摘要 運(yùn)用歸類(lèi)法將高考生物中的“科學(xué)方法”案例進(jìn)行比較，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞 科學(xué)方法 歸類(lèi)復(fù)習(xí) 生物學(xué)教學(xué)

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

“科學(xué)方法”(科學(xué)研究的一般方法)作為一個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行劃分是基于新課標(biāo)高考生物考試大綱中的能力考核要求——“具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說(shuō)演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法”?？茖W(xué)方法是能力的組成部分，方法是能力的核心。

在科學(xué)方法復(fù)習(xí)中，教師要確定好復(fù)習(xí)目標(biāo)，處理好教材，把握好以下的原則：重點(diǎn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化——抓各模塊科學(xué)方法知識(shí)的中心點(diǎn)，將知識(shí)以此中心組織起來(lái)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)化——打破原教材的排序結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地歸類(lèi)基礎(chǔ)知識(shí)；難點(diǎn)知識(shí)問(wèn)題化——以問(wèn)題解決為難點(diǎn)，精編一些含有難點(diǎn)知識(shí)的習(xí)題，讓學(xué)生在解題過(guò)程中消化和理解生物科學(xué)的研究方法，從而突破難點(diǎn)知識(shí)。

由于此專(zhuān)題在高考中占有很大比例，且“科學(xué)方法”貫穿于高考生物大部分知識(shí)點(diǎn)，筆者結(jié)合近幾年高三復(fù)習(xí)課的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)此專(zhuān)題基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行如下歸類(lèi)，目的是便于學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

1 科學(xué)研究方法的基本思路

觀(guān)察、提出問(wèn)題一提出假說(shuō)并作出預(yù)期判斷，得出假定性的結(jié)論一設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)一分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。

2 高考生物中考查的科學(xué)方法

依據(jù)考綱及考試說(shuō)明歸納比較見(jiàn)表1。

2.1 獲取經(jīng)驗(yàn)性材料的方法

2.1.1 實(shí)驗(yàn)法

分析近幾年高考生物試卷中的實(shí)驗(yàn)題，主要考查教材中的觀(guān)察類(lèi)和鑒別類(lèi)實(shí)驗(yàn)(表2、3)。試題突出的特點(diǎn)是重視實(shí)驗(yàn)回歸教材。從內(nèi)容上看，既有對(duì)教材實(shí)際內(nèi)容的直接考查，也有對(duì)教材相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理和方法的拓展考查。通過(guò)創(chuàng)設(shè)新的實(shí)驗(yàn)情境，考查考生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的分析、理解和提取新信息的能力。因而教材中的實(shí)驗(yàn)在復(fù)習(xí)時(shí)盡量讓學(xué)生做一做、想一想，找回感覺(jué)，摒棄“背實(shí)驗(yàn)”的錯(cuò)誤復(fù)習(xí)方法，以引導(dǎo)考生通過(guò)探究獲得新知和接受科學(xué)方法訓(xùn)練。

還可以歸納“常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較”(光學(xué)顯微鏡觀(guān)察，制作臨時(shí)裝片、切片和涂片，研磨、過(guò)濾技術(shù)，解離技術(shù)，恒溫技術(shù)，紙層析技術(shù)，同位素示蹤技術(shù)等)；“常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法比較”(觀(guān)色法，等組實(shí)驗(yàn)法，對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，加法創(chuàng)意，減法創(chuàng)意，雜交實(shí)驗(yàn)法，化學(xué)分析法，分級(jí)離心法，梯度離心法，離體培養(yǎng)法，理論分析法，模擬實(shí)驗(yàn)法等)；“探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較”、“經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)比較”、“以教材知識(shí)為背景的實(shí)驗(yàn)題材歸納比較”、“教材中實(shí)驗(yàn)變量(自變量、因變量)比較”等等。

另外，設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)中常常提供實(shí)驗(yàn)器材、藥品，如能明確它們的用途和使用方法，往往能從中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和方法，甚至具體的實(shí)驗(yàn)步驟。簡(jiǎn)單總結(jié)如下：

常用的化學(xué)試劑：NaHCO₃——提供CO₂；NaOH——用于吸收CO₂或改變?nèi)芤旱膒H；NaCl--配制生理鹽水及其他不同濃度的鹽溶液，可用于測(cè)定動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)液的濃度或用于提取DNA；龍膽紫或醋酸洋紅——堿性染料，用于染色體染色等。

實(shí)驗(yàn)條件的控制方法：增加水中氧氣——泵人空氣或吹氣或放入綠色植物；減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開(kāi)水；除去容器中CO₂——NaOH溶液；除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境；除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱；除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾——給植株遮光；如何得到單色光——棱鏡色散或彩色薄膜濾光；血液抗凝——加入檸檬酸鈉；滅菌方法——微生物培養(yǎng)的關(guān)鍵在于滅菌，對(duì)不同材料，滅菌方法不同：培養(yǎng)基用高壓蒸氣滅菌；接種環(huán)用火焰灼燒滅菌；雙手用肥皂洗凈，擦干后用75％酒精消毒；整個(gè)接種過(guò)程都在實(shí)驗(yàn)室無(wú)菌區(qū)進(jìn)行等。

