生物中的科学方法汇总十篇-9游会

生物中的科学方法汇总十篇

时间:2024-01-16 16:01:11

生物中的科学方法

生物中的科学方法篇(1)

陶行知先生说过:“我认为好的先生不是教书,而是教学生学。”在生物学教学中,要根据生物学科的特点,结合学生的学习实际和教学内容,有意识地对学生进行学法指导,从而提高学习效率,实现知识传授和智力发展的辩证统一。生物教学中常见的方法有以下几种,仅供参考:

一、比较法

比较法是学习过程中最常用的方法也是其它方法的基础。有比较才有鉴别,求同法和求异法是进行比较的两种重要手段。求同法即找出事物之间的相同点。如通过对叶绿体和线粒体的比较可以得出两细胞器三方面的相同点:双层膜结构,遗传上的独立性,与能量代谢有关。求异法即找出不同点,例如通过对动、植物细胞亚显微结构的比较可总结出植物细胞特有的结构――细胞壁、大液泡、质体,以及高等动物细胞特有的结构――中心体。

二、分类法

即根据一定的标准对有关材料进行科学分类,分类随标准而异,在比较的基础上进行分类。如新陈代谢从“方向”上分同化作用和异化作用,从“性质”上分物质代谢和能量代谢;新陈代谢的类型从同化作用上分自养型和异养型,从异化作用上分需氧型和厌氧型。

三、联系法

每门学科都有其严密的知识体系,学科内部以及不同学科间都存在着联系。教学中应指导学生从横向、纵向两方面去挖掘相关知识的联系。生物体是一个互为联系的统一体,生物体各结构之间、结构与功能间、结构与环境之间都存在着联系。教学中可以指导学生从细胞、组织、器官、系统四个水平寻找结构间的联系,体会结构与功能、结构与环境的统一性,如人体的呼吸、消化、循环、泌尿、内分泌和神经系统之间以新陈代谢为纽带而相互联系。此外还要加强理论与实际的联系,用生物学知识解释生活中的某些生物学现象,做到学以致用。

四、归纳法

归纳法是学生在占有学习材料的基础上,对材料进行提纲挈领的总结概括形成知识点或知识体系。归纳时思维方式可采用发散思维和聚合思维,归纳方法可采用符号纲要法和主题词法等。生物知识既有各自的独立性,又存在着内部联系,学生在学习过一段知识之后,应及时进行归纳、总结,以各知识点间的联系为线索,构建知识网络,形成知识体系。常见的归纳方法有图示法、提纲法和列表法。图示法一般用于归纳几个知识点间的联系,提纲法适用于单元总结,而列表法则更适应于期中或期末复习。学生掌握并实际应用这些方法就可将所学知识进行归纳、整理,使所学知识系统化、条理化,增强学习效果。

五、实验法

生物科学是一门以实验为基础的学科,生物学实验是指运用一定的仪器、器具、材料、药品通过科学方法观察研究一般情况下不易观察到的生物体结构和生命活动现象的过程。 从中学生物学教学的角度,生物学实验可以分为以教师为主操作的演示实验、学生家庭课外实验、以学生课堂操作为主的实验,也有的是教师演示和学生实验相结合进行的实验。

六、阅读自学法

课前预习和课后巩固都要求学生要进行阅读自学。阅读自学要有目的性,要带着问题去阅读,阅读之后应归纳知识要点、找出难点、提出感到疑惑的问题从而引发思考。阅读自学可以激发求知欲,思维积极活跃,有利于提高学生分析问题和独立解决问题的能力。

七、科学记忆法

1.口诀记忆的方法。例如:“鲤鱼体侧有侧线,水流方向它能辨,水的温度知高低,部分声波听得见。”

生物中的科学方法篇(2)

新人教版教材初中《生物学》突出人与生物圈的知识体系,安排了系列化、多样化的科学探究活动,如观察、思考、实验、调查、探究、资料分析等。教材的安排要注重学生能力的培养,教师需要积极激发学生的自主探究和实验操作技能。而科学方法教育此时在生物教学中发挥着重要的作用。如,显微镜的使用教学,教师通过例子介绍显微镜的发展历史,在观察比较显微镜不同放大倍数下植物细胞的形态和内部结构,引出细胞结构和显微镜成像原理,使教学更为生动有趣。结合活动,教师引导学生注意领悟、总结和应用科学方法。这就是科学方法教育在教学中的良好运用。

一、初中生物科学方法教育的概述

1.科学方法教育的概念

科学方法教育,指教育者根据学生的认知水平、特点及学生的心理发展情况,应用现代化的教育思想和手段,有目的、有意识、有步骤地传授和渗透某门学科的科学方法,让学生感受到科学方法的训练和熏陶,逐步掌握最为基本和最为主要的某门学科的方法,以达到促进知识的有效学习、实践操作能力的提高以及创新精神的培养,进而提高所有学生的科学素养。

2.初中生物科学方法教学的含义

生物是研究生命起源和发展规律的一门学科。初中生物教学中的科学方法教育就是在日常的生物教学活动中,以一定的生物学理论知识作为载体,以自然科学的基本理论和方法作为依据,应用一定的教学手段,让学生系统性地学习生物学知识,进而培养他们的创新能力和生物科学素养,促进学生的个体性发展。如:调查法旨在倡导学生就某个与生物学有关的问题进行调查,培训其实践能力。调查的内容可以是“校园内的植物种类”,也可以是本班同学某种生物性状如单双眼皮情况调查,学生有了参与调查的体验,进而对调查法加以运用,延伸扩展到对其他选题的调查。

3.初中生物科学方法教学的选择原则

初中生物科学方法教育的教学,应根据不同的教学内容,选取不同的科学方法,其选择原则是:(1)从初中生物课程的教学内容出发,生物学具有很强的实验性,几乎所有的生物学理论知识都是由无数的实验得出的,这就决定了每一个生物知识点都具有相对应的科学方法。学生学习不仅要了解生物学知识,还要掌握相关的科学方法。因而科学方法的选择必须建立在生物的具体知识的基础上。(2)从学生的知识水平出发,生物学知识对应的科学方法是多种多样的,但不是每一种科学方法都适合生物课程的教学,尤其是初中阶段,该阶段的学生开始形成认知观和世界观,对于科学方法的概念还是不够清晰,仍以形象思维为主,所以必须根据学生的个体差异、实际的知识水平等方面进行科学方法的选择。

二、我国初中生物科学方法教育的现状

1.对科学方法的具体内容不够清晰

目前我国生物教师对于观察法、科学实验法、对比法等一般普通的科学方法较为了解,但是对于模拟比较法、假说法及想象与创新思维等方法则较为陌生,甚至有些教师认为学习方法和教学方法就是科学方法。由于教师对科学方法的内容认识不到位,很难在实际教学中建立科学完整的科学方法体系。

2.科学方法还处于自发阶段

大部分初中生物教师在教学活动中,都是凭其感觉和以往的经验应用科学方法。没有从教育心理学等方面思考教学方法的适用性,大部分初中生物教师对于科学方法的选择和使用还处在自发操作阶段,没有很好地将科学方法和理论相结合。

3.科学方法的应用缺乏计划性、层次性和系统性

虽然说初中生物教师对于科学方法教育有一定程度的认识,也在实际的教学活动中有所注意,但是没有相对应的理论作为基础,并且没有形成系统性的知识,使得科学方法教育失去了完整的体系,缺乏完整性的安排,在使用科学方法教育时存在很大的随意性和盲目性,但实际的教学效果却不是很理想。

三、科学方法及初中科学方法教育在教学中的作用

1.初中生物教学中的科学方法

结合教育心理学、生物学等相关理论知识,从学生的已有知识水平出发,常用的初中生科学方法包括:(1)观察法。就是在自然发生的条件和一定的理论基础上,进行有目的、有计划、有步骤的考察研究,从而获得被观察事物现象的一种科学方法。如:观察花的结构。(2)科学实验法。为了达到一定的研究目的,应用一定的科学仪器、设备等,人为地进行操作和改变客观物质和过程,以求进一步认识自然生物规律。如,制作并观察植物细胞临时装片;(3)资料分析法。给学生提供图文资料,让学生进行分析,得出结论。(4)比较法。将研究对象的现象个别部分、个别方面和特征进行比较,确定比较对象异同点的方式。这四种是较为常用的科学方法,还有数学方法、假说方法、想象与创造性思维等科学方法。

