生物科学探究的基本方法范文

生物科学探究的基本方法篇1

【关键词】高中物理 探究式教学 注意事项

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）03-0172-02

我市关于高中物理教学改革的基本要求中指出，高中物理作为学生学习和探索科学基本技能，利于学生实现终身学习的宏伟目标的一门基础课程。现阶段的教授任务，不仅要针对物理课程的知识和基本理论进行教学出发，而且要针对学生学习的过程和技能进行教学，为将来的学以致用打下坚实的基础。高中物理的探究式学习是现阶段的一种新的教学模式，这种模式在过去的实践中取得了巨大成功，但是由于高中物理的特殊性、探究学习的自身原因，高中物理探究式教学仍然存在着一定的不足，我们主要对高中物理探究式教学应注意的几个问题进行探讨。

一、注意高中物理探究式教学的学科特殊性

高中物理在高中教学中是仅次于数、语、英三门主要科目的关键课程，对于高中物理探究式教学不仅仅是在对高中课本上的物理问题进行分析和探讨，而是对于学生物理思维能力的扩展。物理课程与其他课程具有一定的不同，首先，物理课程涉及的范围广，物理课程涉及到声、光、电、力等众多显示问题；其次，物理学科的探究式教学是帮助学生感知的一个过程，需要教师将具体的事物概括到抽象的一个过程，而不是传统的将基本的规则一股脑的灌输给学生；物理学科是一个根植于现实的学科，它不像其他学科那样，它与现实生活紧密相连。因此而言，高中物理探究式教学应该注意其学科的特殊性。教师应该根据学科特殊性，对高中物理探究式教学方式进行适当的设置，对其内在联系进行一定的分析，这些联系有助于学生根据生活经验去理解一些现象和所学到的知识，给学生提供充分的帮助和指导。

二、探究的形式要切合实际，不走套路

对于高中物理的探究式教学并不是认为任何事情、任何问题都必须去探究，我们需要切合实际的需要进行探究，因为探究式学习的目的在于改善过去一股脑的填鸭式教学，将过去的填鸭式教学改善成现在的提高综合素质、提高学生基本能力的教学模式。探究式的教学方式是一种基本的教学方式，但是不是唯一的教学方式，并不是所有的问题都可以经过探究式教学模式来得以解决，因此而言，其所解决的问题一定要切合实际。

由于物理学科的特殊性，在物理学科的探究是学习过程中，并不应该走其他学科的探究式学习的道路，因为不同的学科涉及到的学科方法学科基本过程都存在着很大的差异，一旦把所有的问题都能归结为一个问题，那么物理学科将失去其学科的特殊性，因此而言在物理学科探究式学习的过程中一定要注意不走其他学科探究式学习的老路子，必须依照物理学科的特殊性“走自己的道路”。

三、探究式学习一定要注重实验的重要性

物理学科跟其他学科最大的不同之处在于其将大量的实验教学融入了物理教学中。探究式学习是一个改善过去物理填鸭式教学的一种基本方式，因此而言更应该注重实验的重要性，实验是一个归纳、验证的基本过程，在实验中可以更深刻的发现问题，找到问题的解决途径，并且对问题有一个更深刻的认识，这是我们探究式教学的重要过程和步骤。例如在我们学习安培力的过程中，我们可以首先假设安培力与哪些因素有关，然后再通过实验的方法逐步验证，这样在提出问题的过程中锻炼了我们的思维方式和思维方法，在实验验证的过程中提高了我们探究问题和动手能力，在验证之后使我们的认知水平得到提高。其实可以发现这就是我们探究式学习的基本步骤：发现问题，根据问题提出一定的实验验证方法假设，然后通过实验的方式进行实验验证，最后得出相应的结论。因此而言，高中物理探究式教学应注意实验在高中物理教学中的重要性。

四、探究式学习一定要确立以学生为中心的主体思想

在过去的教学过程中，教师在授课的过程中往往忽视学生为主体的这种理念，使得学生在学习过程中，一直处于被动的地位。高中物理探究式教学一定要扭转这种态势，毕竟学生是学习的主体，在此基础上才能提出其他要求，否则任何改革和探究都是治标不治本的，是不利于学生学习的。医学上为中心，让学生在自己的基础上提出问题，然后针对问题进行自主的分析，自主的假设，最后自主的验证，在这儿所谓的自主并不是说教师放任学习自由，而是教师在这儿扮演的角色就是辅助作用帮助学生分析问题、帮助学习更合理的思考。教师应该根据课程的需要对高中物理探究式教学方式进行适当的设置，对其内在联系进行一定的分析，这些联系有助于学生根据生活经验去理解一些现象和所学到的知识，给学生提供充分的帮助和指导。

五、结论

本文主要分析了高中物理探究式教学应注意四个方面，分别是注意高中物理探究式教学的学科特殊性、探究的形式要切合实际，不走套路、探究式学习一定要注重实验的重要性、探究式学习一定要确立以学生为中心的主体思想这四个方面进行探讨，在以后的高中物理探究式教学应该着重的避免这四个问题，希望对相关单位的高中物理探究式教学起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1]曹燕.高中物理探究性教学策略的三个基本环节[J].科教文汇（上半月刊），2007（01）：93.

[2]高文隆.探究性教学在我国高中物理教学领域的应用前景探析[J].大众科技，2006（01），1：160-161.

[3]林贤数.高中数学实施探究性教学的有效策略[J].吉林省教育学院学报（学科版），2008，24（7）：41.

[4]平.物理课堂教学中探究式教学的实践研究[J].新课程研究（基础教育），2008（09），（125）：53-54.

生物科学探究的基本方法篇2

王有余

新一轮基础教育课程改革将我国沿用已久的教学大纲改为课程标准，反映了课程改革所倡导的基本理念，标志着我国基础教育课程改革进入了一个新的阶段。

《全日制义务教育物理课程标准（实验槁）》（以下简称标准）的核心理念是“为了每一位学生的发展”，《标准》的显著特点是“突出学生的科学探究活动”，《标准》提出义务教育阶段的培养目标是“提高全体学生的科学素质”。《标准》和我们熟悉的教学大纲相比，由于课程的性质和倡导的基本理念不同，致使从内容、形式到编写的体例上都有较大的变化。从《标准》的内容上看，不仅有知识点，还有科学探究；从内容出现的形式上看，各知识点不像《大纲》那样以条目的形式出现，而是与过程有机地结合在一起，有的还与思想意识融合在一起。这些变化使得读懂《标准》不易，理解起来更加困难。《标准》的研制是基础教育课程改革系统工程的核心，《标准》的领会与执行是实现新一轮课程改革目标的关键，本人就《标准》的学习与理解谈几点体会，以求和实施者取得共识。

《标准》的内容结构包括四个部分和一个附录。四个部分分别是：⑴前言（包括课程性质、课程基本理念、课程标准设计）;⑵课程目标（包括知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）;⑶内容标准（包括科学探究、科学内容）;⑷实施建议（包括教学建议、教科书编写建议、课程资源开发和利用建议、学生学习评价建议）;一个附录是：标准中部分行为动词的界定。

一、关于前言

《标准》在这一部分对义务教育物理课程的性质、价值与功能做了定性的描述，阐述了物理课程的基本理念，并对物理课程标准的设计思路做了较为详细的说明。整个前言部分突出体现了“一切为了每一位学生的发展”这样一个核心理念。

