導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇生物科學(xué)方法，它們將為您的寫作提供全新的視角，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)知識的認(rèn)識過程中，只有把認(rèn)識過程合理地展現(xiàn)出來，學(xué)生才能領(lǐng)會科學(xué)方法是如何提出的，從什么角度，用什么方法解決問題，從而掌握科學(xué)方法．而在當(dāng)前中學(xué)生物課堂教學(xué)過程中，很多教師只是把生物史作為一種知識，附加在生物知識教學(xué)內(nèi)容上，而忽略了生物史的科學(xué)探究過程，疏于從思想與方法的歷史角度去對學(xué)生進行科學(xué)方法的教育．因此，在應(yīng)用生物學(xué)史開展科學(xué)方法教育的課堂教學(xué)組織過程中，我們應(yīng)從課堂教學(xué)的各個環(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“體驗生物科學(xué)史”的過程中，實現(xiàn)對“科學(xué)方法”的教育．下面結(jié)合植物生長素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程談?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)家對某一問題研究的生物學(xué)現(xiàn)象作為問題情境呈現(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)鼓勵學(xué)生提出問題．在學(xué)習(xí)“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”時，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，再播放達爾文觀察植物向光性的動畫引發(fā)學(xué)生思考，提出問題“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，體會科學(xué)研究的方法———假說、演繹推理法

在生物科學(xué)史中，一般都展示科學(xué)家在研究過程中出現(xiàn)的問題和解決的方法，生物學(xué)史的學(xué)習(xí)過程就等于學(xué)生沿著科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路作了一次思維的探究．針對上面所提的問題，教師引導(dǎo)學(xué)生對達爾文的幾組實驗進行比較分析提出自己關(guān)于向光性原因的假設(shè)或猜想，并請他們用自己的方式進行表達．然后教師再引入科學(xué)史中達爾文的假說，讓學(xué)生結(jié)合當(dāng)時的達爾文所處的歷史背景討論思考為什么達爾文會有這種假設(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，并能體會達爾文得出結(jié)論所采用的具體科學(xué)方法———假說法．假說的結(jié)論是否正確呢?我們?nèi)绾蝸眚炞C?自然地引出詹森和拜爾的實驗，從不同角度驗證達爾文的假說．然后師生一起分析詹森、拜爾的實驗思路、結(jié)論:尖端產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳到下部，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:尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)．該假說是否正確呢?科學(xué)家繼續(xù)探索的步伐前進到了溫特的實驗:讓接觸過尖端的瓊脂塊放在切掉尖端的胚芽鞘上結(jié)果胚芽鞘生長或彎曲生長了，從而驗證了假說的正確性．生長素的發(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，通過該過程的學(xué)習(xí)既讓學(xué)生理解了實驗設(shè)計原則與方法，又在這一過程中，體驗了科學(xué)家的探索精神，在現(xiàn)有手段的基礎(chǔ)上對于事物本質(zhì)不斷探索的精神，使學(xué)生體會科學(xué)家在做出猜想和假設(shè)時所用的具體科學(xué)方法，從而實現(xiàn)滲透具體科學(xué)方法教育的目的．

3．模擬科學(xué)史中的實驗探究過程，學(xué)會科學(xué)研究的方法———實驗法

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，生物學(xué)史中科學(xué)家的實驗都包含著一定科學(xué)方法，在科學(xué)史的教學(xué)中，通過讓學(xué)生模擬生物學(xué)史中典型實驗并對設(shè)計原理、思路、試驗方法和結(jié)論進行分析，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)家的科學(xué)研究方法，滲透科學(xué)方法教育．在生長素的發(fā)現(xiàn)這一生物學(xué)史的教學(xué)中，除了需要學(xué)生學(xué)會達爾文的實驗設(shè)計方法和做出實驗設(shè)計分析外，溫特的實驗也是一個培養(yǎng)學(xué)生進行實驗科學(xué)研究的典例，因此在溫特探究實驗的教學(xué)中，可以結(jié)合前面科學(xué)家的假說(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，然后相互討論分析所設(shè)計實驗的可行性，再和溫特的實驗設(shè)計做比較，分析實驗的原理、對照的意義、實驗設(shè)計的注意點，然后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論．通過這一實驗設(shè)計的訓(xùn)練、操作和詳盡分析不但加深了學(xué)生對這一知識的再認(rèn)識，也使他們較好地掌握了實驗這一科學(xué)研究方法．另外，我們還可以通過讓學(xué)生設(shè)計驗證植物激素極性運輸?shù)膶嶒瀻椭麄儗φ諏嶒炦@一科學(xué)方法進行了較好的鞏固．

篇2

新人教版教材初中《生物學(xué)》突出人與生物圈的知識體系，安排了系列化、多樣化的科學(xué)探究活動，如觀察、思考、實驗、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)生的自主探究和實驗操作技能。而科學(xué)方法教育此時在生物教學(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)更為生動有趣。結(jié)合活動，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、有步驟地傳授和滲透某門學(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學(xué)科的方法，以達到促進知識的有效學(xué)習(xí)、實踐操作能力的提高以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，進而提高所有學(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)活動中，以一定的生物學(xué)理論知識作為載體，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，進而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和生物科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生的個體性發(fā)展。如：調(diào)查法旨在倡導(dǎo)學(xué)生就某個與生物學(xué)有關(guān)的問題進行調(diào)查，培訓(xùn)其實踐能力。調(diào)查的內(nèi)容可以是“校園內(nèi)的植物種類”，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，進而對調(diào)查法加以運用，延伸擴展到對其他選題的調(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)具有很強的實驗性，幾乎所有的生物學(xué)理論知識都是由無數(shù)的實驗得出的，這就決定了每一個生物知識點都具有相對應(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，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的基礎(chǔ)上。（2）從學(xué)生的知識水平出發(fā)，生物學(xué)知識對應(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)生開始形成認(rèn)知觀和世界觀，對于科學(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)生的個體差異、實際的知識水平等方面進行科學(xué)方法的選擇。

二、我國初中生物科學(xué)方法教育的現(xiàn)狀

1.對科學(xué)方法的具體內(nèi)容不夠清晰

目前我國生物教師對于觀察法、科學(xué)實驗法、對比法等一般普通的科學(xué)方法較為了解，但是對于模擬比較法、假說法及想象與創(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。由于教師對科學(xué)方法的內(nèi)容認(rèn)識不到位，很難在實際教學(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)活動中，都是憑其感覺和以往的經(jīng)驗應(yīng)用科學(xué)方法。沒有從教育心理學(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于科學(xué)方法的選擇和使用還處在自發(fā)操作階段，沒有很好地將科學(xué)方法和理論相結(jié)合。

