時間：2024-01-18 16:08:27
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不同研究者對“科學方法”的定義和要素界定有所差異，通過文獻研究，綜合學者的認識，從中學生物教學的角度，我們認為：科學方法主要是對科學家在研究過程中所運用的各種思維方法以及操作工具的總稱?？茖W研究實際是一個不斷發現和提出科學問題，獲取和整理科學事實，形成科學理論，并進行檢驗和評價的過程，科學方法也就包括發現和提出問題的方法、獲取科學事實的方法（如觀察、測量和實驗方法）、概括科學事實的方法（如比較、分類、歸納、抽象、靈感和頓悟等）、形成和發展科學理論的方法（如數學方法、假說方法、跨學科方法、系統方法）、對理論進行評價的方法等。
本研究基于基礎教育階段的目標和學生的特點，就生物學科涉及的科學研究的一般方法（程序）和一些具體科學方法，如觀察法、實驗方法、模擬方法、歸納與演繹、假說方法、數學方法、系統方法等進行調查研究。
二、研究過程和方法
1.通過文獻綜述工作，了解研究現狀，開闊研究思路
課題組通過文獻分析，對科學方法教育的已有研究進行梳理，從而為本研究選擇視角和研究定位提供依據，為理解科學方法的概念、內涵，建立科學方法的教育目標和內容體系奠定基礎。
在文獻研究的基礎上，課題組梳理了生物課程所涉及的具體科學方法的種類，并對每一種科學方法做出簡單闡述，有利于研究教師把握每種方法的特征，形成統一的認識。
2.研制工具，開展調查研究
在梳理中學生物教學所涉及科學方法的基礎上，課題組結合生物課程的目標和內容標準，列出中學水平涉及的具體科學方法，選擇了其中的13種，包括觀察法、實驗法、調查法、模擬法、比較與分類、分析和綜合、歸納法、演繹法、類比推理法、模型法、假說方法、數學方法、系統方法。
參考布魯姆的教育目標分類法，課題組初步確立了科學方法的5個認知水平層級――知道、理解、應用、評價和創造，并對每個維度的含義做出了解釋（見表1），用于確立各種科學方法的認知維度的調查研究。
調查問卷由兩部分組成，第一部分為選擇題，主要涉及兩個方面：在高中/初中生物教學中，應該對學生進行哪些科學方法的培養？高中/初中學生經過兩年的生物課程學習，對科學方法的掌握應達到什么程度？第二部分為開放題：請列舉幾個對學生進行科學方法教育的案例。
調查問卷得到了大學哲學專業的教師、海淀區教研員的指導，使問卷結構更加科學、可信。
3.選擇調查對象
為了更加全面、科學地確立科學方法的認知內容和認知水平層次，課題組綜合多方人員的觀點，選取一線生物教師、生物學科的市區級教研員、大學教師和生物教材的編寫人員等與生物和科學課程相關的人員為被試，從不同角度全面分析，提高調查結果的普遍性和權威性。本次調查共發出問卷104份，收回有效問卷100份，回收率為96%。調查問卷采用無記名方式。
三、研究結果與分析
1.對科學方法認知內容的研究
科學方法是多種多樣的，面對有限的教學時間和教學內容，教師應該選擇哪些科學方法作為中學生物教學的教學內容，課題組預計通過調研的方法了解中學生物教育相關人員對此問題的看法，在對調查結果進行統計與分析的基礎上得出結論。
（1）針對初中學段科學方法認知內容的研究
對“在初中教學中，應該對學生進行哪些科學方法的培養”的調查結果顯示，中學生物教師、大學教師、專家的觀點基本一致，80%以上的調查人員認同觀察法、實驗法、比較與分類和調查法，尤其是觀察法和實驗法得到了100%的高度認同。70%以上的調查者認為，歸納法、分析和綜合、模擬法也應該成為初中生物教學的內容。
《義務教育生物課程標準（2011版）》明確指出，通過義務教育階段生物學課程的學習，學生應初步學會生物科學探究的一般方法，發展學生提出問題、做出假設、制訂和實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力?？茖W探究需要通過觀察、調查和實驗得到證據，利用數學方法等多種方式分析和整理數據，采用文字、圖表等方式呈現證據、表述結果，對證據、數據等進行分析、歸納和判斷。這些過程均離不開觀察法、實驗法、調查法、邏輯思維方法和數學思維方法。“初步學會運用所學的生物學知識分析和解決某些生活、生產或社會實際問題”也是《義務教育生物課程標準（2011版）》的能力目標之一。解決科學問題常常需要做出假設，需要學生應用已有知識，對問題的答案提出可能的設想，并估計假設的可檢驗性，這就需要學生了解假說――演繹的科學方法。
綜合調查結果和對教材及課標的解讀，我們認為，在初中階段，觀察法、實驗法、調查法、比較與分類、分析和綜合、歸納與演繹、模擬法、模型法、假說法、數學方法都應該成為生物教學的重要內容。
（2）針對高中學段科學方法認知內容的研究
被調查者在回答“在高中教學中，應該對學生進行哪些科學方法的培養”時，結果顯示，觀察法、實驗法、比較與分類、調查法、歸納法、分析和綜合、模擬法、類比推理法、模型法、假說法、數學方法和系統方法均得到88%以上的高度認同。分析和綜合、假說法和數學方法三種科學方法得到100%的認同。
2.對科學方法認知水平層級定位的調查研究
（1）針對初中學段科學方法認知水平層級定位的調查研究
調查結果顯示，對于觀察法、實驗法、調查法和比較與分類，約占50%的受調查者認為，這些方法應該定位于應用水平，約有35%的受調查者則認為應該定位于評價水平或創造水平。對于分析與綜合和歸納法，約占50%的受調查者認為，這些方法應該定位于應用水平，約有15%的受調查者認為應該定位于知道水平，約有20%的受調查者認為應該定位于理解水平。對演繹法和類比推理方法的認知維度定位比較分散，定位于知道水平、理解水平和應用水平的各占到約25%。對模擬法和模型法的認知維度定位比較分散，認為定位在知道水平、理解水平和應用水平的各占到20%～25%。對假說法和數學方法的目標定位在知道水平的約占40%，而在理解水平和應用水平的各占到20%左右。
綜上，以“認同度最高頻度”作為標準來定位認知水平，表明在初中階段，觀察法、實驗法、調查法、邏輯方法定位于應用水平；模型法、假說方法、數學方法定位于知道水平；模擬方法定位于理解水平。
調查結果還顯示，對同一種科學方法的認知水平層級的定位，一線教師和大學教師對初中學生科學方法認知水平層級的定位存在一定差異，且不同科學方法差異不同。對于實驗法，約有50%的一線教師和大學教師都傾向定位在應用水平，有近一半的中學教師定位于評價和創造水平，定位于理解水平的不到10%，而在大學教師中把觀察法定位于理解水平的占了1/3，定位于評價水平的占了17%。對于觀察法，64%的一線教師傾向定位在應用水平，22%定位于創造水平，定位在理解水平的只有2%，而50%的大學教師將之定位于評價水平，30%定位于應用水平，17%定位于理解水平。對于調查法，約有50%的一線教師和大學教師都傾向定位在應用水平，但有近一半的中學教師定位于評價和創造水平，定位在理解水平的不到10%。
（2）針對高中學段科學方法認知水平層級定位的調查研究
調查結果顯示，對于觀察法，55%的受調查者認為，應該定位于創造水平，約有27%認為應該定位于應用水平，15%認為應該定位于評價水平，與初中階段相比，受調查者對高中階段的定位更加傾向于創造水平。對于實驗法，約50%的受調查者認為，應該定位于評價水平和創造水平。對于調查法，45%的受調查者認為，應該定位于創造水平，35%認為應該定位于應用水平，24%認為應該定位于評價水平。對于比較與分類和分析與綜合法，定位比較分散，基本傾向于定位在應用水平、評價水平和創造水平上，創造水平略顯優勢。對于歸納法，約占50%的受調查者認為，應該定位于評價水平，有27%的受調查者認為應該定位于創造水平。對于演繹法和類比推理方法，約占50%的受調查者認為，應該定位于應用水平，而定位于理解水平、評價水平和創造水平的各占10%～20%。對模擬方法認知維度的定位比較分散，比較集中的水平是應用水平和創造水平，分別約占到1/3。對于數學方法，55%的受調查者認為，應該定位于評價水平，各有18%認為應該定位于理解水平和創造水平。對于模型法和假說方法，64%受調查者的觀點是將這些方法定位于應用水平，定位理解水平、評價水平和創造水平的也各占10%左右。對于系統方法，比較集中的定位水平是理解水平和應用水平，但也都各占到1/3。
綜上，以“認同度最高頻度”作為標準來定位認知水平，表明在高中階段，觀察法、實驗法、調查法、比較與分類、分析與綜合定位于創造水平；歸納法定位于評價水平；模擬法、模型法、假說方法、數學方法和系統方法定位于應用水平。
四、研究結論
1.對科學方法認知內容的研究
綜合調查結果和對教材及生物課程課標的解讀，我們認為，在初中階段，觀察法、實驗法、調查法、比較與分類、分析和綜合、歸納與演繹類比推理、模擬法、模型法和數學方法都應該成為生物教學的重要內容。高中學段的科學方法認知內容，在初中的基礎上，還應該增加假說法和系統方法。