《标准》在阐述课程基本理念时，首先对义务教育阶段的物理教育目标给出了一个基本的定位：即“提高全体学生的科学素质”。明确了这一阶段的物理教育不是面向少数学生的“精英教育”，而是面向全体学生的“大众教育”。课程设置应立足于学生发展，满足所有学生发展的需要，不考虑学科体系自身的完备。即“要注重全体学生的发展，改变学科本位的观念”。

第二，提出了义务教育阶段物理课程的设置应适应学生的认知特点，贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究，认识物理规律。让他们体会物理在生活和生产中的实际应用。从“生活走向物理，从物理走向社会”既可以增加学生学习物理的兴趣，还能培养学生良好的思维习惯和科学探究的能力。

第三、提出“要注重科学探究，提倡学习方式多样化”。要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合作的能力。突出科学探究，既能体现科学的本质，又能促使学生的学习方式与教师的教学行为发生根本性的变化。

第四、为达到提高学生科学素质的目的，《标准》提出要“注意学科渗透，关心科技发展”。在物理教学中，要注意不同学科间的知识与研究方法的联系与渗透，使学生了解自然界的相互联系。教学内容要随时代的发展有所更新。让学生体会社会发展与科学技术的互动关系。

第五、为保证课程改革的顺利进行，把新课程理念落到实处。必须“构建新的评价体系”摒弃以甄别和选拔为主要目的的评价观念，建立能促进学生、教师和物理课程不断发展的评价体系。评价的目的是为了促进学生发展，而不仅仅是检查学生的学习结果。评价应当成为学生学习的动力和源泉,应当为学生学习服务，为学生的发展服务。

二、关于课程目标

物理课程目标是《标准》的核心内容，也是教学第一线的教师需要重点关注和掌握的。教学内容和教学方法可以选择，但“课程目标”是刚性的，是物理教学活动必须追求和达到的硬性要求。《标准》将物理课程的培养目标定位为：“提高全体学生科学素质”。并明确提出了物理课程的总目标和具体目标。

1、对总目标的认识

《标准》对课程总目标用五个自然段加以阐述,体现了在“以学生发展为本”理念下的教学要求。

第一、要重新认识学习兴趣。过去我们说“兴趣是最好的老师”是把学习兴趣当作学好物理的方法和手段。今天，在新课程理念之下，培养学生的学习兴趣应当成为物理课程追求的目标，也是检验初中物理教育成败的主要标志。赫尔已特讲：“教学应当贯穿在学生的兴趣当中，使学生的兴趣在教学的每一个阶段都能连贯地表现为注意、等待、探究和行动。兴趣既是教学手段，又是教学目的。”

第二、要明确物理学是观察实验与科学思维相结合的产物。要通过物理知识的学习，培养学生的观察能力和良好的思维习惯，并且要注重知识的应用。在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法。

第三、要改变以书本为主，实验为辅的教学模式，重视科学探究活动在学习中的作用。让学生经历科学探究的过程，掌握认识未知事物的方法，发展学生的实践能力和创新意识。

第四、“创新意识，科学态度和科学精神”对于学生将来无论从事什么工作，都是十分重要的。物理学的创立和发展无处不体现人们的科学态度、科学精神和创新意识。因此，物理课程对培养学生这些素质具有独特的优势。在物理教学活动中应创造更多的机会，促进这一目标的实现。

第五、注重科学技术与社会的关系，是当今世界科学教育的一大趋势。过去的物理课程基本上是就科学论科学，对于科学的意义很少涉及。在新课程的理念下，应当以物理内容为素材，让学生受到科学的、技术的和人文的教育。

2、对具体目标的认识

物理课程的具体目标可理解为物理课堂的教学目标。由三部分组成，并形成一定的层次。

第一层次，知识与技能目标。主要使学生掌握一定的物理知识与技能，共有6条要求。其中，1—4条规定了“知识”的内容要求。5—6条规定了“技能”的内容要求。其中第4条要求是关于三个主题内容中涉及的物理学史、物理学的内涵等人文科学的内容。它隐含在内容标准的三个主题之中。第5条要求是技能要求中较低的要求，主要是要求学生会运用一些仪器去进行测量性实验。它在内容标准中隐含在三个主题之中。第6条要求可以认为是技能要求中较高的要求，它要求学生将实验技能不仅运用于实验及测量本身，而且能将它作为科学探究的工具，为探究活动的一些重要环节的实施做好充分的准备。这一要求与“过程与方法目标”有机地联系起来。实际上是一种“能力”它在内

容标准中也隐含在三个主题之中。第二个层次，过程与方法目标。让学生在物理知识、技能的学习与探索过程中，体验探究的过程并掌握一些简单的方法以形成一定的能力。《标准》在这个部分制定了六条具体目标。分别是关于在科学探究过程中，对观察能力、提出问题的能力、信息收集能力、信息处理能力、分折概括能力以及信息交流方面的能力要求。

第三个层次，情感、态度与价值观目标。通过过程与方法目标的实现过程，使学生初步形成一些良好的思想意识。如爱科学的情感、乐意探究的精神、与他人协作的意识、对自身价值的感悟、勇于创新的精神等。这是课堂教学的最终目标。情感、态度与价值观目标属于意识领域，不能直接通过某种内容或方式去实现，它需要在知识与技能目标和过程与方法目标的达成过程中逐渐形成。在《标准》制定的7条具体目标中，第1条是关于学习兴趣的培养。对所学物理课程产生积极的情感。第2条是培养学生进行科学探索的欲望，对科学的热爱。第3条是关于战胜困难的信心和决心的培养。第4条是关于科学态度的养成。第5条是培养学生与他人合作与交流的精神。第6条是培养学生科学、技术、社会（STS）意识。第7条是培养学生的责任感与使命感、正确的人生观、形成远大的理想与抱负。

这三个层次目标之间的关系是：学生通过知识与技能的探索，体验探究的过程，获得研究、学习、思维的方法，同时在这一过程中逐渐形成某些情感、态度与价值观。这样就形成了一个教学循环。形成的这些情感、态度与价值观又促使学生进一步去探索新的知识与技能，从而开始了又一个新的循环。在每一个教学循环中，过程与方法起着承上启下的作用。因为过程与方法目标的实现要以知识与技能的探究为载体。同时在过程与方法目标的实现过程中逐渐使学生形成一定的情感态度与价值观。因此，实施新课程就要在课堂教学中紧紧抓住过程与方法这一关键，让学生通过经历探究过程实现完整的课堂教学目标。

三、关于内容标准

内容标准是《标准》的主要内容，它规定了初中物理课程的基本学习内容、学习方式、经历的过程和应达到的基本要求。它的作用相当于《大纲》中的各个知识点及其教学要求。《标准》中的内容标准由科学探究和科学内容两部分组成。

1、对科学探究的认识

⑴ 什么是科学探究

所谓科学探究就是让学生 模拟科学家的工作过程，按照一定的科学思维程序去探索学习的过程。这种思维程序由提出问题、猜想与假设 、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个要素组成。

⑵ 将科学探究列入内容标准的意义和目的

意义：实现两个转化。即将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化；从学生被动接受知识向主动获取知识转化。