2.科学方法教育对于学生的作用

新时期,教育有着不断的改革和发展,随着新课改的不断推进,极有必要对中学生进行科学方法的教育,让学生自己动手进行生物相关的实验,激发学生的兴趣和求知欲,让学生达到主动学习的目的,促进学生对新知识的接受能力。如,在探究非生物因素对动物的影响的教学内容,生物教师可引导学生对生物生存需要的因素做出总结,再进行假设、设计实验及开展实验,让学生进行自我组织讨论。如此不仅可以让学生了解实验其实很普通,并非只有科学专家才可使用,还可以极大地满足学生求知欲和好奇心,在实验的过程中感受学习的乐趣。对于学生而言,在观察生物表象、认识生物形成和构建、了解生物规律及分析解决实际的生物科学问题的过程当中,所有的认知结构及相关生物知识和方法都和科学方法教育有着密切的联系。

3.科学方法教育对于教师的作用

科学方法教育对于初中生物教师而言,主要是在教学设计中,需要积极地对学生的学习内容有所了解,针对每一个教学知识点和单元内容作出详细的科学方法目标,并且可以在恰当的时候把科学方法教育融入初中生物的教学活动中。如,植物的绿叶在光照作用下制造有机物的教学,生物教师需要根据教材内容找出可进行试验的素材,比如天竺葵,其他植物也可进行实验。但是菠菜叶是不可以进行的,因为其不可积累淀粉,所以不能进行相关实验,所以对于初中生物的教学,教师需要做足功课。

四、科学方法教育的教学模式意义

科学方法教育在初中生物教学中,需要确立学生在教学中的主体地位,根据学生的实际认知水平和思维方式,在教学中设计问答、思考、讨论等形式的教学活动。将科学方法教育融入实际的生物教学中,可进一步提高学生的生物科学素养,提高教师的教学效率,为学生的终身发展及应对未来发展奠定基础,为建设学习型、创新型、合作型的学习提供良好的方法支持。如,种子萌发条件的教学,教师可根据科学方法教育的理论,设计出以实验和讨论为形式的教学,让学生主动参与教学活动中,教师积极引导学生进行观察、思考、讨论。最后教师对种子萌发的条件及内部变化进行归纳阐述。根据初中生物教学内容和初中生的思维特点,教师需要把科学方法教育贯彻到整个教学活动中,包括教学设计、教学准备、教学开展和教学评价等环节,随着科学方法教育的开展,把科学方法教育和初中生物教学科学有机地结合起来。

综上所述,在初中生物教学活动中教师应该积极转变教学理念和教学方式,将科学方法教育融入教学中,以学生为主体,创新教学模式,把具体的科学方法与生物教学有机地结合起来,实现初中生物渗透科学方法教育的教学模式的良好运转,实现优质高效的教学效果。

生物中的科学方法篇(3)

中图分类号:g633.91 文献标识码:a 文章编号:1671-0568(2014)18-0089-02

人教版高中生物教材必修一《分子与细胞》“生物膜的流动镶嵌模型”一节中,讲述第一部分的知识点“对生物膜结构的探索历程”,以科学史的方式讲述生物膜的发现过程――欧文顿经过实验发现溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜得出结论:膜是由脂质组成的。这里展示了欧文顿用观察法和实验法得出可供分析的实验结果,然后运用分析归纳法得出结论。关于细微的看不见的不容易想象的磷脂分子,课本给出了磷脂分子的结构示意图,这是物理模型法。罗伯特森用实验法发现了细胞膜“暗―亮―暗”的结构,课本也给出了图片形式的物理模型,直接展示了罗伯特森所拍到的电镜照片,可以清楚地看见细胞膜“暗―亮―暗”的三层结构。在细胞膜流动镶嵌模型这一知识点上,课本首先描述了荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,利用实验法并用图片明确记忆,向学生展示了发现的过程,在给出结论的时候,同时运用了物理模型和概念模型,既有用文字具体描述的流动镶嵌模型如何存在的概念模型,也有用图片直接展示出来的物理模型。

上述实验法、归纳法、物理模型和概念模型等都是科学研究中所运用到的科学方法。在一课时的教材中就蕴含如此多的科学方法,但是,在生物课堂上对于科学方法的教育和培养却很是缺乏。究其原因,一方面是教师对科学方法概念的理解不到位、范围不清楚所致;另一方面是课堂上科学方法教育教学策略的欠缺。本文将系统阐述一下科学方法的概念及分类。

一、科学方法的概念及层次

在科学研究过程中,为解决科学问题技术难点所使用的方法称为科研方法。科研方法分为三个层次:第一层次是适用于各门学科特点的特殊方法,如生物化学中的原子示踪法、粒子物理中的核―核碰撞实验方法等;第二层次是各门学科研究的一般方法,是特殊方法的归纳和总结,对各门学科研究具有比较普遍的指导意义,如观察法、实验法等;第三层次是最具有普遍意义的哲学方法,是一种世界观又是一种方法论,最本质上是思维方法,是研究各类科研方法的理论基础和指导思想。

我们在此处说的科学方法是指第二层次的一般方法。一般方法是特殊方法的归纳和综合,以哲学方法为指导,对各门学科都具有较普遍的指导意义。“提高生物学素养”是新课程的基本理念,科学方法则是科学素养中最核心的内容,在初高中阶段的各学科基础知识的教学中,让学生接触并了解乃至亲身应用这些科学方法,对培养学生缜密的科学思维、提高科学素养具有重大的作用及意义。

科学研究只有建立在大量事实材料的基础上,通过逻辑思维方法对这些材料进行加工整理才能不断地发展与进步。所以,科学方法根据科学研究中的步骤可分为获得数据或事实材料的方法和分析处理材料的方法两大类。

二、获得数据或事实材料的方法

获得数据或事实材料的方法主要有观察法、实验法和调查法。观察法是指人们在自然条件下通过感官或者一定的仪器,有目的、有计划地观察研究对象并及时记录下来以获得相关科研材料的方法,实验法是观察法的补充和发展。当通过观察提出未知的问题时,可以通过实验来提取出我们所期望的、可以解答问题的答案。实验法人为干预自然中的各个因素更有利于揭示自然事物的本质。在大多数情况下,观察法和实验法相辅相成、共同作用。如孟德尔的豌豆杂交实验,孟德尔在做实验的时候,必须先观察豌豆的相对性状,才可以设计出杂交的方案,杂交过程是实验法,在收获种子的时候也要观察好豌豆种子的形状及数量。调查法是指为了达到某一目的,制定一个计划全面或者比较全面地收集研究对象某一特定方面的材料,以供我们分析、综合得到结论的科研方法。调查法比较适合从群落或者系统层次上发现问题,是生态学研究的重要方法。在科学家研究曼彻斯特地区桦尺蠖体色基因频率的变化中,应用了观察法和调查法。要先观察出桦尺蠖体色的相对性状,然后运用调查法,统计一定数量的桦尺蠖中深色与浅色的数量,对比工业革命之前与之后桦尺蠖体色的数量比,可以明显看出种群的基因发生率变化。

