)系的科學(xué)家普遍使用的研究方法和程序。我國(guó)的基礎(chǔ)教育課程改革強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生親歷科學(xué)，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)。這種新型學(xué)習(xí)方式的提倡意在改變傳統(tǒng)單純接受式的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式。學(xué)生不是被動(dòng)地記憶科學(xué)的結(jié)論，而是經(jīng)歷這種結(jié)論得到的過(guò)程和懂得獲取的方法。

科學(xué)家認(rèn)為對(duì)自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)不能停留在事實(shí)的層次上，需要進(jìn)一步透過(guò)現(xiàn)象，深入內(nèi)部，抽取有關(guān)事物的本質(zhì)，并且舍棄一切非本質(zhì)屬性的結(jié)論，即提煉出反映事物本質(zhì)屬性的內(nèi)在的客觀規(guī)律的各種“概念”和“定律”來(lái)。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)探究來(lái)完成的。但科學(xué)家不管用何種探究模式，其基本的環(huán)節(jié)是共同的：科學(xué)問(wèn)題的提出，科學(xué)事實(shí)和資料的收集，猜想和假設(shè)的建立，檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)，表達(dá)與交流。科學(xué)教育中的科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式的主要環(huán)節(jié)也與此相類(lèi)似，表明探究學(xué)習(xí)體現(xiàn)了科學(xué)教育與科學(xué)研究本質(zhì)上的一致，反映了科學(xué)教育與科學(xué)研究?jī)?nèi)在的統(tǒng)一。科學(xué)探究強(qiáng)調(diào)知識(shí)獲取中的體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)過(guò)程與方法，既是對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)教育的糾偏，也反映了科學(xué)素養(yǎng)的核心要素。

2 高中生物課程中基本的科學(xué)研究方法

科學(xué)方法可分為多個(gè)層次，這里所指的生物科學(xué)研究方法主要是指科學(xué)研究的一般方法，如科學(xué)觀察方法、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和科學(xué)調(diào)查方法，特別是指科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。科學(xué)研究總是從觀察開(kāi)始，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后提出假設(shè)，并對(duì)假設(shè)做出基本預(yù)測(cè)，最后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)不一致，則說(shuō)明原來(lái)的假設(shè)是錯(cuò)誤的，要修改假設(shè)，重新實(shí)驗(yàn)；如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)一致，則說(shuō)明原來(lái)的假設(shè)是正確的，可將假設(shè)上升為學(xué)說(shuō)或理論?？茖W(xué)方法教育應(yīng)包括科學(xué)研究中“過(guò)程技能”（觀察——問(wèn)題——假設(shè)——實(shí)驗(yàn)——結(jié)論）的教育，還應(yīng)包括觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等具體的方法技能?？茖W(xué)方法教育中尤其要重視科學(xué)思維的訓(xùn)練，即努力使學(xué)生將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維方式和行為方式。

2.1 觀察實(shí)證的方法

觀察實(shí)證是指通過(guò)對(duì)研究對(duì)象大量的觀察、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查，獲取客觀材料，從個(gè)別到一般，歸納出事物的本質(zhì)屬性和發(fā)展規(guī)律的一種研究方法。

2.2 假說(shuō)—演繹法

假說(shuō)—演繹法是指在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題以后，通過(guò)推理和想象提出解釋問(wèn)題的假說(shuō)，根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說(shuō)是正確的；如果不符，就說(shuō)明假說(shuō)是錯(cuò)誤的。所以假說(shuō)—演繹法的根本過(guò)程是：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——提出假說(shuō)——演繹假說(shuō)——實(shí)驗(yàn)證明——提出結(jié)論。在孟德?tīng)柕囊粚?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中很好地展現(xiàn)了假說(shuō)—演繹法，也正是由于他采用這種方法才獲得了科學(xué)上不朽的成績(jī)，為人類(lèi)揭示了遺傳之謎?！凹僬f(shuō)—演繹法”是形成和構(gòu)造關(guān)科學(xué)理論的一種重要思維方法。對(duì)學(xué)生來(lái)講是“授之以漁”的重要手段之一；學(xué)完課程以后，他們對(duì)別的都可以忘記，但這些方法會(huì)存留下來(lái)，這就是真正的素養(yǎng)和能力。

2.3 建立模型的方法

新課標(biāo)中建立模型被列為一項(xiàng)技能目標(biāo)，并作為高中學(xué)生必備的生物科學(xué)素養(yǎng)。國(guó)家和地方的新高考大綱（說(shuō)明）也已明確將這一技能素養(yǎng)的掌握水平作為考核對(duì)象，2007年全國(guó)高考生物江蘇卷中就已出現(xiàn)涉及模型構(gòu)建問(wèn)題的考核嘗試。因此，在平時(shí)的教學(xué)和高考復(fù)習(xí)中，教師和考生都要予以重視。由于新課標(biāo)要求學(xué)生學(xué)會(huì)建立的模型主要是思維形式的模型，因此筆者擬針對(duì)幾種常見(jiàn)思維模型的構(gòu)建方法提出如下建議。建立模型的一般程序：（1） 掌握原理。掌握模型所代表的知識(shí)、過(guò)程、規(guī)律、機(jī)理等，弄清模型的構(gòu)成要素或包含內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系。（2） 明確類(lèi)型。明確所構(gòu)建的模型屬于哪種類(lèi)型，知道該種模型的特點(diǎn)及表現(xiàn)形式。（3） 構(gòu)建草圖（框架）。選擇適當(dāng)?shù)膱D形、文字、符號(hào)勾勒出草圖，或用適當(dāng)?shù)奈淖址?hào)搭建框架?；谀Ｐ偷耐ㄟm性、典型性，所以在構(gòu)建時(shí)只需要考慮大多數(shù)情況即可，一般不考慮極少數(shù)情況或特例。（4） 修飾完善。對(duì)照原理查驗(yàn)所構(gòu)建的草圖（框架），確保其科學(xué)性；然后進(jìn)一步修飾完善模型，力求規(guī)范、簡(jiǎn)潔、直觀、有美感；最后構(gòu)建出正式的模型。（5） 補(bǔ)充詮釋。對(duì)一些模型要添加必要的文字說(shuō)明、示例、圖注等，使模型更科學(xué)、更清楚、更規(guī)范。

2.4 系統(tǒng)分析法

系統(tǒng)分析方法是指把要解決的問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)要素進(jìn)行綜合分析，找出解決問(wèn)題的可行方案的方法。它從系統(tǒng)的著眼點(diǎn)或角度去考察和研究整個(gè)客觀世界，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)和改造世界提供了科學(xué)的理論和方法。它的產(chǎn)生和發(fā)展標(biāo)志著人類(lèi)的科學(xué)思維由主要以“實(shí)物為中心”逐漸過(guò)渡到以“系統(tǒng)為中心”，是科學(xué)思維的一個(gè)劃時(shí)代突破。系統(tǒng)分析是一種研究方略，它能在不確定的情況下，確定問(wèn)題的本質(zhì)和起因，明確咨詢目標(biāo)，找出各種可行方案，并通過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些方案進(jìn)行比較，幫助決策者在復(fù)雜的問(wèn)題和環(huán)境中作出科學(xué)抉擇。

3 生物教學(xué)中開(kāi)展科學(xué)研究方法教育的途徑

生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，有著眾多的可以滲透科學(xué)方法教育的內(nèi)容。教師在努力鉆研教材的基礎(chǔ)上，要充分挖掘教材中對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育的素材，將科學(xué)方法教育滲透到教學(xué)過(guò)程和學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中。

