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生物科学研究的基本方法范文1
关键词:生物科学、生物科学素养、中学生、培养
一、 生物科学素养相关理论界定
(一) 生物科学素养的概念界定
目前为止,学术界针对“科学素质”与“科学素养”这两者的使用没有明确的规定,翻译成英文都是Science Literacy。科学素养包含五大要素:科学品质、科学知识、科学能力、科学方法和科学意识。科学素养是通过日常生活以及媒体等渠道提供的信息获取方式而积累形成的对科学技术的主观理解,是以教育为基础的行为。科学素养的五大要素彼此相互影响、相互作用,是维系生物科学正常运转的最基本因素。
生物科学素养也是公民科学素养构成的重要组成部分,是指公民社会实践、经济实践、生产实践以及个人实践是所需的生物科学概念和科学探究能力的展现,是对科学价值观和科学态度的一种展现。随着生物科学技术的发展,生物科学已经逐渐的走入人们的生活,生物科学素养也就成为了现代公民必备素养的基本素养之一。
(二) 生物科学素养的基本构成
生物科学素养的基本构成主要可以分成生物知识素养和生物能力素养。生物知识素养内容是与人们日常生活联系最紧密的一个部分,与人类的生活、生产密切相关的部分,是反映现代生物科学技术的理论基础和科技水平,是能够让学生们接受生物知识的必要前提,以及生物方面的各种相应的理论要素。这些知识的构成是都是让中学生适应社会发展、时代进步、科技发展以及今后学习生活的理论基础知识。
生物能力素养是进行物科学研究和生物学习生的基本能力之一,这其中一共包含四个方面,观察能力、实验研究能力、实践活动能力以及探究性学习能力。第一,观察你是学习生物的必要前提,也是获得生物方面知识的首要步骤,学会观察你才能够对实验、实践以及探究做好必要的准备。第二,生物学是对实验的要求很严格,因此,实验研究能力也是学生获取知识和技能的一种基本能力。生物实验能研究能力包括①从实验中获取知识的能力②将这些知识运用到实践中的能力③能够在实践中利用实验手段解决问题的能力。第三,实践活动能力是学生学习生物应该具有的理论与实际相结合的能力,这其中包含着要灵活的运用书本知识的同时,将知识转化到实践中去,从而得出结论,更好的探究生物知识。最后,探究性学习能力是培养学生自主学习的一个重要方式。学生只有具有了探究性学习能力的本质才能培养创新生物科学的精神。
二、 国内生物科学素养教育的开展情况
国内生物科学素养教育起步较晚,就目前来看,可以总结成以下两个方面去概述生物科学素养教育的概况:一方面,通过改革生物课程结构和教材培养学生的生物科学素养。也就是说,打破单一的必修课结构,形成必修课选修课以及辅修课相结合的课程,让学生根据自己的兴趣爱好进行学习,将基础和必备的理论课程作为基础课程,培养学生的创新能力、实验操作能力以及生物科学的创新能力。这样,在学习过程中必修课是为学生在解决问题、获取生物知识以及培养能力做好夯实基础;接着就是必修课向选修课转化,培养学生的兴趣爱好,注重学生能力的培养和实验操作的训练;辅修课可以看做是一个小型的课题研究,有针对性的对学生的实践能力与创新能力的培养,有能够进一步是学生掌握生物科学的研究方法。
另一方面,通过改革教学方法以及教学模式培养学生的生物科学素养。学生的学习兴趣是教师在传授过程中引领的,这就要求,教师在授课的同时,不仅仅应该注重学生学习方法,也应该注重提升自己的教学方法和教学模式,在生物学科教育领域中,针对不同的教学内容,也同样有着不同的教学方法和教学模式,通过对教学方法和教学模式的改革和提升,从而能够激发学生的学习兴趣,培养学生主动学习的学习习惯和氛围,同时在教师的正确引导下,养成学习生物科学应具备的动手能力、动脑能力,实现提高学生的生物科学素养。
三、 培养中学生生物科学素养的途径和方法
(一) 优化教材内容,培养学生的自主学习能力
教材的使用是培养好学生的必要前提之一,是“教教科书”还是“用教科书教”是教育工作者所面临的挑战。在教学过程中,教师应该重新塑造教材观念,去除“唯书唯上”的错误观念,已经教学的要求,学生的特点进行教材的选取和重新设计教学计划和教学内容,增强学习的效率,使学生能够掌握更多的有用知识。
针对学生方面,学生在学习过程中不仅仅是接纳新知识,而且还要完善学生原有的认知结构,以便于学生平日学习知识内容的检索与提取。古语说“授之以鱼不如授之于渔”,优化教材内容就是教会学生正确的学习方法,教师在授课中培养学生的自主学习能力,将方法传授给学生,实现真正的“用教科书教”的说法,才能使学生融合贯通,灵活运用所学知识。