2.對科學方法認知水平層級定位的調查研究
問卷調查結果顯示，被調查人員認為在初中階段，觀察法、實驗法、調查法、邏輯方法最高的認同度處于應用水平；模型法、假說方法、數學方法最高的認同度處于知道水平。模擬方法最高的認同度處于理解水平。在高中階段，觀察法、實驗法、調查法、比較與分類、分析與綜合最高的認同度處于創造水平；歸納法最高的認同度處于評價水平；模擬法、模型法、假說方法、數學方法和系統方法最高的認同度處于應用水平。
文獻研究表明，科學過程技能分為基本過程技能和綜合過程技能，初中階段應該定位于發展基本的過程技能，包括觀察、分類、實驗測量、變量的識別和控制等，高中階段應該發展學生的綜合過程技能，包括實驗設計、實驗結果的分析、邏輯推理和建立模型等。
每種科學方法都需要在不同的學習階段反復學習，其中的內容和要求應該是逐級上升的。例如對于模型法，可以要求初中生利用細胞模型來認識和描述細胞結構。但發展到高中階段，要拓展到模型的解釋功能，要求學生能夠建立和使用模型來闡明細胞的結構及其特點?；谝陨细鞣N觀點，我們結合中學生物教學實際，對科學方法的認知水平層級作了以下定位。（見表2）
一、科學方法教育對初中生物的作用分析
在生物教育研究中，科學方法教育自始至終都是著重研究的課題，不管是從提高民族的整體素質角度還是當前的課程改革的時間來講，做好生物科學教育的方法的教學工作，都具有深刻的時代意義。
教育不斷改革的今天，非常有必要對中學生進行科學方法教育，自己動手試驗，這樣可以使學生以最好的學習方式，主動接受最新的授課知識。例如在探究非生物因素對某種動物的影響時，教師能引導學生總結生物生存所需要的因素、作出假設、設計實驗、進行試驗、作出假設，然后在小組內交流討論，這樣，不僅可以讓學生知道實驗不僅僅只有大科學家才能做，學生也可以，而且在實驗過程中可以讓學生找到學習的樂趣。
在整個生物教學中，教師和學生是一個不可分割的整體。對于學生來說，包括學生在觀察生物現象、形成生物認識、認識生物規律以及分析解決科學問題的過程中，所涉及的認知結構以及有關知識內容和科學方法基礎的準備程度等都與科學的方法教育有著極大的聯系。
對于教師來說，科學的方法教育表現為教師教學設計時，能夠對學生學習的內容了解，針對每個單元列出詳細的科學方法目標，并且能在最好的時機將科學方法教育帶到初中生物的教學之中。比如在學習植物的綠葉光照下可以制造有機物的過程中，教師必須根據教材先找出可以進行此實驗的素材，如天竺葵，而其他的植物如白薯葉也可以進行這個實驗，而如果教師考慮使用菠菜葉就不可以，原因是菠菜葉不可以積累淀粉，所以不能使用。所有的授課，都需要教師的精心準備才可以的。
二、結合教材對科學方法教育在生物教學實踐的研究
蘇教版教材體現了以學生為主的教學理念，用科學方法教育把學生帶到學習中做學習的主人，培養和發展學生的主體性，這是蘇教版教材的教學的根本任務。對此，在生物的學習授課過程中，可以借鑒其優點，發展學生的學習主體性。以學生為中心的理念要在課程中充分體現，根據學生的思想與認知程度，在課堂中設計問答、思考與討論等多種形式的活動，使學生全身心投入課堂，真正做學習的主人。
在新的一輪課程改革中，我國已將教學目標從過去的一維發展到三維。蘇教版教材一將科學方法教育帶到了教學實踐當中，取得了良好的效果。據此，將科學方法教育帶到生物的教學實踐中，會進一步提高學生的科學素養，提高教師授課知識的效率，為學生終身發展、應對現代社會未來的發展的挑戰奠定了基礎。
例如對于《種子的萌發條件》這節課程，重點在于讓學生了解種子萌發條件及其內部變化。這就需要教師引導學生進行探究實驗，得出結論，讓他們在實驗中觀察現象。根據科學方法教育的理論，教師在設計思想的時候可以采取實驗與討論的教學方法，讓學生在課前充分預習，并且能夠在課前試驗，得出種子萌發所需的內部條件。在課堂上，教師可以讓學生做課堂的主人，討論觀察的結果，引導學生的思考，并得出結論。隨后，教師可以讓學生講述自己所學種子萌發這一課的方法、過程、結論，將科學的方法教育在初中生物課堂上實踐起來。
探究實驗的本質是根據某一合理假設，通過設計和實施實驗，對作用主體與作用對象之間的內在聯系作出分析和判斷，從而得出科學結論的過程。因此，生物學探究實驗的實驗目的一般描述方式為：探究某因素對生物某方面特征（如形態、結構、生理功能）的影響。例如，探究光照強度對植物光合作用速率的影響；探究生長素濃度對植物插枝生根的影響；探究紫外線對草本植物植株形態和株高的影響等。
從實際應用出發，實驗目的可以從兩個不同角度分析確定。（1）可以從實驗課題中分析實驗目的。很多探究課題實驗目的明確，不需要作進一步分析。但也有部分課題探究目標比較模糊。如，探究小麥生長中心與旗葉光合作用的關系。該課題既有可能是探究生長中心對旗葉光合速率的影響，也有可能是探究旗葉光合作用對生長中心生長速率的影響。因此，需要進一步細化，確定探究方向。（2）從實驗步驟中歸納實驗目的。從訓練學生思維的角度出發，在某些情境下可能給定實驗步驟，要求歸納實驗目的。此種情境下的一般方法是：根據實驗步驟找出實驗中的自變量和因變量，將實驗目的概括為“探究某因素（自變量）對某形態結構或生理功能（因變量）的影響”。
二、實驗原理的分析和歸納
實驗原理是對實驗的理論基礎、操作方法和目標指向的高度濃縮概括。其內容應包含四個方面的基本要素：實驗的科學理論依據；操作過程要點；實驗結果的檢測方法和指標；實驗的結論目標指向。
在獨立設計實驗時，確定實驗原理的基本途徑是：（1）從生物科學的基本理論出發，深入分析影響因素與作用對象之間的內在聯系。（2）分析操控影響因素的具體方法，確定自變量。（3）分析實驗對象受到影響后可能發生的反應，找出與這些反應相關的外在表現，確定觀測指標。（4）概括說明該實驗能達成的最終目標。
如果是在已有的實驗方案基礎上歸納實驗原理，基本方法是：找出實驗方案中的自變量和因變量，從理論上分析二者之間可能存在的聯系；然后以方案中實驗組為依據，描述對自變量的控制和對結果的檢測方法，忽略掉對照組設置以及對無關變量的控制等細節，從而歸納出實驗原理。
一個科學的實驗原理可以對實驗材料的選擇、實驗步驟的設計、觀測指標的確定以及實驗結果的預測分析都能起到有效的指導作用，是整個實驗方案的綱領。
三、實驗步驟設計的方法和原則
實驗步驟是實驗探究方案的主體內容。它直接決定實驗過程能否實現以及實驗目標能否達成。
實驗步驟設計的一般思路是：首先要明確自變量和因變量，再結合探究目標確定變量控制方法和對照實驗設置方法，最后確定對實驗結果的檢測方法和指標。如果是定性探究，則應該以被探究因素的有、無或者強、弱等典型條件設置對照；如果是定量探究，則應該以被探究因素的強弱程度設置一系列梯度實驗進行探究。例如，若要探究“溫度對植物光合作用的影響”就可作定性探究，此時只需要設置高溫、常溫、低溫三個典型溫度條件作對照實驗即可。如果要求“探究植物光合作用的最適溫度”，這就是一個定量探究課題。必須在一定溫度范圍內設置一系列溫度由低到高的梯度實驗進行對照。檢測方法要有可行性，檢測指標必須是實驗對象受自變量影響后產生的必然預期結果。
實驗步驟設計必須遵循的原則主要有：科學性原則；對照原則；單一變量原則；平行重復原則。
科學性原則的基本含義是：有確實的科學理論依據，邏輯推理嚴密，操作方法和順序合理，變量控制可靠有效，觀測手段簡便易行。
對照原則：探究過程中要通過設置對照實驗的方法來增強實驗的說服力?？筛鶕煌n題要求，在實驗中設計空白對照、條件對照、相互對照和自身對照等不同的對照實驗形式。
單一變量原則：實驗組與對照組只能有一個變量差異。即除開自變量以外，實驗組和對照組其他所有無關變量應保持相同且適宜。
平行重復原則有兩層含義：一是指進行探究實驗時對生理狀況相同的多個實驗對象同時進行相同的實驗操作，以減少偶然因素或實驗對象個體差異帶來的誤差；另一層含義是指控制自變量在相同的變化幅度下，以同樣的條件進行重復實驗，從而體現過程與結果之間聯系的必然性。
在上述原則下，實驗步驟的設計可以大致上分為三個要點：第一步，準備和分組。對實驗材料要進行準備和預處理，使其初始狀態相同并達到實驗要求。然后，根據實驗需要劃分為不同組別，為后續的對照實驗做好準備。第二步，對照處理和變量控制。將不同組別控制在自變量的不同變化幅度之下形成對照，其余條件控制到相同且適宜的狀態，并給予充分的后續反應時間。第三步，實驗現象的觀測統計。選定適當的觀察測量指標對不同組別分別進行觀察和統計，以反映實驗結果。
本節課主要包括四部分內容：“孟德爾一對相對性狀的雜交實驗”、“對分離現象的解釋”、“對分離現象解釋的驗證”、“分離定律”，這四部分內容間的邏輯性很強，層層深入.本節教材的主導思想是以孟德爾發現遺傳因子的實驗過程為主線，突出科學史和科學研究方法的教育，而這也是必修2模塊的一個教育側重點，所以在模塊2中具有非常重要的作用和地位.
