時間：2023-08-17 18:03:22
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物科學方法，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、建立模型方法
高中生物學所研究的是自然界中生命運動最基本、最普遍的規律，而自然界生物種類繁多，運動復雜，幾乎每個具體的問題都會涉及到很多復雜的因素，建立模型則可排除非本質的因素從而尋找到反映事物的本質特征，從而發現生命規律。在高中生物學中應用模型思想，可讓學生從構建模型中更好地掌握生物科學的本質規律，從而更好地理解生物知識，提高學習效率。在高中生物教學中，常主要的建模方法有物理建模（DNA的雙螺旋模型，生物膜的流動鑲嵌模型）、數學建模（曲線圖，數學公式）和概念建模（概念圖）。下面以生物數學建模進行簡單介紹。
在數學建模過程中，要建立一個模型，那就需了解問題的實際背景，明確建模的目的并搜集相關的信息和材料，接下來根據所搜集的材料和信息而提出假設，根據假設而對對象進行因果分析，找出其函數表達式，在此基礎上進行校驗和修正，最后進行應用。
二、假說演繹法
“假說演繹法”一般是指根據一類事物都有的屬性，構建出假說，然后演繹出理論體系或具體推論，再通過觀察和實驗來檢驗。假說演繹法其實就是先根據現有的生物現象、實驗結果等提出相應的假說，然后通過實驗進行驗證，如果實驗結論和假說相符，那么，假說的理論是成立的。相反，則不成立。假說演繹法在生物學占有舉足輕重的地位。如，DNA半保留復制假說和遺傳密碼假說的驗證，摩爾根證明果蠅的白眼基因位于X染色體上都是運用假說演繹法的典例。一個成功的“假說——演繹教學法”對學生學習、效法、養成科學態度和科學精神都非常有益?，F以孟德爾的豌豆雜交實驗為例。
首先，提出問題。用純種的高莖豌豆和純種的矮莖豌豆作親本進行雜交。無論正交還是反交，雜交后的第一代(簡稱子一代，用F1表示)總是高莖。子一代進行自交，子二代中高莖與矮莖之比為3:1。這是假說的基本出發點，在此基礎上，引導學生思考：（1）為何子一代都是高莖？（2）為什么遺傳性狀在雜種后代中按一定的比例分離呢？而這兩個問題也是孟德爾假說的核心所在。因當時生物界還沒有認識到配子形成和受精過程中的染色體變化，學生在學習這一知識時，對減數分裂知識也還沒有接觸。所以在進行“假說”的教學時，教師應該給予學生一定的時間，讓學生充分理解和領會。這個過程難度較大，如果在這個過程中學生遇到一定的困難，則可以引導學生學習孟德爾提出假說的思考過程。((1)矮莖可能并沒有消失，只是在F1代中未表現出來。因為F2代中又出現了矮莖。(2)高莖相對于矮莖來說是顯性性狀。(3)遺傳因子控制生物性狀，遺傳因子成對存在，可能有顯隱性之分。）
其次，建立假說。（1）孟德爾假說的要點是什么？（2）孟德爾是如何解釋F1只出現高莖的？（3）如何解釋F2出現性狀分離且比例為3:1？學生討論孟德爾的假說內容并提問。為了更好幫助學生理解孟德爾的假說，教師可繪制遺傳圖解（如右圖性狀分離比的模擬實驗圖）并采用講授的方式進行說明。（(1)生物的性狀是由遺傳因子決定的。遺傳因子有顯性與隱性之分。(2)體細胞中遺傳因子是成對存在的。(3)生物體在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配中，配子中只含有成對遺傳因子中的一個。(4)受精時，雌雄配子的結合是隨機的。）
第三步：演繹推導。這是假說演繹中的關鍵環節，在教學中教師可讓學生充當孟德爾的角色，根據假說進行演繹推理：子一代是雜合體必然產生兩種數量相等的配子，與隱性親本類型回交后代的性狀分離比例必然是1：1。在該過程中學生嘗試采用遺傳圖解進行輔助（如右圖）。
最后，實驗檢驗。因為測代后代的表現型及其比例真實地反映出子一代產生的配子種類及其比例，可以推知子一代基因型及傳遞行為。測交后代如果出現兩種表現型（比例為1:1）,即F1為雜合子，若后代只有一種表現型，即F1為純合子。孟德爾所做的測交試驗結果，符合預期的設想，從而證明了F1在形成配子時，成對的遺傳因子發生了分離，分離后的遺傳因子分別進入到了不同的配子中。
關鍵詞：生物科學史教學方式方法
生物科學是建立在實驗基礎上的一門自然科學，現代生物科學的發展，是生物科學與數學、物理、化學、等科學之間相互交叉、滲透和相互促進的結果。隨著生物科學的發展，生物科學向人們展示美好的未來，它將成為21世紀領先的學科之一。我們在學習生物學科時，應在前人研究的基礎上，善于發現問題，研究問題，解決問題。不僅要重視生物學知識的學習，還要重視學習和體驗生物科學研究的過程，并且從中領會生物科學的研究方法。
獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。為了使學生的學習方式發生根本性轉變，保證學生自主性、探索性的學習落到實處，確立學生的主體地位，促進學生積積極主動地學習，使學生形成學習中不斷提出問題、解決問題的探索過程。
在科學實踐中發展合作能力、實踐能力和創新能力，初步具有收集和利用課內外的圖文資料及其他信息的能力。生物學能力在教學中如何培養呢？本人認為生物科學史在教學的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科學史的巧妙合理的講解，既能激發學生學習生物學的積極興趣，又能發揮學生學習的主動性，增強學生的主體意識，還能培養學生學習生物學的收集和處理生物信息的能力、分析問題和解決問題的能力、掌握學習生物學的科學方法，同時更能培養學生形成不畏艱險、持之以恒的科學態度。在生物發現史教學中,采用多媒體現代化教學手段，要求學生在課前預習，并收集有關的信息材料，課堂教學中針對學生收集到的材料，有的問題鼓勵學生課后繼續查閱，共同討論加以解決，與課堂有關的內容加以肯定，導入教學。
生物學史有的既體現了學生收集和處理信息的能力，激發學生學習的興趣，增強學生的成就感，又能鍛煉學生研究問題的科學分析方法，培養學生的推理、歸納能力以及學生的邏輯思維和創造力，還能使學生養成不畏艱險、持之以恒的科學精神。如酶的發現、光合作用的發現過程等。
1.總結人們的認識過程：
發現問題提取物質物質本質得出定義補充完善（完整理論）
（1773年）（1836年）（1926年）（20世紀30年代）（80年代）
通過學習酶的發現，激勵學生學習科學家實事求是的科學態度和勇于探索的科學精神。使學生明確科學家對酶的認識是不斷發展的。科學具有開放性，引導學生要用開放的觀點、發展的眼光對待所學的知識,鼓勵學生在學習過程中勤于思考，敢于質疑，勇于探索。
2.光合作用的發現：
1779年，荷蘭科學家英格豪斯（Jan Ingenhousz）重復了上述實驗，并進一步證實光照是這一實驗成功的秘訣，即光照是植物放氧的先決條件。
1782年，日內瓦教師塞尼比爾（J.Senebier）發現經煮沸過的水中放入綠葉時，即使光照充足也不能收集到氧氣。只有在水中通入CO2后，才能看到氣泡（O2）出現。因此，他認為植物在光照下，為了產生O2就必須有CO2的存在，O2是來自CO2的。指出CO2是光合作用的原料，氧氣是產物，而且CO2也是產物氧氣的來源。
1804年，法國科學家德•索敘爾（de Saussure）通過定量植物所吸收的CO2，釋放的O2及植物體的增加量發現，綠色植物在陽光照射下，用CO2與H2O在植物體內合成有機物質，并產生與CO2大致相等體積的O2。他提出，CO2和H2O是植物體有機物質的來源。即兩者是光合作用的原料。
1864年，德國科學家薩克斯用天竺葵做材料實驗得出結論：天竺葵的葉子在光下制造了淀粉，同時也說明光合作用需要光，產物為淀粉（糖類）。
1880年，美國科學家恩格爾曼用水綿進行實驗說明：氧是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。有力地說明氧氣是光合作用的產物，葉綠體是光合作用的場所。
1937年，英國科學家希爾（Hill）將離體的葉綠體加到具有適當氫受體（A）的水溶液中，光照后放出氧氣，此反應稱為希爾反應。氫受體有2，6―二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。說明氧氣是水的光解過程產生的，為人們研究光合作用產物氧氣的來源提出了新的見解。
1939年，美國科學家魯賓（S．Ruben）和卡門（M．Kamen）利用同位素標記法進行探究實驗有力地證明光合作用釋放的氧氣來自水。
3.根據科學的發展進程歸納出光合作用的定義和反應式。
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧的過程。即：
光能
CO2 ＋ H2O（CH2O）＋O2
有的發現史既能通過對科學家實驗的分析培養學生探究問題的能力，使學生掌握科學的研究方法，又能使學生根據所學知識，解釋一些實際問題和現象，增強知識面的應用能力，激發學生學習生物的興趣，促進學生積積極主動地學習，使學生形成學習中不斷提出問題、解決問題的探索過程。如生長素的發現過程、DNA是遺傳物質的證明等。
4研究問題的方法：
理論推斷實驗驗證轉化實驗侵染細菌實驗得出結論
（理論結論） （實驗思路） （初步證明） （有力證明） （統一認識）
通過探究DNA是遺傳物質的發現過程，使學生學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態度以及對真理不懈追求的科學精神，使學生懂得人類對事物的認識是不斷深化和完善的，使學生領會科學家實驗設計的科學思路、遵循的實驗設計原則和采用的一些科學方法，并培養學生科學思維能力和初步研究能力，使學生初步掌握科學研究的方法和過程。
5結論
根據新課程理念，當今生物教學重在培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養，生物科學史是生物教學中培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養的良好素材，因此，“以探究科學發現過程來學習科學研究方法”是生物教學的重點，在生物教學過程中，通過生物科學史的教學注重實驗過程的探究與科學方法的學習相結合，充分發揮學生的主體作用，使學生在探究學習中，得到科學研究方法的訓練。
參考文獻
[1]潘瑞熾，董愚得.植物生理學[M].高等教育出版社.