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

雖然說初中生物教師對于科學(xué)方法教育有一定程度的認(rèn)識，也在實際的教學(xué)活動中有所注意，但是沒有相對應(yīng)的理論作為基礎(chǔ)，并且沒有形成系統(tǒng)性的知識，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)方法教育時存在很大的隨意性和盲目性，但實際的教學(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，從學(xué)生的已有知識水平出發(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，進行有目的、有計劃、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)實驗法。為了達到一定的研究目的，應(yīng)用一定的科學(xué)儀器、設(shè)備等，人為地進行操作和改變客觀物質(zhì)和過程，以求進一步認(rèn)識自然生物規(guī)律。如，制作并觀察植物細(xì)胞臨時裝片；（3）資料分析法。給學(xué)生提供圖文資料，讓學(xué)生進行分析，得出結(jié)論。（4）比較法。將研究對象的現(xiàn)象個別部分、個別方面和特征進行比較，確定比較對象異同點的方式。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)方法教育對于學(xué)生的作用

新時期，教育有著不斷的改革和發(fā)展，隨著新課改的不斷推進，極有必要對中學(xué)生進行科學(xué)方法的教育，讓學(xué)生自己動手進行生物相關(guān)的實驗，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，讓學(xué)生達到主動學(xué)習(xí)的目的，促進學(xué)生對新知識的接受能力。如，在探究非生物因素對動物的影響的教學(xué)內(nèi)容，生物教師可引導(dǎo)學(xué)生對生物生存需要的因素做出總結(jié)，再進行假設(shè)、設(shè)計實驗及開展實驗，讓學(xué)生進行自我組織討論。如此不僅可以讓學(xué)生了解實驗其實很普通，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，在實驗的過程中感受學(xué)習(xí)的樂趣。對于學(xué)生而言，在觀察生物表象、認(rèn)識生物形成和構(gòu)建、了解生物規(guī)律及分析解決實際的生物科學(xué)問題的過程當(dāng)中，所有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及相關(guān)生物知識和方法都和科學(xué)方法教育有著密切的聯(lián)系。

3.科學(xué)方法教育對于教師的作用

科學(xué)方法教育對于初中生物教師而言，主要是在教學(xué)設(shè)計中，需要積極地對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解，針對每一個教學(xué)知識點和單元內(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候把科學(xué)方法教育融入初中生物的教學(xué)活動中。如，植物的綠葉在光照作用下制造有機物的教學(xué)，生物教師需要根據(jù)教材內(nèi)容找出可進行試驗的素材，比如天竺葵，其他植物也可進行實驗。但是菠菜葉是不可以進行的，因為其不可積累淀粉，所以不能進行相關(guān)實驗，所以對于初中生物的教學(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)生的實際認(rèn)知水平和思維方式，在教學(xué)中設(shè)計問答、思考、討論等形式的教學(xué)活動。將科學(xué)方法教育融入實際的生物教學(xué)中，可進一步提高學(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)對未來發(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)計出以實驗和討論為形式的教學(xué)，讓學(xué)生主動參與教學(xué)活動中，教師積極引導(dǎo)學(xué)生進行觀察、思考、討論。最后教師對種子萌發(fā)的條件及內(nèi)部變化進行歸納闡述。根據(jù)初中生物教學(xué)內(nèi)容和初中生的思維特點，教師需要把科學(xué)方法教育貫徹到整個教學(xué)活動中，包括教學(xué)設(shè)計、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)開展和教學(xué)評價等環(huán)節(jié)，隨著科學(xué)方法教育的開展，把科學(xué)方法教育和初中生物教學(xué)科學(xué)有機地結(jié)合起來。

綜上所述，在初中生物教學(xué)活動中教師應(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)有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)初中生物滲透科學(xué)方法教育的教學(xué)模式的良好運轉(zhuǎn)，實現(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、有步驟地傳授和滲透某門學(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學(xué)科的方法，以達到促進知識的有效學(xué)習(xí)、實踐操作能力的提高以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，進而提高所有學(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)活動中，以一定的生物學(xué)理論知識作為載體，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，進而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和生物科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生的個體性發(fā)展。如：調(diào)查法旨在倡導(dǎo)學(xué)生就某個與生物學(xué)有關(guān)的問題進行調(diào)查，培訓(xùn)其實踐能力。調(diào)查的內(nèi)容可以是“校園內(nèi)的植物種類”，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，進而對調(diào)查法加以運用，延伸擴展到對其他選題的調(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)具有很強的實驗性，幾乎所有的生物學(xué)理論知識都是由無數(shù)的實驗得出的，這就決定了每一個生物知識點都具有相對應(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，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的基礎(chǔ)上。（2）從學(xué)生的知識水平出發(fā)，生物學(xué)知識對應(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)生開始形成認(rèn)知觀和世界觀，對于科學(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)生的個體差異、實際的知識水平等方面進行科學(xué)方法的選擇。

二、我國初中生物科學(xué)方法教育的現(xiàn)狀

1.對科學(xué)方法的具體內(nèi)容不夠清晰

目前我國生物教師對于觀察法、科學(xué)實驗法、對比法等一般普通的科學(xué)方法較為了解，但是對于模擬比較法、假說法及想象與創(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。由于教師對科學(xué)方法的內(nèi)容認(rèn)識不到位，很難在實際教學(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)活動中，都是憑其感覺和以往的經(jīng)驗應(yīng)用科學(xué)方法。沒有從教育心理學(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于科學(xué)方法的選擇和使用還處在自發(fā)操作階段，沒有很好地將科學(xué)方法和理論相結(jié)合。

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

雖然說初中生物教師對于科學(xué)方法教育有一定程度的認(rèn)識，也在實際的教學(xué)活動中有所注意，但是沒有相對應(yīng)的理論作為基礎(chǔ)，并且沒有形成系統(tǒng)性的知識，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)方法教育時存在很大的隨意性和盲目性，但實際的教學(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，從學(xué)生的已有知識水平出發(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，進行有目的、有計劃、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)實驗法。為了達到一定的研究目的，應(yīng)用一定的科學(xué)儀器、設(shè)備等，人為地進行操作和改變客觀物質(zhì)和過程，以求進一步認(rèn)識自然生物規(guī)律。如，制作并觀察植物細(xì)胞臨時裝片；（3）資料分析法。給學(xué)生提供圖文資料，讓學(xué)生進行分析，得出結(jié)論。（4）比較法。將研究對象的現(xiàn)象個別部分、個別方面和特征進行比較，確定比較對象異同點的方式。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)方法教育對于學(xué)生的作用

