【摘 要】本文根據(jù)教學(xué)工作,對(duì)如何進(jìn)行科學(xué)研究方法教育以及生物課堂上所采用的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展進(jìn)行了探討,提出通過(guò)生物科學(xué)史滲透科學(xué)研究方法、通過(guò)探究性教學(xué)體現(xiàn)科學(xué)研究方法、通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)科學(xué)研究方法、通過(guò)研究性學(xué)習(xí)實(shí)踐科學(xué)研究方法、通過(guò)解答實(shí)驗(yàn)試題歸納科學(xué)研究方法等一系列切實(shí)可行的做法。逐層探究式能最大程度地促進(jìn)學(xué)生能力的提升。
1.高中生物教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)研究方法教育的意義
1.1 探究性學(xué)習(xí)是高中生物新課程倡導(dǎo)的基本理念之一,是實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變和教師教學(xué)方式轉(zhuǎn)變的重要內(nèi)容。要順利實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變,首先要對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。因?yàn)橹挥薪⒃诳茖W(xué)方法之上的探究才是科學(xué)的探究,而只有科學(xué)探究才能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
1.2 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是高中生物新課程倡導(dǎo)的另一基本理念,這種科學(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度,可見(jiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育本身就是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容,同時(shí)在高中生物教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育能夠使學(xué)生理性認(rèn)識(shí)知識(shí)的起源和發(fā)展,激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)真理的相對(duì)性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)。
1.3 科學(xué)方法教育既是中小學(xué)素質(zhì)教育的需要,也是適應(yīng)高等院校選拔高素質(zhì)人才的需要。作為高校選拔人才的重要考試,高考對(duì)當(dāng)前的高中教學(xué)有著十分重要的導(dǎo)向作用。理綜高考生物中有關(guān)生物探究性實(shí)驗(yàn)試題的頻頻出現(xiàn),也對(duì)高中生物科學(xué)方法教育起的了推波助瀾的作用。
2.生物科學(xué)研究方法及科學(xué)研究方法教育的基本內(nèi)容
科學(xué)方法是指人們?cè)谔剿魇挛锟陀^規(guī)律過(guò)程中所采用的各種手段??茖W(xué)方法可分為多個(gè)層次,我們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??茖W(xué)研究的基本方法可以概括如圖1所示。由圖我們可以看到: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。
科學(xué)方法的掌握有利于學(xué)生更透徹地理解科學(xué)知識(shí)、有利于學(xué)生思維方式和行為方式的發(fā)展、有利于學(xué)生創(chuàng)造性才華的培養(yǎng)。從“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”的意義上講,學(xué)生掌握科學(xué)方法比掌握科學(xué)知識(shí)更重要??茖W(xué)方法教育應(yīng)包括科學(xué)研究“過(guò)程技能”(觀察一問(wèn)題一假設(shè)一實(shí)驗(yàn)一結(jié)論)的教育,還應(yīng)包括觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等方法的具體技能。
3.科學(xué)研究方法教育在高中生物課堂教學(xué)中的實(shí)踐
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。在努力鉆研教材的基礎(chǔ)上,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,并踏踏實(shí)實(shí)地將科學(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,就會(huì)收到很好的教學(xué)效果。
3.1 通過(guò)生物科學(xué)史滲透科學(xué)研究方法
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,我們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。在學(xué)習(xí)必修二細(xì)胞增殖一節(jié)的內(nèi)容時(shí),細(xì)胞周期的概念比較抽象,教材中對(duì)于細(xì)胞周期概念的介紹比較少,可以引入細(xì)胞周期的研究歷史,加入科學(xué)研究史的鏈接,拓展學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究創(chuàng)新的熱情。
實(shí)例:早在1953年,科學(xué)家正式提出了細(xì)胞周期這個(gè)概念,并且在2001年的時(shí)候獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。關(guān)于細(xì)胞周期還有問(wèn)題沒(méi)有被解決,感興趣的同學(xué)可以進(jìn)行這方面的資料搜集,下一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)得主可能就是你!
3.2 通過(guò)探究性教學(xué)體現(xiàn)科學(xué)研究方法
高中生物教學(xué)中,如何選取適當(dāng)?shù)膬?nèi)容,進(jìn)行探究性教學(xué),是大家都在研究的問(wèn)題。如何將探究性教學(xué)和科學(xué)方法的指導(dǎo)有機(jī)地結(jié)合在一起,更是值得大家思考的問(wèn)題。
3.3 通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究方法
現(xiàn)行高中生物教材中,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。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生比較重視實(shí)驗(yàn)的過(guò)程(如何做實(shí)驗(yàn))和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果(出現(xiàn)什么現(xiàn)象),但對(duì)為什么這樣做、換一種做法是否可以等問(wèn)題很少思考。針對(duì)這種現(xiàn)象,教學(xué)中盡可能地將驗(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?、自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并通過(guò)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)生真正通過(guò)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)到科學(xué)研究的方法和過(guò)程。
3.4 通過(guò)研究性學(xué)習(xí)使學(xué)生實(shí)踐科學(xué)研究方法
研究性學(xué)習(xí)是高中學(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。例如學(xué)生在日常生活中經(jīng)常接觸到各種酒類(lèi),那么就可以引導(dǎo)學(xué)生思考“酒是如何釀造的”,為了解決這一問(wèn)題,學(xué)生通過(guò)收集資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完善實(shí)驗(yàn)步驟等過(guò)程,還可以因地制宜,與當(dāng)?shù)氐尼劸飘a(chǎn)業(yè)聯(lián)合,開(kāi)發(fā)研究性學(xué)習(xí)的課程??梢?jiàn),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)。
3.5 通過(guò)解答實(shí)驗(yàn)試題歸納科學(xué)研究方法
當(dāng)前理綜生物高考試題中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題頻頻出現(xiàn),我們認(rèn)為這是高考對(duì)落實(shí)生物新課程理念的導(dǎo)向作用的體現(xiàn)。認(rèn)真分析這些高考試題,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)。首先,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);其次,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,三是高考導(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,為了應(yīng)付高考學(xué)生和老師也不得不認(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。我在教學(xué)中,對(duì)學(xué)生比較模糊的問(wèn)題,如變量、假設(shè)、對(duì)照等進(jìn)行歸納指導(dǎo),收到很好的教學(xué)效果。如變量或稱(chēng)因子,可以分為自變量(實(shí)驗(yàn)變量)和因變量(反應(yīng)變量)、控制變量(無(wú)關(guān)變量)和干擾變量(額外變量);對(duì)照可分為陽(yáng)性對(duì)照、空白對(duì)照、條件對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照;對(duì)這些概念的歸納比較并加以舉例說(shuō)明能夠十分有效地幫助學(xué)生理解科學(xué)方法的基本概念。