目的：培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

⑶ 科学探究与科学内容之间的关系

《标准》虽然把内容标准分成科学探究与科学内容两个部分，但这两个部分不是完全孤立的，而是相互联系的。学生通过在科学探究活动中的经历、体验和感悟，获得了科学知识，同时也提高了科学探究的能力。所以科学探究既是学生的学习目标，也是重要的教学策略。

⑷ 科学探究具体的能力要求

《标准》把探究的七大要素作为一级目标，而后逐个进行了细化，提出了35个子目标，即对应各探究能力要素的基本能力要求。这些要求明确具体，有较强的操作性。这些基本要求中，使用了，“认识”、“能”、“尝试”、“会”、“有”、“经历”等行为动词。为了让教师和学生准确地把握这些词语的含义，《标准》在附录中对这些行为动词作了进一步的解说和界定。

2、对科学内容的认识

标准中科学内容的体系突破了《大纲》“力、热、声、光、电、原”的链条结构。代之以科学知识的内在属性。即“物质、运动和相互作用，能量”三大板块结构，以主题的形式呈现。三大板块的内容，形成由易到难，由简单到复杂的梯度结构。这是对一直沿用的教学大纲中教学内容陈述的突破。反映了课程目标的立足点，体现了《标准》的时代精神。

科学内容共有三个一级主题，一级主题下面有14个二级主题、67个三级主题。层级分明，结构感强。虽然这种结构、层级、次序并不代表教材的结构或教学的顺序，但它有利于我们把握义务教育阶段物理学科的科学内容。从整体上看，这些主题的目标要求全面、准确，并体现了一定的灵活性，出现了一些开放性的条款，给教材编写和教师教学留下了比较大的选择空间。从《标准》规定的教学内容上看，知识面较宽，联系生活，联系社会实际的内容增多，严密的公式和定律减少，直接给出科学结论的内容减少，强调学生通过自主探究得出结论的内容增多。

⑴ 《标准》中科学内容的特点

①内容标准的结构体现了课程目标纵横交织的特点。知识技能目标为纵向目标，过程性目标，体验性目标为横向目标。例如：内容标准表述：“通过实验探究，认识浮力。知道物体浮沉条件。经历探究浮力大小的过程。知道阿基米德原理”。其中，纵向目标是认识浮力，知道物体的浮沉条件，知道阿基米德原理。横向目标是通过实验探究，经历探究浮力大小的过程。强调过程与方法和亲身感受与体验。使横向目标更为突出、立体化。作为纵向目标的知识便成为探究的载体。

②《标准》中的科学内容注重将物理科学的新成就、物理科技的应用，及其对人类文明的影响纳入了知识目标。例如：初步了解半导体、超导体、纳米技术，并了解它们的发展以及对社会的影响。了解现代技术与声有关的应用。了解波在信息传播中的作用等。

③《标准》与《大纲》相比，科学内容的要求明显降低。例如：光的反射定律，二力的平衡条件、压强的概念等许多重要内容都从“理解”的层次降为“知道”的层次。而液体的压强干脆删除了。这体现了标准强调以物理知识和技能为载体，让学生经历探究过程，学习探究方法、培养探究精神的理念。

④科学内容的选择更贴近生活。凡贴近学生生活实际的内容都提高了要求。对原课程中“繁、难、偏、旧”的知识内容或者删除或者降低了要求。体现了“从生活走向物理，从物理走向社会的理念”。

⑵《标准》中科学内容知识技能教学要求的层次划分。

知识标准从低到高，分为了解、认识、理解三个层次。

①“了解”层次中所用的行为动词是：了解、知道、描述、说出。在这个层次中要求学生对所学的知识应该做到：再认或回忆；识别辨认事实或证据；举出例子；描述对象的基本特征。这个层次的要求与大纲中的知道层次基本相同。

②“认识”层次介于“了解”和“理解”之间。认识层次除了要达到了解的水平外，还要注意知识的前后联系，并能适当的区分和扩展。

③“理解”层次中所用的行为动词为：区别、说明、解释、估计、理解、分类和计算。这个层次的内容，要求学生对所学的知识应该做到：第一，把握内在的逻辑联系；第二，与已有的知识建立联系；第三，进行解释、推断、区分、扩展；第四，提供证据、收集信息。这些要求比“了解”的要求明显提高，这些内容就是科学内容中的重点知识。

④技能标准水平是“独立操作”描述的行为动词有：测量、会、学会。这部分内容与传统大纲中“会”的要求相同，但许多测量的工具并不强调必须是常用工具。例如：《大纲》中要求“会用刻度尺测长度”而标准中表述为“会选用适当的工具测量长度。”只要你能选出某一种测量工具正确测量就行，体现了内容标准的开放性。

⑶《标准》中科学内容教学的灵活性。

灵活性首先表现在教学要求上。内容标准给出的是教学中的最低要求，这些要求较原《大纲》明显降低，但上不封顶。其次表现在探究的内容上。《标准》中的活动建议不是规定的教学内容。探究内容的设置和确定，教师可从内容标准的活动建议中选用，也可在教学中根据学生的水平、学校的设备等，自行设计与确定。探究的方式以及探究要素的确定也是灵活的。不一定每个探究活动都要有七个基本要素。再次，在教学过程中，可以按照教材方案去执行，也可以用自己的观点来设置教学方案。过去教学是重教材、轻大纲。现在应当重标准

、轻教材。教师在教学中可以根据标准的内容自己选择教学材料，自己设计实验，只要符合课程标准的要求就行。四、关于实施建议

《标准》在实施建议部分，根据新课程的理念和课程目标，提出了一些原则性的建议，应当是我们在实施新课程过程中需要重点贯彻与落实的问题。

⑴ 认真学习现代教育理论，树立新的课程教学理念。

就教师而言，要适应新课程的教学就必须要认真学习现代教育理论，特别是素质教育、创新教育和基础教育课程改革等方面的理论，转变传统的教育思想和观念。在教学中首先要调整自己的角色，改变传统的教学行为。要由传统意义上知识的传授者和学生的管理者转变为学生发展的促进者和帮助者。要由教学活动的主角转变为学生学习的指导者和配合者。在课堂教学中，要唤起学生主体发展的欲望，帮助学生寻找、搜集和利用学习资源；创设有利于学生自主学习的情境；营造和维持学生学习过程中积极的心理氛围；要善于捕捉和激发学生思维的火花和灵感；发现和挖掘学生主体发展的潜能。新课程对教师教学行为变革的要求是深刻的，它要求教师必须尽快的确立新的课程教学理念，从传统的角色中走出来，在新课程的实施中不断提高自身的综合素质。在实施新课程的同时实现自身发展。

⑵找准实施新课程的突破口，重视科学探究的教学。

实施新课程的核心就是要从根本上改变原有课程过于强调接受性学习，死记硬背，机械训练的现状。倡导学生主动参与，乐于探究的学习方式。《标准》把科学探究既作为学习目标又作为教学策略列入内容标准，是这次课程改革的显著特征。重视和加强科学探究是实施新课程的突破口，也是新课程得以顺利实施的关键。重视和加强科学探究的教学，要努力做好以下几点：

首先，要善于激发、培养每个学生进行科学探究的兴趣和热情。从学生的兴趣、爱好和生活实际出发，选择探究活动的内容，创造性地设计贴近学生实际的探究活动，吸引和组织全体学生积极参与。

