生物科学探究的基本方法范文1
一、全面认识化学实验的教育功能是开展科学探究的前提
化学是一门以实验为基础的学科，许多物质间的反应变化及其规律都是建立在实验的基础上的。通过实验，学生不仅能获得物质及变化的感性材料，有利于形成相关化学基本概念，理解和巩固所学化学基础知识，而且能进一步培养学生的观察能力、分析综合能力、想象力和实验动手能力。那九年级化学实验有哪些教育功能呢？在知识与技能层面，主要是培养学生初步形成基本的化学实验意识，能够设计并能完成一些简单的化学实验和基本操作；在过程与方法层面，使学生初步学习运用观察、实验等方法获取信息，进一步引导学生认识体会科学探究的基本过程，能够设计和进行简单的探究活动，从而增进对科学探究的认识和体验；在情感态度与价值观层面，主要是激发学生对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣，增强安全意识。例如：初三第1课和初学阶段怎样运用化学实验，发挥实验教学的功能？运用化学实验方面，要围绕“学化学”的中心，帮助学生认识“化学学什么”“学化学很有趣”“学化学很重要”，不能只讲“化学是什么，化学有趣、化学重要”。运用化学实验素材要有趣，最好是贴近生活实际的；应是学生能理解的、能引起学生共鸣、思考的；能从中体会学化学在认识物质、物质变化上的作用和魅力的；不能只图热闹、新奇，不能一味追求吸引眼球、刺激。最好要让学生动手进行一些简单的化学实验，初步体会什么是化学实验，了解化学实验在认识物质及其变化中的作用，初步认识怎样做化学实验。
二、做好化学实验教学是开展科学探究的关键
1.把握基础学生实验的学习要求。
学习化学、进行科学探究的重要方法和手段是实验。新课标明确规定了8个必做基础学生实验。这8个基础实验分别是粗盐中难溶性杂质去除、氧气的实验室制取与性质、二氧化碳的实验室制取与性质实验、金属的物理性质和某些化学性质的探究实验、燃烧条件的探究实验、一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制实验、溶液酸碱性的检验实验、酸、碱的化学性质实验。这8项基础学生实验共同点是承载对药品的取用、简单仪器的使用、仪器的连接、根据实验需要选择实验药品和仪器、实验安全操作等基本技能的培养，但各个实验的基本技能和学习目标各不相同。如粗盐中难溶性杂质去除实验，主要是让学生掌握简单的混合物分离方法主要有过滤和蒸发，能够利用这两种方法分离混合物；氧气和二氧化碳的实验室制取与性质实验有许多异同点，可以通过对比、分析、归纳的方法让学生知道气体的制备原理、反应物的状态及反应条件的不同而选择的气体发生装置就不同，气体的性质不同就选用不同的方法进行收集，从而让学生能够运用简单的实验装置和方法制取、收集气体并进行一些性质的实验；通过金属的物理性质和某些化学性质的探究实验，使学生懂得实验现象的观察、描述，认识不同金属性质存在一些共性与差异；通过金属与酸溶液、盐溶液的作用，探究并认识金属的活动性顺序；利用燃烧条件的探究实验，通过推理判断和实验验证，认识燃烧的条件和灭火的原理，从而了解防火和合理用火的一些常识；通过一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制实验，懂得配制一定溶质质量分数的溶液的方法；通过溶液酸碱性的检验实验，会用酸碱指示剂检测溶液的酸碱性、用pH试纸检验溶液的酸碱度，学会依据物质性质检验物质的实验方法；通过酸、碱的化学性质实验，认识酸碱的主要性质，了解如何根据酸碱的不同性质用化学方法检验和区分常见的酸和碱。以上几个基础学生实验若能让学生亲自动手完成的话，则除了能培养学生的基本的化学实验技能之外，还能锻炼和提高学生通过提出问题、假设与猜想、制订计划进行实验、搜集证据、验证假设等方法进行科学探究学习的能力。
2.根据学校的实际，结合学生认知水平精心设计和组织科学探究活动。
教师应根据学生的认知水平发展，精心设计探究活动，有效组织和实施探究教学。如：探究“物质燃烧的条件”，可设计三组探究实验，从物质的可燃性、氧气、可燃物的着火点三个方面引导学生进行探究。结合学生查阅的“钻木取火”等资料，引导学生对资料进行分析、讨论、归纳出物质燃烧的三个条件。让学生既能获得化学知识，又懂得科学探究是主动获取化学知识的重要方式之一。学生掌握了一定的化学知识和化学试验技能后，可让设计科学探究要素相对比较完整的探究活动得以提高。例如：二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液，溶液没有明显变化，二氧化碳气体和氢氧化钠是否发生了化学反应？你是如何判断的？从二氧化碳与石灰水、氢氧化钠溶液的反应，我们可以作出什么推论？怎么检验这些推论？怎么通过科学探究得到答案？可以有哪些方案？等等。
三、在实际教学中设计和组织实验探究应注意的环节
1. 要实现科学探究的学习目标，必须让学生亲身经历丰富的探究活动，所以开展实验探究必须落实在各主题的学习中，不宜孤立地进行探究方法的训练，不要只搞纸上谈兵，不要认为教学时间短，对探究学习教学被动应付，设计一些科学探究的题目代替科学探究实验，没有让学生通过实验真正体验探究的过程，不要主观臆造科学探究的题目，导致有的科学探究的内容脱离生活实际，存在严重的科学性错误。
生物科学探究的基本方法范文2
一、教学目标的确立依据
（一）课程标准要求及解读
对于生物膜的结构，山东省2017级生物学科教学指导意见中的要求为“概述生物膜的结构”。概述为理解水平，即不仅要说出流动镶嵌模型的基本内容，还应该建立生物膜结构和功能之间的联系。2017版《普通高中生物学课程标准》中与这一部分有关的学业要求有：“从结构和功能相适应这一视角，解释细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础；建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的统一整体。”本节课是在学习了细胞膜功能和生物膜系统功能的基础上进行的，所以可以很好地使学生形成结构和功能相适应的观点，从而提高生命观念这一核心素养，所以这是本节课的一个重要目标。本节课将以生物膜结构的探究历程为主线，构建生物膜的流动镶嵌模型，从而使学生对细胞结构有一个更清晰的认识，进而能阐明其功能，所以引导学生回顾生物膜结构的探究历程进而总结出流动镶嵌模型的主要内容是本节课重要的学习目标。另外课标要求注重生物科学史和科学本质的学习，而本节课恰恰是以生物膜结构的探究历程为主线，可以让学生沿着科学家探索的道路，理解科学的本质和科学研究的思路、方法，让学生认识到“科学知识可能随着研究的深入而改变”“科学工作依赖观察和推论”“科学工作采用基于实证的范式”。
（二）教材与教学内容分析
1、内容分析
“生物膜的结构”为人教版高中生物学教材《分子与细胞》第4章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》的内容，是上一章中“细胞膜——系统的边界”内容的延伸，与第4章第1节“物质跨膜运输的实例”和第3节“物质跨膜运输的方式”联系紧密，起到承上启下的作用。教学内容主要包括两部分 ：科学家对生物膜结构的探究历程；生物膜流动镶嵌模型的基本内容。在此基础上建立细胞膜结构和功能的联系，使学生认同结构与功能相适应的观点。对于生物膜结构的探索历程，教材中选取的资料简明扼要，所以在教学中以教材提供的资料为主，补充了冷冻断裂技术，以便学生认识蛋白质在膜中的分布情况和技术对于科学发展的推动作用；对于荧光标记人-鼠细胞融合的实验，不是直接给出，而是先让学生设计实验，以此培养学生科学探究的核心素养。