三、分析处理材料的方法

分析处理材料主要有逻辑思维(包括归纳与演绎、分析与综合、类比)、非逻辑思维(包含形象思维和直觉与灵感)、模型方法和系统方法等。

1.逻辑思维是人们在认识过程中借助于概念、判断、推理反映事实的过程。归纳和演绎是一对思维方向相反的推理形式和思维方法,归纳是从特殊事实中概括出一般原理或规律,演绎是从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论,二者互为补充、相辅相成。孟德尔在豌豆杂交试验中,通过实验数据归纳出性状是由基因控制的,所有具有相对性状的生物都符合基因分离定律这一普遍性的规律,这是运用归纳法由个别结果推测普遍规律。为了验证这一假说的正确性,孟德尔预测了豌豆测交的结果,通过第二年测交实验验证了预测的正确,测交实验是孟德尔运用了演绎法通过一般规律推测个别结论。分析与综合也是互为表里的一对思维方法,分析是将研究对象整体分解为一个个部分来研究,综合是将研究对象的各个部分整合起来从整体上去认识和把握。如上面曼彻斯特桦尺蠖种族基因频率与环境污染间的关系,就有运用这两种方法。最初科学家只是统计调查出深色桦尺蠖所站的比例越来越大,并不清楚这种变化的原因,这是和大环境割裂开来只分析生物的原因。与环境综合起来对比,就很容易发现桦尺蠖体色的变化和曼彻斯特地区的污染息息相关。类比是指由两个对象的某些相同或相似的方面来推断它们在其它性质上也有可能相同或相似,是从特殊到特殊,从一般到一般的推理。萨顿的关于基因位于染色体上的推理就是典型的类比推理。

2.非逻辑思维包括形象思维和直觉与灵感。形象思维指人们在认识事物过程中对事物表象进行取舍时形成的,只用直观形象的表象解决问题的思维方法。形象思维包括表象的再现、想象和联想。而直觉和灵感是当问题无法解决,是大脑不加思考而产生的想法,不具有逻辑性和必然性,对错与否也要经过证明,但是却是创新能力形成的重要因素。

3.模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。模型舍去了原型的一些次要细节、非本质的联系,以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系,是连接理论和应用的桥梁。模型主要分为数学模型、物理模型和概念模型。数学模型是指用数学的方法来描述两件事物之间的联系;物理模型是指以实物或者图片等形式直观地表达认识对象的特征;概念模型是指以文字对真实世界中的问题或者理论的描述。在教材展示的孟德尔豌豆杂交实验中,这三种模型都有用到。教材中用概念图的形式清楚地展示了杂交的过程以及母本和子代的形状,这是图片形式的物理模型,有助于形象记忆。而子代的性状以及数量比例都可以运用数学中的概率计算得出,这是一种数学模型,用一种数学式表达集中因素之间的关系。最后孟德尔得出的文字描述的遗传第一定律与第二定律,这是一种概念模型。

4.系统方法是指在明确系统边界后,在分析组成系统各要素、层次结构的基础上分析系统内各组分间关系的方法。系统方法适用于生态学方面,桦尺蠖的研究也在一定程度上应用了系统方法。以曼彻斯特地区的大环境为系统,系统中对桦尺蠖体色有影响的关键因素有树干、树干上的地衣,捕食桦尺蠖的鸟儿以及环境污染。工业革命之前,曼彻斯特森林茂密没有污染,所以树干上长满浅色的地衣,桦尺蠖趴在树干上,深色的容易被鸟儿看见吃掉,所以浅色个体占大多数。工业革命之后,污染严重,地衣死亡,煤灰将树干染成黑色,深色的桦尺蠖容易躲过鸟儿的眼睛而存活下来,所以深色个体占绝对优势。这是以系统整体分析各个要素、层次的系统方法。

在教材中通过教学将科学方法渗透给学生,是培养学生严谨科学思维、提高科学素养的绝佳素材。

参考文献:

生物中的科学方法篇(4)

我国的基础教育要求必须注重培养学生的学习态度和动手实践能力,以此来摆脱在教育过程中学生读死书和死读书的状况,所以,为了让每一个学生能够在探究问题和解决问题方面有更好的发展,实行生物科学教育的改革对基础课程改革具有重要的意义。

一、生物学教学的含义和背景

生物学是一门研究生命现象,揭示生命规律的学科。而生物学教学指的是以一定的生物学知识为载体,通过自然科学理论和方法论的教学模式,让学生可以系统地学习生物学知识,提高学生的科学素养,以达到促进学生个体发展的目标。从一方面来说,生物学是一门带有实验性质的学科,几乎所有的生物学知识都是由前人的实验所得到的,因此,现在得到的每一个生物学结论都有与其对应的科学方法。生物学知识和科学的方法是一个整体,教学中传授生物学知识必须和科学方法相辅相成。

二、科学的教育方法在初中生物学教学中的含义和意义

科学的教育方法指的是教育者需要结合学生的认知特点和心理发展水平,运用现代化的教育思想和教育理念,有目的、有思想、有步骤地传授和渗透某种学科的教育方法,学生也可以根据这种科学的教育方法,逐渐掌握最基本的某种科学方法,以达到促进学习知识、增强实践能力和培养创新精神的目的,从而提高全体学生的整体素质。

众所周知,生物学家在发现、发明和创造的过程中,创造了科学方法,这些方法有的在教材中明确地呈现出来了,但是有的却很隐蔽,需要老师们自己去发现。因此,科学方法的不明确容易造成在日常教学中教师很难把握相关问题。所以,从生物学知识和科学方法相对应的角度来看,必须重新去探讨和确定初中生物学教学中科学方法教育的内容,并且通过阐释的方法明确科学方法的具体实施过程,给今后的生物学教学提供可参考的依据。

三、我国初中生物学教学中存在的问题

通过对日常教学实践的分析,我国的生物学教育还存在重视生物学知识而忽略对学生进行科学方法教育的问题。下面就对我国初中生物学教学的现状进行分析:

1.科学方法目标不确定

《义务教育生物学课程标准》中曾明确提出:“知识与技能”“过程和方法”“情感态度与价值观”目标是课程改革的三维目标,但是在真正的教学实践过程中,教师根本搞不清该如何帮助学生达到哪种层次的教学目标,只能依靠自身的教学经验。

2.科学方法内容不清楚

科学方法是一门独立的学科,许多老师并没有将科学方法和生物学教学相结合起来,在生物学教学的过程中大都是根据自身以往的经验选取方法传授知识点,这样的教学方法显得比较模糊而且随意。

3.评价体系不完善

在教学过程中,一般老师对学生实施的教学评价体系就是“计划、实施、评价”,这样的评价体系已经很长一段时间应用在学生知识掌握情况的评价系统上,其实这样的评价系统既不完善,又无法达到应有的目标,反过来说这也是教师对科学教学方法的

忽略。

四、关于在初中生物学教学中科学教育方法的措施

我国在《义务教育生物学课程标准》中明确指出提高学生生物科学素养,需要从几个方面尝试构建适合初中生物学教学的科学方法体系,并且将这些方法运用在教学中。

1.倡导科学方法作为独立的体系和教学内容同时进行学习

科学的教育方法一直是我国课程改革的重要组成部分,一直起着重要的作用,但是在教学过程中并没有将科学的教育方法和生物学知识联系起来,大部分老师只重视传授学生知识,却忘了将科学的方法结合起来,从现在开始,教师应该注意科学的教育方法的重要性,让生物学教师可以在教育过程中做到有据可依,学生可以系统地学习生物学知识。

2.按照科学方法的逻辑来设计教学程序

现在生物学教师使用的教学模式都是根据书本知识的顺序来进行教学,这样学生可以比较顺利地掌握,但是却不能将所有的知识连贯地掌握。如果按照科学的教学方法来设计教学内容,简单地说,就是将一个知识点和下一个知识点串联起来,将不连贯的知识点相结合起来,这样就可以让学生更好地掌握科学知识,还可以帮助学生学习科学的方法。

迄今为止,我国尚未完善初中生物学教学所适应的科学方法体系,这就需要教师加快研究的脚步,制订出适合初中生学习生物学的科学教育理论体系,从整体上提高学生学习生物学知识的能力。

参考文献:

[1]雷亚萍.新课标下高中生物教学的具体措施研究[j].都市家教:上半月,2013(5):38-39.