其次，在组织学生进行探究活动时，要及时地给予指导和帮助，引导学生逐步熟悉科学探究的全过程，掌握科学探究的方法，提高科学探究的能力。科学探究活动有七个基本要素，在这七个要素的各个环节中，其难度是不一样的，所以对科学探究的学习也应该和科学知识的学习一样，由简单到复杂，由浅入深，循序渐进。特别是在学习物理的初始阶段，更应该从简单的探究活动入手，根据不同的内容分别安排，突出不同要素和环节，设计探究活动，使学生能各个击破，最终达到能灵活运用科学探究的方法进行探究式学习。

再次，要重视科学探究中的评估，合作与交流。学会对所做的工作进行评估，在探究活动中，对学生评估能力的培养，一是要求学生对每一次的探究活动都要进行评估。二是要引导学生会采用不同的方法评估，并将评估的意见写到探究报告中去。为培养学生的合作与交流能力，探究活动最好以协作性的小组形式进行，组内要分工明确，团结协作，强调角色间的相互转换，使每一个学生都能参与探究的全过程。对探究报告，要求既能用书面语言也能用口头语言进行表达。要给出一定的时间，让学生在相互尊重的基础上，充分表述自己的想法和观点，并进行充分的讨论和交流。

⑶提高对课程资源的认识，积极开发合理利用各种课程资源。

课程资源对物理教师来说是一个全新的概念，也是我国基础教育课程改革面临的一个崭新的课题。课程资源是在基础教育课程改革不断深入的过程中显现出来的，可以说没有课程资源的广泛支持，课程标准的理念难以落实，目标难以实现。

在传统的教育观念影响之下，我们理解的课程资源就是教材和教辅用书。特别是教材，多年以来一直是全国统一，严格按教学大纲编写的，是对应付考试有绝对权威的教学资源。“以纲为纲，以本为本”，一直是我们教学必须遵循的基本原则。但在新课程理念之下，根据《基础教育课程改革纲要》制定的《标准》只描述了学生学习的过程和结果，而对学习内容的选择留有相当大余地。《标准》对教科书的编写只提出了几条原则性的建议，给教材的编写留下了很大的空间，并且认为可以有多种形式的教材并存，要求每种教科书都要有自己的特色。因此，在新课程实施过程中，教材的权威性有所下降。根据新课程的理念，物理教学不能只局限于传授物理知识和技能，而应当引导学生利用已有的知识经验，主动获取新知识和培养学生的各种能力，促进学生的全面发展。所以把教材当作唯一教学资源是远远不够的。必须注意开发和利用其他形式的教学资源。

⑷转变传统的教学评价观念，明确新课程理念下的评价要求。

生物科学探究的基本方法篇3

关键词：生物教学；学生；科学探究素养

一、科学探究素养的概念

科学探究作为生物学核心素养有不同的定义。杨铭等提出：作为生物学核心素养，科学探究是指学生能针对有价值的问题、疑问、难题或想法进行研究，基于好奇与困惑理解生命世界和构建知识的意愿和能力[1]。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中的表述是：科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施及对结果的交流和讨论的能力[2]。两者均认为科学探究为一种能力，前者更突出学生的主观意愿层面，缺乏对科学探究过程的阐释；后者强调探究的基本方法和思路，但没有对科学探究的品质进行说明。《普通高中化学课程标准（2017年版》的表述是：科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动；能发现和提出有价值的问题；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究；勤于实践，善于合作，敢于质疑，勇于创新[3]。这个定义认为科学探究是各种品质和探究过程、方法的有机统一，较好地阐释了科学探究的特征。值得一提的是，虽然化学课程标准是从化学的视角界定科学探究，但其所提出的科学探究的特征在生物学也同样存在。因此，通过生物课程的学习，学生应逐步并最终掌握科学探究的思路和方法，形成互帮互助的合作精神，形成创新意识，能够从实践层面进行探讨或尝试解决现实生活中的问题。因此教师在生物教学过程中需要灵活运用多种教学策略、技能，让学生成为具有科学探究素养的人。

二、生物教学中学生科学探究素养的培养策略

（一）立足生活实际，增强探究氛围

生物学科是研究生命和生命规律的科学，其探究离不开生活，而且要求学生需具备良好的思维能力，在遇到问题时，能够进行思维发散，从而解决问题。为此，在教学过程中，教师需要将教学内容联系生产生活实际进行教学，增强探究氛围，在探究过程中，让学生进行思维交流、碰撞，使其探究能力得到提升。例如，在教学“人类活动对生物圈的影响”这一课时，教师要认识到这节课的内容紧贴生活实际，如果脱离实际生活让学生学习书本上的知识，则难以达到预期的效果，无法实现素质教育的目的。这就需要教师适时地联系生活实际对学生进行引导。课前先给学生提供学习纲要，让学生自行学习，自主查找关于人类活动对生物圈影响的资料，做好课前的了解工作。上课的时候，学生进行小组交流，根据自己所查找的资料进行谈论，最后请每个组派一名代表上台进行阐述，这种学生个人学习与小组间的活动相结合的探究形式，激发了学生的探索兴趣，让他们主动参与其中，增强了探究氛围，更为重要的是无形之中加强了学生对生物圈环境的关注，有效提升了学生的环保意识，实现了思维能力的培养，并逐渐养成良好的探究习惯。

（二）基于经典实验，创设探究情境

教材中的经典实验是教师对学生进行科学探究素养培养的良好素材。但在传统的生物学教学中，由于受到考核压力、课时不足等因素影响，大多数中学生物教师对经典实验只注重其中关于生物学知识点的讲解，使学生对经典实验的认知过于单一，无法深入把握其要点，长期处于被动接受知识的状态，进而导致其探究能力的缺失。如果教师只是单纯、严格地按照实验方案进行实验，将会降低经典实验培养学生科学探究素养的价值，教师应通过进行重复但不完全一致的经典实验，创设具体的探究学习情境，开放探究过程，让学生体会探究的乐趣。例如，在进行“用高倍镜观察叶绿体和线粒体”实验教学时，传统教学中教师直接将实验材料和实验方法提供给学生，学生如果按照实验方法进行操作，实验就变成了学生练习高倍显微镜的使用。针对此，教师需要将验证性实验改为探究性实验，具体而言，教师应将实验室已有的实验材料用具列一个清单，并且设置一些干扰选项，如将樟树树叶和新鲜菠菜叶作为观察叶绿体的选项。然后设置一个探究性的问题：“请同学们想办法观察叶绿体的结构”。以此开启科学探究模式，提高学生的探究积极性。在此过程中学生会出现各种各样的问题，如有学生选取菠菜叶的上表皮，则无法观察清楚叶绿体结构。这时候教师需要根据学生的实际情况引导学生分析其原因，并根据原因引导学生找到解决的办法。教师只需要给学生搭建一个用“科学方法”解决问题的平台，使学生体会到探究的乐趣，学生便能够在自主探究的过程中主动掌握生物学知识。

