高俊英+祁建欣

生物學(xué)科屬于科學(xué)課程的范疇，提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是生物課程的基本理念，而科學(xué)方法是科學(xué)素養(yǎng)的重要維度，促進(jìn)學(xué)生理解并應(yīng)用科學(xué)方法解決生活和工作中的各種問(wèn)題，是生物課程的重要目標(biāo)。但現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，教師對(duì)科學(xué)方法類的目標(biāo)層級(jí)和內(nèi)容遠(yuǎn)不如對(duì)概念和原理類知識(shí)那么明晰，導(dǎo)致在教學(xué)實(shí)踐中，教師對(duì)科學(xué)方法教育的目標(biāo)和內(nèi)容出現(xiàn)盲目性和隨意性，影響了教學(xué)的有效性。為了進(jìn)一步明確生物教學(xué)中科學(xué)方法教育的目標(biāo)和內(nèi)容，筆者所在課題組采用文獻(xiàn)法和調(diào)查法，分別對(duì)初中和高中兩個(gè)階段生物教學(xué)中的科學(xué)方法的認(rèn)知內(nèi)容和認(rèn)知水平層級(jí)做了研究。

一、對(duì)科學(xué)方法概念和研究范圍的界定

不同研究者對(duì)“科學(xué)方法”的定義和要素界定有所差異，通過(guò)文獻(xiàn)研究，綜合學(xué)者的認(rèn)識(shí)，從中學(xué)生物教學(xué)的角度，我們認(rèn)為：科學(xué)方法主要是對(duì)科學(xué)家在研究過(guò)程中所運(yùn)用的各種思維方法以及操作工具的總稱。科學(xué)研究實(shí)際是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)和提出科學(xué)問(wèn)題，獲取和整理科學(xué)事實(shí)，形成科學(xué)理論，并進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)的過(guò)程，科學(xué)方法也就包括發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題的方法、獲取科學(xué)事實(shí)的方法（如觀察、測(cè)量和實(shí)驗(yàn)方法）、概括科學(xué)事實(shí)的方法（如比較、分類、歸納、抽象、靈感和頓悟等）、形成和發(fā)展科學(xué)理論的方法（如數(shù)學(xué)方法、假說(shuō)方法、跨學(xué)科方法、系統(tǒng)方法）、對(duì)理論進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法等。

本研究基于基礎(chǔ)教育階段的目標(biāo)和學(xué)生的特點(diǎn)，就生物學(xué)科涉及的科學(xué)研究的一般方法（程序）和一些具體科學(xué)方法，如觀察法、實(shí)驗(yàn)方法、模擬方法、歸納與演繹、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)方法等進(jìn)行調(diào)查研究。

二、研究過(guò)程和方法

1.通過(guò)文獻(xiàn)綜述工作，了解研究現(xiàn)狀，開闊研究思路

課題組通過(guò)文獻(xiàn)分析，對(duì)科學(xué)方法教育的已有研究進(jìn)行梳理，從而為本研究選擇視角和研究定位提供依據(jù)，為理解科學(xué)方法的概念、內(nèi)涵，建立科學(xué)方法的教育目標(biāo)和內(nèi)容體系奠定基礎(chǔ)。

在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，課題組梳理了生物課程所涉及的具體科學(xué)方法的種類，并對(duì)每一種科學(xué)方法做出簡(jiǎn)單闡述，有利于研究教師把握每種方法的特征，形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

2.研制工具，開展調(diào)查研究

在梳理中學(xué)生物教學(xué)所涉及科學(xué)方法的基礎(chǔ)上，課題組結(jié)合生物課程的目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，列出中學(xué)水平涉及的具體科學(xué)方法，選擇了其中的13種，包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、模擬法、比較與分類、分析和綜合、歸納法、演繹法、類比推理法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)方法。

參考布魯姆的教育目標(biāo)分類法，課題組初步確立了科學(xué)方法的5個(gè)認(rèn)知水平層級(jí)——知道、理解、應(yīng)用、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造，并對(duì)每個(gè)維度的含義做出了解釋（見表1），用于確立各種科學(xué)方法的認(rèn)知維度的調(diào)查研究。

