芻議高中生物科學(xué)方法教育

楊天琦

【摘 要】科學(xué)方法是公民科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育是時(shí)代的需要，同時(shí)也是新課程的倡導(dǎo)。本文從科學(xué)方法及其分類體系、科學(xué)方法教育及其背景、高中生物教學(xué)中常見(jiàn)的科學(xué)方法、實(shí)施科學(xué)方法教育的途徑幾個(gè)方面進(jìn)行探討，旨在促進(jìn)高中生物科學(xué)方法教育。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)方法;科學(xué)方法教育;高中生物

1.科學(xué)方法及其分類體系

1.1科學(xué)方法的定義

科學(xué)方法就是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)世界和改造世界的過(guò)程中總結(jié)和積累出來(lái)的正確的方法、途徑和手段，是操作方式和思維方式的總和。

1.2科學(xué)方法的分類體系

科學(xué)方法的分類體系包括三個(gè)層次：第一層次是學(xué)科內(nèi)的特殊方法，如：生物學(xué)研究中的同位素標(biāo)記示蹤法、分離細(xì)胞器的方法、解剖的方法等;第二層次是科學(xué)研究的一般方法，這些方法是從物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)研究中概括出來(lái)的適用于各門自然科學(xué)研究的共同方法;第三層次是最具普遍意義的哲學(xué)方法，如唯物辯證法、矛盾分析法等，這些方法適用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和思維科學(xué)。

2.科學(xué)方法教育及其背景

2.1科學(xué)方法教育

科學(xué)方法作為公民科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，其培養(yǎng)和形成離不開(kāi)科學(xué)方法教育?？茖W(xué)方法教育，就是教育者結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和心理發(fā)展水平，運(yùn)用現(xiàn)代教育思想和教育手段，有目的、有意識(shí)、有步驟地傳授和滲透某種學(xué)科科學(xué)研究的方法，使學(xué)生可以受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，逐步掌握最基本的、最主要的某種學(xué)科科學(xué)方法，達(dá)到促進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)、增強(qiáng)實(shí)踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神進(jìn)而提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的的教育過(guò)程。

2.2科學(xué)方法教育的背景

2.2.1科學(xué)方法教育的時(shí)代背景

“田忌賽馬”的故事告訴我們，做任何事方法的選擇很重要，方法的好壞，常常關(guān)系到事情的成敗。方法好，效率高，能達(dá)到“多、快、好、省”的效果;而方法不好，效率低，就會(huì)造成“少、慢、差、費(fèi)”的惡果。

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，科學(xué)知識(shí)以前所未有的速度不斷增加。為適應(yīng)發(fā)展的需要，世界各國(guó)都在致力于培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的公民，以期在日趨激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。然而，現(xiàn)階段我國(guó)公民的科學(xué)素養(yǎng)水平不容樂(lè)觀，中國(guó)科協(xié)組織的第八次中國(guó)公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查結(jié)果顯示，2010年我國(guó)具有基本科學(xué)素養(yǎng)公民的比例僅為3.27%，相當(dāng)于日本、加拿大和歐盟等主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)20世紀(jì)80年代末、90年代初的水平，在“掌握基本的科學(xué)方法”維度上，我國(guó)公民達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的僅為9.75%，且較前幾次調(diào)查提升緩慢。由此可見(jiàn)，我國(guó)公民的科學(xué)素養(yǎng)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大差距，尤其我國(guó)公民對(duì)于科學(xué)方法的重視和掌握程度不夠，這直接影響到全體公民科學(xué)素養(yǎng)的提升。

科學(xué)方法并不是只有科學(xué)家才需要，而是我們大家都需要，這就像每個(gè)人都需要空氣和水一樣。隨著科學(xué)技術(shù)和人類社會(huì)生活的發(fā)展，科學(xué)方法已經(jīng)滲入到人們生活的方方面面。人們運(yùn)用一定的科學(xué)方法學(xué)習(xí)已知、探索未知，收集科學(xué)信息解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，發(fā)展人們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。因此，公民掌握和運(yùn)用科學(xué)方法是時(shí)代發(fā)展的需要，同時(shí)也是提升國(guó)家綜合國(guó)力的保證。

2.2.2新課改倡導(dǎo)科學(xué)方法教育

提升全民族的科學(xué)素養(yǎng)，教育是關(guān)鍵，而掌握科學(xué)方法又是公民科學(xué)素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。因此，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育將有利于我國(guó)公民科學(xué)素養(yǎng)的提升和綜合國(guó)力的增強(qiáng)。生物作為自然科學(xué)的一個(gè)重要分支，在漫長(zhǎng)的學(xué)科發(fā)展歷程中總結(jié)出了許多科學(xué)方法，它在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)方面具有不可替代的作用。