生物中的科学方法篇(5)

    一、发挥教师在生物教学中的主导作用

    1、进行生物教材加工寻求学生科技点

    教师是学习的引导者、组织者、支持者和参与者,教师在生物教学中起着主导作用。探究性教学是以改变学生的学习方式为目的,以训练培养思维、实践、创新科技素养能力为核心,生物教师应依据课本要求和学生的学习状况,确定每节课的学习目标及各种探究活动的子目标,梳理出教材的重难点,对教材的使用撒到或全部或部分,或增或减,其中激发学生科技兴趣材料的选取,探究性学习素材的提供,探究性学习情景的创设,是教材处理的主要内容。主要是应把握好几个方面:一是满足初中学生的对于科技探究的学习兴趣,丰富课本以外的生物科技发展中的新动向、新知识。使学生对进人感官的事物主动地进行选择、转换、储存和应用,发展其认识过程。二是创设学习的新情景。学习的情景是现有经验向生物教材所包含的逻辑经验发展的过度体。它代表的一般是自然、社会、现实和科技成果发展的情景,目的是使学生的个人生活与自然和社会融为一体,与科技发展融为一体。学生可以把已有的背景知识与新材料、新信息等科技资源联系起来,依靠原有的“图式”去理解和解释科技现象,构建科学素质。

    2、加强教学设计提升学生科技知识能力

    在生物教学中,要对课内课后作业进行精选和组织。学生家庭作业对初中学生的学业成就具有积极的推动作用,要完成自己的家庭作业,特别是课后的科学实验探究等活动,教师对作业的质和量要精确控制和选择,对学生的作业要有充分的指导和反馈和评价,保证绝大多数的学生经过不是过分复杂的努力获得成功,通过积极有趣的科技探究活动强化学生的学习动机,以抵挡住无节制的体育运动、看电视等活动的诱惑,引导学生的外在学习动机向内在学习动机转移,以提高科学素质。

    3、指导学生养成良好的生物探究思维习惯

    教师把相应的科学方法的训练整合于探究教学活动之中,提高学生的探究水平,发展学生思维品质的广阔性、深刻性、灵活性、独立性及批判性。使学生获得成功智力、多元智力的训练,养成良好的生物探究思维习惯。如生物观察和实验法、生物假说提问法、生物统计和分析法等,以此来提高学生的科学素质。

    二、发挥学生在生物教学中的主体作用

    学生是探究学习活动的实施者、参与者、合作者和评价者。学生的主体作用,主要体现在对学习材料的心理倾向与接受、探究问题的提出、探究方案的设计、探究步骤的实施、探究结果的讨论与交流,自主地合作地完成教师提供的各种“主动作业”。自我监控探究学习的全过程,并积极地参与评价活动。学生在学习活动中学会选择、参与、发现。选择,就是让学生根据自我需要选择学习的材料,学习方式及解决问题的思维方式。参与,就是让每位学生在教师的主引下,根据自我的需要,确定探究学习的主课题,或子课题,提出自己的有创建性、有意义的假说,参与探究过程的实施和评价。发现,就是在探究生物问题及结果的过程中,学生大胆尝试,积极发现。从不同的角度、不同的实验方法。不同的情景去思考,去获得新经验,建立更高级的认知结构。只有发挥了学生在生物教学中的主体作用。其自身的科学素质才能得以提高。

    三、加强生物课堂探究性教学过程的管理

    由于探究内容的综合性、学科的渗透性、知识的前沿性,思维方法的发散性、创造性,教师的权威在这个时代受到强烈的挑战,同样也影响着生物课堂探究性教学的管理,影响着学生的科学素质。因此,在开展生物课堂探究性教学过程,要想提高学生的科学素质。一定要遵循探究原则,重点做好以下几个方面:

    1、要建立和谐的师生关系

    教育活动是师生进行的一种情感的交往与沟通。学生和教师的关系应是平等的教师和学生即是学习的伙伴、信息的产生者、输出者,又都是信息的接受者和收益者。和谐的师生关系、宽松的学习氛围,为学生在生物课探究活动中充分发挥科技智能潜力提供了最佳的情感背景,教师不仅在科学探究方法上要指导学生,在情感上要激励学生,只有情意相加。以情增意,才能孜孜不倦,乐此不疲地进行科学探究活动。教师不随意干涉学生的探究活动,努力创造一个民主的研讨气氛。在民主、平等、宽松的环境中,活跃学生的科技思维,发挥其创造力;与学生多交流,倾听他们的认识和感悟,并给予相应的认可和鼓励,培养和保护学生敢于提出不同见解的科技创新意识和思维。

    2、要坚持课堂的开放性

    任何一种课堂教学的模式都不是固定不变的,静止的,一个好的教学模式应具有开放前瞻的教学思想、科学新颖的教学设计、灵活创新的教学内容和务实高教的教学效果。就生物课来看,应具有探究问题的开放,情景的开放、过程的开放、结论的开放。生物教学内容的开放是指来源于教材,又不能拘泥于教材,适当补充有利于激发学生兴趣、培养能力、发展个性的新信息,也可让学生参与选择。教学方法开放是指教学方法不固定,应灵活多变,学生可自主选择适合自己的生物学习方法。教学时空的开放,让学生适度地选择探究性学习的时间和空间。教学评价的开放性,是指师生互评,生生互评,生生自评。

    3、要注重课内课外探究活动的协调

    生物教师应当引导学生合理安排课内学习和课外活动的时间。传统教学模式的课前、课内和课后可谓径渭分明,而且是以课内为主,课后为辅。在完整和较大型的教学活动中,课内和课外学习就强烈的显示出是一个有机体,因为生物学本身是一门自然科学,学生在自然环境中的探究活动将决定他们在时间、空间更依赖于课外的学习与训练。

    四、运行合作学习开展生物课探究教学

    在以学生学为核心的生物课堂教学中,教师工作的重心是千方百计引发学生“交往”,即在教室里构筑一种人与人相互交往、相互交流、相互启发、相互促进的关系,让学习者与物、与教材、与同伴、与教师、与自我的对话成为教学的中心,形成合作学习的共同体。合作学习,不仅重视各类教学目标如认知、情感和技能目标上的均衡达成,而且具有改善人际交流的模式、增强学耳的互动性、在合作中发展个性、促进自主学习、发展智力等特点。在生物探究性教学中尝试以小组合作探究学习促进学生开展课题探究活动,发展智力,提高科学素质。

    1、建立合作学习小组

    每个学生都有自己的优势智力领域,在一个异质的小组中,每个人有自己的学习类型和方法,有着不同的学习经验。通过合作学习,学生可以借鉴别人拥有的“长”,补自己的“短”,通过交流,得到启发。促进各自智力的发展。

    2、广泛开展生物实践

生物中的科学方法篇(6)

不同研究者对“科学方法”的定义和要素界定有所差异,通过文献研究,综合学者的认识,从中学生物教学的角度,我们认为:科学方法主要是对科学家在研究过程中所运用的各种思维方法以及操作工具的总称。科学研究实际是一个不断发现和提出科学问题,获取和整理科学事实,形成科学理论,并进行检验和评价的过程,科学方法也就包括发现和提出问题的方法、获取科学事实的方法(如观察、测量和实验方法)、概括科学事实的方法(如比较、分类、归纳、抽象、灵感和顿悟等)、形成和发展科学理论的方法(如数学方法、假说方法、跨学科方法、系统方法)、对理论进行评价的方法等。

本研究基于基础教育阶段的目标和学生的特点,就生物学科涉及的科学研究的一般方法(程序)和一些具体科学方法,如观察法、实验方法、模拟方法、归纳与演绎、假说方法、数学方法、系统方法等进行调查研究。

二、研究过程和方法

1.通过文献综述工作,了解研究现状,开阔研究思路

课题组通过文献分析,对科学方法教育的已有研究进行梳理,从而为本研究选择视角和研究定位提供依据,为理解科学方法的概念、内涵,建立科学方法的教育目标和内容体系奠定基础。

在文献研究的基础上,课题组梳理了生物课程所涉及的具体科学方法的种类,并对每一种科学方法做出简单阐述,有利于研究教师把握每种方法的特征,形成统一的认识。

2.研制工具,开展调查研究

在梳理中学生物教学所涉及科学方法的基础上,课题组结合生物课程的目标和内容标准,列出中学水平涉及的具体科学方法,选择了其中的13种,包括观察法、实验法、调查法、模拟法、比较与分类、分析和综合、归纳法、演绎法、类比推理法、模型法、假说方法、数学方法、系统方法。

