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生物中的科学方法优选九篇

时间:2023-12-04 11:04:40

生物中的科学方法

生物中的科学方法第1篇

【关键词】 中学生物 学习能力 兴趣 实践应用

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2013)10-027-01

一、以兴趣为师,培养学生的探究能力

兴趣是最好的老师,提高中学生物学科学习能力必须要让兴趣成为学生最好的老师。学生用好奇的目光看到的事物远比想象的要多。中学阶段正是对一切新鲜事物好奇的时候,这个时候如果能让学生对生物产生浓厚的兴趣,在以后的学习中必然会产生事半功倍的效果。生物学是一门极其严谨的学科,这就要求我们具有极大的耐心。耐心再加上我们极大的兴趣,必然会提高我们的成绩。与学习为友,才能在学习中的获得乐趣。学生在兴趣中逐步养成探究的好习惯,才能更好地提高自己的生物学科学习能力。

二、打破思维定势,培养创造性思维能力

思维能力作为学生能力的重心,学生想要更好更快地将知识转变成能力,必须通过思维来进行。学生思维不能拘泥于陈旧的框架,应该不断地打破思维定势,培养创造性思维能力。老师在教学中应该设计具有启发性的问题来鼓励学生进行质疑,启发学生积极思考的能力。让学生养成敢于质疑、勤于思考的能力。这样就可以让学生在探究新知识的欲望中不断地打破思维定势,用创造性思维能力来完成学习内容和任务。

让学生的想法由要我学变成我要学。老师在教学中要有目的的对学生进行启发,如在讲完输血与血型之后,为了让同学更好地记住输血的关系表,可以让学生进行情景模拟,分成若干小组。让小组内四个同学分别扮演不同的需要输血的血型,组内其他成员来扮演可接受血型,看那些小组能快速有效地理解输血关系表。通过引导学生自主思考的能力,来不断地提高学生的学习能力。

三、举一反三,培养知识迁移能力

迁移能力作为学生学习能力的重要部分,可以帮助学生更好地理解所学内容并加以运用。学生在生物学科的学习过程中,如果能够举一反三,将所学到的知识能够灵活运用去解决相似的问题,这样可以帮助学生把孤立的、零散的知识点联系起来进行整合性的理解和运用,同时可以提高学生解决问题的能力,将知识进行有效地转化和迁移。而不至于出现换件外衣就不认识的情况。对于生物学来说,学生只有将所学的概念、基本原理和实验过程的基础知识进行有效地整理,掌握它们之间的内在联系并形成整体,才能全面地理解所学知识,去解决生活中的种种现象和问题。这样学生便在理解中积累知识,在知识积累的过程中提高自己的学习能力。不再依靠死记硬背来接受定义与理论。在完成有机化合物的教学任务后,可以让学生回家自己动手利用所学的知识去清洗茶杯里的茶垢。将所学到的知识灵活地运用到生活中。学以致用,在实践应用的过程中,不仅可以将课本知识迁移到自己的大脑中,也让学习能力得到了极大的提高。

四、留心观察,养成勤于总结的能力

总结能力是学习能力不可或缺的一部分。在总结的过程中可以对所学知识进行有效整合,达到整体大于部分的最佳效果。观察便是总结过程中的核心。通过观察可以对事物进行有计划、有步骤的认知。在生物学习的过程中,通过观察老师的实验或在老师的典例解析中,养成独立思考的能力。首先要通过观察了解问题的基本知识、原理及相关内容,认真倾听老师的讲解思路。在大脑中形成自己的知识框架。其次在课后,将所学内容进行联系、总结。养成定期总结的好习惯,在每学完一课、一单元后进行及时有效的总结。最后在总结的过程查缺补漏,温故而知新。在做练习的过程中,注意总结相似的知识点和题型,通过认真地分析,归纳总结将知识融入自己的思维中,形成知识系统。

五、体验式学习,培养自我反思的能力

现代科学和心理研究表明,学习策略思想的心理基础是知觉思维。体验作为知觉思维的核心,是灵感的来源。因此在中学生活教学中,要引导学生积极参加各种实验活动,在实验的过程和感受中,学生可以通过对自己实验的步骤和实验结果的分析,来进行自我反思、自我评价,从而得到成功的体验,并形成一定的学习策略。

六、小组合作,培养团队合作精神

在传统教学理念中,教学仅限于教师和学生之间。这种单向的学习交流方式,不仅控制了信息交流的数量,同时也延缓了信息反映的时间。而在小组合作中,学生内部之间便可以进行有效的信息交流,组员之间不仅可以对自己的思维过程进行有效的交流和反馈,同时也可以提高学生在学习中的主体地位,促使学生积极主动地进行学习和交流。弥补以往单纯的单向性、被动型学习的不足。团队合作,可以最大程度的发挥整体大于部分的最优效果。在团队合作中,各个组员可以博采众长,择其善者而从之,其不善者而改之。争取每个人都能发掘其长处,扬长避短,使自己的学习能力不断提高。

生物中的科学方法第2篇

关键词:初中生物;科学方法教育;教学

新人教版教材初中《生物学》突出人与生物圈的知识体系,安排了系列化、多样化的科学探究活动,如观察、思考、实验、调查、探究、资料分析等。教材的安排要注重学生能力的培养,教师需要积极激发学生的自主探究和实验操作技能。而科学方法教育此时在生物教学中发挥着重要的作用。如,显微镜的使用教学,教师通过例子介绍显微镜的发展历史,在观察比较显微镜不同放大倍数下植物细胞的形态和内部结构,引出细胞结构和显微镜成像原理,使教学更为生动有趣。结合活动,教师引导学生注意领悟、总结和应用科学方法。这就是科学方法教育在教学中的良好运用。

一、初中生物科学方法教育的概述

1.科学方法教育的概念

科学方法教育,指教育者根据学生的认知水平、特点及学生的心理发展情况,应用现代化的教育思想和手段,有目的、有意识、有步骤地传授和渗透某门学科的科学方法,让学生感受到科学方法的训练和熏陶,逐步掌握最为基本和最为主要的某门学科的方法,以达到促进知识的有效学习、实践操作能力的提高以及创新精神的培养,进而提高所有学生的科学素养。

2.初中生物科学方法教学的含义

生物是研究生命起源和发展规律的一门学科。初中生物教学中的科学方法教育就是在日常的生物教学活动中,以一定的生物学理论知识作为载体,以自然科学的基本理论和方法作为依据,应用一定的教学手段,让学生系统性地学习生物学知识,进而培养他们的创新能力和生物科学素养,促进学生的个体性发展。如:调查法旨在倡导学生就某个与生物学有关的问题进行调查,培训其实践能力。调查的内容可以是“校园内的植物种类”,也可以是本班同学某种生物性状如单双眼皮情况调查,学生有了参与调查的体验,进而对调查法加以运用,延伸扩展到对其他选题的调查。