3.1 通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展科學(xué)研究方法教育

高中生物教材中有著眾多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)研究方法的過(guò)程。在教學(xué)中盡教師要可能地將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過(guò)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒆约涸O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、討論完善實(shí)驗(yàn)、最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟等過(guò)程，使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)研究的方法和過(guò)程。另外，教師在備課和教學(xué)中應(yīng)將科學(xué)研究方法很好地貫徹到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不同有目的的讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，接受全面而完善的科學(xué)研究過(guò)程和方法的認(rèn)識(shí)與訓(xùn)練，使學(xué)生認(rèn)識(shí)、經(jīng)歷科學(xué)研究的過(guò)程，理解科學(xué)方法的本質(zhì)，并訓(xùn)練其使用有關(guān)的具體方法完成每一步驟。這是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的有效思維方式和操作方式。教師要注重鼓勵(lì)學(xué)生得出自己的結(jié)論、暢述自己的觀點(diǎn)。

3.2 通過(guò)生物科學(xué)史開(kāi)展科學(xué)研究方法教育

“讀史使人明智”，生物科學(xué)的每一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)方法正確應(yīng)用的典范。科學(xué)的方法是人類(lèi)探索真理，發(fā)現(xiàn)新理論和獲取新知識(shí)的重要手段，生物教學(xué)也離不開(kāi)科學(xué)方法的探索、理解和學(xué)習(xí)。

高中生物教材中有許多關(guān)于生物科學(xué)史的教學(xué)內(nèi)容，如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)等。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身就是科學(xué)家科學(xué)實(shí)驗(yàn)（探究）的過(guò)程，教師可以充分利用這些素材，幫助學(xué)生尋著先人的足跡，在享受科學(xué)探究的快樂(lè)中受到科學(xué)方法的教育。

3.3 通過(guò)探究性教學(xué)開(kāi)展科學(xué)研究方法教育

在新一輪的課程改革中，科學(xué)探究不僅被作為重要的理念強(qiáng)調(diào)，作為教學(xué)建議提出，而且被列入了課程目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)之中。在現(xiàn)代教育文獻(xiàn)中“科學(xué)探究”、“探究式教學(xué)”、“探究式學(xué)習(xí)”都是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中模仿科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的思維方式來(lái)主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)、形成科學(xué)觀念、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，不但包括事實(shí)、理論等陳述性知識(shí)，還包括科學(xué)過(guò)程和方法等程序性知識(shí)。在教學(xué)策略上，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)一定的探究情景，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做出猜想與假設(shè)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、查閱文獻(xiàn)等方式搜集與處理信息，對(duì)猜想與假設(shè)進(jìn)行論證，最后通過(guò)表達(dá)與交流活動(dòng)對(duì)自己的探究過(guò)程進(jìn)行反思與評(píng)價(jià)。在這一過(guò)程中學(xué)生獲得知識(shí)與技能，掌握解決問(wèn)題的方法，獲得情感體驗(yàn)。一般情況下，探究式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)分為：提出問(wèn)題——猜想與假設(shè)——方案的設(shè)計(jì)與選擇——收集證據(jù)——解釋與結(jié)論——評(píng)價(jià)與反思——交流與表達(dá)等7個(gè)方面。

3.4 通過(guò)研究性學(xué)習(xí)開(kāi)展科學(xué)研究方法教育

研究性學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，從學(xué)生生活和社會(huì)生活中選擇和確定研究專題，主要以個(gè)人或小組合作方式進(jìn)行的一種學(xué)習(xí)方法。學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐獲得直接經(jīng)驗(yàn)，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，掌握基本科學(xué)方法，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題的能力?？茖W(xué)是一門(mén)具有嶄新教學(xué)理念的學(xué)科，學(xué)習(xí)的核心便是科學(xué)探究。科學(xué)探究也涉及到提出問(wèn)題，并通過(guò)猜測(cè)、計(jì)劃、觀察等活動(dòng)，親歷解決問(wèn)題（科學(xué)探究）的過(guò)程，獲得科學(xué)知識(shí)，形成科學(xué)價(jià)值觀。研究性學(xué)習(xí)與科學(xué)探究都是通過(guò)學(xué)習(xí)者從提出問(wèn)題到解決問(wèn)題的探索實(shí)踐過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的掌握和科學(xué)價(jià)值觀的形成，以提高學(xué)習(xí)者解決問(wèn)題的能力的學(xué)習(xí)方式。哈佛大學(xué)就有這樣一句名言——教育的真正目的就是讓人不斷提出問(wèn)題和解決問(wèn)題。它較好地說(shuō)明了研究性學(xué)習(xí)、科學(xué)探究在教育活動(dòng)中的重要性，學(xué)生親歷科學(xué)探究的過(guò)程是獲取科學(xué)知識(shí)和培養(yǎng)科學(xué)價(jià)值觀的主要途徑。

研究性學(xué)習(xí)是現(xiàn)在高中學(xué)生的一門(mén)必修課，利用研究性學(xué)習(xí)使學(xué)生實(shí)踐科學(xué)研究方法，可以使學(xué)生真正體會(huì)到科學(xué)研究方法的重要性，學(xué)會(huì)如何將一些科學(xué)研究的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，研究性學(xué)習(xí)既是學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的實(shí)踐，也是教師進(jìn)行科學(xué)方法教育成果的檢驗(yàn)。

篇6

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

高中生物科學(xué)方法教育是指在高中生物教學(xué)中有目的、有意識(shí)、有步驟地滲透和傳授生物科學(xué)研究方法，使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，逐步掌握最基本、最主要的研究方法。高中生物科學(xué)方法教育的內(nèi)容分為兩大類(lèi)：獲取經(jīng)驗(yàn)性材料的方法（也叫經(jīng)驗(yàn)方法），包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、模擬實(shí)驗(yàn)法等；從經(jīng)驗(yàn)性材料（感性材料）的獲取到問(wèn)題、假說(shuō)或結(jié)論的得出需要理性思維，理性思維的方法包括邏輯思維、形象思維、直覺(jué)和靈感、數(shù)學(xué)方法、模型方法和系統(tǒng)方法等。那么，教師在高中生物教學(xué)中如何進(jìn)行科學(xué)方法的教育，或者說(shuō)可通過(guò)哪些途徑引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握探索生物學(xué)的奧秘？

1 通過(guò)生物科學(xué)史“解讀”科學(xué)方法，重現(xiàn)科學(xué)巨匠的探究歷程

生命科學(xué)史是以生物科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程為輪廓，以科學(xué)發(fā)展歷程中帶有重大轉(zhuǎn)折作用的課題及事件為主線，用翔實(shí)的資料論述科學(xué)家的創(chuàng)造性勞動(dòng)，生動(dòng)地描述科學(xué)家科學(xué)探索的思維過(guò)程和方法。它作為學(xué)生實(shí)施科學(xué)探究的范例無(wú)疑是實(shí)施科學(xué)方法教育的一個(gè)有效途徑。高中生物教材中有許多關(guān)于生物科學(xué)史的教學(xué)內(nèi)容，如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)等。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身就是科學(xué)家科學(xué)實(shí)驗(yàn)（探究）的過(guò)程，教師可以充分利用這些素材，幫助學(xué)生尋著先人的足跡，在享受科學(xué)探究的快樂(lè)中受到科學(xué)方法的教育。