参考布鲁姆的教育目标分类法,课题组初步确立了科学方法的5个认知水平层级――知道、理解、应用、评价和创造,并对每个维度的含义做出了解释(见表1),用于确立各种科学方法的认知维度的调查研究。

调查问卷由两部分组成,第一部分为选择题,主要涉及两个方面:在高中/初中生物教学中,应该对学生进行哪些科学方法的培养?高中/初中学生经过两年的生物课程学习,对科学方法的掌握应达到什么程度?第二部分为开放题:请列举几个对学生进行科学方法教育的案例。

调查问卷得到了大学哲学专业的教师、海淀区教研员的指导,使问卷结构更加科学、可信。

3.选择调查对象

为了更加全面、科学地确立科学方法的认知内容和认知水平层次,课题组综合多方人员的观点,选取一线生物教师、生物学科的市区级教研员、大学教师和生物教材的编写人员等与生物和科学课程相关的人员为被试,从不同角度全面分析,提高调查结果的普遍性和权威性。本次调查共发出问卷104份,收回有效问卷100份,回收率为96%。调查问卷采用无记名方式。

三、研究结果与分析

1.对科学方法认知内容的研究

科学方法是多种多样的,面对有限的教学时间和教学内容,教师应该选择哪些科学方法作为中学生物教学的教学内容,课题组预计通过调研的方法了解中学生物教育相关人员对此问题的看法,在对调查结果进行统计与分析的基础上得出结论。

(1)针对初中学段科学方法认知内容的研究

对“在初中教学中,应该对学生进行哪些科学方法的培养”的调查结果显示,中学生物教师、大学教师、专家的观点基本一致,80%以上的调查人员认同观察法、实验法、比较与分类和调查法,尤其是观察法和实验法得到了100%的高度认同。70%以上的调查者认为,归纳法、分析和综合、模拟法也应该成为初中生物教学的内容。

《义务教育生物课程标准(2011版)》明确指出,通过义务教育阶段生物学课程的学习,学生应初步学会生物科学探究的一般方法,发展学生提出问题、做出假设、制订和实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。科学探究需要通过观察、调查和实验得到证据,利用数学方法等多种方式分析和整理数据,采用文字、图表等方式呈现证据、表述结果,对证据、数据等进行分析、归纳和判断。这些过程均离不开观察法、实验法、调查法、逻辑思维方法和数学思维方法。“初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题”也是《义务教育生物课程标准(2011版)》的能力目标之一。解决科学问题常常需要做出假设,需要学生应用已有知识,对问题的答案提出可能的设想,并估计假设的可检验性,这就需要学生了解假说――演绎的科学方法。

综合调查结果和对教材及课标的解读,我们认为,在初中阶段,观察法、实验法、调查法、比较与分类、分析和综合、归纳与演绎、模拟法、模型法、假说法、数学方法都应该成为生物教学的重要内容。

(2)针对高中学段科学方法认知内容的研究

被调查者在回答“在高中教学中,应该对学生进行哪些科学方法的培养”时,结果显示,观察法、实验法、比较与分类、调查法、归纳法、分析和综合、模拟法、类比推理法、模型法、假说法、数学方法和系统方法均得到88%以上的高度认同。分析和综合、假说法和数学方法三种科学方法得到100%的认同。

2.对科学方法认知水平层级定位的调查研究

(1)针对初中学段科学方法认知水平层级定位的调查研究

调查结果显示,对于观察法、实验法、调查法和比较与分类,约占50%的受调查者认为,这些方法应该定位于应用水平,约有35%的受调查者则认为应该定位于评价水平或创造水平。对于分析与综合和归纳法,约占50%的受调查者认为,这些方法应该定位于应用水平,约有15%的受调查者认为应该定位于知道水平,约有20%的受调查者认为应该定位于理解水平。对演绎法和类比推理方法的认知维度定位比较分散,定位于知道水平、理解水平和应用水平的各占到约25%。对模拟法和模型法的认知维度定位比较分散,认为定位在知道水平、理解水平和应用水平的各占到20%~25%。对假说法和数学方法的目标定位在知道水平的约占40%,而在理解水平和应用水平的各占到20%左右。

综上,以“认同度最高频度”作为标准来定位认知水平,表明在初中阶段,观察法、实验法、调查法、逻辑方法定位于应用水平;模型法、假说方法、数学方法定位于知道水平;模拟方法定位于理解水平。

调查结果还显示,对同一种科学方法的认知水平层级的定位,一线教师和大学教师对初中学生科学方法认知水平层级的定位存在一定差异,且不同科学方法差异不同。对于实验法,约有50%的一线教师和大学教师都倾向定位在应用水平,有近一半的中学教师定位于评价和创造水平,定位于理解水平的不到10%,而在大学教师中把观察法定位于理解水平的占了1/3,定位于评价水平的占了17%。对于观察法,64%的一线教师倾向定位在应用水平,22%定位于创造水平,定位在理解水平的只有2%,而50%的大学教师将之定位于评价水平,30%定位于应用水平,17%定位于理解水平。对于调查法,约有50%的一线教师和大学教师都倾向定位在应用水平,但有近一半的中学教师定位于评价和创造水平,定位在理解水平的不到10%。

(2)针对高中学段科学方法认知水平层级定位的调查研究

调查结果显示,对于观察法,55%的受调查者认为,应该定位于创造水平,约有27%认为应该定位于应用水平,15%认为应该定位于评价水平,与初中阶段相比,受调查者对高中阶段的定位更加倾向于创造水平。对于实验法,约50%的受调查者认为,应该定位于评价水平和创造水平。对于调查法,45%的受调查者认为,应该定位于创造水平,35%认为应该定位于应用水平,24%认为应该定位于评价水平。对于比较与分类和分析与综合法,定位比较分散,基本倾向于定位在应用水平、评价水平和创造水平上,创造水平略显优势。对于归纳法,约占50%的受调查者认为,应该定位于评价水平,有27%的受调查者认为应该定位于创造水平。对于演绎法和类比推理方法,约占50%的受调查者认为,应该定位于应用水平,而定位于理解水平、评价水平和创造水平的各占10%~20%。对模拟方法认知维度的定位比较分散,比较集中的水平是应用水平和创造水平,分别约占到1/3。对于数学方法,55%的受调查者认为,应该定位于评价水平,各有18%认为应该定位于理解水平和创造水平。对于模型法和假说方法,64%受调查者的观点是将这些方法定位于应用水平,定位理解水平、评价水平和创造水平的也各占10%左右。对于系统方法,比较集中的定位水平是理解水平和应用水平,但也都各占到1/3。

综上,以“认同度最高频度”作为标准来定位认知水平,表明在高中阶段,观察法、实验法、调查法、比较与分类、分析与综合定位于创造水平;归纳法定位于评价水平;模拟法、模型法、假说方法、数学方法和系统方法定位于应用水平。

四、研究结论

1.对科学方法认知内容的研究

综合调查结果和对教材及生物课程课标的解读,我们认为,在初中阶段,观察法、实验法、调查法、比较与分类、分析和综合、归纳与演绎类比推理、模拟法、模型法和数学方法都应该成为生物教学的重要内容。高中学段的科学方法认知内容,在初中的基础上,还应该增加假说法和系统方法。

2.对科学方法认知水平层级定位的调查研究

问卷调查结果显示,被调查人员认为在初中阶段,观察法、实验法、调查法、逻辑方法最高的认同度处于应用水平;模型法、假说方法、数学方法最高的认同度处于知道水平。模拟方法最高的认同度处于理解水平。在高中阶段,观察法、实验法、调查法、比较与分类、分析与综合最高的认同度处于创造水平;归纳法最高的认同度处于评价水平;模拟法、模型法、假说方法、数学方法和系统方法最高的认同度处于应用水平。