3.初中生物科学方法教学的选择原则

初中生物科学方法教育的教学,应根据不同的教学内容,选取不同的科学方法,其选择原则是:(1)从初中生物课程的教学内容出发,生物学具有很强的实验性,几乎所有的生物学理论知识都是由无数的实验得出的,这就决定了每一个生物知识点都具有相对应的科学方法。学生学习不仅要了解生物学知识,还要掌握相关的科学方法。因而科学方法的选择必须建立在生物的具体知识的基础上。(2)从学生的知识水平出发,生物学知识对应的科学方法是多种多样的,但不是每一种科学方法都适合生物课程的教学,尤其是初中阶段,该阶段的学生开始形成认知观和世界观,对于科学方法的概念还是不够清晰,仍以形象思维为主,所以必须根据学生的个体差异、实际的知识水平等方面进行科学方法的选择。

二、我国初中生物科学方法教育的现状

1.对科学方法的具体内容不够清晰

目前我国生物教师对于观察法、科学实验法、对比法等一般普通的科学方法较为了解,但是对于模拟比较法、假说法及想象与创新思维等方法则较为陌生,甚至有些教师认为学习方法和教学方法就是科学方法。由于教师对科学方法的内容认识不到位,很难在实际教学中建立科学完整的科学方法体系。

2.科学方法还处于自发阶段

大部分初中生物教师在教学活动中,都是凭其感觉和以往的经验应用科学方法。没有从教育心理学等方面思考教学方法的适用性,大部分初中生物教师对于科学方法的选择和使用还处在自发操作阶段,没有很好地将科学方法和理论相结合。

3.科学方法的应用缺乏计划性、层次性和系统性

虽然说初中生物教师对于科学方法教育有一定程度的认识,也在实际的教学活动中有所注意,但是没有相对应的理论作为基础,并且没有形成系统性的知识,使得科学方法教育失去了完整的体系,缺乏完整性的安排,在使用科学方法教育时存在很大的随意性和盲目性,但实际的教学效果却不是很理想。

三、科学方法及初中科学方法教育在教学中的作用

1.初中生物教学中的科学方法

结合教育心理学、生物学等相关理论知识,从学生的已有知识水平出发,常用的初中生科学方法包括:(1)观察法。就是在自然发生的条件和一定的理论基础上,进行有目的、有计划、有步骤的考察研究,从而获得被观察事物现象的一种科学方法。如:观察花的结构。(2)科学实验法。为了达到一定的研究目的,应用一定的科学仪器、设备等,人为地进行操作和改变客观物质和过程,以求进一步认识自然生物规律。如,制作并观察植物细胞临时装片;(3)资料分析法。给学生提供图文资料,让学生进行分析,得出结论。(4)比较法。将研究对象的现象个别部分、个别方面和特征进行比较,确定比较对象异同点的方式。这四种是较为常用的科学方法,还有数学方法、假说方法、想象与创造性思维等科学方法。

2.科学方法教育对于学生的作用

新时期,教育有着不断的改革和发展,随着新课改的不断推进,极有必要对中学生进行科学方法的教育,让学生自己动手进行生物相关的实验,激发学生的兴趣和求知欲,让学生达到主动学习的目的,促进学生对新知识的接受能力。如,在探究非生物因素对动物的影响的教学内容,生物教师可引导学生对生物生存需要的因素做出总结,再进行假设、设计实验及开展实验,让学生进行自我组织讨论。如此不仅可以让学生了解实验其实很普通,并非只有科学专家才可使用,还可以极大地满足学生求知欲和好奇心,在实验的过程中感受学习的乐趣。对于学生而言,在观察生物表象、认识生物形成和构建、了解生物规律及分析解决实际的生物科学问题的过程当中,所有的认知结构及相关生物知识和方法都和科学方法教育有着密切的联系。

3.科学方法教育对于教师的作用

科学方法教育对于初中生物教师而言,主要是在教学设计中,需要积极地对学生的学习内容有所了解,针对每一个教学知识点和单元内容作出详细的科学方法目标,并且可以在恰当的时候把科学方法教育融入初中生物的教学活动中。如,植物的绿叶在光照作用下制造有机物的教学,生物教师需要根据教材内容找出可进行试验的素材,比如天竺葵,其他植物也可进行实验。但是菠菜叶是不可以进行的,因为其不可积累淀粉,所以不能进行相关实验,所以对于初中生物的教学,教师需要做足功课。

四、科学方法教育的教学模式意义

科学方法教育在初中生物教学中,需要确立学生在教学中的主体地位,根据学生的实际认知水平和思维方式,在教学中设计问答、思考、讨论等形式的教学活动。将科学方法教育融入实际的生物教学中,可进一步提高学生的生物科学素养,提高教师的教学效率,为学生的终身发展及应对未来发展奠定基础,为建设学习型、创新型、合作型的学习提供良好的方法支持。如,种子萌发条件的教学,教师可根据科学方法教育的理论,设计出以实验和讨论为形式的教学,让学生主动参与教学活动中,教师积极引导学生进行观察、思考、讨论。最后教师对种子萌发的条件及内部变化进行归纳阐述。根据初中生物教学内容和初中生的思维特点,教师需要把科学方法教育贯彻到整个教学活动中,包括教学设计、教学准备、教学开展和教学评价等环节,随着科学方法教育的开展,把科学方法教育和初中生物教学科学有机地结合起来。

综上所述,在初中生物教学活动中教师应该积极转变教学理念和教学方式,将科学方法教育融入教学中,以学生为主体,创新教学模式,把具体的科学方法与生物教学有机地结合起来,实现初中生物渗透科学方法教育的教学模式的良好运转,实现优质高效的教学效果。

参考文献:

生物中的科学方法第3篇

一、将科学方法运用于高中生物实验教学中的意义

1.对学生的学习技能及学习方法产生影响

在生物实验教学的过程中,学生在了解实验步骤以及实验结果的同时,还应当熟悉发现问题、研究问题以及解决问题的分析方式。学生在掌握了科学方法之后,可以快速找到思考的方向,明白用什么样的方法可以快速解决实际问题。

2.对学生能力的培养产生影响

在生物学的实验之中,学生需通过观察、假设、实验以及分析等基本方式,处理生物学方面的问题,并且得出实验结论。在生物实验教学过程当中,倘若可将这些方法提炼出来,有目的地传授给学生,让学生在自我总结中发现问题所在,并制定出解决问题的对策。

3.对学生世界观的树立产生影响

生物实验从观察到具体的操作,需要积累大量的经验性材料,然后进行科学的分析、比较以及归纳等思维方式获取理性知识,再从实践当中检测认识的正确性。学生可以通过生物实验建立起“实践是检验真理的唯一标准”的哲学观点,同时也可以领会到人脑的创造性以及主观能动性,了解到“物质第一,意识第二”的哲学思想。