（三）综合评价，提升学生探究积极性

实验教学评价是学生进行实验的动力，评价的好坏直接影响着学生的实验热情和动力。教师应对学生在探究实验过程中的表现进行多方位的综合评价。例如，实验方案的科学性、可行性、创新性，实验技能的掌握程度，小组内的参与度，是否完成实验，能否将剩余实验材料进行正确的处理等。教师要找出每个小组的闪光点，并对其不足进行鼓励改正，使每个学生都能从实验中收获知识、锻炼能力，提高学生参与实验的积极性，进而提升其参与科学探究的主观能动性。

（四）户外教学，体验探究过程

教师在进行户外教学过程中，可以小组的形式让学生自主设计完成整个探究过程，还原科学探究的基本步骤，激发学生的探索兴趣，促进其合作精神的培养。在进行探究过程中要适当引入学科知识，加深其对生物学知识的认知并有意识地引导学生对他们司空见惯的环境中的现象提出自己的疑问，然后运用所学知识探究、解释遇到的问题。教师在户外教学时，不只要关注生物学科本身的知识，还应力求融会贯通各科知识，提供给学生展示自己的机会，争取在户外教学体验探究的过程中让理论和实践充分结合，使学生感受到生物学科的魅力，进而产生兴趣，发展探究能力。例如，教师在进行“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”户外教学时，学生参与了整个实验过程，包括提出问题、制定计划、实施计划、得出结论、交流讨论。通过这一过程，学生完成了科学探究的基本过程。除了完成实验中的探究问题之外，学生也会提出许多其他的问题。如询问教师“某种植物的名称、作用”“为什么某种植物在某地生长茂盛，而在其他地方却非常少”等。根据学生的问题，教师可以进行良好的指引，对于植物名称，可以让学生将这种植物的花叶采摘回去，自己查阅资料进行探究判断；对于第二个问题让学生谈论交流，有人认为与土壤有关，有人认为与植物间的相互竞争有关等。对学生提出的问题，教师要让其自主进行探究实验，以培养学生的探究能力与意识。

三、结语

生物科学探究的基本方法篇4

一、深刻领会科学探究的含义

科学的本质是对未来事物的探究，科学探究是指科学家用科学的方法探求事物的本质和规律的科研活动。而普通高中《物理课程标准》中的科学探究教学是指教师如何按照科学探索的一般规律，创设学生有所发现的教学情景，引导学生进行探究式的学习活动，是一种多侧面的教学活动，需要设计活动方案，搜集资料，提出问题；设计并操作实验，需要认真观察，并运用各种手段来分析、解读、处理数据；需要提出假设或预测，并把自己的看法、意见传递给他人，最后得出结论。所以科学探究式教学的根本是指导学生运用科学的方法去探究性地学习，也就是在老师的指导、帮助下，让学生经历科学探究过程，从中学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，领略自然现象中的美妙与和谐，领略科学家进行科学探究的思想和精神，从被动接受知识变为主动获取知识，所以科学探究式教学在新课程改革中有着不可替代的价值。

二、科学探究式教学的实践目标

科学探究式教学是要突破传统的课程教学思维方式及操作模式，将科学探究引入课堂，让学生真正得到学习过程的体验，在体验中提高学习的兴趣和探究欲望，培养学生分析和解决问题的能力，真正使学生成为学习的主体，其目标在于通过学生的主体性学习，达到提高学生学习能力、获取技能的目的。

三、科学探究式教学的基本特征

从教育心理学的角度看，学生的学习方式有接受和发现两种。“接受学习”指学习内容是以定论的形式直接呈现出来，让学生进行记忆、理解；“发现学习”指学习内容以问题的形式间接呈现出来，学生主动进行假设，探究结论。前者学生是知识的接受者，后者是知识的发现者。物理学不只是大量知识的凝聚过程，还是一个实验探索过程。因此，探究式教学具有以下基本特征。

1.问题性。问题是思维运演的催化剂，教学中若不能提出富有吸引力和挑战性的问题，学生就不会有认识的冲动，科学探究也就无从展开。因此，问题是探究式教学的关键和核心。

2.过程性。过程和结果是学习过程中的一对矛盾，科学探究注重对结论的获得过程的探索，通过对问题的提出、分析和解决过程，使学生深刻理解物理概念、原理，获得科学思维方法，增强科学探究能力。

3.主体性。探究式教学将学生置于认识的主体地位，教师是学生探究的指导者和协作者。因此，探究式教学是主体性教学原则的具体落实，是培养创新精神和实践能力的突破口。

四、科学探究式教学是培养学生思维能力和创新能力的基本途径

科学探究式教学是要引导学生进行探究性的学习，而探究性的学习目标是多元的，内容是开放性的、丰富性的，方法是多样性的、探究性的，它注重学生的探究过程和亲身体验，让学生经历从自然到物理，从生活到物理的认识过程，使学生在获取知识的同时，体验和领悟科学家的思维过程、思维方法。

能力是活动的结果，不同类型的能力只能通过相应类型的活动来培养，创新离不开对问题的探究，学生科学探究的过程实际就是一个创新的过程，也就是科学思维的过程，在这一环节中让学生在教师创设真实情景中发现和提出问题，并作出合理猜想或假设，然后自己制定探究方案，动手动脑去验证猜想或假设，同时借助教师的帮助，学生通过协作和交流的方式，达到对知识的获取、能力的培养，最后发现物理现象与规律。这一过程中的每一个环节又都渗透着思维能力和想象能力的有机结合，体现着科学方法的运用。物理教学若使学生按此过程进行学习，充分发挥学生在学习过程中的积极性和主动性，充分体现学生认知活动的主体性和教师的主导性，不仅能有效地培养学生创造性思维能力和创造性技能，使学生学到一定的科学研究方法，而且能使学生体验到科学家研究和解决问题的心理活动，从而形成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。

五、科学探究式教学的实施过程

探究式教学以学科内容为基础，以学生为主体，以提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作这些方式进行活动，教师作为学习过程的主导者和参与者加入活动中，师生充分交流，教学相长，这是课程教学的一种模式，其实施过程是以课堂为主，课外为辅，课内课外相辅相成的过程。

生物科学探究的基本方法篇5

关键词：初中物理探究实验教学

物理是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理定律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的认识程度，激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。新的课程标准提出了“倡导探究性学习”的理论，并要求学生在新课程的学习中应以探究性学习作为主要的学习方式之一。本人结合初中物理教学实践，谈谈对中学物理探究性实验教学的一些体会。

一、充分认识实验在物理教学中的地位和作用

《全日制义务教育物理课程标准》将义务教育阶段物理教育的目标定位为：提高全体学生的科学素质。显然，这不是面向少数学生的精英教育，而是面向全体学生的大众教育。然而，在现实教学中，相当一部分教师只看到实验对物理理论的检验作用，忽视了物理实验本身就是一种科学理论的探究过程，把物理实验仅仅看作是附属于理论教学、服务于理论教学的辅助手段和工具。教学过程中的实验，只是为学生学习物理理论提供的感性材料，为理解疑难概念铺设的台阶，而不是物理教学的必要组成部分。在这种错误观念的影响下，不少教师在教学过程中以讲实验代替做实验。

其实，物理学由实验和理论两部分组成，物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。正像其他科学实验与科学理论之间的关系一样，物理实验与物理理论二者相互制约、不可分割。物理实验需要物理理论作指导，物理理论有赖于物理实验的证实与检验而得到完善与发展。因此说，实验是理论的必要组成部分，实验本身就是一种充满理论的认识过程。要掌握科学理论就必须开展相应的实验教学，让学生通过实验探究来发现物理概念或规律。《全日制义务教育物理课程标准》强调:物理科学是一门实验科学，在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究过程，逐步学习物理规律，构建物理概念，学习科学方法，进而树立科学的世界观。

