高中生掌握生物科學(xué)研究方法的有效舉措

阿卜杜薩拉木·賽買提

摘要：高中生物學(xué)是一門實驗科學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中運用科學(xué)研究方法是學(xué)生學(xué)好生物學(xué)課程的關(guān)鍵所在，也是提升自身科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)探究精神的一條有效途徑。筆者以一名高中生的角度，結(jié)合自身的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，談一談在學(xué)習(xí)過程中掌握科學(xué)研究方法的有效舉措。

關(guān)鍵詞：高中生物;科學(xué)研究;認識;舉措

高中學(xué)習(xí)生涯中，不難發(fā)現(xiàn)，教師在課堂教學(xué)過程中會有意識地向我們滲透科學(xué)研究方法，他們立足教材，充分挖掘教材中的科學(xué)研究方法教育的素材，讓我們對科學(xué)研究方法逐步有了自己的認識和理解。以下是筆者在日常的高中生物學(xué)課堂學(xué)習(xí)過程中總結(jié)出來的一些學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法的經(jīng)驗，希望能為廣大高中生高效地學(xué)習(xí)、發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)提供有益借鑒。

一、對生物科學(xué)研究方法的認識

著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費恩曼曾經(jīng)說過：“科學(xué)是一種方法，它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度，如何對待疑問和不確定性，證據(jù)服從什么法則，如何去思考事物，作出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象。”在平時的生物課堂上，總是能夠聽到教師要求我們親自經(jīng)歷科學(xué)形成的過程，獲得良好的學(xué)習(xí)體驗。通過一段時間的實踐，筆者也認為生物學(xué)科學(xué)研究方法需要在上述學(xué)習(xí)方式下才能真正掌握。為此，我們應(yīng)該讓自己更加積極主動地去學(xué)習(xí)科學(xué)知識，并獲得科學(xué)的研究方法。結(jié)合教材中的內(nèi)容以及教師平時的指導(dǎo)，筆者將生物學(xué)科學(xué)研究方法歸納為如下四種。

第一，假說演繹法。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中最常用的一種科學(xué)方法，先通過觀察和分析自己提出問題，然后提出某種假說，并據(jù)此展開演繹推理，最后通過實驗的方法來檢驗推理結(jié)論。比如，教材中的孟德爾一對相對性狀的雜交實驗。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以在教師的指引下，先觀察孟德爾的豌豆雜交實驗現(xiàn)象，然后注意分析提出的假說，以及如何設(shè)計實驗來驗證假說的過程。這一過程有助于訓(xùn)練我們自身的逆向思維能力，能夠獨自運用假說演繹法去解決一些遺傳學(xué)問題，提升解題效率和科學(xué)探究能力。

第二，類比推理法。該方法主要是指根據(jù)兩個或兩類對象在某些屬性上相同，推斷出它們在另外的屬性上也相同的一種推理方法。教材中也有明確的要求，讓我們運用類比推理方法來解釋一些生物學(xué)現(xiàn)象。如必修2中“請你運用類 比推理的方法，推斷基因與DNA長鏈的關(guān)系……”;必修3中“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”實驗是讓我們通過實驗類比推理出生物體是如何維持pH穩(wěn)定的。我們在平時的學(xué)習(xí)過程中，可以充分利用教材的這一編排特點，訓(xùn)練并掌握這一方法。

第三，模型建構(gòu)法。該方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法。通常有物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。如必修2的“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”這一課，我們在制作模型的過程中可以加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的認識和理解。

第四，系統(tǒng)分析法。該方法是指研究對象放在系統(tǒng)的形式中，從整體和全局出發(fā)，從系統(tǒng)與要素、結(jié)構(gòu)與功能以及系統(tǒng)與環(huán)境的對立統(tǒng)一關(guān)系中，對之進行考察和分析研究，以達到最優(yōu)化解決問題的目標。如必修3中的“討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“探討人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響”、“關(guān)注全球性環(huán)境問題”等知識點，以及“調(diào)查或探討一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動”、“調(diào)查當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的主要問題，提出保護建議或行動計劃”等活動建議，我們必須站在系統(tǒng)分析的角度去學(xué)習(xí)和調(diào)查分析。