2.學情分析
學生在初中階段已學習與本節有關的一些基礎知識，對基因與性狀的關系、基因的顯性和隱性、相對性狀等概念有一定的認知，這對于本節的學習有一定的幫助，因此教學中，教師應該引導學生努力回顧舊知.但學生還不知道有關減數分裂的知識以及基因的本質問題，因此對于孟德爾提出的四點假說的理解和領悟上有一定的難度，教師可引導學生通過自己動手做模擬實驗來體驗孟德爾假說.另外教師可以提供一些驗證假說的方案，讓學生在分析討論過程中，真正理解孟德爾測交實驗的目的.
二、教學目標
1.知識與技能目標
能說明孟德爾選擇豌豆作實驗材料的優點；掌握孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗方法和對實驗現象的解釋及驗證；區別自交、雜交、測交、相對性狀、性狀分離、純合子和雜合子等基本概念；闡明分離定律的內容和實質.
2.過程與方法目標
通過課前調查和課堂模擬實驗培養動手能力和分析、整理歸納能力；討論孟德爾雜交實驗的相關數據，形成科學的實驗分析習慣；會分析孟德爾研究的步驟，形成對假說―演繹法的初步認識；能夠運用分離定律解釋和預測一些遺傳現象，鍛煉解決實際問題的能力.
3.情感態度與價值觀目標
體驗孟德爾遺傳實驗的科學方法和敢于質疑、勇于創新、以及嚴謹求實的科學態度和科學精神.
三、教學重點與難點
1.重點
一對相對性狀的雜交實驗；對實驗現象的解釋及驗證，闡明分離定律；進行科學方法的教育；用分離定律解釋一些遺傳現象.
2.難點
對分離現象的解釋；假說―演繹法.
四、課前準備
1.學生分組完成兩個任務
以班級小組為單位，兩個組的學生通過書籍和網絡等渠道查閱資料（內容主要包括孟德爾的生平事跡、孟德爾雜交實驗的科學背景），其他組的學生根據教師設計的表格對本年級同學及其父母的眼瞼特征（單、雙眼皮）進行問卷調查，并以表格的形式對數據進行統計和處理.
2.設計問卷調查的兩個表格
3.性狀分離比模擬實驗的材料用具
兩個相同的紙袋（甲和乙）、兩種不同顏色的玻璃珠各20顆（如黑色代表含D的配子、白色代表含d的配子）.
4.設計性狀分離比模擬實驗的實驗結果記錄表
學生閱讀課本上“問題探討”中的資料，了解“融合遺傳”的觀點.
結合學生的匯報，教師適當補充，并作以下幾點總結：①孟德爾自幼酷愛自然科學，通過對自然科學和數學的學習，孟德爾具有了雜交可使生物產生變異的進化思想，以及應用數學方法分析遺傳學問題的意識.②在實踐中孟德爾選用豌豆、玉米、山柳菊等植物，連續進行了多年的雜交實驗研究，其中最成功的是豌豆實驗.③當時科學界開展對多種動植物的雜交實驗，孟德爾總結了前人的經驗，創新研究方法，如從單一性狀入手觀察分析遺傳結果；用前人從未在生物學研究領域用過的數學統計方法進行分析研究；敢于挑戰傳統的觀點――融合遺傳，提出了顆粒遺傳的思想等.
教師設疑：豌豆具有哪些特點？為什么說孟德爾最成功的雜交實驗是豌豆雜交實驗？
讓學生走近“遺傳學之父”這一科學偉人，產生對孟德爾的欽佩和感動之情，體驗孟德爾敢于質疑、勇于創新、堅持不懈的科學態度和科學精神.
結合圖片和課本上的示意圖以及注解，嘗試概括豌豆作為理想實驗材料的一些優點，并思考兩個問題：.雜交實驗的含義是什么？如何通過純種間的雜交獲得雜種后代？人工傳粉時要注意哪些事項？
請大家閱讀課本“一對相對性狀的雜交實驗”，并思考討論：
1.為什么子一代表現高莖？矮莖性狀消失了沒有？如何來證實這一點？2.為什么子二代又出現了矮莖？
3. F2出現3∶1的性狀分離比是必然還是偶然？是個別還是普遍現象？如何證明？
4.如果不用數學統計的方法分析遺傳結果，會發現F2呈現3∶1的數量比嗎？
教師通過幻燈片展示豌豆植株及花的結構圖，師生共同總結優點：①自然狀態下豌豆自花傳粉（且閉花受粉），產生純種；②具有穩定遺傳的、易于區分的性狀，如課本上列出的7對相對性狀，通過觀察很容易區分；③豌豆花大，易于進行人工雜交，獲得真正的雜種.
結合以上內容，教師引導學生聯系初中的知識，介紹兩性花、單性花、自花傳粉、異花傳粉，并給出相對性狀、父本、母本、自交、雜交、正交和反交等基本概念.
找到了理想的實驗材料，接下來我們一起來學習孟德爾到底是如何進行雜交實驗并揭示遺傳奧秘的.
通過前面我們對孟德爾的了解，大家已經知道了，孟德爾獲得成功的原因還歸功于其研究方法的創新，他在研究雜交實驗的過程中，采用由簡到繁的觀察方法，即先觀察一對相對性狀的遺傳再研究兩對相對性狀的遺傳.
那么，如果選擇豌豆的高莖和矮莖這對相對性狀來研究的話，雜交實驗該怎么做？雜交后代的莖高度可能是怎樣的呢？
大家的實驗設計和預測結果跟孟德爾的一樣嗎？
教師介紹孟德爾的正交和反交實驗，強調孟德爾實驗的嚴謹性.關于矮莖性狀是否消失、如何證實的問題教師提出兩個方案讓學生討論：1.用F1和矮莖豌豆雜交，看后代是否出現矮莖豌豆；2.讓F1自交，看后代是否出現矮莖豌豆.
