“人教版”高中生物课标教材中的科学方法体系

2016-08-10夏华刚

新课程研究·教师教育 2016年7期

夏华刚

【摘要】高中生物新课标教学内容要求注重培养学生的科学探究能力，通过新的教学手段与方法全面提高学生对生物科学的学习能力以及理解能力。普通高中使用的“人教版”生物课标教材应当符合课程标准、相应的知识体系，符合高中学生对生物学的科学探究能力发展的方向与要求，符合有关的科学方法体系和实践技能学习体系。文章就“人教版”高中生物课标教材的科学方法体系对高中生学习生物学科的影响和作用进行了探讨。

【关键词】人教版；高中生物；教材；科学体系

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）21-0009-02

“人教版”高中生物课标教材是课程标准化的具体体现，教材中包含的教学理念和教学方法体系为学生更好地学习生物课提供了基础。高中生物教学离不开教材原有的知识体系结构，也离不开培养学生科学探究能力的科学方法体系。本文主要是从高中生物教学的角度进行思考，对“人教版”高中生物课标教材中蕴含的科学方法与知识体系进行研究，并对其中所展示的教学价值进行了简单地分析。

一、教材中的科学方法体系简介

“人教版”高中生物课标教材所包含的科学方法体系与教学内容是十分丰富的，主要是根据生物学科的特性进行不同教学内容的排版，从理论上保证高中生可以全面学习与吸收生物知识。高中生掌握生物科学探究能力的方法主要分成3种：

1. 学科内实验方法。运用特殊的方法进行科学探究。如同位素标记示踪法、洋葱表面的分离细胞器方法、生物解剖等。

2. 在化学、物理、生物中探索出与化学具有相同科学研究的方法。如对物质变量的追踪研究。

3. 通过哲学方法学习生物科学知识。如客观法、矛盾分析法等，主要运用在生物学中动物的生活圈子、相处模式等。

高中生物教材中的科学方法体系贯穿整个生物教学过程，这些科学方法体系构建的目的在于提高学生的生物科学探究能力，通过教材的书面知识或是实验教学让高中生全面学习与吸收生物知识。此外，教师在教学中具有重要作用，能直接影响到学生科学探究能力的培养。教师要深入理解与掌握教材中的科学方法体系，按照教材的科学方法与体系进行有计划、有步骤地教学，不断地培养与提高学生的科学探究能力。

二、生物新课标教材中的科学方法体系内涵

1. 科学方法体系的内涵

“人教版”生物新课标教材中的科学方法体系主要是从学生获取经验性材料方法与理性思维的方法当中形成并构建出来的。其中获取经验性材料的方法有观察法、实验法、调查法、模拟法；理想思维的方法包括逻辑思维、形象思维、直觉和灵感、数学方法、模型方法、系统方法。其中的逻辑思维又包含归纳、分析、综合、类比等几个节点。模型方法又包括数学、物理、概念模型。

2. “人教版”生物教材科学方法体系的特点

“人教版”高中生物新课标教材的科学方法对于我国生物教学事业的发展具有十分重要的理论基础。例如，在教材中一级标题蕴含着知识核心概念、基本原理。生物学科的教学体系中十分重视高中生的生物探究能力培养和科学方法培训。整体的科学方法体系具有严密的知识框架结构、系统性强、知识概念阐述准确、严密的教材组织形式等特点。此外，注重高中生学习生物的心理特点、人文精神的渗透，也综合了其他生物教材的优点。

三、高中生物教材科学体系的内容

1. 获取经验性材料的方法

（1）观察法。学生在自然条件下，通过感官系统或实验仪器进行的生物研究活动，从中获取有关经验性的材料。在“人教版”生物教材中明确表述了“观察是科学探究的基本方法”，学生可以通过肉眼或放大镜、显微镜等生物实验器材观察，还可以利用相机、摄像机、测量工具进行生物观察，以便获得经验性的材料。在生物教学的材料获取实践中，要求学生对此过程进行记录，做好实验前的计划安排，保持充足的耐心。教师还要指导学生进行讨论交流，从中学习他人的优点。

