科學研究是一項復雜系統(tǒng)的工程,它要求從事各項科學研究的人員必須具有良好的科學研究素質(zhì)。高中階段是這種科研素質(zhì)培養(yǎng)的奠基階段,在高中生物學教學中,利用諸多生物科學研究知識,培養(yǎng)學生良好的科研素質(zhì),相信會對學生今后的發(fā)展大有裨益。
一、注重學生科學研究能力的培養(yǎng)
1. 實驗能力的培養(yǎng)。實驗能力包括根據(jù)實驗目的設計和對照、選擇材料和用具、進行操作和觀察、記錄整理數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果等步驟。高中《生物》教材中設計了十多個實驗,按照實驗要求,引導學生在課堂上完成這些實驗,將對學生實驗能力的培養(yǎng)起到奠基作用。
2. 調(diào)查能力的培養(yǎng)。調(diào)查能力包括根據(jù)調(diào)查目的選擇調(diào)查對象、隨機取樣、整理和分析調(diào)查數(shù)據(jù)等。如通過“當?shù)卦偕Y源的開發(fā)利用”“調(diào)查人群中的遺傳病”“調(diào)查當?shù)厮|(zhì)污染情況”等活動,有效培養(yǎng)學生隨機取樣、整理和分析數(shù)據(jù)的能力,學會調(diào)查的方法。
3. 觀察能力的培養(yǎng)。觀察能力包括明確觀察目的、選擇觀察對象、采用適當觀察手段、進行分析比較歸納等。如胰島素的發(fā)現(xiàn)、青霉素的發(fā)現(xiàn)都是科學家在偶然的實驗中觀察到的。達爾文更是通過對不同地區(qū)的生物樣本進行觀察比較而得出了生物進化論。通過這些事例的分析,可以使學生明白觀察的重要性,特別是教材中的各種實驗,研究性課題以及實習等,使學生增加了許多動手觀察的機會,如能加以引導,學生的觀察能力必將得到提高。
二、注重學生良好科研品質(zhì)的培養(yǎng)
1. 科研奉獻精神的培養(yǎng)。在教學中,教師要有意識地介紹科學家的科學事跡,可促進學生科研奉獻精神的形成。如介紹奧地利遺傳學家孟德爾歷盡8年艱苦努力,提出了兩個遺傳的基本規(guī)律——基因的分離規(guī)律及基因的自由組合規(guī)律,但不為世人注意,直到辭世后十多年,才被科學界認可。
2. 科研合作意識的培養(yǎng)?,F(xiàn)代科學研究成果,基本上都是由不同專業(yè)甚至不同學科的科學家共同努力取得的。如現(xiàn)代諾貝爾獎一般都是由幾個科學家共同分享。
3. 科研韌性的培養(yǎng)。生物學史上,凡是重大規(guī)律的發(fā)現(xiàn)大都經(jīng)過反復的實驗、修改、論證才能確立。如克隆羊“多利”就經(jīng)歷了兩百多次失敗才來到世上,生物遺傳的兩個基本規(guī)律經(jīng)過孟德爾整整八年的不懈努力才得以發(fā)現(xiàn)。
三、注重學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)
1. 列舉一些科學知識上的矛盾、引發(fā)學生的發(fā)散思維。如達爾文的進化論與“寒武紀生命爆炸現(xiàn)象”之間的矛盾。教材的緒論中:生物具有共同的物質(zhì)基礎——蛋白質(zhì)和核酸,而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的類病毒只有核酸,而朊病毒只有蛋白質(zhì),從而引起矛盾。通過諸如此類的事例引申到其他學科的一些例子,向?qū)W生證明,任何一種學說都很難說是至善至美的,需要不斷地進行補充乃至于推翻,才能使科學不斷進步。
2. 通過介紹科學家大膽的想象、豐富的聯(lián)想、創(chuàng)造性地解決科學難題的事例, 如在酶的發(fā)現(xiàn)部分介紹斯巴讓尼研究鷹的消化作用的實驗,引導學生討論光合作用發(fā)現(xiàn)過程中恩吉爾曼的實驗。
3. 充分挖掘教材中綜合性較強的知識信息作為思維訓練的材料,注重變換問題設計的角度和表達方式。
多設計有利于學生展開發(fā)散、逆向、直覺思維的問題,在誘發(fā)、引導學生思考、解答問題時,盡量減少許多限制因素,使學生展開思路,鼓勵學生自己分析、綜合想象以及用非常規(guī)的方式、方法表達意見。