兩版本高中生物教材科學方法培養(yǎng)的比較

許　魁　吳　毅　陳學梅

摘要：該文結(jié)合科學方法的定義以及高中生物教材中科學方法培養(yǎng)內(nèi)容的確定依據(jù)，對教材中科學方法進行分類以及定位，統(tǒng)計了兩版本教材主欄部分以及課堂和課后部分活動欄目中科學方法的數(shù)量比例，在此基礎(chǔ)上比較分析，得出結(jié)論并提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：科學方法；高中生物教材

我國在21世紀初便開始了新中國建立以來的第8次基礎(chǔ)教育課程改革，2001年6月，我國教育部頒布了《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》，確定了課程改革的目標，研制了各個學科的課程標準[1]。教材作為課程的載體，在很大程度上決定了教師的教和學生的學，對教學質(zhì)量的提高起著關(guān)鍵的作用，是學生和教師在教學過程中使用的基本工具或基本依據(jù)之一。教材不僅要承載課程的基本理念，還應該承載對知識體系、能力體系和技能體系的培養(yǎng)功能。生物學作為一門科學性學科，在其新研制的課程標準中，要求教材不僅要傳授學生科學知識，還要讓學生理解學習過程，掌握各種科學方法，具備科學探究能力，養(yǎng)成科學思維的習慣?？梢钥闯?，新課程標準在對教材的要求中，有很多區(qū)別于以往的新理念，從以前的注重知識到現(xiàn)在的注重技能與過程的培養(yǎng)，而在技能與過程的培養(yǎng)中處處滲透著對學生科學研究方法的培養(yǎng)和科學思維方式的訓練[2]。而如何在教材中更好的體現(xiàn)過程和技能目標，協(xié)助教師在教學中如何利用好教材中的科學方法對學生進行科學方法的培養(yǎng)這一問題日益受到教育專家以及一線教師的關(guān)注。

1.兩版本教材中科學方法培養(yǎng)內(nèi)容的確定

1.1科學方法的定義

科學方法有廣義和狹義之分，廣義的“科學方法”指的是“科學的方法”，指符合客觀事物發(fā)展規(guī)律的、具有科學性的、在實踐活動中行之有效的方法[3]，包括自然科學方面、社會科學方面、思維科學方面的方法，是具有普遍意義的科學方法。狹義的“科學方法”指的是科學研究中的方法，是科學認識主體為從實踐上和理論上把握科學認識客體（即科學對象）而采用的一般思維手段和操作步驟之總和[4]。狹義的科學方法實際上就是自然科學方法，屬于自然科學方法論的范疇，是解決人和自然矛盾的方法。

1.2教材中科學方法確定的依據(jù)

1.2.1高中生物課程中科學方法教育目標

結(jié)合高中生物課程中的科學方法教育目標與科學方法的特征，將生物科學研究的一般方法作為高中生物教材中科學方法培養(yǎng)的主要內(nèi)容，主要是出于以下方面的考慮。首先，一般研究方法是基本的、重要的、具有普遍性的方法。這些方法不僅被普遍應用在一般自然科學中，在現(xiàn)實生活、工作中也經(jīng)常用到，有較強的遷移價值。其次，這些科學方法是學生進行科學認知的一般方法，掌握這些方法有利于學生思維能力和智力的形成。而特殊的生物學方法不具有普遍性，大多數(shù)是作為生物學知識內(nèi)容來要求和加強的。

1.2.2高中生的思維和認知發(fā)展水平

高中階段的學生正處于身心發(fā)展的第二高峰期，神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展開始成熟，這為其認知能力的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。高中生的思維開始趨向于以理論型思維、抽象邏輯思維為主的思維方式，認知的發(fā)展迅速上升，認知的自覺性和獨立性增強，認知結(jié)構(gòu)不斷完善，認知結(jié)構(gòu)中的因素基本上趨于穩(wěn)定狀態(tài)，認知結(jié)構(gòu)形成協(xié)同發(fā)展的新局面[5]。因此，高中階段對學生科學方法的培養(yǎng)除了要加強對學生進行實驗、觀察和邏輯思維的訓練外，還要重點對學生進行假說、模型等方法的訓練，使學生能夠運用這些方法經(jīng)過科學的一般認識過程進行科學認知和解決問題。但是一些方法對還處于掌握生物基礎(chǔ)知識和方法的高中生來說是很難認識和掌握的，如系統(tǒng)方法、移植方法等。這些方法由于涉及的知識面較廣，對探究能力要求較高，因而不宜作為科學方法培養(yǎng)的內(nèi)容。另外，科學方法中的創(chuàng)造性思維方法，即生物研究中的直覺、靈感和想象等，具有非邏輯的特點。這些方法需要建立在大量的感性認識和理性思維的基礎(chǔ)上，有很大的或然性，不容易把握，因此也不宜作為科學方法培養(yǎng)的內(nèi)容。