新時期，教育有著不斷的改革和發(fā)展，隨著新課改的不斷推進，極有必要對中學(xué)生進行科學(xué)方法的教育，讓學(xué)生自己動手進行生物相關(guān)的實驗，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，讓學(xué)生達到主動學(xué)習(xí)的目的，促進學(xué)生對新知識的接受能力。如，在探究非生物因素對動物的影響的教學(xué)內(nèi)容，生物教師可引導(dǎo)學(xué)生對生物生存需要的因素做出總結(jié)，再進行假設(shè)、設(shè)計實驗及開展實驗，讓學(xué)生進行自我組織討論。如此不僅可以讓學(xué)生了解實驗其實很普通，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，在實驗的過程中感受學(xué)習(xí)的樂趣。對于學(xué)生而言，在觀察生物表象、認(rèn)識生物形成和構(gòu)建、了解生物規(guī)律及分析解決實際的生物科學(xué)問題的過程當(dāng)中，所有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及相關(guān)生物知識和方法都和科學(xué)方法教育有著密切的聯(lián)系。

3.科學(xué)方法教育對于教師的作用

科學(xué)方法教育對于初中生物教師而言，主要是在教學(xué)設(shè)計中，需要積極地對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解，針對每一個教學(xué)知識點和單元內(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候把科學(xué)方法教育融入初中生物的教學(xué)活動中。如，植物的綠葉在光照作用下制造有機物的教學(xué)，生物教師需要根據(jù)教材內(nèi)容找出可進行試驗的素材，比如天竺葵，其他植物也可進行實驗。但是菠菜葉是不可以進行的，因為其不可積累淀粉，所以不能進行相關(guān)實驗，所以對于初中生物的教學(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

它蘊含兩個層次的含義：

一是能充分認(rèn)識學(xué)習(xí)生物知識的意義，并自覺激發(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、學(xué)科能力、學(xué)科思想是學(xué)科體系的三個要素，而學(xué)科思想則是一個學(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。貝塔朗菲強調(diào)，任何系統(tǒng)都是一個有機的整體，它不是各個部分的機械組合或簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的性質(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體都是生態(tài)系統(tǒng)中的一個元素，它不能獨立與這個系統(tǒng)起作用，在生態(tài)系統(tǒng)中它有特殊的結(jié)構(gòu)地位和營養(yǎng)級別，也有它的生態(tài)位。某一種群的變化，都會在整個系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生擾動，直到系統(tǒng)通過自身的調(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、信號處理和分析的科學(xué)理論。

例如，必修2《遺傳與進化》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），人類的基因組以及現(xiàn)代生物進化理論中的共同進化。

三、控制論的思想

控制論是由諾伯特?維納提出的，是研究動物（包括人類）和機器內(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)是指機體依賴調(diào)節(jié)機制，對抗內(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)象處于動態(tài)平衡的相對穩(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)等都是通過反饋來調(diào)節(jié)的。生物個體、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，是人類認(rèn)識世界和改造世界的思想武器，一個人在成長過程中也在逐步建構(gòu)自己的哲學(xué)思想，某個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立統(tǒng)一觀點。有意識地將哲學(xué)思想滲透到教學(xué)中，不僅可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，還能培養(yǎng)文理兼長的人才。

五、生物學(xué)科思想方法示例

實驗探究是針對研究目的，在人為控制條件的基礎(chǔ)上，對研究對象進行干預(yù)或處理后，觀測所產(chǎn)生效應(yīng)的研究方法。該過程包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗方案、實施實驗、分析實驗結(jié)果等（圖1）。

案例：探究鉛中毒對大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響。

步驟一：提出問題，做出假設(shè)。

汽車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，因此鉛會輕易地通過呼吸道和消化道進入兒童體內(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、餐具以及用油漆刷過的積木等玩具，都含有鉛的成分，經(jīng)常接觸鉛的孩子行為活動能力減慢。由該背景作出假設(shè)：鉛中毒可能影響動物的神經(jīng)活動。

步驟二：設(shè)計實驗方案并實施。

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

本實驗醋酸鉛染毒組為實驗組，飲水組為對照組，測定從入水點到原平臺水域的時間用以反映大鼠學(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)。

本實驗可能受到的影響因素很多，大鼠的個體差異、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。為減少誤差，由同一人采用固定的操作模式，大鼠訓(xùn)練時不要有人在場，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，及時記錄并整理。

步驟四：分析實驗結(jié)果是否支持假設(shè)。

飲用水中醋酸鉛濃度越高，大鼠到達原平臺水域的時間越長，說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、諾貝爾獎獲得者費恩曼說過：“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（因為沒有事情是絕對已知的），如何對待疑問和不確定性，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《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中把科學(xué)過程與方法看成一個系統(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。我國的基礎(chǔ)教育課程改革強調(diào)科學(xué)探究，強調(diào)讓學(xué)生親歷科學(xué)，在體驗中學(xué)習(xí)。這種新型學(xué)習(xí)方式的提倡意在改變傳統(tǒng)單純接受式的被動學(xué)習(xí)方式。學(xué)生不是被動地記憶科學(xué)的結(jié)論，而是經(jīng)歷這種結(jié)論得到的過程和懂得獲取的方法。

科學(xué)家認(rèn)為對自然現(xiàn)象的認(rèn)識不能停留在事實的層次上，需要進一步透過現(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。這個過程是通過探究來完成的。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)問題的提出，科學(xué)事實和資料的收集，猜想和假設(shè)的建立，檢驗與評價，表達與交流?？茖W(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)研究內(nèi)在的統(tǒng)一。科學(xué)探究強調(diào)知識獲取中的體驗，強調(diào)過程與方法，既是對我國傳統(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)實驗方法和科學(xué)調(diào)查方法，特別是指科學(xué)實驗方法?？茖W(xué)研究總是從觀察開始，通過觀察發(fā)現(xiàn)問題，然后提出假設(shè)，并對假設(shè)做出基本預(yù)測，最后設(shè)計實驗來驗證假設(shè)。如果實驗結(jié)果與假設(shè)不一致，則說明原來的假設(shè)是錯誤的，要修改假設(shè)，重新實驗；如果實驗結(jié)果與假設(shè)一致，則說明原來的假設(shè)是正確的，可將假設(shè)上升為學(xué)說或理論?？茖W(xué)方法教育應(yīng)包括科學(xué)研究中“過程技能”（觀察——問題——假設(shè)——實驗——結(jié)論）的教育，還應(yīng)包括觀察、調(diào)查、實驗等具體的方法技能。科學(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 觀察實證的方法

觀察實證是指通過對研究對象大量的觀察、實驗和調(diào)查，獲取客觀材料，從個別到一般，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—演繹法