2、重难点分析
教学重点：生物膜结构的探究历程；生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
教学难点：探究蛋白质分子是否能够运动的实验设计；建立细胞膜结构和功能的联系。
（三）学情分析
学生己经学习了细胞膜的成分和功能，认同了细胞膜作为系统边界对于细胞生命活动的重要意义，但对细胞膜的结构完全不了解 ，所以应该从膜的功能引入本节课的学习，最终让学生认同结构和功能是相适应的这一基本的生物学观点。高一学生对于科学研究的一般方法和科学的本质等缺乏深入认识，科学探究能力需要逐步培养，所以本节课应该通过分析生物膜结构的探究历程和实验设计，提高学生对科学研究方法和科学本质的认识，提高学生的科学探究能力。
二、教学目标
1.通过资料分析，回顾生物膜的探究历程，理解科学的本质和科学研究的思路、方法，通过血型的介绍增强社会责任感。（科学思维、科学探究、社会责任）
2.说出流动镶嵌模型的主要内容。（生命观念）
3.建立细胞膜结构和功能的联系，认同结构和功能相适应的观点。（科学思维、生命观念）
三、评价设计
目标1、通过目标检测题1学生对相关问题的回答进行评价进行评价
目标2、通过目标检测题2进行评价
目标3、通过学生对相关问题的回答进行评价
生物科学探究的基本方法范文3
摘 要 在高中生物教学中有目的、有意识、有步骤地渗透和传授生物科学研究方法主要通过生物科学史“解读”科学方法；通过知识的教学“渗透”科学方法；通过实验“体验”科学方法；通过解题“理解”科学方法等途径进行科学方法教育。
关键词 科学方法 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
高中生物科学方法教育是指在高中生物教学中有目的、有意识、有步骤地渗透和传授生物科学研究方法，使学生受到科学方法的熏陶和训练，逐步掌握最基本、最主要的研究方法。高中生物科学方法教育的内容分为两大类：获取经验性材料的方法（也叫经验方法），包括观察法、实验法、调查法、模拟实验法等；从经验性材料（感性材料）的获取到问题、假说或结论的得出需要理性思维，理性思维的方法包括逻辑思维、形象思维、直觉和灵感、数学方法、模型方法和系统方法等。那么，教师在高中生物教学中如何进行科学方法的教育，或者说可通过哪些途径引导学生逐步掌握探索生物学的奥秘？
1 通过生物科学史“解读”科学方法，重现科学巨匠的探究历程
生命科学史是以生物科学产生和发展的过程为轮廓，以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线，用翔实的资料论述科学家的创造性劳动，生动地描述科学家科学探索的思维过程和方法。它作为学生实施科学探究的范例无疑是实施科学方法教育的一个有效途径。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。
下面以苏教版必修2《遗传与进化》第四章第一节“探索遗传物质的过程”一课为例，介绍科学方法教育如何有效渗透到教学中。首先教师以“想象实验”引导学生进行探究性学习。在教学时要求学生要亲历实验设计（包括实验步骤、实验结果预测等），强调学生分组全员参与，并在教师的指导下完成。其次通过渗入科学猜想，提高学生思辨是非能力。猜想是科学探究的重要一环，它为进一步制定探究计划、进行实验、收集证据、分析论证指示方向。例如，在讲授格里菲思的肺炎球菌第四组实验时，教师要结合实验情境（实验中出现的与常规推理不相吻合的实验结果）引导学生猜想：当时格里菲思是如何猜想的呢？请同学们像科学家一样进行思维，如果是你，你可能有哪些猜想？最后运用比较方法，引导学生分析、比较格里菲斯、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家的探究性实验之间的异同。在不同的实验设计中可以通过比较，分析相同、不同的特征。例如，在教学“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”后引导学生分析这两个实验异同点。这两个实验对象、方法及所处的时代背景都不同，但都证明了DNA是遗传物质，从而认同科学结论的获得，最基本的方法是实证法。实验的设计思路有共同之处(设法将DNA和蛋白质分开，然后单独地观察每种物质的)。接着运用归纳法总结探究生物问题的一般方法：实验事实理论推断（提出假说）实验验证（实验思路）修改或否定原假说，提出新理论进一步探究得出结论（统一认识）。通过解读和体味科学史中的科学方法，教师引导学生站在科学家的位置进行思维探究，培养学生获取科学知识及提高实验技能（如观察、调查、搜集数据、处理数据、实验和实验中怎样设置对照实验、如何恰当选择实验材料、控制变量等实验设计能力）。
应注意的是，用科学史对学生进行科学方法训练，要防止将科学探索的过程固定化，应以活泼多样的形式诱发学生的创造性思维。例如，孟德尔分离定律的发现过程以教师的简述为主，而自由组合定律则应以学生讨论为主，特别是孟德尔应用正交和反交两组测交实验的结果来检验假设的合理性，对学生的思维训练具有重要作用。
2 通过知识（包括概念、原理、规律）的教学“渗透”科学方法，培养学生科学探究品质
生物学概念是反映生命现象和生命过程本质属性的一种思维方式，是生物事实的抽象。借助于这种概括、抽象的思维方式，人们找到了复杂的自然世界的简单规律，建立了假说、模型等抽象的思维方式。
生物科学方法教育就是要帮助学生生动活泼地、主动地从诸多事物及其变化中去寻求规律、构建科学概念。科学概念的形成，常用的科学方法策略有以下几点。
① 是建立在丰富的事实基础上，运用归纳法提炼生成。只有相关的事例越丰富，才有可能抽象、概括、从而形成一种理性的解释和表述，即概念的初步建立。例如，“细胞是构成生命的基本结构和功能单位”，这是一个基于大量观察，观察动物、植物、其他生物的身体结构，运用归纳推理得出的一个结论。并不是只有施莱登、施旺分别用显微镜观察植物、动物的结构，还有其他许多学者先后观察了各种生物材料，才总结出这一科学概念。这样的教学目的是引导学生必须在观察植物、动物等多种细胞基础上，也才有可能建立这一概念。
② 概念教学时要注意联系生产生活实际，通过举例演绎生成。如在学习“顶端优势”时，可呈现几个生活现象：园林工人修剪行道树，对盆栽花卉进行造型等，从分析这些生活现象中获得对顶端优势的感性认识。以此引导学生进一步列举自己所熟悉的例子，诸如“果树整枝修剪”、“茶树摘心”、“棉花打顶”等例子，通过这些事例帮助学生理解概念。
③ 概念教学时要重视实验。观察和实验是研究自然科学的基本方法，通过实验，可以提高学生对概念的认识。例如，在学习“渗透作用”概念时，教师可先进行渗透装置的演示实验：根据观察渗透装置中长颈漏斗内液面的上升或下降，指导学生进行分析和讨论，对两组实验现象进行比较与分析，引导学生将问题的焦点集中于半透膜两侧的物质分子大小的差异，最后得出渗透作用即水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。并让学生设计坐标系，用数学模型（坐标曲线）表示三种运输方式过程中物质的浓度梯度、氧气供应量与物质的运输速度之间的关系。这样的概念教学中充分“渗透”科学方法，便于生成概念。