下面以蘇教版必修2《遺傳與進(jìn)化》第四章第一節(jié)“探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程”一課為例，介紹科學(xué)方法教育如何有效滲透到教學(xué)中。首先教師以“想象實(shí)驗(yàn)”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。在教學(xué)時(shí)要求學(xué)生要親歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（包括實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)等），強(qiáng)調(diào)學(xué)生分組全員參與，并在教師的指導(dǎo)下完成。其次通過(guò)滲入科學(xué)猜想，提高學(xué)生思辨是非能力。猜想是科學(xué)探究的重要一環(huán)，它為進(jìn)一步制定探究計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、分析論證指示方向。例如，在講授格里菲思的肺炎球菌第四組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要結(jié)合實(shí)驗(yàn)情境（實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的與常規(guī)推理不相吻合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果）引導(dǎo)學(xué)生猜想：當(dāng)時(shí)格里菲思是如何猜想的呢？請(qǐng)同學(xué)們像科學(xué)家一樣進(jìn)行思維，如果是你，你可能有哪些猜想？最后運(yùn)用比較方法，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較格里菲斯、艾弗里、赫爾希和蔡斯等科學(xué)家的探究性實(shí)驗(yàn)之間的異同。在不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可以通過(guò)比較，分析相同、不同的特征。例如，在教學(xué)“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”后引導(dǎo)學(xué)生分析這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象、方法及所處的時(shí)代背景都不同，但都證明了DNA是遺傳物質(zhì)，從而認(rèn)同科學(xué)結(jié)論的獲得，最基本的方法是實(shí)證法。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路有共同之處(設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，然后單獨(dú)地觀察每種物質(zhì)的)。接著運(yùn)用歸納法總結(jié)探究生物問(wèn)題的一般方法：實(shí)驗(yàn)事實(shí)理論推斷（提出假說(shuō)）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（實(shí)驗(yàn)思路）修改或否定原假說(shuō)，提出新理論進(jìn)一步探究得出結(jié)論（統(tǒng)一認(rèn)識(shí)）。通過(guò)解讀和體味科學(xué)史中的科學(xué)方法，教師引導(dǎo)學(xué)生站在科學(xué)家的位置進(jìn)行思維探究，培養(yǎng)學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)及提高實(shí)驗(yàn)技能（如觀察、調(diào)查、搜集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)中怎樣設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)、如何恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)材料、控制變量等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力）。

應(yīng)注意的是，用科學(xué)史對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法訓(xùn)練，要防止將科學(xué)探索的過(guò)程固定化，應(yīng)以活潑多樣的形式誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。例如，孟德?tīng)柗蛛x定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程以教師的簡(jiǎn)述為主，而自由組合定律則應(yīng)以學(xué)生討論為主，特別是孟德?tīng)枒?yīng)用正交和反交兩組測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)假設(shè)的合理性，對(duì)學(xué)生的思維訓(xùn)練具有重要作用。

2 通過(guò)知識(shí)（包括概念、原理、規(guī)律）的教學(xué)“滲透”科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究品質(zhì)

生物學(xué)概念是反映生命現(xiàn)象和生命過(guò)程本質(zhì)屬性的一種思維方式，是生物事實(shí)的抽象。借助于這種概括、抽象的思維方式，人們找到了復(fù)雜的自然世界的簡(jiǎn)單規(guī)律，建立了假說(shuō)、模型等抽象的思維方式。

生物科學(xué)方法教育就是要幫助學(xué)生生動(dòng)活潑地、主動(dòng)地從諸多事物及其變化中去尋求規(guī)律、構(gòu)建科學(xué)概念?？茖W(xué)概念的形成，常用的科學(xué)方法策略有以下幾點(diǎn)。

① 是建立在豐富的事實(shí)基礎(chǔ)上，運(yùn)用歸納法提煉生成。只有相關(guān)的事例越豐富，才有可能抽象、概括、從而形成一種理性的解釋和表述，即概念的初步建立。例如，“細(xì)胞是構(gòu)成生命的基本結(jié)構(gòu)和功能單位”，這是一個(gè)基于大量觀察，觀察動(dòng)物、植物、其他生物的身體結(jié)構(gòu)，運(yùn)用歸納推理得出的一個(gè)結(jié)論。并不是只有施萊登、施旺分別用顯微鏡觀察植物、動(dòng)物的結(jié)構(gòu)，還有其他許多學(xué)者先后觀察了各種生物材料，才總結(jié)出這一科學(xué)概念。這樣的教學(xué)目的是引導(dǎo)學(xué)生必須在觀察植物、動(dòng)物等多種細(xì)胞基礎(chǔ)上，也才有可能建立這一概念。

② 概念教學(xué)時(shí)要注意聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，通過(guò)舉例演繹生成。如在學(xué)習(xí)“頂端優(yōu)勢(shì)”時(shí)，可呈現(xiàn)幾個(gè)生活現(xiàn)象：園林工人修剪行道樹(shù)，對(duì)盆栽花卉進(jìn)行造型等，從分析這些生活現(xiàn)象中獲得對(duì)頂端優(yōu)勢(shì)的感性認(rèn)識(shí)。以此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步列舉自己所熟悉的例子，諸如“果樹(shù)整枝修剪”、“茶樹(shù)摘心”、“棉花打頂”等例子，通過(guò)這些事例幫助學(xué)生理解概念。

③ 概念教學(xué)時(shí)要重視實(shí)驗(yàn)。觀察和實(shí)驗(yàn)是研究自然科學(xué)的基本方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)。例如，在學(xué)習(xí)“滲透作用”概念時(shí)，教師可先進(jìn)行滲透裝置的演示實(shí)驗(yàn)：根據(jù)觀察滲透裝置中長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面的上升或下降，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和討論，對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行比較與分析，引導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題的焦點(diǎn)集中于半透膜兩側(cè)的物質(zhì)分子大小的差異，最后得出滲透作用即水分子或其它溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。并讓學(xué)生設(shè)計(jì)坐標(biāo)系，用數(shù)學(xué)模型（坐標(biāo)曲線）表示三種運(yùn)輸方式過(guò)程中物質(zhì)的濃度梯度、氧氣供應(yīng)量與物質(zhì)的運(yùn)輸速度之間的關(guān)系。這樣的概念教學(xué)中充分“滲透”科學(xué)方法，便于生成概念。

另外，高中生物教材中相似的概念很多，在教學(xué)這些容易混淆概念時(shí)，要充分運(yùn)用邏輯思維中的比較和分類(lèi)、歸納和演繹、分析和綜合以及理想化方法抽象出客觀事物的共同本質(zhì)屬性，可以收到事半功倍的教學(xué)效果。例如，通過(guò)讓學(xué)生列表比較光合作用和呼吸作用，條件反射和非條件反射等概念能夠使概念更清晰，利于掌握概念的本質(zhì)屬性；通過(guò)簡(jiǎn)化的圖像對(duì)比細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化能夠使概念直觀化，從而易于區(qū)分；通過(guò)逆向思維法比較有性生殖、無(wú)性生殖概念（一般高等動(dòng)物都是有性生殖，引導(dǎo)學(xué)生思考有沒(méi)有無(wú)性生殖呢，以逆向思考法操作：例舉克隆羊多利的事實(shí)引證），可以把解決問(wèn)題的最好方法固定在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⒄J(rèn)知對(duì)象的觀察自覺(jué)深入對(duì)變化原因的理性探究中，從而形成對(duì)概念的實(shí)質(zhì)性理解。

生命科學(xué)中的原理、規(guī)律是借助于有關(guān)生物學(xué)概念才得以表述，在正確理解和運(yùn)用概念的基礎(chǔ)上利于生物學(xué)原理的掌握。如歸納總結(jié)孟德?tīng)栠z傳定律之前要先理解父本、母本，正交、反交，顯性性狀隱性性狀等概念。然后運(yùn)用“假說(shuō)――演繹法”訓(xùn)練學(xué)生的思維：在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題以后，通過(guò)推理和想像提出解釋問(wèn)題的假說(shuō)，根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)果。由此可見(jiàn)，生物學(xué)原理、規(guī)律的建立和發(fā)展一般在直覺(jué)思維、形象思維和抽象思維的共同作用下，經(jīng)歷觀察和實(shí)驗(yàn)、歸納和演繹、分析與綜合、類(lèi)比、想象、假說(shuō)等方法的探究，通過(guò)假說(shuō)的試探、直覺(jué)的洞察、靈感的激發(fā)，不斷形成新的概念。并對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行全面的分析、深入的研究得到原理和規(guī)律。因此，在生物學(xué)原理、規(guī)律教學(xué)中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、討論問(wèn)題、探索規(guī)律的教學(xué)環(huán)境，將原理、規(guī)律的教學(xué)作為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)、訓(xùn)練思維能力、掌握科學(xué)方法的手段，使學(xué)生能夠?qū)⒅R(shí)與方法巧妙的結(jié)合，從而真正領(lǐng)悟到生物學(xué)內(nèi)在的魅力。