(二) 改革实验教学观念,加强学生的科学研究意识
知识的学习只有从自己思维中得来的才是自己的知识,自己再学习过程中总结的知识才是属于自己的知识。所以,在生物学科教学中,我们应该把重点放在生物教学的活动中,而不是把重点放在生物教学的结论中,我们要注重认知过程的学习和理解。
实验的方法是生物教学中最为基础的方法之一,从实验中观察到某一种现象、规律的形成过程以及得出一个相关的概念。在这样的一个过程中,教师要注意的不仅仅是学生在实验中的操作方法以及在整个实验中学生得出结论的过程,而且还要注重学生的学习思路和方法。
传统的实验教学方法重结论轻过程,而不是将实验的发现作为学习知识的形成过程。如此的机械式学习方法是不利于学生学习和记忆的。因此,改革传统的学习观念势在必行,建立生物实验模式的学习观念,充分挖掘学生的发现能力与创新能力,培养学生的科学严谨的研究能力,以及营造一个良好的生物实验环境。(作者单位:沈阳师范大学)
参考文献:
[1]叶禹卿.《科学新课程与科学素养培养》.北京:中国织工业出版社[M].2002.10
生物科学研究的基本方法范文2
一、通过生物科学史“解读”科学方法，重现科学巨匠的探究历程
生命科学史是以生物科学产生和发展的过程为轮廓，以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线，用翔实的资料论述科学家的创造性劳动，生动地描述科学家科学探索的思维过程和方法。它作为学生实施科学探究的范例无疑是实施科学方法教育的一个有效途径。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。应注意的是，用科学史对学生进行科学方法训练，要防止将科学探索的过程固定化，应以活泼多样的形式诱发学生的创造性思维。例如，孟德尔分离定律的发现过程以教师的简述为主，而自由组合定律则应以学生讨论为主，特别是孟德尔应用正交和反交两组测交实验的结果来检验假设的合理性，对学生的思维训练具有重要作用。
二、通过知识（包括概念、原理、规律）的教学“渗透”科学方法，培养学生科学探究品质
生物学概念是反映生命现象和生命过程本质属性的一种思维方式，是生物事实的抽象。借助于这种概括、抽象的思维方式，人们找到了复杂的自然世界的简单规律，建立了假说、模型等抽象的思维方式。
生物科学方法教育就是要帮助学生生动活泼地、主动地从诸多事物及其变化中去寻求规律、构建科学概念。科学概念的形成，常用的科学方法策略有以下几点。
1.建立在丰富的事实基础上，运用归纳法提炼生成。只有相关的事例越丰富，才有可能抽象、概括，从而形成一种理性的解释和表述，即概念的初步建立。例如，“细胞是构成生命的基本结构和功能单位”，这是一个基于大量观察，观察动物、植物、其他生物的身体结构，运用归纳推理得出的一个结论。并不是只有施莱登、施旺分别用显微镜观察植物、动物的结构，还有其他许多学者先后观察了各种生物材料，才总结出这一科学概念。这样的教学目的是引导学生认识到必须在观察植物、动物等多种细胞基础上，也才有可能建立这一概念。
2.概念教学时要注意联系生产生活实际，通过举例演绎生成。如在学习“顶端优势”时，可呈现几个生活现象：园林工人修剪行道树，对盆栽花卉进行造型等，从分析这些生活现象中获得对顶端优势的感性认识。以此引导学生进一步列举自己所熟悉的例子，诸如“果树整枝修剪”、“茶树摘心”、“棉花打顶”等例子，通过这些事例帮助学生理解概念。
3 .概念教学时要重视实验。观察和实验是研究自然科学的基本方法，通过实验，可以提高学生对概念的认识。例如，在学习“渗透作用”概念时，教师可先进行渗透装置的演示实验：根据观察渗透装置中长颈漏斗内液面的上升或下降，指导学生进行分析和讨论，对两组实验现象进行比较与分析，引导学生将问题的焦点集中于半透膜两侧的物质分子大小的差异，最后得出渗透作用即水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。并让学生设计坐标系，用数学模型（坐标曲线）表示三种运输方式过程中物质的浓度梯度、氧气供应量与物质的运输速度之间的关系。这样的概念教学中充分“渗透”科学方法，便于生成概念。
三、通过实验“体验”科学方法，感受科学探究过程