另外，高中生物教材中相似的概念很多，在教学这些容易混淆概念时，要充分运用逻辑思维中的比较和分类、归纳和演绎、分析和综合以及理想化方法抽象出客观事物的共同本质属性，可以收到事半功倍的教学效果。例如，通过让学生列表比较光合作用和呼吸作用，条件反射和非条件反射等概念能够使概念更清晰，利于掌握概念的本质属性；通过简化的图像对比细胞分裂和细胞分化能够使概念直观化，从而易于区分；通过逆向思维法比较有性生殖、无性生殖概念（一般高等动物都是有性生殖，引导学生思考有没有无性生殖呢，以逆向思考法操作：例举克隆羊多利的事实引证），可以把解决问题的最好方法固定在认知结构中，能够将认知对象的观察自觉深入对变化原因的理性探究中，从而形成对概念的实质性理解。
生命科学中的原理、规律是借助于有关生物学概念才得以表述，在正确理解和运用概念的基础上利于生物学原理的掌握。如归纳总结孟德尔遗传定律之前要先理解父本、母本，正交、反交，显性性状隐性性状等概念。然后运用“假说――演绎法”训练学生的思维：在观察和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想像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果。由此可见，生物学原理、规律的建立和发展一般在直觉思维、形象思维和抽象思维的共同作用下，经历观察和实验、归纳和演绎、分析与综合、类比、想象、假说等方法的探究，通过假说的试探、直觉的洞察、灵感的激发，不断形成新的概念。并对观察结果进行全面的分析、深入的研究得到原理和规律。因此，在生物学原理、规律教学中，教师要创设便于发现问题、讨论问题、探索规律的教学环境，将原理、规律的教学作为帮助学生认识事物的本质、训练思维能力、掌握科学方法的手段，使学生能够将知识与方法巧妙的结合，从而真正领悟到生物学内在的魅力。
3 通过实验“体验”科学方法，感受科学探究过程
生物学是以实验为基础的科学，回忆和解读生物科学史中的实验仅是生物教学中的一小部分，学生亲历实验是实验教学的主要内容。新课标中安排了大量的“演示”、“实验”、“做一做”，它把实验与其他教学内容紧密地结合在一起，使实验成为高中生物教学中“教”的手段，也成为“学”的手段，更是学习、认识科学方法的手段。例如，人教版必修1教材中“酶在细胞代谢中的作用”一节，教材重点安排学生做过氧化氢在不同条件下分解速率的实验，教师要通过引导学生做实验并得出结论，从而切身体会到酶具有很高的催化效率及其生理意义。通过实验使学生充分体会控制变量（理解自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验），假说方法以及用图像法（绘坐标图区别酶和无机催化剂催化效果比较等）等科学实验方法，这样的教学有助于培养学生的科学探究能力。同时利于培养学生敢于质疑、敢于创新，大胆猜想的科学精神和态度价值观。
3 通过解题“理解”科学方法，形成“生物思想方法”
“学以致用”，科学方法教育的最终目的无非是提高学习者的科学探究能力，而在高中生物教学中一个重要的落脚点无非是解题和运用能力。近年来的生物高考试题更加重视对学生生物学科素质和能力的考查，如科学态度、意志品质、合作精神、观察能力、动手能力、分析和解决问题的能力和科学探究的方法等。以实验题为例，从实验设计的角度，挖掘科学研究方法教育的合理因素，帮助学生归纳科学方法的基本过程，并加深学生对这些过程的理解，就是十分有效的科学方法指导。① 生物实验设计的过程就是科学方法理论的应用过程，分析并完成典型的高考生物实验设计题实际上就是一次科学方法知识的实践和检验。② 高考试题的设计都比较严密，尤其是生物实验的设计有较强的逻辑性，有利于培养学生科学缜密的逻辑思维习惯。③ 高考导向作用的力量是不可估量的，生物科学研究方法以高考试题的形式出现对教师和学生的引导作用非常巨大。
总之，在解题过程中要重分析、重引导、重讨论、重总结，用一系列最基本的思想方法去解决一般乃至于最困难的问题，形成一套行之有效的“生物思想方法”。从这个高度去看各种具体解题方法，不过是掌握了“生物思想方法”之后的必然产物，而这一切，正是科学方法教育的最终产物。
此外，高中生物科学方法教育的策略还有：在解决实际问题中运用科学方法；通过开设专题讲座等第二课堂教学方式渗透科学方法；在探究性学习、合作学习等自主探索中总结科学方法；通过课外制作、小发明等科技活动进行科学方法教育等。因篇幅所限，在此不再详述。
参考文献：
生物科学探究的基本方法范文4
关键词：初中生物课程改革，课程目标和内容，科学探究活动，“过程”与“结果”，评价，教育公平，课程文化
初中生物课程改革，是一场涉及课程理念、课程目标、课程内容、教材与课程资源、教学方式与行为、评价体系等诸多方面的改革。课程改革确立的指导思想和目标，符合现代教育理念，反映了当代社会发展对教育的要求。初中生物课程改革实施六年来，取得了许多成功的经验，初中生物教育的面貌焕然一新。但是随着改革的纵深推进，一些问题、矛盾也在理论和实践层面碰撞、激荡，并日益凸显出来，使初中生物课程改革面临着困惑与挑战。对这些问题的反思和讨论，将有助于进一步落实《基础教育课程改革纲要(试行)》的精神，深化初中生物课程改革。
一、课程目标和内容能够支撑初中学生的生物科学素养，并为高中学习打下必备的基础吗？
问题阐述：初中教师反映初中课程的知识内容不够全面，部分重要的生物学基础知识欠缺；对学生应该掌握的科学方法和探究技能的要求不够具体，导致教师在教学中难以确定明确具体的能力目标；情感态度价值观目标中缺乏对生物学基本观点的要求。高中教师反映初中教学没有为学生高中的学习打下良好的基础，除了初中教学不受重视，开课不足之外，初中课程内容也存在与高中内容衔接的问题。例如，初中知识不够全面，学生对重要概念的学习不够深入，对信息进行深度分析并迁移应用的能力不够强等。
讨论：初中生物课程是“以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程”。“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观” [1] 。上述问题反映了课程目标和内容没有能够很好地从知识、能力、情感态度价值观三个方面，达成“提高学生生物科学素养”的目标，并为高中学习打下必备的基础。
1．从知识维度分析
初中生物教育作为提高公民基本素养的普及教育，应使受教育者具备较广博的生物学基础知识，对生物界的状况有比较全面的了解，对生物学的发展规律、重要的生物学概念和原理有所了解。同时，初中教育还承担着为高中教育打基础的任务，而高中新课程采用模块式设计，几个必修模块选取的是生物科学中几个最有代表性的核心领域，这也要求初中课程的内容应该搭建一个基础广阔的平台。而初中课程内容中，对地球的生物多样性的客观认识，对不同生物类型的结构和功能的理解，以及对于生命活动基本规律的理解等内容较少，不利于生物科学素养的达成。
对于影响学生进一步学习和发展的生物学核心概念，学生应深入地学习。“在科学教育界，人们普遍认为，原则上，我们以后的发展方向是，更深刻地学习较少的东西。”[2] 与原教学大纲和教材相比，新的课程标准和教材对重要概念的要求弱化。课程标准中十个一级主题所附案例，全部是需要学生动手操作的探究活动案例，没有针对重要概念的教学而设计的案例。虽然探究活动对于概念的理解， 是重要而有效的途径，但是对于重要概念的学习，单纯的讲授或单纯的探究都是不够的，应该采用多种教学策略，帮助学生理解、领会。为此，课程标准应提供相关的典型案例。教材应加强而不是弱化概念的学习，把横向的普遍化拓展与纵向的深入化探讨有机地结合起来。