文献研究表明,科学过程技能分为基本过程技能和综合过程技能,初中阶段应该定位于发展基本的过程技能,包括观察、分类、实验测量、变量的识别和控制等,高中阶段应该发展学生的综合过程技能,包括实验设计、实验结果的分析、逻辑推理和建立模型等。

每种科学方法都需要在不同的学习阶段反复学习,其中的内容和要求应该是逐级上升的。例如对于模型法,可以要求初中生利用细胞模型来认识和描述细胞结构。但发展到高中阶段,要拓展到模型的解释功能,要求学生能够建立和使用模型来阐明细胞的结构及其特点。基于以上各种观点,我们结合中学生物教学实际,对科学方法的认知水平层级作了以下定位。(见表2)

生物中的科学方法篇(7)

一、科学方法教育对初中生物的作用分析

在生物教育研究中,科学方法教育自始至终都是着重研究的课题,不管是从提高民族的整体素质角度还是当前的课程改革的时间来讲,做好生物科学方法的教育教学工作,都具有深刻的时代意义。

在教育不断改革的今天,非常有必要对中学生进行科学方法教育,让学生自己动手实验,这样可以使学生以最好的学习方式,主动接受最新的授课知识。例如,在探究非生物因素对某种动物的影响时,教师引导学生总结生物生存所需要的因素、作出假设、设计实验、进行实验,然后在小组内交流讨论。这样,不仅可以让学生知道实验不是只有大科学家才能做,学生也可以做,而且在实验过程中,可以让学生获得学习的乐趣。

在整个生物教学中,教师和学生是一个不可分割的整体。对于学生来说,在观察生物现象、形成生物认识、认识生物规律以及分析解决科学问题的过程中,所涉及的认知结构以及有关知识内容和科学方法基础的准备程度等都与科学方法教育有着极大的联系。

对于教师来说,科学的方法教育表现为教师教学设计时,能够对学生学习的内容了解,针对每个单元列出详细的科学方法目标,并且能在最好的时机将科学方法教育带到初中生物的教学之中。比如在学习植物的绿叶光照下可以制造有机物的过程中,教师必须根据教材先找出可以进行此实验的素材,如天竺葵,而其他植物如白薯叶也可以进行这个实验,而如果教师考虑使用菠菜叶的就不可以,原因是菠菜叶不可以积累淀粉,所以不能使用。所有的授课,都需要教师的精心准备才可以。

二、科学方法教育在生物教学实践的研究

苏教版教材体现了以学生为主的教学理念,用科学方法教育把学生带到学习中,做学习的主人,培养和发展学生的主体性,这是苏教版教材的教学根本任务。对此,在生物授课过程中,可以借鉴其优点,发展学生的学习主体性。以学生为中心的理念要在课程中充分体现,根据学生的思想与认知程度,在课堂中设计问答、思考与讨论等多种形式的活动,使学生全身心投入课堂,真正做学习的主人。

在新的一轮课程改革中,我国已将教学目标从过去的一维发展到三维。苏教版教材将科学方法教育带到了教学实践当中,取得了良好的效果。据此,将科学方法教育带到生物的教学实践中,会进一步提高学生的科学素养,提高教师的课堂教学效率,为学生终身发展、应对现代社会未来的发展的挑战奠定基础。

例如,对于“种子的萌发条件”这节课,重点在于让学生了解种子萌发条件及其内部变化。这就需要教师进行引导进行探究实验,得出结论。让学生在实验中观察现象。根据科学方法教育的理论,教师在设计思想的时候可以采取实验与讨论的教学方法,让学生在课前充分预习,并且能够在课前实验,得出种子萌发所需的内部条件。在课堂上,教师可以让学生做课堂的主人,讨论观察的结果,引导学生的思考,并得出结论。随后,教师可以让学生讲述自己所学种子萌发这一课的方法、过程、结论,使科学方法教育在初中生物课堂上完全实践起来。

生物中的科学方法篇(8)

著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼说过:“科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到什么程度(因为没有事情是绝对已知的),如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则,如何去思考事物,作出判断,如何区别真伪和表面现象。”科学教育中的“科学过程”主要是指在一般的科学研究中,那种普遍适用的系统化的操作方法和步骤。美国《国家科学教育标准》中把科学过程与方法看成一个系统,是指一系列的相互联系的科学家普遍使用的研究方法和程序。我国的基础教育课程改革强调科学探究,强调让学生亲历科学,在体验中学习。这种新型学习方式的提倡意在改变传统单纯接受式的被动学习方式。学生不是被动地记忆科学的结论,而是经历这种结论得到的过程和懂得获取的方法。

科学家认为对自然现象的认识不能停留在事实的层次上,需要进一步透过现象,深入内部,抽取有关事物的本质,并且舍弃一切非本质属性的结论,即提炼出反映事物本质属性的内在的客观规律的各种“概念”和“定律”来。这个过程是通过探究来完成的。但科学家不管用何种探究模式,其基本的环节是共同的:科学问题的提出,科学事实和资料的收集,猜想和假设的建立,检验与评价,表达与交流。科学教育中的科学探究学习方式的主要环节也与此相类似,表明探究学习体现了科学教育与科学研究本质上的一致,反映了科学教育与科学研究内在的统一。科学探究强调知识获取中的体验,强调过程与方法,既是对我国传统教育的纠偏,也反映了科学素养的核心要素。

2 高中生物课程中基本的科学研究方法

科学方法可分为多个层次,这里所指的生物科学研究方法主要是指科学研究的一般方法,如科学观察方法、科学实验方法和科学调查方法,特别是指科学实验方法。科学研究总是从观察开始,通过观察发现问题,然后提出假设,并对假设做出基本预测,最后设计实验来验证假设。如果实验结果与假设不一致,则说明原来的假设是错误的,要修改假设,重新实验;如果实验结果与假设一致,则说明原来的假设是正确的,可将假设上升为学说或理论。科学方法教育应包括科学研究中“过程技能”(观察——问题——假设——实验——结论)的教育,还应包括观察、调查、实验等具体的方法技能。科学方法教育中尤其要重视科学思维的训练,即努力使学生将科学方法内化为自己的思维方式和行为方式。

2.1 观察实证的方法

观察实证是指通过对研究对象大量的观察、实验和调查,获取客观材料,从个别到一般,归纳出事物的本质属性和发展规律的一种研究方法。

2.2 假说—演绎法

假说—演绎法是指在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的;如果不符,就说明假说是错误的。所以假说—演绎法的根本过程是:发现问题——提出假说——演绎假说——实验证明——提出结论。在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中很好地展现了假说—演绎法,也正是由于他采用这种方法才获得了科学上不朽的成绩,为人类揭示了遗传之谜。“假说—演绎法”是形成和构造关科学理论的一种重要思维方法。对学生来讲是“授之以渔”的重要手段之一;学完课程以后,他们对别的都可以忘记,但这些方法会存留下来,这就是真正的素养和能力。

2.3 建立模型的方法

新课标中建立模型被列为一项技能目标,并作为高中学生必备的生物科学素养。国家和地方的新高考大纲(说明)也已明确将这一技能素养的掌握水平作为考核对象,2007年全国高考生物江苏卷中就已出现涉及模型构建问题的考核尝试。因此,在平时的教学和高考复习中,教师和考生都要予以重视。由于新课标要求学生学会建立的模型主要是思维形式的模型,因此笔者拟针对几种常见思维模型的构建方法提出如下建议。建立模型的一般程序:(1) 掌握原理。掌握模型所代表的知识、过程、规律、机理等,弄清模型的构成要素或包含内容之间的逻辑关系。(2) 明确类型。明确所构建的模型属于哪种类型,知道该种模型的特点及表现形式。(3) 构建草图(框架)。选择适当的图形、文字、符号勾勒出草图,或用适当的文字符号搭建框架。基于模型的通适性、典型性,所以在构建时只需要考虑大多数情况即可,一般不考虑极少数情况或特例。(4) 修饰完善。对照原理查验所构建的草图(框架),确保其科学性;然后进一步修饰完善模型,力求规范、简洁、直观、有美感;最后构建出正式的模型。(5) 补充诠释。对一些模型要添加必要的文字说明、示例、图注等,使模型更科学、更清楚、更规范。