關鍵詞：普通高中生物；新課程標準；教材；設計思路
根據教育部2003年制定的《普通高中課程方案（實驗）》和《普通高中生物《課程標準》（實驗）》（以下簡稱《課程標準》），課程教材研究所生物課程教材研究開發中心組織編寫了生物學科六個模塊的教材。現將整套教材的總體設計思路分析如下。
《課程標準》是教材編寫的重要依據。本套教材總體設計思路是貫徹落實《課程標準》提出的基本理念，根據各模塊的具體內容標準，結合學生的年齡特征、認知規律和教學實際，本著便于教和學的原則進行設計。概括地說，教材的編寫要體現《課程標準》的基本理念，遵循《課程標準》的設計思路，落實《課程標準》中“具體內容標準”的要求。具體包括以下幾個方面。
一、重視基礎知識的教學，幫助學生形成良好的知識結構
（一）構建主線突出、結構合理的知識體系
為凸顯各模塊在知識教育方面的價值，幫助學生形成良好的知識結構，每個模塊的知識內容都圍繞一定的主線展開。同時，根據學生的認知規律，確定知識內容的呈現順序，使之形成結構合理的知識體系。例如，在“分子與細胞”模塊中，教材內容圍繞“細胞是基本的生命系統”這一主線展開（見圖1）。
圖1
（二）重視基本概念、原理和規律
高中生物課程涵蓋的知識內容廣泛而豐富。對學生來說，知識性內容與生物學基本概念、原理和規律的相關性越高，實現遷移的可能性就越大；其時效性越長久，對學生終身學習和發展的價值就越高。鑒于此，知識性內容著重圍繞生物學基本概念、原理和規律展開，避免過多事實性知識的堆砌和單純描述，在認識“是什么”的基礎上，更多地探討“如何”和“為什么”。
例如，關于動物和人體的激素調節，重點是讓學生通過具體實例理解反饋調節和分級調節的原理，以及激素調節的特點，而不是羅列許多激素的分泌部位和生理作用。
（三）把握基礎性，體現先進性
按照《課程標準》的要求，精選符合學生發展需求和認知水平的基礎知識。知識內容的深難度總體上維持在現行高中生物教材的水平，避免出現深、難、重。
基礎不等同于經典。教材展示給學生的生物學，應當具有時代特色，基礎性應是現代意義上的基礎性。在體現共同基礎的必修教材中，一些基本概念和原理力求與現代生物科學相一致，體現先進性。例如，酶的概念不局限于蛋白質的范疇，中心法則不局限于克里克提出的經典法則，將免疫也視作一種調節方式，等等。此外，還以“科學前沿”“科學·技術·社會”等形式介紹了生物科學的新進展，如通道蛋白、人類蛋白質組計劃、DNA指紋技術、基因治療、恢復生態學等。在滿足學生多樣化發展需要的選修教材中，內容緊扣時代脈搏，集中反映現代生物科學和生物技術及其應用，同時也注意到把握基礎性，避免過深過難。例如，在“現代生物科技專題”中，側重基本原理和方法及其應用的介紹，技術操作多用“生物技術資料卡”形式介紹，學生一般了解即可。
基礎性與先進性之間有時會出現矛盾，矛盾的焦點是學生的認知水平和接受能力。對此，教材從高中階段教育的性質和任務出發，做了靈活變通的處理。例如，關于水分子的跨膜運輸，盡管已發現水通道，教材正文仍沿用目前細胞生物學專著中將其歸為自由擴散的說法，而將通道蛋白的內容放在課外閱讀材料“科學前沿”中介紹；關于細胞的衰老和癌變的原因，則采用在正文中排小號楷體字的辦法，供感興趣的學生選讀。此外，教材不可能也無必要在反映新進展上面面俱到，為此，在正文和作業中常常提示學生搜集有關資料。
（四）突出重點，點面結合，使知識內容層次分明
教材中重要概念和原理的表述，以黑體字排印；其余需要學生認真閱讀和理解的內容以宋體字排??；供學生一般了解或選學的內容以楷體字排印，或以“相關信息”“資料卡”“科學·技術·社會”等形式出現，有的內容明確標注“選學”?！吧锛夹g實踐”中幫助學生設計實驗的資料也以楷體字排印。
（五）縱橫銜接，促進知識網絡的形成
為體現生物學與數學、物理、化學等學科的橫向聯系，教材旁欄設有“學科交叉”欄目；為體現各個模塊間、同一模塊各章節間的聯系，教材旁欄設有“知識鏈接”欄目。在必修模塊各章后的自我檢測中，大多安排了畫概念圖的習題。
二、突出生物科學的過程與方法，培養學生的科學探究能力
有關科學過程與方法的內容，在教材中占有較大的比重。“過程”包括科學家的研究過程和學生親自參加的探究過程。“方法”側重在科學探究的一般方法，也包括學科內的方法，如分離細胞器的方法、放射性同位素標記法、標志重捕法等。
（一）關于科學方法的內容
教材中涉及的科學探究的一般方法如下圖。
這些科學方法的內容貫穿在各個模塊中，同時，不同模塊在科學方法教育上又有不同的側重點。例如，“分子與細胞”模塊側重觀察和實證的方法，“遺傳與進化”模塊側重假說演繹的方法，“穩態與環境”模塊側重系統分析的方法。
鑒于思維能力是科學探究能力的核心，教材注重思維方法的訓練：1.注重訓練抽象思維和發展形象思維相結合；2.注重形式邏輯思維與辯證邏輯思維相結合；3.注重引導發散思維、求異思維和批判性思維；4.重視數學方法、模型方法和系統方法的介紹和運用。
關于科學方法的內容，教材主要通過研究過程的介紹和探究活動的設計，讓學生逐步領悟。此外，在必修模塊中還辟有專門的欄目予以提煉和概括，其中屬于科學探究一般方法的內容見下表。
這里有兩點需要說明：1.教材中科學方法內容是建立在義務教育生物課程標準實驗教科書基礎上的，初中階段已經講述的方法不再作為重點介紹，如觀察法、實驗法、調查法、比較法、搜集資料的方法等；2.系統分析的方法對高中學生來說過于深奧，教材通過研究群落、生態系統的結構和能量流動等內容來滲透其大致思路，而未做正式表述。
（二）強化科學方法教育、培養科學探究能力的途徑
1.安排豐富多樣的科學探究活動，讓學生通過活動體驗過程，領悟和運用方法（見下表）。
2.較多地介紹生物科學史的內容，特別是生物科學史上的經典案例。有的部分將科學發現的先后順序作為構建框架的重要線索，如遺傳部分，讓學生分析科學家是怎樣進行科學研究的，從中獲得科學方法等方面的啟示。
3.鼓勵學生積極思考和討論。在資料分析、旁欄思考題、技能訓練、練習、思考與探究、自我檢測等欄目中有許多關于科學過程和方法的思考題，可以幫助學生領悟方法，活躍思維，提高科學探究能力。
三、關注科學、技術和社會的關系，深化情感態度與價值觀教育
通過教材展示給學生的生物學，是在先進的技術手段支持下不斷成長的生物學，是通過技術而不斷轉化為現實生產力的生物學，是在廣闊的社會背景中，對人類文明有著巨大推動作用，同時又可能產生一些負面影響和沖擊的生物學。為此，教材一方面介紹有關生物科學、技術和社會關系的資料，另一方面還引導學生深入探討生物科學、技術和社會三者之間復雜的互動關系，理解科學的價值和局限性，養成熱愛科學、尊重科學、理智地運用科學成果的情感和意識，樹立人與自然和諧發展的觀念，形成科學的價值觀。
教材通過多種方式突出了這方面的教育。
1.通過資料搜集和分析、思考和討論、調查、評價等多種活動，落實科學、技術和社會關系的教育。
2.在必修模塊中設置“科學·技術·社會”和“與生物學有關的職業”等欄目；正文辟“與社會的聯系”小欄目。
3.在選修模塊中分別設置相應欄目。如“生物技術實踐”中的“課題背景”，“生物科學與社會”模塊中的“從社會中來”“到社會中去”及“現實中的問題”“現代生物科技專題”中的“實踐活動”“進展追蹤”“論壇”“熱點問題討論”等。例如，設置“論壇”引導學生深入討論生物技術的安全性和倫理問題。
4.在教材的作業系統中設計相關的練習題。
教材通過介紹科學家從事科學研究的實例、安排學生探究活動和講述有關知識等多種途徑，試圖構建具有生物學科特點和時代特色的情感態度與價值觀體系（見圖2）。
四、重視知識內容與生活經驗的聯系，激發求知欲，驅動知識的建構
借鑒有意義學習和建構主義學習理論，教材內容的表述不是從概念到概念，而是盡量從生活經驗入手，創設較好的問題情境或懸念，激發學生的學習興趣，促使學生頭腦中發生新知識與原有經驗之間的聯系，完成知識的建構，同時也理解所學知識的價值。
1.必修模塊的每節都從“問題探討”入手，該欄問題除了出自科學史，主要是從學生的生活經驗中提煉。
2.教材重要概念和過程的闡釋，盡可能結合學生的經驗和生活體驗，使之親切而生動。
3.不少章節采用問題串的形式，引導學生步步深入地分析問題，解決問題，建構知識，發展能力。在“分子與細胞”模塊，還設有“與生活的聯系”欄目。
4.作業系統中注意習題與生活、健康、環境等方面的聯系和實際應用。
五、加強內容的引導性和開放性，促進探究性學習
為促進學生形成主動、探究、合作的學習方式，教材改變了傳統的注入式寫法，也未停留在經典的啟發式寫法上，而是引導學生提出問題，分析問題，通過各種途徑尋求答案，在解決問題的思路和科學方法上加強點撥和引導。
教材內容的開放性表現在以下幾個方面。
1.有些問題，不是直接給出答案，而是讓學生自己探究。
2.有些問題，并未敘述得面面俱到，而是提出要求，讓學生自己搜集信息，特別是聯系當地和當前實際的信息。
3.探究活動的寫法重在引導，探究的課題、材料用具和方法步驟不做過死的規定；對于難度較大的探究活動，教材提供了參考案例。
4.介紹生物科學上目前尚未解決的疑難問題或存在的爭議，體現科學體系的開放性。
5.有些練習題的答案不唯一。
六、改進作業系統，促進評價的改革
評價方式的改革是課程改革的關鍵環節之一。教材改變了作業系統主要為鞏固知識而設計的傳統做法，以期促進生物課程的評價改革。
1.作業系統圍繞知識、能力和情感三方面的目標來設計，特別重視知識的遷移、方法的運用和發散思維的培養。例如，必修模塊每章后都有“自我檢測”題（見圖3），幫助學生從知識的掌握和能力的發展等方面進行自我評價。
2.作業系統的內容既包括章節后的作業題，也包括某些探究活動中的討論題；既有隨堂練習和技能訓練，又有階段性的自我檢測；既有書面作業，又有課外實踐、撰寫綜述報告等實作評價的內容。
關鍵詞：高中生物；科學史；教學；問題；對策
中圖分類號：G423.07 文獻標志碼：B 文章編號：1673-4289（2011）12-0015-03
生物科學史教育能夠使學生理解科學的本質，體驗科學研究的方法，感悟科學探究的精神，因此，高中生物新課程非常重視生物科學史教育?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準（實驗）》（以下簡稱課標）明確了要“重視生物科學史的學習”，在其內容標準中多處明確提出了生物科學史的具體教學要求。但是，在新課程實施過程中生物科學史教學仍然出現了一些問題和困惑，需要我們探尋原因，研究對策，以更好促進生物科學史教學。
問題一：目標單一、大材小用
【案例呈現】
案例1：在進行《遺傳因子的發現》教學時，教師介紹了孟德爾的豌豆雜交實驗，但目的僅僅是為了把分離規律和自由組合規律講清楚，而沒有引導學生關注豌豆雜交實驗的內在邏輯和實驗的關鍵點，讓學生理解孟德爾豌豆雜交實驗所蘊藏的思想方法。
案例2：在進行《細胞的多樣性與統一性》一節“細胞學說的建立過程”這一內容的教學時，有教師在簡單地解釋細胞學說的三個要點后，以討論題引導學生閱讀細胞學說建立過程的資料，其目的也僅僅是由此引導學生認識細胞的統一性，而沒有真正分析細胞學說的建立過程所蘊含的科學發現的模式，揭示科學的本質。