一、初中物理學困生的存在是一種普遍的現象。
但新課標實施以來初中物理學困生的轉化工作也相應地被提到正常的教育教學工作的日常事務中來。筆者根據自己在初中物理學困生轉化工作所取得的經驗，結合初中物理新課標的特點，對初中物理學困生的內部成因和轉化策略進行闡述。
一個初中物理學困生的形成的原因是復雜的，但總體上說有外部原因與內部原因。事實上，在形成學業不良的過程中有些因素可以單獨起作用，也可交互作用。大多數學生的學業不良是由于各種不良因素交織在一起而形成的。[1]在這些因素中，由于學生個人的內部因素造成的成分也比較復雜。筆者現主要從初中物理學困生（學業不良的學生）形成的個人因素特點出發，談談初中物理學因生的內部成因：
（一）畏懼困難
根據筆者與所結對的初中物理學困生共同分析尋找學業不良形成的原因和時間時發現，許多初三的學困生是在剛入初二時對初中物理畏懼困難的情緒造成的。從初中物理新課標安排順序來看，雖然義務教育初級中學課本是在原有教材基礎上的一大飛躍性的大進步（首先體現出來的是合科教學，打破了傳統的初中分科教學的很多弊端，減少學科界限），但是因為學科的特點而造成學生學習上的困難也是顯而易見的。從教材的編排上看，初中二年級的學生所學習的是介紹性的有關物質結構的內容。這些內容一般僅要求學生對所教內容的認識、了解，學生在學習過程中一般都結合自然界中的實物（或模型）進行學習，以學生的形象思維作載體進行學習；進入初中三年級后，學生首先學習的是具體較高抽象思維的物理學抽象概念的內容，如密度、功、能、壓強等。一向習慣于利用形象思維方式的初中學生，突然要求其具有抽象思維，學生在這一過程中對抽象思維能力的培養需要一個過程。當然在這一過程中不可避免地出現了一些學生對這一轉變過程的畏難情緒。
由于學習內容的改變，必然造成學習方法、策略的改變。但是，并不是所有的學生都能夠很順利地得以轉變。學習方法、策略一般容易轉變的人是很容易適應不同學習環境和方法的人。在我們的學生當中，并不是所有學生都能做到這一點。所以，做不到這一點的學生，容易成為學困生。
（二）不喜歡動手
在學習過程中，我們發現不同的學生的興趣愛好是不同的，有些學生喜歡具有一定思辯的問題，有些學生則喜歡動手做實驗。雖然說并不是所有的初中物理學困生都不喜歡做實驗，但確實存在一部分學困生與不喜歡動手做實驗有關。這些學生往往在上實驗課時是旁觀者，只看同組的其他同學動手做實驗，而自己則對動手實驗毫無興趣。
學好初中物理，學會觀察和實驗是最關鍵和最基礎的技能，這里的實驗不但是教師在探究課上要求學生動手完成的實驗，而且要求在學習過程中怎樣懂得發現問題、用實驗解決問題。這就是科學實驗探究性學習的一種重要方式。
（三）獨立學習能力差
我在教學就有遇到這樣的學生，自己不能獨立完成作業。這樣的學生一般對自己不自信。初中物理的學困生一般就是這一類學生。獨立完成一項作業，獨立完成一個問題的思考、獨立完成一個實驗、獨立回答一個完整的問題。這些對于一名學困生是非常重要的。但是學困生缺少的就是這些方面的能力，他們在學習上總想有所依靠，完成作業時必須與同學坐在一起；即使偶爾能解決一個問題，但總是不自信，尋找答案或與別人核對答案后才放心；有一個問題時不敢單獨提出來，原因是怕教師和同學笑話他
（四）沒有養成良好的習慣
對于一名初中物理的學困生來說，由于長期的得不到在學習上的成功的體驗，學困生久而久之形成了一些不良的學習習慣：
（1）缺乏思維的毅力。
思維的品質中表明思維具有一定的持久性。在思考一個初中物理的問題時，思維的持久性品質對解決這一問題起到非常重要的作用，學困生面對初中物理的一些問題普遍存在缺乏思維毅力的傾向，遇到一些稍有一定難度、需要學生認真仔細地去思考的問題時，學困生往往顯得很不耐煩。這樣，很多學困生在面對一些稍難的題目或作業時，不是選擇怎樣去面對困難迎面而上，而是選擇了逃避，有些學生為了應付教師的作業檢查而去抄襲其他學生的作業。
（2）缺乏注意的穩定性。
心理學表明，每個人都具有一定限度的注意的穩定性，但是不同的人注意穩定性的強度是不同的，注意的穩定性也并不是一個人的先天，它是一個人后天在學習生活中"鍛煉"的結果與產物。由于學困生在對待初中物理的一些問題時顯得明顯的不足，學困生對待一些問題總是"心不在焉"。
（3）學習態度差。
由于學生在學習時遇到一些問題，并然會引起一系列的學習不良反應：學生面對一些問題覺得無所謂、解題時馬虎、書寫潦草、作業完成后不檢查等毛病。
（五）缺少好的學習方法與策略
學習需要一定的方法與策略。它是追求學習效率的學習者在特定的學習情景中為了達到學習目標，在認知加工過程中所運用的學習方法技能，以及對整個學習活動及其有關因素進行監控的方法技能。[2]顯然初中物理的學困生普遍缺乏的是無認知的能力、即對自己的學習過程進行監控的能力。比如說面對初中物理的整個學習過程，學困生對學習計劃、學習過程的監視、學習過程的調節等很缺乏。
另外，由于初二學生所學習的初中物理的學習內容是物質的基本性質等的介紹性內容，一般的初中物理學困生的學習由于沒有很好的學習方法作指導，學習過程中只重視對一些物理的概念、名稱的"死記硬背"，并把這種"死記硬背"帶到以后的學習中來。針對初二學生來說，生物理學上的一個個概念與名稱僅是文字上的抽象概念，沒有實際上的現實意義。故此，學生根本無法理解這些內容，當然記憶的長久性就無從談起了。
二、初中物理學困生的轉化策略
針對上述對初中物理學困生的內部成因的分析，筆者采用了如下的轉化策略：
（一）形象開路，抽象漸入：
從初中學生生理上的發展特點分析，初中學生已經逐漸地從形象思維轉變為抽象思維了，這種轉化對學生來說是一大難點。但是在轉化初中物理的學困生時，我們要重視形象思維的訓練，并作為學生學習初中物理概念、規律的基礎，而抽象思維可在形象思維基礎之上得以培訓與提高。比如在學習光的折射規律時，學生對"當光從空氣斜射入水或其他透明物質時，折射角小于入射角；當光從水或其他透明物質斜射入空氣時，折射角大于入射角"的理解時，學生對于這一規律的理解是非常表面化的、是對文字面上的一種感性認識，根本不能夠理解這句話的真正含義。但是，若教師引導學生以形象化的思維理解這一規律，則這一規律顯得簡單：如可以做實驗，不管是光從空氣斜射入水中時還是光從水中斜射入空氣中，在水的這個角（不管是入射角還是折射角）總是小于空氣中的角。通過實驗后，讓學生形成固定的有關這一實驗概念的"表象"，則學生在以后應用到這一問題時自然而然地會想起這一表象。再比如，當學生在學習"物體的沉浮條件時，對于物體的上浮、下沉還是漂浮是液體與物體（實心）密度的大小比較有關"，學生很容易混淆這一關系。所以，對于這問題，單純從文字或公式的理解是很難的，學生不容易記憶。但當我們從形象的具體例子出發，從類比的方法出發，這一問題就可得以解決：如我們可以舉例子進行類比，把木塊浸沒于水中，木塊上浮，（木塊的密度小于水的密度，故可類推）其他同理。從上述的舉例分析可以看出，以形象的思維去表達抽象的概念規律，是初中學生以形象思維為基礎培養抽象思維的一種重要的方法。
（二）勤奮作基，方法作徑：
一類初中物理學困生是因為學生本身不努力、不勤奮造成的，而有些學困生很勤奮地學習，但是缺乏必要的方法而使自己成為了學困生。要想學好初中物理這門學科，勤奮與方法這兩者是不可或缺的內容之一。對于勤奮，不管是從一些偉人的事跡中還是從學生身邊的例子中都能說明問題，這里勿需多言。但是一般的學困生都缺乏科學的學習方法的指導，下面簡述之：