生物学是以实验为基础的科学，回忆和解读生物科学史中的实验仅是生物教学中的一小部分，学生亲历实验是实验教学的主要内容。新课标中安排了大量的“演示”、“实验”、“做一做”，把实验与其他教学内容紧密地结合在一起，使实验成为高中生物教学中“教”的手段，也成为“学”的手段，更是学习、认识科学方法的手段。例如，人教版必修1教材中“酶在细胞代谢中的作用”一节，教材重点安排学生做过氧化氢在不同条件下分解速率的实验，教师要通过引导学生做实验并得出结论，从而切身体会到酶具有很高的催化效率及其生理意义。通过实验使学生充分体会控制变量（理解自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验），假说方法以及用图像法（绘坐标图区别酶和无机催化剂催化效果比较等）等科学实验方法，这样的教学有助于培养学生的科学探究能力。同时利于培养学生敢于质疑、敢于创新、大胆猜想的科学精神和态度价值观。
四、通过解题“理解”科学方法，形成“生物思想方法”
“学以致用”，科学方法教育的最终目的无非是提高学习者的科学探究能力，而在高中生物教学中一个重要的落脚点无非是解题和运用能力。近年来的生物高考试题更加重视对学生生物学科素质和能力的考查，如科学态度、意志品质、合作精神、观察能力、动手能力、分析和解决问题的能力和科学探究的方法等。以实验题为例，从实验设计的角度，挖掘科学研究方法教育的合理因素，帮助学生归纳科学方法的基本过程，并加深学生对这些过程的理解，就是十分有效的科学方法指导。
①生物实验设计的过程就是科学方法理论的应用过程，分析并完成典型的高考生物实验设计题实际上就是一次科学方法知识的实践和检验。
②高考试题的设计都比较严密，尤其是生物实验的设计有较强的逻辑性，有利于培养学生科学缜密的逻辑思维习惯。
③高考导向作用的力量是不可估量的，生物科学研究方法以高考试题的形式出现对教师和学生的引导作用非常巨大。
生物科学研究的基本方法范文3
关键词： 生物科学史 生物科学素养 培养策略
《普通高中生物课程标准》的前言部分描述了课程的基本理念，提高生物科学素养是四个基本理念之一，放在第一位描述。生物科学素养指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力及相关情感态度与价值观，反映了一个人对生物科学领域中核心基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养，是本课程标准实施中的核心任务。《普通高中生物课程标准》在第四部分“实施建议”中明确指出：科学是一个发展的过程，学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究方法，学习科学家献身科学的精神，对提高学生生物科学素养是很有意义的。那么，如何在高中生物科学史教学中培养学生的生物科学素养呢？
一、通过生物科学史培养学生的科学情感态度、价值观
好奇心、实事求是的思维品质、独立思考、严谨态度、合作精神等均是科学情感态度、价值观的具体内容。科学情感态度、价值观属于生物科学素养五大要素中的科学意识和科学品质。科学情感态度是人们在对科学知识正确理解和对科学发展认识的基础上养成的科学信念和科学习惯；而科学的价值观则是让学生在学习过程中逐渐认识到世界是能够被认知的，科学发现是个开拓、继承、修正和发展的过程，科学无法为一切问题提供所有答案。生物科学史中蕴含着丰富的人文教育内容，科学家进行科学研究时呈现出来的可贵品质和科学态度，是培养学生科学情感态度、价值观的很好素材。例如细胞学说的建立过程体现了科学探究过程，是一则很好的科学史教育素材。细胞学说的建立者施莱登和施旺关于新细胞怎样从老细胞中产生的问题的回答是不正确的，这一错误是由魏尔肖修正的。魏尔肖能够取得这样的成绩，受益于同时代更多科学家的实验观察和材料的正确选择，也离不开自身勤奋工作，不迷信权威的结果。从细胞的发现与命名到细胞学说的建立及后面对细胞学说的修正完善，整个过程可使学生认识到科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证，科学学说不是一成不变的，需要不断修正和发展。又如基因位于染色体上的实验证据这部分科学史教学可以简要地简述摩尔根的故事。摩尔根最初认为孟德尔遗传规律是正确的，后来，由于他在自己进行的实验中没能取得类似的结果，便对这些定律产生怀疑，明确表示不相信孟德尔的理论，对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度，说其是主观臆测，缺少实验证据。后来他经过认真观察，选择果蝇为实验材料，进行了一系列精心设计的果蝇杂交实验，通过实验，摩尔根和他学生把一个特定基因和一条特定染色体联系起来。从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。通过该故事让学生认识到，摩尔根是一位敢于怀疑、勤奋实践的人，并学习摩尔根这种可贵的品质。类似这样的例子还有很多，我们应该多引用挖掘，长此以往，就能逐渐培养出学生科学的情感态度价值观。