【原因探析】
上述兩則案例雖然在教學中都利用了生物科學史，但是目標定位在落實知識，科學史只是用于輔助學生理解相關知識的材料，而沒有讓學生真正深入到科學史教育中，獲得方法和情感的體驗。這種情況在課堂教學中具有一定的普遍性。有調查表明，教師對生物科學史的教育價值持肯定態度，但是多數教師卻是為了學生更好地學習知識而引入科學史材料[1]。然而，生物科學史的教學有知識目標但不限于知識又幾乎是業內的共識。課標指出：“學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神?！苯陙碛嘘P生物科學史教育的文章提出：教學中引入生物科學史能夠提高學生的學習興趣，使其積極主動地參與教學；展示知識發現的過程，幫助學生深刻理解知識；展現科學精神，培養學生的科學素養；展示科學研究方法，培養學生的科學探究能力；幫助學生理解科學研究的繼承性、永不終結性和科學的人文內涵，幫助學生領會創新思維的重要性[2][3][4][5]。那么，為什么教學實踐中還會出現目標過于單一的問題呢？
產生上述問題的原因，固然有考試評價指向的問題，也與部分教師對于如何深入挖掘生物科學史的教育價值認識不夠有關。“科學史是客觀真理發現的歷史、人的心智逐步征服自然的歷史。它描述漫長而無止境的為思想自由，為思想免于暴力、專橫、錯誤和迷信而斗爭的歷史。”[6]由此看來，“科學史”是可以從歷史事實、知識形成、思想發展、精神自由等多個角度去解釋的。在面對生物科學史的素材時，我們往往習慣于從事實的歷史和知識形成的歷史這個角度去引述，卻疏于從思想與方法的歷史、社會的歷史這樣的角度去挖掘科學史的教育價值。
【對策研究】
教學中，我們應該引述生物科學史的事實和知識形成過程，但又不滿足于僅僅轉述事實和講解知識，而是對這些事實再做分析或解釋，從中提煉出科學家所用的研究方法，挖掘出其中所蘊含的思維品質、思想觀念，如此基于事實但又不局限于事實。這樣的課堂，就既有歷史事實，又不局限于介紹事實，而是從事實中挖掘思想和精神營養；它能說明生物學知識，但不以知識為唯一目標，而是在促進知識理解的同時，讓學生因讀科學史而深刻、明智。例如，在案例1中引進孟德爾的科學發現，在用來促進知識理解的同時，還應該引導學生關注以下幾點：孟德爾選擇了合適的實驗材料，引進了數學統計的方法，提出了天才的假設，進行嚴密的演繹以及巧妙進行測交實驗驗證推論，這些科學方法的運用是他獲得成功的重要影響因素；同時，孟德爾的潛心探索（8年耕耘）、扎實實踐在他獲得成功中也起到了重要作用。
在案例2“細胞學說建立過程”這一科學史教學中，要用好教科書中的資料，尤其注意資料中幾個小標題所傳達的關于科學發現模式的信息，并給學生足夠的時間討論資料分析后的幾個問題。然后，總結在細胞學說建立過程中，科學與技術、理論思維與科學實驗的關系，理解科學發現的模式，揭示這一歷史過程所蘊含的科學本質。
因此，進行科學史教學時，不僅要關注和確定知識目標，同時也應該深入分析確定過程與方法、情感態度價值觀方面的目標。只有目標明確且全面，才能在科學史教學過程中不僅幫助學生掌握知識，還能讓學生體驗科學方法，感悟科學研究的歷程。
問題二：拔高拓寬、加重負擔
【案例呈現】
在《DNA的復制》這一節，關于“DNA半保留復制的證據”這部分內容，有如下一個教學案例。在學生進行了關于DNA如何進行復制的猜測后，教師提出：那我現在給你一些實驗材料，你設計一個實驗驗證一下你的假設到底哪種正確。實驗材料有：含14N的DNA的大腸桿菌若干、含15N的DNA的大腸桿菌若干……隨后出現的教學情境是，學生一片茫然，不知所措。
【原因探析】
從學生的反應可見，讓學生設計這樣復雜的實驗脫離了他們的實際。教材安排這部分內容已明確其屬于“選學”，有關內容不要求學生記住，更不要求學生應用。讓學生設計實驗，其教學要求的層次定位是“應用”，這顯然超出“選學”甚遠，屬于過度拔高教學要求的做法。
與上述過度拔高教學要求類似的，教學中還有一種面面俱到、過度拓寬教學要求的做法。其典型表現是：教科書課文中出現的生物科學史內容，教師因擔心其中的歷史事實會考到而不敢有絲毫大意，每個事件都要細細講解而不敢遺漏。在這樣的課上，由于面面俱到，教師教得累，學生學得累，不必要地加重了學生的學習負擔。
【對策研究】
教學中，對生物科學史素材的應用，既需要到位，但又不可越位而過度拔高和拓寬。因此，要適當定位，就要分析針對具體的生物科學史內容其合理的教學要求是什么。
某個具體的生物科學史事實，可能是課程的內容要素，也可能僅僅是教學素材。教學時這兩類情況的教學要求不同，重點也不一樣。前者的歷史事實既是手段也是目標，要讓學生能夠概述其歷程，并由此達成對知識的理解、科學方法的領悟、科學精神的提升。后者的歷史事實不要求學生記住，而是作為“腳手架”，以增進學生對結論性知識的理解，并進一步促成對科學的本質的理解。怎樣判斷某一生物科學史材料是作為教學素材還是作為課程內容要素呈現的？判斷依據是課標中具體內容標準是否有明確的要求。例如在高中生物教材中作為課程內容要素的科學史有，細胞學說的建立過程、人類對遺傳物質的探索過程、植物生長素的發現等。而僅僅作為素材的科學史有，細胞膜結構的探索歷程、促胰液素的發現、穩態概念的提出和發展等。
問題三：材料粗放、教學吃力
【現象點擊】
教師在教科書所提供的生物科學史材料之外又做了較多的擴展，課堂上用PPT一屏一屏地展示歷史上科學家如何進行研究，對背景、材料、方法、結果、結論作詳細、具體的介紹。學生則忙于閱讀，接受諸多人名、年代、研究事實的信息轟炸，卻沒有時間深入思考。這樣的課堂里，由于素材補充過多，教學費時、費力，而結果卻是師生迷失于歷史瑣碎事實的泥潭中。
【原因探析】
科學史教學不是求多求全，而是求精。有些教師認為新課改既然要求教師要學會用教材教，要積極開發課程資源，因此就認為多補充一些課外教學資源會有助于教學的提升。于是很多教師就很認真地查資料，課堂上盡可能地給學生多呈現資料，或是干脆替換教材中的科學史資料。而教師在選材時又沒有考慮所選資料的價值、意義等教育因素，簡單的資料累積只會加重學生的學習負擔，還不能很好地讓學生得到科學方法的熏陶和科學思維的訓練。
【對策研究】
教師在課堂上展示給學生的，應該是從眾多史料中精選出的必要的、易于理解的，且有主線貫穿的歷史資料，因為在課堂上有限的時間內，使用概括性的、簡明扼要的材料往往更為有效。換言之，課堂里出現的科學史材料，應該是先行者加工過的材料，而不是原始的歷史事件。教科書對所介紹的生物科學史已經做了精加工，教師要補充史料，應該在理解教科書的基礎上作必要的擴展，而不是熱衷于歷史素材的量的擴張。
比較成功的生物科學史教學案例，其共性是：教師提供的科學史材料精煉，有內在的線索貫穿，所提問題環環相扣、層層深入，還原了知識的形成過程，促進了知識的理解或科學方法的掌握。學生學習過程中，有資料的閱讀，有挑戰性問題引領。學生既理解了知識，又提升了科學思維能力，還體驗了科學的開放性。例如，生物膜結構的探索歷程，從1895年歐文頓研究植物細胞膜通透性實驗開始，到1972年桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型，近80年的時間里有多位科學家做了很多復雜的探索工作。研究過程中，假說被一次又一次提出又一再修正，最終流動鑲嵌模型得到普遍認可。
問題四：理解偏頗、評論失當
【案例呈現】
在“光合作用的探究歷程”教學過程中，在講到海爾蒙特實驗時，有教師提出：“從實驗設計的原則來看，海爾蒙特的實驗結論是否完全正確？”然后讓學生展開討論。最后，師生一起總結出，“海爾蒙特的實驗設計不符合單一變量原則”，“應該設計單一變量實驗確定水、礦物質、空氣在植物生長中的作用”。
【原因探析】
對科學家的實驗進行恰當的評述，確實有益于培養學生的批判性思維和實驗設計能力。但是，本案例中的質疑本身卻讓人質疑：其一，很難設置單一變量實驗分別研究空氣、水和礦物質在植物生長中的作用；其二，這個實驗是一個析因實驗，不一定遵循單一變量原則。
【對策研究】
歷史是客觀的，但是，對歷史的理解卻可能是主觀的。因此，我們在評述歷史時，要用歷史的眼光，全方位理解歷史，在理解的基礎上對歷史上科學家的工作作恰當評述。評述時，我們應該對歷史持有“溫情與敬意”的情感[7]。
筆者認為，對于生物科學史上一些科學家認識的局限性，在教學中不一定都要著眼于對此進行“批判行思維”，而是可以更注意著眼于以下兩個方面來挖掘其教育價值。其一，學生看到歷史上科學家認識的局限性，可以認識到早期的科學家在解釋自然現象時與他們一樣有類似的前概念，從而增強他們轉變概念的積極性與動機[8]。其二，引導學生認識科學的開放性，從而深刻理解科學的本質。
生物科學史中沉淀了眾多科學家對生命世界探索的精彩片段。良好的生物科學史教學，應該是從中選擇了恰當的材料，運用了恰當的手段，達到了最佳教學效果，讓學生似乎身臨其境從而獲得眾多啟示的教學。托克維爾曾說：“當過去不再照亮未來時，人心將在黑暗中徘徊?！蹦敲矗谥袑W生物課堂里，生物科學史不但應該在場，而且應該“照亮學生的未來”。
參考文獻：
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生物科學的發展史是一部不斷對生命活動規律進行探索創新的歷史，無數的科學探索留下了大量的經典生物實驗，這些經典實驗蘊涵科學家獨具匠心的科學思維和巧妙的實驗設計方法?？梢钥闯?，生物科學史蘊含著豐富的科學思想、科學方法、科學世界觀以及科學精神、科學態度等內容，因而具有很高的教育價值。生物科學史的學習不僅是《普通高中生物課程標準（實驗）》的明確要求，也是教師教學實踐中的切實需要。
案例教學是根據一定的教學目的，選取合適的案例貫穿于教學過程，來組織學生進行分析、討論、研究等，通過生生、師生之間的互動，以達到鍛煉學生的能力及形成良好的的個體品質的教學方法。將生物科學史融于生物課堂中，進行案例教學，旨在提高學生學習生物的興趣和生物科學的素養，同時能有利于提高學生信息搜集、提取和分析的能力以及簡單的科學實驗設計能力。
1 生物科學史在生物教學中的作用
1.1 利用生物科學史提高學生的科學素養
生物科學素養是公民科學素養構成中的重要組成部分。生物科學素養是指公民參加社會活動、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感、態度與價值觀。提高每個學生的生物科學素養是生物學教學實施的核心任?眨?也符合新一輪生物學課程改革所倡導的理念。
生物科學史中記載著科學家的生平事跡，從中挖掘科學家的科學態度、科學精神和科學世界觀，把它們滲透到生物教學中，對培養學生的生物學素養乃至科學素養和人文素養都具有積極的教育意義。學生置身于科學史的氛圍中進行領悟和體會，獲取豐富而有趣的知識營養，體驗嚴密的邏輯思維過程和解決問題的思想方法，并在厚重的歷史感中體會前人的智慧，從而提高自身的生物科學素養。
1.2 利用生物科學史培養學生的探究能力