二、探究性实验教学在物理教学中的位置

探究教学的代表人物是美国的教育家施瓦布，他认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上一致。因此学生应象“小科学家”一样去发现问题、解决问题，并在探究问题的过程中获取知识，发展技能，培养创新能力。同时受到科学价值观及科学方法的教育，由此发展自己的个性。他认为教师不能把知识作为预先确定的东西，让学生被动无条件的接受，而应关注学生如何在原有经验的基础上，构建起一个新的更完善的知识和经验体系从而解决问题的过程。探究性学习强调的是学生主动的获取知识，体验科学过程与科学方法。探究性实验教学是以问题为核心的教学,这种教学方式,为学生提供了发现问题和解决问题的机会,与之对应的学习是开始于问题,推进于问题,归结于问题。学生通过搜集、查阅大量的资料,寻求解决问题的途径;设计解决问题的实验方案;通过实验进行观察、分析,最后独自将问题解决。探究性实验突出了学生的主体地位和自主活动,主张学生自主地去获取知识.探究性实验不仅强调获得实验结果和亲自经历实验过程的统一,而且更加注重学生对实验过程的理解。

三、提高初中物理探究性实验教学的教学模式

1、创设问题情境，打开探究之门

问题与疑问是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。初中物理探究式课堂教学，必须努力创设物理问题情境，让学生在物理问题情境中不断地发现问题，提出问题。例如，在学习“物态变化”时，教师用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾，房屋上的白霜，树枝上的冰凌；展示火炉烧水时水壶上冒出白气，茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象。创设出“雾、霜、雪、冰是怎样形成的” “白气又为何会变成水滴”等一系列物理问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。

2、鼓励学生大胆猜测和想象，激发学生的潜力

猜测、想象是人在大脑中对已有的表象进行加工创造、创新的过程。作为一种能力，它是创造性素质的主要组成部分。创造性想象是异想天开，其产品往往是新奇独特的，有些是现实中根本不可能存在的。但正是它们，把人们带进了科技创造发明的大世界。在物理探究实验教学中，老师可以在适当时候给学生一个猜测想象的机会。例如在实验前猜测实验现象，在完成探究实验后对所学知识进行一次想象运用。

探究“固体熔化时温度的变化规律”实验后，我要求学生做课外小实验：烧杯、试管内部装有冰，将试管放入烧杯中，用酒精灯给烧杯中的冰加热，当烧杯中的冰没完全熔化之前，试管中的冰会熔化吗？

在实验之前，我要求学生大胆猜测实验的现象，实验后，大多数同学发现自己的猜测是错误的。这时我给他们分析其中的原因，让学生明白刚才的猜测想象缺乏科学根据，因此是错误的。

实践证明，培养学生的猜测勇气和想象力是培养创新思维的有效方法。在培养学生的猜测勇气和想象力过程中，学生的活动应该是科学的、积极的，最终要把他们引向科学的创造。

3、实验时指导学生自己探究，注意教师角色的定位

指导性的探究实验是常见的探究式教学模式。探究的课题往往是给定的，教材中也会给出探究的指导方案，只需教师在探究过程的每一个环节给予必要的指导。例如：在教学“探究电流的大小与电压、电阻的关系”一节时，教材明确地给出了探究的课题，实验材料的准备，实验步骤的设计，实验数据的记录表格，同时也给出了学生指导性很强的思考题目等。在动手实验时，教师要指导学生回顾电压表和电流表的使用，回顾控制变量法，强调电路的连接要正确，要准确读数、记录、认真分析，总结实验结论。这样学生才能理解到探究性实验的内涵和其中所蕴涵的科学方法。

探究性教学并非是摒弃传统教学，而是在传统教学的基础上选择出一些具有探究价值的教学题材，在教师指导下，让学生自主地发现，探究物理规律，重视对物理教学过程的探索，从而使学生的认知过程进行积累。探究性教学意在培养学生科学的求实态度，真正体现物理实验性学科的特点，因此，在初中物理教学中有必要进行探究性教学的尝试。

参考文献：

[1]李新乡、张德启．《物理教学论》．科学教育出版社2005年版

生物科学探究的基本方法篇6

在生物教学中重视基础知识传授，是培养学生生物科学素养的关键。在课堂上适当介绍生物科学研究的新成就，以及这些新成就可能对我们的学习、生活和工作带来的影响，可以有效地给学生以启迪。例如在学习转基因技术时，针对转基因技术的利弊问题，可以让学生通过网络查找相关资料，再结合相关生活经验组织学生进行辩论，各小组同学分工合作，踊跃发言，教学效果良好。此外，我还经常组织学生开展一些活动，如在教室内放置一些绿色植物,给校园内的植物挂上标牌，以便大家了解认识植物。

二、结合重要概念和理论发现的教学

培养学生科学研究的方法概念是对事物的抽象和概括,生物科学在其发展历程中有许多重大发现，生物科学方法是揭开生物世界奥秘的各种有效途径、手段。生物教学中可以通过介绍科学家的科学研究方法来培养学生科学的思维方法，帮助学生消除错误概念，建立科学概念，从而提高学生的生物科学素养。例如在遗传规律的教学中，可以让学生查找相关资料，知道孟德尔研究遗传规律的方法和过程。孟德尔利用业余时间进行植物（主要是豌豆）的杂交试验，经过多年的不懈努力，揭示出遗传学的两个基本规律———分离规律和自由组合规律。这两个重要规律的发现和提出，为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础，这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。孟德尔在研究中运用的是“假说———演绎法”，即提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察，直到找出事物内在的必然联系，这是生物科学研究的基本过程。这是一种重要的科学发现模式和重要的科学研究方法，也是培养学生科学方法，提高学生科学探究能力的重要方法。通过熟悉孟德尔的发现之旅，学生不仅掌握了相关重要概念，还训练了观察能力，思维能力和分析能力，同时也培养了科学的研究方法，从而提高了学生的生物科学素养。

三、开展探究活动，培养学生的科学探究能力

生物科学素养不可能单纯地依靠知识的讲授、灌输来形成，必须改变教学的策略和方法。生物课程标准的一个基本理念是倡导探究性学习，而加强科学探究是培养科学素养的重点。为此新教材一改过去过多地注重科学知识的弊端，十分重视全面提高学生的科学素养，安排有多个探究活动，尽管各个探究活动要求达到的目标和侧重点有所不同，如有的重点是在如何控制变量和设计对照实验上；有的是要求学生体验探究的一般过程。但是可以说每个探究活动都蕴涵着丰富的培养学生科学素养的内容。例如学习“人体的免疫防线”时，引导学生通过模拟实验来探究皮肤是一道保护屏障，这样可以把复杂的实际问题转化为理想的简单问题。模拟探究前，教师可引导学生讨论：①模拟实验中模型(苹果)与原型(人体皮肤)的关系？②如何设计实验组与对照组？③如何控制变量？④为什么要将实验材料按四种情况分别进行处理？在充分思考的基础上根据探究计划开展探究，由苹果皮的功能推理出人体皮肤也有相似的功能。再通过调查家人、同学等，结合自己的生活经验，了解皮肤破损引起的伤口感染情况等，从而证实类比得到的结论是正确的，感悟人体的皮肤是一道保护屏障。在整个探究活动过程中，学生需要不断地对所遇到的问题进行分析思考，使学生的思维能力和生物科学素养得到螺旋式发展。因此探究活动非常有利于培养学生的科学思维方法和科学素养。