假說—演繹法是指在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，再通過實驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的；如果不符，就說明假說是錯誤的。所以假說—演繹法的根本過程是：發(fā)現(xiàn)問題——提出假說——演繹假說——實驗證明——提出結(jié)論。在孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗中很好地展現(xiàn)了假說—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，為人類揭示了遺傳之謎?！凹僬f—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。對學(xué)生來講是“授之以漁”的重要手段之一；學(xué)完課程以后，他們對別的都可以忘記，但這些方法會存留下來，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)。國家和地方的新高考大綱（說明）也已明確將這一技能素養(yǎng)的掌握水平作為考核對象，2007年全國高考生物江蘇卷中就已出現(xiàn)涉及模型構(gòu)建問題的考核嘗試。因此，在平時的教學(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)會建立的模型主要是思維形式的模型，因此筆者擬針對幾種常見思維模型的構(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、過程、規(guī)律、機理等，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） 明確類型。明確所構(gòu)建的模型屬于哪種類型，知道該種模型的特點及表現(xiàn)形式。（3） 構(gòu)建草圖（框架）。選擇適當(dāng)?shù)膱D形、文字、符號勾勒出草圖，或用適當(dāng)?shù)奈淖址柎罱蚣堋；谀Ｐ偷耐ㄟm性、典型性，所以在構(gòu)建時只需要考慮大多數(shù)情況即可，一般不考慮極少數(shù)情況或特例。（4） 修飾完善。對照原理查驗所構(gòu)建的草圖（框架），確保其科學(xué)性；然后進一步修飾完善模型，力求規(guī)范、簡潔、直觀、有美感；最后構(gòu)建出正式的模型。（5） 補充詮釋。對一些模型要添加必要的文字說明、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題作為一個系統(tǒng)，對系統(tǒng)要素進行綜合分析，找出解決問題的可行方案的方法。它從系統(tǒng)的著眼點或角度去考察和研究整個客觀世界，為人類認(rèn)識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)志著人類的科學(xué)思維由主要以“實物為中心”逐漸過渡到以“系統(tǒng)為中心”，是科學(xué)思維的一個劃時代突破。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，并通過一定標(biāo)準(zhǔn)對這些方案進行比較，幫助決策者在復(fù)雜的問題和環(huán)境中作出科學(xué)抉擇。

3 生物教學(xué)中開展科學(xué)研究方法教育的途徑

生物學(xué)是一門實驗科學(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學(xué)生進行科學(xué)方法教育的素材，將科學(xué)方法教育滲透到教學(xué)過程和學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中。

3.1 通過生物學(xué)實驗開展科學(xué)研究方法教育

高中生物教材中有著眾多的學(xué)生實驗，每做一個實驗都是學(xué)生親身體驗科學(xué)研究方法的過程。在教學(xué)中盡教師要可能地將驗證性實驗變?yōu)樘骄啃詫嶒?，要求學(xué)生通過明確實驗?zāi)康?、自己設(shè)計實驗、討論完善實驗、最后實施實驗步驟等過程，使學(xué)生體驗到科學(xué)研究的方法和過程。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實驗中，根據(jù)實驗內(nèi)容的不同有目的的讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，接受全面而完善的科學(xué)研究過程和方法的認(rèn)識與訓(xùn)練，使學(xué)生認(rèn)識、經(jīng)歷科學(xué)研究的過程，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)問題、分析問題、解決問題能力的有效思維方式和操作方式。教師要注重鼓勵學(xué)生得出自己的結(jié)論、暢述自己的觀點。

3.2 通過生物科學(xué)史開展科學(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)的方法是人類探索真理，發(fā)現(xiàn)新理論和獲取新知識的重要手段，生物教學(xué)也離不開科學(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)實驗（探究）的過程，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)探究的快樂中受到科學(xué)方法的教育。

3.3 通過探究性教學(xué)開展科學(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)過程中模仿科學(xué)家進行科學(xué)探究的思維方式來主動構(gòu)建知識、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、理論等陳述性知識，還包括科學(xué)過程和方法等程序性知識。在教學(xué)策略上，教師通過創(chuàng)設(shè)一定的探究情景，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，做出猜想與假設(shè)，并通過實驗、調(diào)查、查閱文獻等方式搜集與處理信息，對猜想與假設(shè)進行論證，最后通過表達與交流活動對自己的探究過程進行反思與評價。在這一過程中學(xué)生獲得知識與技能，掌握解決問題的方法，獲得情感體驗。一般情況下，探究式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)分為：提出問題——猜想與假設(shè)——方案的設(shè)計與選擇——收集證據(jù)——解釋與結(jié)論——評價與反思——交流與表達等7個方面。

3.4 通過研究性學(xué)習(xí)開展科學(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)生生活和社會生活中選擇和確定研究專題，主要以個人或小組合作方式進行的一種學(xué)習(xí)方法。學(xué)生通過親身實踐獲得直接經(jīng)驗，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，掌握基本科學(xué)方法，提高綜合運用所學(xué)知識、解決實際問題的能力。科學(xué)是一門具有嶄新教學(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題，并通過猜測、計劃、觀察等活動，親歷解決問題（科學(xué)探究）的過程，獲得科學(xué)知識，形成科學(xué)價值觀。研究性學(xué)習(xí)與科學(xué)探究都是通過學(xué)習(xí)者從提出問題到解決問題的探索實踐過程來實現(xiàn)科學(xué)知識的掌握和科學(xué)價值觀的形成，以提高學(xué)習(xí)者解決問題的能力的學(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題和解決問題。它較好地說明了研究性學(xué)習(xí)、科學(xué)探究在教育活動中的重要性，學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程是獲取科學(xué)知識和培養(yǎng)科學(xué)價值觀的主要途徑。

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

篇6

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)識碼 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、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：獲取經(jīng)驗性材料的方法（也叫經(jīng)驗方法），包括觀察法、實驗法、調(diào)查法、模擬實驗法等；從經(jīng)驗性材料（感性材料）的獲取到問題、假說或結(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)中如何進行科學(xué)方法的教育，或者說可通過哪些途徑引導(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，用翔實的資料論述科學(xué)家的創(chuàng)造性勞動，生動地描述科學(xué)家科學(xué)探索的思維過程和方法。它作為學(xué)生實施科學(xué)探究的范例無疑是實施科學(xué)方法教育的一個有效途徑。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)實驗（探究）的過程，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)探究的快樂中受到科學(xué)方法的教育。