生物科學史就是科學家探究生物學知識的科學過程史。生物科學每一個知識點的產生過程，就是一個科學探究的過程。如發現問題、提出問題、作出假設、邏輯推理、檢驗假設、分析結論、交流評價等，是對學生進行科學方法訓練的良好素材。學習生物科學史有助于學生了解每個知識點的來龍去脈，而且可以從其中一些典型事件中學習到科學家的科學探究方法。這樣不僅可促進學生深刻領會生物科學理論的論點，還能使學生在親身體驗科學探索的過程中接受科學方法的訓練，形成一定的探究能力。
2 案例教學在生物教學中的應用價值
2.1 案例教學有利于學生對生物學知識的建構和內化
生物學基礎知識包括基本的生物學概念、原理和規律，案例教學法通過呈現案例情境材料，經過分析與討論，不僅能幫肋學生獲得這些知識，更重要的是能將所學的知識進行內化，建構到原有的知識和經驗中去，利于學生獲得更深層次的知識即“隱性知識”。而在以教師講授為主的傳統課堂中，學生盡管能夠記在所學的生物學理論知識，但這僅僅是停留在書本上的理性思維的認識和收獲，是一種單一的、靜成的、孤立的抽象知識，充其量也就是一種“顯性知識”。
2.2 案例教學有利于培養學生的合作精神和與人溝通的能力
可以說，現代科學技術的發展都是人們合作的結晶，這在生物科學史上有很多例子，最經典的是美國生物學家沃森和英國生物學家克里克從1951年～1953年兩年間在英圖劍橋大學實驗室里親密的合作，最終揭示了生命最本質的奧秘――DNA雙螺旋結構，具有劃時代的意義。但是在傳統的課堂教學中，培養學生這種能力的機會不多，且較多地停留在口頭層面上，如果處理得不好，很可能變成一種生硬地說教，而案例教學的過程正是一個人際溝通、交往與合作的過程。因為小組合作是案例教學的主要組織形式，為了達到共同的學習目標，小組成員之間必須學會相互理解、彼此尊重和信任。
2.3 案例教學有利于培養學生的問題意識和分析問題、解決問題的能力
問題意識是創新的起點和發端，沒有問題意識就不會有發明和創造。而在案例教學過程中，教師是通過案例的呈現創設一個個具體的問題情境，課堂教學就在學生圍繞這些問題展開分析、小組討論、提出方案中進行。學生通過分析案例中所涉及的各種各樣的生物學問題，潛移默化地便逐步學會了如何分析問題、解決問題以及科學的思維方式。
3 結合生物科學史的案例教學過程
3.1 選擇合適的生物科學史撰寫案例
案例撰寫是教師在課前必須要完成的準備，也是搞好案例教學的重要環節。首先，教師要確立教學內容，并收集與此相關的生物科學史內容的案例素材。因為要編寫高質量的生物案例，就要有充足的案例素材。其次，教師要分析學生現有掌握的知識水平，結合相應的科學史內容在整個生物教材中地位，制定這個課時的課堂教學目標。確定教學目標是生物案例撰寫過程中的一個重要步驟，為從案例素材的篩選與取舍到最終形成案例的整個過程指明了方向。然后，仔細閱讀、分析案例素材，緊密結合生物學的教學內容，并聯系學生的實際情況，對案例素材作必要的篩選、修改工作，使呈現在學生面前的案例文字簡明扼要、不過于冗長，以免增加學生的閱讀負擔。最后，在充分考慮學生已有的技能和知識背景，教師結合一些能引起學生興趣并能產生思考、討論的問題，寫出組織教學案例。
例如，在對光合作用發現史組織教學案例時，教師可先羅列光合作用的背景描述，并整理光合作用的研究歷史，將不同科學家的探究過程、實驗結果、分析結論一一對比，找出光合作用研究進展的方向，同時根據生物課程目標確立光合作用發現史的知識、能力、情感的教學目標，最終撰寫出光合作用發現史的教學案例。另外，教師也可以根據科學家們的實驗情景進行問題的設計及討論，豐富案例內容。
3.2 在課堂中實施生物科學史的案例教學
在課堂中對生物科學史的案例教學進行完美實施是體現案例教學的真正價值所在。撰寫好的案例是進行生物科學史教學的保證，而在課堂中合理地分配教學時間，巧妙地應用教學技巧，適當地輔助教學手段，是真正落實生物科學史案例教學的關鍵。在教學過程中，如何體現科學家們的求真精神，如何展示前人在追求科學真理時的堅持，如何把握學生們的情感體驗，是教師們必須要重點關注的。
在遺傳物質發現史的案例教學過程中，教師可以借助達爾文的《物種起源》提出人們對遺傳和變異的機理開始了理性的認識，隨之與學生一起重溫科學家的實驗過程，體驗他們所做的實驗，感受偉大的發現。在講述格里菲斯、艾弗里的體內、體外轉化實驗，在描述赫爾希和蔡斯探究噬菌體侵染細菌的過程，簡單的敘述是不足以展示當年科學家們的那種持之以恒的探索精神，所以教師得有效地利用、整合各種教學資源，合理地、有條不紊地呈現。問題適宜時機的導入、實驗表格的設計、各種多媒體輔助的支持以及師生間互動模式的合作，都是將案例教學實實在在在課堂上實施的手段。
3.3 總結、反思、完善，以形成一個成熟的案例
一個成熟的案例并不僅僅是一兩堂課的教學實施就能形成，沒有及時的總結、反思，?]有一個案例的多次反復的教學實施，沒有不同案例之間在教學過程中的對比，是不可能獲得一個成熟、完善的案例。
關鍵詞： 中學生物教學 科學素質教育 科學態度 科學方法 科學能力
教育改革的根本目的是提高民族素質，多出人才，出好人才。深化教育改革，打破舊的“應試教育”模式，建立以全面提高學生素質為宗旨的“素質教育”新體制，已成為當前乃至今后教育教學改革所面臨的首要任務。素質是以人的先天稟賦為基礎，在后天環境和教育的影響下形成的內在的、相對穩定的生理及文化素質的質量水平。生物學素質包括與之相關的思想素質、科學素質、心理素質、勞動素質等諸方面，其中生物學的科學素質，是生物教育教學改革的核心。下面我就生物教學中對學生進行科學素質教育的實踐談談認識。
1.加強科學態度的培養
在心理學中，科學態度屬于非智力因素范疇，主要是指學習的興趣、學習習慣、不斷探索新知識的精神、高度的科學責任感和實事求是的工作作風等?？茖W態度對科學素質的全面提高具有舉足輕重的作用，科學態度的培養是科學素質教育的重要內容。極大的興趣，使學生對生命科學熱情關注，是生物學學習和實踐的動力；高度的責任感，是掌握生物知識、技能及進行生物科學研究的保證；實事求是的工作作風，是生物研究的基本要求。在教學中培養學生的科學態度有以下幾條途徑：①通過介紹科學家的故事及生命規律的揭示過程感染和教育學生。②通過介紹生物科學研究的新進展及前景以激勵學生。③在教學中適時滲透人口、資源、環境等內容，以增強學生的使命感。④在實驗教學中培養學生實事求是、嚴謹認真的科學態度。
2.重視科學方法的教育
科學方法是人類認識世界和改造世界的強大武器。科學方法的教育，是培養學生科學素質的有效途徑之一。生物科學中常用的科學方法包括觀察、實驗、分析、概括、推理和假設論證等。在教材內容中，科學方法教育的素材很多，如達爾文的“自然選擇學說”的建立過程等，教師要善于挖掘教材中的這種潛在因素，把科學方法的教育滲透進課堂。實驗教學是科學方法教育的主要渠道，為此，教師在實驗方法、手段上應作大膽的嘗試，把課本中的驗證性實驗改為探索性實驗，課前由教師說明實驗目的、材料用具及作用，然后指導學生自己設計實驗、觀察結果，引導學生得出結論，使學生在學習設計、嘗試分析中掌握基本的科學方法，體驗“科學研究”的樂趣。此外，課外活動也是進行科學方法教育的重要途徑。
3.注重科學知識的傳授
應試教育注重知識的傳授而忽視學生素質的全面提高，素質教育要求教育者以全面提高學生素質為宗旨。知識的傳授與素質教育不是互不相容的，科學知識是學生認識世界、面向生活及自身發展所必不可少的，生物知識是構成學生生物學科學素質的重要組成部分，是發展學生生物科學素質的基礎，在生物學素質教育中基礎知識的傳授具有重要的地位。當然，在素質教育前提下的知識傳授過程，要求教師在備課、教學方法的選擇、教學手段的應用、作業的布置及考核等諸環節中均應把提高學生素質放在中心位置，摒棄只求分數、滿堂灌、題海戰等不利于學生發展的做法，加強應用能力的訓練，使知識教學和知識應用能力的教學有機地結合起來。如在學習了滲透原理后，學生就會明白農作物合理施肥的科學道理；在學習了遺傳和變異后，學生就懂得我國《婚姻法》禁止近親結婚的意義和科學依據。生活經驗上升為理性認識，學生才能真正學懂、學會知識，而不是停留在機械記憶上。
4.加強科學能力的培養
生物科學能力是指人們在觀察生物、研究生物和改造生物的過程中表現出來的心理與個性特征，它包括科學的認知能力、思維能力和實踐能力，筆者認為，應側重以下四個方面。
（1）觀察能力。觀察能力是通過觀察活動認識事物的能力，它是一種有目的、有計劃，并和思維活動緊密結合的主動的知覺活動，是生物學最基本的研究方法。俄國生理學家巴甫洛夫有句名言：“觀察、觀察、再觀察”。達爾文在總結自己的成功經驗時說：“我既沒有突出的理解力，也沒有過人的機智，只是在觀察那些稍縱即逝的事物并對其進行精細觀察的能力上，我可在眾人之上。”生物學中可供觀察的材料很多，包括標本、模型、圖表、實驗現象和自然現象等。教師在組織生物教學、生物實驗等活動時，應明確觀察目的、觀察內容，通過各種方式激發學生的觀察興趣，使學生養成良好的觀察習慣，逐步培養、提高他們的觀察能力。
（2）實驗能力。生物學是一門實驗性科學，實驗能力是學生生物學科學素質的重要組成部分，是學習生物學所不可缺少的“工具”。實驗能力既包括實驗操作能力，又包括假設、推理、分析等能力，所以是一種綜合能力的體現。實驗教學是培養學生實驗能力的主要途徑，通過指導學生做實驗，使學生弄清實驗目的，了解實驗原理和方法，學會正確地操作、使用實驗器材，嘗試由實驗現象導出結論，逐步養成良好的實驗習慣。教學中教師也可以通過分析前人的經典實驗，如米勒實驗，培養學生嚴肅認真的實驗態度。在現行的生物教材中，安排了許多課外小制作、小實驗活動，教師可以根據教學內容有的放矢地引導學生積極開展這些活動，并要求學生對小實驗、小制作的實驗原理和結果進行分析說明，這也是培養學生實驗能力的一條重要途徑。
（3）思維能力。思維是人腦對客觀事物間接概括的認識過程，思維活動表現為分析、比較、綜合、概括、判斷和推理，其中分析、概括和綜合是思維的最基本過程，而分析和概括能力又是思維能力的起點。在教學過程中，教師可以采用啟發式教學方法，注意引導學生通過分析、比較、抽象、概括等形式的訓練，培養學生的分析和概括能力。如學習植物的光合作用時，教師可以通過系列對比實驗，讓學生分析、比較實驗現象，概括出光合作用的基本條件和產物，進而構建光合作用的基本知識體系。
（4）自學能力。學生不可能一輩子在學校學習，知識日新月異，21世紀更是知識“爆炸”的年代，教學的根本目的是為了“不教”，即通過教學不僅要使學生“學會”知識，更重要的是使學生“會學”。事實證明，一個人一生所用的知識，只有一部分來自于從小學到大學的學習，而大量的知識來自平時和職后的自學?！皶W”的內涵就是具備一定的自學能力。課前預習是培養學生自學能力的主要渠道，教師通過明確預習要求、布置預習思考題等方式，使學生逐步養成主動獲取知識的能力?！罢n外閱讀”在培養學生的自學能力上有著不可或缺的作用，教師應充分利用這些素材，培養學生獲得新知識并應用這些新知識的能力。
參考文獻：