調(diào)查問(wèn)卷由兩部分組成，第一部分為選擇題，主要涉及兩個(gè)方面：在高中/初中生物教學(xué)中，應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行哪些科學(xué)方法的培養(yǎng)？高中/初中學(xué)生經(jīng)過(guò)兩年的生物課程學(xué)習(xí)，對(duì)科學(xué)方法的掌握應(yīng)達(dá)到什么程度？第二部分為開放題：請(qǐng)列舉幾個(gè)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育的案例。

調(diào)查問(wèn)卷得到了大學(xué)哲學(xué)專業(yè)的教師、海淀區(qū)教研員的指導(dǎo)，使問(wèn)卷結(jié)構(gòu)更加科學(xué)、可信。

3.選擇調(diào)查對(duì)象

為了更加全面、科學(xué)地確立科學(xué)方法的認(rèn)知內(nèi)容和認(rèn)知水平層次，課題組綜合多方人員的觀點(diǎn)，選取一線生物教師、生物學(xué)科的市區(qū)級(jí)教研員、大學(xué)教師和生物教材的編寫人員等與生物和科學(xué)課程相關(guān)的人員為被試，從不同角度全面分析，提高調(diào)查結(jié)果的普遍性和權(quán)威性。本次調(diào)查共發(fā)出問(wèn)卷104份，收回有效問(wèn)卷100份，回收率為96%。調(diào)查問(wèn)卷采用無(wú)記名方式。

三、研究結(jié)果與分析

1.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容的研究

科學(xué)方法是多種多樣的，面對(duì)有限的教學(xué)時(shí)間和教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)該選擇哪些科學(xué)方法作為中學(xué)生物教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，課題組預(yù)計(jì)通過(guò)調(diào)研的方法了解中學(xué)生物教育相關(guān)人員對(duì)此問(wèn)題的看法，在對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析的基礎(chǔ)上得出結(jié)論。

（1）針對(duì)初中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容的研究

對(duì)“在初中教學(xué)中，應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行哪些科學(xué)方法的培養(yǎng)”的調(diào)查結(jié)果顯示，中學(xué)生物教師、大學(xué)教師、專家的觀點(diǎn)基本一致，80%以上的調(diào)查人員認(rèn)同觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較與分類和調(diào)查法，尤其是觀察法和實(shí)驗(yàn)法得到了100%的高度認(rèn)同。70%以上的調(diào)查者認(rèn)為，歸納法、分析和綜合、模擬法也應(yīng)該成為初中生物教學(xué)的內(nèi)容。

《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確指出，通過(guò)義務(wù)教育階段生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究的一般方法，發(fā)展學(xué)生提出問(wèn)題、做出假設(shè)、制訂和實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流的科學(xué)探究能力?？茖W(xué)探究需要通過(guò)觀察、調(diào)查和實(shí)驗(yàn)得到證據(jù)，利用數(shù)學(xué)方法等多種方式分析和整理數(shù)據(jù)，采用文字、圖表等方式呈現(xiàn)證據(jù)、表述結(jié)果，對(duì)證據(jù)、數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析、歸納和判斷。這些過(guò)程均離不開觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯思維方法和數(shù)學(xué)思維方法?！俺醪綄W(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)分析和解決某些生活、生產(chǎn)或社會(huì)實(shí)際問(wèn)題”也是《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》的能力目標(biāo)之一。解決科學(xué)問(wèn)題常常需要做出假設(shè)，需要學(xué)生應(yīng)用已有知識(shí)，對(duì)問(wèn)題的答案提出可能的設(shè)想，并估計(jì)假設(shè)的可檢驗(yàn)性，這就需要學(xué)生了解假說(shuō)——演繹的科學(xué)方法。

綜合調(diào)查結(jié)果和對(duì)教材及課標(biāo)的解讀，我們認(rèn)為，在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析和綜合、歸納與演繹、模擬法、模型法、假說(shuō)法、數(shù)學(xué)方法都應(yīng)該成為生物教學(xué)的重要內(nèi)容。