3 通過(guò)實(shí)驗(yàn)“體驗(yàn)”科學(xué)方法，感受科學(xué)探究過(guò)程

生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，回憶和解讀生物科學(xué)史中的實(shí)驗(yàn)僅是生物教學(xué)中的一小部分，學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容。新課標(biāo)中安排了大量的“演示”、“實(shí)驗(yàn)”、“做一做”，它把實(shí)驗(yàn)與其他教學(xué)內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起，使實(shí)驗(yàn)成為高中生物教學(xué)中“教”的手段，也成為“學(xué)”的手段，更是學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)科學(xué)方法的手段。例如，人教版必修1教材中“酶在細(xì)胞代謝中的作用”一節(jié)，教材重點(diǎn)安排學(xué)生做過(guò)氧化氫在不同條件下分解速率的實(shí)驗(yàn)，教師要通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論，從而切身體會(huì)到酶具有很高的催化效率及其生理意義。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生充分體會(huì)控制變量（理解自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量以及什么是對(duì)照實(shí)驗(yàn)），假說(shuō)方法以及用圖像法（繪坐標(biāo)圖區(qū)別酶和無(wú)機(jī)催化劑催化效果比較等）等科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，這樣的教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。同時(shí)利于培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新，大膽猜想的科學(xué)精神和態(tài)度價(jià)值觀。

3 通過(guò)解題“理解”科學(xué)方法，形成“生物思想方法”

“學(xué)以致用”，科學(xué)方法教育的最終目的無(wú)非是提高學(xué)習(xí)者的科學(xué)探究能力，而在高中生物教學(xué)中一個(gè)重要的落腳點(diǎn)無(wú)非是解題和運(yùn)用能力。近年來(lái)的生物高考試題更加重視對(duì)學(xué)生生物學(xué)科素質(zhì)和能力的考查，如科學(xué)態(tài)度、意志品質(zhì)、合作精神、觀察能力、動(dòng)手能力、分析和解決問(wèn)題的能力和科學(xué)探究的方法等。以實(shí)驗(yàn)題為例，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的角度，挖掘科學(xué)研究方法教育的合理因素，幫助學(xué)生歸納科學(xué)方法的基本過(guò)程，并加深學(xué)生對(duì)這些過(guò)程的理解，就是十分有效的科學(xué)方法指導(dǎo)。① 生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程就是科學(xué)方法理論的應(yīng)用過(guò)程，分析并完成典型的高考生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題實(shí)際上就是一次科學(xué)方法知識(shí)的實(shí)踐和檢驗(yàn)。② 高考試題的設(shè)計(jì)都比較嚴(yán)密，尤其是生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的邏輯性，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)縝密的邏輯思維習(xí)慣。③ 高考導(dǎo)向作用的力量是不可估量的，生物科學(xué)研究方法以高考試題的形式出現(xiàn)對(duì)教師和學(xué)生的引導(dǎo)作用非常巨大。

總之，在解題過(guò)程中要重分析、重引導(dǎo)、重討論、重總結(jié)，用一系列最基本的思想方法去解決一般乃至于最困難的問(wèn)題，形成一套行之有效的“生物思想方法”。從這個(gè)高度去看各種具體解題方法，不過(guò)是掌握了“生物思想方法”之后的必然產(chǎn)物，而這一切，正是科學(xué)方法教育的最終產(chǎn)物。

此外，高中生物科學(xué)方法教育的策略還有：在解決實(shí)際問(wèn)題中運(yùn)用科學(xué)方法；通過(guò)開(kāi)設(shè)專題講座等第二課堂教學(xué)方式滲透科學(xué)方法；在探究性學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等自主探索中總結(jié)科學(xué)方法；通過(guò)課外制作、小發(fā)明等科技活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)方法教育等。因篇幅所限，在此不再詳述。

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在傳統(tǒng)教育與素質(zhì)教育的沖擊下，科學(xué)方法教育的介入是教學(xué)改革的新視點(diǎn)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)完整的科學(xué)方法教育，與培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀思維品質(zhì)密不可分。尤其是在新教學(xué)改革下，運(yùn)用科學(xué)方法教育分析生物教材具有充分的必要性。

一、科學(xué)方法教育與生物學(xué)科史

科學(xué)方法教育，顧名思義，是指人們?cè)谡J(rèn)識(shí)客觀世界的實(shí)踐活動(dòng)，從理論和實(shí)踐中解決具體問(wèn)題采取的方法和手段的總和，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的有效手段和工具。在整個(gè)教育史中，學(xué)科的綜合性與自然科學(xué)史關(guān)系密切，科學(xué)發(fā)展的歷史規(guī)律，使得科學(xué)與方法同時(shí)產(chǎn)生。而生物學(xué)科是研究生命規(guī)律的學(xué)科，其學(xué)習(xí)過(guò)程就是探究歷史的延續(xù)，在教學(xué)中，生物學(xué)科的科學(xué)方法教育就是在教學(xué)過(guò)程匯總，在自然科學(xué)基本理論的指導(dǎo)下，通過(guò)一定的教學(xué)方式指導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，掌握生物基本技能，培養(yǎng)良好的生物科學(xué)素養(yǎng)。

二、生物教材的分析

生物教材在隨著教學(xué)改革逐步穩(wěn)定的發(fā)展過(guò)程中，關(guān)注更多的是邏輯性緊密的系統(tǒng)體系，教學(xué)內(nèi)容主要以事實(shí)為依據(jù)，生物理論性知識(shí)與技能性知識(shí)結(jié)合，再添加一些程序性知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，能夠提高學(xué)習(xí)的興趣。例如教材中對(duì)DNA的學(xué)習(xí)，添加了指紋技術(shù)在刑偵中的應(yīng)用，在提升興趣的同時(shí)，潛移默化地介入了核酸的學(xué)習(xí)?？梢?jiàn)，在教材中，編寫(xiě)時(shí)注重學(xué)生應(yīng)用科學(xué)方法，獲得知識(shí)，并且記憶性更牢固。在遺傳病的學(xué)習(xí)中，應(yīng)用目前科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)，某些遺傳病可以在理論上可控，使學(xué)生樹(shù)立探究和突破科學(xué)前沿技術(shù)的理想，也形成了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

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高中生物新課程標(biāo)指出，學(xué)生要在學(xué)習(xí)當(dāng)中了解模型的科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，教師要培養(yǎng)學(xué)生的思維建模的能力，提升每位學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的中心思想。新模式教學(xué)在高中生物學(xué)課中得到了大多數(shù)教師的關(guān)注，建模的能力被老師們認(rèn)為是學(xué)生將來(lái)從事生物科學(xué)研究的必要前提能力。它高于初中水平的科學(xué)方法對(duì)學(xué)生提出和探索的能力要求，這不僅有助于學(xué)生生物科學(xué)，也能夠幫助學(xué)生在實(shí)際生活中更好的解決問(wèn)題。所以，教師要將高中生物模型教學(xué)方法應(yīng)用于課堂教學(xué)，至此才能提升高中生的科學(xué)研究能力。

