高考生物“科學方法”專題歸類復習設計

摘要 運用歸類法將高考生物中的“科學方法”案例進行比較，幫助學生形成系統的知識結構。

關鍵詞 科學方法 歸類復習 生物學教學

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

“科學方法”(科學研究的一般方法)作為一個專題進行劃分是基于新課標高考生物考試大綱中的能力考核要求——“具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法”。科學方法是能力的組成部分，方法是能力的核心。

在科學方法復習中，教師要確定好復習目標，處理好教材，把握好以下的原則：重點知識結構化——抓各模塊科學方法知識的中心點，將知識以此中心組織起來，形成知識網絡；基礎知識系統化——打破原教材的排序結構，系統地歸類基礎知識；難點知識問題化——以問題解決為難點，精編一些含有難點知識的習題，讓學生在解題過程中消化和理解生物科學的研究方法，從而突破難點知識。

由于此專題在高考中占有很大比例，且“科學方法”貫穿于高考生物大部分知識點，筆者結合近幾年高三復習課的教學實踐，對此專題基礎知識進行如下歸類，目的是便于學生形成系統的知識結構。

1 科學研究方法的基本思路

觀察、提出問題一提出假說并作出預期判斷，得出假定性的結論一設計完成實驗一分析數據、得出結論。

2 高考生物中考查的科學方法

依據考綱及考試說明歸納比較見表1。

2.1 獲取經驗性材料的方法

2.1.1 實驗法

分析近幾年高考生物試卷中的實驗題，主要考查教材中的觀察類和鑒別類實驗(表2、3)。試題突出的特點是重視實驗回歸教材。從內容上看，既有對教材實際內容的直接考查，也有對教材相關實驗原理和方法的拓展考查。通過創設新的實驗情境，考查考生對教材實驗的分析、理解和提取新信息的能力。因而教材中的實驗在復習時盡量讓學生做一做、想一想，找回感覺，摒棄“背實驗”的錯誤復習方法，以引導考生通過探究獲得新知和接受科學方法訓練。

還可以歸納“常規實驗技術比較”(光學顯微鏡觀察，制作臨時裝片、切片和涂片，研磨、過濾技術，解離技術，恒溫技術，紙層析技術，同位素示蹤技術等)；“常規實驗方法比較”(觀色法，等組實驗法，對比實驗法，加法創意，減法創意，雜交實驗法，化學分析法，分級離心法，梯度離心法，離體培養法，理論分析法，模擬實驗法等)；“探究性實驗與驗證性實驗比較”、“經典性實驗比較”、“以教材知識為背景的實驗題材歸納比較”、“教材中實驗變量(自變量、因變量)比較”等等。

另外，設計類實驗中常常提供實驗器材、藥品，如能明確它們的用途和使用方法，往往能從中發現實驗設計的思路和方法，甚至具體的實驗步驟。簡單總結如下：

常用的化學試劑：NaHCO₃——提供CO₂；NaOH——用于吸收CO₂或改變溶液的pH；NaCl--配制生理鹽水及其他不同濃度的鹽溶液，可用于測定動物細胞內液的濃度或用于提取DNA；龍膽紫或醋酸洋紅——堿性染料，用于染色體染色等。

實驗條件的控制方法：增加水中氧氣——泵人空氣或吹氣或放入綠色植物；減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水；除去容器中CO₂——NaOH溶液；除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環境；除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱；除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光；如何得到單色光——棱鏡色散或彩色薄膜濾光；血液抗凝——加入檸檬酸鈉；滅菌方法——微生物培養的關鍵在于滅菌，對不同材料，滅菌方法不同：培養基用高壓蒸氣滅菌；接種環用火焰灼燒滅菌；雙手用肥皂洗凈，擦干后用75％酒精消毒；整個接種過程都在實驗室無菌區進行等。

2.1.2 調查法

調查是科學探究常用方法之一。調查類實驗(實習)涉及調查方案的制定，隨機取樣、確定樣本的大小、設計記錄數據的表格、對調查結果的整理和分析、計算等(具體比較見表4)。

2.1.3 模擬法

有些科學實驗由于受到一些特殊因素的制約，不能或不許直接對研究對象進行實際實驗。為了獲得對研究對象的認識，以揭示其本質和規律，通過對替代物的實驗來獲取經驗性材料，這種方法叫做模擬法。復習時重點掌握教材中的案例(表5)，幫助學生分析模擬的過程與結論。

2.2 理性思維方法

2.2.1 類比推理法

類比推理又稱類比法，它是根據兩個或兩類對象有部分屬性相同，從而推出它們的其它屬性也相同的推理。在科學研究中，類比推理是提出假說的重要途徑，往往可以導致新發現、新理論。但是，應當注意的是，類比推理的結論具有或然性，可能是正確的，也可能是錯誤的，其證實或證偽還需要通過觀察或實驗。在高考復習時要帶領學生復習教材中的例子(表6)，以此訓練學生思維，利于學生解答高考試題中的有關類比推理的試題。

2.2.2 演繹推理法

演繹推理是從一般到個別，從普遍到特殊的推理方式。從一般(普遍)到特殊(個別)，根據一類事物都有的一般屬性、關系、本質來推斷該類中的個別事物所具有的屬性、關系和本質的推理形式和思維方法。通常用三段論式的演繹推理過程來理解，如必修1中“1969年，人們在墜落于澳大利亞啟遜鎮的隕石中發現了氨基酸，這些氨基酸不是來自地球。由此你可以作出什么推測?”這可以看成是三段論式的演繹推理。大前提：氨基酸是組成蛋白質的基本單位，蛋白質是生命活動的主要承擔者；小前提：隕石(非地球來源)中有氨基酸；結論：隕石中存在生命形式。

高考試題中尤以遺傳題、實驗題考查演繹推理較多，演繹推理法對于學生的逆向思維的培養，對于學生能力的提高都有很好的作用。如2006年全國I卷的第31題第4問(試題略)。復習時注意演繹過程，讓學生重點體會教材中的例子。

再如必修3第49頁生長素的發現過程強調了“科學重視實證”，也強調了“邏輯推理過程”，并用技能訓練欄目對學生的推理能力作了訓練。這里所涉及到的嚴謹的邏輯推理，多數指的是演繹推理。第69頁進一步探究“根據你對影響酵母菌種群數量增長的因素作出的推測，設計實驗進行驗證。”

2.2.3 模型法

必修1中的模型概念：人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。模型的形式包括物理模型、概念模型、數學模型等。高中生物中涉及模型法的案例較多。

3 復習建議

科學方法的復習尤其要重視科學思維的訓練，即努力使學生將科學方法內化為自己的思維方式和行為方式。因此，為了達到較好的復習效果，在復習每一類科學方法時，除了掌握系統知識外，要進行配套試題的強化訓練。

3.1 訓練高考試題

因為高考試題的設計比較嚴密，尤其是生物實驗的設計有較強的邏輯性，有利于培養學生科學方法(尤其是邏輯思維習慣)。教師和學生都要認真研究如何提出問題、做出假設、安排實驗步驟、收集檢驗實驗數據、得出實驗結論等問題。

3.2 力所能及自編習題進行強化訓練

充分利用一些新的科技成果和學生能夠接受的現代科學知識；科學史料，如重大生物學問題的解決過程，重大生物學理論形成發展的過程，生物科學工作者的簡要生平及其具體科研工作的思路和方法，經典實驗研究中的一些資料和數據等。通過編制類比題組，進行系列題組的訓練，可分別用于審題、概念辨析、思維比較等專項練習，從而有效地解決學生在解題過程中的審題不清、概念混淆、思路混亂等常見問題。