二、通过生物科学史教学积累科学知识
生物科学知识在培养学生生物科学素养中起着基础性作用，是培养和形成其他要素的载体。新人教版必修模块中的科学史素材有20多处，如与细胞有关的主要是“细胞学说的建立过程”、“对细胞核功能的探索”等；遗传方面主要有“孟德尔遗传实验的科学方法”、“基因位于染色体上的实验证据”、“人类对遗传物质的探索过程”、“DNA双螺旋结构模型的构建过程”等。这些生物科学史的历史事实，有的是课程的内容要素，有的仅是教学素材。两者教学要求不同，重点也不一样。前者的历史事实既是手段又是目标，学生要能概述其历程，并由此达成对知识的理解、科学方法的领悟、科学精神的提升。后者的历史事实不要求学生记住，只是增进学生对结论性知识的理解，促成对科学本质的理解。无论哪种类型的生物科学史，都或多或少要求学生掌握一定的生物学知识。例如“生物膜流动镶嵌模型的建立过程”要求学生简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容；“DNA双螺旋结构模型的构建过程”要求学生概述DNA分子结构的主要特点；“光合作用的探究历程”要求学生掌握的内容则更多――简要分析萨克斯实验、恩格尔曼实验、鲁宾-卡门实验，总结出光合作用需要光、场所在叶绿体中、产物主要有淀粉、释放氧气中的氧来自水、简述光合作用的概念等。这些生物科学史蕴含的知识就是生物科学知识的重要组成部分，学生学习生物科学史的过程本身就是积累生物科学知识的过程。
三、通过生物科学史教学掌握科学方法、提高科学能力
科学方法是科学的认识方式，是帮助学生有效获得知识和能力的工具。科学方法是生物科学素养的重要因素。新人教版必修模块中生物科学史的内容，许多都是按科学发现史的线索编写的，选取的科学史素材生动再现了科学家们研究相应问题的情境及取得重大突破采用的科学方法。例如“孟德尔遗传实验的科学方法”这部分内容以分离定律的发现过程为载体对学生进行科学方法教育。孟德尔通过一对相对性状的豌豆杂交实验观察，提出问题“F2中出现3：1的性状分离比不是偶然的。是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离呢？”。孟德尔在观察和分析的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，对分离现象的原因提出假说；然后根据假说演绎推理测交实验的结果，再通过测交实验检验演绎推理的结论。这种研究方法叫做假说――演绎法，是现代科学研究中常用的一种科学方法。又如“生物膜的流动镶嵌模型”、“DNA双螺旋结构模型的构建过程”均运用了模型建构法；基因位于染色体上假说的提出运用了类比推理法等。通过生物科学史的案例教学使学生掌握一定的科学方法。
科学能力主要包括科学思维能力和科学实践能力。科学思维有形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性逻辑思维等；科学实践能力是综合运用科学知识、科学方法、科学品质和科学意识解决问题的才能和力量，是生物科学素养的核心。在教学过程中，对生物科学史的某些经典实验进行适当处理，从而达到培养学生分析问题、解决问题等多方面能力的目的。例如“光合作用探究历程”的科学史教学，在介绍恩格尔曼（G.Engelmann）实验时，演示课件“恩格尔曼实验”动画过程，让学生观看动画，结合教材内容思考讨论有关问题：（1）恩格尔曼实验的设计有哪些巧妙之处？（2）恩格尔曼实验的结论是什么？教师有针对性地指导学生分析资料，学会观察与思考，并找到答案。又如学习摩尔根果蝇杂交实验之后，可以让学生进行实验设计：如果让你再设计一个实验验证摩尔根的推论是正确的，可以怎样设计？看最多能设计出几种不同的方案？以小组为单位，完成讨论和设计。各小组派代表介绍本小组的设计方案。这一教学环节的设置对学生思维能力、探究能力、合作能力等诸多科学能力培养是大有裨益的。
总之，生物科学素养是公民科学素养构成中的重要组成部分。随着生物科学技术的迅猛发展和人民生活水平的提高，生物科学素养已经成为现代公民必备的基本素质之一。在高中生物教学过程中，恰当处理和使用生物科学史素材是培养学生生物科学素养的一个重要途径。要真正实现生物科学史在高中生物教学中的教育价值，需要广大教师进一步更新观念，学习相关理论知识，进行切实的教学实践和教学研究。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准.