四、认真组织开展生物学实验，指导学生掌握科学方法

生物科学是一门以实验为基础的科学，科学的结论建立在对充足的材料进行观察和比较的基础上，生物科学的核心概念、原理，均来自于科学家的科学实践。因此，实验是学好生物学的基础，也是培养学生科学素养的重要途径。例如在学习生物体的基本结构时，请学生制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞等临时装片并观察细胞结构，教学过程中，教师可先示范一次，然后让学生独立完成。实验中出现的问题应该由学生通过讨论和交流，自己找出原因。绘图时要求学生一定要尊重事实，不要按照挂图或教材中的插图去描绘，以培养学生实事求的科学态度。学生通过实验，在“做中学”的过程中，对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念的理解将更深入。这样，在学习活动中，学生能主动获取知识，体现了自主、合作、探究性的学习过程，把实验贯穿于教学的全过程，做到师生互动而又以学生动手实践为主，并且学生的实践活动又是在教师的精心设计下进行的，通过实验过程中的活动和探索，一方面使学生更好地理解掌握科学知识，锻炼动手操作能力，培养观察能力和思维能力，另一方面，对实验成败的比较分析，使学生认识到进行科学的探索和研究需要实事求是的科学态度。这样就把传授知识，训练基本技能和培养生物科学素养统一起来，提高了教学实效性。

五、总结

综上所述，在生物教学的具体过程中，教师应利用一切可以利用的机会，激发学生学习生物学的兴趣，不断充实学生的生物学知识，使学生掌握科学的思维方法，注重培养和提高学生的生物科学素养，从而为学生今后的学习、生活和工作奠定坚实的基础。

生物科学探究的基本方法篇7

高中新教材中展示了大量的生物科学史的内容，对于学生科学素养的培养是一个非常重要而且可行的途径．其作用主要体现在以下几个方面:第一，激发学生对科学的好奇心，帮助学生深刻理解生物学知识．生物学史的内容展示了科学家所处的时代背景，科学家对生命现象的研究过程，各种观点的碰撞和论争过程，同时也蕴含了许多生物科学的基本概念、基本原理、基本规律等生物科学知识．教学中合理地进行生物学史的教学，不但可以增加生物教学的趣味性，激发学生学习高中生物的兴趣，还有助于学生对生物学知识更好的理解和掌握．第二，体验科学探究的历程，培养学生的科学精神．恩格斯在谈到科学家的科学精神时，曾指出:“怀疑———批判”的头脑是科学家的一个“主要仪器”．在教学中合理地开展生物学史的教学，通过重演和再现知识的发生过程，不仅能使学生了解科学结论的由来，还能使学生体验科学家思维发生发展的轨迹，体验科学知识及其理论体系的演变和完善过程，从而使他们学会用发展的、批判的眼光审视现有的科学知识．第三，有助于训练学生的思维能力，进行科学方法的教育．生物科学史不仅揭示了生物知识的探究历程，更重要的是揭示了科学家在这一过程中的思维的火花、求知的态度、探究的方法，通过让学生体会当时的场景进行探究实验设计和模拟实验，对学生渗透科学方法教育．

二、利用生物科学史渗透科学方法教育的基本途径

科学方法往往寓于具体科学知识的认识过程中，只有把认识过程合理地展现出来，学生才能领会科学方法是如何提出的，从什么角度，用什么方法解决问题，从而掌握科学方法．而在当前中学生物课堂教学过程中，很多教师只是把生物史作为一种知识，附加在生物知识教学内容上，而忽略了生物史的科学探究过程，疏于从思想与方法的历史角度去对学生进行科学方法的教育．因此，在应用生物学史开展科学方法教育的课堂教学组织过程中，我们应从课堂教学的各个环节入手，把握好“科学史”与“科学方法”这两条主要线索，组织“探究性学习”，让学生在“体验生物科学史”的过程中，实现对“科学方法”的教育．下面结合植物生长素的发现教学过程谈谈渗透科学方法教育的基本途径．

1．利用生物科学史创设情境，激发学生科学探究的兴趣

“兴趣是最好的老师”．上课伊始阶段，教师将生物科学史上引发科学家对某一问题研究的生物学现象作为问题情境呈现给学生，一方面能可以激发他们的学习兴趣，创设学习情境，更重要的是让学生切身感受什么是科学发现，怎样提出问题，并在他们脑海中留下深刻印象．教师可以采用幻灯片、讲故事、文字展示或角色扮演等形式，再现生物学现象，然后启发鼓励学生提出问题．在学习“植物生长素的发现”时，教师先展示同学们熟悉的日常生活中植物向光性的图片，再播放达尔文观察植物向光性的动画引发学生思考，提出问题“植物向光性的原因是什么?”“单侧光和尖端在植物的向光性现象中都起了什么样的作用呢?”问题情境的创设使学生很自然地迈出了科学探究的第一步．

2．沿着科学史的发展轨迹，体会科学研究的方法———假说、演绎推理法

在生物科学史中，一般都展示科学家在研究过程中出现的问题和解决的方法，生物学史的学习过程就等于学生沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究．针对上面所提的问题，教师引导学生对达尔文的几组实验进行比较分析提出自己关于向光性原因的假设或猜想，并请他们用自己的方式进行表达．然后教师再引入科学史中达尔文的假说，让学生结合当时的达尔文所处的历史背景讨论思考为什么达尔文会有这种假设，再思考自己所做的假设是否合理，这样可以使学生在心理上和情感上更接近科学研究，并能体会达尔文得出结论所采用的具体科学方法———假说法．假说的结论是否正确呢?我们如何来验证?自然地引出詹森和拜尔的实验，从不同角度验证达尔文的假说．然后师生一起分析詹森、拜尔的实验思路、结论:尖端产生的刺激可以透过琼脂片传到下部，弯曲的原因是尖端产生的刺激在下部分布不均匀．提出假说:尖端产生的刺激可能是一种化学物质．该假说是否正确呢?科学家继续探索的步伐前进到了温特的实验:让接触过尖端的琼脂块放在切掉尖端的胚芽鞘上结果胚芽鞘生长或弯曲生长了，从而验证了假说的正确性．生长素的发现，是众多科学家利用多种科学方法共同合作的结晶，通过该过程的学习既让学生理解了实验设计原则与方法，又在这一过程中，体验了科学家的探索精神，在现有手段的基础上对于事物本质不断探索的精神，使学生体会科学家在做出猜想和假设时所用的具体科学方法，从而实现渗透具体科学方法教育的目的．