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摘要：靈活利用課堂，注重教學聯系生活，注重生物科學史。闡述培養和提高學生科學素養的方法。
關鍵詞：培養科學素養STS教育生物科學史
科學素養是一個人綜合素質和能力體現。國務院2006年了《全民科學素質行動計劃綱要》為：科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備基本科學素質是了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。由此可見科學知識、科學方法、科學思想、科學精神、實踐能力是科學素養的五個重要組成部分，它需要在長期的學習、工作和生活中逐步培養和建立。那么生物教學，值得考慮的是如何讓學生在學習過程中形成一定的科學素養，以便為終身發展打下基礎。
在科學素養的培養中，知識素養是基礎，科學素養是生物教學的核心。要有“授人以魚，不如授人以漁”的思想，情感與生物學價值觀是學生不斷探索生物界奧秘的內在精神動力。作為一名生物學教師，我深知自己的責任和義務，在教學中必須更新觀念、改進教法及評價方法、重視理論和實踐的聯系，以全面提高學生的科學素質。本人著重從STS教育滲透和利用好生物科學史兩方面入手培養學生。下面談一下本人的做法和體會。
一、在課堂教學中貫徹和滲透STS教育，把課本知識社會化，體系化
1.把學生的目光引向于社會，注重學生的成長培養。
長期以來注入式教學，使學生常感覺抽象，枯燥，缺乏興趣、動力，基本上抹殺了生物學作為自然科學的屬性，就更別談生物科學素養的培養。所以把STS思想滲入現行的生物課程中，例如：通過遺傳、生殖、發育、生物與環境等知識的學習，通過我國人口與印度人口的增長率來分析人口對國民經濟的影響，使學生真正理解“計劃生育”、“禁止近親結婚”、“優生優育”的意義；通過《森林法》，《環境保護法》，《野生動物保護法》的知識了解，使學生認識到環境、珍稀動植物保護的意義；同時教育學生遵紀守法，樹立社會意識；通過“無性生殖”教學，講解克隆技術；通過學習《傳染病及其預防》進行健康的生活；以介紹袁隆平對雜交水稻的研究及貢獻立志于遠大理想等等。這樣，把學生的目光引向社會，促進他們的課本知識社會化。
2.通過成立生物科技興趣小組，促進全體學生的科技興趣發展。如：1環境保護：走訪城建環保站，了解當地排污情況，進行課題研究。2社會調查：走出校門，參觀林科院、野生動物救護站等，調查生物物種和動物保護情況，寫出科技小論文。3科學實驗：如食用菌的栽培：從設計實驗開始，讓學生自己基本能掌握菌種等級測定、裝料、滅菌、接種、問題處理、管理、采菇、統計分析等方法。掌握實驗技能會令學生找到自信，收獲成功。再指導學生自制酸奶、泡菜、葡萄酒、培育等。更能激發學生的好奇心、創造欲。
3.充分利用身邊廉價的器具和材料開展教育活動。
利用好瓶瓶罐罐，能克服因教材改版而出現的實驗儀器、教具無法滿足教學要求的現狀。如1在講授《發生在肺內的氣體交換》這一節內容時，先教學生如何用食用油桶做呼吸模型；2在做種子萌發的實驗時，用了一次性塑料杯來代替3個瓶子；3在學習生物的變異——大、小的花生果實探究時，難以買到實驗用的花生材料，就讓學生去采摘品種不同的桂花樹的樹葉來取代。這樣既豐富了教學資源，又激發了學生學習的積極性。
我還將農，林，牧，副，漁等多方面知識與技術融入到生物教學中，帶學生到省林科院去認識苗木樹種、參觀組織培養室和昆蟲、植物標本制作等。這種實踐活動，也有助于學生了解家鄉生物資源和生態環境及發展經濟的資源優勢，促進科技興農，推進生物教學為當地經濟建設服務。
4.培養敏銳的觀察力和認真思考的習慣
科學方法是科學素養的重要組成要素。培養實驗觀察能力，初步掌握觀察的途徑：看，嗅，聽，觸等。如1.在講授血液——流動的組織一節時，先讓學生回憶曾看到過的血液狀態，并從視覺、嗅覺、觸覺等方面加以描述，學生對血液就有了紅色、粘稠狀、有腥味的正確認識；再通過顯微鏡對血液的觀察，還要指導觀察方法：根據觀察目標、重點，有計劃、步驟地觀察；多角度觀察；指導學生邊觀察邊思考、邊觀察邊研討、邊觀察邊記錄等，掌握了血液的成分、血細胞的種類和作用、血液的功能，理解血液為什么要循環的道理，從而培養學生嚴肅認真的科學態度。2.在探究：光影響鼠婦的生活時，先明確探究的問題、作出假設，再讓學生按組討論探究的計劃、用具、裝置、步驟，實驗并得出結論。此時各組的結論有相差，甚至有的與假設相反，就要引導學生查找原因：包括鼠婦的采集和保管、實驗的過程和環境、材料用具和方法等通過逐一查找。最后，討論全班的平均值（相當于做重復實驗）得出正確結論。利用查找原因和討論，使學生逐步養成不是孤立地，而是全面地，發展地看問題的習慣。
二、利用好生物科學史培養學生意志品質
1.運用生物科學史培養學生發現問題和敢于質疑的意識
科學過程大體是從懷疑開始的。強烈的問題意識是生物學家進行研究，取得創造發明的前提。如果不是道爾頓敢于發現并提出色盲問題，色盲癥的探索恐怕還要推后甚至幾十年；如果達爾文沒有對“特創論”提出質疑和挑戰，并提出“生物進化論”，那么，“人從哪里來的”的解釋恐怕還要爭議與持續若干年；如果愛因斯坦不突破牛頓關于時間和空間的概念，就不可能提出相對論。鼓勵質疑問題的品質。辯證的懷疑和批判意識，是科學精神的內在要求。例如：一次課堂上學生在學習血液循環途徑時，假如一同學小腿受傷感染，當需要輸液消炎時，就產生了由小腿處靜脈注射比手背靜脈注射消炎好的質疑，給時間讓學生熱烈討論后，學習效果顯著。鼓勵學生要善于并勇于提出問題，培養問題意識。
2.運用生物科學史引導學生學會科學的思維方法
綜觀生物科學漫長的發展過程，每一項重大發現和每一個重要理論的建立都是科學方法應用的典范。如科學家巴斯德，正是用巧妙的設計——鵝頸瓶來證明了肉湯的腐敗是來自空氣中的細菌污染；一戰后的一天，英國細菌學家弗萊明正在觀察菌種——葡萄球菌的生長情況，當他正在為培養基受到霉菌的污染而懊惱時，一個偶然的現象引起他的注意：培養皿中凡是與青色霉菌菌落接觸的周圍，就沒有金黃色葡萄球菌菌落。這使弗萊明意識到是有某種物質的作用？進一步研究，他發現了青霉素，在第二次世界大戰中用它挽救了成千上萬傷病員的生命，并于1945年獲諾貝爾醫學獎；免疫學奠基人詹納，發現擠牛奶的女工不患天花病，受我國民間流傳的接人痘苗方法的啟示，他發明了牛痘接種法，開創了近代免疫學的先河。
第斯多惠所說：“不好的老師是轉述真理，好的老師是教學生去發現真理”。生物發展史上的每一個發現和發明，都是生物學家經過深入的科學探究而產生的。學習到探究的方法，領悟到其中的科學思想之所在。
關鍵詞 科學 人文 融合 生物學教學
中圖分類號 G633.91
文獻標識碼 B
文件編號 1003－7586(2011)06－0011－04
科學本意指運用范疇、定理、定律等思維形式反映現實世界各種現象的本質和規律的知識體系，主要包括四個方面：科技知識、科學思維、科學方法與科學精神。人文本意指人類社會的各種文化現象，主要包括人文知識、人文思維、人文方法與人文精神。科學與人文在本質上是相通的，讓科學實踐與創造充滿人文關懷，使科學精神和人文精神保持內在的統一。在生物學教學過程中，立足于學生現實的特點和發展水平，找準學生的“最近發展區”，并結合學生不同層次的發展需求，既要確立科學的目標，關注培育學生科學知識、思維、方法和精神，又要確立人文的目標，注重培養學生的人文知識、思維、方法和精神，整體設計和安排教學活動，促進每個學生科學與人文素養和諧融合地、可持續地發展。
1 科學與人文和諧融合在生物學課程標準中的體現
《普通高中生物課程標準(實驗)》(下面簡稱《標準》)在“課程目標”中提出：“學生通過高中生物課程的學習，將在以下各方面得到發展：獲得生物科學和技術的基礎知識，了解并關注這些知識在生活、生產和社會發展中的應用；提高對科學和探索未知的興趣；養成科學態度和科學精神，樹立創新意識，增強愛國主義情感和社會責任感；認識科學的本質，理解科學、技術、社會的相互關系，以及人與自然的相互關系，逐步形成科學的世界觀和價值觀；初步學會生物科學探究的一般方法，具有較強的生物學實驗的基本操作技能、搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決實際問題的能力，以及交流與合作的能力；初步了解與生物科學相關的應用領域，為繼續學習和走向社會做好必要的準備?！鄙鲜龈咧猩飳W課程目標體現了科學與人文的和諧融合：第一，注重科學探究，改變過去過分強調知識傳承的傾向，主張讓學生經歷科學探究過程，體驗探究的樂趣，學習科學研究的思維方法，養成大膽質疑與猜測、勇于創新的科學態度與精神。第二，注重與現實生活的聯系，生物學來源于自然和社會，生物學研究的目的就是通過揭示生命本質和生命活動規律，提高人們解決社會、生產和生活實際中面臨的問題(如資源問題、環境問題、疾病與健康問題等)，提高人們應對自然現象的能力。因此，高中生物學課程就要注重現實生活中的實際問題，讓學生養成關注社會、生產和生活實際的習慣。學生學習的最終目的，是促進自身的全面發展，并且為社會的發展和進步服務。把學習和現實生活聯系起來，本質是一種價值的追求，是科學的人文化。第三，課程內容突破了單一的知識與技能領域，拓展到了研究過程與研究方法、情感態度與價值觀等領域，使科學課程建立在科學本質認識的基礎上，同時引導學生逐步認識到科學的本質。第四，提高學生的科學素養、促進學生的全面發展，要重視對學生在活動、實驗、制作、討論等多方面的表現的評價，不以標準化的書面考試為惟一的評價方式，使科學教育真正面向全體學生，力求以生為本。
《標準》在“課程的基本理念”中提了四條：提高生物科學素養、面向全體學生、倡導探究性學習、注重與現實生活的聯系。這四條理念可以說是科學與人文的融合。關于提高生物科學素養，朱正威教授已有專論，倡導探究性學習、注重與現實生活的聯系，上文已作粗淺分析，這里只分析面向全體學生這一理念。面向全體學生的理念標志著一種富有人性化的教育思想和學生發展觀受到了高度的重視，是“以生為本”的思想在生物學科教學中的體現。所謂“以生為本”，包括兩層含義：第一層是“以學生的學為本”；第二層是“以學生的發展為本”。其中“以學生的學為本”是基礎和前提；“以學生的發展為本”是歸宿和目的。面向全體學生意味著尊重每一個學生，要為每一個學生提供同等的學習機會，根據學生差異因材施教，并公正地評價每一個學生。
總之，生物課程標準，以促使學生發展為根本，以提高學生的科學素養為主旨，重視科學、技術與社會的聯系，倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式，是科學精神與人文精神的高度統一。
2 科學與人文和諧融合在生物學新課標教材中的體現
以人教版教材為例，教材的編寫體現了科學與人文和諧融合，既體現科學思想、也體現科學方法，還通過相應的欄目體現對學生的人文精神的培養。
2.1教材中體現的科學思想
分子與細胞模塊主要體現系統論的思想，遺傳與進化模塊主要體現信息論的思想，穩態與環境模塊主要體現控制論的思想。因此三本必修教材編寫的指導思想是三論(即系統論、控制論、信息論)思想，在分析理解教材的時候，要以三論思想作指導，讓相關的理念貫穿在生物學教學中。