初中生物课程的内容不仅要包括生物学的一些现成结果,还应包括这些结果的产生过程。学生通过这个过程,理解一个生物学问题是怎样提出来的、一个生物学概念是怎样形成的、一个生物学结论是怎样获得和应用的，通过这个过程学习和应用生物学，了解生物学的发展规律，体会科学的本质。“学生在学习科学的过程中需要理解，科学是它的历史的反映，科学是处在不断变化之中的事业。” [3]课程标准和教材都十分重视科学探究的过程，但是对于生物学概念产生的过程重视不够。
生物学课程应该从学生的生活经验和已有的知识体验开始, 从来源于生活或原有知识并能引起认知冲突的问题出发，激发学生学习的兴趣。现有课程内容注重与学生现实生活的联系，注重把生活和社会作为学生认知发展的活水。然而，如何使学生的学习能够源于现实世界，又回归现实世界，还要高于现实世界，引领学生对现实世界有所超越，建构更加美好的生活，正如粱漱溟先生所言：“教育应该着眼于个人的全部生活而领着他去走人生大道”，应成为初中生物课程改革努力的方向。
2．从能力维度分析
课程标准提出的能力目标包括运用所学知识分析、解决实际问题的能力，基本的科学探究能力，合作能力，实践能力和创新能力，以及收集和利用信息的能力。
在这些能力要求当中，科学探究能力是新的要求，创新能力的培养是难点。但是对初中学生应该了解的生物科学探究的一般方法，常用的科学探究技能，大多数教师并不了解，课程标准对此没有明确阐述。这在一定程度上造成了教学上的困难。教师在教学时缺乏依据，难以制订系统的教学计划对学生的科学探究能力进行培养。对于创新能力的培养这一课程实施中的难点，课程标准和教材中都缺少关于培养创新能力的可能途径和具体教学方法的介绍，也没有具体的案例。
当今社会是信息社会，学生应该能够以所学知识为基点，向外拓展延伸，从丰富多彩的社会中获取信息，充实自己，满足发展的需要。课程标准中强调了收集和利用信息的能力，这固然很重要，然而更重要的，是面对鱼龙混杂的海量信息，学生应该具备对信息进行筛选和深度分析，并运用有效信息进行创造的能力。这是现代公民必备的基本素质之一，而目前初中生物课程标准中对筛选和分析信息的能力没有要求。
3．从情感态度价值观维度分析
课程标准提出了作为公民基本素养的情感态度价值观目标，如爱祖国、爱家乡、珍爱生命、提高环保意识、健康地生活等；提出了科学态度、科学精神和STS的科学价值观目标。但是作为基本的生物科学素养，学生通过初中生物课程的学习，还应该初步建立一些基本的生物学思想观点，如生物进化的观点、结构与功能相统一的观点、生物与环境协同进化发展的观点等。这些观点也应该作为明确的要求列入课程目标。
二、科学探究活动在具体教学中真正得以落实了吗？真正有助于发展学生的科学探究能力吗？
问题阐述：课程标准将“科学探究”列为内容标准10个一级主题的第一个主题，并给出了为数不少的活动建议，教材中也设计了丰富多样的科学探究活动，旨在倡导探究性学习。然而，经过几年的课程改革，教师们普遍反映需要学生动手实践的探究活动过多，难以在规定课时内完成；部分探究活动需要时间长，不能在课堂上完成，由于生物科不受重视，课下活动难以保证；有的探究活动难度大，对实验仪器、用具等硬件要求较高，可行性差；有的探究活动属于纯生物学探究，距离学生生活较远，难以激发学生的探究兴趣；探究活动的教学开放性大，许多教师害怕学生因思维活跃而“跑题”，把教学过程管得过死，限制了学生创造潜能的发挥。鉴于以上种种原因，探究活动的实施在大部分学校大打折扣，没有有效地促进学生科学探究能力的发展。
讨论：国家教育部2001年印发的《基础教育课程改革纲要(试行)》明确指出，基础教育课程改革的具体目标之一是：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”[4]《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》中三大“课程理念”之一就是“倡导探究性学习”。《美国国家科学教育标准》也指出“学习科学是种能动的过程。学习科学是学生们要亲自动手做而不是要别人做给他们看的事情。”[3] 在科学课程中应该加强科学探究活动的比重，这是毋庸置疑的。教师们反映的问题，需要在教材设计和教学实施当中解决。
1．明确科学探究活动的教学目的，教材设计的探究活动应分层次，数量适宜，同时兼顾可行性和学生兴趣
在教学中，学生进行科学探究的目的，与科学家的探究有质的不同，不是去发现人类未知的自然界的奥秘。“生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。”[1]学生是在学习，甚至模仿科学家进行探究，重在体验、领悟。
教师教学的依据是课程标准和教材，教材是课程标准的具体化。教材在设计探究活动时，应了解“探究是一种有多侧面的活动，需要做观察；需要提出问题；需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告之于人。”[3]。既设计完整的探究活动，让学生了解科学探究的一般过程；也应该有从探究的不同侧面，针对探究的不同环节而设计的系列活动，如观察、发现和提出问题、设计并进行实验、分析和解读数据等，让学生有针对性地、全面地获得科学探究的一般方法和过程技能和训练。从教学规律来说，侧重于某个环节的活动应该占大多数。这样的活动一般以10～20分钟为宜，以知识内容为素材进行设计，既配合知识内容的展开，同时又考虑到该活动侧重训练的方法和技能在全套教材能力培养体系中的位置和作用。完整的探究活动也是必不可少的，但是不宜多。目前正在使用的各个版本的教材，基本上都存在探究活动，特别是需要学生动手实践的探究活动过多的问题。如果这一问题得不到认真的研究、解决，将会影响初中生物教学的质量。
探究活动的设计，除了内容选择、整体梯度设计外，还应该充分考虑学生原有的知识基础、经验基础，考虑学生的认知水平、接受能力，考虑我国目前初中生物学科的教学条件，避免难度过大，难以实施；尽量不用昂贵的，实验室不常用的仪器、用具。
此外，探究活动的设计还应该考虑学生的兴趣。学生探究的动力来自兴趣，这是学生开展探究的必要条件。因此，探究课题应该是学生感兴趣的科学问题，探究情境的创设应该尽可能贴近学生的生活，在学生熟悉的情境中逐步呈现学生不熟悉的科学问题，把枯燥呆板的学术形态转变为生动有趣的教育形态。
2．教学上巧妙拆分需时较长的探究活动，保证探究活动的落实
在我国现有的国情下，初中生物科一般不参加中考，因此常常作为“副科”得不到重视。如果探究活动需要较多的课外时间，往往难以保证。有的探究活动需要时间较长，如探究种子萌发的环境条件，探究某种动物的行为，这是由生物学科特点所决定的，不可能避免。需要时间较长的探究活动，一般是完整的探究活动。这样的活动在每个学期不是太多，如果教师在对整个学期的教学计划做整体安排时，将需时较长的探究活动进行巧妙拆分，插入几节课中，也许能够比较好地解决这一难题。以“探究种子萌发的环境条件”为例。在进入有关种子的教学内容之前，提前几节课，在课堂上用15分钟时间，让学生讨论种子萌发可能需要的环境条件，设计探究方案。下一节课，再用15分钟时间，让学生实施方案。等到进行有关种子的教学时，探究结果出来了，学生对探究结果的讨论和交流，正好为种子的学习创设了很好的情境。如此拆分，需要时间较长的探究活动，基本上都能在课堂上解决。
3．教师发挥教学智慧，在教学互动的过程中培养学生开展科学探究的兴趣和能力