2.4 系统分析法

系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统,对系统要素进行综合分析,找出解决问题的可行方案的方法。它从系统的着眼点或角度去考察和研究整个客观世界,为人类认识和改造世界提供了科学的理论和方法。它的产生和发展标志着人类的科学思维由主要以“实物为中心”逐渐过渡到以“系统为中心”,是科学思维的一个划时代突破。系统分析是一种研究方略,它能在不确定的情况下,确定问题的本质和起因,明确咨询目标,找出各种可行方案,并通过一定标准对这些方案进行比较,帮助决策者在复杂的问题和环境中作出科学抉择。

3 生物教学中开展科学研究方法教育的途径

生物学是一门实验科学,有着众多的可以渗透科学方法教育的内容。教师在努力钻研教材的基础上,要充分挖掘教材中对学生进行科学方法教育的素材,将科学方法教育渗透到教学过程和学生的学习过程中。

3.1 通过生物学实验开展科学研究方法教育

高中生物教材中有着众多的学生实验,每做一个实验都是学生亲身体验科学研究方法的过程。在教学中尽教师要可能地将验证性实验变为探究性实验,要求学生通过明确实验目的、自己设计实验、讨论完善实验、最后实施实验步骤等过程,使学生体验到科学研究的方法和过程。另外,教师在备课和教学中应将科学研究方法很好地贯彻到每一个实验中,根据实验内容的不同有目的的让学生体验科学研究的过程,接受全面而完善的科学研究过程和方法的认识与训练,使学生认识、经历科学研究的过程,理解科学方法的本质,并训练其使用有关的具体方法完成每一步骤。这是培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力的有效思维方式和操作方式。教师要注重鼓励学生得出自己的结论、畅述自己的观点。

3.2 通过生物科学史开展科学研究方法教育

“读史使人明智”,生物科学的每一项重要发现都是科学方法正确应用的典范。科学的方法是人类探索真理,发现新理论和获取新知识的重要手段,生物教学也离不开科学方法的探索、理解和学习。

高中生物教材中有许多关于生物科学史的教学内容,如酶的发现、光合作用的发现、生长素的发现、遗传物质的发现等。这些科学发现本身就是科学家科学实验(探究)的过程,教师可以充分利用这些素材,帮助学生寻着先人的足迹,在享受科学探究的快乐中受到科学方法的教育。

3.3 通过探究性教学开展科学研究方法教育

在新一轮的课程改革中,科学探究不仅被作为重要的理念强调,作为教学建议提出,而且被列入了课程目标和内容标准之中。在现代教育文献中“科学探究”、“探究式教学”、“探究式学习”都是指学生在学习过程中模仿科学家进行科学探究的思维方式来主动构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的学习方式。这种学习方式在学习内容上,不但包括事实、理论等陈述性知识,还包括科学过程和方法等程序性知识。在教学策略上,教师通过创设一定的探究情景,让学生发现问题,做出猜想与假设,并通过实验、调查、查阅文献等方式搜集与处理信息,对猜想与假设进行论证,最后通过表达与交流活动对自己的探究过程进行反思与评价。在这一过程中学生获得知识与技能,掌握解决问题的方法,获得情感体验。一般情况下,探究式学习环节分为:提出问题——猜想与假设——方案的设计与选择——收集证据——解释与结论——评价与反思——交流与表达等7个方面。

3.4 通过研究性学习开展科学研究方法教育

研究性学习是一种以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生生活和社会生活中选择和确定研究专题,主要以个人或小组合作方式进行的一种学习方法。学生通过亲身实践获得直接经验,养成科学精神和科学态度,掌握基本科学方法,提高综合运用所学知识、解决实际问题的能力。科学是一门具有崭新教学理念的学科,学习的核心便是科学探究。科学探究也涉及到提出问题,并通过猜测、计划、观察等活动,亲历解决问题(科学探究)的过程,获得科学知识,形成科学价值观。研究性学习与科学探究都是通过学习者从提出问题到解决问题的探索实践过程来实现科学知识的掌握和科学价值观的形成,以提高学习者解决问题的能力的学习方式。哈佛大学就有这样一句名言——教育的真正目的就是让人不断提出问题和解决问题。它较好地说明了研究性学习、科学探究在教育活动中的重要性,学生亲历科学探究的过程是获取科学知识和培养科学价值观的主要途径。

研究性学习是现在高中学生的一门必修课,利用研究性学习使学生实践科学研究方法,可以使学生真正体会到科学研究方法的重要性,学会如何将一些科学研究的理论知识应用到实践中,研究性学习既是学生对科学方法的实践,也是教师进行科学方法教育成果的检验。

生物中的科学方法篇(9)

中图分类号:g642.0 文献标志码:a 文章编号:1674-9324(2014)45-0197-03

物理化学课程是化学化工类专业的一门重要学科基础课程,也是学好后续专业课的必要准备。由于物理化学是在前人大量实验资料的基础上进行分析、综合和归纳,从而得到很多的各种定律理论及公式,所以历来的化学化工类学生都对之望而生畏。尽管物理化学公式多、概念多、模型多,但是很多知识源于物理的原理和实验,而且经常用高等数学为工具进行推导和演算。总之,该课程理论性强,逻辑思维性强,抽象概念多,因此,如何在课堂上将物理化学讲授的生动、形象,激发工科学生的学习兴趣就显得尤为重要了。兴趣是最好的老师,学生有了兴趣,教师才能较好的指导。我校涉及工科的化学化工类本科专业主要有:应用化学、高分子科学与工程、化学工程与工艺、环境工程等。以下是我们在课堂教学活动中,关于如何激发学生学习兴趣的一些方法。

一、提出问题法

提出问题,引发学生思考。进行探究式教学是提高学生学习兴趣的重要手段。例如讲授“carnot循环”一节时,可从carter小时候观察奶奶烧开水,看到水在锅里沸腾将锅盖顶起来,受此启发,长大后carter发明了蒸汽机。一种工作在高温热源(锅炉内水蒸汽)与低温热源(空气)之间,源源不断地将高温热源吸收的热转变为功并将部分热量传递给低温热源,其最大效率是多少(工业上能提高生产效率)?然后联系前面讲过的可逆过程特点(系统膨胀对环境做最大功,压缩得到最小功),引出carnot循环。

又例,讲授偏摩尔量时,理想混合物如苯(a)和甲苯(b),没有体积效应,即vmix=nav*ma nbv*mb,而真实混合物如水(a)和乙醇(b),具有体积效应,即vmix≠nav*ma nbv*mb,为什么呢?这是由于两种分子(a和b)的结构和分子之间范德华相互作用力不同造成的。

二、例举一些与讲授知识紧密相关的自然现象或工业上的应用

实践是认识的来源。认识是主体对客体的能动性反应,这种反应只有在实践中,在主体和客体的相互作用中才能完成实践是认识发展的动力。认识产生于实践的需要,实践为认识的发展提供日益完备的认识工具,锻炼和提高人的认识能力。例如,讲授“henry”一节前,举例啤酒、碳酸饮料开瓶后,大量气泡从瓶口溢出,问学生为什么?讲授“raoult”一节前,举例为什么海水在低于0℃结冰?“表面物理化学”一章涉及许多自然现象或应用,例如,讲授“表面张力”一节前,可举例为什么水滴自动形成球形?可从以下两个角度进行解释,若形成不规则形状,则各处的曲率不同,附加压力不同,不稳定;形成球形表面积最小,则表面吉布斯自由能最小。讲授“附加压力及kelvin公式”一节前,可举例如下:人工降雨;干旱的稻田土壤龟裂,在缝隙里比较湿润;香菇干在梅雨季节若没有密封包装,则容易受潮;等等。kelvin公式可以解释两种重要的现象:(1)毛细凝聚现象:在多孔固体表面,水蒸汽被吸附时,在细孔道内弯曲液面上的蒸汽压比平液面上小,容易发生凝聚。例如,干香菇在梅雨季节很容易受潮;多孔性结构的物质如活性碳、硅胶等常作为干燥剂;泥土中孔道和缝隙常常保持潮湿状态;等等。(2)亚稳状态的存在:例如过饱和溶液、过热液体、过冷液体、过饱和蒸汽等亚稳现象。亚稳状态在热力学上不稳定,在动力学上却能保持暂时稳定的状态。讲授“固体表面吸附”一节前,可举例活性炭用于蔗糖汁脱色制白沙糖。