2.1.2 調(diào)查法

調(diào)查是科學(xué)探究常用方法之一。調(diào)查類(lèi)實(shí)驗(yàn)(實(shí)習(xí))涉及調(diào)查方案的制定，隨機(jī)取樣、確定樣本的大小、設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格、對(duì)調(diào)查結(jié)果的整理和分析、計(jì)算等(具體比較見(jiàn)表4)。

2.1.3 模擬法

有些科學(xué)實(shí)驗(yàn)由于受到一些特殊因素的制約，不能或不許直接對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)。為了獲得對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí)，以揭示其本質(zhì)和規(guī)律，通過(guò)對(duì)替代物的實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取經(jīng)驗(yàn)性材料，這種方法叫做模擬法。復(fù)習(xí)時(shí)重點(diǎn)掌握教材中的案例(表5)，幫助學(xué)生分析模擬的過(guò)程與結(jié)論。

2.2 理性思維方法

2.2.1 類(lèi)比推理法

類(lèi)比推理又稱(chēng)類(lèi)比法，它是根據(jù)兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象有部分屬性相同，從而推出它們的其它屬性也相同的推理。在科學(xué)研究中，類(lèi)比推理是提出假說(shuō)的重要途徑，往往可以導(dǎo)致新發(fā)現(xiàn)、新理論。但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，類(lèi)比推理的結(jié)論具有或然性，可能是正確的，也可能是錯(cuò)誤的，其證實(shí)或證偽還需要通過(guò)觀(guān)察或?qū)嶒?yàn)。在高考復(fù)習(xí)時(shí)要帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)教材中的例子(表6)，以此訓(xùn)練學(xué)生思維，利于學(xué)生解答高考試題中的有關(guān)類(lèi)比推理的試題。

2.2.2 演繹推理法

演繹推理是從一般到個(gè)別，從普遍到特殊的推理方式。從一般(普遍)到特殊(個(gè)別)，根據(jù)一類(lèi)事物都有的一般屬性、關(guān)系、本質(zhì)來(lái)推斷該類(lèi)中的個(gè)別事物所具有的屬性、關(guān)系和本質(zhì)的推理形式和思維方法。通常用三段論式的演繹推理過(guò)程來(lái)理解，如必修1中“1969年，人們?cè)趬嬄溆诎拇罄麃唵⑦d鎮(zhèn)的隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸，這些氨基酸不是來(lái)自地球。由此你可以作出什么推測(cè)?”這可以看成是三段論式的演繹推理。大前提：氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者；小前提：隕石(非地球來(lái)源)中有氨基酸；結(jié)論：隕石中存在生命形式。

高考試題中尤以遺傳題、實(shí)驗(yàn)題考查演繹推理較多，演繹推理法對(duì)于學(xué)生的逆向思維的培養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生能力的提高都有很好的作用。如2006年全國(guó)I卷的第31題第4問(wèn)(試題略)。復(fù)習(xí)時(shí)注意演繹過(guò)程，讓學(xué)生重點(diǎn)體會(huì)教材中的例子。

再如必修3第49頁(yè)生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程強(qiáng)調(diào)了“科學(xué)重視實(shí)證”，也強(qiáng)調(diào)了“邏輯推理過(guò)程”，并用技能訓(xùn)練欄目對(duì)學(xué)生的推理能力作了訓(xùn)練。這里所涉及到的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评恚鄶?shù)指的是演繹推理。第69頁(yè)進(jìn)一步探究“根據(jù)你對(duì)影響酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的因素作出的推測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證?！?/p>

2.2.3 模型法

必修1中的模型概念：人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達(dá)。模型的形式包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。高中生物中涉及模型法的案例較多。

3 復(fù)習(xí)建議

科學(xué)方法的復(fù)習(xí)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。因此，為了達(dá)到較好的復(fù)習(xí)效果，在復(fù)習(xí)每一類(lèi)科學(xué)方法時(shí)，除了掌握系統(tǒng)知識(shí)外，要進(jìn)行配套試題的強(qiáng)化訓(xùn)練。

3.1 訓(xùn)練高考試題

因?yàn)楦呖荚囶}的設(shè)計(jì)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)方法(尤其是邏輯思維習(xí)慣)。教師和學(xué)生都要認(rèn)真研究如何提出問(wèn)題、做出假設(shè)、安排實(shí)驗(yàn)步驟、收集檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等問(wèn)題。

3.2 力所能及自編習(xí)題進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練

充分利用一些新的科技成果和學(xué)生能夠接受的現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)；科學(xué)史料，如重大生物學(xué)問(wèn)題的解決過(guò)程，重大生物學(xué)理論形成發(fā)展的過(guò)程，生物科學(xué)工作者的簡(jiǎn)要生平及其具體科研工作的思路和方法，經(jīng)典實(shí)驗(yàn)研究中的一些資料和數(shù)據(jù)等。通過(guò)編制類(lèi)比題組，進(jìn)行系列題組的訓(xùn)練，可分別用于審題、概念辨析、思維比較等專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)，從而有效地解決學(xué)生在解題過(guò)程中的審題不清、概念混淆、思路混亂等常見(jiàn)問(wèn)題。