1.3科學方法的分類

關(guān)于科學方法的分類歷來學者都有不同觀點，如楊兆吉[6]在《關(guān)于科學方法的研究概述》中提到了三種分類觀點：第一種從性質(zhì)上，也就是從方法依賴的基礎(chǔ)上把科學方法分為經(jīng)驗型方法、分析型方法、系統(tǒng)型方法；第二種按其適用范圍分為哲學方法、一般方法、特殊方法；第三種根據(jù)來源分為從傳統(tǒng)學科移植而來的方

法、從新興科學領(lǐng)域移植而來的方法、從哲學領(lǐng)域移植而來的方法。楊耀坤[7]從科學方法的外延結(jié)構(gòu)上分為經(jīng)驗方法、理論方法、綜合性方法；并從知識層次、技能層次、智力層次、多種因素的綜合統(tǒng)一等內(nèi)在層次上對科學方法上進行了研究。馮小勇[8]結(jié)合高中生物課程標準把科學方法分為三個層次：第一個層次是專門科學中的具體研究方法。例如，用染色法觀察細胞的結(jié)構(gòu)、用離心法分離細胞組分、用同位素示蹤法跟蹤元素或物質(zhì)走向，它們都是適用于特殊場合的科學方法。第二個層次是科學的一般研究方法，其基本階段有：問題、假設(shè)、驗證、結(jié)論，其中包括積累經(jīng)驗材料的方法(觀察法、實驗法、調(diào)查法等)、進行理論思維的方法(分析、概括、綜合、歸納、演繹、類比、模型等)以及數(shù)學方法等。第三個層次是哲學方法。如唯物辯證法、系統(tǒng)方法、結(jié)構(gòu)決定功能法等。趙占良[9]從生物新課標教材的設(shè)計思路上把科學方法分為獲取經(jīng)驗性材料方法（觀察法、實驗法、調(diào)查法）和理性思維方法（邏輯思維方法、形象思維、直覺和靈感、數(shù)學方法、模型方法、系統(tǒng)方法）。

依據(jù)上述分類，把高中生物教材中的科學方法分為獲取經(jīng)驗性材料方法和理性思維方法，其中經(jīng)驗性方法主要有觀察法、實驗法、調(diào)查法，理性思維方法主要有模擬法、數(shù)學方法、歸納演繹方法、分析綜合方法、比較分類方法、假說法。

1.4教材中科學方法定位的原則

本文選取人教版和蘇教版高中生物教材的必修部分，結(jié)合教材編寫者對欄目特點和功能的介紹，人教版教材主欄中主要有實驗、探究、模型建構(gòu)、資料分析和資料搜集，思考與討論、調(diào)查、制作、技能訓練、以及課外實踐等欄目與學生的科學方法培養(yǎng)有關(guān)。蘇教版教材中有利于科學方法培養(yǎng)的活動欄目主要有積極思維、邊做邊學、課題研究、繼續(xù)探究以及研究性學習。在對這些活動欄目進行具體科學方法定位時，主要遵循以下原則：

1.4.1顯性原則：當活動描述中明顯出現(xiàn)代表某種方法的詞，可視為對此種方法定位的提示。如人教版必修一P7“實驗”欄目“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”，其中出現(xiàn)“觀察”，結(jié)合題干要求，可視為對學生觀察方法的教育。此外還有一些欄目出現(xiàn)“計算”“調(diào)查”“模型”等關(guān)鍵詞時，可認為欄目與數(shù)學方法、調(diào)查方法、模擬方法等方法的培養(yǎng)有關(guān)。

1.4.2主要和簡單的原則：高中生物教材中對學生科學方法的培養(yǎng)往往都是隱形為主，尤其是思維方法訓練方面，活動中一般不會出現(xiàn)關(guān)鍵詞，并且不只是對學生某一種方法的訓練，而往往在整個活動過程中對學生多種科學方法都有所訓練，這個時候應該結(jié)合教材該部分能力目標的要求以及該欄目功能等方面選取最主要的一種或幾種科學方法。另外應分析在完成欄目活動過程中，學生自身的思維活動過程，取最簡化的思維路徑，找出其中相關(guān)的幾個思考點，再分析這些思考點有哪些科學方法的定位。

2.兩版本教材中科學方法的比較和分析

2.1兩版本教材主欄部分科學方法的比較和分析

從上圖可以看出，兩版本教材從觀察法到假說方法的比例曲線非常相似，都是先增后減再上升后急劇下降的趨勢，說明兩版本教材對九種科學方法的培養(yǎng)是一致的。兩版本教材都側(cè)重對學生分析綜合方法的培養(yǎng)，其中人教版教材中分析綜合方法所占比例達到了42.4%，其次主要就是歸納演繹方法、比較分類方法以及實驗方法占了較大的比例，而觀察法和假說法占的比例較小，主要是由高中階段學生的思維水平?jīng)Q定的。整體上看，人教版各種科學方法的安排不如蘇教版安排的均衡，其中從經(jīng)驗性材料方法到理性思維方法中間的跨度較大，而蘇教版各種科學方法安排比較均衡，雖有所側(cè)重，但是比例沒人教版那么懸殊?？偟膩碚f，兩版本教材都比較側(cè)重對學生分析綜合等理性思維方法的訓練，同時強調(diào)實驗方法在教材中的安排。