下面以蘇教版必修2《遺傳與進化》第四章第一節(jié)“探索遺傳物質(zhì)的過程”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“想象實驗”引導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)。在教學(xué)時要求學(xué)生要親歷實驗設(shè)計（包括實驗步驟、實驗結(jié)果預(yù)測等），強調(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)，它為進一步制定探究計劃、進行實驗、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驗時，教師要結(jié)合實驗情境（實驗中出現(xiàn)的與常規(guī)推理不相吻合的實驗結(jié)果）引導(dǎo)學(xué)生猜想：當(dāng)時格里菲思是如何猜想的呢？請同學(xué)們像科學(xué)家一樣進行思維，如果是你，你可能有哪些猜想？最后運用比較方法，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)家的探究性實驗之間的異同。在不同的實驗設(shè)計中可以通過比較，分析相同、不同的特征。例如，在教學(xué)“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”后引導(dǎo)學(xué)生分析這兩個實驗異同點。這兩個實驗對象、方法及所處的時代背景都不同，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，最基本的方法是實證法。實驗的設(shè)計思路有共同之處(設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開，然后單獨地觀察每種物質(zhì)的)。接著運用歸納法總結(jié)探究生物問題的一般方法：實驗事實理論推斷（提出假說）實驗驗證（實驗思路）修改或否定原假說，提出新理論進一步探究得出結(jié)論（統(tǒng)一認(rèn)識）。通過解讀和體味科學(xué)史中的科學(xué)方法，教師引導(dǎo)學(xué)生站在科學(xué)家的位置進行思維探究，培養(yǎng)學(xué)生獲取科學(xué)知識及提高實驗技能（如觀察、調(diào)查、搜集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、實驗和實驗中怎樣設(shè)置對照實驗、如何恰當(dāng)選擇實驗材料、控制變量等實驗設(shè)計能力）。

應(yīng)注意的是，用科學(xué)史對學(xué)生進行科學(xué)方法訓(xùn)練，要防止將科學(xué)探索的過程固定化，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，孟德爾分離定律的發(fā)現(xiàn)過程以教師的簡述為主，而自由組合定律則應(yīng)以學(xué)生討論為主，特別是孟德爾應(yīng)用正交和反交兩組測交實驗的結(jié)果來檢驗假設(shè)的合理性，對學(xué)生的思維訓(xùn)練具有重要作用。

2 通過知識（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)象和生命過程本質(zhì)屬性的一種思維方式，是生物事實的抽象。借助于這種概括、抽象的思維方式，人們找到了復(fù)雜的自然世界的簡單規(guī)律，建立了假說、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)生生動活潑地、主動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。

① 是建立在豐富的事實基礎(chǔ)上，運用歸納法提煉生成。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”，這是一個基于大量觀察，觀察動物、植物、其他生物的身體結(jié)構(gòu)，運用歸納推理得出的一個結(jié)論。并不是只有施萊登、施旺分別用顯微鏡觀察植物、動物的結(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)時要注意聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，通過舉例演繹生成。如在學(xué)習(xí)“頂端優(yōu)勢”時，可呈現(xiàn)幾個生活現(xiàn)象：園林工人修剪行道樹，對盆栽花卉進行造型等，從分析這些生活現(xiàn)象中獲得對頂端優(yōu)勢的感性認(rèn)識。以此引導(dǎo)學(xué)生進一步列舉自己所熟悉的例子，諸如“果樹整枝修剪”、“茶樹摘心”、“棉花打頂”等例子，通過這些事例幫助學(xué)生理解概念。

③ 概念教學(xué)時要重視實驗。觀察和實驗是研究自然科學(xué)的基本方法，通過實驗，可以提高學(xué)生對概念的認(rèn)識。例如，在學(xué)習(xí)“滲透作用”概念時，教師可先進行滲透裝置的演示實驗：根據(jù)觀察滲透裝置中長頸漏斗內(nèi)液面的上升或下降，指導(dǎo)學(xué)生進行分析和討論，對兩組實驗現(xiàn)象進行比較與分析，引導(dǎo)學(xué)生將問題的焦點集中于半透膜兩側(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半透膜的擴散。并讓學(xué)生設(shè)計坐標(biāo)系，用數(shù)學(xué)模型（坐標(biāo)曲線）表示三種運輸方式過程中物質(zhì)的濃度梯度、氧氣供應(yīng)量與物質(zhì)的運輸速度之間的關(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，要充分運用邏輯思維中的比較和分類、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；通過簡化的圖像對比細(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；通過逆向思維法比較有性生殖、無性生殖概念（一般高等動物都是有性生殖，引導(dǎo)學(xué)生思考有沒有無性生殖呢，以逆向思考法操作：例舉克隆羊多利的事實引證），可以把解決問題的最好方法固定在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⒄J(rèn)知對象的觀察自覺深入對變化原因的理性探究中，從而形成對概念的實質(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)孟德爾遺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。然后運用“假說――演繹法”訓(xùn)練學(xué)生的思維：在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)果。由此可見，生物學(xué)原理、規(guī)律的建立和發(fā)展一般在直覺思維、形象思維和抽象思維的共同作用下，經(jīng)歷觀察和實驗、歸納和演繹、分析與綜合、類比、想象、假說等方法的探究，通過假說的試探、直覺的洞察、靈感的激發(fā)，不斷形成新的概念。并對觀察結(jié)果進行全面的分析、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，教師要創(chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問題、討論問題、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 通過實驗“體驗”科學(xué)方法，感受科學(xué)探究過程

生物學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，回憶和解讀生物科學(xué)史中的實驗僅是生物教學(xué)中的一小部分，學(xué)生親歷實驗是實驗教學(xué)的主要內(nèi)容。新課標(biāo)中安排了大量的“演示”、“實驗”、“做一做”，它把實驗與其他教學(xué)內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起，使實驗成為高中生物教學(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)，教材重點安排學(xué)生做過氧化氫在不同條件下分解速率的實驗，教師要通過引導(dǎo)學(xué)生做實驗并得出結(jié)論，從而切身體會到酶具有很高的催化效率及其生理意義。通過實驗使學(xué)生充分體會控制變量（理解自變量、因變量、無關(guān)變量以及什么是對照實驗），假說方法以及用圖像法（繪坐標(biāo)圖區(qū)別酶和無機催化劑催化效果比較等）等科學(xué)實驗方法，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)度價值觀。

3 通過解題“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)中一個重要的落腳點無非是解題和運用能力。近年來的生物高考試題更加重視對學(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、動手能力、分析和解決問題的能力和科學(xué)探究的方法等。以實驗題為例，從實驗設(shè)計的角度，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)方法的基本過程，并加深學(xué)生對這些過程的理解，就是十分有效的科學(xué)方法指導(dǎo)。① 生物實驗設(shè)計的過程就是科學(xué)方法理論的應(yīng)用過程，分析并完成典型的高考生物實驗設(shè)計題實際上就是一次科學(xué)方法知識的實踐和檢驗。② 高考試題的設(shè)計都比較嚴(yán)密，尤其是生物實驗的設(shè)計有較強的邏輯性，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)對教師和學(xué)生的引導(dǎo)作用非常巨大。

總之，在解題過程中要重分析、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題，形成一套行之有效的“生物思想方法”。從這個高度去看各種具體解題方法，不過是掌握了“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：在解決實際問題中運用科學(xué)方法；通過開設(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；通過課外制作、小發(fā)明等科技活動進行科學(xué)方法教育等。因篇幅所限，在此不再詳述。