（2）針對(duì)高中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容的研究

被調(diào)查者在回答“在高中教學(xué)中，應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行哪些科學(xué)方法的培養(yǎng)”時(shí)，結(jié)果顯示，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較與分類、調(diào)查法、歸納法、分析和綜合、模擬法、類比推理法、模型法、假說(shuō)法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法均得到88%以上的高度認(rèn)同。分析和綜合、假說(shuō)法和數(shù)學(xué)方法三種科學(xué)方法得到100%的認(rèn)同。

2.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

（1）針對(duì)初中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法和比較與分類，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，這些方法應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，約有35%的受調(diào)查者則認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平或創(chuàng)造水平。對(duì)于分析與綜合和歸納法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，這些方法應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，約有15%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于知道水平，約有20%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于理解水平。對(duì)演繹法和類比推理方法的認(rèn)知維度定位比較分散，定位于知道水平、理解水平和應(yīng)用水平的各占到約25%。對(duì)模擬法和模型法的認(rèn)知維度定位比較分散，認(rèn)為定位在知道水平、理解水平和應(yīng)用水平的各占到20%～25%。對(duì)假說(shuō)法和數(shù)學(xué)方法的目標(biāo)定位在知道水平的約占40%，而在理解水平和應(yīng)用水平的各占到20%左右。

綜上，以“認(rèn)同度最高頻度”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定位認(rèn)知水平，表明在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯方法定位于應(yīng)用水平；模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法定位于知道水平；模擬方法定位于理解水平。

調(diào)查結(jié)果還顯示，對(duì)同一種科學(xué)方法的認(rèn)知水平層級(jí)的定位，一線教師和大學(xué)教師對(duì)初中學(xué)生科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)的定位存在一定差異，且不同科學(xué)方法差異不同。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法，約有50%的一線教師和大學(xué)教師都傾向定位在應(yīng)用水平，有近一半的中學(xué)教師定位于評(píng)價(jià)和創(chuàng)造水平，定位于理解水平的不到10%，而在大學(xué)教師中把觀察法定位于理解水平的占了1/3，定位于評(píng)價(jià)水平的占了17%。對(duì)于觀察法，64%的一線教師傾向定位在應(yīng)用水平，22%定位于創(chuàng)造水平，定位在理解水平的只有2%，而50%的大學(xué)教師將之定位于評(píng)價(jià)水平，30%定位于應(yīng)用水平，17%定位于理解水平。對(duì)于調(diào)查法，約有50%的一線教師和大學(xué)教師都傾向定位在應(yīng)用水平，但有近一半的中學(xué)教師定位于評(píng)價(jià)和創(chuàng)造水平，定位在理解水平的不到10%。

（2）針對(duì)高中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于觀察法，55%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平，約有27%認(rèn)為應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，15%認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，與初中階段相比，受調(diào)查者對(duì)高中階段的定位更加傾向于創(chuàng)造水平。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法，約50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平。對(duì)于調(diào)查法，45%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平，35%認(rèn)為應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，24%認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平。對(duì)于比較與分類和分析與綜合法，定位比較分散，基本傾向于定位在應(yīng)用水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平上，創(chuàng)造水平略顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于歸納法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，有27%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平。對(duì)于演繹法和類比推理方法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，而定位于理解水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平的各占10%～20%。對(duì)模擬方法認(rèn)知維度的定位比較分散，比較集中的水平是應(yīng)用水平和創(chuàng)造水平，分別約占到1/3。對(duì)于數(shù)學(xué)方法，55%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，各有18%認(rèn)為應(yīng)該定位于理解水平和創(chuàng)造水平。對(duì)于模型法和假說(shuō)方法，64%受調(diào)查者的觀點(diǎn)是將這些方法定位于應(yīng)用水平，定位理解水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平的也各占10%左右。對(duì)于系統(tǒng)方法，比較集中的定位水平是理解水平和應(yīng)用水平，但也都各占到1/3。

綜上，以“認(rèn)同度最高頻度”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定位認(rèn)知水平，表明在高中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析與綜合定位于創(chuàng)造水平；歸納法定位于評(píng)價(jià)水平；模擬法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法定位于應(yīng)用水平。