（2）实验法。高中阶段的生物学习包含大量的实验部分，学生进行生物实验操作是获取经验性材料的方法之一，主要是以“控制变量”“对比实验”为实验教学中心，生物实验是利用实验室的仪器设备进行各种生物探究活动，包括了基本的观察实验，如洋葱细胞分裂、不同种类的细胞认识。也包括科学方法论意义上的实验，如细胞的对比实验、生物质量变化实验等。为了让高中生更好地了解实验课程的价值和意义，在实验中可以对实验对象进行人为控制，称为实验组。实验就是为了证明研究对象的变化是由某种原因引起的，同时需要一种未进行人为控制的实验组，称为对照组。

例如，高中生进行酶高效性的实验：在①号试管滴入2毫升双氧水，②号试管滴入2毫升双氧水，然后滴加3滴肝脏研磨液，③号试管滴入2毫升双氧水加3滴三氯化铁溶液。①号试管不作处理与②③号试管进行对比，在对比实验中能总结出酶具有高效性。在对比实验中必须贯穿“除了观察变量之外，其他变量都应始终保持相同”的实验原则。普通高中人教版《生物选修1》中的“果胶酶在果汁中产生的作用”这一实验课题，就要求将温度和pH值作为实验的存在因素，进行果胶酶在不同的温度发生的pH值变化或者不同pH值中对应的温度变化的实验。

（3）调查法。在人教版高中生物新课标教材中有“调查是科学探究常用的方法之一”的理念。跟调查有关的科学研究有全国的人口调查、全国空气质量指数的调查、国家海洋资源的调查、全球气候的变化调查等。所以说，在科学研究活动中，调查是获取经验性材料的主要方法之一。教师在指导学生进行科学调查时，首先要明确调查的对象，实验样本的大小、数据，调查方法设计，其次是制定与明确调查过程，最后对内容进行记录。收集的调查结果有时候需要运用数学方法进行统计和分析。如进行“植物光合作用的调查”，就要先确定调查的植物对象、规模、调查方案等。

（4）模拟法。高中生物学习阶段受到学校生物实验器材设施的限制，当有一些比较高级的生物研究缺乏相应的实验器材时，就可以通过模拟法进行实验，即通过代替物的实验来获取经验性材料。如高中必修1教材中的“细胞大小与物质运输的关系”实验等。endprint

2. 理性思维方法

（1）逻辑思维。生物教材中的科学方法体系包含理想思维方法，其中的逻辑思维是理性思维的重要内容之一。逻辑思维包括了以下几个方面：

一是归纳和演绎。指的是在生物教学中获取的经验性材料或者生物知识进行有意识地分类和归纳，或是反推理的思考。

二是分析和综合。学生利用分析和综合的理想思维方法进行实验活动。如在研究洋葱细胞的试验中，把碘加入到洋葱表面染色，观察细胞的质壁分离现象、洋葱根尖有丝分裂等。

三是类比。在高中生物教学中，教师通过两个相似的研究对象引导学生在它们身上进行相似点的思考。如根据基因和染色体行为之间的平行行为，推断基因位于染色体上。

（2）形象思维和直觉灵感。形象思维和直觉灵感都是通过头脑中的形象材料进行思考问题的能力，高中阶段的生物具有一定的抽象性，因此需要学生在生物学习中进行想象思考。

（3）数学方法。生物、数学、物理、化学都有一定的共同性，掌握数学方法是学生获得与提高生物科学探究能力的重要途径，因为生物实验中的材料经常需要运用数学知识进行分析、综合、整理。

（4）模型方法和系统方法。在高中生物实验中，模型方法起着十分重要的作用，能将高度抽象的生物知识简单化，让学生吸收更多的生物知识。系统分析方法主要应用在生物教学的整体上，通过系统的分析思考对教学系统与结构进行优化。

参考文献：

[1] 赵占良.人教版高中生物课标教材中的科学方法体系[J].中学生物教学，2007，（3）.

[2] 包春莹.注重与现实生活联系为学生未来生活奠基——人教版高中生物课标教科书内容生活化浅析[J].课程·教材·教法，2012，（11）.