王淵

【摘要】高中生物新課程目標中，提到了其中有一個目標是初步學(xué)會生物科學(xué)探究的一般方法，具有較強的生物學(xué)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。也就是意味著教師在向?qū)W生傳授生物學(xué)基礎(chǔ)知識的同時，還應(yīng)該通過對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)、實驗和探究等活動，使學(xué)生初步學(xué)會生物科學(xué)的研究方法，具備初步的科研能力。那么，在課堂教學(xué)中，如何實現(xiàn)上述教學(xué)目標呢？

【關(guān)鍵詞】生物課題 科研方法 課題教學(xué)

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）24-0089-01

1.學(xué)習(xí)生物科學(xué)家的研究方法

在課堂教學(xué)中，以課本知識為基礎(chǔ)，示范有關(guān)科學(xué)家的研究方法，能使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，得到科研方法的訓(xùn)練。

以講授生物進化論為例，通過對達爾文創(chuàng)立進化論的過程和方法的分析，可將生物進化論這節(jié)課設(shè)計如下：首先是發(fā)現(xiàn)問題，達爾文在環(huán)球考察前對神創(chuàng)論，物種不變論是深信不疑的，但是，在環(huán)球考察期間，通過對南美大陸生物的認真觀察與比較，他發(fā)現(xiàn)了如下事實：第一，他在南美大草原的巖層中發(fā)現(xiàn)的帶甲的巨型動物化石，它的甲殼就像現(xiàn)存的犰狳的甲殼；第二，在南美大陸的一些密切近似的物種如鼠類，自北向南，逐次代替；第三，加拉帕戈斯群島的大多數(shù)生物如鳥類，都具有南美洲的特征，而各島上的生物形貌都略有不同。這些事實都無法用物種不變論加以解釋。達爾文受英國地質(zhì)學(xué)家賴爾關(guān)于地質(zhì)漸變論的觀點和“將今論古”的歷史比較法的啟發(fā)，對物種不變論產(chǎn)生了懷疑，然后提出進化學(xué)說。1836年之后，達爾文認真分析和歸納了航行中收集的資料，以便發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律性的東西；同時.他廣泛收集和整理當(dāng)時培養(yǎng)動植物新品種的經(jīng)驗資料，并親自進行繁殖鴿子實驗，參加養(yǎng)鴿俱樂部，收集鴿子標本，從中總結(jié)出了人工選擇理論。通過與自然界生物演變的事實進行類比，達爾文相信，在生物的演化過程中，存在著同人工選擇相類似的自然選擇過程。在吸收了英國人口學(xué)家馬爾薩斯“人口論”觀點的基礎(chǔ)上，達爾文提出了以過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存為基本觀點的生物進化學(xué)說。這種設(shè)計，體現(xiàn)了達爾文運用觀察、類比、推理、歸納、移植、實驗和科學(xué)假說等多種方法，創(chuàng)立進化論的過程，對學(xué)生學(xué)習(xí)科研方法起到良好的示范作用。

2.模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程來學(xué)習(xí)科研方法

我們所學(xué)的生物知識，是歷代科學(xué)家不斷探索，運用多種方法研究而獲得的。在課堂上，通過模擬這些發(fā)現(xiàn)過程，能使學(xué)生在探索中學(xué)習(xí)的同時，得到科研方法的訓(xùn)練。

