高中生物学科学探究能力的培养

高中生物学科学探究能力的培养 高中生物课程的核心任务，就是提高学生的生物科学素养，培养科学探 究能力。因而，在高中生物教学过程中，注重让学生领悟和初步学会一些 科学方法，对于培养学生的科学探究能力至关重要。 一、注重渗透系统分析的方法分析问题 系统分析方法就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咨询方法。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 的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。它的产生和发展标标志着人类的科学思维由以“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。高中生物教材 从一开始就涉及细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统 和生物圈等生命系统的层次，从微观到宏观，让学生初步了解到，生命科 学的研究是从这些层次展开和深入的。其中细胞是最基本的生命系统，高 中生物基础内容的教学就从这一基本系统的组成、结构、功能、发生、发 展变化来展开，在此基础上，学习个体、种群、群落、生命系统，层层相 依，逐步递进。在高中整体生物教学中，让学生在把握知识内在联系的同 时，潜移默化地让学生领悟系统分析的科学方法。 二、注重培养学生的创造性思维 培养学生的创造性思维，是培养探究能力、创新能力最常用的途径。所 谓的创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维 能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题， 提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维 成果。北京师范大学何克抗教授曾提出：创造性思维结构的六要素：发散 思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维、辩证思维和横纵思维，在教学过 程中，我们要用心处理任何一个问题的解决，以训练学生的创造性思维。 如在进行“促胰液素的发现”的教学中，课本上介绍囿于定论的沃泰默， 有敢向权威挑战，而介绍斯他林和贝利斯冲破固有思想、观念、理念的束 缚，进而得出正确的实验结论意在引导学生的发散思维。又如达尔文挑战 传统观念，创建以自然选择学说为核心的进化理论，实际上科学每一步的 前进都是发散思维能力的胜利。在一点一滴的教学中向学生渗入发散思维。 指导学生构建“生物膜流动镶嵌模型”、"DNA 分子双螺旋结构模型”、 “血糖调节模型”等物理模型，意在培养学生的形象思维、直觉思维。让 学生理解达尔文自然选择学说的概念模型，意在培养学生的逻辑思维能力， 让学生在学习过程中理解遗传和变异的辩证统一关系，遗传是相对的变异 是绝对的，学习“内环境稳态的动态平衡”，意在培养学生的辩证思维， 每一个知识网络的建立，意在培养学生的横纵思维。 三、注重培养学生严谨的科学态度 严谨的科学态度，精益求精的学习作风，严谨、求实、准确的态度是从 事科学的工作者所必备的品德。科学态度作为科学素质的重要因子，是科 学学习的动力因素。它改变学生的行为倾向，激发他们对学习的兴趣，影 响着学生对科学学习的投入、过程和效果，也是科学教育的重要目标。科 学是严肃、认真、来不得半点虚假的，任何一点疏忽、马虎都会导致失败， 甚至会危及生命财产的安全。应从小对学生进行严谨求实，一丝不苟的科 学态度的培养。 如何培养学生严谨科学态度呢？培养科学态度不能像教知识那样直接 “教”给学生，而是要依赖于日常生活中的潜移默化的影响，日积月累， 让学生感受、体验和内化。这是一个长期的、系统的工程，需要教师在课 上课下不断的培养，让学生在过程中养成，在结果中体验。比如假说---演 绎法。第二册教材上这样介绍“在观察和分析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，再通过实验检 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， 反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一各科学方法， 意在告诉学生科研的基本过程，“根据实验提出问题一作出假说一演绎推 理一实验检验-得出结论”，而在介绍类比推理时则指出，萨顿将看不见的 基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因 位于染色体上的假说。应当注意的是，类比推理得出的结论并不具有逻辑 的必然性，其正确与否，还需要观察和实验田的检验（引用课本 28 页）。 所以课本紧接着给出了摩尔根的“基因在染色体上实验证据"。这些内容的 安排首先让学生明白了科学研究的一些方法和科研步骤，其次让学生体会 科学家们对科学对知识的严谨态度，体会科学发展历程的艰辛，在科学发 展史上，没有平坦的大道，只有具备了为科学献身的精神，全身心投入， 才有可能成功。 四、注重让学生注意学科思想的交叉 在生物教学过程中，教师应注重让学生注意学科思想的交叉，尤其是数 学思想在生物上的应用，发现红绿色盲是化学家道尔顿，建立 DNA 双螺旋 结构的是物理学家克里克等等，让学生看到了学科之间的交融，孟德尔成 功的原因之一就是运用统计学的数学方法处理数据；研究种群数量变化。 通过建立数学模型，用“J"型曲线和"S"型曲线，增长率、增长速率，生物 进化中基因频率，基因型频率的计算等，这些数学方法的运用对于发展学 生的科学探究能力至关重要。 五、适当给学生自主探究的空间 在高中生物教中的“问题探讨”“资料分析”“实验设计 t”“技能训 练”，等，都是让学生尝试自主探究，不是直接给出答案，而是让学生通 过“资料分析”“探究”等活动寻求答案。如通过分析第三册课本 72 页的 资料分析，得出竞争、捕食关系曲线图。在“探索生长素类似物促进插条 生根的最适浓度”中，就可以让学生自己设计实验，有些练习题答案不唯 一，甚至有些疑难问题存在争议，呈现给学生，体现科学体系的开放性。 如对转基因食品安全问题的讨论，在日常教学中，通过解决这些问题，逐 步点滴地培养学生的探究能力。