2.2教材中涉及的科學方法
(1)觀察實驗的方法。在初中基礎上，進一步加強觀察實驗方法的訓練，許多實驗集中在觀察實證上，有的要通過儀器來進行。教材編寫這部分內容的目的是要培養學生科學的觀察方法和求實態度。注意觀察的順序和方法，有意識、有目的地通過一些具體的觀察活動，從一點一滴做起，對學生進行長期的培養，并在觀察過程中提出各種有啟發性的問題，使學生逐漸學會科學的觀察方法，養成觀察的習慣。
(2)假說一演繹的方法?！凹僬f一演繹法”是在觀察和分析基礎上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的，反之，則證明假說是錯誤的。如“遺傳與進化”模塊中，孟德爾遺傳規律的發現運用的是假說一演繹法；對基因與染色體的關系的探究歷程，也是假說一演繹的過程；DNA分子結構和復制方式的提出與證實，以及整個中心法則的提出與證實，都是“假說一演繹法”的案例。教材中編寫這樣的內容，不僅是要引導學生獲得知識和技能，更重要的是要引導學生體驗知識形成的過程，領悟科學家的思維方式和加強科學方法的訓練。
(3)構建模型的方法。模型方法是現代科學研究和人們的實踐中經常運用的具有相當普遍性的分析研究事物和解決問題的方法之一，它是一種科學方法，也是一種思維方法。人教版普通高中生物課程標準實驗教科書具有十分豐富的模型方法教學資源，如嘗試制作真核細胞的三維結構模型、制作生物膜模型、探究細胞大小與物質運輸的關系的模擬實驗、血糖調節模型的模擬活動、設計并制作生態缸；建立減數分裂中染色體數目和行為變化的模型、制作DNA雙螺旋結構模型、重組DNA分子的模擬操作等模型建構；呼吸作用過程圖解、光合作用過程圖解、池塘生態系統圖解、人體細胞與外界環境的物質交換模型，以碳循環為例，分析生態系統中物質循環等理想模型
建構；酶促反應的反應速率、酶活性的變化、有絲分裂染色體和DNA的數量的變化、性狀分離比的模擬，用數學方法討論基因頻率的變化、描述種群增長的“J”型、“S”型增長的數學模型、分析種群基因頻率的遺傳平衡定律等數學模型建構等等。
(4)系統分析的方法。系統分析就是運用系統的概念和系統論的基本原則，對系統的組成要素、結構、環境、性能等系統的基本特征和系統的狀態及其調控進行分析。任何生命系統，不論細胞、個體、種群，還是生物群落，時刻與所處的環境進行物質、能量和信息交換。從系統分析的角度看，能量由無機環境輸入到生物群落是由于發生在葉肉細胞中的光合作用對太陽能的固定；能量的輸出依賴于細胞呼吸對能量的釋放；能量沿著食物鏈以含碳有機物的形式傳遞，其實質在于細胞呼吸對能量的轉移和利用。這樣就將宏觀
、的能量交換(能量的輸入、傳遞、輸出)和微觀的能量轉換(光合作用中對能量的儲存、呼吸作用中能量的釋放轉移和利用)建立起有機的聯系。當能量和物質的輸入大于輸出時，生態系統正處在不斷發展階段，表現為種群數量、種類增加，營養結構不斷完善；當能量和物質的輸入等于輸出時，標志著生態系統已經成熟，達到穩態，其種群的數量比例、種類組成相對穩定，具有典型、完善的食物鏈。而維持生態系統穩態的內部機制就是靠這種完善的營養結構，使得生態系統具有一定的抵抗力穩定性和恢復力穩定性。
(5)課題研究的方法。集中體現在選修一《生物技術與實踐》模塊中，該模塊共分6個專題，每個專題下設2～3個課題，學生選擇其中的5-7個課題。本選修模塊既是一門學習科學探究的實踐課程，又是一門生物科學技術應用于社會的STS課程，目的是要“培養學生的科學探究能力，培養學生的實際操作能力，拓展和加深對生物科學技術知識的理解，領悟科學、技術、社會的相互關系，凸顯科技價值觀的教育，砥礪科學精神，端正科學態度，鼓勵創新”。
(6)撰寫科學報告的方法?！稑藴省分校谀芰δ繕酥忻鞔_提出，要“發展科學探究能力，初步學會：用準確的術語、圖表介紹研究方法和結果，闡明觀點；聽取他人的意見，利用證據和邏輯對自己的結論進行辯護以及作必要的反思和修改”，也就是說，在教學中，學生要學會撰寫科學報告。
滲透這些科學方法，培養學生的懷疑的精神、提出問題的本領，再用實驗去證明它，并學會用證據為自己辯護，吸收他人、前人的意見，寫出實驗報告，正如《美國國家科學教育標準》所說：科學是格物致知的一種路徑，其基本特點是以實證為判別尺度、以邏輯作論辯的武器、以懷疑作審視的出發點。
2.3教材中體現培養人文精神的設計
科學家訪談、科學前沿、科學史話、科學家的故事、科學?技術?社會、與生物學有關的職業等設計都充分體現了人文關懷教育，突出了對生命的尊重，對自然的熱愛，對科學的追求。從而實現了生命科學的知識性和人文性的統一，學生學到的生物學知識是全面的、豐富的、靈活的、動態的、自主的和富有創造性的。以《分子與細胞》為例，從知識體系的構建、表述到學習活動的設計，或隱或顯地滲透著人文素養的培養。從鄒承魯院士科學貢獻的介紹，到各個科學發現的人、事和過程；從各核心內容中與社會的聯系到“科學?技術?社會”的專欄；從細胞中各類化合物與健康的關系到“酶為生活添姿彩”；從分析細胞呼吸原理的應用到干細胞研究進展與人類健康；從社會老齡化的相關問題到健康的生活方式與防癌……處處都在科學教育中滲透人文精神。而自主、探究、合作式的學習方式，推動著師生平等、民主和諧、互相尊重、善于合作、成果共享的學習文化的形成。在尊重人的尊嚴、個性、潛質和發展的多樣化的氛圍中，生物科學教育中的人文精神將得到更好的發揚。
3 科學與人文和諧融合在生物學課堂中的體現
在生物學教學中，應滲透人文理念，建構人文精神，在傳播科學知識、訓練科學技能、培養科學智慧時，以人為中心，以人的發展為目的，使科學與人文在生物學課堂中和諧融合。
3.1創設情境，使生物學教學面向生活世界
人文精神的培養離不開生活世界，同樣離開生活世界談人文精神的培養是蒼白的、無力的。在生物學教學過程，創設情境，鼓勵學生親近自然、探索自然，最終與自然建立和諧的關系是培養學生人文精神的重要手段。面向生活世界，創設情境，包括兩個方面：一是創設與實際生活相關的問題情境，二是創設與社會生產實際相關的問題情境。實際生活問題是學生最熟悉也是最感興趣的。課堂教學中適時、適當的聯系實際，創造生活情境，力求使自己的教學設計和課堂行為直接面向、聯絡、親近、回歸現實生活，使和諧教學的課堂場景彌漫著生活的氣息，體現著一種實踐意蘊和生命格調，這樣既可以加深學生對教學內容的理解，同時也會激發學生學習生物學的興趣，使他們體驗到學以致用的樂趣。例如，在學習“水鹽平衡、體溫調節”時，指導學生分析：大量出汗時，應多喝什么水?在海上遇難時，海水能不能喝?中暑是怎么回事?又如，在講到酶的特性時，設問：“我們平時使用加酶洗衣粉時，用冷水和溫水那樣好?為什么?能不能用開水溶化?”。生物學教學與生活世界相聯系，還包括與社會生產實際相聯系。教學中設計與社會生產實際這方面相聯系的教學情境，讓學生學會運用在課堂上學到的生物學知識去分析和解決生產中的實際問題，例如：蔬菜大棚為什么要經常通風?在移栽樹苗或蔬菜時，為什么要去掉一些葉片?為什么要進行中耕松土?(其目的有三個方面：一是鋤去雜草，因為雜草與作物是競爭關系，要爭光、爭水、爭肥，鋤去有利作物的生長；二是鋤斷土壤中的毛細管，減少土壤中水分的蒸發，保持土壤墑情；三是使土壤疏松，增強作物根的呼吸作用，有利于根的生長。)果蔬貯藏為什么采取低溫、低氧法?在教學過程中要注意介紹學科中與當前國計民生密切關聯的知識，以引起學生的思考和探究，加深他們對知識的理解，激發學生獻身于造福人類與社會的熱情。
總之，生物學教學應該關注人的存在，關注學生現有的和未來的生活，關注學生的物質和精神的生活，為提高他們的生活質量和生命價值服務，從而顯現生物教育自身的人文關懷。
3.2倡導探究性學習，使生物學教學面向科學研究世界
探究性學習主張學生要像科學家那樣探索和思考，在積極地參與科學探究的過程中逐漸對自然界有所認識。學生像科學家那樣去探索，旨在強調科學教育對學生親身經歷的事物中產生的一些問題進行探究，要求教師把在課堂上、在戶外，或者在實驗室里的探究活動大都集中在現實中的一些現象上，讓學生們去研究，去調查，或者引導他們去設計那種有相當難度但又不超出其能力限度的研究方案。學生在探究過程中不僅獲取科學知識，而且能多方面多途徑地從科學研究世界中獲取科學知識以外的其他教育資源，包括科學思想、科學方法和科學精神，即不僅顯現結論
性的科學知識，同時彰顯科學研究過程中探索者的精神世界。
探究性學習過程在不少方面顯示了人的價值觀念，諸如理性、求真、質疑、創新、公正、好奇、自由、寬容、競爭、合作、獨立、進取、誠實、無私。這都是一個人之所以成為人、成為現代人不可少的精神氣質。在學習科學時，學生會遇到許多類似的有關價值觀的問題。教學中若能體現出生物學的探索性，就會促進和強化學生的上述價值觀念。生物科學基礎知識的傳授與學習應該與科學探索精神、科學價值觀念的形成融為一體。
3.3重視科學史教育，使生物學教學面向科學發展的歷史世界
在《標準》第四部分“實施建議”中，明確提出“注重生物科學史的學習”，強調了“科學是一個發展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究方法，學習科學家獻身科學精神。這對提高學生的科學素養是很有意義的”，并特別說明“對于《標準》中沒有列出的其他生物科學史實也應注意引用”?？梢钥闯?，新課程重視對生命科學史的學習。
關鍵詞:生物科學、生物科學素養、中學生、培養
一、 生物科學素養相關理論界定
(一) 生物科學素養的概念界定
目前為止,學術界針對“科學素質”與“科學素養”這兩者的使用沒有明確的規定,翻譯成英文都是Science Literacy?？茖W素養包含五大要素:科學品質、科學知識、科學能力、科學方法和科學意識。科學素養是通過日常生活以及媒體等渠道提供的信息獲取方式而積累形成的對科學技術的主觀理解,是以教育為基礎的行為?？茖W素養的五大要素彼此相互影響、相互作用,是維系生物科學正常運轉的最基本因素。
生物科學素養也是公民科學素養構成的重要組成部分,是指公民社會實踐、經濟實踐、生產實踐以及個人實踐是所需的生物科學概念和科學探究能力的展現,是對科學價值觀和科學態度的一種展現。隨著生物科學技術的發展,生物科學已經逐漸的走入人們的生活,生物科學素養也就成為了現代公民必備素養的基本素養之一。
(二) 生物科學素養的基本構成
生物科學素養的基本構成主要可以分成生物知識素養和生物能力素養。生物知識素養內容是與人們日常生活聯系最緊密的一個部分,與人類的生活、生產密切相關的部分,是反映現代生物科學技術的理論基礎和科技水平,是能夠讓學生們接受生物知識的必要前提,以及生物方面的各種相應的理論要素。這些知識的構成是都是讓中學生適應社會發展、時代進步、科技發展以及今后學習生活的理論基礎知識。