面對(duì)飛速發(fā)展的時(shí)代對(duì)高素質(zhì)人才的需求，我國(guó)于21世紀(jì)初開(kāi)啟了第八次課程改革。中華人民共和國(guó)教育部于2003年頒布了《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》），《標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，在課程目標(biāo)中明確提出“初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究的一般方法，具有較強(qiáng)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能、搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及交流與合作的能力”?？梢?jiàn)，新課改力圖改變過(guò)去重知識(shí)、輕方法的教育現(xiàn)狀，對(duì)學(xué)生的科學(xué)方法學(xué)習(xí)提出了更高的要求。另外，《標(biāo)準(zhǔn)》中還指出每個(gè)模塊應(yīng)著重培養(yǎng)的科學(xué)方法：“分子與細(xì)胞”模塊領(lǐng)悟觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分析和綜合等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究過(guò)程中的應(yīng)用;“遺傳與進(jìn)化”模塊領(lǐng)悟假說(shuō)演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用;“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊領(lǐng)悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學(xué)模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用。在教科書(shū)的編寫建議中，《標(biāo)準(zhǔn)》指出“科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)和安排應(yīng)當(dāng)以科學(xué)方法訓(xùn)練為重要線索。應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)教科書(shū)知識(shí)體系的同時(shí)，設(shè)計(jì)較完整的科學(xué)方法體系，將兩者進(jìn)行整合，使之形成有機(jī)的整體”?，F(xiàn)行生物教科書(shū)的編寫注重對(duì)學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練，例如人教版初、高中生物教材在重要的科學(xué)方法出現(xiàn)的時(shí)候都會(huì)給出定義，使之顯化，這樣既有利于引起教師對(duì)科學(xué)方法教育重視，又有利于學(xué)生對(duì)相關(guān)科學(xué)方法的了解和運(yùn)用。

由此可見(jiàn)，《標(biāo)準(zhǔn)》在課程理念、課程設(shè)計(jì)思路、課程目標(biāo)，教科書(shū)編寫等方面均滲透著科學(xué)方法教育內(nèi)容。在探究過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的掌握和運(yùn)用是本次課程改革的一大特征。

3.高中生物教學(xué)中常見(jiàn)的科學(xué)方法

高中生物教學(xué)中常見(jiàn)的科學(xué)方法主要分為兩大類：獲得經(jīng)驗(yàn)性材料的方法（主要包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、模擬法）和理性思維的方法（主要包括分類法、比較法、歸納法、演繹法、分析法、綜合法、類比法、假說(shuō)法、模型法、系統(tǒng)方法）。

4.高中生物教學(xué)中實(shí)施科學(xué)方法教育的途徑

4.1通過(guò)典型的科學(xué)史進(jìn)行科學(xué)方法教育

生命科學(xué)史以生物科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程為主線，充分體現(xiàn)了科學(xué)家思維和探索的歷程，它是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育的良好素材。高中生物教材中有很多以科學(xué)史為依托的教學(xué)資料，如：酶的發(fā)現(xiàn)、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、光合作用的探索歷程、孟德?tīng)栠z傳定律的提出等。教師可以充分利用這些素材，引導(dǎo)學(xué)生沿著前人的足跡領(lǐng)悟科學(xué)方法的應(yīng)用。

4.2在探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要形式，高中生物教材中編制了大量的實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容，為教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、領(lǐng)悟科學(xué)方法提供了豐富的教學(xué)內(nèi)容。另外，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生自主選題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、推理、概括、總結(jié)、歸納、演繹等能力，使學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，領(lǐng)悟科學(xué)方法的運(yùn)用。

4.3在基本概念和理論教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育

科學(xué)方法體現(xiàn)在具體科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程中，只有把科學(xué)認(rèn)知過(guò)程科學(xué)而合理的展示出來(lái)，學(xué)生才能體會(huì)到科學(xué)問(wèn)題是如何提出、如何解決的，從而學(xué)習(xí)到科學(xué)方法的運(yùn)用。因此教師在概念和理論的教學(xué)中也要注重歸納、演繹、推理、分析和綜合方法的運(yùn)用，傳輸給學(xué)生科學(xué)的思維方法，并幫助學(xué)生正確的運(yùn)用科學(xué)方法。

4.4在習(xí)題訓(xùn)練中進(jìn)行科學(xué)方法教育

習(xí)題訓(xùn)練是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，解題過(guò)程中主要是注重對(duì)學(xué)生思維方法的訓(xùn)練。教師應(yīng)利用典型的題目對(duì)學(xué)生加以訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。如：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中如何確定自變量和因變量，如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，如何控制無(wú)關(guān)變量等，使學(xué)生從習(xí)題中體驗(yàn)科學(xué)方法的運(yùn)用。

4.5通過(guò)課外活動(dòng)、小發(fā)明等科技活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)方法教育

除了課堂訓(xùn)練，教師還可通過(guò)課外活動(dòng)、小發(fā)明等科技活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法運(yùn)用能力。在這些活動(dòng)中，教師應(yīng)本著“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”的原則，從提出問(wèn)題、做出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論、表達(dá)交流等環(huán)節(jié)給學(xué)生充分的自主權(quán)，教師給予必要的指導(dǎo)和幫助，使學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)家的探究過(guò)程中領(lǐng)悟科學(xué)方法的運(yùn)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙占良.人教版高中生物課標(biāo)教材中的科學(xué)方法體系[J].中學(xué)生物教學(xué)，2007（03）：4-7

[2]高宏斌.第八次中國(guó)公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查結(jié)果發(fā)布[J].中國(guó)科學(xué)基金，2011（01）

[3]中華人民共和國(guó)教育部制定.生物課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2003