探究活动的教学是以人为本的教学过程，这个过程给学生留出了充分施展其创造潜能的空间。在探究活动的教学过程中，学生常常提出教师在进行教学预案设计时考虑不到的问题，这些问题往往具有突发性、拓展性、跳跃性等特点，对教师的教学智慧提出了很大的挑战。面对这些问题，教师既不要回避，也不要压制，而是积极应对。在准确把握课程标准和教材对相关教学内容的要求的基础上，热情鼓励，妥善引导，把学生活跃的思维引导到本次探究活动的内容上，并对探究活动实施的具体环节给予及时的适度的方法指导，处理好教学预案设计与教学目标动态生成的关系，在教学互动的过程中培养学生开展科学探究的兴趣和能力。
三、“过程”和“结果”有孰重孰轻之分吗？
问题阐述：在课改过程中一直存在着“过程”和“结果”谁重要的争论。有的课堂，学生活动热热闹闹，课下一问什么都不知道，教学活动呈现出表面热闹而内涵不足的倾向；还有的课堂，一提“探究”，老师就开始讲探究过程讲科学方法，反复地对学生进行“八股”式的探究过程的训练，进行科学方法和技能的训练，似乎这是探究活动的唯一目标，而对于探究活动最终要获得什么结论，过程与知识内容之间是什么关系，却关注不够。究其原因，是过分放大了“过程”的作用。
讨论：课改以前我国的科学教育，把课本知识看成绝对真理，单一的知识观使得科学课堂只重视结论性知识的讲授，忽视了知识的生成建构性特点。这次课程改革，特别强调加强科学过程的教学，强调通过探究性学习，特别是通过科学探究，“提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容标准尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。”“使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。”[1]
在科学课程中，“过程”是有非常丰富的教育内涵的。“过程”中不仅有知识的来龙去脉，而且有科学家解决问题的方法，包括获取经验性材料的方法如观察法、实验法、调查法、模拟实验法等，和理性思维的方法如归纳、演绎、分析、综合、类比等逻辑思维方法、形象思维方法、直觉和灵感、数学方法、模型方法和系统方法等。在“过程”中，学生还可以获得丰富的情感体验，体验科学家勇于创新、大胆质疑的科学精神，不畏艰难、严谨求实的科学态度，逐步树立科学的价值观，如认识到科学是不断发展的，科学与技术是相互促进的，科学技术与社会是相互影响的。
“结果”的获得和概念的形成也很重要。“科学”是发现、探索的过程，但是“科学”首先是一系列的事实、原理和有组织的、系统的知识体系。探索、发现的目的是为了建立知识体系，这是人类社会历经千百年的发展积累下来的智慧的结晶。对于学生的学习来说，应该在有限的时间内快速掌握人类宝贵经验中的精髓，也就是人们常说的对于学生的终身发展所必需的核心概念和原理，以此为基点，借助于一定的方法和技能、正确的态度和观念，不断拓宽学习的领域，不断向未知的领域拓展、延伸。如果把核心概念和原理比作鸟的身体，那么方法和技能、态度和观念就是鸟的两翼，如果身体和翅膀都强健有力，就可以“天高任鸟飞”了。因此，到了该结束“过程”与“结果”之争的时候了，让我们尝试改变二元对立的思维方式，把“过程”和“结果”在教材和教学层面有机地统一起来。
“探究不仅是一种教学方法，而且是一种学习的目标。”[2]每个探究活动都承载了一定的知识目标和能力目标，还有情感态度价值观目标。探究活动开展的过程，是教师指导学生在一定的问题情境中生成知识、发展能力、形成正确的情感态度价值观的过程。对于重要的探究活动，特别是一些完整的探究活动，往往安排在核心概念和原理的学习当中，以探究活动推进知识的学习，知识的逻辑展开过程与探究活动的推进过程是一致的。通过这个过程，应该能够达到对核心概念和原理的比较深刻的理解。如果忽略了探究活动中蕴涵的知识目标，不能引导学生通过逻辑思维的方法推理并生成新的知识，片面追求“过程”的热闹，追求方法和技能的训练，将“过程”与“结果”剥离，将能力培养与核心概念和原理的教学剥离，甚至将方法、技能的教学知识化，都是不正确的。
课程标准对于科学探究要达到的目标的阐述，也是把“使学生能主动地获取生物科学知识”放在第一位。不能为了探究而探究，为了形式而忽视了内容，一强调“过程”就忽视了“结果”，忽视了应该理解和掌握的知识。要将“过程”和“结果”有机地整合，在发展探究能力的同时，促进对核心概念的理解。“使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”[4]
四、对学生的评价能有效地促进学生的全面发展，并易于操作吗？
问题阐述：一般认为，采取综合评价的方式，即将形成性评价与终结性评价结合起来，从知识、能力、情感态度价值观几个维度对学生进行评价，能够有效地促进学生的发展。但是，在实际教学中，形成性评价难以落实，终结性评价也遇到了很多新的问题。评价，已成为广大初中生物教师颇感头疼的问题。
讨论：如何对学生的学习情况、发展状况作出评价，一直是基础教育工作者在努力探索的一个领域。2006年底，《中小学生学科学业评价标准的研究与开发》作为部级课题正式在全国教育规划办立项，说明国家对这一问题的重视，也说明建立一套良好的评价机制并非易事。
课程标准明确指出“教师应注意终结性评价和形成性评价相结合，定量评价和定性评价相结合。同时，还应重视学生自评和互评。”[1]初中生物教师由于授课班级多，理论上缺乏指导，操作上缺少既标准又便捷的可供教师使用的量表，很少在教学过程当中对学生进行有效的形成性评价，采用课程标准提倡的“档案夹”的形式对学生进行综合评价的就更少了。一般多采取单一的终结性评价。终结性评价的试题命制也存在一定的困难。由于课程标准对知识内容的要求比原大纲有所降低，考查学生对知识迁移应用的试题难以命制；考查学生探究能力和情感态度价值观发展的试题属于新的课题，由于缺少可供参考、借鉴的样板，试题在标准化和丰富度方面都难以令人满意。针对上述问题，笔者对评价的改革提出如下建议。
1．对于终结性评价的试题命制，希望相关部门尽快制订全国统一的标准，并提供参考案例，以及大量的可供教师选择的试题资源。“标准”应该规范化，具有明显的区分度，可操作。案例和试题资源应该丰富和全面，含盖知识、能力、情感态度价值观等各个方面。可向全国征集素材，然后进行筛选、补充，专家审定后向教师公布。课程标准中现有的评价案例，均属于形成性评价案例，缺少终结性评价案例。新课改后终结性评价的导向与课改前是不同的，教师们迫切需要这方面的指导。
2．对于形成性评价，有条件的学校，能够利用课程标准推荐的每个学生建立“档案夹”，对学生学习的全过程进行追踪、记录是比较理想的。但是在我国目前的国情下，大部分教师只能采取班级“档案夹”，由教师对全班学生的学习过程做统一记录，每学期穿插两三次学生的自评和互评。教师在对学生进行过程性评价时，注意以下几个原则。
及时性原则 教师应对每一位学生在个别提问时的回答及时作出评价；对学生小组讨论的结果及时作出评价；对学生课堂练习的结果及时作出评价；对学生探究活动的结果及时作出评价。只有及时作出评价，才能激发学生要求进步的动力。
客观性原则 对学生的评价要客观，不能都说“好”。没有区分度的评价等于没有评价。对学生的定性评价至少可以分为以下几个等级：“非常好”“好”“基本正确，不足之处是……”“不太准确，正确的应该是……”凡事都说“好”，不仅没有起到通过评价促进学生发展的作用，而且会给学生以误导，导致学生形成错误的概念。
定量化原则 对学生的评价应将定量与定性相结合。教师应设计细化的量表，将考查内容加以细致地划分，确定分值，以便于记录对学生的评价。
简约性原则 不同的学习内容，考查的侧重点是不一样的。如果设计一张放之四海皆准的大表格，用于每一节课对学生的评价，不但增加了每节课评价的工作量，而且也由于针对性不强而有失科学。应该针对不同类型的学习内容，设计简约的量表，不仅便于操作，而且针对性强。