四、研究結(jié)論

1.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容的研究

綜合調(diào)查結(jié)果和對(duì)教材及生物課程課標(biāo)的解讀，我們認(rèn)為，在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析和綜合、歸納與演繹類比推理、模擬法、模型法和數(shù)學(xué)方法都應(yīng)該成為生物教學(xué)的重要內(nèi)容。高中學(xué)段的科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容，在初中的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該增加假說(shuō)法和系統(tǒng)方法。

2.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，被調(diào)查人員認(rèn)為在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯方法最高的認(rèn)同度處于應(yīng)用水平；模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法最高的認(rèn)同度處于知道水平。模擬方法最高的認(rèn)同度處于理解水平。在高中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析與綜合最高的認(rèn)同度處于創(chuàng)造水平；歸納法最高的認(rèn)同度處于評(píng)價(jià)水平；模擬法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法最高的認(rèn)同度處于應(yīng)用水平。

文獻(xiàn)研究表明，科學(xué)過(guò)程技能分為基本過(guò)程技能和綜合過(guò)程技能，初中階段應(yīng)該定位于發(fā)展基本的過(guò)程技能，包括觀察、分類、實(shí)驗(yàn)測(cè)量、變量的識(shí)別和控制等，高中階段應(yīng)該發(fā)展學(xué)生的綜合過(guò)程技能，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、邏輯推理和建立模型等。

每種科學(xué)方法都需要在不同的學(xué)習(xí)階段反復(fù)學(xué)習(xí)，其中的內(nèi)容和要求應(yīng)該是逐級(jí)上升的。例如對(duì)于模型法，可以要求初中生利用細(xì)胞模型來(lái)認(rèn)識(shí)和描述細(xì)胞結(jié)構(gòu)。但發(fā)展到高中階段，要拓展到模型的解釋功能，要求學(xué)生能夠建立和使用模型來(lái)闡明細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)?；谝陨细鞣N觀點(diǎn)，我們結(jié)合中學(xué)生物教學(xué)實(shí)際，對(duì)科學(xué)方法的認(rèn)知水平層級(jí)作了以下定位。（見表2）

五、問(wèn)題與思考

本研究結(jié)果表明，生物學(xué)科專家和中學(xué)教師對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容和認(rèn)知層次水平的定位呈現(xiàn)認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一的現(xiàn)象，且此方面的研究成果較少見。因此本研究成果的推廣有利于促進(jìn)相關(guān)專家和中學(xué)教師更多地關(guān)注科學(xué)方法的教學(xué)與研究，形成符合并可以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的科學(xué)方法內(nèi)容，設(shè)計(jì)適合各階段學(xué)生認(rèn)知水平的教學(xué)方法，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)隨著學(xué)習(xí)階段的延伸實(shí)現(xiàn)連貫一致的發(fā)展。

（作者單位：北京市中關(guān)村中學(xué)）

（責(zé)任編輯：張迿 史雅寧）

（1）針對(duì)初中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法和比較與分類，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，這些方法應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，約有35%的受調(diào)查者則認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平或創(chuàng)造水平。對(duì)于分析與綜合和歸納法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，這些方法應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，約有15%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于知道水平，約有20%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于理解水平。對(duì)演繹法和類比推理方法的認(rèn)知維度定位比較分散，定位于知道水平、理解水平和應(yīng)用水平的各占到約25%。對(duì)模擬法和模型法的認(rèn)知維度定位比較分散，認(rèn)為定位在知道水平、理解水平和應(yīng)用水平的各占到20%～25%。對(duì)假說(shuō)法和數(shù)學(xué)方法的目標(biāo)定位在知道水平的約占40%，而在理解水平和應(yīng)用水平的各占到20%左右。

綜上，以“認(rèn)同度最高頻度”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定位認(rèn)知水平，表明在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯方法定位于應(yīng)用水平；模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法定位于知道水平；模擬方法定位于理解水平。

