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生物学科学思维范文1
【关键词】思维导图；生物学科；教学
1 引言
2001年6月5日，教育部《基础教育课程改革纲要（试行）》以来，基础教育课程改革正式拉开帷幕。2003年4月教育部又颁布了《普通高中课程标准（试验）》，提出了三维课程目标：知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观[1]。十多年过去了，普通高中的课程结构产生了实质性的变化。新课程理念深入人心，教师们都深刻地意识到方法教育比结论教育更重要，能力教育比知识教育更重要。
教师们积极寻找方法教育、能力教育的有效途径。《普通高中生物课程标准》倡导探究性学习，教师们积极实践课本教材资源、努力开发校本课程资源，这种全新的教学方式让教师的教、孩子的学如沐春风、沁入心脾[2]。与此同时，教师们也意识到探究性学习不能解决所有问题，我们需要多角度寻找更多元化的教学方法、教学工具辅助达成有效教学的目的。心理学研究已经得出精确数据：生活中人们接受的环境信息有83%来自视觉，11%来自听觉，其他6%则来自味觉、触觉以及嗅觉等感官刺激[3]。因此，视觉潜能如何开发使用是我们值得研究的方向。
教育部《生物课程标准》提出：促进学生学习方式改变，以灵活的学科思维发展为主线进行有效学习，培养科学素养。心理学研究的人类记忆结构是网格式的，学习素材呈现的非线性结构更接近客观事物的性质本身。因此，思维导图这个思维工具也是极适合学者学习的。
2.高中生物的学科特点
思维导图是思维可视化的技术之一。这一概念被引入教育领域后产生了深远的影响。已有研究表明：由图形、符号等视觉感官刺激产生的意象联想成为促进教者和学者双方创造力共同得以提升的源动力。在这种主动创造的学习环境中，师生双方均会有所受益，教学效果也会大大提升。现行高中生物教材图多、结构图间的联系多，概念多、概念间的联系多，知识点琐碎复杂，这些特点都决定了高中生物教学适用思维导图这一科学方法。基于以上背景，本研究尝试把思维导图引入高中生物课堂教学以提高教学有效性。
3.思维导图概念
思维导图的雏形可以追溯到达・芬奇的个人笔记。他们图文结合、层次分明、极具想象力的笔记形式让人对所述知识点一目了然，甚至还激发起人们足够的欲望去进一步探索。
20世纪60年代，英国心理学家东尼・巴赞（Tony Buzan）发现“最伟大的科学家”，尤其是达・芬奇，他的笔记中使用图画、代号和连线。他们‘涂鸦’，因而使他们的笔记变得生动活泼。” 后来巴赞基于对脑神经生理科学的基础，在对“学习障碍者”进行训练和研究的过程中，逐步形成的放射思维和图形表达的研究结论。之后借鉴记忆技能、创造性思维、语言学、心理学、信息论，提出“思维导图”这一概念。他1974年出版的《启动大脑》一书中正式将这个脑力潜能开发的工具介绍给世人。思维导图是一项多功能的思维技能，帮助我们整理脑中的思考过程，以高效的图形形式呈现出来，被誉为是二十一世纪全球思维工具。而巴赞也被誉为世界大脑先生。
4.思维导图在教学中的应用研究现状
嗅觉灵敏的教师将思维导图应用到教学中跟进的相当快，最早是关于课堂笔记的思考，如王功玲（2000）认为思维导图笔记法对快速完成教案非常有效。韩正国（2004）结合教学实践阐述了思维导图在政治复习课中的应用步骤和环节。阳炎（2005）从理论层面阐述思维导图的特点，教师应该利用思维导图发展学生的大脑。王云（2005）简要介绍了思维导图的制作过程。齐伟（2005）介绍通过软件制作思维导图，通过绘制的过程体验思维导图的应用，并推介了尽量多地使用图像来突出重点的制作技巧。次月，他又发表了关于思维导图在教学中的使用的实例，为教师教学提供实践参考。刘桂花、王立君（2005）利用Mindmanager制作静电场一节物理教学思维导图。此后与此类似的教学实践在各学科中均有出现，统计显示应用最多的学科为教育技术学科、数学学科和化学学科。蔡艳宁、叶雪梅、杨眉结合实例将思维导图应用于教学评价中让人耳目一新，这种新型评价方法特别有利于发现学生学习中的薄弱环节。吴沛文（2014）探讨了思维导图在板书中的作用，实现多样化教学，增加教学的整体性、贴近性、系统性，提高学生学习的自主性、高效性、独立性。刘露笛、冯展极（2015）将思维导图引入高校教育专业“教育思维”中，向专业学生介绍思维导图在教学设计中的应用价值，激发学生的教育思维、触发教学灵感，促成教育专业学生主动、创造性地发挥教学水平，达成优质教学。
