高中生掌握生物科學(xué)研究方法的有效舉措

阿卜杜薩拉木·賽買提

摘要：高中生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用科學(xué)研究方法是學(xué)生學(xué)好生物學(xué)課程的關(guān)鍵所在，也是提升自身科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)探究精神的一條有效途徑。筆者以一名高中生的角度，結(jié)合自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，談一談在學(xué)習(xí)過程中掌握科學(xué)研究方法的有效舉措。

關(guān)鍵詞：高中生物;科學(xué)研究;認(rèn)識;舉措

高中學(xué)習(xí)生涯中，不難發(fā)現(xiàn)，教師在課堂教學(xué)過程中會有意識地向我們滲透科學(xué)研究方法，他們立足教材，充分挖掘教材中的科學(xué)研究方法教育的素材，讓我們對科學(xué)研究方法逐步有了自己的認(rèn)識和理解。以下是筆者在日常的高中生物學(xué)課堂學(xué)習(xí)過程中總結(jié)出來的一些學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法的經(jīng)驗(yàn)，希望能為廣大高中生高效地學(xué)習(xí)、發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)提供有益借鑒。

一、對生物科學(xué)研究方法的認(rèn)識

著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費(fèi)恩曼曾經(jīng)說過：“科學(xué)是一種方法，它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度，如何對待疑問和不確定性，證據(jù)服從什么法則，如何去思考事物，作出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象?！痹谄綍r的生物課堂上，總是能夠聽到教師要求我們親自經(jīng)歷科學(xué)形成的過程，獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過一段時間的實(shí)踐，筆者也認(rèn)為生物學(xué)科學(xué)研究方法需要在上述學(xué)習(xí)方式下才能真正掌握。為此，我們應(yīng)該讓自己更加積極主動地去學(xué)習(xí)科學(xué)知識，并獲得科學(xué)的研究方法。結(jié)合教材中的內(nèi)容以及教師平時的指導(dǎo)，筆者將生物學(xué)科學(xué)研究方法歸納為如下四種。

第一，假說演繹法。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中最常用的一種科學(xué)方法，先通過觀察和分析自己提出問題，然后提出某種假說，并據(jù)此展開演繹推理，最后通過實(shí)驗(yàn)的方法來檢驗(yàn)推理結(jié)論。比如，教材中的孟德爾一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以在教師的指引下，先觀察孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后注意分析提出的假說，以及如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假說的過程。這一過程有助于訓(xùn)練我們自身的逆向思維能力，能夠獨(dú)自運(yùn)用假說演繹法去解決一些遺傳學(xué)問題，提升解題效率和科學(xué)探究能力。

第二，類比推理法。該方法主要是指根據(jù)兩個或兩類對象在某些屬性上相同，推斷出它們在另外的屬性上也相同的一種推理方法。教材中也有明確的要求，讓我們運(yùn)用類比推理方法來解釋一些生物學(xué)現(xiàn)象。如必修2中“請你運(yùn)用類 比推理的方法，推斷基因與DNA長鏈的關(guān)系……”;必修3中“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”實(shí)驗(yàn)是讓我們通過實(shí)驗(yàn)類比推理出生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。我們在平時的學(xué)習(xí)過程中，可以充分利用教材的這一編排特點(diǎn)，訓(xùn)練并掌握這一方法。

第三，模型建構(gòu)法。該方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法。通常有物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。如必修2的“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”這一課，我們在制作模型的過程中可以加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的認(rèn)識和理解。

第四，系統(tǒng)分析法。該方法是指研究對象放在系統(tǒng)的形式中，從整體和全局出發(fā)，從系統(tǒng)與要素、結(jié)構(gòu)與功能以及系統(tǒng)與環(huán)境的對立統(tǒng)一關(guān)系中，對之進(jìn)行考察和分析研究，以達(dá)到最優(yōu)化解決問題的目標(biāo)。如必修3中的“討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“探討人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響”、“關(guān)注全球性環(huán)境問題”等知識點(diǎn)，以及“調(diào)查或探討一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動”、“調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的主要問題，提出保護(hù)建議或行動計劃”等活動建議，我們必須站在系統(tǒng)分析的角度去學(xué)習(xí)和調(diào)查分析。