調(diào)查結(jié)果還顯示，對(duì)同一種科學(xué)方法的認(rèn)知水平層級(jí)的定位，一線教師和大學(xué)教師對(duì)初中學(xué)生科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)的定位存在一定差異，且不同科學(xué)方法差異不同。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法，約有50%的一線教師和大學(xué)教師都傾向定位在應(yīng)用水平，有近一半的中學(xué)教師定位于評(píng)價(jià)和創(chuàng)造水平，定位于理解水平的不到10%，而在大學(xué)教師中把觀察法定位于理解水平的占了1/3，定位于評(píng)價(jià)水平的占了17%。對(duì)于觀察法，64%的一線教師傾向定位在應(yīng)用水平，22%定位于創(chuàng)造水平，定位在理解水平的只有2%，而50%的大學(xué)教師將之定位于評(píng)價(jià)水平，30%定位于應(yīng)用水平，17%定位于理解水平。對(duì)于調(diào)查法，約有50%的一線教師和大學(xué)教師都傾向定位在應(yīng)用水平，但有近一半的中學(xué)教師定位于評(píng)價(jià)和創(chuàng)造水平，定位在理解水平的不到10%。

（2）針對(duì)高中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于觀察法，55%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平，約有27%認(rèn)為應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，15%認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，與初中階段相比，受調(diào)查者對(duì)高中階段的定位更加傾向于創(chuàng)造水平。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法，約50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平。對(duì)于調(diào)查法，45%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平，35%認(rèn)為應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，24%認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平。對(duì)于比較與分類和分析與綜合法，定位比較分散，基本傾向于定位在應(yīng)用水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平上，創(chuàng)造水平略顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于歸納法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，有27%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平。對(duì)于演繹法和類比推理方法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，而定位于理解水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平的各占10%～20%。對(duì)模擬方法認(rèn)知維度的定位比較分散，比較集中的水平是應(yīng)用水平和創(chuàng)造水平，分別約占到1/3。對(duì)于數(shù)學(xué)方法，55%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，各有18%認(rèn)為應(yīng)該定位于理解水平和創(chuàng)造水平。對(duì)于模型法和假說(shuō)方法，64%受調(diào)查者的觀點(diǎn)是將這些方法定位于應(yīng)用水平，定位理解水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平的也各占10%左右。對(duì)于系統(tǒng)方法，比較集中的定位水平是理解水平和應(yīng)用水平，但也都各占到1/3。

綜上，以“認(rèn)同度最高頻度”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定位認(rèn)知水平，表明在高中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析與綜合定位于創(chuàng)造水平；歸納法定位于評(píng)價(jià)水平；模擬法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法定位于應(yīng)用水平。

四、研究結(jié)論

1.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容的研究

綜合調(diào)查結(jié)果和對(duì)教材及生物課程課標(biāo)的解讀，我們認(rèn)為，在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析和綜合、歸納與演繹類比推理、模擬法、模型法和數(shù)學(xué)方法都應(yīng)該成為生物教學(xué)的重要內(nèi)容。高中學(xué)段的科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容，在初中的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該增加假說(shuō)法和系統(tǒng)方法。

2.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，被調(diào)查人員認(rèn)為在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯方法最高的認(rèn)同度處于應(yīng)用水平；模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法最高的認(rèn)同度處于知道水平。模擬方法最高的認(rèn)同度處于理解水平。在高中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析與綜合最高的認(rèn)同度處于創(chuàng)造水平；歸納法最高的認(rèn)同度處于評(píng)價(jià)水平；模擬法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法最高的認(rèn)同度處于應(yīng)用水平。

文獻(xiàn)研究表明，科學(xué)過(guò)程技能分為基本過(guò)程技能和綜合過(guò)程技能，初中階段應(yīng)該定位于發(fā)展基本的過(guò)程技能，包括觀察、分類、實(shí)驗(yàn)測(cè)量、變量的識(shí)別和控制等，高中階段應(yīng)該發(fā)展學(xué)生的綜合過(guò)程技能，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、邏輯推理和建立模型等。

每種科學(xué)方法都需要在不同的學(xué)習(xí)階段反復(fù)學(xué)習(xí)，其中的內(nèi)容和要求應(yīng)該是逐級(jí)上升的。例如對(duì)于模型法，可以要求初中生利用細(xì)胞模型來(lái)認(rèn)識(shí)和描述細(xì)胞結(jié)構(gòu)。但發(fā)展到高中階段，要拓展到模型的解釋功能，要求學(xué)生能夠建立和使用模型來(lái)闡明細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)?；谝陨细鞣N觀點(diǎn)，我們結(jié)合中學(xué)生物教學(xué)實(shí)際，對(duì)科學(xué)方法的認(rèn)知水平層級(jí)作了以下定位。（見表2）