1．加強學習的計劃性。
有計劃的學習活動可以促使學習目標的實現，可以磨練學習意志，有利于良好學習習慣的養成，也可以提高時間利用率。[3]指導學生制定一個科學的學習計劃是非常必要的。
2．加強預習、復習活動。
3．培養學生對學習過程的元認知能力。
不管是對整個學習過程還是解決某一個簡單問題的，都需要學生具有一定的元認知能力。簡而言之，元認知即是對認知的認知和監控。也就是說，人可以跳出一個系統來觀察這個系統并且控制這一系統，通過元認知了解、檢驗、評估和調整自己的認知活動。[4]在經過一段時間的學習后，學生若懂得怎樣去反思、總結前一段時間的學習過程中的經驗，為下一階段的學習做好打算或吸取教訓，學生在下一階段的學習效率和水平將會有所提高。同樣，解決了一道初中物理的一個問題后，學生若懂得怎樣去反思、回顧這個問題的解法、思路及自己解題時存在的優勢與不足，這樣，學生的解決問題的水平將不斷提高。
4．加強學困生解決問題的方法。
一般說來，解決初中物理的問題有如下的步驟與方法：
（1）全面理清問題，通過較快速地瀏覽整個問題的整體框架大致了解問題的狀況，但一定要明確提出了什么問題，這個問題提出的目的性是什么。
（2）以問題為思維的中心，以問題中已知各數量關系為主線，理清已知問題中的各數量關系與問題存在的關系是什么。
（3）從整體上把握問題的類型，大致以什么方式回答。
（4）初中物理的問題一般很注重思維過程。面對一個問題，我們首先通過明確問題的目的性，通過逆向推理的方法進行解題。如下題的解題思路：
題目：一金屬塊掛在彈簧秤的下端，彈簧秤的讀數是0.89牛；若把金屬塊全部浸入水中，彈簧秤讀數是0.79牛,求金屬塊的密度。
解題思路：
①解決什么問題：求金屬塊的密度ρ金；
②逆向思維：求金屬塊的密度，只要求金屬塊的質量與體積；求金屬塊的質量，只要知道金屬塊受到的重力（已知在空氣中金屬塊的重量）；求金屬塊的體積，則只要求金屬塊浸沒于水中排開水的體積；求金屬塊排開水的體積，則只要求金屬塊浸沒于水中受到的浮力（浮力的大小可以用彈簧秤的兩次示數差表示）。
（5）克服思維定勢。從總體上說，初中物理中哪一部分問題應用哪一知識去解答，在學生的思維中已經有一定的思維定勢，思維定勢對于一般的解題是有好處的，它可以減少學生思維的時間；但是思維定勢也往往把學生的思維帶入了解題的"死胡同"，故在解決一些問題時，有時要充分地利用思維定勢的優勢，有時則要克服。如上題中，求體積時并不能利用密度與質量的關系進行求解，則需要打破思維定勢，利用浮力的知識。
（6）選擇多種方法進行解題。每一個題目的解題都有一定的方法，且思路不同，這可以鍛煉學生的發散性思維。培養學生形成這樣的一種習慣：當以自己的方法完成解題時，讓學生從不同的角度去思考另外的解題方法。
（7）解決一定問題之后，培養學生總結問題，反思問題的能力。
（三）化整為零，化零為整
學習初中物理的過程就是"化整為零，化零為整"的過程。當學困生面對初中物理內容時，要把整體上的知識體系各個擊破，從細處學習知識內容。但是，畢竟初中物理是一門有系統性的學科，這一學科中各知識點間存在必然的聯系，通過理順這一關系，學生對知識形成網絡化。
（四）重視解疑，更重激疑
對于初中物理的學困生，學生的很多問題沒有得到解決。幫助學生解決一些問題是進行學困生轉化的一項重要的工作。在平時的學困生轉化過程中，我們發現學困生的一個共同特點是：一般的學困生很難提出問題。愛因斯坦說過，提出一個問題比解決一個問題更重要。確實，對于初中物理的學困生，平時的他（她）們很少把時間投入到思考一些初中物理的學習問題上來，即使有些學生平時有思考學科上的一些問題，但由于其在思考的過程中，他（她）們所獲得的失敗的消極體驗機會比積極體驗機會多得多，所以這給他（她）們下一次積極主動地去學習形成一定的障礙，教師在轉化過程中的一個重要工作是如何創設問題情境，使學生產生問題。有問題的學生往往是對某一個方面經過認真思考的。通過點撥后引導學生思考解決問題，并在思考解決問題的過程中產生新的問題，使學生產生興趣。
（五）傾情投入，師生共感：
學困生的轉化工作是一個教育系統工程，轉化過程是一長期的過程。這過程需要教師投入大量的精力。轉化一名學困生，筆者認為教師在情感的投入方面必須做到如下幾點：
1．取得學困生的信任與支持。
學困生的轉化工作并不僅僅是學業上的指導工作，更是對學生心理上支持、理解、信任工作。我們不得不承認：由于受到社會、學校、家長等的升學壓力的影響，教師在教育教學過程中總是對學業優秀生比較重視，而對學困生則忽視了。長期受到這一意識的影響，學困生與教師之間形成了一條不可逾越的心理鴻溝。學困生的心理相對教師來說是封閉的。這時要轉化這名學困生，首先教師的一切行為必須取得學困生的信任與支持。
2．相信學困生具有可發展的潛力。
筆者認為，"真誠地相信學困生是可以轉化的"這一點是轉化初中物理學困生的工作的基礎。從人的發展與學困生的形成原因等角度分析，這一點是不難理解的。超級秘書網
3．與學困生建立類似于"互惠互利"的"平等關系"。
轉化學困生時，教師不要以高姿態對待學困生，不要以為對學困生學業上的幫扶工作是對學困生的"施舍"。教師要以平等的身份加入學困生的轉化工作中來，使學困生感覺到教師與學困生的關系是一種"互惠互利"的"平等關系"：教師可以從學困生身上學到很多知識，同理，學困生也達到了被轉化的目的。
4．教師是學困生學業上的指導者，又是精神上的支持者。
任何一個學困生，其總是回避著自己在學業上的后進，總是以自我封閉的形態出現在教師的面前。其實學困生在班集體中的心理壓力是無形的，也是非常大的。教師在這里的角色并不僅僅是對學困生進行學業上的指導工作，更重要的是給學困生以精神上的支持，使學困生走出"自卑、自閉"的心理。
總之，初中物理學困生的轉化工作是一艱巨而富有挑戰意義的工作，它需要更多的教師以更多的精力投入到這項工作來。筆者相信，一名好教師不但能使優秀生更加優秀，同樣能使后進生不再后進了。
參與文獻：
Studies and practice for reforms of microbiological experiment in teaching contents and approaches
He Xiaoqing, Li Zhiru
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China
Abstract: In this paper we briefly describe a series of reforms and tries in teaching contents and methods on the course of microbiological experiments for students in Beijing forestry university. The overview of reforms in experimental teaching, including course contents, teaching approaches, open experiments are introduced and discussed in details.