生物能力素養是進行物科學研究和生物學習生的基本能力之一,這其中一共包含四個方面,觀察能力、實驗研究能力、實踐活動能力以及探究性學習能力。第一,觀察你是學習生物的必要前提,也是獲得生物方面知識的首要步驟,學會觀察你才能夠對實驗、實踐以及探究做好必要的準備。第二,生物學是對實驗的要求很嚴格,因此,實驗研究能力也是學生獲取知識和技能的一種基本能力。生物實驗能研究能力包括①從實驗中獲取知識的能力②將這些知識運用到實踐中的能力③能夠在實踐中利用實驗手段解決問題的能力。第三,實踐活動能力是學生學習生物應該具有的理論與實際相結合的能力,這其中包含著要靈活的運用書本知識的同時,將知識轉化到實踐中去,從而得出結論,更好的探究生物知識。最后,探究性學習能力是培養學生自主學習的一個重要方式。學生只有具有了探究性學習能力的本質才能培養創新生物科學的精神。
二、 國內生物科學素養教育的開展情況
國內生物科學素養教育起步較晚,就目前來看,可以總結成以下兩個方面去概述生物科學素養教育的概況:一方面,通過改革生物課程結構和教材培養學生的生物科學素養。也就是說,打破單一的必修課結構,形成必修課選修課以及輔修課相結合的課程,讓學生根據自己的興趣愛好進行學習,將基礎和必備的理論課程作為基礎課程,培養學生的創新能力、實驗操作能力以及生物科學的創新能力。這樣,在學習過程中必修課是為學生在解決問題、獲取生物知識以及培養能力做好夯實基礎;接著就是必修課向選修課轉化,培養學生的興趣愛好,注重學生能力的培養和實驗操作的訓練;輔修課可以看做是一個小型的課題研究,有針對性的對學生的實踐能力與創新能力的培養,有能夠進一步是學生掌握生物科學的研究方法。
另一方面,通過改革教學方法以及教學模式培養學生的生物科學素養。學生的學習興趣是教師在傳授過程中引領的,這就要求,教師在授課的同時,不僅僅應該注重學生學習方法,也應該注重提升自己的教學方法和教學模式,在生物學科教育領域中,針對不同的教學內容,也同樣有著不同的教學方法和教學模式,通過對教學方法和教學模式的改革和提升,從而能夠激發學生的學習興趣,培養學生主動學習的學習習慣和氛圍,同時在教師的正確引導下,養成學習生物科學應具備的動手能力、動腦能力,實現提高學生的生物科學素養。
三、 培養中學生生物科學素養的途徑和方法
(一) 優化教材內容,培養學生的自主學習能力
教材的使用是培養好學生的必要前提之一,是“教教科書”還是“用教科書教”是教育工作者所面臨的挑戰。在教學過程中,教師應該重新塑造教材觀念,去除“唯書唯上”的錯誤觀念,已經教學的要求,學生的特點進行教材的選取和重新設計教學計劃和教學內容,增強學習的效率,使學生能夠掌握更多的有用知識。
針對學生方面,學生在學習過程中不僅僅是接納新知識,而且還要完善學生原有的認知結構,以便于學生平日學習知識內容的檢索與提取。古語說“授之以魚不如授之于漁”,優化教材內容就是教會學生正確的學習方法,教師在授課中培養學生的自主學習能力,將方法傳授給學生,實現真正的“用教科書教”的說法,才能使學生融合貫通,靈活運用所學知識。
(二) 改革實驗教學觀念,加強學生的科學研究意識
知識的學習只有從自己思維中得來的才是自己的知識,自己再學習過程中總結的知識才是屬于自己的知識。所以,在生物學科教學中,我們應該把重點放在生物教學的活動中,而不是把重點放在生物教學的結論中,我們要注重認知過程的學習和理解。
實驗的方法是生物教學中最為基礎的方法之一,從實驗中觀察到某一種現象、規律的形成過程以及得出一個相關的概念。在這樣的一個過程中,教師要注意的不僅僅是學生在實驗中的操作方法以及在整個實驗中學生得出結論的過程,而且還要注重學生的學習思路和方法。
傳統的實驗教學方法重結論輕過程,而不是將實驗的發現作為學習知識的形成過程。如此的機械式學習方法是不利于學生學習和記憶的。因此,改革傳統的學習觀念勢在必行,建立生物實驗模式的學習觀念,充分挖掘學生的發現能力與創新能力,培養學生的科學嚴謹的研究能力,以及營造一個良好的生物實驗環境。(作者單位:沈陽師范大學)
參考文獻:
[1]葉禹卿.《科學新課程與科學素養培養》.北京:中國織工業出版社[M].2002.10
科學探究是學生學習科學的有效方式之一，是目前中學生物課程改革的基本理念之一。生物科學方法是指揭開生物世界奧秘的各種途徑、手段。生物學科的探究能力主要體現為觀察、實驗、思維能力。在生物科學方法中，最重要的有觀察法、實驗法、科學思維法等?？茖W探究可以讓學生親歷知識的探究過程，實現知識的自我構建和自我理解，培養獨立、能動地解決科學問題。但目前在中學生物教學中探究活動存在許多誤區，教師不能科學、有效地發揮自己在活動中的引導作用，把握不好活動的節奏、時間，或教師包辦代替設計方案，讓學生按步驟機戒操作，或教師徹底放手，讓學生盲目探究，造成學生的探究處于無序性、被動性和淺表性層面。這直接影響學生生物知識的積累，能力的培養和生物科學素養的全面提高。
如何結合生物教學、指導學生掌握生物科學的探究方法，并靈活運用科學方法，我認為應該從以下三個方面予以加強。
一、要加強培養學生的觀察方法
觀察能力是學生學習生物知識需要具備的重要能力之一。人們常把觀察稱為智力的門戶。觀察是發展學生記憶能力、想象能力和思維能力的基礎。學生觀察能力的強弱對學生其他智力的開發是十分重要的。因此，教師在教學中，應當把培養學生的觀察能力作為重要的教學任務之一。它是學生認識自然、獲取信息必不可少的一種智能活動。觀察在生命科學研究上具有重大作用，許多生命現象和生命活動的規律都是由生物學家通過觀察發現的。英國的胡克受列文?虎克的影響，在顯微鏡下觀察軟木切片，發現了細胞；達爾文在五年環球考察中，積累了豐富的動植物及大自然的觀察資料，經過研究提出了自然選擇進化論，寫下了《物種起源》這部巨著。達爾文在《對我的智力的評估》一文中有這樣一段話：“我具有比一般人更高的本領，能夠看到那些容易被人忽略的事物，并且對它們做細致的觀察。我在觀察和收集事實方面，勤奮努力，真是無以復加?！鼻趭^努力的觀察，這就是達爾文獲得成功的原因之一。
學生的觀察能力只有在觀察實踐中才能形成和發展。生物教學的各種活動都離不開觀察，我根據具體的教學內容和學生情況，靈活運用以下的方法和途徑培養了學生的觀察能力，并獲得了較好的教學效果。充分利用課堂教學培養學生的觀察能力，通過生物實驗培養學生的觀察能力，通過課外活動和野外觀察，培養學生的觀察能力。教師應經常利用課余時間和假日組織學生開展課外活動和進行野外觀察。學生在課外活動和野外觀察中，通過采集、制作動植物標本、栽培植物、飼養動物、進行雜交實驗、組織培養、生態調查等，可以觀察到大量的感性材料。這不僅大大地開闊了學生的知識視野，而且使學生掌握了觀察興趣、觀察能力和科學的工作方法。在教學觀察中，教師要引導學生注意以下幾個問題：1.明確觀察目的。2.選擇適當的觀察對象。3.采用適當的觀察手段。4.觀察完畢后要進行比較、分析和歸納。在生物教學中，教師不僅要使學生看到觀察的對象，還要指導學生掌握正確的觀察方法。如由局部到整體、由表及里、從上至下等都是生物學常用的科學觀察法，教師應盡量以探究性的啟發代替結論性的解釋，使學生在愉快的情境中學習，進而培養學生的探究能力。
二、要加強培養學生的科學實驗方法
生物學是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學在課堂教學中具有極其重要的地位，是比較復雜和抽象的。對于初中生來說，一些直觀性的知識比較容易掌握。因此，教師若結合課堂演示實驗來講授新知識或復習舊知識，學生就更容易接受和掌握。
隨著現代自然科學的飛速發展，研究的內容越來越廣泛，實驗方法的種類也日益增多。涉及中學生物的實驗方法有探索性實驗、驗證性實驗、定性實驗、對照實驗、模擬實驗等。生物實驗的一般程序為：觀察現象、提出問題、作出假設、設計實驗、完成實驗、得出結論、表達交流。在教學過程中，根據實驗目的不同，在提出問題的基礎上，讓學生自己安排實驗，設計實驗步驟，通過現象觀察并收集資料、數據再進行分析思考、概括或歸納出結論。
在生物實驗中，學生要通過視、聽、嗅、觸、味，全面觀察動植物和人體的形態、結構和生理功能，因此，生物實驗是培養學生觀察能力的主要途徑。在通過生物實驗培養學生的觀察能力時，教師要充分做好實驗前的準備工作，這是保證觀察順利進行的前提。準備實驗用具和選取實驗材料，課前，教師一定要按實驗要求親自做一遍實驗，以便了解觀察內容的各個細節和觀察中易出現的問題，從而上課時能正確指導學生，精心設計觀察的方法和程序，例如，在“觀察蚯蚓”的實驗中，根據觀察內容選用“觀察――思考――總結”的觀察程序的探索式同步觀察法?？傊?，作為直觀教學手段――實驗，是幫助學生理解教學內容，提高教學質量的必不可少的途徑之一。在生物教學過程中，應利用每個演示實驗，伴其貫穿在整個課堂教學中，使每位學生在輕松、愉悅的氛圍中掌握生物學知識和生物實驗技能，培養其觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。
三、要加強培養學生的思維方法
比較、分類、類比、歸納、演示、分析、綜合等都是生物學中常用的思維方法，這些思維方法在生物觀察實驗、理論研究等方面都有重要作用。例如，1.歸納思維方法：系統歸納整理學習內容不僅有利于學習知識，更有利于掌握知識，重要的是能從事物之間廣泛的聯系中找出新的規律，悟出新的道理來。所以每學完一章、一個單元都要做一次小結，學完一本書要做一次系統的歸納整理。如：學完動物內容后，做一次系統的歸納總結，就可能發現在這部分內容中貫穿兩條主線，一條是動物的形態結構與生態環境統一的特點，另一條是生動的進化觀點，從它們的生活環境、形態結構、生理特點上找出它們的異同之處，分析其原因所在，總結出生物的進化規律，即由水生到陸生、由簡單到復雜、由低等到高等的進化順序，這樣學生就可以從客觀的角度更清楚地理解掌握知識內容。2.分析思維方法：分析教材內容，了解知識結構，有些章節閱讀教材后要思索其知識的內在聯系，有些教材內容雖然聯系實際，但由于教學資源所限，無標本可供觀察。如海洋魚類資源保護、生動與環境等知識內容，我們要認真閱讀分析教材，探索其知識結構及內在聯系。教師應靈活機動，采用分析式的閱讀方法。
一、利用科學史，使學生確立探究意識
高中生物課程中的科學史，主要以生物科學產生和發展的過程為輪廓，以科學發展歷程中帶有重大轉折作用的課題及事件為主線，用翔實的資料論述科學家們的創造性勞動，生動地描述他們進行科學探索的思維過程和方法，同時也對生物學發展的邏輯和社會歷史背景等重大問題作出評論。我認為，學比教更重要，學會比教會更重要，會學比學會更重要；學比不學要好，勤學比被學、逼學要好，樂學比勤學更要好。引導學生充分合理地利用生物學史與所授知識之間的相互聯系，有效激發學習興趣，不僅能夠培養學生的探究能力、科學精神，而且能夠加深學生對所學知識的理解與運用，高效地促進學生深入學習。傳統生物課堂常采用講授法，將知識直接告訴學生，學生靠死記硬背記憶，缺乏思維活動，長此以往學生會養成被動接受的習慣，缺乏主動探究意識。而利用生物科學史豐富的資源，培養學生的探究意識，改變教師的教學方法，才能提高學生的學習興趣，增強學生的知識運用能力。例如，在蘇教版必修1第3章第2節“細胞膜的結構與功能”的教學中，我給學生出示三則材料：