[2]陈维.利用生物科学史培养核心价值观.中学生物教学，2015（1-2）：73-74.
生物科学研究的基本方法范文4
[关键词]生物统计 实际 经验 教学
生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门应用数学。它是关于生物科学试验的设计、实施，试验数据的收集、整理和统计分析，以及统计分析结果的解释的一门科学[1]。该课程是林学、农学、中药栽培学等专业的学科基础课程。本课程主要是将数理统计原理和方法应用于生物科学研究，是一个强有力的分析工具[2]。由于生物统计课程以概率论和数理统计为基础，因此，数学基础较差的同学容易对该课程产生畏惧情绪。另外，由于生物统计要求建立起基于概率的统计推断思维方式，这往往需要同学在学习和实践中逐渐领会。再加上该课程要求多方面知识的综合，因此被公认为是生物科学类专业最困难的课程之一。因此，如何有效利用课堂时间，提升生物统计μ教学效果是生物统计教学中的重要课题。
与基础数理统计学相比，生物统计不仅要通过事物外在的数量表现揭示事物可能存在的规律性，而且要根据专业知识去解释现象，并阐明为什么会存在这种规律性[1-3]。然而在教学过程中所面对的学生往往缺乏专业知识和实践经验，使学生面对繁多的公式和试验设计方法无所适从，难以提起对生物统计的学习兴趣。因此，在教学过程中，针对不同专业的学生，在讲解课本中理论的同时，如果能结合专业知识和学生的实际经验、选取令学生印象深刻的的例子将对生物统计的教学效果有较大提升。笔者根据教学经验总结出利用学生的实际经验，包括专业知识、实践经验和生活经验三个方面，提升生物统计教学效果。
一、结合专业知识选取例题和习题
笔者在浙江农林大学给林学专业学生讲授“生物统计”课程。使用的生物统计教材是四川农业大学明道绪主编的《田间试验与统计分析》[3]。我们在讲清基本原理、思路和方法后，在举例时尽量结合专业知识，便于学生理解和掌握基础理论，并将所学知识应用于专业实践。如给林学专业的学生上课时，参考了续九如、黄智慧主编的《林业试验设计》，所举例题均与林木遗传育种、栽培、生理生化和森林资源调查等有关。
此外，在中国期刊网上收集一些与林业试验相关的文章作为课堂讨论内容，引导学生对相关的试验设计、数据分析进行剖析，并对由此得出的结论进行探讨。可以根据学生对知识掌握的程度，在引用这些例子时适当选取一些在试验设计和数据分析中存在纰漏的研究报道，引导学生逐步发现其中的问题。这样的过程不仅加深了学生对生物统计理论的认知，提升了学生的学习兴趣，而且使学生对生物统计理论与应用有了具体的认知。
二、结合实践经验讲解理论知识
笔者在针对不同专业开展统计教学的时，首先会了解所教专业学生已经学习过的课程和相关的实验、实习，挖掘其中可以为生物统计教学所用的例子，充分利用学生试验和实习经验讲解生物统计的知识，使抽象的理论知识形象化。以笔者所教授的林学专业的学生为例，该专业的学生已经学过生态学，在生态学实习中有一个关于种群分布格局的调查。
种群的空间分布格局是指种内个体在其生存环境空间中的配置方式，是由种的生物学特性，种内、种间关系和环境因素的综合影响决定的。通常种群分布格局可以区分为几种类型，其常见的有三种类型：即均匀型，集群型和随机型。方差/均值比率法是测定种群分布格局类型的方法常用方法。根据Poisson分布的定义，如果S2/ =1，则种群完全遵循Poisson分布；如果S2/ >1，种群趋于集群分布；如果S2/
同时，这个例子还可以应用于t检验中解释表面差异与实际差异。对个样本进行比较时，必须判断样本间差异是抽样误差造成的，还是本质不同引起的。如何区分两类性质的差异？这正是显著性检验要解决的问题。由于同学在实习过程中会发现即使在相同的地点针对相同群落调查，不同组/人之间所测量的值并不一样，而事实上能使S2/ 这一比值恰好等于1的几乎没有。因此要求用t检验来解决误差的问题。利用生态学中的相关经验公式来判断这一比值在多大程度上与1接近可以推断其近似等于1。从而理解“通过从试验的表面效应与试验误差的权衡比较中间接地推断处理效应是否存在”这一显著性检验的基本思想。