社会化原则 应尽可能提供机会让学生自评或互评。自评和互评是现代人生存于社会的要求，自评是基于反思的自我批判和超越，是完善自我的过程，有助于学生积极地适应社会；互评是关注他人，了解他人，帮助他人的过程，有助于学生学习与人相处，与人沟通，“学会共同生活”[5]。
人文性原则 给弱势群体更多的关怀和机会。关注弱势群体是社会文明进步的标志。教师应更多地关注有学习障碍的学生，人际交往能力比较差的学生，自卑倾向比较重的学生，多给他们提供机会，使每一个学生都能在自己原有的基础上得到发展。
五、是否充分考虑了广大的农村学生，实现真正的教育公平？
问题阐述：我国目前约有一千万中小学教师，其中80%在农村地区任教[6]。中小城镇及农村的教师反映，课程改革没有给予农村地区以足够的关注，课程、教材都存在较严重的城市化倾向，适合农村教育的课程资源严重匮乏。不少农村教师提出：“教育公平在哪里？”
讨论：教育公平是指国民在教育活动中的地位平等和公平地占有教育资源，是社会公平价值在教育领域的延伸和体现。教育公平包括接受教育的机会和接受相同教育质量等方面的公平。党的十六届六中全会将坚持教育优先发展、促进教育公平摆在突出位置，提出教育要面向农村、中西部地区、贫困地区、边疆地区、民族地区。2006年9月1日起施行新的《中华人民共和国义务教育法》，其核心和灵魂就是推进教育公平，促进教育均衡发展。
中国是一个农业大国，农牧业的从业人员占了全国人口的70％以上。由于城乡二元经济结构的存在，我国农村经济一直处于落后状态，面临许多严峻问题。例如，人类对资源的各种破坏非常严重；大部分的土地不能全年利用，生产受到限制，在北方要面临漫长的寒冬，在南方则受到台风、暴雨的影响；农牧民具有保守的习惯，文化水平低，对新生事物难理解、难接受，新科技的推广存在一定的困难，等等。我国需要大量的了解农村经济现状，掌握先进的农业技术，立志于农村经济改革的后备力量。中央电视台评选出的2006年度十大经济人物中，就有若干位立足于发展农村经济的企业家，这也从一个侧面说明我国对立足于农村经济发展的人才的需求。
反思课改后的初中生物课程，在关注广大农村学生，实现教育公平方面，仍有欠缺的地方。可以大致归结为以下几个问题。（1）课程、教材内容对农村学生的生活环境和生存状态关心不够，供学生学习的内容和配套的课程资源城市化倾向严重。（2）课程、教材内容对我国作为农业大国的国情和发展现状，以及改变一些严重的不合理现状的有效措施介绍较少。（3）教材的编写和教师的教学没有有效地激发农村学生立足现实、城市学生关注农村，满怀激情投入到社会主义新农村的经济文化建设当中。
义务教育是针对所有成员所实施的一种基础教育，也是一个国家或社会及其所有成员能正常生存和发展的前提条件。在义务教育阶段，应贯彻平等对待原则。除保证入学机会平等和受教育过程的机会平等，国家经费投入平等外，还应提供公共的统一的基础课程，使每个受教育者达到基本的教育目标，实现义务教育阶段教育结果的平等。课程内容的确定、教学手段的选择，不仅考虑城市学生，更应考虑广大的农村学生。使义务教育真正成为面向人人、面向大众的平民教育，“让所有的孩子念好书”。当然，义务教育阶段也应注意受教育者的差异性，但当面对“均等不相容性”（一方面，由于遗传性差异，人与人之间是生而不平等的，即遗传性差异与平等之间具有不相容性；另一方面，当代社会对分工要求过高、过细以及专业性过强等都与教育平等之间形成了不相容性）时，则必须坚持平等机会对差别原则优先性[7]，即坚持同质教育公平，不因学生个人家庭背景、性别或地区之差异而有不同。义务教育课程应该更多地关注社会主义新农村的建设，充分考虑广大农村学生的需求，缩小城乡二元化差距，实现真正的教育公平。
六、初中生物课程改革营建了怎样的课程文化？
问题阐述：随着课程改革的不断深入，人们开始从理论的高度关注学科教育、课程改革与文化的关系问题。有学者提出：“基础教育新课程改革是一场深刻的价值变革。”“营建了一种生活、对话、探究与合作的课程文化模式，实现了课程文化的再生。” [8]课程文化是一个泛学科的概念，初中生物课教师感到困惑的问题是：具体到生物学科，课程改革带来的是怎样的一种课程文化呢？
讨论：什么是文化？“文化，是指人们按照一定尺度去改变环境，发展自己。这样的活动及其成果就是文化。”[9]换句话说，文化就是人追求和享有一定的价值成果，并通过实现这些价值来更新和发展自己。什么是学校课程文化？有的学者提出：学校课程文化是指按照一定社会对下一代获得社会生存能力的要求，对人类文化的选择、整理和提炼而形成的一种课程观念和课程活动形态[10]。
从初中生物课程的目标来看，现代课程文化应既包含多元化的课程目标价值取向，又有鲜明的思想性、科学性、时代性，倡导先进的文化。多元化的课程目标价值取向如强调掌握基础知识的价值取向，强调基本技能训练的价值取向，强调获取生活经验的价值取向，强调创造性思考能力培养的价值取向，以及强调情感陶冶的价值取向，等等。正是课程目标价值取向的多元性，形成目前教学活动的丰富性[11]。但是统整这些多元价值取向的，是符合时展要求的辩证唯物主义的科学价值观、世界观、人生观。例如，基础知识应该是学术界普遍认可的对基本概念和原理的现代阐述；基本技能应该是在现代社会生存和发展所需要的技能；情感态度应该是积极向上、符合社会主义核心价值体系的情感态度。
从初中生物课程的内容来看，现代课程文化应体现基础性、发展性、现代性、探究性、社会性和人文性。
基础性 是对义务教育初中生物课程的定位，义务教育是普及教育，是提高公民基本的生物科学素养的教育，因而所选择的内容应该是生物科学领域的基础知识、基本技能、基本的生物学观点。
发展性 是指在浩如烟海的基础内容中，选择对于学生的终身发展所必需的概念和原理、方法和技能，并对其中一些重要的概念和方法进行深入的学习，为将来的发展打下既广博又坚实的基础。
现代性 按照现代科学文化发展的现状，重新审视传统的基础知识、基本技能、基本的生物学观点，补充新的内容，赋予新的内涵，指明新的发展方向。“做一个现代人必须取得现代的知识，学会现代的技能，感觉现代的问题，并以现代的方法发挥我们的力量。” [12]
探究性 指学生学习科学的过程是不断探究的过程。课程内容不仅提供多种形式的科学探究活动，让学生获得直接经验和体验；也提供大量的供学生深入思考和讨论，自己找出答案的素材。
社会性 课程内容应与学生的生活实际紧密结合，反映社会生产生活的发展变化，关注与人类生存和发展密切相关的社会热点问题。“教育要通过生活才能发出力量而成为真正的教育。” [12]
人文性 求真务实的科学课程中，应尽可能地包含善与美的人文元素，使科学不仅具有改变自然世界的力量，还具有提升人的精神境界的力量。
从初中生物课程的实施来看，现代课程文化应该在课堂上，在校园里营建科学、民主、合作、创新的和谐文化，不断优化育人环境，使学生具有强烈的求知欲，学习态度积极向上，科学严谨；师生关系民主平等，相互尊重，能够进行良好的沟通交流；生生之间合作融洽，共同参与，共同进步；在民主和谐的氛围中，大胆质疑，勇于创新的精神得到肯定和鼓励。在此过程中，注重学生对教育活动的内心体验，注重知识、智能、情感和行为等的整合，使学生得到生动活泼主动的发展。
生物科学探究的基本方法范文5
【关键词】化学实验实验设计探究性
一、深刻理解化学基本理论的实验基础
掌握化学基本原理和基本技能,初步学会化学研究的实验方法。掌握基本的操作技能、实验技术、培养分析问题、解决问题的能力,养成严谨的实事求是的科学态度,树立勇于开拓的创新意识。
二、设计实验必须有化学实验总体观