例如，在學(xué)習(xí)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一課時，可將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為以下探索過程：（1）人類早期對遺傳變異的認識，只停留在直觀的定性描述上，如種瓜得瓜、種豆得豆，一豬生九仔，連母10個樣。（2）到1865年，孟德爾歷經(jīng)8年的實驗，選用豌豆這一適合雜交實驗的材料，按先簡后繁的實驗程序，運用統(tǒng)計學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)了遺傳的2個規(guī)律，同時提出了“遺傳因子”（基因）假說。（3）孟德爾的假說，提出了一個問題，即基因是什么？它在哪里？由于顯微鏡和染色方法的使用，人們觀察到了有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過程中染色體的行為，于是，科學(xué)家們認為染色體是基因的載體。但是，化學(xué)分析表明，染色體有2種主要化學(xué)成分：蛋白質(zhì)和DNA，于是，又產(chǎn)生了遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)是DNA 2種假說。（4）關(guān)于蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的假說起源于19世紀末，由于發(fā)現(xiàn)酶、部分激素和免疫因子等種類繁多、功能復(fù)雜的蛋白質(zhì)，于是，不少科學(xué)家提出了蛋白質(zhì)是基因載體的假說。但是，這方面一直缺乏有關(guān)的證據(jù)。（5）關(guān)于DNA是遺傳物質(zhì)的假說的驗證經(jīng)歷了曲折的過程。1928年英國醫(yī)生格里菲斯在研究肺炎時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把少量元素的R型細菌同大量已被高溫殺死的有毒S型細菌混在一起，注射到小白鼠體內(nèi)時，本應(yīng)無反應(yīng)的小白鼠全死掉了，檢驗小白鼠的血液，發(fā)現(xiàn)了許多S型細菌，由此，格里菲斯假定，加熱殺死的S型病菌中，定有一種物質(zhì)進入R型細菌中去，使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型，這種物質(zhì)被格里菲斯假定為“轉(zhuǎn)化因子”。

3.學(xué)習(xí)教材中的科研方法

高中《生物》中，滲透有多種科研方法，這些方法也是對學(xué)生進行科研方法訓(xùn)練的良好素材。

首先，教師應(yīng)教會學(xué)生分析生命活動的微觀方法和宏觀方法。以對光合作用的復(fù)習(xí)為例，一方面，需要從葉肉細胞的結(jié)構(gòu)、葉綠體的結(jié)構(gòu)和成分、光反應(yīng)和暗反應(yīng)的機理和過程這些微觀水平上來認識光合作用；另一方面，應(yīng)把光合作用放在種群、群落、生態(tài)系以至生物圈的宏觀水平上加以認識。

第二，重視研究生命活動的技術(shù)方法。生物學(xué)上的許多發(fā)現(xiàn)得益于技術(shù)和方法的創(chuàng)新，教師只有挖掘相關(guān)內(nèi)容的技術(shù)和方法論因素，并用之于教學(xué)中，才能有效地提高學(xué)生對科研方法的認識。

第三，通過學(xué)生主動活動來學(xué)習(xí)科研方法。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)通過促使學(xué)生對教材的分析，認識課文中的科研方法。如要求學(xué)生通過閱讀課文，找出研究內(nèi)分泌腺及其激素作用的科學(xué)方法，找出植物雜交實驗的方法等。同時，針對學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，允許學(xué)生通過自己設(shè)計實驗加以解決。

4.了解科學(xué)研究的組織方法

科學(xué)發(fā)展證明，過去個人式研究已被當(dāng)今的合作研究所取代，這種科研組織方式的變化應(yīng)該滲透于課堂教學(xué)之中。以DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)為例，盡管威爾金斯拍攝到當(dāng)時最好的X—射線衍射DNA晶體的照片，弗蘭克林做出了精確的數(shù)據(jù)分析，查伽夫推出了堿基配對原則。然而，他們誰也沒有發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)沃森、克里克吸取了他們的研究成果，經(jīng)過共同的研究之后，才發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。而遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)更是如此，俄國物理學(xué)家伽莫夫連年成立專門俱樂部來討論他的關(guān)于遺傳密碼的假說，全部遺傳密碼的破譯則花費了許多國家的生物、化學(xué)實驗室9年的時間。這樣做的效果是，使學(xué)生認識到科學(xué)研究中互助、合作的重要性，培養(yǎng)了學(xué)生的合作觀念。

教學(xué)實踐表明，在課堂教學(xué)中，重視對學(xué)生進行科研方法的培養(yǎng)，在傳授知識的過程中把科研方法的教育有機地滲透進去，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，開發(fā)思維潛能，使學(xué)生不僅學(xué)會學(xué)習(xí)，而且具備了初步的科研能力。

參考文獻：

[1]韋玉紅.高中生物實驗有效教學(xué)策略行動研究探索[D].上海師范大學(xué)，2013.

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