篇7

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，是對學(xué)生進行系統(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，是指人們在認(rèn)識客觀世界的實踐活動，從理論和實踐中解決具體問題采取的方法和手段的總和，是人類認(rèn)識世界的有效手段和工具。在整個教育史中，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)過程匯總，在自然科學(xué)基本理論的指導(dǎo)下，通過一定的教學(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，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)容主要以事實為依據(jù)，生物理論性知識與技能性知識結(jié)合，再添加一些程序性知識，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，能夠提高學(xué)習(xí)的興趣。例如教材中對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，潛移默化地介入了核酸的學(xué)習(xí)?？梢?，在教材中，編寫時注重學(xué)生應(yīng)用科學(xué)方法，獲得知識，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，某些遺傳病可以在理論上可控，使學(xué)生樹立探究和突破科學(xué)前沿技術(shù)的理想，也形成了分析問題和解決問題的能力。

篇8

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)生在實際生活中更好的解決問題。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型。一半來說教材的編寫都是經(jīng)過相關(guān)專業(yè)人員用心編寫出來的優(yōu)秀教材，但在實際的課堂教學(xué)往往無法實現(xiàn)教材目標(biāo)的真正結(jié)果。在實踐教學(xué)的過程中，因為課堂時間太緊張，建?；顒拥哪Ｐ捅容^昂貴，耗時耗力的構(gòu)造模型不適合這個年齡段的學(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，然后通過許多各種各樣的圖表進行曲線分析等等，而這樣做的話學(xué)生往往只能直接得到問題的答案而忽略過程的學(xué)習(xí)模式。

二.高中生物教學(xué)中模型建構(gòu)的所在意義

通過實踐，既可以學(xué)到知識也能得到運用的能力，進而升華到抽象的概念意識和利用，所以教學(xué)方式方法才能逐漸完善。模型的特點是直觀簡單的，很容易學(xué)習(xí)，而且可以簡要描述研究成果，使它容易理解便于傳播擴散。也可以用來計算、推理、擴展觀察與實驗結(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?，使學(xué)生進行調(diào)查。許多生物術(shù)語概念反映了原型是我們無法用肉眼觀察或?qū)嶋H操的，部分條件也不能得以實現(xiàn)，因此教學(xué)模式建設(shè)將幫助更多的學(xué)生體驗概念的形成和基本規(guī)律，因此逐漸學(xué)習(xí)新知識建立成一個完整的系統(tǒng)的知識，使學(xué)習(xí)的整體過程病的更有效率。

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，對全部學(xué)生進行倡導(dǎo)研究性的學(xué)習(xí)，將現(xiàn)實生活與新課程的基本生物理念進行相結(jié)合。注重以學(xué)生為主體，強調(diào)學(xué)生的認(rèn)知過程和反思過程，讓所有學(xué)生都有參與的機會，培養(yǎng)積極獲取新知識的能力，靈活的思維能力與分析問題和解決問題的能力，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，促進學(xué)生的交流與合作。從教學(xué)的實際效果的角度來看，教學(xué)模式建設(shè)是值得我們提倡的一種教學(xué)形式。因此建模研究對于指導(dǎo)新課程的教學(xué)內(nèi)容是具有重要意義價值的。

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)新能力是一個人基于當(dāng)前的知識和經(jīng)驗進行處理的過程，是創(chuàng)造新知識和新技術(shù)的能力。生物學(xué)當(dāng)中有很多的問題，有的問題甚至可能會找不到答案，但這些問題可以使學(xué)生在做模型時加深對知識的理解，并進行探索研究問題，在未來會激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。構(gòu)建模型的施工過程中，學(xué)生也能夠獲得由學(xué)生根據(jù)自己的知識的過程中創(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驗，以此來培養(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的過程中，要有勇餿ヌ粽街前的理論，并通過科學(xué)研究或建模等形式進行論證，教材材料可以用來培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維的能力。眾所周知，學(xué)生建模和模擬實驗基本理論是概念、原則、方法等思想來進行構(gòu)建的，有著集成模型的輔助，必要的知識、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

在建模的過程中，大量的信息收集和處理的過程中收集和組織信息的過程本身是收集和處理信息的能力。感興趣的學(xué)生也可以通過鏈接來收集更多的信息，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，在具體操作的過程中會感到奇怪，這就需要教師在教學(xué)過程中進行指導(dǎo)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的建模思想和方法。

參考文獻

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

篇9

關(guān)鍵詞 學(xué)科思想 學(xué)科方法 教育價值 實驗探究

中圖分類號 Q-49 文獻標(biāo)識碼 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)在社會發(fā)展中顯示出強大的經(jīng)濟力量，其中所蘊含的生物科學(xué)思想、原理和方法，正在對其他學(xué)科和社會變革產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。對學(xué)生進行生物學(xué)科思想教育能在很大程度上影響著學(xué)生未來知識儲存和能力發(fā)揮的狀況，對提升生物課程的教育價值有一定意義。

1 生物學(xué)科思想與學(xué)科方法的教育價值

1.1 生物學(xué)科思想與學(xué)科方法的思辨

生物學(xué)科思想是人們對生命科學(xué)本質(zhì)規(guī)律的理性認(rèn)識；而生物學(xué)科方法是在解決生物學(xué)科問題過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)方法是實施有關(guān)生物學(xué)思想的技術(shù)手段。運用學(xué)科方法解決問題的過程，是感性認(rèn)識不斷積累的過程，當(dāng)這種積累達到一定程度就會產(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)知識的精華，又反過來對學(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)科方法的教育價值

長期以來，生物學(xué)教育過分注重知識的傳授，對生物學(xué)概念和定律的發(fā)生發(fā)展過程揭示不夠，更忽視了讓學(xué)生通過體驗去思考知識背后的思想和方法，因此學(xué)生所學(xué)的知識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)科思想相對于零散的知識點而言，更易內(nèi)化為人的主觀認(rèn)識，因此在生物教學(xué)中，以大量的知識為載體，讓學(xué)生在認(rèn)同和理解學(xué)科思想和方法的基礎(chǔ)上，通過實踐形成自身的情感、態(tài)度和價值觀，這將直接影響他們對生命本質(zhì)認(rèn)識的敏銳性和準(zhǔn)確性，對學(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)科思想指那些對學(xué)科學(xué)習(xí)最具影響力的觀念、思想和見解，它們內(nèi)隱并不外顯，積淀在生物學(xué)知識的形成過程中。從這個意義上說，教師在講解生物學(xué)知識時，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，其核心就是對立統(tǒng)一的思想，在生命活動的過程中，普遍存在許多矛盾的運動，例如同化作用與異化作用、遺傳與變異、生物適應(yīng)性的普遍性和相對性等。這些都表現(xiàn)出對立統(tǒng)一的關(guān)系。同化與異化作用的對立統(tǒng)一是生命活動的基礎(chǔ)，而生命繁衍過程中的遺傳和變異，在維持物種穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上發(fā)展生物的多樣性，是推動生物進化的內(nèi)在動力。