2.2課堂和課后部分科學方法的比較分析

人教版教材中課堂活動欄目主要有思考與討論、資料分析、資料搜集和分析、技能訓練、實驗、探究、模型建構(gòu)等欄目，課后活動欄目主要有調(diào)查、課外實踐、課外制作、制作等欄目。

蘇教版教材中課堂活動欄目主要有積極思維、邊做邊學、課題研究以及研究性學習。課后活動欄目為繼續(xù)探究。

從上圖可知，整體上兩版本對學生科學方法的培養(yǎng)主要集中在課堂部分，其中人教版比較分類和假說方法全部都安排在課堂部分，蘇教版假說方法的培養(yǎng)也全部集中在課堂部分；還有兩版本教材課堂部分活動欄目中，從觀察法到假說方法安排的比例整體上是逐漸增加的，只在調(diào)查方法的安排上出現(xiàn)了明顯的下降，尤其在蘇教版教材中，對學生調(diào)查法的訓練主要集中課后活動欄目中，而人教版教材中調(diào)查方法在課后部分安排的比例也明顯高于其他方法課后部分安排的比例。分布上看，人教版課堂部分科學方法的安排比例達到93.9%、課后部分為6.1%；蘇教版課堂部分為72.5%、課后部分為27.5%。說明人教版較蘇教版注重在課堂活動欄目中對學生科學方法的培養(yǎng)，而蘇教版更注重在課后活動欄目中對學生的科學方法的教育，尤其是調(diào)查方法的教育。從組織教學需求的課時來看，人教版將多于蘇教版，因為很多活動欄目都是需要在課堂上完成的。

3.討論和建議

3.1兩版本教材活動欄目各具特色，有利于培養(yǎng)學生不同層次的科學方法

兩版本教材都設(shè)置了各具特色的活動欄目，在欄目的設(shè)置上充分考慮到了學生技能和能力的培養(yǎng)要求，欄目的設(shè)置都具有很強的層次性，有利于教師培養(yǎng)學生不同層次的科學方法。如蘇教版的課題研究欄目是建立在積極思維和邊做邊學欄目基礎(chǔ)之上的，如果沒有積極思維和邊做邊學兩個欄目扎實的訓練，就無法順利完成課題研究中的科學探究活動。人教版也同樣如此，探究欄目的設(shè)置也是以實驗、思考與討論、資料的收集和分析等欄目為基礎(chǔ)的，如果沒有實驗、思考與討論、資料搜集和分析等欄目扎實的訓練，就無法順利完成探究欄目中的科學探究活動。

3.2蘇教版教材在科學方法整體安排上更為均衡

蘇教版教材從經(jīng)驗性方法到理性思維方法的過渡上，安排的更為均衡，而人教版的安排相對跨度較大。從這個方面來講，蘇教版的安排更為合理，較好地體現(xiàn)出科學方法訓練上的循序漸進原則。故教師在使用人教版教材組織教學過程中，可適當增加一些對學生觀察法等經(jīng)驗性方法的訓練，既是對這些方法在初中學習基礎(chǔ)上的進一步鞏固，又是為了向理性思維方法上更好的遷移。

3.3兩版本教材應更好地協(xié)調(diào)課堂和課后部分科學方法的培養(yǎng)

人教版教材絕大部分活動都是在課堂活動中去完成，這將會造成課時的緊張，蘇教版教材中很多科學方法都是通過學生在課外部分繼續(xù)探究欄目中去培養(yǎng)，給了學生更大的探究空間，但同時由于沒有教師更好的指導，將會造成一定程度上的盲目性。故教師在使用人教版教材組織教學過程中，應協(xié)調(diào)好科學方法培養(yǎng)與課時緊張間的矛盾；蘇教版教材在使用過程中，教師應注意給學生更多的指導，增強學生探究的目的性，在更大程度上發(fā)揮繼續(xù)探究欄目的作用。

總之，兩版本教材在對學生科學方法的培養(yǎng)方面各有所長，學生的水平不同，實際情況不同，各版本在實際使用過程中的發(fā)揮效果也不盡相同。教師應該利用好不同欄目的優(yōu)勢，遵循循序漸進的原則，有目的的培養(yǎng)學生不同層次的科學方法，在夯實學生經(jīng)驗性方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生的更高層次的理性思維方法。教師在教學過程中，應該有根據(jù)實際情況修改活動的意識，相互借鑒各欄目中的科學方法安排并靈活處理，最大程度地發(fā)揮教材活動欄目中體現(xiàn)出來的對學生科學方法培養(yǎng)的功能。

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