三、结合生活中的例子提升对理论知识的认知
由于学生专业知识和相关经验的积累还不多，因此在讲解理论知识时，可以多利用现实生活中的例子。如在讲“直线回归与相关分析”时，在讲解清楚理论的同时，需要特别强调其应用时的注意事项。
例如，直线回归分析和相关分析是处理变量间关系的数学方法，在将这些方法应用于生物科学研究时要考虑到生物本身的客观实际情况，譬如变量间是否存在直线相关以及在什么条件下会发生直线相关，求出的直线回归方程是否有意义等，必须由生物科学相应的专业知识来决定，并且还要用到生物科学实践中去检验。如果不以一定的生物科学依据为前提，把风马牛不相及的资料随意凑到一块作直线回归分析或相关分析，那将是根本性的错误。我们在讲解的过程中给出一组小树的生长量和一组小孩身高的生长量，相关分析表明这两个变量之间呈极显著相关。针对这一例子让学生深刻认识到专业知识在相关性分析中的重要性，避免出现以数字为游戏的伪科学，让生物统计更好地为科学研究服务。
[参考文献]
[1]明道绪.生物统计附试验设计[M].北京： 中国农业出版社，2008.
[2]盖钧镒.试验统计方法 [M].北京：中国农业出版社，2000.
生物科学研究的基本方法范文5
关键词：生物科学史；生物教学
生物科学史是生物科学发生和发展的历史[2]。它用详实的历史资料描述科学家们在生物学领域的创造与发现，以及进行科学探究的思维过程和研究方法。在生物教育教学过程中，重视生物科学史例证材料的应用，能够引导学生追寻生物科学成果的产生及生物科学发生发展的历史过程，尝试理解其本质，明晰其研究方法，探寻其研究的路径。由于生物科学史即有丰富的科学思维、科学方法，又包含有科学精神等内容，因此，将生物科学史运用于生物课堂教学过程中的优势就明显地呈现出来。
一、有利于创建良好的学习情境，激发学生学习兴趣
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，专业性较强，其中就包含很多逻辑性强且较难理解的生物学专业术语。而这些专业术语恰恰是学生觉得枯燥无味、缺乏学习兴趣的最基础的教学内容，因此，在教学中涉及到这些知识点时，就要积极探寻能够激发学生学习兴趣、调动学生学习积极性的方法和手段。而恰当引用教材中出现的科学史料，不但能有效地建立学生学习生物学知识的情境，而且还会在生物科学史事的叙事情境中自然顺畅的将学生引入到教学内容上来，使学生即会被轻松吸引，也会带着浓厚的兴趣进入学习的佳境，形成了积极主动探究的学习动机，推动了教学内容的实施。例如，在学习伴性遗传时，介绍英国著名的化学家物理学家道尔顿发现色盲的故事，以此为线索，引出什么是伴性遗传、伴性遗传的特点;在讲述条件反射时就向学生介绍巴普洛夫的实验过程：利用狗吃东西时会分泌唾液的现象，在每次喂食之前都发出铃声，将铃声和给狗喂食结合起来，通过一段时间训练后，只要铃声一响，狗就分泌唾液，条件反射建立，进而揭示了什么是条件反射，条件反射建立的过程及条件反射形成的原理.由此可见，恰当的引人生物科学史能够把学生的学习兴趣充分的调动起来，激发学生对学科知识的渴求与了解，促进了教学内容的完成。
二、有助于理解生物学课堂教学内容，掌握重点和难点
生物科学史不但展示了生命科学研究成果发现过程的史实，也揭示了生命本质的探究过程。在生物课堂教学中，将生物科学史作为教学材料，可以充分详实的引导出教学内容中生物学知识的演变、发生、发展过程，渗透生物科学的研究方法和思维方式，帮助学生积累更多的经验，提高分析解决问题的能力，这样有益于学生对知识的消化理解，有益于切合认知规律。例如我们在讲授植物《光合作用》时，将光合作用的发现史贯穿于课堂教学中，“1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以更新因燃烧或呼吸而变得浑浊的空气；1779年荷兰科学家英格豪斯通过500多次的实验证实了只有在阳光照射下植物绿叶才能更新污浊的空气，到1785年才明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律指出光合作用过程中光能转化成了化学能储存起来；1864年德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉；光合作用所释放的氧气源自于水的结论，在1939年被科学家鲁宾和卡门使用氧同位素标记的实验所印证。”