Key words: microbiological experiments; teaching contents; teaching approaches; reforms
微生物學實驗不僅是高等院校微生物學或生物技術專業的基礎課，也是生命科學、醫學、農學、林學等學科的基礎課程[1]。實驗教學是理論與實踐相結合的紐帶，是培養學生實驗操作技能和應用技術的場所，對整個教學質量起著舉足輕重的作用。一方面，學科高速發展需要現代技術；另一方面，即使基因水平的研究，也離不開微生物學的基礎實驗方法。自從列文虎克發現細菌以來，認識和研究微生物的方法與技術已經得到了很大發展，包括經典與現代的、個體水平與分子水平的、微生物體內與體外的等。微生物學實驗教學的目的之一是使學生在有限的教學時間內掌握和了解微生物學的基本技術與方法。不同的學科領域和院校所選擇的實驗內容不盡相同，作為一門基礎課程，其教學內容應該有一個基本的要求。我們在近幾年的微生物學實驗教學實踐中，創新實驗教學內容，并對微生物學實驗課程進行重組探索。
1 實驗內容的合理設置
微生物學實驗是基礎課程，實驗內容以微生物學基礎方法與技術為主。微生物實驗基礎內容包括：無菌操作(如接種、培養等)與無菌概念的建立，這是微生物學中最重要的基礎；幾大類微生物的形態特征與個體特征、微生物的基本染色方法、微生物的稀釋涂布技術及微生物的生理生化特性測定等。這些基礎的微生物學方法與技術作為學生必須掌握。在進行這些基礎教學過程中，教師也介紹各種方法與技術的發展與趨勢，啟發學生創新。只有了解基礎才知道“何為新”，只有掌握了基礎才明確“怎樣創”。近幾年的微生物學實驗教學內容主要包括以下幾個方面：
1.1 自然環境中微生物的檢測
盡管微生物的廣泛存在性作為相關專業的大學生已有一定的概念，但還不深刻。在微生物學實驗中，讓學生自己檢測實驗室、學生宿舍、人體表面與體內氣流、不同的水體、食品或飲用品中的微生物。一旦學生在平板上看到各種不同的菌落時，會大吃一驚，這樣會留下深刻的印象。
1.2 微生物的接種與培養技術
將微生物接種在不同的培養基中進行培養，是微生物學研究與應用的基礎，包括不同的接種工具、接種方法。液體、固體和半固體培養基的接種方法應掌握熟練，特別要強調嚴格的無菌操作與無菌概念。
1.3 微生物種類的識別
區分不同微生物的方法包括培養特征(液體與固體培養基)、生長特征(斜體、半固體等)、個體特征(顯微鏡下觀察)以及生理生化特性。通過菌落特征識別細菌、放線菌和霉菌三大類群，個體特征主要是選擇具有代表性的細菌(革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、桿菌、球菌、弧菌和螺旋菌、產鞭毛細菌等)、放線菌、酵母菌、絲狀真菌及其相關的染色方法。例如革蘭氏染色法、美蘭染色法、死活菌染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法等，并能正確使用顯微鏡觀察微生物。生理生化特性的檢測，重在了解不同微生物在代謝上的差異，用以進行微生物的鑒定。
1.4 微生物的生長與測定
微生物生長曲線、數量與大小的測定。生長曲線測定中平板活菌計數和光電比色法是學生應掌握的方法。
1.5 環境因素對微生物的影響
這方面主要內容包括不同物理化學與生物因素對微生物的影響。
根據重基礎的原則，同時也考慮實驗內容或實驗方法與技術每年進行更新約25%，開放實驗和綜合實驗分別占學時的12.5 %左右，有利于學生創造性思維的發揮。
2 不斷更新實驗內容，建立新的實驗教學體系
生物科學史中的發現都是眾多科學家經過深入的研究與周密的試驗得到的，在一定程度上反映出了科學的探究方法，是高中生理解生物知識的重要途徑。高中生在學習生物科學史的過程中，不僅能夠將生物知識學會，而且能夠培養自己的科學思維能力，增強對生物學習的興趣，了解生物知識對人們日常生活的影響。所以，在高中生物教學中，采取合理的生物科學史的教學方法和途徑進行生物課堂的教學是非常重要的。
一、高中生物科學史教學的必要性
當前，隨著新課標的實施，以及生物教學在高中教學中的重要性越來越突出，生物教學受到了教育教學領域的高度重視。傳統的高中生物課堂教學方式局限于"老師講學生記"的教學形式，嚴重束縛了學生的思維，違背了學生為主體的教學理念，不僅不利于學生的發展，而且阻礙了生物教學的進步。生物科學史教學是高中生物教學領域提出的一個新的教學理念，它適應了新課改的要求，在高中生物教學中起到了良好的教學效果，不僅提高了學生學習生物的積極性和主動性，強化了學生的學習興趣，而且擴展了學生的知識面，豐富了生物教學內容，同時提高了高中生物課堂教學的教學質量和教學水平，促進了整個高中教育教育的發展。
二、高中生物科學史的教學方法與途徑
1、堅持利用生物科學史教學的原則。首先，在進行高中生物教學時，要把握住教學的重點，生物科學史要適當引入，但是教學的重心還要放在生物知識的教學上；其次，要對生物科學史進行有目的的教學，對教學內容進行科學的篩選，選用的生物科學史部分要能夠給學生多方面的教學；第三，高中生物老師要根據具體的實際情況靈活地進行課堂教學，課堂教學只45分鐘，老師不能把課堂時間都用來滿堂灌的教學，要有選擇、有目的的進行教學，而且要對教學內容詳略得當；第四，高中生物教師要選取合適的科學史內容進行教學，教學史內容要符合學生的年齡特點和知識接受能力，而且要與學生的高中生物課本內容緊密相連，不能把教學內容復雜化，影響實際的教學內容。
2、加強過程式教學。生物學知識是人類長時間研究與精心積累的知識，在各類知識中占據著舉足輕重的位置。在高中生物的教學中，通過對生物科學史的教學，不僅能夠使學生切實體驗到生物科學家進行生物知識研究的全過程，而且能夠將科學家刻苦鉆研的探究精神引入到日常的學習中，而且在了解生物知識的同時，還學會了生物探究的方法，明白生物學科中的概念、原理等。在高中生物教學中利用生物科學史的教學，不僅給學生傳授了生物知識，而且使學生的科學思維能力得到了有效的培養。
3、講述生物學家的生平事跡。在高中生物教學中，要在適當的時候，有意地選取一些生物科學家的生平事跡進行講述，把科學家的事跡適時的滲透到生物知識的教學中，這樣不僅豐富了課堂教學的內容，而且能夠有效激發學生學習生物的興趣，在日常的教學中，不知不覺地學習到科學家艱苦奮斗、堅持不懈的精神，使學生以后的生活中不畏艱險、樹立正確的人生觀和價值觀。在生物課堂教學中，加入科學家事跡的講述，勢必會促進學生努力學習，在了解科研的基礎上，為我國的科研事業做出貢獻。
4、增加生物科學史的故事性教學。高中生物課堂的教學不能只是單純地講授生物知識，枯燥的教學會使學生學習的積極性降低，甚至厭倦學習。因此，在生物教學中適當地穿插一些生物科學史不僅能夠使課堂的學習氣氛活躍起來，而且能夠調動學生的積極性，培養學生學習生物知識的興趣。比如，在進行"酶的作用"的教學時，首先給學生講述科學家斯帕蘭札尼的實驗設計，不僅使學生加強了對酶的作用的學習，而且還學會了科學家解決困難的方式方法。
5、增加學習生物知識的途徑
高中生物知識的教學不能只局限在課堂教學上，生物教師要給學生適當地提供一些其他的學習途徑，比如隨著網絡的普及，老師可以給學生提供一些生物知識學習的網站，讓學生利用對科學史的學習，豐富自己的生物知識。生物科學史有著幾千年的歷史，在這漫長的年代里，各種有益的科學史料數不勝數，老師在課堂教學中是無法實現史料的完全呈現的，因此給學生提供其他的學習途徑是非常有益的，鼓勵學生自己去尋找生物科學史中包含的科學知識和各種學習方法。學生充分利用網絡對生物知識進行學習，形成良好的學習習慣，不僅提高了學生的生物成績，而且開拓了學生的視野。當前，比較全面、受歡迎的網站比如http：///ebook/biology；http：//cyborg.bokee.cpm/等。
總結：
生物科學史展示了生物學科發展的過程，呈現了各種科學研究的方法，它能夠將生物知識的傳授與學生科學思維能力的培養有效結合起來。高中學生在對生物科學史學習的過程中，不僅能夠將生物科學知識學會，而且還認識了生物科學研究的整個過程。因此，高中生物教學中，要充分發揮生物科學史的教學作用，采用行之有效的教學方法與教學途徑，激發學生學習生物的積極性和主動性，使學生的科學思維能力得到有效的提高，進而把學生培養成適應社會發展的有用人才。
參考文獻：
[1]俞麗萍.高中生物科學史教學中的科學本質教育[J].生物學教學