任何一个化学实验都包含以下内容:(1)实验目的;(2)实验原理;(3)实验设计;(4)实验药品、仪器、装置;(5)实验操作及操作规程;(6)实验结果的处理。这六个方面的内容可称为化学实验的六要素。实验目的是核心;实验原理是达到实验目的的理论根据;实验程序是能否完成实验的关键,它的设计以实验原理为基础;药品、仪器、装置是物质保证,这些物质条件的选择是由实验原理和实验程序决定的,同时,对实验程序也起着制约作用;实验操作及注意事项是实验得以顺利、安全进行的保证,它的制定要由实验程序和实验用品来决定;实验结果的处理是对实验是否达到预期目所进行的检验,在解释实验现象、处理所测得的数据、分析实验误差等项工作中,必须对各要素进行综合分析。
三、充分体现化学实验的探究功能
1.化学的学科特征决定了化学实验可以作为探究性学习的途径
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天,化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。
学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习化学,无疑是最有效而又最重要的化学学习方法之一。在化学实验中,学生通过实验研究和认识物质,掌握化学基本原理和基本技能,初步学会化学研究的实验方法。化学科学以实验为基础的学科特征,更有利于学生进行化学探究性学习。
2.化学实验本身就是科学探究的过程
化学实验,是人们认识和研究物质的一种科学方法,是人们根据研究的对象和研究的目的,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性实践活动的过程。因此,化学实验过程本身就是一个创造性地探究的过程。化学发展的历史也充分证明,化学科学的任何一项重大的突破,无一例外地是经过化学实验而取得的。正如波义耳所说,没有实验,任何新的东西都不能深知。中学生化学学习中的化学实验,虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识,但从本质上看,这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。当化学实验被用作探究性学习的途径时,化学实验的创造性和探究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手,体验科学家科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以,在学生的化学学习过程中,完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。
3.化学实验为探究性学习验证提供了科学方法
和科学家进行的科学探究一样,探究性学习也具有问题特征、收集信息特征、假设特征、验证特征和评价反馈特征。学生在探究性学习中,针对发现的问题,在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上,做出大胆假设或猜想,并通过化学实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以,化学实验不仅是学生探究性学习时验证假设或猜想的主要方法,也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。
四、创造性是实验设计的灵魂
爱因斯坦曾说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”经常开展探究性、设计性和创造性实验研究,有助于学生创新能力的培养和提高。
生物科学探究的基本方法范文6
关键词：普通高中生物；新课程标准；教材；设计思路
根据教育部2003年制定的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中生物《课程标准》（实验）》（以下简称《课程标准》），课程教材研究所生物课程教材研究开发中心组织编写了生物学科六个模块的教材。现将整套教材的总体设计思路分析如下。
《课程标准》是教材编写的重要依据。本套教材总体设计思路是贯彻落实《课程标准》提出的基本理念，根据各模块的具体内容标准，结合学生的年龄特征、认知规律和教学实际，本着便于教和学的原则进行设计。概括地说，教材的编写要体现《课程标准》的基本理念，遵循《课程标准》的设计思路，落实《课程标准》中“具体内容标准”的要求。具体包括以下几个方面。
一、重视基础知识的教学，帮助学生形成良好的知识结构
（一）构建主线突出、结构合理的知识体系
为凸显各模块在知识教育方面的价值，帮助学生形成良好的知识结构，每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开。同时，根据学生的认知规律，确定知识内容的呈现顺序，使之形成结构合理的知识体系。例如，在“分子与细胞”模块中，教材内容围绕“细胞是基本的生命系统”这一主线展开（见图1）。
图1
（二）重视基本概念、原理和规律
高中生物课程涵盖的知识内容广泛而丰富。对学生来说，知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高，实现迁移的可能性就越大；其时效性越长久，对学生终身学习和发展的价值就越高。鉴于此，知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开，避免过多事实性知识的堆砌和单纯描述，在认识“是什么”的基础上，更多地探讨“如何”和“为什么”。
例如，关于动物和人体的激素调节，重点是让学生通过具体实例理解反馈调节和分级调节的原理，以及激素调节的特点，而不是罗列许多激素的分泌部位和生理作用。
（三）把握基础性，体现先进性
按照《课程标准》的要求，精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。知识内容的深难度总体上维持在现行高中生物教材的水平，避免出现深、难、重。
基础不等同于经典。教材展示给学生的生物学，应当具有时代特色，基础性应是现代意义上的基础性。在体现共同基础的必修教材中，一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致，体现先进性。例如，酶的概念不局限于蛋白质的范畴，中心法则不局限于克里克提出的经典法则，将免疫也视作一种调节方式，等等。此外，还以“科学前沿”“科学·技术·社会”等形式介绍了生物科学的新进展，如通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。在满足学生多样化发展需要的选修教材中，内容紧扣时代脉搏，集中反映现代生物科学和生物技术及其应用，同时也注意到把握基础性，避免过深过难。例如，在“现代生物科技专题”中，侧重基本原理和方法及其应用的介绍，技术操作多用“生物技术资料卡”形式介绍，学生一般了解即可。
基础性与先进性之间有时会出现矛盾，矛盾的焦点是学生的认知水平和接受能力。对此，教材从高中阶段教育的性质和任务出发，做了灵活变通的处理。例如，关于水分子的跨膜运输，尽管已发现水通道，教材正文仍沿用目前细胞生物学专著中将其归为自由扩散的说法，而将通道蛋白的内容放在课外阅读材料“科学前沿”中介绍；关于细胞的衰老和癌变的原因，则采用在正文中排小号楷体字的办法，供感兴趣的学生选读。此外，教材不可能也无必要在反映新进展上面面俱到，为此，在正文和作业中常常提示学生搜集有关资料。