五、問(wèn)題與思考

本研究結(jié)果表明，生物學(xué)科專家和中學(xué)教師對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容和認(rèn)知層次水平的定位呈現(xiàn)認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一的現(xiàn)象，且此方面的研究成果較少見。因此本研究成果的推廣有利于促進(jìn)相關(guān)專家和中學(xué)教師更多地關(guān)注科學(xué)方法的教學(xué)與研究，形成符合并可以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的科學(xué)方法內(nèi)容，設(shè)計(jì)適合各階段學(xué)生認(rèn)知水平的教學(xué)方法，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)隨著學(xué)習(xí)階段的延伸實(shí)現(xiàn)連貫一致的發(fā)展。

（作者單位：北京市中關(guān)村中學(xué)）

（責(zé)任編輯：張迿 史雅寧）

（1）針對(duì)初中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法和比較與分類，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，這些方法應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，約有35%的受調(diào)查者則認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平或創(chuàng)造水平。對(duì)于分析與綜合和歸納法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，這些方法應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，約有15%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于知道水平，約有20%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于理解水平。對(duì)演繹法和類比推理方法的認(rèn)知維度定位比較分散，定位于知道水平、理解水平和應(yīng)用水平的各占到約25%。對(duì)模擬法和模型法的認(rèn)知維度定位比較分散，認(rèn)為定位在知道水平、理解水平和應(yīng)用水平的各占到20%～25%。對(duì)假說(shuō)法和數(shù)學(xué)方法的目標(biāo)定位在知道水平的約占40%，而在理解水平和應(yīng)用水平的各占到20%左右。

綜上，以“認(rèn)同度最高頻度”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定位認(rèn)知水平，表明在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯方法定位于應(yīng)用水平；模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法定位于知道水平；模擬方法定位于理解水平。

調(diào)查結(jié)果還顯示，對(duì)同一種科學(xué)方法的認(rèn)知水平層級(jí)的定位，一線教師和大學(xué)教師對(duì)初中學(xué)生科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)的定位存在一定差異，且不同科學(xué)方法差異不同。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法，約有50%的一線教師和大學(xué)教師都傾向定位在應(yīng)用水平，有近一半的中學(xué)教師定位于評(píng)價(jià)和創(chuàng)造水平，定位于理解水平的不到10%，而在大學(xué)教師中把觀察法定位于理解水平的占了1/3，定位于評(píng)價(jià)水平的占了17%。對(duì)于觀察法，64%的一線教師傾向定位在應(yīng)用水平，22%定位于創(chuàng)造水平，定位在理解水平的只有2%，而50%的大學(xué)教師將之定位于評(píng)價(jià)水平，30%定位于應(yīng)用水平，17%定位于理解水平。對(duì)于調(diào)查法，約有50%的一線教師和大學(xué)教師都傾向定位在應(yīng)用水平，但有近一半的中學(xué)教師定位于評(píng)價(jià)和創(chuàng)造水平，定位在理解水平的不到10%。

（2）針對(duì)高中學(xué)段科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

調(diào)查結(jié)果顯示，對(duì)于觀察法，55%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平，約有27%認(rèn)為應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，15%認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，與初中階段相比，受調(diào)查者對(duì)高中階段的定位更加傾向于創(chuàng)造水平。對(duì)于實(shí)驗(yàn)法，約50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平。對(duì)于調(diào)查法，45%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平，35%認(rèn)為應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，24%認(rèn)為應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平。對(duì)于比較與分類和分析與綜合法，定位比較分散，基本傾向于定位在應(yīng)用水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平上，創(chuàng)造水平略顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于歸納法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，有27%的受調(diào)查者認(rèn)為應(yīng)該定位于創(chuàng)造水平。對(duì)于演繹法和類比推理方法，約占50%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于應(yīng)用水平，而定位于理解水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平的各占10%～20%。對(duì)模擬方法認(rèn)知維度的定位比較分散，比較集中的水平是應(yīng)用水平和創(chuàng)造水平，分別約占到1/3。對(duì)于數(shù)學(xué)方法，55%的受調(diào)查者認(rèn)為，應(yīng)該定位于評(píng)價(jià)水平，各有18%認(rèn)為應(yīng)該定位于理解水平和創(chuàng)造水平。對(duì)于模型法和假說(shuō)方法，64%受調(diào)查者的觀點(diǎn)是將這些方法定位于應(yīng)用水平，定位理解水平、評(píng)價(jià)水平和創(chuàng)造水平的也各占10%左右。對(duì)于系統(tǒng)方法，比較集中的定位水平是理解水平和應(yīng)用水平，但也都各占到1/3。