生物科學是一門研究生命現象、揭示生命運動規律的自然科學．生物科學史涵蓋多方面內容，包括生物科學知識的發展歷程，科學家研究生物科學時所采用的理論與實踐方法的演進過程，涵蓋著科學家對生命現象的看法與觀點．生物科學史是一個動態的過程，它研究生物科學在過去如何發生與發展，也表示人們當前對生物科學的認識與觀點，揭示今后對生物科學的研究方向．另外，科學家在對生物科學的探索中所展現的高貴品質與精神，也同樣蘊含于生物科學史，時刻教育和警醒著后人．
二、生物科學史對高中生物教學的重要意義
1．有利于激發學生學習生物科學的興趣
生物科學史包含與人類生存和發展息息相關的歷史片段及真實的材料，這些生動鮮活的內容，能夠在一定程度上增強高中生物課程的趣味性，使教師和學生均能提高對生物科學重要性的認識，繼而能更積極參與到高中生物的教學過程中．在教學中，教師將教授的內容與生物科學史中的相關史料相結合，為學生講解真實的歷史事件，以此提高課堂的趣味性，從而激發學生的學習興趣．
2．有利于引導學生理解生物科學知識
生物科學史記載著生物科學知識基本的概念、原理和規律是如何發展的．這些生物科學知識的發展歷程，為學生在課堂中學習生物知識提供了所需產生、發展的背景，并說明了科學家探索和研究這些知識的過程．眾所周知，生物科學知識始終處于不斷變化發展中，對知識的研究切勿僅限于一點，而要著眼于發展全局．生物科學史能夠提供科學知識發展的整個過程，幫助學生構建更加完整的知識框架，對學生更加深刻理解和掌握知識提供了一定的幫助．
3．有利于學生學會生物科學的研究方法
科學的研究方法是確保人類研究得到正確結果、把握真實規律的重要工具．生物科學研究方法的不斷創新，引領著人類取得更大的研究成果．生物科學史反映了科學家探究生物問題的思維過程以及解決生物問題的研究方法．而教師在高中生物教學中滲透給學生生物科學史的教育，使學生在學習過程中掌握生物科學的研究方法，并從中總結出生物科學的學習方法，幫助學生大幅度提高學習效率．
4．有利于培養學生的科學精神
生物科學史在記載科學家研究生物科學歷程的同時，體現了科學家寶貴的科學精神．學生所需要的懷疑精神、創新精神和求實精神都包含在這些科學精神中．對學生進行生物科學史教育，能夠使學生認識到進行科學研究應具有堅持不懈的精神和科學嚴謹的態度，提高學生科學素養，滿足當前高中教育的需求．
三、生物科學史在高中生物教學中存在的問題
1．缺乏教育價值的認識和先進的教學理念
根據實際調查，多數高中都認可生物科學史具有教育價值，但卻沒有給予相應的重視．教師受傳統教學模式的影響嚴重，對學生的教育更加注重知識的講解，很難在課堂上增加新穎的內容，忽視了生物科學史的教育價值．另外，教師的教育理念還沒有隨著新課標教育理念的發展而改變，多數教師更多關注學生的學習成績，忽視生物科學史教對學生各方面素質的提高．
2．對生物科學史的了解程度不夠
多數高中生物教師在接受教育階段，對生物科學史沒有充分的了解，相關專業知識的學習并不扎實，另外，高中生物教師工作任務繁重，缺乏足夠的時間深入了解教材以外相關的生物科學史，導致無法順利展開生物科學史的教學．
3．學生偏重于掌握知識，課堂參與意識薄弱
調查發現，學生對生物科學史中所涉及的科學知識以及科學家的勵志故事有著極大的興趣．但是，學生對生物科學史中科學知識的學習，也是為了應付考試．同時，學生更不愿學習生物科學史中科學的研究方法，他們認為這些對于成績的提高并沒有很大的幫助．在實際課程中，學生缺乏應有的參與意識，不積極配合與教師的互動．另外，學生在課堂中體現的被動心理，也對學生學習生物科學史十分不利．
4．教學評價機制不合理
學校對于學生的評價，仍然局限于學生的考試成績，這就導致教師的授課過程與學生的學習過程，都以提高考試成績為主要目的，很少考慮到學生全面素質的發展．而且在考試與作業中都有規定答案，這就束縛了學生的思維方式．此類不合理的教學評價方式，致使高中生物課程開展生物科學史教學舉步維艱．
四、如何在高中生物教學中滲透生物科學史
1．教師要轉變教學觀念，提高自身素養
新課標教育理念與傳統的理念有著諸多不同，新課標更加注重學生在學習生物的過程中科學素養的提高，教師也要適應時代的要求轉變自身固有的教學觀念，要結合教學目標，采取學生感興趣的教學方式，充分發揮學生的主觀能動性，使學生更加積極主動的參與到教學過程中．此外，教師還應當不斷提高自身的科學文化素養，繼而促進教育質量的提高．
2．學生要重視學習方法，培養科學精神
學生要逐步意識到自身的素質和能力，是今后適應社會生活最重要的因素．學生進入學校參與課堂，并不是單純為了獲得知識，而要在學習的過程中，形成考慮問題的正確思維方法，提高解決問題的能力．學生要在生物科學史中，學習到科學家身上所具有的高貴品質，為今后自身更好地發展打下堅實的基礎．
二、開展探究活動，培養學生的科學探究能力
生物科學素養不可能單純地依靠知識的講授、灌輸來形成，必須改變教學的策略和方法。生物課程標準的一個基本理念是倡導探究性學習，而加強科學探究是培養科學素養的重點。為此新教材一改過去過多地注重科學知識的弊端，十分重視全面提高學生的科學素養，安排有多個探究活動，盡管各個探究活動要求達到的目標和側重點有所不同，如有的重點是在如何控制變量和設計對照實驗上；有的是要求學生體驗探究的一般過程。但是可以說每個探究活動都蘊涵著豐富的培養學生科學素養的內容。例如學習“人體的免疫防線”時，引導學生通過模擬實驗來探究皮膚是一道保護屏障，這樣可以把復雜的實際問題轉化為理想的簡單問題。模擬探究前，教師可引導學生討論：①模擬實驗中模型(蘋果)與原型(人體皮膚)的關系？②如何設計實驗組與對照組？③如何控制變量？④為什么要將實驗材料按四種情況分別進行處理？在充分思考的基礎上根據探究計劃開展探究，由蘋果皮的功能推理出人體皮膚也有相似的功能。再通過調查家人、同學等，結合自己的生活經驗，了解皮膚破損引起的傷口感染情況等，從而證實類比得到的結論是正確的，感悟人體的皮膚是一道保護屏障。在整個探究活動過程中，學生需要不斷地對所遇到的問題進行分析思考，使學生的思維能力和生物科學素養得到螺旋式發展。因此探究活動非常有利于培養學生的科學思維方法和科學素養。
三、認真組織開展生物學實驗，指導學生掌握科學方法
生物科學是一門以實驗為基礎的科學，科學的結論建立在對充足的材料進行觀察和比較的基礎上，生物科學的核心概念、原理，均來自于科學家的科學實踐。因此，實驗是學好生物學的基礎，也是培養學生科學素養的重要途徑。例如在學習生物體的基本結構時，請學生制作洋蔥鱗片葉表皮細胞和人口腔上皮細胞等臨時裝片并觀察細胞結構，教學過程中，教師可先示范一次，然后讓學生獨立完成。實驗中出現的問題應該由學生通過討論和交流，自己找出原因。繪圖時要求學生一定要尊重事實，不要按照掛圖或教材中的插圖去描繪，以培養學生實事求的科學態度。學生通過實驗，在“做中學”的過程中，對“細胞是生物體結構和功能的基本單位”這一重要概念的理解將更深入。這樣，在學習活動中，學生能主動獲取知識，體現了自主、合作、探究性的學習過程，把實驗貫穿于教學的全過程，做到師生互動而又以學生動手實踐為主，并且學生的實踐活動又是在教師的精心設計下進行的，通過實驗過程中的活動和探索，一方面使學生更好地理解掌握科學知識，鍛煉動手操作能力，培養觀察能力和思維能力，另一方面，對實驗成敗的比較分析，使學生認識到進行科學的探索和研究需要實事求是的科學態度。這樣就把傳授知識，訓練基本技能和培養生物科學素養統一起來，提高了教學實效性。
新高中生物課程標準提出了四個基本理念：提高生物科學素養；面向全體學生；提倡探究性學習；注重與現實生活的聯系。其中提高每個高中學生的生物科學素養是課程標準實施的核心任務。生物科學素養是公民科學素養中的重要組成部分，是公民參與社會、經濟活動、生產實踐等方面的基礎。那么在高中階段，生物教師如何把科學素養這一理念融入具體的教學實踐中呢？
1.高中生生物科學素養培養的現狀
國內生物科學素養教育起步較晚，就目前來看，可以從以下兩個方面敘述生物科學素養教育的概況。
一方面，通過改革生物課程結構和教材培養學生的生物科學素養。也就是說，打破單一的必修課結構，形成必修課選修課及輔修課相結合的課程，讓學生根據自己的興趣愛好進行學習，將基礎和必備的理論課程作為基礎課程，培養學生的創新能力，實驗操作能力，以及生物科學的創新能力。這樣，在學習過程中必修課是為學生解決問題，獲取生物知識，以及培養能力夯實基礎；接著就是必修課向選修課轉化，培養學生的興趣愛好，注重學生能力的培養和實驗操作的訓練；輔修課可以看做是一個小型的課題研究，有針對性地對學生的實踐能力與創新能力進行培養，能夠進一步使學生掌握生物科學的研究方法。
