刍议高中生物科学方法教育

杨天琦

【摘 要】科学方法是公民科学素养的重要组成部分，对学生进行科学方法教育是时代的需要，同时也是新课程的倡导。本文从科学方法及其分类体系、科学方法教育及其背景、高中生物教学中常见的科学方法、实施科学方法教育的途径几个方面进行探讨，旨在促进高中生物科学方法教育。

【关键词】科学方法;科学方法教育;高中生物

1.科学方法及其分类体系

1.1科学方法的定义

科学方法就是人们在认识世界和改造世界的过程中总结和积累出来的正确的方法、途径和手段，是操作方式和思维方式的总和。

1.2科学方法的分类体系

科学方法的分类体系包括三个层次：第一层次是学科内的特殊方法，如：生物学研究中的同位素标记示踪法、分离细胞器的方法、解剖的方法等;第二层次是科学研究的一般方法，这些方法是从物理、化学、生物等自然科学研究中概括出来的适用于各门自然科学研究的共同方法;第三层次是最具普遍意义的哲学方法，如唯物辩证法、矛盾分析法等，这些方法适用于自然科学、社会科学和思维科学。

2.科学方法教育及其背景

2.1科学方法教育

科学方法作为公民科学素养的重要组成部分，其培养和形成离不开科学方法教育。科学方法教育，就是教育者结合学生的认知特点和心理发展水平，运用现代教育思想和教育手段，有目的、有意识、有步骤地传授和渗透某种学科科学研究的方法，使学生可以受到科学方法的熏陶和训练，逐步掌握最基本的、最主要的某种学科科学方法，达到促进知识学习、增强实践能力和培养创新精神进而提高全体学生科学素养的目的的教育过程。

2.2科学方法教育的背景

2.2.1科学方法教育的时代背景

“田忌赛马”的故事告诉我们，做任何事方法的选择很重要，方法的好坏，常常关系到事情的成败。方法好，效率高，能达到“多、快、好、省”的效果;而方法不好，效率低，就会造成“少、慢、差、费”的恶果。

当今世界，科学技术迅猛发展，科学知识以前所未有的速度不断增加。为适应发展的需要，世界各国都在致力于培养具有科学素养的公民，以期在日趋激烈的国际竞争中占有一席之地。然而，现阶段我国公民的科学素养水平不容乐观，中国科协组织的第八次中国公民科学素养调查结果显示，2010年我国具有基本科学素养公民的比例仅为3.27%，相当于日本、加拿大和欧盟等主要发达国家和地区20世纪80年代末、90年代初的水平，在“掌握基本的科学方法”维度上，我国公民达到标准的仅为9.75%，且较前几次调查提升缓慢。由此可见，我国公民的科学素养与世界发达国家还存在较大差距，尤其我国公民对于科学方法的重视和掌握程度不够，这直接影响到全体公民科学素养的提升。

科学方法并不是只有科学家才需要，而是我们大家都需要，这就像每个人都需要空气和水一样。随着科学技术和人类社会生活的发展，科学方法已经渗入到人们生活的方方面面。人们运用一定的科学方法学习已知、探索未知，收集科学信息解决现实问题，发展人们的创新精神和实践能力。因此，公民掌握和运用科学方法是时代发展的需要，同时也是提升国家综合国力的保证。

2.2.2新课改倡导科学方法教育

提升全民族的科学素养，教育是关键，而掌握科学方法又是公民科学素养的重要体现。因此，对学生进行科学方法教育将有利于我国公民科学素养的提升和综合国力的增强。生物作为自然科学的一个重要分支，在漫长的学科发展历程中总结出了许多科学方法，它在培养学生的科学素养方面具有不可替代的作用。

面对飞速发展的时代对高素质人才的需求，我国于21世纪初开启了第八次课程改革。中华人民共和国教育部于2003年颁布了《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《标准》），《标准》倡导探究性学习，在课程目标中明确提出“初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力，以及交流与合作的能力”。可见，新课改力图改变过去重知识、轻方法的教育现状，对学生的科学方法学习提出了更高的要求。另外，《标准》中还指出每个模块应着重培养的科学方法：“分子与细胞”模块领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用;“遗传与进化”模块领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用;“稳态与环境”模块领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用。在教科书的编写建议中，《标准》指出“科学探究活动的设计和安排应当以科学方法训练为重要线索。应当在设计教科书知识体系的同时，设计较完整的科学方法体系，将两者进行整合，使之形成有机的整体”。现行生物教科书的编写注重对学生科学方法的训练，例如人教版初、高中生物教材在重要的科学方法出现的时候都会给出定义，使之显化，这样既有利于引起教师对科学方法教育重视，又有利于学生对相关科学方法的了解和运用。

由此可见，《标准》在课程理念、课程设计思路、课程目标，教科书编写等方面均渗透着科学方法教育内容。在探究过程中培养学生对科学方法的掌握和运用是本次课程改革的一大特征。

3.高中生物教学中常见的科学方法

高中生物教学中常见的科学方法主要分为两大类：获得经验性材料的方法（主要包括观察法、实验法、调查法、模拟法）和理性思维的方法（主要包括分类法、比较法、归纳法、演绎法、分析法、综合法、类比法、假说法、模型法、系统方法）。

4.高中生物教学中实施科学方法教育的途径

4.1通过典型的科学史进行科学方法教育

生命科学史以生物科学产生和发展的过程为主线，充分体现了科学家思维和探索的历程，它是对学生进行科学方法教育的良好素材。高中生物教材中有很多以科学史为依托的教学资料，如：酶的发现、遗传物质的发现、生长素的发现、光合作用的探索历程、孟德尔遗传定律的提出等。教师可以充分利用这些素材，引导学生沿着前人的足迹领悟科学方法的应用。

4.2在探究实验教学中进行科学方法教育

生物学实验是进行科学探究的主要形式，高中生物教材中编制了大量的实验探究内容，为教师指导学生进行实验探究、领悟科学方法提供了丰富的教学内容。另外，教师还可以指导学生自主选题进行实验探究活动，培养学生观察、实验、推理、概括、总结、归纳、演绎等能力，使学生充分体验科学探究的乐趣，领悟科学方法的运用。

4.3在基本概念和理论教学中进行科学方法教育

科学方法体现在具体科学知识的认知过程中，只有把科學认知过程科学而合理的展示出来，学生才能体会到科学问题是如何提出、如何解决的，从而学习到科学方法的运用。因此教师在概念和理论的教学中也要注重归纳、演绎、推理、分析和综合方法的运用，传输给学生科学的思维方法，并帮助学生正确的运用科学方法。

4.4在习题训练中进行科学方法教育

习题训练是教学中的重要环节，解题过程中主要是注重对学生思维方法的训练。教师应利用典型的题目对学生加以训练，培养学生的科学思维能力。如：在实验设计中如何确定自变量和因变量，如何设置对照实验，如何控制无关变量等，使学生从习题中体验科学方法的运用。

4.5通过课外活动、小发明等科技活动进行科学方法教育

除了课堂训练，教师还可通过课外活动、小发明等科技活动培养学生的科学方法运用能力。在这些活动中，教师应本着“学生主体、教师主导”的原则，从提出问题、做出假设、实验验证、得出结论、表达交流等环节给学生充分的自主权，教师给予必要的指导和帮助，使学生在体验科学家的探究过程中领悟科学方法的运用。

【参考文献】

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[2]高宏斌.第八次中国公民科学素养调查结果发布[J].中国科学基金，2011（01）

[3]中华人民共和国教育部制定.生物课程标准[M].北京：人民教育出版社，2003