生物学科学方法渗透途径刍议，本文主要内容关键词为：刍议论文,生物学论文,途径论文,科学论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生物学科学方法是指教师在生物学教学中以学科内容为载体，有计划、有目的、有意识、有步骤地对学生进行引导、渗透、点拨和传授生物学科学研究的一般思路、方法。本文探讨渗透生物学科学方法的主要途径。
一、剖析生物学科学史例，感悟生物学科学方法
生物学科学史涉及的科学家有几十位，他们在生物学科学研究过程中设计的研究思路、运用的研究方法，都为学生渗透生物学科学方法提供了良好的素材。教师可以利用教材载录的典型史例，运用分组交流、讨论、师生共同建构等教学策略来组织教学，让学生领悟科学家的研究思路，体会蕴含其中的生物学科学方法。
例如，学习“达尔文胚芽鞘向光性实验”时，教师可以设计以下程序进行课堂教学：
（1）渗透“科学地选择实验材料是科学研究取得成功的重要保障之一”的科研方法。即教师先展示胚芽鞘相关图片资料，再让学生交流、讨论达尔文为什么用金丝雀虉草的胚芽鞘作为探究植物向光性的材料？最后教师再与学生一起补充、完善。
（2）创设问题情境：胚芽鞘体现向光性与胚芽鞘的什么部位密切相关？向光性出现的原因是什么？展示达尔文实验（图1中的附图部分）。引导学生分析实验图中①②出推论：胚芽鞘是否向光弯曲生长与尖端是否存在密切相关；引导学生通过分析实验①③④出推论：根据实验①④中的胚芽鞘既生长又向光弯曲，而③实验中的胚芽鞘只直立成长不向光弯曲，可以推测出胚芽鞘是否向光“弯曲”与尖端是否感光密切相关。最后，教师与学生一起总结达尔文实验结论及推论，建构达尔文实验隐含的生物学科学方法（图1）。
二、与教材内容紧密贴合，总结生物学科学方法
生物学科学方法与生物学科学知识是密不可分的，抓住知识与方法的结合点是知识传授、生物学科学方法渗透的关键，教材中很多核心概念、核心规律的建立，都蕴含着丰富的生物学科学方法。因此，教师在教学中应该深挖编者的意图，并与具体的生物学知识相结合起来，才能更好地向学生渗透科学研究的一般思路、方法，提升他们的生物学科学素养。
例如，“种群数量的变化”中“建构种群增长模型的方法”这部分内容，教师可以深挖编者的意图（“隐性”向教师“暗示”这部分内容的核心思想、方法是“假说演绎法”的变式与迁移）设计以下程序进行课堂教学：
（1）针对“细菌繁殖速度快、数量多”这一生物学现象，教师组织各小组交流、讨论提出各自想要探究的问题，再筛选出具有探究意义的问题：①一定时间内，细菌种群数量的增长，会不会受到种群密度的影响？②细菌在培养过程中，随着营养物质的消耗，它还能不能按照指数增长？
（2）引导学生针对以上两个问题，作出假说，并采用假说演绎法对作出的假说进行演绎即预测细菌数量大致变化趋势。
（3）组织学生完成教材中表格及相关曲线的填写，接着引导学生自主比较数学方程式与曲线图各自的优点，从而明确可以根据研究的需要运用不同的表征形式，其目的是方便科研的开展、研究。如数学方程式能准确表达出某具体时间细菌种群的数量，而曲线图则能直观地反映细菌种群数量的变化趋势。最后，教师结合假说演绎法的思路、逻辑与学生一起建构“生物学科学研究的一般思路、方法”（图2）。
（4）引导学生回顾物理模型、概念模型、数学模型的实例，建构注意事项等知识，从而使学生明确，生物学模型的建构只是科研过程中借助的一种直观表征形式（如学习过程中，为了方便建构各核心概念、核心知识之间的内在联系，可以借助概念模型对知识进行建构），而假说演绎法才是生物学科研的重要思路与方法。
三、利用模拟生物学实验，训练生物学科学方法
在中学生物学知识体系中，生物学实验是重要的组成部分。它不仅是培养学生实验操作技能的需要，更是科学理解概念，掌握知识本质，揭示原理和规律，提升生物学科学素养等的需要。因此，教师在教学实践中要充分利用现有资源、充分挖掘、积极模拟生物学科学实验，让学生学到的生物学科学方法得到充分有效的训练。
例如，在学习“标志重捕法”时，教师可以依据现有资源设计以下程序进行实验模拟：
（1）取150g黄豆（代表要调查的区域内动物种群个体总数）和50粒豌豆（代表标志的个体数），1000mL烧杯和培养皿若干个。