[6]这一史料的介绍，阐明了光合作用的过程(重点)，明晰了光合作用的本质(重点与难点)，学生对光合作用有了透彻的理解；在“遗传的物质基础”一节，DNA分子的结构与复制是遗传学的核心内容，既是重点，也是难点，将DNA分子双螺旋结构模型的发现过程贯穿于课堂教学中，利用教学软件，让学生观察DNA分子的结构和复制过程，这样使复杂问题简单化、直观化，既突出了重点，也突破了难点，提高学生对重点和难点知识的掌握和理解，并为后续内容的学习奠定了扎实的基础。
三、有利于培养自主探究能力，掌握科学的学习方法
生物课的教学过程中，学生不但要掌握生物学的基础知识和基本技能，科学的学习方法、自主探究的学习能力的培养也是生物学的教学目标之一。而运用生物科学史中的经典实验例证进行生物教学，是培养学生自主探究学习能力的一个有效途径。生物科学史中的经典实验史实，其中蕴涵着独特的生物学思维和科学研究方法[3]。生物学家萨顿运用“类比推理”的研究方法提出了孟德尔假设的遗传因子在染色体上的假说，这让学生对类比推理有了一定的认识，知道这种科学方法存在局限性，也就是结论没有通过实验的验证。学生就会带着疑问“如何证明染色体是基因的载体”，巧妙的引入了生物科学史中摩尔根用假说演绎法及其实验研究证明了这一结论的成立，并发展成为遗传学理论。摩尔根无论对自己还是对他人的学说，都以实验来检验正确与否。这样学生可以感悟科学发现与探究的过程、方法和科学态度，有利于学生培养自主探究能力和科学的学习方法。
四、有利于塑造学生的科学素养，培育崇尚科学精神
科学素养是对科学知识、科研过程和方法、科学技术对社会及个人的影响的了解程度[4]。生物学课堂必须让学生摒弃被动学习的传统陋习，注重运用生物科学史中的具有严谨科学研究态度的例证，让学生了解科学成果产生的过程，有意识地培养学生一丝不苟、实事求是的科研精神，独自分析解决问题的能力及团队合作能力。从生物科学史中可以看到，青霉素的发现是英国细菌学家弗莱明求真务实态度的成果；孟德尔遗传规律是奥地利生物学家孟德尔以豌豆为实验材料，克服重重困难、坚持不懈潜心研究了八年，最终总结出的科学理论；由此看出科学史料的渗透，利于塑造科学素养，培育崇尚科学精神。
五、有利于培育理想信念，促进学生成长成才
生物科学史料见证了生物科学发展与进步的历程，展现了科学家求真求实的科学精神。每一个科学成果的产生都是科学家们坚持信念、积极探索、无私奉献的结果。课堂教学中引入生物科学史料，就是充分重视它在学习过程中的积极促进作用。有效选择适合的材料、运用恰当的教学方法，有利于帮助学生掌握生物科学知识的同时，真正了解科学家发现生物科学本质结论背后的顽强意志和信念[5]，其始终如一的探索精神，勇于为生物科学毕生奋斗的高尚情操。“遗传学三大基本定律”的问世是孟德尔、摩尔根以坚韧顽强的意志，分别在豌豆杂交实验和果蝇性状的遗传试验中最终发现的三大遗传规律，这正是一种人生理想信念的体现。学生正处于人生观世界观形成时期，对未来充满了好奇和想象，生物科学史料在教学中的恰当运用，使学生不仅掌握了丰富的生物科学知识，还学到了科学家们为生物科学奉献的理想信念，有助于培养学生持之以恒坚忍不拔的思想品格，这对学生的成长成才都是至关重要的。在生物教育教学过程中，教师应充分认识到生物科学史的重要作用。将生物科学史准确运用的课堂教学中，不但可以完善学科体系，还可以促进学生对生物学知识的理解和掌握，提高了课堂教学效率和效果；同时在生物科学史的学习过程中，也培养了学生科学的思维及解决问题的方法和手段，燃起了学生科学探究的热情，培养了理想信念，促进了学生的全面发展。
参考文献：
[1]李海鹰.新课程中的高中生物科学史教学[J].中华少年:研究青少年教育,2013(2).