（四）突出重点，点面结合，使知识内容层次分明
教材中重要概念和原理的表述，以黑体字排印；其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印；供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印，或以“相关信息”“资料卡”“科学·技术·社会”等形式出现，有的内容明确标注“选学”。“生物技术实践”中帮助学生设计实验的资料也以楷体字排印。
（五）纵横衔接，促进知识网络的形成
为体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系，教材旁栏设有“学科交叉”栏目；为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系，教材旁栏设有“知识链接”栏目。在必修模块各章后的自我检测中，大多安排了画概念图的习题。
二、突出生物科学的过程与方法，培养学生的科学探究能力
有关科学过程与方法的内容，在教材中占有较大的比重。“过程”包括科学家的研究过程和学生亲自参加的探究过程。“方法”侧重在科学探究的一般方法，也包括学科内的方法，如分离细胞器的方法、放射性同位素标记法、标志重捕法等。
（一）关于科学方法的内容
教材中涉及的科学探究的一般方法如下图。
这些科学方法的内容贯穿在各个模块中，同时，不同模块在科学方法教育上又有不同的侧重点。例如，“分子与细胞”模块侧重观察和实证的方法，“遗传与进化”模块侧重假说演绎的方法，“稳态与环境”模块侧重系统分析的方法。
鉴于思维能力是科学探究能力的核心，教材注重思维方法的训练：1.注重训练抽象思维和发展形象思维相结合；2.注重形式逻辑思维与辩证逻辑思维相结合；3.注重引导发散思维、求异思维和批判性思维；4.重视数学方法、模型方法和系统方法的介绍和运用。
关于科学方法的内容，教材主要通过研究过程的介绍和探究活动的设计，让学生逐步领悟。此外，在必修模块中还辟有专门的栏目予以提炼和概括，其中属于科学探究一般方法的内容见下表。
这里有两点需要说明：1.教材中科学方法内容是建立在义务教育生物课程标准实验教科书基础上的，初中阶段已经讲述的方法不再作为重点介绍，如观察法、实验法、调查法、比较法、搜集资料的方法等；2.系统分析的方法对高中学生来说过于深奥，教材通过研究群落、生态系统的结构和能量流动等内容来渗透其大致思路，而未做正式表述。
（二）强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径
1.安排丰富多样的科学探究活动，让学生通过活动体验过程，领悟和运用方法（见下表）。
2.较多地介绍生物科学史的内容，特别是生物科学史上的经典案例。有的部分将科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索，如遗传部分，让学生分析科学家是怎样进行科学研究的，从中获得科学方法等方面的启示。
3.鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、思考与探究、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题，可以帮助学生领悟方法，活跃思维，提高科学探究能力。
三、关注科学、技术和社会的关系，深化情感态度与价值观教育
通过教材展示给学生的生物学，是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学，是通过技术而不断转化为现实生产力的生物学，是在广阔的社会背景中，对人类文明有着巨大推动作用，同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此，教材一方面介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料，另一方面还引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系，理解科学的价值和局限性，养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识，树立人与自然和谐发展的观念，形成科学的价值观。
教材通过多种方式突出了这方面的教育。
1.通过资料搜集和分析、思考和讨论、调查、评价等多种活动，落实科学、技术和社会关系的教育。
2.在必修模块中设置“科学·技术·社会”和“与生物学有关的职业”等栏目；正文辟“与社会的联系”小栏目。
3.在选修模块中分别设置相应栏目。如“生物技术实践”中的“课题背景”，“生物科学与社会”模块中的“从社会中来”“到社会中去”及“现实中的问题”“现代生物科技专题”中的“实践活动”“进展追踪”“论坛”“热点问题讨论”等。例如，设置“论坛”引导学生深入讨论生物技术的安全性和伦理问题。
4.在教材的作业系统中设计相关的练习题。
教材通过介绍科学家从事科学研究的实例、安排学生探究活动和讲述有关知识等多种途径，试图构建具有生物学科特点和时代特色的情感态度与价值观体系（见图2）。
四、重视知识内容与生活经验的联系，激发求知欲，驱动知识的建构
借鉴有意义学习和建构主义学习理论，教材内容的表述不是从概念到概念，而是尽量从生活经验入手，创设较好的问题情境或悬念，激发学生的学习兴趣，促使学生头脑中发生新知识与原有经验之间的联系，完成知识的建构，同时也理解所学知识的价值。
1.必修模块的每节都从“问题探讨”入手，该栏问题除了出自科学史，主要是从学生的生活经验中提炼。
2.教材重要概念和过程的阐释，尽可能结合学生的经验和生活体验，使之亲切而生动。
3.不少章节采用问题串的形式，引导学生步步深入地分析问题，解决问题，建构知识，发展能力。在“分子与细胞”模块，还设有“与生活的联系”栏目。
4.作业系统中注意习题与生活、健康、环境等方面的联系和实际应用。
五、加强内容的引导性和开放性，促进探究性学习
为促进学生形成主动、探究、合作的学习方式，教材改变了传统的注入式写法，也未停留在经典的启发式写法上，而是引导学生提出问题，分析问题，通过各种途径寻求答案，在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。
教材内容的开放性表现在以下几个方面。
1.有些问题，不是直接给出答案，而是让学生自己探究。
2.有些问题，并未叙述得面面俱到，而是提出要求，让学生自己搜集信息，特别是联系当地和当前实际的信息。
3.探究活动的写法重在引导，探究的课题、材料用具和方法步骤不做过死的规定；对于难度较大的探究活动，教材提供了参考案例。
4.介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议，体现科学体系的开放性。
5.有些练习题的答案不唯一。
六、改进作业系统，促进评价的改革
评价方式的改革是课程改革的关键环节之一。教材改变了作业系统主要为巩固知识而设计的传统做法，以期促进生物课程的评价改革。
1.作业系统围绕知识、能力和情感三方面的目标来设计，特别重视知识的迁移、方法的运用和发散思维的培养。例如，必修模块每章后都有“自我检测”题（见图3），帮助学生从知识的掌握和能力的发展等方面进行自我评价。
2.作业系统的内容既包括章节后的作业题，也包括某些探究活动中的讨论题；既有随堂练习和技能训练，又有阶段性的自我检测；既有书面作业，又有课外实践、撰写综述报告等实作评价的内容。