二、高中生物实验教学中科学方法的应用实践

1.观察法在高中生物实验教学中的应用

在实践教学的过程之中,必须让学生学会观察。首先,应当清楚观察目标是什么。在必修一“生物组织中还原糖、脂肪以及蛋白质的鉴定”的教学过程中,第一步需了解实验原理,让学生知道本实验是利用颜色的反应来鉴定脂肪、还原糖以及蛋白质的,观察的实验目标是各种不同的颜色。

2.探究实验设计在生物实验教学中的实际应用

“研究加酶洗衣粉的洗掉效果”是选修一当中的一个课题,与广大学生的生活密切相关。在设计探究实验时,确定好“探究何种温度下使用加酶洗衣粉的效果最理想”的课题,使用控制变量法进行探究。实验的思路是在不同的温度下,研究洗衣粉的去污能力,通过去污能力的强弱来确定洗衣粉的理想温度。实验过程的设计是重中之重,此实验过程和必修一实验“研究温度对酶活性的影响”存在许多共同点,所以可以让学生在以往经验的基础上设计实验步骤。

生物中的科学方法第4篇

关键词:生物教学;生物试题;复习方法

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)12-0350-55

从2014年开始,本人所从教县区将生物与地理在八年级第二学期期末进行分卷合考,以各自总分的20%计为生物、地理的会考成绩,并将会考成绩计入学生参加中考后的总成绩,由当地各所高中量分录取。细算学生考得的1分只相当于0.2分,但从学生的生物学科整体成绩来看,有些学生成绩是18、19分之多,大多数能达到15分左右,但也有些竟然不到10分。如何做好生物学的复习,掌握方法是很重要的。

一、让学生了解生物试题题型及考试范围

(一)八年级生物试题题型

从本县区2016届初中毕业会考八年级生物试题来分析,本试卷满分100分,考试时间60分钟(地理100分,考试时间60分),试题共分两卷,第一卷:选择题(共25小题,每小题2分,共50分);第二卷:非选择题(技能题,共10小题,每小题1分),填空题(共34分),简答题(两小题共6分)共50分。

(二)考试范围

生物学在七八年级开设,每学年分上下册共4册。知识点多,范围广,从2016届八年级生物试题来看主要考查学生对生物学基础知识与基本技能的掌握情况,为高中生物的学习打下坚实的基础,如选择题1、2、4、5、8、10、18、22,填空题1、2、3、4、5分别考查生物的基本特征、生物体结构与功能的基本单位、食物链、先天、血液的成分、关节的组成、艾滋病的可传染性、基因与性状的关系、植物的分类特征、人体的系统、人体的三道防线、传染病的传播途径等基础知识;考查的基本技能如非处方药的简称、急救电话、识别细胞的结构及三种血管出血的判断方法等。当然也有能力提升题,如填空题6(探究酒精对水蚤心率的影响),首先将表格数据转在坐标系内表示出来,并连成一条直线,然后通过对数据的分析回答酒精对心率的影响,从而通过探究我们得到什么启示。让学生既能基本合格,又能体现层次性。

二、整理与构建知识网络,切忌片面地讲

八年级的课程较多,学生又认为生物是小学科因而不重视。因此,生物总复习的目标要明确,任务要具体,这样有助于帮助学生对所学知识的归纳与整理,从而更加清晰地构建知识网络,所以,我们在复习中要重视章节联系、知识点联系,在要求学生掌握知识点的同时,使学生慢慢构建起知识的网络和系统,在平时的教学中要求学生打下扎实的基础,能走出课本,较熟练地归纳本节的基础知识,只有这样,才有可能在复习中有所构建与整理,使学生进一步提高,而简单地讲解一些题目,如配套练习题是很难达到目的的。在以往的复习中,我们总是讲练结合、以讲为主或以练为主,毫无目标,更无线与网,从而导致学生无大的提升。学生经常抱怨付出的很多,回报却很少。因此,在做复习时,我们要把课本知识与对应练习结合起来,把让学生打好基础知识放在首位,抓住重点,突破难点。

三、生物学是一门以实验为基础的学科,让学生重视实验与结构图

生物是实验学科,让学生重视已知实验(课本中的大量图片信息),借助图片的直观信息帮助学生学习,可以起到事半功倍的效果。从2016届初中生物会考的试题来看,图像和图表分析题都占有一定的比重,选择题有4个图共占8分。填空题有一个结构图题共占4分,有一个图表题共占5分,而这些图像又直接或间接地来自于课本。所以,我们在上课与复习时应特别重视课本图片材料。但是,在教学与复习过程中,师生往往忽视图片,而只是学习与熟记课本中的文字基本知识,因图片学生难以解读所以经常放弃。这样的结果,必然是学生技能一般。在教学中,让学生在教师的指导与学生的合作之下,学会重做实验,会做试验,这样不会让学生感受到灌输的感觉,产生怀疑的态度,使学生通过自身观察,彻底地验证实验结果。

四、重视学生的能力培养

很多学生记忆能力较强,也喜欢记忆,这是基于人机械记忆的延续,也是习惯的长期养成,而能力培养需要转换与过度,具有一定的难度。大多数教师往往认为生物学的内容大多属于记忆性的,只要学生的记忆功夫就行了。结果学生在考试中,稍微遇到灵活一点、陌生一点的题目,便感到无从下手。就像2016届初中生物会考八年级生物试题填空题的第6小题:探究酒精对水蚤心率的影响中的第(1)问将以上表格中数据转在坐标系内表示出来,并将其连成一条曲线便能说明这一点。分析其原因,并不是学生没有记住知识本身,而是缺乏数学知识与生物知识的联系与交汇,缺乏灵活运用知识去分析问题、解决问题的能力,都知道饮酒过量会有害健康,但到生物问题上就不会迁移了。

五、学会做题

教师在教学中一定要教会学生如何答题,试题有容易题、小题和难题、大题之分,在试卷设计上也往往从简单题开始,沿阶梯性设计,一般容易题和小题偏重于打基础,考查对基础知识掌握情况;难题、大题是知识点的综合与技能的应用,是对学生综合能力的考查。从生物会考试题来看,选择题占了整个试题的一半分值,再加上填空题,小题占的比重就更大了。分析原因:一方面,小题考查知识范围广,覆盖面广,对基础知识的考查有不可替代的作用;另一方面,对考查学生对知识的理解程度和增加试卷的客观性方面,也发挥着重要的作用。学会做题不仅有助于平时的学习,更为学生对知识的检测打下坚实的基础,做到两全其美。

总之,教学面对的是学生,作为教师要善于钻研,勤于思考,运用多种教育教学手段,从方法中走出来,用活方法,提高学生的生物成绩。

参考文献:

生物中的科学方法第5篇

    如何运用探究性教学法开展生物教学提高学生科学素质,通过作者多年的教学实践,认为必须发挥教师的主导作用和学生的主体作用,要建立全过程教学管理,建立和完善合作学习与课题探究性教学共建的教学方法。

    一、发挥教师在生物教学中的主导作用

    1、进行生物教材加工寻求学生科技点

    教师是学习的引导者、组织者、支持者和参与者,教师在生物教学中起着主导作用。探究性教学是以改变学生的学习方式为目的,以训练培养思维、实践、创新科技素养能力为核心,生物教师应依据课本要求和学生的学习状况,确定每节课的学习目标及各种探究活动的子目标,梳理出教材的重难点,对教材的使用撒到或全部或部分,或增或减,其中激发学生科技兴趣材料的选取,探究性学习素材的提供,探究性学习情景的创设,是教材处理的主要内容。主要是应把握好几个方面:一是满足初中学生的对于科技探究的学习兴趣,丰富课本以外的生物科技发展中的新动向、新知识。使学生对进人感官的事物主动地进行选择、转换、储存和应用,发展其认识过程。二是创设学习的新情景。学习的情景是现有经验向生物教材所包含的逻辑经验发展的过度体。它代表的一般是自然、社会、现实和科技成果发展的情景,目的是使学生的个人生活与自然和社会融为一体,与科技发展融为一体。学生可以把已有的背景知识与新材料、新信息等科技资源联系起来,依靠原有的“图式”去理解和解释科技现象,构建科学素质。

    2、加强教学设计提升学生科技知识能力

    在生物教学中,要对课内课后作业进行精选和组织。学生家庭作业对初中学生的学业成就具有积极的推动作用,要完成自己的家庭作业,特别是课后的科学实验探究等活动,教师对作业的质和量要精确控制和选择,对学生的作业要有充分的指导和反馈和评价,保证绝大多数的学生经过不是过分复杂的努力获得成功,通过积极有趣的科技探究活动强化学生的学习动机,以抵挡住无节制的体育运动、看电视等活动的诱惑,引导学生的外在学习动机向内在学习动机转移,以提高科学素质。

    3、指导学生养成良好的生物探究思维习惯

    教师把相应的科学方法的训练整合于探究教学活动之中,提高学生的探究水平,发展学生思维品质的广阔性、深刻性、灵活性、独立性及批判性。使学生获得成功智力、多元智力的训练,养成良好的生物探究思维习惯。如生物观察和实验法、生物假说提问法、生物统计和分析法等,以此来提高学生的科学素质。

    二、发挥学生在生物教学中的主体作用

    学生是探究学习活动的实施者、参与者、合作者和评价者。学生的主体作用,主要体现在对学习材料的心理倾向与接受、探究问题的提出、探究方案的设计、探究步骤的实施、探究结果的讨论与交流,自主地合作地完成教师提供的各种“主动作业”。自我监控探究学习的全过程,并积极地参与评价活动。学生在学习活动中学会选择、参与、发现。选择,就是让学生根据自我需要选择学习的材料,学习方式及解决问题的思维方式。参与,就是让每位学生在教师的主引下,根据自我的需要,确定探究学习的主课题,或子课题,提出自己的有创建性、有意义的假说,参与探究过程的实施和评价。发现,就是在探究生物问题及结果的过程中,学生大胆尝试,积极发现。从不同的角度、不同的实验方法。不同的情景去思考,去获得新经验,建立更高级的认知结构。只有发挥了学生在生物教学中的主体作用。其自身的科学素质才能得以提高。

    三、加强生物课堂探究性教学过程的管理

    由于探究内容的综合性、学科的渗透性、知识的前沿性,思维方法的发散性、创造性,教师的权威在这个时代受到强烈的挑战,同样也影响着生物课堂探究性教学的管理,影响着学生的科学素质。因此,在开展生物课堂探究性教学过程,要想提高学生的科学素质。一定要遵循探究原则,重点做好以下几个方面:

    1、要建立和谐的师生关系

    教育活动是师生进行的一种情感的交往与沟通。学生和教师的关系应是平等的教师和学生即是学习的伙伴、信息的产生者、输出者,又都是信息的接受者和收益者。和谐的师生关系、宽松的学习氛围,为学生在生物课探究活动中充分发挥科技智能潜力提供了最佳的情感背景,教师不仅在科学探究方法上要指导学生,在情感上要激励学生,只有情意相加。以情增意,才能孜孜不倦,乐此不疲地进行科学探究活动。教师不随意干涉学生的探究活动,努力创造一个民主的研讨气氛。在民主、平等、宽松的环境中,活跃学生的科技思维,发挥其创造力;与学生多交流,倾听他们的认识和感悟,并给予相应的认可和鼓励,培养和保护学生敢于提出不同见解的科技创新意识和思维。

    2、要坚持课堂的开放性

    任何一种课堂教学的模式都不是固定不变的,静止的,一个好的教学模式应具有开放前瞻的教学思想、科学新颖的教学设计、灵活创新的教学内容和务实高教的教学效果。就生物课来看,应具有探究问题的开放,情景的开放、过程的开放、结论的开放。生物教学内容的开放是指来源于教材,又不能拘泥于教材,适当补充有利于激发学生兴趣、培养能力、发展个性的新信息,也可让学生参与选择。教学方法开放是指教学方法不固定,应灵活多变,学生可自主选择适合自己的生物学习方法。教学时空的开放,让学生适度地选择探究性学习的时间和空间。教学评价的开放性,是指师生互评,生生互评,生生自评。

    3、要注重课内课外探究活动的协调

    生物教师应当引导学生合理安排课内学习和课外活动的时间。传统教学模式的课前、课内和课后可谓径渭分明,而且是以课内为主,课后为辅。在完整和较大型的教学活动中,课内和课外学习就强烈的显示出是一个有机体,因为生物学本身是一门自然科学,学生在自然环境中的探究活动将决定他们在时间、空间更依赖于课外的学习与训练。

    四、运行合作学习开展生物课探究教学

    在以学生学为核心的生物课堂教学中,教师工作的重心是千方百计引发学生“交往”,即在教室里构筑一种人与人相互交往、相互交流、相互启发、相互促进的关系,让学习者与物、与教材、与同伴、与教师、与自我的对话成为教学的中心,形成合作学习的共同体。合作学习,不仅重视各类教学目标如认知、情感和技能目标上的均衡达成,而且具有改善人际交流的模式、增强学耳的互动性、在合作中发展个性、促进自主学习、发展智力等特点。在生物探究性教学中尝试以小组合作探究学习促进学生开展课题探究活动,发展智力,提高科学素质。