二、高中生如何掌握生物科學(xué)研究方法

（一）全面了解實(shí)驗(yàn)室各類操作的安全常識

如前所述，生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)也是高中生物學(xué)日常教學(xué)的重要組成部分。說到實(shí)驗(yàn)，筆者認(rèn)為學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程中，會與各類儀器設(shè)備、化學(xué)藥品有接觸，這就會有潛在的危險性。特別是一些玻璃器皿、易燃、易爆、有腐蝕性或有毒的危險品。稍有不慎就有可能發(fā)生意外事故。所以，我們平時進(jìn)入生物實(shí)驗(yàn)室時，應(yīng)該認(rèn)真聽教師的指導(dǎo)，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行各項(xiàng)操作，具有強(qiáng)烈的安全防范意識。比如，在需要用到明火加熱的時候，不要害怕，用完后也不要胡亂丟棄。取藥、嗅聞氣體都要按照教師的叮囑去做，避免中毒。

（二）利用教師改編試題大膽假設(shè)嚴(yán)謹(jǐn)求證

在生物練習(xí)課上，教師為了讓我們?nèi)轿?、靈活地理解和掌握學(xué)科知識點(diǎn)，促進(jìn)我們創(chuàng)新思維的發(fā)展，通常會進(jìn)行高考真題的改編或者改進(jìn)測試題的難度，讓學(xué)生自主運(yùn)用科學(xué)研究方法解決問題。其中一些問題，在改編后，能夠較為完整地體現(xiàn)科研研究的一般過程，即從發(fā)現(xiàn)問題檢索資料袁到提出假設(shè)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。其解題思路更加接近實(shí)際的科學(xué)研究工作。我們要抓住教師改變試題的機(jī)會，在新的情境下，靈活運(yùn)用科學(xué)研究方法大膽地提出假設(shè)，并自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，提升自己的創(chuàng)新能力。

（三）利用教材中的科學(xué)數(shù)據(jù)訓(xùn)練推理論證

通過做實(shí)驗(yàn)可以讓我們獲得一系列的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析這些數(shù)據(jù)就能得出初步的結(jié)論。我們要重視教材實(shí)驗(yàn)所給的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，借此進(jìn)行分析論證。如可以自己分析教材中孟德爾兩對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)是否遵循基因分離規(guī)律，對每一隊(duì)性狀單獨(dú)分析，結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，訓(xùn)練自己的推理論證方法運(yùn)用的能力。

（四）自主設(shè)計改造實(shí)驗(yàn)開發(fā)自身創(chuàng)新能力

筆者通過分析幾年的理科綜合生物部分的試題發(fā)現(xiàn)，生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計題的出現(xiàn)率逐年提高，這也讓我們更加明確高考生物考查的主要方向，從而在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中更有的放矢。因此，我們可以在課堂上自己設(shè)計改造實(shí)驗(yàn)，并提前做好準(zhǔn)備。如在植物向性運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)時，我們可以在老師的指引下，充分發(fā)散思維對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行深度思考，經(jīng)過篩選得出最終的實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案。再如，在關(guān)于生長素的實(shí)驗(yàn)中，老師給我們觀看達(dá)爾文的胚芽鞘成長實(shí)驗(yàn)過程的視頻，我們經(jīng)過認(rèn)真觀察、分析得出自己的想法，再和達(dá)爾文的猜測進(jìn)行比較，然后設(shè)計實(shí)驗(yàn)對達(dá)爾文的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，我們在此過程中既能體驗(yàn)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程，還能提高科學(xué)思維能力方法。

三、結(jié)語

綜上所述，高中生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)可以讓我們的知識視野更加寬闊，邏輯思維更加嚴(yán)密，在平時的學(xué)習(xí)過程中，我們要善于借助實(shí)驗(yàn)課程運(yùn)用教師在課堂上所滲透的科學(xué)研究方法，夯實(shí)基礎(chǔ)知識，提高實(shí)驗(yàn)技能， 并逐漸將其內(nèi)化為自身的思維方式和行為方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]王璐.高中生物學(xué)法指導(dǎo)對策研究[D].延安大學(xué)，2020.

[2]陳耿.高中生物學(xué)復(fù)習(xí)課練習(xí)講評教學(xué)有效性研究——以學(xué)生“說題”為例[J].教師，2019（31）：87-88.

[3]鄒瑜.高中生物教材中的科學(xué)研究方法[J].儷人：教師，2014（14）：69-69.