5.思维导图在高中生物教学领域现状
在CNKI中国期刊全文数据库文献输入主题“思维导图”，并含“生物”，共查到32篇论文，从2007年至2013年，论文数均在5以下，2014年上升到14篇，2015年截止至6月有7篇已经发表。从数据上看，最近两年思维导图在生物学科教学中的研究呈上升趋势。从内容上看，思维导图教学主要应用在提高复习课效率上。吴恩徐（2007）针对高考生物试题越来越需要开放和灵活的特点，提出采用思维导图来提高理性思维（系统方法、模型方法、数学方法、逻辑思维、形象思维、直觉和灵感）能力和高三复习效率。，顾煜文、朱玉芳（2012）先后对概念图、思维导图进行辨析。为生物教师正确使用思维导图提供参考。张志鹏（2010）将思维导图引入生物实验教学，提高学生生物科学素养。2013年以后开始出现思维导图教学教材内容例析，但是至今积累的素材比较有限。
6.结论
教育工作者如何在课堂上有效地教，如何指导学生有效地学，是每一个教育工作者都应该认真思考的问题。所谓有效性教学就是在一定的时间内采取各种措施和方法，提高课堂效率的过程，它是针对无效性而言的。思维导图是一种将思维直观化的手段，它确立一个主题为中心，由中心向周围发散形成很多分支，每个分支节点又可以继续作中为心向周围发散，最终形成一张由词语、图像组成的图示，重点突出、脉络清晰。借助思维导图这种思维工具，有助于教师呈现信息加工的过程，有助于促进学生意义学习，提高信息传递的效能，促进学生学习的可持续发展。
参考文献：
[1]安代红.思维导图在初中生物学教学中的应用[J].生物学通报，2007，42（7）：40-41.
生物学科学思维范文2
关键词：生物统计学；统计思维；应用意识
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0191-03
生物统计学是利用概率论和数理统计的原理和方法研究生物数量性状变化规律的一门学科，是应用数学领域的重要学科分支[1]。它涵盖了生物学试验设计、数据收集和数据整理、统计分析方法的选择以及统计结论的得出与解释等内容。生物统计学不仅广泛应用于传统的生物学、生态学、医学、药学和农学等各学科专业中，也是现代分子生物学研究中数据分析的重要工具[2]。数据分析与处理能力是当今生物学领域科研工作者的必备技能之一，且随着生物组学时代的来临，生物统计学的应用更加广泛和深入，生物统计学在高校生物学课程体系中的位置也愈发重要，肩负着培养学生数据分析技能和科研素养的重要使命。因此，生物统计学已成为我国高等院校生物科学类专业的一门基础课程，也是广东海洋大学水产养殖学专业的一门专业必修课。
然而，生物统计学课程不同于其他的理论基础课和专业课，其最大特点是概念抽象、公式复杂、计算烦琐，是一门教师和学生普遍反映难教、难学、难懂的课程，这也导致学生缺乏学习兴趣和动力，难以取得预期的教学效果[3]。为此，本文将结合笔者近年来水产生物统计学的教学实践，就如何培养学生统计思维能力和应用意识进行分析和探讨，以期为水产生物统计学课程的教学提供一定的参考。
一、统计思维能力培养
生物统计学作为一门工具学科，是一种思维方法（或统计思想）在生物学中的应用。学习生物统计学就是要学会利用统计思想分析问题和解决问题。姚亮等（2015）归纳了四条统计思想，分别是或然性思想、小概率原理、大概率原理和信息最大化原理。这些统计思想存在于生物统计学理论体系的各个角落，共同构成了统计学学科的思想基础。为此，生物统计学的课堂中，教师应将核心统计思想的阐述贯穿于基础理论知识讲解中，努力帮助学生理解复杂统计理论和方法的思想本质。
1.注重核心统计思想的讲解是培养学生统计思维能力的首要任务。生物统计学教学活动中，由于较多的数学推理与计算等难点需要讲解，因此会占用教师较多的授课时间和精力，从而面临能力培养难于知识传授的困境，这就与“知识传授与能力培养”的高等教育课程基本培养目标相违背。另一方面，正是因为生物统计学课程较大的教学与学习难度，才更需要学生掌握核心的统计学思想及应用统计学思想思考问题的思维模式，这样才有助于学生更深层次地理解理论性较强的具体统计理论与方法，并将其灵活运用于解决各种实际科研问题。