綜上，以“認(rèn)同度最高頻度”作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定位認(rèn)知水平，表明在高中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析與綜合定位于創(chuàng)造水平；歸納法定位于評(píng)價(jià)水平；模擬法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法定位于應(yīng)用水平。

四、研究結(jié)論

1.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容的研究

綜合調(diào)查結(jié)果和對(duì)教材及生物課程課標(biāo)的解讀，我們認(rèn)為，在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析和綜合、歸納與演繹類比推理、模擬法、模型法和數(shù)學(xué)方法都應(yīng)該成為生物教學(xué)的重要內(nèi)容。高中學(xué)段的科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容，在初中的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該增加假說(shuō)法和系統(tǒng)方法。

2.對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知水平層級(jí)定位的調(diào)查研究

問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，被調(diào)查人員認(rèn)為在初中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、邏輯方法最高的認(rèn)同度處于應(yīng)用水平；模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法最高的認(rèn)同度處于知道水平。模擬方法最高的認(rèn)同度處于理解水平。在高中階段，觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、比較與分類、分析與綜合最高的認(rèn)同度處于創(chuàng)造水平；歸納法最高的認(rèn)同度處于評(píng)價(jià)水平；模擬法、模型法、假說(shuō)方法、數(shù)學(xué)方法和系統(tǒng)方法最高的認(rèn)同度處于應(yīng)用水平。

文獻(xiàn)研究表明，科學(xué)過(guò)程技能分為基本過(guò)程技能和綜合過(guò)程技能，初中階段應(yīng)該定位于發(fā)展基本的過(guò)程技能，包括觀察、分類、實(shí)驗(yàn)測(cè)量、變量的識(shí)別和控制等，高中階段應(yīng)該發(fā)展學(xué)生的綜合過(guò)程技能，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、邏輯推理和建立模型等。

每種科學(xué)方法都需要在不同的學(xué)習(xí)階段反復(fù)學(xué)習(xí)，其中的內(nèi)容和要求應(yīng)該是逐級(jí)上升的。例如對(duì)于模型法，可以要求初中生利用細(xì)胞模型來(lái)認(rèn)識(shí)和描述細(xì)胞結(jié)構(gòu)。但發(fā)展到高中階段，要拓展到模型的解釋功能，要求學(xué)生能夠建立和使用模型來(lái)闡明細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)?；谝陨细鞣N觀點(diǎn)，我們結(jié)合中學(xué)生物教學(xué)實(shí)際，對(duì)科學(xué)方法的認(rèn)知水平層級(jí)作了以下定位。（見表2）

五、問(wèn)題與思考

本研究結(jié)果表明，生物學(xué)科專家和中學(xué)教師對(duì)科學(xué)方法認(rèn)知內(nèi)容和認(rèn)知層次水平的定位呈現(xiàn)認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一的現(xiàn)象，且此方面的研究成果較少見。因此本研究成果的推廣有利于促進(jìn)相關(guān)專家和中學(xué)教師更多地關(guān)注科學(xué)方法的教學(xué)與研究，形成符合并可以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的科學(xué)方法內(nèi)容，設(shè)計(jì)適合各階段學(xué)生認(rèn)知水平的教學(xué)方法，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)隨著學(xué)習(xí)階段的延伸實(shí)現(xiàn)連貫一致的發(fā)展。

（作者單位：北京市中關(guān)村中學(xué)）

（責(zé)任編輯：張迿 史雅寧）