生物科學(xué)方法在教學(xué)設(shè)計(jì)中的滲透

王曉云

【摘要】科學(xué)方法是探究的工具，是連接知識(shí)與能力的橋梁，是得出科學(xué)結(jié)論的保障，更是探索未知領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新的手段。教師在傳授知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握科學(xué)研究的基本方法，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生智力發(fā)展與知識(shí)體系建構(gòu)之間的平行與同步。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)例，從知識(shí)點(diǎn)、方法線、系統(tǒng)面三個(gè)角度談?wù)勆锟茖W(xué)方法在教學(xué)設(shè)計(jì)中的滲透。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)方法；隱性滲透；顯性提升

法國科學(xué)家笛卡爾說：“最有價(jià)值的知識(shí)，是關(guān)于方法的知識(shí)”。教師在教學(xué)中不僅要幫助學(xué)生掌握基本的科學(xué)文化知識(shí)，更重要的是幫助學(xué)生掌握具有普遍價(jià)值的科學(xué)方法，給予學(xué)生的最具生命力的教育成果，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作提供有力工具。人教版高中教材中的科學(xué)方法內(nèi)容豐富，且根據(jù)不同模塊的教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行了整體的設(shè)計(jì)，如必修l教材側(cè)重觀察法和實(shí)驗(yàn)法，必修2教材側(cè)重演繹推理的方法，必修3教材側(cè)重調(diào)查法和數(shù)學(xué)模型的方法。這樣的編排就是為了使整個(gè)教材構(gòu)成一個(gè)完整而系統(tǒng)的科學(xué)方法訓(xùn)練體系，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展分析和解決問題的能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。下面筆者從知識(shí)點(diǎn)、方法線、系統(tǒng)面三個(gè)角度談?wù)勆锟茖W(xué)方法如何滲透于教學(xué)設(shè)計(jì)中。

1以“知識(shí)點(diǎn)”為依托。滲透生物科學(xué)方法

科學(xué)方法在教材中的呈現(xiàn)方式有的是顯性的，但更多還是隱性的蘊(yùn)涵在知識(shí)教學(xué)中。教學(xué)設(shè)計(jì)中要滲透科學(xué)方法，應(yīng)以知識(shí)點(diǎn)為依托，找出知識(shí)點(diǎn)的建立、引申和擴(kuò)展中，知識(shí)點(diǎn)以及知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)的連接處的科學(xué)方法，并恰當(dāng)?shù)丶右詰?yīng)用，就能達(dá)到點(diǎn)石成金的效果。

2“知識(shí)線”與“方法線”相結(jié)合。滲透生物科學(xué)方法

我們的知識(shí)教學(xué)和科學(xué)方法教育是通過一節(jié)一節(jié)的課堂教學(xué)來完成的。在教學(xué)設(shè)計(jì)中不僅要理出知識(shí)線線索，還應(yīng)按照知識(shí)發(fā)展的線索明確標(biāo)出所用到的科學(xué)方法，即“知識(shí)線”和“方法線”。下面以《能量之源——光與光合作用》一節(jié)為例，設(shè)計(jì)知識(shí)線與方法線如下：

3“化零為整”——將某一科學(xué)方法系統(tǒng)化

整體的把握教材中的某一科學(xué)方法，體會(huì)編者的編寫意圖，以便于我們?cè)趯?shí)施這一科學(xué)方法教育過程中有一個(gè)統(tǒng)籌安排，使其在教學(xué)中具有連續(xù)性，也使我們對(duì)其的理解更全面更有深意。例如控制變量法、假說一演繹法等，這些方法是高中生物常用的研究方法，教材中多處出現(xiàn)，因此要注意挖掘這些素材進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)方法教育。這就要求我們教師要通讀教材，找到各章各節(jié)在哪些位置、如何體現(xiàn)這種科學(xué)方法的，并分析這種科學(xué)方法對(duì)學(xué)生理解和掌握本節(jié)或本章的知識(shí)有什么作用，對(duì)提升學(xué)生的能力有什么幫助等。下面嘗試運(yùn)用三步走策略，對(duì)“假說——演繹”這一科學(xué)方法的進(jìn)行分析。