    1、建立合作学习小组

    每个学生都有自己的优势智力领域,在一个异质的小组中,每个人有自己的学习类型和方法,有着不同的学习经验。通过合作学习,学生可以借鉴别人拥有的“长”,补自己的“短”,通过交流,得到启发。促进各自智力的发展。

    2、广泛开展生物实践

    在实践活动中加强合作学习,促进实践性智力的发展。在生物新课程中,增加了许多社会实践的活动,包括调查活动(如调查我国植被的基本概况)、制作活动(如制作细胞模型)、课外实践活动(如设计并安放人工鸟巢或饲养台),这些活动,从策划活动的细节,人员的组织,实施中的每个环节的顺利进行,最后调查报告的撰写、表达和交流,都要求在全组同学的共同努力下完成的,它可以体现集体的智慧。可以提高学生比较全面的科学素质。

生物中的科学方法第6篇

关键词 生物学教学 类比 转换 比较

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

新课程理念中提到“生物学教学需要提高学生的生物科学素养”,要求学生在掌握一定生物学知识的同时,能够熟练运用知识解决实际问题。实际上,解决问题的过程就是思考的过程,即为“科学思维”。由此可见科学思维在学生的知识学习过程中的重要性。科学思维过程中遵循的原则称为科学思维方法,常见的有类比、转换、比较等。

1 类比思维在高中生物学课堂教学中的渗透

类比是依据两个或两类对象之间存在的某些相同或相似的属性,推出它们存在的其他相同或相似属性的思维方法,由已知推导未知。而教学过程通常是利用学生已知的知识去解释相关或相似的未知的领域。两者有着相似之处,教师在教学中可以利用类比方法,顺应思维过程进行教学。

1.1 运用概念――机制类比思维构建生物学概念

概念――机制类比是利用已有的概念和已被利用的机制,解释新的科学发现。这与学生的学习过程不谋而合,教师可以尝试运用类比过程指导学生的学习。

例如,在“人工选择”和“自然选择”的教学中,学生对人工选择比较熟悉,教学中教师以“不同品种狗的选育过程”作为人工选择的讲解对象。教师讲解不同品种狗的选育过程:人们在突变个体中选择需要的,有利变异不断积累,最终培育出新品种。由此启发学生思考:自然界中保留的不同品种,是否也是由于相似过程而产生的?教师以此类比人工选择和自然选择概念的相似性(表1),推导其作用机制的相似性。学生在做题时,经常会误认为农药使用过程中,会“诱导”出抗药性的害虫。如果运用人工选择的机制类比就能明确该说法的错误。“农药”是在已有突变基础上进行选择,而不是诱导其产生某种特性,外界施加的因素只有选择作用,并不能诱导产生突变种。在教学中渗透类比方法,学生在做题时容易联想到人工选择,避免错误理解。

1.2 运用结构――功能类比思维推进科学猜想

结构――功能类比是依据两类不同的事物在结构上的类似,推出其功能上类似的类比方法。在讲解“核酸是遗传物质”时,教师通过不同的实验归纳出“DNA是遗传物质”的结论。此时,教师引导学生运用结构――功能类比(图1)进行科学猜想,提出问题:DNA和RNA结构中有哪些相似部分?DNA是遗传物质,那么RNA是否也具有该功能?由此过渡到“烟草花叶病毒”的实验中。这样不仅能够保证课堂过渡的顺利,而且能够帮助学生在构建知识系统时综合二者的结构和功能,避免出现“所有生物的遗传物质都是DNA”的片面论断。

没有一种方法是万能的,教师必须明确类比在生物学教学中局限性,避免在教学中出现机械类比,模糊了科学本质。

2 转换思维在高中生物学课堂教学中的渗透

当出现大量原有理论无法解释的事实和现象时,教师就需要运用转换思维。基于科学在不同时代变化的特点,随着人们观察的深入,越来越多的现象是原有理论无法解释的,转换在人们认识这些现象的过程中占有重要地位。

科学本身就是一部发展的历史,基于其时代性特点,在不同的时代,科学家看待问题的深度会发生变化,因此转换的方法主要出现在科学史教学中。

在介绍细胞膜的认识发展史时,教师可能只是一味地注重科学发展变化的过程,而忽视不同观念之间的继承。更多地强调正确模型的记忆不仅不利于学生形成全面的科学发展观,而且可能会使学生出现记忆混乱。教师在教学中应该遵循科学发展史的历程,即思路:脂质脂质和蛋白质脂质双分子层的排列三明治模型流动镶嵌模型。虽然先行理论是不完全的,必须通过后续理论的不断完善最终形成现在的观点;但是先行理论是后续理论的基础,教师在讲解中须对先行理论给予一定的重视,帮助学生分析先后之间的异同。比如在细胞膜模型建构发展过程中,流动镶嵌模型继承三明治模型的原理有:认可细胞膜中磷脂为双层,且存在蛋白质。在原有理论基础上,根据实验现象,推测蛋白质的分布不均匀,进而提出流动镶嵌模型(表2)。学生通过对新旧理论的转换逐步接受细胞膜在组成、结构和功能上的特点,而不是将所有重要知识都寄希望于“流动镶嵌模型”,这样会增加学生的记忆负担。

3 比较思维在高中生物学课堂教学中的渗透

比较是对对象的同异之处加以对比,进而把握对象之间的区别和联系。富兰克林通过对地上的电火花和天空的闪电这两个看似毫无关系的事物进行比较,揭示出电的本质。

3.1 运用求同比较思维揭示内隐科学本质

生物多样性是显而易见的,教师在教学中往往容易忽视生物的统一性,使学生形成不完善的科学观点。生物在不同的方面表现出多样性,并隐含统一性。

教师在讲解完细胞学说后,可对细胞相关内容简单总结,通过提问的方式进行:不同生物的基本单位是什么?不同细胞中的元素和化合物有哪些?不同细胞具有哪些共同的组成部分?学生在回答问题的过程中,不仅能够系统地复习细胞中的相关知识,而且利于学生归纳和认可细胞水平存在的统一性。这样在复习过程中落实生物学“多样性”和“统一性”观点的教学,为后续进化内容的学习打下基础。

3.2 运用求异比较思维,深化概念理解

高中生物教材中有许多相似概念,学生容易混淆。教师在教学中以这些相似概念的不同点作为突破口,帮助学生把握概念的区别。

学生在练习中容易在核酸、核苷酸和核苷辨析上出现错误,造成不必要的失分。教师在讲解“核酸分子组成”时,可以加入三者的比较(表3)。

教师提示学生比较三者的关系:核苷与核苷酸有一“酸”之差,缺少一个磷酸;核苷酸和核酸有一“苷”之差,核苷是多个核苷酸小分子聚合成的大分子。如果教师只是单纯地介绍三者的组成,不进行横向比较的话,学生只能获得零散的知识点,难以明确三者间的关系。

3.3 运用同异综合比较思维,促进知识系统化

生物中的科学方法第7篇

1.教材分析

本节课主要包括四部分内容:“孟德尔一对相对性状的杂交实验”、“对分离现象的解释”、“对分离现象解释的验证”、“分离定律”,这四部分内容间的逻辑性很强,层层深入.本节教材的主导思想是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线,突出科学史和科学研究方法的教育,而这也是必修2模块的一个教育侧重点,所以在模块2中具有非常重要的作用和地位.