一.我國(guó)高中生物“模型建構(gòu)”教學(xué)的現(xiàn)狀

新課程標(biāo)準(zhǔn)下，高中生物教學(xué)模塊模型主要有數(shù)學(xué)模型、物理模型和概念模型三種類(lèi)型。一半來(lái)說(shuō)教材的編寫(xiě)都是經(jīng)過(guò)相關(guān)專業(yè)人員用心編寫(xiě)出來(lái)的優(yōu)秀教材，但在實(shí)際的課堂教學(xué)往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)教材目標(biāo)的真正結(jié)果。在實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中，因?yàn)檎n堂時(shí)間太緊張，建?；顒?dòng)的模型比較昂貴，耗時(shí)耗力的構(gòu)造模型不適合這個(gè)年齡段的學(xué)生，所以，在教學(xué)中老師往往放棄這種教學(xué)模式，而相反是將與之相關(guān)的課件直接渲染入模型當(dāng)中，然后通過(guò)許多各種各樣的圖表進(jìn)行曲線分析等等，而這樣做的話學(xué)生往往只能直接得到問(wèn)題的答案而忽略過(guò)程的學(xué)習(xí)模式。

二.高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的所在意義

通過(guò)實(shí)踐，既可以學(xué)到知識(shí)也能得到運(yùn)用的能力，進(jìn)而升華到抽象的概念意識(shí)和利用，所以教學(xué)方式方法才能逐漸完善。模型的特點(diǎn)是直觀簡(jiǎn)單的，很容易學(xué)習(xí)，而且可以簡(jiǎn)要描述研究成果，使它容易理解便于傳播擴(kuò)散。也可以用來(lái)計(jì)算、推理、擴(kuò)展觀察與實(shí)驗(yàn)結(jié)論等等。因此，我們應(yīng)該利用好模型，使形狀抽象化的內(nèi)容變?yōu)楦忧逦箤W(xué)生進(jìn)行調(diào)查。許多生物術(shù)語(yǔ)概念反映了原型是我們無(wú)法用肉眼觀察或?qū)嶋H操的，部分條件也不能得以實(shí)現(xiàn)，因此教學(xué)模式建設(shè)將幫助更多的學(xué)生體驗(yàn)概念的形成和基本規(guī)律，因此逐漸學(xué)習(xí)新知識(shí)建立成一個(gè)完整的系統(tǒng)的知識(shí)，使學(xué)習(xí)的整體過(guò)程病的更有效率。

教學(xué)模式建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的生物科學(xué)方面的綜合素質(zhì)能力，對(duì)全部學(xué)生進(jìn)行倡導(dǎo)研究性的學(xué)習(xí)，將現(xiàn)實(shí)生活與新課程的基本生物理念進(jìn)行相結(jié)合。注重以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程和反思過(guò)程，讓所有學(xué)生都有參與的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)積極獲取新知識(shí)的能力，靈活的思維能力與分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及交流與合作的能力。這種教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的思想探索的能力，促進(jìn)學(xué)生的交流與合作。從教學(xué)的實(shí)際效果的角度來(lái)看，教學(xué)模式建設(shè)是值得我們提倡的一種教學(xué)形式。因此建模研究對(duì)于指導(dǎo)新課程的教學(xué)內(nèi)容是具有重要意義價(jià)值的。

三.高中生物模型建構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

1.建模教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是一個(gè)人基于當(dāng)前的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理的過(guò)程，是創(chuàng)造新知識(shí)和新技術(shù)的能力。生物學(xué)當(dāng)中有很多的問(wèn)題，有的問(wèn)題甚至可能會(huì)找不到答案，但這些問(wèn)題可以使學(xué)生在做模型時(shí)加深對(duì)知識(shí)的理解，并進(jìn)行探索研究問(wèn)題，在未來(lái)會(huì)激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。構(gòu)建模型的施工過(guò)程中，學(xué)生也能夠獲得由學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)的過(guò)程中創(chuàng)新。因此，在高中生物教學(xué)中應(yīng)充分利用建筑模型的仿真實(shí)驗(yàn)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.建模教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生建模思維和建模能力

批判性思維在生物科學(xué)的發(fā)展是至關(guān)重要的，在學(xué)習(xí)前人留給我們的寶貴的知識(shí)的過(guò)程中，要有勇餿ヌ粽街前的理論，并通過(guò)科學(xué)研究或建模等形式進(jìn)行論證，教材材料可以用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維的能力。眾所周知，學(xué)生建模和模擬實(shí)驗(yàn)基本理論是概念、原則、方法等思想來(lái)進(jìn)行構(gòu)建的，有著集成模型的輔助，必要的知識(shí)、理論與技術(shù)的創(chuàng)新，最終才能建立模型完成創(chuàng)新的目標(biāo)。

3.建模教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生分析信息和整合信息的能力

在建模的過(guò)程中，大量的信息收集和處理的過(guò)程中收集和組織信息的過(guò)程本身是收集和處理信息的能力。感興趣的學(xué)生也可以通過(guò)鏈接來(lái)收集更多的信息，使學(xué)生的學(xué)習(xí)空間更廣闊。由于新構(gòu)造模型提出了新課程的理念，學(xué)生在理解的原則前提下，在具體操作的過(guò)程中會(huì)感到奇怪，這就需要教師在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行指導(dǎo)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的建模思想和方法。

參考文獻(xiàn)

[1]趙萍萍，劉恩山.科學(xué)教育中模型定義及其分類(lèi)研究述評(píng)[J].教育學(xué)報(bào).2015（01）.

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關(guān)鍵詞 學(xué)科思想 學(xué)科方法 教育價(jià)值 實(shí)驗(yàn)探究

中圖分類(lèi)號(hào) Q-49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 E

在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，基因工程、生物芯片、克隆技術(shù)等生物技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中顯示出強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)力量，其中所蘊(yùn)含的生物科學(xué)思想、原理和方法，正在對(duì)其他學(xué)科和社會(huì)變革產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。對(duì)學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)科思想教育能在很大程度上影響著學(xué)生未來(lái)知識(shí)儲(chǔ)存和能力發(fā)揮的狀況，對(duì)提升生物課程的教育價(jià)值有一定意義。

1 生物學(xué)科思想與學(xué)科方法的教育價(jià)值

1.1 生物學(xué)科思想與學(xué)科方法的思辨

生物學(xué)科思想是人們對(duì)生命科學(xué)本質(zhì)規(guī)律的理性認(rèn)識(shí)；而生物學(xué)科方法是在解決生物學(xué)科問(wèn)題過(guò)程中所采用的各種手段和途徑。二者既有聯(lián)系又有區(qū)別，生物學(xué)思想是生物學(xué)方法的理論基礎(chǔ)，生物學(xué)方法是實(shí)施有關(guān)生物學(xué)思想的技術(shù)手段。運(yùn)用學(xué)科方法解決問(wèn)題的過(guò)程，是感性認(rèn)識(shí)不斷積累的過(guò)程，當(dāng)這種積累達(dá)到一定程度就會(huì)產(chǎn)生飛躍，從而上升為學(xué)科思想；而生物學(xué)科思想是生物學(xué)知識(shí)的精華，又反過(guò)來(lái)對(duì)學(xué)科方法起著指導(dǎo)作用，為學(xué)生理解和掌握生物學(xué)的本質(zhì)提供了優(yōu)化的途徑。

1.2 生物學(xué)科思想與學(xué)科方法的教育價(jià)值

長(zhǎng)期以來(lái)，生物學(xué)教育過(guò)分注重知識(shí)的傳授，對(duì)生物學(xué)概念和定律的發(fā)生發(fā)展過(guò)程揭示不夠，更忽視了讓學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)去思考知識(shí)背后的思想和方法，因此學(xué)生所學(xué)的知識(shí)很難在不同情境中靈活地遷移，束縛了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)散。學(xué)科思想相對(duì)于零散的知識(shí)點(diǎn)而言，更易內(nèi)化為人的主觀認(rèn)識(shí)，因此在生物教學(xué)中，以大量的知識(shí)為載體，讓學(xué)生在認(rèn)同和理解學(xué)科思想和方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)踐形成自身的情感、態(tài)度和價(jià)值觀，這將直接影響他們對(duì)生命本質(zhì)認(rèn)識(shí)的敏銳性和準(zhǔn)確性，對(duì)學(xué)科思維的形成有一定的指導(dǎo)作用。