生命運動的基礎(chǔ)是生物體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)變化，生命科學(xué)研究中越來越多地運用物理和化學(xué)手段來揭示生命運動的規(guī)律恰恰基于世界的物質(zhì)觀，因為細(xì)胞和組織都是物質(zhì)的、運動的。

從病毒、細(xì)菌、植物、動物直至人類，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)，并且無論生物的進化位置如何，幾乎都在遺傳表達中使用同一套遺傳密碼。教師在教學(xué)中適時向?qū)W生展示在分子進化上所體現(xiàn)的“大一統(tǒng)”的格局，有利于促進學(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)果的機械決定論模式并不適應(yīng)生命世界?！?/p>

生命系統(tǒng)最基本的特性是開放性和自組織，即通過與外界環(huán)境交換物質(zhì)和能量，通過自身的演化而形成的一個穩(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，而是一種動態(tài)的平衡，是一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。因此復(fù)雜的生命系統(tǒng)在與環(huán)境共同作用的過程中，既有規(guī)律可循，同時也存在很多不可預(yù)測的“變數(shù)”。例如傳統(tǒng)遺傳學(xué)認(rèn)為一種性狀由一對基因決定，二者之間有決定性的因果關(guān)系，但是，這種簡單的模式不利于了解生物大多數(shù)復(fù)雜的性狀，許多性狀由多對基因控制，它們控制著生物體內(nèi)成千上萬的化學(xué)反應(yīng)，同時反應(yīng)的產(chǎn)物又會反作用于基因的表達，這些基因的傳遞并不簡單地遵循孟德爾遺傳定律，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。生命運動的每一個過程都有非常多的發(fā)展方向，生物體內(nèi)中某個微小的變化就可能改變這個系統(tǒng)的演化方向，正是因為生命系統(tǒng)具有混沌和非線性的特點，生命現(xiàn)象和生命活動的規(guī)律往往并不遵循因果決定原則，大都表現(xiàn)為統(tǒng)計學(xué)意義上的規(guī)律，這種概率性源于生物的個體差異和隨機性，與機械運動有著明顯的不同。

教師在教學(xué)過程中滲透自組織與非因果決定性思想，可以幫助學(xué)生從整體觀來認(rèn)識生命運動的不確定性，用多元、理性和寬容的觀點來看待生命科學(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，掌握生命活動的規(guī)律，不僅要研究生命活動中的物質(zhì)和能量的變化，還要研究系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳遞作用。生命活動中的許多過程，如生長發(fā)育繁衍過程、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程。

生命活動的信息流主要包括遺傳信息流、生命活動信息流與生態(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的過程，該過程指導(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；生命活動的信息流即生物體的應(yīng)激調(diào)節(jié)，通過特定細(xì)胞釋放的激素、乙酰膽堿等化學(xué)信號分子經(jīng)體液運輸?shù)竭_靶細(xì)胞，啟動靶細(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)識生命現(xiàn)象，有利于使學(xué)生認(rèn)識不同層次生命系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機制，使他們形成一個較全面的動態(tài)平衡思想，從而更好地理解生產(chǎn)生活實踐中相關(guān)原理的運用。

2.4 生物演化思想

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

現(xiàn)代達爾文主義認(rèn)為，變異、選擇和適應(yīng)貫穿在任何一個物種的演化過程中，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程中，由于配子形成過程中染色體組成的多樣性與精卵結(jié)合的隨機性，同一雙親的后代呈現(xiàn)幾乎無限的多樣性，另外由于性別、年齡、免疫系統(tǒng)以及在開放系統(tǒng)中所收集到的信息不同，有性生殖的種群中不存在兩個完全相同的個體。再比如高等生物每105～108個生殖細(xì)胞才有一個發(fā)生基因突變，但在擁有大量個體的群體中就足以提供豐富的變異來源，多樣性為生物進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)過程中融入進化的觀點，可幫助學(xué)生認(rèn)識到生物進化是物種演變而非物種進步，因此人類只不過是自然界眾多物種的一個分支，人類的行為作為自組織系統(tǒng)的一個部分也將影響自然界中物種的演變，從而最終改變?nèi)祟愖约骸?/p>

3 生物學(xué)科方法示例

認(rèn)識生命現(xiàn)象，探究生命活動本質(zhì)的過程離不開科學(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、實驗、分析等。具體科學(xué)方法指控制變量法、假說演繹法、模型構(gòu)建法等。生命科學(xué)的研究往往是通過大量的實驗證據(jù)來支持某個生物學(xué)的觀點，圖1以實驗探究為例說明生命科學(xué)研究的特殊方法。

實驗探究是針對研究目的，在人為控制條件的基礎(chǔ)上，對研究對象進行干預(yù)或處理后，觀測所產(chǎn)生效應(yīng)的研究方法。該過程包括提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗方案、實施實驗、分析實驗結(jié)果等（圖1）。

案例：探究鉛中毒對大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響。

步驟一：提出問題，做出假設(shè)。

汽車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，因此鉛會輕易地通過呼吸道和消化道進入兒童體內(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、餐具以及用油漆刷過的積木等玩具，都含有鉛的成分，經(jīng)常接觸鉛的孩子行為活動能力減慢。由該背景作出假設(shè)：鉛中毒可能影響動物的神經(jīng)活動。

步驟二：設(shè)計實驗方案并實施。

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

本實驗醋酸鉛染毒組為實驗組，飲水組為對照組，測定從入水點到原平臺水域的時間用以反映大鼠學(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)。

本實驗可能受到的影響因素很多，大鼠的個體差異、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。為減少誤差，由同一人采用固定的操作模式，大鼠訓(xùn)練時不要有人在場，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，及時記錄并整理。

步驟四：分析實驗結(jié)果是否支持假設(shè)。

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

該活動涉及到生命周期、環(huán)境控制、變化緩慢等問題，實驗數(shù)據(jù)的離散度比較大，得出結(jié)論并非易事，。在討論交流的過程中，學(xué)生認(rèn)識到對于復(fù)雜的生命系統(tǒng)的研究，不能只進行單因子分析，還應(yīng)分析無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，揭示控制條件與觀測結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系必須有大量的樣本支持，該活動的結(jié)果表現(xiàn)為統(tǒng)計學(xué)意義上的規(guī)律。