2.学情分析

学生在初中阶段已学习与本节有关的一些基础知识,对基因与性状的关系、基因的显性和隐性、相对性状等概念有一定的认知,这对于本节的学习有一定的帮助,因此教学中,教师应该引导学生努力回顾旧知.但学生还不知道有关减数分裂的知识以及基因的本质问题,因此对于孟德尔提出的四点假说的理解和领悟上有一定的难度,教师可引导学生通过自己动手做模拟实验来体验孟德尔假说.另外教师可以提供一些验证假说的方案,让学生在分析讨论过程中,真正理解孟德尔测交实验的目的.

二、教学目标

1.知识与技能目标

能说明孟德尔选择豌豆作实验材料的优点;掌握孟德尔的一对相对性状的杂交实验方法和对实验现象的解释及验证;区别自交、杂交、测交、相对性状、性状分离、纯合子和杂合子等基本概念;阐明分离定律的内容和实质.

2.过程与方法目标

通过课前调查和课堂模拟实验培养动手能力和分析、整理归纳能力;讨论孟德尔杂交实验的相关数据,形成科学的实验分析习惯;会分析孟德尔研究的步骤,形成对假说―演绎法的初步认识;能够运用分离定律解释和预测一些遗传现象,锻炼解决实际问题的能力.

3.情感态度与价值观目标

体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新、以及严谨求实的科学态度和科学精神.

三、教学重点与难点

1.重点

一对相对性状的杂交实验;对实验现象的解释及验证,阐明分离定律;进行科学方法的教育;用分离定律解释一些遗传现象.

2.难点

对分离现象的解释;假说―演绎法.

四、课前准备

1.学生分组完成两个任务

以班级小组为单位,两个组的学生通过书籍和网络等渠道查阅资料(内容主要包括孟德尔的生平事迹、孟德尔杂交实验的科学背景),其他组的学生根据教师设计的表格对本年级同学及其父母的眼睑特征(单、双眼皮)进行问卷调查,并以表格的形式对数据进行统计和处理.

2.设计问卷调查的两个表格

3.性状分离比模拟实验的材料用具

两个相同的纸袋(甲和乙)、两种不同颜色的玻璃珠各20颗(如黑色代表含D的配子、白色代表含d的配子).

4.设计性状分离比模拟实验的实验结果记录表

学生阅读课本上“问题探讨”中的资料,了解“融合遗传”的观点.

结合学生的汇报,教师适当补充,并作以下几点总结:①孟德尔自幼酷爱自然科学,通过对自然科学和数学的学习,孟德尔具有了杂交可使生物产生变异的进化思想,以及应用数学方法分析遗传学问题的意识.②在实践中孟德尔选用豌豆、玉米、山柳菊等植物,连续进行了多年的杂交实验研究,其中最成功的是豌豆实验.③当时科学界开展对多种动植物的杂交实验,孟德尔总结了前人的经验,创新研究方法,如从单一性状入手观察分析遗传结果;用前人从未在生物学研究领域用过的数学统计方法进行分析研究;敢于挑战传统的观点――融合遗传,提出了颗粒遗传的思想等.

教师设疑:豌豆具有哪些特点?为什么说孟德尔最成功的杂交实验是豌豆杂交实验?

让学生走近“遗传学之父”这一科学伟人,产生对孟德尔的钦佩和感动之情,体验孟德尔敢于质疑、勇于创新、坚持不懈的科学态度和科学精神.

结合图片和课本上的示意图以及注解,尝试概括豌豆作为理想实验材料的一些优点,并思考两个问题:.杂交实验的含义是什么?如何通过纯种间的杂交获得杂种后代?人工传粉时要注意哪些事项?

请大家阅读课本“一对相对性状的杂交实验”,并思考讨论:

1.为什么子一代表现高茎?矮茎性状消失了没有?如何来证实这一点?2.为什么子二代又出现了矮茎?

3. F2出现3∶1的性状分离比是必然还是偶然?是个别还是普遍现象?如何证明?

4.如果不用数学统计的方法分析遗传结果,会发现F2呈现3∶1的数量比吗?

教师通过幻灯片展示豌豆植株及花的结构图,师生共同总结优点:①自然状态下豌豆自花传粉(且闭花受粉),产生纯种;②具有稳定遗传的、易于区分的性状,如课本上列出的7对相对性状,通过观察很容易区分;③豌豆花大,易于进行人工杂交,获得真正的杂种.

结合以上内容,教师引导学生联系初中的知识,介绍两性花、单性花、自花传粉、异花传粉,并给出相对性状、父本、母本、自交、杂交、正交和反交等基本概念.

找到了理想的实验材料,接下来我们一起来学习孟德尔到底是如何进行杂交实验并揭示遗传奥秘的.

通过前面我们对孟德尔的了解,大家已经知道了,孟德尔获得成功的原因还归功于其研究方法的创新,他在研究杂交实验的过程中,采用由简到繁的观察方法,即先观察一对相对性状的遗传再研究两对相对性状的遗传.

那么,如果选择豌豆的高茎和矮茎这对相对性状来研究的话,杂交实验该怎么做?杂交后代的茎高度可能是怎样的呢?

大家的实验设计和预测结果跟孟德尔的一样吗?

教师介绍孟德尔的正交和反交实验,强调孟德尔实验的严谨性.关于矮茎性状是否消失、如何证实的问题教师提出两个方案让学生讨论:1.用F1和矮茎豌豆杂交,看后代是否出现矮茎豌豆;2.让F1自交,看后代是否出现矮茎豌豆.

并给出性状分离的概念.