2 生物學(xué)科思想的內(nèi)涵

生物學(xué)科思想指那些對(duì)學(xué)科學(xué)習(xí)最具影響力的觀念、思想和見(jiàn)解，它們內(nèi)隱并不外顯，積淀在生物學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程中。從這個(gè)意義上說(shuō)，教師在講解生物學(xué)知識(shí)時(shí)，應(yīng)該挖掘這些思想內(nèi)涵，并將其自然而然地呈現(xiàn)出來(lái)并獲得認(rèn)同。這也是教師引導(dǎo)水平與課堂智慧的體現(xiàn)。

2.1 辨證唯物主義思想

在生物學(xué)中包涵著許多自然辯證法思想，其核心就是對(duì)立統(tǒng)一的思想，在生命活動(dòng)的過(guò)程中，普遍存在許多矛盾的運(yùn)動(dòng)，例如同化作用與異化作用、遺傳與變異、生物適應(yīng)性的普遍性和相對(duì)性等。這些都表現(xiàn)出對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。同化與異化作用的對(duì)立統(tǒng)一是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，而生命繁衍過(guò)程中的遺傳和變異，在維持物種穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上發(fā)展生物的多樣性，是推動(dòng)生物進(jìn)化的內(nèi)在動(dòng)力。

生命運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)是生物體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)變化，生命科學(xué)研究中越來(lái)越多地運(yùn)用物理和化學(xué)手段來(lái)揭示生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律恰恰基于世界的物質(zhì)觀，因?yàn)榧?xì)胞和組織都是物質(zhì)的、運(yùn)動(dòng)的。

從病毒、細(xì)菌、植物、動(dòng)物直至人類(lèi)，生物世界盡管表現(xiàn)形式千姿百態(tài)，但不同的生物卻高度統(tǒng)一，其最基本的組成物質(zhì)都是核酸和蛋白質(zhì)，并且無(wú)論生物的進(jìn)化位置如何，幾乎都在遺傳表達(dá)中使用同一套遺傳密碼。教師在教學(xué)中適時(shí)向?qū)W生展示在分子進(jìn)化上所體現(xiàn)的“大一統(tǒng)”的格局，有利于促進(jìn)學(xué)生形成辯證的思維方式，客觀而理性地看待生物的適應(yīng)性與多樣性。

2.2 自組織與非因果決定性思想

奧地利物理學(xué)家薛定諤曾在《生命是什么》中指出：“用經(jīng)典物理學(xué)和化學(xué)去描述生命現(xiàn)象是不可能的，經(jīng)典物理學(xué)中一種原因只能產(chǎn)生一種結(jié)果的機(jī)械決定論模式并不適應(yīng)生命世界。”

生命系統(tǒng)最基本的特性是開(kāi)放性和自組織，即通過(guò)與外界環(huán)境交換物質(zhì)和能量，通過(guò)自身的演化而形成的一個(gè)穩(wěn)定而有序的系統(tǒng)，但這種穩(wěn)定不是封閉系統(tǒng)中的平衡，而是一種動(dòng)態(tài)的平衡，是一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。因此復(fù)雜的生命系統(tǒng)在與環(huán)境共同作用的過(guò)程中，既有規(guī)律可循，同時(shí)也存在很多不可預(yù)測(cè)的“變數(shù)”。例如傳統(tǒng)遺傳學(xué)認(rèn)為一種性狀由一對(duì)基因決定，二者之間有決定性的因果關(guān)系，但是，這種簡(jiǎn)單的模式不利于了解生物大多數(shù)復(fù)雜的性狀，許多性狀由多對(duì)基因控制，它們控制著生物體內(nèi)成千上萬(wàn)的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)反應(yīng)的產(chǎn)物又會(huì)反作用于基因的表達(dá)，這些基因的傳遞并不簡(jiǎn)單地遵循孟德?tīng)栠z傳定律，這種基因與環(huán)境之間高度復(fù)雜的交互作用決定某種性狀出現(xiàn)的傾向性和易感性，并非因果關(guān)系。生命運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程都有非常多的發(fā)展方向，生物體內(nèi)中某個(gè)微小的變化就可能改變這個(gè)系統(tǒng)的演化方向，正是因?yàn)樯到y(tǒng)具有混沌和非線性的特點(diǎn)，生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)的規(guī)律往往并不遵循因果決定原則，大都表現(xiàn)為統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的規(guī)律，這種概率性源于生物的個(gè)體差異和隨機(jī)性，與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有著明顯的不同。

教師在教學(xué)過(guò)程中滲透自組織與非因果決定性思想，可以幫助學(xué)生從整體觀來(lái)認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的不確定性，用多元、理性和寬容的觀點(diǎn)來(lái)看待生命科學(xué)的發(fā)展。

2.3 信息流思想

生命系統(tǒng)是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體，掌握生命活動(dòng)的規(guī)律，不僅要研究生命活動(dòng)中的物質(zhì)和能量的變化，還要研究系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳遞作用。生命活動(dòng)中的許多過(guò)程，如生長(zhǎng)發(fā)育繁衍過(guò)程、免疫反應(yīng)以及生態(tài)平衡等，雖然外部表現(xiàn)為物質(zhì)或能量的變化，但本質(zhì)都是信息的傳遞和交流的過(guò)程。

生命活動(dòng)的信息流主要包括遺傳信息流、生命活動(dòng)信息流與生態(tài)系統(tǒng)信息流。遺傳信息流即“中心法則”，指遺傳信息的傳遞與表達(dá)的過(guò)程，該過(guò)程指導(dǎo)著細(xì)胞中物質(zhì)和能量的一系列變化從而控制生物的性狀；生命活動(dòng)的信息流即生物體的應(yīng)激調(diào)節(jié)，通過(guò)特定細(xì)胞釋放的激素、乙酰膽堿等化學(xué)信號(hào)分子經(jīng)體液運(yùn)輸?shù)竭_(dá)靶細(xì)胞，啟動(dòng)靶細(xì)胞一系列生化反應(yīng)，以適應(yīng)不斷變化的外部環(huán)境；生態(tài)系統(tǒng)信息流指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的信息交流，即生物之間通過(guò)物理、化學(xué)和行為信息等調(diào)節(jié)生物的種內(nèi)與種間關(guān)系，從而維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。教師在教學(xué)中幫助學(xué)生從信息論的視角認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象，有利于使學(xué)生認(rèn)識(shí)不同層次生命系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，使他們形成一個(gè)較全面的動(dòng)態(tài)平衡思想，從而更好地理解生產(chǎn)生活實(shí)踐中相關(guān)原理的運(yùn)用。

2.4 生物演化思想

生物進(jìn)化是指生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展演變的過(guò)程。高中生物教材中不僅有專門(mén)的章節(jié)表述（人教社必修2的第七章“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡(jiǎn)介”），而且整個(gè)教材不管是內(nèi)容編排還是知識(shí)結(jié)構(gòu)上，都折射出進(jìn)化的思想。

現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為，變異、選擇和適應(yīng)貫穿在任何一個(gè)物種的演化過(guò)程中，這是生物與環(huán)境相互作用的結(jié)果。例如在有性生殖的過(guò)程中，由于配子形成過(guò)程中染色體組成的多樣性與精卵結(jié)合的隨機(jī)性，同一雙親的后代呈現(xiàn)幾乎無(wú)限的多樣性，另外由于性別、年齡、免疫系統(tǒng)以及在開(kāi)放系統(tǒng)中所收集到的信息不同，有性生殖的種群中不存在兩個(gè)完全相同的個(gè)體。再比如高等生物每105～108個(gè)生殖細(xì)胞才有一個(gè)發(fā)生基因突變，但在擁有大量個(gè)體的群體中就足以提供豐富的變異來(lái)源，多樣性為生物進(jìn)化提供大量的選擇材料，生物圈就在這樣的物種演變中維持著自身結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定性。