即：隱性滲透——顯性提升——再次顯化

（1）隱性滲透：對(duì)科學(xué)方法的教育是隱性起步的。“假說——演繹”法是教學(xué)研究的常用方法。最初在人教版高中生物必修1教材“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)、“探究影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)和“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”等實(shí)驗(yàn)中，就有關(guān)于該方法過程與技能的隱性滲透了。在最初學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)觀察法，掌握實(shí)驗(yàn)變量的控制和實(shí)驗(yàn)原則的遵守。對(duì)于隱性滲透的“假說——演繹”法，在學(xué)習(xí)時(shí)不必強(qiáng)調(diào)該方法，不必強(qiáng)化該方法的全部步驟，只需通過引導(dǎo)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)假說與實(shí)驗(yàn)預(yù)期，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論之間存在著的假說——演繹關(guān)系有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

（2）顯性提升：隱性滲透應(yīng)該有一個(gè)“度”，超過這個(gè)“度”達(dá)到“呼之欲出”氛圍的時(shí)候，就應(yīng)及時(shí)對(duì)這一科學(xué)方法作總結(jié)，進(jìn)入顯性提升環(huán)節(jié)。通過必修1中若干實(shí)驗(yàn)的隱性滲透，學(xué)生對(duì)“假說——演繹”法已經(jīng)積累了足夠的感性認(rèn)識(shí)，那么在必修2教材中“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）、（二）”中進(jìn)行顯化就是水到渠成的了。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生分析孟德爾假說——演繹過程，歷經(jīng)“提出問題構(gòu)建假說驗(yàn)證假說獲得結(jié)論”的步驟，體驗(yàn)科學(xué)家對(duì)這一研究方法的運(yùn)用。首先向?qū)W生提供相關(guān)資料，讓學(xué)生觀察體驗(yàn)，整合材料信息提出探究問題，并作出預(yù)期假設(shè)。接著分析孟德爾的驗(yàn)證假說的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則，體驗(yàn)自變量的設(shè)置，因變量的預(yù)期以及無關(guān)變量的控制。然后指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)孟德爾處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法，并引申出對(duì)結(jié)果處理的其他方法。最后總結(jié)歸納“假說——演繹”法，使學(xué)生對(duì)此方法有個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，從而在以后的學(xué)習(xí)中自覺地利用這一方法研究一些學(xué)問題。此時(shí)學(xué)生有一種驀然回首的喜悅感和成就感。在該方法的顯性提升中，構(gòu)建假說需要大膽設(shè)想，演繹推理需要縝密思維，驗(yàn)證假設(shè)則需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋求證據(jù)，進(jìn)行論證。這一系列過程非常有利于訓(xùn)練學(xué)生的思維。

（3）再次顯化：在課堂中將科學(xué)方法顯化后，如果以后再出現(xiàn)該方法，就一律以顯性教育的面目出現(xiàn)，并進(jìn)行多次強(qiáng)化。例如DNA分子半保留復(fù)制方式的提出與證實(shí)，整個(gè)中心法則的提出與證實(shí)以及遺傳密碼的破譯等內(nèi)容。習(xí)題中也可設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，如教材第38頁拓展題“……你怎樣解釋這種奇怪的現(xiàn)象？如何驗(yàn)證你的解釋”；第71頁的技能訓(xùn)練——提出假說，得出結(jié)論“請(qǐng)針對(duì)出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進(jìn)行解釋”；必修三教材通過填寫空白框架圖，運(yùn)用假說一演繹法，再現(xiàn)赤霉素的發(fā)現(xiàn)歷程；第69頁進(jìn)一步探究“根據(jù)你對(duì)影響酵母菌種群數(shù)量增長的因素作出的推測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證”等。

古人常說“授人以魚，供一飯之需；教人以漁，則終身受用無窮”，所以在今后的課堂教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)積極探索和研究科學(xué)方法教育，教給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的科學(xué)方法，致力于不斷地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使科學(xué)方法教育成為給予學(xué)生的最具生命力的教育。