生物中的科学方法第8篇

1 科学研究方法

著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼说过:“科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到什么程度(因为没有事情是绝对已知的),如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则,如何去思考事物,作出判断,如何区别真伪和表面现象。”科学教育中的“科学过程”主要是指在一般的科学研究中,那种普遍适用的系统化的操作方法和步骤。美国《国家科学教育标准》中把科学过程与方法看成一个系统,是指一系列的相互联系的科学家普遍使用的研究方法和程序。我国的基础教育课程改革强调科学探究,强调让学生亲历科学,在体验中学习。这种新型学习方式的提倡意在改变传统单纯接受式的被动学习方式。学生不是被动地记忆科学的结论,而是经历这种结论得到的过程和懂得获取的方法。

科学家认为对自然现象的认识不能停留在事实的层次上,需要进一步透过现象,深入内部,抽取有关事物的本质,并且舍弃一切非本质属性的结论,即提炼出反映事物本质属性的内在的客观规律的各种“概念”和“定律”来。这个过程是通过探究来完成的。但科学家不管用何种探究模式,其基本的环节是共同的:科学问题的提出,科学事实和资料的收集,猜想和假设的建立,检验与评价,表达与交流。科学教育中的科学探究学习方式的主要环节也与此相类似,表明探究学习体现了科学教育与科学研究本质上的一致,反映了科学教育与科学研究内在的统一。科学探究强调知识获取中的体验,强调过程与方法,既是对我国传统教育的纠偏,也反映了科学素养的核心要素。

2 高中生物课程中基本的科学研究方法

科学方法可分为多个层次,这里所指的生物科学研究方法主要是指科学研究的一般方法,如科学观察方法、科学实验方法和科学调查方法,特别是指科学实验方法。科学研究总是从观察开始,通过观察发现问题,然后提出假设,并对假设做出基本预测,最后设计实验来验证假设。如果实验结果与假设不一致,则说明原来的假设是错误的,要修改假设,重新实验;如果实验结果与假设一致,则说明原来的假设是正确的,可将假设上升为学说或理论。科学方法教育应包括科学研究中“过程技能”(观察——问题——假设——实验——结论)的教育,还应包括观察、调查、实验等具体的方法技能。科学方法教育中尤其要重视科学思维的训练,即努力使学生将科学方法内化为自己的思维方式和行为方式。

2.1 观察实证的方法

观察实证是指通过对研究对象大量的观察、实验和调查,获取客观材料,从个别到一般,归纳出事物的本质属性和发展规律的一种研究方法。

2.2 假说—演绎法

假说—演绎法是指在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的;如果不符,就说明假说是错误的。所以假说—演绎法的根本过程是:发现问题——提出假说——演绎假说——实验证明——提出结论。在孟德尔的一对相对性状的杂交实验中很好地展现了假说—演绎法,也正是由于他采用这种方法才获得了科学上不朽的成绩,为人类揭示了遗传之谜。“假说—演绎法”是形成和构造关科学理论的一种重要思维方法。对学生来讲是“授之以渔”的重要手段之一;学完课程以后,他们对别的都可以忘记,但这些方法会存留下来,这就是真正的素养和能力。

2.3 建立模型的方法

新课标中建立模型被列为一项技能目标,并作为高中学生必备的生物科学素养。国家和地方的新高考大纲(说明)也已明确将这一技能素养的掌握水平作为考核对象,2007年全国高考生物江苏卷中就已出现涉及模型构建问题的考核尝试。因此,在平时的教学和高考复习中,教师和考生都要予以重视。由于新课标要求学生学会建立的模型主要是思维形式的模型,因此笔者拟针对几种常见思维模型的构建方法提出如下建议。建立模型的一般程序:(1) 掌握原理。掌握模型所代表的知识、过程、规律、机理等,弄清模型的构成要素或包含内容之间的逻辑关系。(2) 明确类型。明确所构建的模型属于哪种类型,知道该种模型的特点及表现形式。(3) 构建草图(框架)。选择适当的图形、文字、符号勾勒出草图,或用适当的文字符号搭建框架。基于模型的通适性、典型性,所以在构建时只需要考虑大多数情况即可,一般不考虑极少数情况或特例。(4) 修饰完善。对照原理查验所构建的草图(框架),确保其科学性;然后进一步修饰完善模型,力求规范、简洁、直观、有美感;最后构建出正式的模型。(5) 补充诠释。对一些模型要添加必要的文字说明、示例、图注等,使模型更科学、更清楚、更规范。

2.4 系统分析法

系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统,对系统要素进行综合分析,找出解决问题的可行方案的方法。它从系统的着眼点或角度去考察和研究整个客观世界,为人类认识和改造世界提供了科学的理论和方法。它的产生和发展标志着人类的科学思维由主要以“实物为中心”逐渐过渡到以“系统为中心”,是科学思维的一个划时代突破。系统分析是一种研究方略,它能在不确定的情况下,确定问题的本质和起因,明确咨询目标,找出各种可行方案,并通过一定标准对这些方案进行比较,帮助决策者在复杂的问题和环境中作出科学抉择。

3 生物教学中开展科学研究方法教育的途径

生物学是一门实验科学,有着众多的可以渗透科学方法教育的内容。教师在努力钻研教材的基础上,要充分挖掘教材中对学生进行科学方法教育的素材,将科学方法教育渗透到教学过程和学生的学习过程中。

3.1 通过生物学实验开展科学研究方法教育

高中生物教材中有着众多的学生实验,每做一个实验都是学生亲身体验科学研究方法的过程。在教学中尽教师要可能地将验证性实验变为探究性实验,要求学生通过明确实验目的、自己设计实验、讨论完善实验、最后实施实验步骤等过程,使学生体验到科学研究的方法和过程。另外,教师在备课和教学中应将科学研究方法很好地贯彻到每一个实验中,根据实验内容的不同有目的的让学生体验科学研究的过程,接受全面而完善的科学研究过程和方法的认识与训练,使学生认识、经历科学研究的过程,理解科学方法的本质,并训练其使用有关的具体方法完成每一步骤。这是培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力的有效思维方式和操作方式。教师要注重鼓励学生得出自己的结论、畅述自己的观点。

3.2 通过生物科学史开展科学研究方法教育

“读史使人明智”,生物科学的每一项重要发现都是科学方法正确应用的典范。科学的方法是人类探索真理,发现新理论和获取新知识的重要手段,生物教学也离不开科学方法的探索、理解和学习。

高中生物教材中有许多关于生物科学史的教学内容,如酶的发现、光合作用的发现、生长素的发现、遗传物质的发现等。这些科学发现本身就是科学家科学实验(探究)的过程,教师可以充分利用这些素材,帮助学生寻着先人的足迹,在享受科学探究的快乐中受到科学方法的教育。

3.3 通过探究性教学开展科学研究方法教育

在新一轮的课程改革中,科学探究不仅被作为重要的理念强调,作为教学建议提出,而且被列入了课程目标和内容标准之中。在现代教育文献中“科学探究”、“探究式教学”、“探究式学习”都是指学生在学习过程中模仿科学家进行科学探究的思维方式来主动构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的学习方式。这种学习方式在学习内容上,不但包括事实、理论等陈述性知识,还包括科学过程和方法等程序性知识。在教学策略上,教师通过创设一定的探究情景,让学生发现问题,做出猜想与假设,并通过实验、调查、查阅文献等方式搜集与处理信息,对猜想与假设进行论证,最后通过表达与交流活动对自己的探究过程进行反思与评价。在这一过程中学生获得知识与技能,掌握解决问题的方法,获得情感体验。一般情况下,探究式学习环节分为:提出问题——猜想与假设——方案的设计与选择——收集证据——解释与结论——评价与反思——交流与表达等7个方面。