該案例為2013年全國高考福建生物卷第27題的背景，其中所蘊含的生物學(xué)科思想和方法非常豐富，校本選修活動借鑒該背景開展實驗探究，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，教師有意識地通過生物學(xué)科知識引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生在“方法”或“哲學(xué)”層面上認(rèn)識生命運動的一般規(guī)律，是生物課程教育價值的重要體現(xiàn)。

參考文獻：

[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,國際競爭日趨激烈,國家的發(fā)展和強大越來越取決于勞動者的素質(zhì),而創(chuàng)造性強、行動能力突出將是對高端人才的重要要求。為適應(yīng)時展的需要,《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》的基本理念別倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),力圖促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革,引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究過程、勤于動手和動腦,逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和處理問題的能力,以及交流與合作的能力等,重在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。

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

一、自主繪制真實數(shù)據(jù)曲線,學(xué)會獲得信息,解讀信息,進行信息轉(zhuǎn)換

在以往教學(xué)實踐中,學(xué)生是在教師指導(dǎo)下通過分析教材中的圖示“生長素濃度與所起作用的關(guān)系”,了解生長素的生理作用和特性。這種形式的優(yōu)點是教學(xué)過程簡單、知識獲取直接,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)備的一系列實驗數(shù)據(jù),再繪制相應(yīng)的曲線,從一開始就讓他們參與到教學(xué)活動中來。

課前筆者準(zhǔn)備了兩份數(shù)據(jù)表,第一份表是“不同濃度的生長素溶液對燕麥胚根的生長情況的影響”的實驗數(shù)據(jù)(表1)。先請學(xué)生代表上臺在黑板上繪制橫坐標(biāo)是生長素溶液的濃度,縱坐標(biāo)是胚根的平均長度的曲線,并請其他學(xué)生在座位上畫。有了具體的數(shù)據(jù),講臺上和座位上的學(xué)生都畫得非常認(rèn)真。圖像繪制完成后,教師又引導(dǎo)學(xué)生評價黑板上的幾幅曲線。在評選出“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素溶液對燕麥胚根的影響,在一定濃度范圍內(nèi),生長素溶液的濃度與胚根的平均長度呈現(xiàn)正相關(guān),超過一定濃度后,生長素溶液的濃度與胚根的平均長度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

之后,學(xué)生們根據(jù)第二份數(shù)據(jù)表“不同濃度的生長素溶液對燕麥胚芽的生長情況的影響”的實驗數(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素溶液對胚芽的影響(圖1)。繪制完成后,學(xué)生可以從曲線直觀分析得出結(jié)論:不同濃度的生長素溶液對胚根和胚芽的影響呈現(xiàn)類似的變化趨勢,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“不同濃度的生長素溶液對根、芽和莖的相對影響”(圖2),學(xué)生將其與自己繪制的曲線進行比較,進一步分析圖像中包含的信息。通過這種形式,學(xué)生更能體會到理論來源于現(xiàn)實的道理,并提高學(xué)習(xí)的興趣。

從獲得實驗數(shù)據(jù)到自主繪制圖表,再通過分析討論得出結(jié)論,在此教學(xué)過程中,由于教師充分引導(dǎo)每個學(xué)生參與到活動中來,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、進行信息轉(zhuǎn)換的能力得到了鍛煉。在不知不覺中學(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

在校園里隨處可見呈寶塔狀的松樹、修剪呈半球狀的大葉黃楊,這些樹形的塑造都利用了生長素的生理作用。在學(xué)生了解生長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例入手,引導(dǎo)學(xué)生探究生長素生理作用與生產(chǎn)生活實踐密切相關(guān)的具體問題。

首先,筆者出示課前拍攝的校園里隨處可見的松樹及大葉黃楊的照片,引導(dǎo)學(xué)生觀察,松樹一般呈寶塔狀而大葉黃楊呈半球狀,學(xué)生說出松樹的樹形沒有經(jīng)過修剪而大葉黃楊是經(jīng)過修剪的。接著,學(xué)生取出課前實地摘取的大葉黃楊的枝條,進行分析,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)。

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

通過科學(xué)的探究,學(xué)生們很快就體會到頂端優(yōu)勢體現(xiàn)了生長素的生理作用的兩重性:既能促進生長,也能抑制生長,也理解了沒有經(jīng)過修剪的松樹呈寶塔狀而經(jīng)過修剪的大葉黃楊呈現(xiàn)球狀。這時,筆者啟發(fā)學(xué)生說出頂端優(yōu)勢的應(yīng)用實例,他們發(fā)散思維暢所欲言,說了很多例子:如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,對果樹進行修剪,對棉花、番茄等農(nóng)作物進行摘心都是通過解除頂端優(yōu)勢達到增產(chǎn)的目的;而在林業(yè)生產(chǎn)中,通過維持頂端優(yōu)勢可以獲得大量的材用樹木。

身邊的生物學(xué)現(xiàn)象隨處可見,而仔細(xì)的觀察、提出問題、帶著問題進行科學(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)生對知識的深入理解和遷移應(yīng)用。

三、通過預(yù)實驗,進而開展科學(xué)探究活動,初步養(yǎng)成科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神

通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生知道不同濃度的生長素溶液對根的影響不同,而探究促進插條生根的最適濃度在生產(chǎn)實踐中十分重要。教材中設(shè)計的探究活動就是以此為中心展開的,這也是本節(jié)課的重點和難點。

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

(1)預(yù)實驗。提前兩周組織了兩組(每組4人)有興趣的同學(xué)開展了探究活動的預(yù)實驗。具體如下:

實驗?zāi)康?探索萘乙酸促進迎春花 插條生根的適宜濃度。

提出問題:萘乙酸促進迎春花插條生根的適宜濃度是多少?

材料器具:一年生生長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。

實驗步驟:

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、長約10~15cm、帶芽(3個)、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,每天固定時間觀察生根數(shù),填寫數(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表達和交流討論。

進行預(yù)實驗為正式實驗摸索了條件,也可以檢驗此實驗設(shè)計的科學(xué)性、可行性,避免設(shè)計不周,盲目開展實驗而造成的浪費。通過開展此預(yù)實驗,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,制作插條時要注意盡量避免差異,此實驗處理插條采取浸泡法,所以處理時間要長,如果采用蘸沾法,處理插條的時間要短,通過水培觀察生根數(shù)效果較好,每天在固定的時間進行觀察等。

(2)正式實驗。在開展正式實驗之前,學(xué)生先匯報了預(yù)實驗的過程及結(jié)果。結(jié)果表明:4 ppm濃度的萘乙酸為促進迎春花插條生根的適宜濃度。在此基礎(chǔ)上,進行分組正式實驗。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)實驗的步驟進行觀察記錄和分析,兩周后的課堂上組織小組內(nèi)匯報實驗情況,并在班級內(nèi)進行交流討論。