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生物科学研究的基本方法范文6
一、巧妙设疑，激活学生的思维。
在“探究性学习”教学中，教师要根据不同的教学内容，创设恰当的情境，精心设计问题，激发学生的问题意识，这是教学设计的关键，是支撑和激励学生学习的源泉，是促使学生自主学习的切入点。探究来自问题，问题始于质疑。设计课堂提问，要有启发性，应最大限度地引发学生积极思考，充分体现课堂要以学生为主体的原则，从而逐步提高学生分析问题和解决问题的能力。同时课堂提问还要注意“度”要适中，即要提问一些学生通过思考可以解决的问题。有些较难的问题就得想办法，补充适当的辅问题，把大题化小，分步提问、引导过渡，帮助学生克服思考难题中的障碍，切不可有意设计太难的题目为难学生，这样会使学生无所适从。长此以往，会使学生丧失学习的积极性和自信心，从而厌学。对于过于简单的，甚至只要求学生回答是与否的问题，没有思考价值，不宜当作探究性教学的问题。
在这些探究学习过程中教师只是起组织者的作用,要不断鼓励和表扬学生,让学生自主探索,获取知识,提高自身思考能力和分析能力。
二、安排以探究为目的实验，培养学生对科学研究的兴趣。
实验是科学研究中非常重要的方法,也是生物科学的基本研究方法,所以让学生自己设计实验,独立操作实验是培养学生科学研究能力和获取知识的最好方法,而且学生对实验很感兴趣,容易调动他们的学习积极性。进行探究性实验教学,首先要指导学生学习掌握实验研究的基本方法:提出问题——作出假设——实验预测——实验设计——实验操作——实验观察——分析总结实验数据。
三、结合社会，联系生活，在调查中落实探究性学习。
生物科学是21世纪的领先学科之一，在学习生物学课本知识的同时，让学生了解一些当代生物科学技术的发展成果以及其对社会发展的影响，是非常有必要的。但是，对于生物科学技术的信息，教师如果只是简单地进行罗列、介绍，那必然是空洞无味的，也就激发不了学生对生物科学的兴趣，而新教材中安排的一些研究性课题恰恰为解决这一问题提供了很大的帮助。
例如：调查艾滋病病毒与艾滋病防治最新科研发展。首先，教师需强调在收集信息的过程中需要注意的事项，学生则分工合作，充分利用图书馆、报刊杂志、互联网等途径进行信息的收集。其次，提供给学生有关写报告需要注意的问题，如：作者姓名、文章标题、出版物的名称、出版时间和页码、作者的写作意图，你从中获得了哪些信息和事实，你对这篇文章有什么看法或见解等等。学生在阅读了相关文章后，经过讨论、分析，写出了自己的观点，充分锻炼学生的思维能力。最后，报告完成后，利用一定的时间让报告人进行陈述，而其他同学可以进行提问，由报告人进行答辩。在报告的交流和评价过程中，学生表现出了极大的兴趣，气氛非常活跃。实际上，每一个学生的报告就是一个小小的信息库，学生在调查中获得了对学科新知识的了解与掌握，加深了对新问题的认识，在相互讨论、学习的过程中完成了信息的“互补”、资源的“共享”。通过调查，学生不仅增加了信息量、拓宽了知识面，而且培养了学生的探索精神，提高了学生的表达能力和信息交流能力，更充分激发了学生学习生物学的兴趣，促使他们自觉主动地参与到学习中来。研究性活动课题的选择,可源于现实生活中的热点问题或生命科学的各种技术,或与生物科学有关的实验问题。选择课题后,进行调查研究或进行实验研究。
又如：调查社会上发生的SARS和禽流感事件。通过调查,有些学生结合所学的生物知识提出了许多问题，如：SARS、禽流感、口蹄疫等病毒的遗传物质是什么?它们的寄主有哪些?这些病毒的生存会受到哪些因素的影响?这些病毒是通过什么方式传播的?人体会产生免疫功能吗?应该怎样去预防这些病毒?为了解决提出的问题,学生就以个人或小组为单位确定调查项目,然后利用各种媒体如报刊、杂志或Internet等,查阅和收集资料并进行分析总结。在这一过程里,应充分发挥学生的主动性,由学生自己提出问题和解决问题,从而使学生获得知识，懂得如何收集资料、分析资料和归纳资料；同时也培养了学生的科学观,使他们懂得从生物学的角度去科学地认识和理解社会的某些事件。