二、高中生如何掌握生物科學(xué)研究方法

（一）全面了解實驗室各類操作的安全常識

如前所述，生物學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗也是高中生物學(xué)日常教學(xué)的重要組成部分。說到實驗，筆者認為學(xué)生在進行實驗操作的過程中，會與各類儀器設(shè)備、化學(xué)藥品有接觸，這就會有潛在的危險性。特別是一些玻璃器皿、易燃、易爆、有腐蝕性或有毒的危險品。稍有不慎就有可能發(fā)生意外事故。所以，我們平時進入生物實驗室時，應(yīng)該認真聽教師的指導(dǎo)，嚴格按照要求進行各項操作，具有強烈的安全防范意識。比如，在需要用到明火加熱的時候，不要害怕，用完后也不要胡亂丟棄。取藥、嗅聞氣體都要按照教師的叮囑去做，避免中毒。

（二）利用教師改編試題大膽假設(shè)嚴謹求證

在生物練習(xí)課上，教師為了讓我們?nèi)轿?、靈活地理解和掌握學(xué)科知識點，促進我們創(chuàng)新思維的發(fā)展，通常會進行高考真題的改編或者改進測試題的難度，讓學(xué)生自主運用科學(xué)研究方法解決問題。其中一些問題，在改編后，能夠較為完整地體現(xiàn)科研研究的一般過程，即從發(fā)現(xiàn)問題檢索資料袁到提出假設(shè)，設(shè)計實驗驗證假設(shè)，以及對實驗結(jié)果的分析。其解題思路更加接近實際的科學(xué)研究工作。我們要抓住教師改變試題的機會，在新的情境下，靈活運用科學(xué)研究方法大膽地提出假設(shè)，并自主設(shè)計實驗進行驗證，提升自己的創(chuàng)新能力。

（三）利用教材中的科學(xué)數(shù)據(jù)訓(xùn)練推理論證

通過做實驗可以讓我們獲得一系列的數(shù)據(jù)，進一步分析這些數(shù)據(jù)就能得出初步的結(jié)論。我們要重視教材實驗所給的科學(xué)實驗數(shù)據(jù)，借此進行分析論證。如可以自己分析教材中孟德爾兩對相對性狀的遺傳實驗是否遵循基因分離規(guī)律，對每一隊性狀單獨分析，結(jié)合數(shù)據(jù)進行判斷，訓(xùn)練自己的推理論證方法運用的能力。

（四）自主設(shè)計改造實驗開發(fā)自身創(chuàng)新能力

筆者通過分析幾年的理科綜合生物部分的試題發(fā)現(xiàn)，生物實驗設(shè)計題的出現(xiàn)率逐年提高，這也讓我們更加明確高考生物考查的主要方向，從而在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中更有的放矢。因此，我們可以在課堂上自己設(shè)計改造實驗，并提前做好準備。如在植物向性運動的實驗時，我們可以在老師的指引下，充分發(fā)散思維對實驗步驟進行深度思考，經(jīng)過篩選得出最終的實驗設(shè)計方案。再如，在關(guān)于生長素的實驗中，老師給我們觀看達爾文的胚芽鞘成長實驗過程的視頻，我們經(jīng)過認真觀察、分析得出自己的想法，再和達爾文的猜測進行比較，然后設(shè)計實驗對達爾文的結(jié)論進行驗證，我們在此過程中既能體驗科學(xué)家的實驗過程，還能提高科學(xué)思維能力方法。

三、結(jié)語

綜上所述，高中生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)可以讓我們的知識視野更加寬闊，邏輯思維更加嚴密，在平時的學(xué)習(xí)過程中，我們要善于借助實驗課程運用教師在課堂上所滲透的科學(xué)研究方法，夯實基礎(chǔ)知識，提高實驗技能， 并逐漸將其內(nèi)化為自身的思維方式和行為方式。

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