教師在教學(xué)過(guò)程中融入進(jìn)化的觀點(diǎn)，可幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物進(jìn)化是物種演變而非物種進(jìn)步，因此人類(lèi)只不過(guò)是自然界眾多物種的一個(gè)分支，人類(lèi)的行為作為自組織系統(tǒng)的一個(gè)部分也將影響自然界中物種的演變，從而最終改變?nèi)祟?lèi)自己。

3 生物學(xué)科方法示例

認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象，探究生命活動(dòng)本質(zhì)的過(guò)程離不開(kāi)科學(xué)的方法。從方法論的角度看，生命科學(xué)研究的方法包括一般科學(xué)方法和具體科學(xué)方法。一般科學(xué)方法包括觀察、調(diào)查、分類(lèi)、實(shí)驗(yàn)、分析等。具體科學(xué)方法指控制變量法、假說(shuō)演繹法、模型構(gòu)建法等。生命科學(xué)的研究往往是通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)來(lái)支持某個(gè)生物學(xué)的觀點(diǎn)，圖1以實(shí)驗(yàn)探究為例說(shuō)明生命科學(xué)研究的特殊方法。

實(shí)驗(yàn)探究是針對(duì)研究目的，在人為控制條件的基礎(chǔ)上，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行干預(yù)或處理后，觀測(cè)所產(chǎn)生效應(yīng)的研究方法。該過(guò)程包括提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等（圖1）。

案例：探究鉛中毒對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響。

步驟一：提出問(wèn)題，做出假設(shè)。

汽車(chē)尾氣及工廠排放出的廢氣使空氣中聚集大量的鉛塵，鉛塵懸浮物離地面大約0.8 m，因此鉛會(huì)輕易地通過(guò)呼吸道和消化道進(jìn)入兒童體內(nèi)；另外兒童喜食的膨化食品、經(jīng)常用的蠟筆、鉛筆和一些色彩特別鮮艷的圖書(shū)、餐具以及用油漆刷過(guò)的積木等玩具，都含有鉛的成分，經(jīng)常接觸鉛的孩子行為活動(dòng)能力減慢。由該背景作出假設(shè)：鉛中毒可能影響動(dòng)物的神經(jīng)活動(dòng)。

步驟二：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施。

選擇大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分為四組，設(shè)置三個(gè)醋酸鉛溶液飲用水平：0.05、1、2 g?L-1，對(duì)照組飲用蒸餾水。連續(xù)飼喂60 d后，進(jìn)行水迷宮實(shí)驗(yàn)，在池水中加入少量墨水使大鼠無(wú)法看到水下隱蔽平臺(tái)。讓大鼠從四個(gè)方向入水點(diǎn)入水，訓(xùn)練其尋找水面下隱蔽平臺(tái)。重復(fù)訓(xùn)練4 d后撤去平臺(tái)。

本實(shí)驗(yàn)醋酸鉛染毒組為實(shí)驗(yàn)組，飲水組為對(duì)照組，測(cè)定從入水點(diǎn)到原平臺(tái)水域的時(shí)間用以反映大鼠學(xué)習(xí)記憶的能力。如果條件許可，還可測(cè)定腦組織勻漿鉛含量及乙酰膽堿酯酶（AchE）活性。

步驟三：記錄與整理數(shù)據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)可能受到的影響因素很多，大鼠的個(gè)體差異、水浴溫度、入水方向、人為操作與觀察角度的變化等因素均可能干擾大鼠尋找平臺(tái)。為減少誤差，由同一人采用固定的操作模式，大鼠訓(xùn)練時(shí)不要有人在場(chǎng)，在另一處用視頻探頭跟蹤觀察。應(yīng)盡可能采集足夠的樣本數(shù)量，及時(shí)記錄并整理。

步驟四：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否支持假設(shè)。

飲用水中醋酸鉛濃度越高，大鼠到達(dá)原平臺(tái)水域的時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明鉛中毒可能影響大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，支持假設(shè)。

該活動(dòng)涉及到生命周期、環(huán)境控制、變化緩慢等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散度比較大，得出結(jié)論并非易事，。在討論交流的過(guò)程中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到對(duì)于復(fù)雜的生命系統(tǒng)的研究，不能只進(jìn)行單因子分析，還應(yīng)分析無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，揭示控制條件與觀測(cè)結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系必須有大量的樣本支持，該活動(dòng)的結(jié)果表現(xiàn)為統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的規(guī)律。

該案例為2013年全國(guó)高考福建生物卷第27題的背景，其中所蘊(yùn)含的生物學(xué)科思想和方法非常豐富，校本選修活動(dòng)借鑒該背景開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力和勇于探索的科學(xué)精神。

總而言之，學(xué)科思想方法的教育理念對(duì)教師的專業(yè)素養(yǎng)與引導(dǎo)水平提出了更高的要求，教師有意識(shí)地通過(guò)生物學(xué)科知識(shí)引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生在“方法”或“哲學(xué)”層面上認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律，是生物課程教育價(jià)值的重要體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李松林，楊靜.基于學(xué)科思想方法的整合性教學(xué)研究[J].課程與教學(xué)，2011，1：43-46.

篇10

當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,國(guó)家的發(fā)展和強(qiáng)大越來(lái)越取決于勞動(dòng)者的素質(zhì),而創(chuàng)造性強(qiáng)、行動(dòng)能力突出將是對(duì)高端人才的重要要求。為適應(yīng)時(shí)展的需要,《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的基本理念別倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過(guò)程、勤于動(dòng)手和動(dòng)腦,逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和處理問(wèn)題的能力,以及交流與合作的能力等,重在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。

鑒于此,筆者對(duì)這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)思路如下:在突出生物學(xué)基本事實(shí)、核心概念的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生切身體會(huì)如何獲得信息并進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換,在實(shí)踐中進(jìn)行科學(xué)探究,并養(yǎng)成科學(xué)精神。

一、自主繪制真實(shí)數(shù)據(jù)曲線,學(xué)會(huì)獲得信息,解讀信息,進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換

在以往教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生是在教師指導(dǎo)下通過(guò)分析教材中的圖示“生長(zhǎng)素濃度與所起作用的關(guān)系”,了解生長(zhǎng)素的生理作用和特性。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單、知識(shí)獲取直接,但不能培養(yǎng)學(xué)生自主獲取信息并思考的能力。因此,筆者嘗試指導(dǎo)學(xué)生首先自主分析課前準(zhǔn)備的一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),再繪制相應(yīng)的曲線,從一開(kāi)始就讓他們參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。

課前筆者準(zhǔn)備了兩份數(shù)據(jù)表,第一份表是“不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)燕麥胚根的生長(zhǎng)情況的影響”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表1)。先請(qǐng)學(xué)生代表上臺(tái)在黑板上繪制橫坐標(biāo)是生長(zhǎng)素溶液的濃度,縱坐標(biāo)是胚根的平均長(zhǎng)度的曲線,并請(qǐng)其他學(xué)生在座位上畫(huà)。有了具體的數(shù)據(jù),講臺(tái)上和座位上的學(xué)生都畫(huà)得非常認(rèn)真。圖像繪制完成后,教師又引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)黑板上的幾幅曲線。在評(píng)選出“優(yōu)秀作品”后,學(xué)生分析“作品內(nèi)涵”,即曲線反映了不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)燕麥胚根的影響,在一定濃度范圍內(nèi),生長(zhǎng)素溶液的濃度與胚根的平均長(zhǎng)度呈現(xiàn)正相關(guān),超過(guò)一定濃度后,生長(zhǎng)素溶液的濃度與胚根的平均長(zhǎng)度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