（2）每一小组将150g黄豆倒入烧杯，接着从烧杯中取出50粒黄豆，再将50粒豌豆倒人烧杯中（代表第一次被标志的动物个体数）充分搅拌使它们混合均匀。
（3）每次从烧杯中随机取出一粒豆子，放在培养皿上，随后就将烧杯中的黄豆与豌豆混合均匀，再随机抓取一粒豆子放人培养皿中，依此方法，共随机抓取豆子40粒（代表第二次捕获动物的个体总数）。
（4）最后统计培养皿中的豌豆的数量（代表在第二次捕获的动物中有标志的动物个体数）按照相关公式计算，并估算出烧杯中黄豆的总数。
（5）每一小组重复测算3次，并求平均值。最后小组内的学生分工合作，将烧杯中的黄豆倒在桌子上，数清有多少粒，再加上培养皿中已经抓出的黄豆、豌豆并与步骤（5）中测出的平均值作比较。
四、以生物学试题为载体，强化生物学科学方法
生物学核心知识、核心规律等揭示都源于生物学实验，但教材因篇幅限制等原因，对于某些生物学科学知识中隐含的科学方法不可能面面俱到进行还原、介绍，可用试题弥补这一空缺。教师在生物学课堂教学中可以选取与教材核心知识、核心规律联系紧密的试题还原生物学科学知识，强化学生生物学科学方法。
例如，学习“甲状腺激素分泌的分级调节”时教师可以设计以下程序进行课堂教学：
（1）引导学生结合教材内容及示意图解释“人在寒风中发抖时，机体是如何通过提高代谢活动来抵制寒冷”。从而明确机体为了应对多变的外界环境，不仅存在分级调节还存在负反馈调节。这时学生可能会生成“当初科学家是如何知道机体存在分级调节、反馈调节？”这样有价值的问题。
（2）展示与此核心知识相关试题：为研究影响促甲状腺激素（TSH）分泌的因素，研究者从刚处死的大白鼠体内分离出新鲜的下丘脑和垂体，然后将这些结构单独或一起培养于含有或不含有甲状腺激素的培养基中，培养后测定培养基内TSH的浓度，结果如图3。
①实验中A瓶作为空白对照，可以说明________；②据图分析实验结果：D瓶与A、C瓶比较说明________；③E瓶与A、C瓶比较说明________。
通过实验示意图的分析，强化学生信息处理能力，渗透生物学科学知识探索的研究思路、研究方法，为学生开展类似的科学实验提供范例；通过问题①②③的训练提升学生对对照实验创设重要性的认知水平，强化科学思维的严谨性。
五、充分开展研究性学习，促进生物学科学方法的应用
研究性学习是一种新型的学习方式，要求学生向科学家做研究一样开展学习。即学生在教师引导下，自主地去发现问题，探究问题，得出结论。
例如，学生学完酶这部分内容之后，提出了“淀粉酶的化学本质真的是蛋白质？”这样有价值的问题。对于这样的问题，教师可以依据现有资源、学情等设计以下程序指导学生开展研究性学习：
（1）指导学生查找相关资料，了解该实验的实验原理：浓硝酸与蛋白质结合出现黄色反应。因为浓硝酸鉴定蛋白质比双缩脲试剂鉴定蛋白质操作更加方便、简洁，所以选用浓硝酸作为鉴定蛋白质的试剂更符合实验简约性原则。
（2）引导学生对提出的问题作出假设即该实验探究的目的。如探究淀粉酶是（不是）蛋白质。
（3）引导学生对作出的假设，进行演绎：如果淀粉酶是蛋白质，那么用浓硝酸检验，会出现黄色反应，反之不会出现黄色反应。
（4）引导学生根据实验目的准备实验材料和用具（淀粉酶液、鸡清蛋白液、试管、吸管、蒸馏水、浓硝酸）并自主设计实验步骤及相关表格：①取等量的淀粉酶液、鸡清蛋白液和蒸馏水分别放人3支试管中，标为A、B、C；②向3支试管中分别滴加等量的浓硝酸，充分振荡后静置一段时间，观察颜色的变化并记录在表1中。
（5）引导学生预测实验现象（结果）、实验结论：①若A试管与B试管都出现黄色，而C试管不出现黄色，则淀粉酶为蛋白质；②若A试管与B试管、C试管出现的颜色都不一样，则淀粉酶不是蛋白质；③若A试管与B试管出现的颜色不一样而与C试管出现的颜色一样，则淀粉酶不一定是蛋白质。
（6）组织学生开展实验，观察实验现象（结果）、得出实验结论：①实验现象（结果）：A试管与B试管都出现黄色，而C试管不出现黄色；②实验结论：淀粉酶是蛋白质。
在开展这一研究性学习过程中，通过指导学生设计探究实验方案以及指导学生对实验结果的预设、分析等环节，让学生真正参与到实验中来，不仅培养学生的观察、思维、分析、解决问题的能力，也培养学生的动手能力和知识运用能力。