另一方面，雖然有些老師意識到了讓學生積極參與生物課堂教學，以便培養其主動性、科學素養的重要性，但是無論從思想上還是方法上都沒有能夠突破應試教育的局限。例如：學生雖然參與了課堂學習與教學活動，但是整體課堂的設計者還是老師，并且講解的內容還不能突破大綱的界限，采用的講解方法還是單一的口頭傳授與黑板板書，不能運用多媒體手段培養學生多方面的能力。
2.培養中學生生物科學素養的途徑和方法
2.1培養學生獲取知識和科學思維的能力。
良好的觀察能力是學生學習生物的基本功。我們學校地處農村，學生容易與大自然接觸，感性知識比較豐富。而學生對生物缺乏仔細觀察和深層次的認識。因此，只要教師在教學中引導得好，讓學生在自然界中多觀察，就能培養學生科學獲取知識的能力和科學生物思維能力，以及學習的主動性。此外，利用電教媒體教學，對培養學生良好的觀察能力具有顯著優勢。通過鮮艷明亮的圖像刺激學生的感官，創設觀察的情境，引導學生按照由局部到整體，或由整體到局部、再由局部到細節的方法進行觀察，培養學生認真細致地觀察事物、分析事物的方法，提高學生的觀察能力。
2.2注重生物科學史，培養學生的科學思維和方法。
科學思維和方法是科學素養的核心要素，教學中強調能力培養，其核心就是思維能力的培養。在生物科學史中，不僅記載著生物科學知識的形成過程，而且蘊涵著科學家的創造性思維方式和科學的研究態度。因此，在初中生物教學中必須注重科學史學習，充分挖掘教材內在因素，從學生的認知水平出發，由深入淺，適當選取或處理相關史料，將其作為教學內容的組成部分，融入單元課題的教學之中，讓學生了解科學家是怎樣發現問題、分析問題、解決問題和提出新問題的，使學生在科學態度和科學方法乃至創造性思維方面多些感悟。從而大大激發學生的創造熱情和探究精神，培養學生科學的思維習慣，掌握科學研究的方法。
2.3加強實驗教學，培養學生的探究能力。
生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。重視實驗教學、培養探究創新實踐能力是新課標的最大特點之一?？茖W技能是構成科學素養的一個基礎要素。新課標對此有明確要求，實驗操作能調動學生的參與意識，教學中采用開放實驗室、課內課外相結合的形式，加強實驗操作，讓學生多動手、多實踐，從操作的角度培養學生的科學技能。并嚴格要求學生在操作過程中科學觀察、記錄、完成實驗報告，通過分析和解釋實驗中產生的現象或數據，得出符合實際的科學結論。這樣可以有效地激發學生學習的內在動機，培養學生的生物學技能，是提高學生學習興趣的重要手段。在平時的教學過程中，通過將驗證性試驗轉變為探究性試驗，讓學生在學習設計、動手操作、嘗試分析中體驗“科學研究”的滋味。新課程標準下，要求學生設計實驗的內容很多，如“設計并制作小生態瓶”、“研究種子的呼吸方式”等，類似的實驗教學，我盡可能多地讓學生自己設計實驗，在設計時，特別強調方案的獨特和新穎之處。這個過程中學生不僅能學會生物實驗方法，能夠提出問題，做出假設，設計實驗，分析現象，還能提高創新能力和生物學科學素養。
2.4聯系實際生活，了解學科應用。
生物學與人類生活息息相關，每個人的出生、成長、衰老過程都涉及生物學的相關理論，因而，在生物教學中聯系實際生活，關注生物科學在生產生活中的運用顯得尤為必要。例如，在教學“植物細胞的吸水和失水”后，教師可以舉一些生活中的相關實例，讓學生積極思考，與生活相聯系。比如人們在吃了比較咸的食物后，會感到口渴；在腌制咸菜時，把鹽灑在新鮮的蔬菜上，過一段時間，蔬菜中會有水分滲出等。
總之，培養高中生的生物科學素養并非一朝一夕就能實現的，它需要教師在日常教學中從點點滴滴做起，切實把新課標理念貫徹于課堂教學之中。有目的、有意識地培養學生的科學精神、態度和價值觀，重視方法、技能的提高和訓練，使學生養成良好的科學行為習慣，提高學生的綜合素質和能力，進而潛移默化地提高每個學生的生物科學素養。
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一、利用生物科學史來培養學生的學習興趣
生物科學史是一部悠遠的思想史，貫穿了偉大生物學家思考以及解決問題的思想歷程，完美的體現了生物科學的探究以及對事物的認識，形成全新的思想氛圍，展現了生物科學知識的時代背景以及思想轉變和探究的過程。生物科學史展示了生物科W各個分支的研究歷史以及彼此之間的關系，揭示了自然科學之間的本質內涵。高中生在學習生物知識的過程中詳細的了解其思想內涵和研究方法有助于幫助高中生全面的了解生物知識結構，養成良好的探究知識的品質，尤其是生物科學史上包含著探究思維方式、研究方法以及不斷質疑和不斷求證的精神，例如：在生物科學史上，DNA雙螺旋結構的探究過程不僅克服了艱苦的研究條件，而且在這一過程中不斷的對既有的結論進行質疑，不斷的進行研究和探究的方法的創新，還體現了人與人之間精誠合作的研究精神，即便是不同學科的學者在探究真理的時候也可以相互啟發、相互補充，DNA雙螺旋結構的發現學家是生物學家沃森和物理學家克里克的合作對于高中生的生物學習有非常積極的精神影響，高中的生物教師在課堂講解的時候不僅僅要給學生講解正確的生物知識，還要將這樣的探究精神傳達給高中生，使得高中生在生物學習的時候樹立正確的學習態度，激發對生物科學的學習熱情，還能夠間接的鼓勵高中生均衡的學習各個學科，不偏科，重視每一個學科的學習，將所學的知識綜合在一起，為高中生的后續學習奠定良好的基礎。
二、高中生物教師應當豐富高中生的課余生活，豐富生物科學史的閱讀量
在高中生活之余，學生的學習壓力極大，生物教師的教學目標不僅要提高學生的考試成績，還要在課余生活適當的緩解學生的學習神經，除了教材以及參考書之外生物教師還可以給學生準備接豐富的課外讀物，例如：專門的生物史讀物、刊物，或者使用發達的信息網絡使得學生對于生物知識的認知更加的全面，在備課的時候，高中的生物教師也可以豐富自己的閱讀體驗，在課堂講解的時候引經據典，加深學生的印象，尤其是在介紹生物教材中的探究實驗的時候，高中的生物教師可以通過生物歷史的背景知識使得學生對不能親身參與的探究實驗有更多角度的理解與認知，例如：高中的生物教師可以在備課的時候閱讀一些《生物學核心概念的發展 高中生物新課程的科學史資源》、《生物學方法論》、如《生物學通報》、《中學生物學》等等，這些雜志能夠幫助高中生物教師總結更多的學習經驗，在實際教學的時候應用自如，增強日常課堂教學的可操作性，提高高中生物課堂的學習性質以及參考價值。
三、利用生物學史的方法來豐富學生的學習方法
在生物探究歷史中，最常使用的生物知識研究步驟為：觀察現象、提出問題；觀察、收集資料；分析資料、提出假設；驗證假設、明確觀點；討論、交流科學成果等，這些方法應用到高中生物學習中有助于完善學生的生物學習思路，更深入的了解生物科學的思維方式以及背景，領悟生物知識的研究方法以及研究思維。
例如：在探究生物“生長素發現史”的時候，高中生物教師可以對這段歷史進行分階段的選擇和挖掘，分階段的將歷史素材呈獻給學生，引導學生分析歷史材料的探究發現其中問題，對問題進行分析、提出加設，分階段進行探究，并在允許的條件下設置對照實驗進行實踐操作，教師在這一過程中鼓勵學生自主探究，得出結論，并對實驗結果進行評價、修正，引導學生最終得出正確的科學結論，在這樣研究的過程中，高中的生物教師將生物史完美的呈現在課堂上，使得學生對與生物知識有更多自我的見解以及對生物歷史有更多的認知。
同時，將生物歷史與日常的教學實踐聯系在一起，使得高中的生物教師避免陷入“利用科學史進行教學”的模式，也能夠鼓勵學生沿著科學家研究的足跡探究生物歷史，理解生物知識學習的本質以及掌握科學的研究方法，學習生物學家的研究精神，為高中生物的知識鞏固以及知識學習奠定良好的基礎。
四、總結
高中階段是培養學生學習興趣，養成良好學習習慣以及樹立自信心的關鍵階段，在這一階段，高中生的學習壓力較大，學習時間緊張，多數的高中生分配給生物學科的時間較少，對于生物知識的學習采取的方法是死記硬背，這對于高中生的長遠發展影響不佳，存在這一現象的原因有一部分是高中的生物教師無法很好的引導學生，高中的生物教師應當利用生物學史的方式來激發學生的學習興趣，使得學生找到正確的學習方法，對于生物學史有更多的了解和更多角度的認知，幫助學生從另一個角度掌握更精髓的生物學習方法，學習生物學家的研究精神，為高中生的長遠發展奠定良好的基礎。