3．模拟科学史中的实验探究过程，学会科学研究的方法———实验法

生物学是一门以实验为基础的科学，生物学史中科学家的实验都包含着一定科学方法，在科学史的教学中，通过让学生模拟生物学史中典型实验并对设计原理、思路、试验方法和结论进行分析，让学生学会科学家的科学研究方法，渗透科学方法教育．在生长素的发现这一生物学史的教学中，除了需要学生学会达尔文的实验设计方法和做出实验设计分析外，温特的实验也是一个培养学生进行实验科学研究的典例，因此在温特探究实验的教学中，可以结合前面科学家的假说(尖端产生的刺激可能是一种化学物质)，先让学生自己设计，然后相互讨论分析所设计实验的可行性，再和温特的实验设计做比较，分析实验的原理、对照的意义、实验设计的注意点，然后根据实验现象得出结论．通过这一实验设计的训练、操作和详尽分析不但加深了学生对这一知识的再认识，也使他们较好地掌握了实验这一科学研究方法．另外，我们还可以通过让学生设计验证植物激素极性运输的实验帮助他们对对照实验这一科学方法进行了较好的巩固．

三、结语

总之，新课程理念要求高中生物教学中，不仅使学生学会生物知识，掌握生物技能，还重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养．中学生物教材中的生物科学史是生物教学中培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养的良好素材，因此，在教学中需要我们更新教育教学理念，充分认识科学史的教育价值，不断扩充自己的生物科学史知识，合理利用生物科学史，以探究科学发现过程来学习科学研究方法，注重实验过程的探究与科学方法的学习相结合，在充分发挥学生的主体作用的同时，渗透科学方法的教育.

生物科学探究的基本方法篇8

一、数据素养是一种基于计算机进行数据探究的科学素养

数据(Data)是载荷或记录信息并按照一定规则排列组合的物理符号,是一种留下明确印迹的信息。数据可以是数字、文字、图像,也可以是计算机代码。对数据背景的解读是获得信息的一种途径。在信息技术成为社会显在技术的今天，科学素养包含着既相互区别又密不可分的3个方面，即理论素养、实验素养和数据素养。理论素养是一种基于逻辑运算的素养，实验素养是一种基于真实实验的素养，而数据素养是一种基于计算机计算的素养。纵观科学发展史,量化是科学的重要科学方法特征。物理学相对其他理科而言偏向于哲学的普遍方法层面,堪称为其他自然学科的基石。经过开普勒、伽利略、牛顿、爱因斯坦等一大批科学家的努力,物理学已经从萌芽期走向成熟期。形成了一整套成熟的研究客观世界的方法体系。其中伽利略的工作具有里程碑性质,他将实验和数学引入自然科学研究,物理学因此而获得突飞猛进的发展。物理学的发展同时也带动了其他学科的发展。可以说,数学与实验是物理学或者物理教育的两只翅膀。在电子计算机出现之前的科学研究中,数据是研究目标的附属品,是研究假设的验证者。物理学家主要采用基于数学的理论手段和实验手段来研究物理现象,早期具有良好科学素养的人应该具有理论素养和实践素养。科学发展到近代,一方面实验或实践会产生巨大的数据,另一方面模拟也会产生大量的数据。虽然计算机可以辅助人们处理数据,处理速度大约每18周翻一倍，其存储容量大约每9个月翻一番，但是实验、实践或模拟产生的数据迅速占满可用的存储空间。数据从来没有像今天这样受到如此广泛地关注。面对庞杂的数据，研究结论对数据分析方法的依赖性空前增强，数据挖掘和知识发现随之产生。科学家和工程师的工作方式也发生了变化。这些数据就像一个金矿，可以从中提取信息，还可以通过数据挖掘，将信息转化成为有价值的知识。数据挖掘从2005年开始已经成为热门的研究领域，具体案例涉及物理学、环境科学、经济学、生命科学、管理科学、计算机科学等领域。

信息时代的科学除去理论与实验，出现了第三种科学形态—模拟。物理学家的研究方式也发生了很大变化。首先，学科边界走向消融，正像赵凯华先生所说的，有的时候很难从一个物理学家研究课题的字面意思来判断他研究的问题是物理学课题，还是生命科学课题，或者经济学课题。我们只能认为，只要系统采用物理学已经形成的独特的研究方法来研究课题，就是在从事物理学研究。其次，当代的物理学家的工作越来越依赖于科学共同体的数据交流。最后，随着传感器等实验手段和仿真模拟手段的发展，使得物理学家面临海量的数据，物理学家需要采用现代数据挖掘手段发现科学规律。数据挖掘在有的时候只能通过观察数据的关联而发现有价值的东西。这和过去传统的研究范式不同。

总之,一个具有良好科学素养的现代人除了具有理论素养和实验(或者实践)素养之外,还应该具有数据素养。比如伽利略在教堂做礼拜的过程中利用身体的脉搏计数,发现了教堂里吊灯摆动的等时性规律。再如具有数据素养的红学专家则可以通过统计《红楼梦》前80回和后40回的文言虚词的使用频率来确定《红楼梦》前80回为曹雪芹撰写,后40回为他人续写。当代具有良好数据素养的人能够掌握数据挖掘技术,在海量的数据中,探索数据的关联或者规律,不断地挖掘出新的科学数据价值。

二、贯彻数据探究是提高数据素养水平的基本途径

因为科学素养包括理论素养、实验素养和数据素养，所以科学探究包括理论探究、实验探究和数据探究。探究式教学是提高科学素养水平的基本途径，由此数据探究是提高数据素养水平乃至科学素养水平的基本途径。讨数据素养的指标构造对于评价数据探究、引领数据探究和提高科学素养水平具有重要意义。由此看出，科学思想、科学方法和科学精神是数据素养的重要内容。在物理教学中，数据素养主要体现于：其一，采集实验或观察数据；其二,计算科学数据；其三，模拟、图景与思维；其四，交流与传播科学知识。其中,模拟既是信息技术与物理教学整合的主要内容，又是一种重要的科学方法或科学形态。而数据探究是信息技术融合于物理教学的重要特征，也是提高数据素养水平乃至科学素养水平的重要途径。

三、提升数据素养水平的建议

基础物理教育要重视实验和理论教育，但是也不能忽视数据素养教育。创新物理教育，提高物理教学效率，需要探讨基于数据素养的物理课程与教学问题。依据数据探究理论提出如下建议：

1.培养数据价值感物理教学终究需要解决学生对物理知识的“信、懂、用”问题，必须将物理知识和实验经验、生活经验、生产经验结合起来。因此在物理教学中需要重视数据的观测环节，要引导学生对于一些常见的物理数据或者物理量进行估计，并关注物理数据对于自身的意义和价值，还要激发学生科学探索的兴趣和习惯等。

2.培养数据探究意识传统物理教学重视培养学生数据处理能力,如强调习题的演练,但是传统物理教学对数据探究意识和能力培养重视不够。需要加强练习或者新授课中的思想实验训练,发挥图景素养作用,帮助学生由模仿走向创新。数据探究意识首先表现为量化的意识。

3.培养数据探究能力探究式教学不仅包括实验探究和理论探究，还包括数据探究，因此在物理教学中还应该重视数据实验，特别是数据挖掘的方法教育。在数据的获取(选定待研究的数据集、选择合适的信息源)，数据的存储(剔除冗余数据，选择易用的存储形式)，数据的分析(选定分析方法，知识发现，找到或修正研究问题)，数据的表达(选定表达形式，共享成果)中蕴含的大量数据探究方法和技巧。善于选用文字处理、图像处理、信息集成的数字化工具，对物理知识内容进行重组、创作和研究。