實驗一：1885年，奧弗頓在研究各種未受精卵細胞的透性時，發現脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分困難。
實驗二：Danielli和Harvey分別于1931年和1935年發現細胞膜的表面張力顯著低于油―水界面的表面張力，已知脂滴表面如吸附有蛋白質成分時，表面張力則降低。
實驗三：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣―水界面上鋪展成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
由實驗一、二學生推測出細胞膜含有脂質物質和蛋白質；由實驗三學生推測出細胞膜由雙層脂質分子組成?？梢?，在課程實施過程中，有效利用科學史，拋棄直接將知識直接呈現給學生的做法，不僅能培養學生的探究意識，而且能達到促使學生“自覺學習、自主探究”的學習效果，使學生切實感受到求知探討有收獲的樂趣和幸福。
二、利用科學史，使學生學會探究方法
生物科學史上的經典實驗往往體現了不同的生物學研究方法。利用對經典實驗的學習，不僅能夠使學生掌握科學的探究方法，而且能夠促進學生靈活應用，提高思維層次。
例如，孟德爾遺傳實驗是運用了典型的假說演繹法。在觀察一對（或兩對）相對性狀雜交試驗的基礎上提出問題，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過設計測交試驗檢驗演繹推理的結論。試驗結果與預期結論相符，證明假說是正確的，于是得到基因的分離定律和自由組合定律。在對這一經典的實例教學中引導學生總結、感悟“假說―演繹法”與科學發現之間的關系，從而掌握這種現代科學研究的核心方法，并能靈活應用解決一系列關于此方法的試驗設計問題。
在生物科學史的經典實驗中，還有其他研究方法，比如：類比推理法、同位素示蹤法、數學統計法、模型構建法、實物模擬法、系統分析法、實驗論證法等。充分利用生物科學史的資源，才能讓學生體驗每一種方法，感受到科學研究的多樣性、豐富性。
三、利用科學史，使學生增強探究能力
探究能力是生物科學學習過程中重點培養的核心能力之一，也是高考生物學科要突出考查的學科核心能力之一。生物科學的發展歷程本身就是一部關于探究過程和研究方法的科學發展史，生物學科的能力培養尤其是科學思維、問題探究、實驗體驗等能力的發展，離不開對科學發展過程與科學研究方法的掌握。
例如，在蘇教版高中生物教材（必修2）《遺傳與進化》第四章第二節“DNA復制”的教學中，第一部分“對DNA分子復制方式的推測”的內容是科學家應用科學方法揭示出的科學事實。為了讓學生領悟科學研究的過程和方法，我引導學生模仿科學家運用科學探究的方法進行探究性學習，即教師先引導學生閱讀美國的米西爾森和斯塔爾的實驗，理解實驗同位素示蹤、離心方法，然后提出問題：“DNA復制方式可能是全保留、半保留、彌散復制三種，究竟是哪一種？如果是全保留，畫出DNA復制一次的結果并說出離心結果；如果是半保留或彌散復制呢？”在此基礎上讓學生繼續探究DNA復制兩次的情況（甚至是更多次）。第二部分“DNA復制過程”，讓學生利用課余準備的DNA平面結構模型以小組為單位演示復制過程，總結復制時的場所、條件、特點。
可見，循著科學家的思維軌跡逐步探究并建構知識，不僅能夠提高學生的深入思維能力，而且能夠提高學生的科學探究能力。
關鍵詞：高中生物；科學史教育；實踐感悟
“科學史”這個詞跟“歷史”一樣有兩個層次的意思，第一層次指的是對過去實際發生的事情的述說，第二層次則是指對這種述說背后起支配作用的觀念進行反思和解釋。生物科學發展史既包括科學家對生命現象的研究過程，又包括科學家研究生命現象時所持有的不同觀點和態度；既包括生物學理論和方法的形成演變，又包括不同學科之間的聯系、科學與社會的相互影響。
隨著科學普及實踐中對科學的文化方面越來越多的注重，科學史教育已經成為更好地理解科學、更好地將科學文化與人文文化相結合、更好地普及科學的最重要的手段之一?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》亦明確提出，學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。
在教學過程中，可以利用生物科學發展史資料，有目的地引入、創設與教學內容相符的生動具體的場景，將間接知識演化為直觀內容，以此激發學生的好奇心，促使他們去探索生命規律。生物科學史是科學方法不斷發展的歷史，學生關注其中，可體味科學家發現與解決問題的思路與方法，培養學生實驗能力和思維能力，提高學生科學素養，從科學家追尋的價值觀和規范中激發學生敢于質疑、敢于創新的精神。
一、利用科學史資料創設情境，引入新課題
1.科學史本身就有其歷史性和科學性，同時，許多生物科學史生動有趣，用它們來創設情境，引入新課題，能激發學生的求知欲望，吸引學生的注意力。
如，在介紹《伴性遺傳》時，可以利用18世紀英國著名的化學家兼物理學家道爾頓的圣誕禮物與紅綠色盲的故事，通過歷史故事創設情境。借以引入對紅綠色盲這一遺傳病的分析，吸引學生的注意，引入對伴性遺傳內容的學習。
2.在介紹科學史時，可以采取多種方式呈現資料，用問題驅動的方式創設情境，像科學家那樣產生疑問，發現問題，把學生從對故事的興趣轉入到對科學探索的興趣。
如，教學《DNA是主要的遺傳物質》時，可利用遺傳物質研究進程的資料展開討論引入新課?！?0世紀中葉，科學家用超速離心技術發現染色體主要是由蛋白質和DNA構成?？茖W家產生一個疑問并對此爭論不休。由此，可以通過問題引導，展開討論：你認為遺傳物質可能有哪些特點？你認為證明某種物質是遺傳物的方法有哪些？”并可進一步引導學生探討：實驗是最有說服力的方法，科學家該用哪類生物作為實驗材料呢？是高等生物，還是低等生物？為什么？
如此層層遞進，引導學生追隨科學家探索的腳步，逐步深入理性思考，同時得到了科學思維的訓練。
二、利用生物科學史的材料組織進行探究性學習
利用生物學史的材料進行探究，是生物學新課程教學中常用的一種方法。根據新課程標準中相關內容的要求，對科學史的材料進行適當的選擇和組織，加以整理、轉化，設計成為有科學性和啟發性的探究課題。在教學中，應著重引導學生沿著科學家的思維和工作歷程，領悟科學家是如何發現問題、大膽假設、尋找證據、小心求證的，體驗科學家不斷深化對問題認識的過程和科學探索的精神。
如，在向學生介紹《DNA分子的結構》時，挖掘探究素材，設計探究過程，創造探究環境，引導學生參與構建DNA分子結構模型的探究活動當中。
1.借鑒前人的研究經驗，獲得靈感，確定構建模型的研究方法
查找沃森在構建DNA雙螺旋結構模型的有關科學史，將他們當時如何開展對DNA分子結構模型的研究工作，以及在探究DNA雙螺旋結構過程當中，如何獲得靈感并得到了哪些方法上的借鑒展示給學生。
沃森在《雙螺旋―――發現DNA結構的故事》一書中寫道：
“特別重要的是，我們曾認真討論了鮑林是怎樣發現蛋白質α螺旋的……不久，有人告訴我說鮑林的成功也很平常，并不是復雜的數學推理的結果……鮑林發現α螺旋并不是僅僅靠研究X射線衍射圖譜。主要方法是探討原子之間的相互關系。不用紙和筆，他的主要工具是一組分子模型。這些模型表面上看來與學齡前兒童的玩具非常相似……用同樣的方法解決DNA的問題！我們只要制作一組分子模型，開始擺弄起來就行了?！?/p>
在學生閱讀的基礎上，設置問題：這段描述，帶給你怎樣的啟示？鮑林帶給沃森的靈感是什么？沃森等科學家在揭示DNA結構的過程中，采用的研究方法是什么？引導學生進行思維探究，確定構建物理模型的研究方法。同時，也可以讓學生在潛移默化中感受科學家對科學探究的熱愛及科學態度、科學精神。
2.構建DNA雙螺旋結構物理模型
（1）構建DNA基本單位――脫氧核苷酸的結構模型
查找科學家研究DNA分子結構的有關科學史，將DNA的基本單位――脫氧核苷酸的相關情況整理后，展示給學生。
將脫氧核苷酸的相關情況，整理成探究性問題：組成DNA的基本結構單位是什么？每個基本單位是由哪幾部分構成的？組成DNA的堿基有哪幾種？并組織學生動手實踐，構建DNA的基本單位――脫氧核苷酸的結構模型。
（2）構建DNA分子的雙螺旋結構模型
①整理科學史，將科學家研究的DNA衍射圖譜及推算的DNA分子的結構、直徑的實驗結果，展示給學生。向學生提出問題：獲取上述信息，運用模型法，你將構建怎樣的模型？可能要考慮的問題有哪些？進而展開開放式討論，讓學生像當年科學家一樣，親歷科學探索過程，引發學生思考，激發學生探究激情。
②查找并整理沃森、克里克在構建DNA雙螺旋結構模型過程中的種種嘗試，展示給學生。向學生提出問題進行探討：錯誤的理由可能是什么？有哪些是有價值的？引導學生追尋科學家的思維歷程，領悟科學家是如何發現問題、尋找證據、合理推理的。
③在研究暫時陷入僵局時，看沃森和克里克又得到了誰的啟示，整理并向學生展示查哥夫帶來的信息：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量；鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量。根據科學史資料中的相關信息，向學生提出探究問題：a.堿基配對方式應是怎樣的？b.對原有模型的修訂是什么？保留什么？
④提出探究問題，引導學生深入思考：堿基如何連接？A-T與G-C堿基對組成的DNA分子具有穩定的直徑嗎？整理科學史中的相關研究結構，并向學生展示：四種堿基的分子結構示意圖，比較嘌呤和嘧啶分子結構。解釋堿基的連接方式―-形成氫鍵，A=T，CG。
通過問題，引導學生分析科學史的有關資料，重現這一經典的模型構建歷程，讓學生參與教學過程和思考探究，完成思維性的探究式學習，進而組織學生動手實踐，制作并展示DNA分子的雙螺旋結構物理模型，并與沃森和克里克構建的物理模型相比較，不僅可以獲得成功感，更將思維型探究式學習與操作性的模型構建相結合。同時，在模型建構的探究活動中，引導學生不斷地發現問題和解決問題，使學生在學習DNA分子結構的同時，不僅得到科學方法的訓練，并且體驗尊重事實，尊重客觀規律，善于反思，敢于質疑，勇于實踐等的科學態度和科學精神。并通過討論交流，動手實踐，增強合作精神。
科學史其實本身也是科學知識，它豐富了對科學知識的闡述，但作為科學史教育目標來說，科學知識不應僅僅在這一方面，還應在于科學史能提供科學知識的來龍去脈，科學知識的發展變化。同樣目前我們所取得的科技成就也是暫時的，需要不斷地發展與完善。生物科學史中沉淀了眾多科學家對生命世界探索的精彩片段。良好的生物科學史的教學，應該是從中選擇了恰當的材料，運用了恰當的手段，達到了最佳教學效果，讓學生似乎身臨其境，從而獲得眾多啟示的教學。托克維爾曾說：“當過去不再照亮未來時，人心將在黑暗中徘徊?！蹦敲?，在中學生物課堂中，生物科學史不但豐富了學生的科學知識，而且照亮了學生的未來。
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