三、例举一些与讲授知识紧密相关的物理化学实验

实验是一种实践,它是感性的,而理论是理性的。从感性上升到理论是逻辑必然,是认识更加深入的过程。理论指导实践,反过来实践或应用推动理论的发展。从生动、鲜活的实践提炼上升到理论是认识的飞跃。例如,讲授“热化学―等压热效应与等容热效应”一节前,讲述氧弹量热器测量物质燃烧热―等容热效应,如何换算为等压热效应?从gay-lussac-joule实验讲授理想气体热力学能变和焓变,从joule-thomson实验讲授实际气体的热力学能变和焓变及其节流膨胀的应用,从铋―镉相图的步冷曲线测量实验讲述简单的低共融二元相图等。

四、类比法

类比推理是一种重要的思维手段,类比教学法对于引发学生的学习动机、帮助学生理解抽象的事物和概念、发展学生的求异性思维以及培养学生学习的主动性具有重要意义。类比教学法在课堂教学中被广泛运用,形式多样,但是类比教学的运用也有一定的局限性,类比的运用要适度,不能盲目依赖。例如,讲授“电解质溶液的电导”一节时,将离子导体与金属导体进行相应的对比讲述,让学生对这两种导体的特点、影响导体电阻的因素等有明确的认识。再比如,可以提问学生,电化学反应其实也是一种氧化还原反应,那么,这种氧化还原反应与普通的氧化还原反应有何区别?引导学生经过思考后加深对电极反应的认识。

五、讲述科学家的生平故事,特别是他们的科学精神

讲述科学家的生平故事,可激励学生以他们为榜样,勇攀科学高峰。涉及的物理化学家主要有:carnot、joule、clausius、gibbs、helmholtz、claperon、faraday、nernst、arrhenius等。比如在讲ag|agcl电极时,可以讲周公度先生的一个亲身经历。周先生早年在北大做实验助理教师时制备ag|agcl电极,第一次制备时发现电极上有一个黑点,他一开始认为可能是实验操作问题,然后重新做,结果第二次还有,这时,他认为这可能不是实验操作的问题,而是有相关实验现象产生。于是,周先生对电极上的黑点进行了详细的结构分析,结果发现了一个文献中还没有报道过的晶体结构,并将研究结果发表在国际相关主流学术期刊上,该研究成果奠定了其在国内结构化学领域的领军地位。经过这一事例可以教育学生要善于发现问题,并勇于解决问题。这一点不仅可以教书,而且还可以育人。

六、学生课堂练习法

讲授气体混合物中各组分的化学势――理想气体及其混合物的化学势时,先让学生做以下例题。

计算1.0 mol理想气体在等温下从标准压力p变化到任意压力p化学势的变化。

标准态:在t、p的纯理想气体。以上就是化学势表示式。

七、介绍科技前沿法

教师在教学过程中应当结合现代科学技术的新发展,把一些与课程有联系的最新科技进展穿插在理论的讲授中,学生通常对这部分比较感兴趣,既拓展了学生的科学视野,也提高了学生的学习兴趣。例如教授“化学电源”一节,除了介绍教材上列举的蓄电池(如铅酸、金属氢化物―镍电池等)和燃料电池,还补充介绍了目前广泛使用的锂离子电池。随着全球矿物能源的日益减少和环境问题的日益突出,对于新能源的利用和研发越来越重要,因此特别介绍了锂离子动力电池和超级电容器作为替代轿车传统发动机的能源动力,可达到减少环境污染和减少对石油的依赖。

八、提问学生法

对于比较容易和简单的讲授内容,可采用此法。一方面可提出下面讲课的内容,另一方面可检查学生的预习情况。例如讲授“hess定律”一节时,可以提问学生:hess定律的内容是什么?hess定律在什么条件下成立?等问题。

此外,还有先讲结论法、归纳法、演绎法等。总之,要根据授课内容来选择合适的激发学生学习兴趣的方法。让学生感到物理化学重要(是其他化学基础课程的理论基础)、有用(工农业生产应用,解析自然现象等)、形象而不抽象,达到学生自觉和主动学习的目的,从而促进学生掌握物理化学知识。

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[11]贺诗华.工科非化学与化工专业《物理化学》重组与重整实践[a].2010.中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[c].2010.

[12]曾明荣,黄婷婷,翁建新.物理化学实验教学改革创新与实践探索[j].高等理科教育,2008,(04).

生物中的科学方法篇(10)

一、科学方法教育对初中生物的作用分析

在生物教育研究中,科学方法教育自始至终都是着重研究的课题,不管是从提高民族的整体素质角度还是当前的课程改革的时间来讲,做好生物科学教育的方法的教学工作,都具有深刻的时代意义。

教育不断改革的今天,非常有必要对中学生进行科学方法教育,自己动手试验,这样可以使学生以最好的学习方式,主动接受最新的授课知识。例如在探究非生物因素对某种动物的影响时,教师能引导学生总结生物生存所需要的因素、作出假设、设计实验、进行试验、作出假设,然后在小组内交流讨论,这样,不仅可以让学生知道实验不仅仅只有大科学家才能做,学生也可以,而且在实验过程中可以让学生找到学习的乐趣。

在整个生物教学中,教师和学生是一个不可分割的整体。对于学生来说,包括学生在观察生物现象、形成生物认识、认识生物规律以及分析解决科学问题的过程中,所涉及的认知结构以及有关知识内容和科学方法基础的准备程度等都与科学的方法教育有着极大的联系。

对于教师来说,科学的方法教育表现为教师教学设计时,能够对学生学习的内容了解,针对每个单元列出详细的科学方法目标,并且能在最好的时机将科学方法教育带到初中生物的教学之中。比如在学习植物的绿叶光照下可以制造有机物的过程中,教师必须根据教材先找出可以进行此实验的素材,如天竺葵,而其他的植物如白薯叶也可以进行这个实验,而如果教师考虑使用菠菜叶就不可以,原因是菠菜叶不可以积累淀粉,所以不能使用。所有的授课,都需要教师的精心准备才可以的。

二、结合教材对科学方法教育在生物教学实践的研究

苏教版教材体现了以学生为主的教学理念,用科学方法教育把学生带到学习中做学习的主人,培养和发展学生的主体性,这是苏教版教材的教学的根本任务。对此,在生物的学习授课过程中,可以借鉴其优点,发展学生的学习主体性。以学生为中心的理念要在课程中充分体现,根据学生的思想与认知程度,在课堂中设计问答、思考与讨论等多种形式的活动,使学生全身心投入课堂,真正做学习的主人。

在新的一轮课程改革中,我国已将教学目标从过去的一维发展到三维。苏教版教材一将科学方法教育带到了教学实践当中,取得了良好的效果。据此,将科学方法教育带到生物的教学实践中,会进一步提高学生的科学素养,提高教师授课知识的效率,为学生终身发展、应对现代社会未来的发展的挑战奠定了基础。

例如对于《种子的萌发条件》这节课程,重点在于让学生了解种子萌发条件及其内部变化。这就需要教师引导学生进行探究实验,得出结论,让他们在实验中观察现象。根据科学方法教育的理论,教师在设计思想的时候可以采取实验与讨论的教学方法,让学生在课前充分预习,并且能够在课前试验,得出种子萌发所需的内部条件。在课堂上,教师可以让学生做课堂的主人,讨论观察的结果,引导学生的思考,并得出结论。随后,教师可以让学生讲述自己所学种子萌发这一课的方法、过程、结论,将科学的方法教育在初中生物课堂上实践起来。

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