之后,學(xué)生們根據(jù)第二份數(shù)據(jù)表“不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)燕麥胚芽的生長(zhǎng)情況的影響”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表2)在之前繪制的曲線基礎(chǔ)上繪出不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)胚芽的影響(圖1)。繪制完成后,學(xué)生可以從曲線直觀分析得出結(jié)論:不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)胚根和胚芽的影響呈現(xiàn)類(lèi)似的變化趨勢(shì),但不完全相同。這樣,具體的數(shù)據(jù)信息就先轉(zhuǎn)化成了形象的圖像信息,再轉(zhuǎn)化為結(jié)論。

接著,筆者提供教材上的圖示“不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)根、芽和莖的相對(duì)影響”(圖2),學(xué)生將其與自己繪制的曲線進(jìn)行比較,進(jìn)一步分析圖像中包含的信息。通過(guò)這種形式,學(xué)生更能體會(huì)到理論來(lái)源于現(xiàn)實(shí)的道理,并提高學(xué)習(xí)的興趣。

從獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到自主繪制圖表,再通過(guò)分析討論得出結(jié)論,在此教學(xué)過(guò)程中,由于教師充分引導(dǎo)每個(gè)學(xué)生參與到活動(dòng)中來(lái),不但學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高了,而且他們獲取信息、解讀信息、進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換的能力得到了鍛煉。在不知不覺(jué)中學(xué)生感受到了科學(xué)家獲取信息、科學(xué)分析、得出結(jié)論的科學(xué)探索過(guò)程。

二、觀察身邊生物學(xué)現(xiàn)象,發(fā)展科學(xué)探究的能力

在校園里隨處可見(jiàn)呈寶塔狀的松樹(shù)、修剪呈半球狀的大葉黃楊,這些樹(shù)形的塑造都利用了生長(zhǎng)素的生理作用。在學(xué)生了解生長(zhǎng)素生理作用兩重性的概念基礎(chǔ)上,筆者以這些身邊客觀存在的實(shí)例入手,引導(dǎo)學(xué)生探究生長(zhǎng)素生理作用與生產(chǎn)生活實(shí)踐密切相關(guān)的具體問(wèn)題。

首先,筆者出示課前拍攝的校園里隨處可見(jiàn)的松樹(shù)及大葉黃楊的照片,引導(dǎo)學(xué)生觀察,松樹(shù)一般呈寶塔狀而大葉黃楊呈半球狀,學(xué)生說(shuō)出松樹(shù)的樹(shù)形沒(méi)有經(jīng)過(guò)修剪而大葉黃楊是經(jīng)過(guò)修剪的。接著,學(xué)生取出課前實(shí)地摘取的大葉黃楊的枝條,進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn):有的大葉黃楊枝條上的頂芽保留,側(cè)枝基本沒(méi)有發(fā)育;而有的枝條,剪去頂芽,側(cè)芽發(fā)育成側(cè)枝(圖3)。

“為什么會(huì)有這樣的區(qū)別?”帶著問(wèn)題,學(xué)生們繼續(xù)探究。通過(guò)閱讀教材內(nèi)容,學(xué)生們知道了頂端優(yōu)勢(shì),即頂芽?jī)?yōu)先生長(zhǎng)而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象,如果摘除頂芽,側(cè)芽部位的生長(zhǎng)素濃度降低,側(cè)芽所受的抑制作用就會(huì)減弱,逐漸發(fā)育為枝條。

通過(guò)科學(xué)的探究,學(xué)生們很快就體會(huì)到頂端優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)了生長(zhǎng)素的生理作用的兩重性:既能促進(jìn)生長(zhǎng),也能抑制生長(zhǎng),也理解了沒(méi)有經(jīng)過(guò)修剪的松樹(shù)呈寶塔狀而經(jīng)過(guò)修剪的大葉黃楊呈現(xiàn)球狀。這時(shí),筆者啟發(fā)學(xué)生說(shuō)出頂端優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用實(shí)例,他們發(fā)散思維暢所欲言,說(shuō)了很多例子:如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,對(duì)果樹(shù)進(jìn)行修剪,對(duì)棉花、番茄等農(nóng)作物進(jìn)行摘心都是通過(guò)解除頂端優(yōu)勢(shì)達(dá)到增產(chǎn)的目的;而在林業(yè)生產(chǎn)中,通過(guò)維持頂端優(yōu)勢(shì)可以獲得大量的材用樹(shù)木。

身邊的生物學(xué)現(xiàn)象隨處可見(jiàn),而仔細(xì)的觀察、提出問(wèn)題、帶著問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)性的探究,能幫助學(xué)生理解生物科學(xué)原理,有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和遷移應(yīng)用。

三、通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn),進(jìn)而開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng),初步養(yǎng)成科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神

通過(guò)前面的學(xué)習(xí),學(xué)生知道不同濃度的生長(zhǎng)素溶液對(duì)根的影響不同,而探究促進(jìn)插條生根的最適濃度在生產(chǎn)實(shí)踐中十分重要。教材中設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)就是以此為中心展開(kāi)的,這也是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

為了能夠提高課堂效率,體現(xiàn)探究活動(dòng)的效果和意義,養(yǎng)成科學(xué)方法、態(tài)度和精神,筆者將這節(jié)課的探究活動(dòng)分為兩個(gè)環(huán)節(jié):預(yù)實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)。

(1)預(yù)實(shí)驗(yàn)。提前兩周組織了兩組(每組4人)有興趣的同學(xué)開(kāi)展了探究活動(dòng)的預(yù)實(shí)驗(yàn)。具體如下:

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探索萘乙酸促進(jìn)迎春花 插條生根的適宜濃度。

提出問(wèn)題:萘乙酸促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度是多少?

材料器具:一年生生長(zhǎng)旺盛的生理狀況基本一致的迎春花枝條28根,枝剪,蒸餾水,0.1mol/L的NaOH溶液,燒杯,量筒,玻璃棒,萘乙酸等。

實(shí)驗(yàn)步驟:

①配制溶液:配制2、4、6、8、10、12ppm濃度的萘乙酸溶液;

②制作插條:一年生迎春花枝條、長(zhǎng)約10~15cm、帶芽(3個(gè))、去成熟葉,下端剪成光滑斜面,分成7組,每組4支;

③處理插條:浸泡法,使用不同濃度的萘乙酸溶液浸泡枝條(下端),深約1.5cm,處理24h后取出,晾干4h;

④水培觀察:將處理后的六組插條,再加一組對(duì)照組(不經(jīng)處理),下端浸泡在清水中;

⑤觀察記錄:水培9d,每天固定時(shí)間觀察生根數(shù),填寫(xiě)數(shù)據(jù)表(表3)并繪制曲線;

⑥結(jié)果分析:生根數(shù)最多的為適宜濃度;

⑦表達(dá)和交流討論。

進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)為正式實(shí)驗(yàn)摸索了條件,也可以檢驗(yàn)此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可行性,避免設(shè)計(jì)不周,盲目開(kāi)展實(shí)驗(yàn)而造成的浪費(fèi)。通過(guò)開(kāi)展此預(yù)實(shí)驗(yàn),學(xué)生們查閱很多資料,了解到配制萘乙酸溶液可以加入NaOH助溶解,制作插條時(shí)要注意盡量避免差異,此實(shí)驗(yàn)處理插條采取浸泡法,所以處理時(shí)間要長(zhǎng),如果采用蘸沾法,處理插條的時(shí)間要短,通過(guò)水培觀察生根數(shù)效果較好,每天在固定的時(shí)間進(jìn)行觀察等。

(2)正式實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)展正式實(shí)驗(yàn)之前,學(xué)生先匯報(bào)了預(yù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及結(jié)果。結(jié)果表明:4 ppm濃度的萘乙酸為促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行分組正式實(shí)驗(yàn)。學(xué)生們選擇0.2 ppm作為濃度梯度,利用3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0 ppm濃度的萘乙酸浸泡枝條,再按照預(yù)實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行觀察記錄和分析,兩周后的課堂上組織小組內(nèi)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況,并在班級(jí)內(nèi)進(jìn)行交流討論。