3.4 通过研究性学习开展科学研究方法教育

研究性学习是一种以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生生活和社会生活中选择和确定研究专题,主要以个人或小组合作方式进行的一种学习方法。学生通过亲身实践获得直接经验,养成科学精神和科学态度,掌握基本科学方法,提高综合运用所学知识、解决实际问题的能力。科学是一门具有崭新教学理念的学科,学习的核心便是科学探究。科学探究也涉及到提出问题,并通过猜测、计划、观察等活动,亲历解决问题(科学探究)的过程,获得科学知识,形成科学价值观。研究性学习与科学探究都是通过学习者从提出问题到解决问题的探索实践过程来实现科学知识的掌握和科学价值观的形成,以提高学习者解决问题的能力的学习方式。哈佛大学就有这样一句名言——教育的真正目的就是让人不断提出问题和解决问题。它较好地说明了研究性学习、科学探究在教育活动中的重要性,学生亲历科学探究的过程是获取科学知识和培养科学价值观的主要途径。

研究性学习是现在高中学生的一门必修课,利用研究性学习使学生实践科学研究方法,可以使学生真正体会到科学研究方法的重要性,学会如何将一些科学研究的理论知识应用到实践中,研究性学习既是学生对科学方法的实践,也是教师进行科学方法教育成果的检验。

3.5 通过实验设计开展科学研究方法教育

生物中的科学方法第9篇

【关键词】物理教学;科学方法教育;学生;自主学习;效率

培养学生的科学素质,是进行物理教学改革,促进物理教学质量提高的一项重要课题。物理教学中,加强科学方法的教育不仅可以使学生正确理解物理概念、掌握物理规律,而且能使学生通过运用物理概念和规律的掌握,逐步树立科学的世界观,掌握科学的物理方法解决实际问题,从而在提高智能水平的基础上提升科学素质。在目前的物理教学中,由于仍然存在着“重知识传授,轻方法教育”的倾向,结果导致知识掩盖了方法,科学方法的能力价值大大丢失。教学只注重学生对知识的接受、理解和应用,教学原则和教学环节的设置主要是为了保证学生能通过最短的过程,以最快的速度获得知识。因此,知识获得的过程被教师高度浓缩,学生不必进行积极的思维活动就可以获得有关知识,更不必独立地运用科学方法进行探索。久而久之,形成学生只关心知识,而不关心自己的思维方法的不良习惯。如何实现这种改变,就需要我们教师在物理教学中注重科学方法的教育培养。

一、结合概念、规律的学习,让学生认识科学方法

一个物理概念的建立,一定有与之对应的科学方法的产生,甚至某些概念本身就是科学方法,我们要抓住概念建立所使用的科学方法教育。例如:质点、刚体、理想气体、等压过程、卢瑟福原子模型、波尔氢原子模型等概念的建立,都使用了模型化的方法。在进行这些概念的教学时,既要使学生明白模型的概念,又要让学生知道建立模型的原因以及建立模型的过程。在力学教学中结合质点、刚体概念的教学,介绍实物模型的条件性;在热学教学中结合绝热过程、等压过程等介绍过程模型;在原子物理教学学中结合原子的“葡萄干蛋糕模型”、“有核行星模型”、“波尔氢原子模型”介绍内心的流动性等等。这样就能使学生对模型化方法有较为全面、深刻的认识。一个物理规律的形成,也必将有与之对应的科学方法的产生和应用,要结合规律讲解、使用和说明科学方法。例如类比法是一种很富有创造性的逻辑思维方法,会更新根据声音的反射和折射等现象,推断光具有波动性;可以认识到万有引力与静电力的相似性,应用类比的方法进行研究与探索,得出了电荷间相互作用力的平方反比律;德布罗意把光子同物质粒子进行类比,提出了物质微粒具有波动性质的预言。在物理教学中用物理学家使用过的类比方法来讲解这些规律,不仅使内容易被学生理解,而且能使学生体会到物理学家的思维方法。

二、通过变换式的习题解答,训练学生掌握科学方法

解题是教学的重要环节。通过解题训练,能够对学生进行多种科学方法的训练,如“一题多解”、“一题多变”、“多提归一”等,是训练学生掌握科学思维方法的有效方式。例如,有一个凸透镜的焦距为15cm,位于主光轴的一个光源距透镜20cm,求像点位置。这是一道简单常见的光学题,把它进行如下变换改造:变换1:若使点光源在竖直平面内沿垂直主光轴方向做振幅为2cm的简谐振动,则像点的振幅为多少?变换2:若使透镜在竖直平面内沿垂注光轴方向做简谐振动,已知像点的振幅为12cm,那么透镜的振幅为多少?变换3:若用黑纸将透镜遮去一半,点光源所称的像有什么变化?变换4:若将透镜从光心处垂直侧面切成两半,其成像情况怎么样?在这道题的解析过程中,变换1要求学生从定向思维过渡到发散思维;变换2要求学生从正向思维过渡到逆向思维;变换3和变换4则要求学生借助形象思维过渡到到抽象思维。教学实践证明,习题变换和思维训练,不仅可以使学生加深对物理概念、规律的理解,而且也是训练学生掌握科学的运用方法,提高思维的灵活性和思维的深刻性的一条有效途径。

三、通过设计物理实验,引导学生运用科学方法

实验室物理学的基础,是认识物理运动的基本途径,物理实验的设计、操作和结果的分析处理无不渗透着科学方法,在各类实验中,设计性实验是训练科学方法的最高层次。所谓设计性实验就是教师给出实验课题,提出实验要求,实验室提供实验器材,由学生自己查阅有关资料,确定实验方案,选择仪器,自拟实验步骤,完成测量任务,最后写出实验报告。设计性实验的核心是设计、选择实验方案。中学物理中的设计性实验,一般是根据学校提供(或限定使用)的器材、实验要求,选择实验方法和测量方法,选择合适的测量条件。例如:测电源电动势和内电阻的实验,实验室提供电源、电压表、电流表、电流计、电阻、导线、开关等器材,学生根据已学知识——全电路欧姆定律——确定实验方案,选择器材,连接电路,完成测量并填写实验报告。由于电压表与电流表在接入电路中的接法的不同,将影响实验结果,学生必须判断结果影响的最小的电路,即根据电压表、电流表的内阻大小选择合理的接法。设计这样的实验,要用到好几种科学方法:如转化法、类比法、等效法和近似法等。学生通过直接应用,不仅能加深对科学方法的认识和理解,而且能提高思维创新能力,更重要的是培养了创新精神。