举例来说，若某事件发生的概率很小，其在一次（或极少次）试验中几乎不可能发生，统计学上将该事件称为小概率事件。小概率事件对应的小概率原理是假设检验理论的思想基础，几乎所有假设检验的推理均是依据小概率原理来进行的。具体来说，首先假定原假设成立并进行检验统计量的计算，推导出其为一小概率事件，那么依据小概率原理则有理由相信原假设在概率上是不成立的；反之，若无小概率事件的发生，则无充分理由质疑原假设。显然，小概率原理是假设检验理论最为关键的思想基础。倘若教师在讲授假设检验理论之前注重小概率事件原理的讲解，便能帮助学生更好地理解统计推断的推理过程和判断依据。同样，注重或然性现象（随机性现象）、大概率原理以及信息最大化原理等统计思想的讲解，对于帮助学生透彻理解统计学基本理论、培养学生统计思维能力均具有十分重要的作用。
2.模型构建训练及实例结合教学是培养学生统计思维能力的主要途径。源于数学学科分支的统计学可以理解为对现实问题的抽象概括，即现实统计问题的模型化表达。比如，生物统计学中的方差分析将总变异分解为组内变异和组间变异两部分，分别代表误差和试验的处理效应，并将生物学中的各种控制试验采用统一的符号及线性公式来描述，进而计算统计量来衡量因素的效应值。教学过程中教师可要求学生将实际科研问题中的因素、水平、重复、组间、组内等具体名词代入方差分析的理论线性模型，反复开展模型构建训练，以加深对方差分析的理解。再如假设检验，一般将检验过程分为“假设提出”、“选择及计算统计量”、“确定显著性水平”和“统计推断”四个步骤，而任何实际问题的假设检验分析均可构建为由这四个步骤构成的模型。课程讲授初期务必严格要求学生遵守“四步走”的分析流程，进行统计模型的构建训练，不断增强学生对该统计模型的熟悉程度，这样做，让同学们在更好地掌握统计学理论知识的同时，又培养了其模型思维能力。
实例结合教学是生物统计学教学的重要方法，也是模型构建训练的重要组成部分。课堂教学活动中，教师可选择一些贴近生活、科研与生产的实例来讲解抽象的统计学理论和模型。比如，笔者在讲解假设检验理论时，选用水产饲料装包机工作是否正常的实例来讲解假设检验的基本步骤。首先提出原假设和备择假设，讲解两种假设各自表示的实际含义；根据“装包机是否工作正常”及“额定标准”确定检验统计量为样本均值并计算；确定P值后，做出统计推断，并解读统计结论所代表的实际统计学含义。
通过以上模型构建训练和实例结合教学，将抽象的统计学理论、方法与具体的实际问题相结合，达到化繁为简的目的，进而提高生物统计学的教学效果。当然，模型训练与实例结合教学是一项系统工程，需要教师投入更多的时间和精力备课，并循序渐进地将其贯穿于整个生物统计学的教学过程。
3.计算机辅助分析训练是培养学生统计思维能力的有效措施。生物统计学基本理论往往涉及复杂的推理和计算过程，而作为生物专业的学生并无必要完全掌握其中的每一个具体细节和过程。从生物统计学课程的教学目的来看，基本原理和知识的讲解固然非常重要，但更应强调对学生的生物学试验设计、数据收集、分析以及处理技能的培养。生物统计学教学的最高目标是让学生从抽象、复杂的统计学知识中解放出来，学会利用计算机统计工具高效地进行生物数据的分析、处理和解释。更为重要的是，计算机辅助分析过程中的数据录入、统计方法的选择与应用、适用前提条件的判断以及结果的解释等各环节的实训操作是学生对统计思想、统计模型的再次复习和巩固，是培养学生统计思维能力的有效措施。
二、统计应用意识培养
生物统计学是探讨生物学研究的试验设计、数据收集与整理、分析与推论，并最终从样本信息中获取有关总体的科学可靠的结论的科学，是将数学方法应用于生物学研究领域的工具学科，是生物科学应用型人才的必备知识，也是广大科研工作者从事科学研究的重要工具和手段。因此，着力培养学生综合运用生物统计学知识和方法的能力、增强学生分析问题与解决问题的能力，进而提高学生的综合素质和科学素养是生物统计学课程教学的又一目标。
1.教材选择与课程内容体系的优化。教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，也是教学最基本的工具，它不仅是教师进行教学的依据，而且是学生获取知识的重要资料。生物统计学课程主要包括统计理论知识和统计软件的使用两部分内容，二者相互依存，不可分割。因此，教师应结合课程属性，选择统计理论与实际学科相结合、统计原理与试验设计相结合、统计学方法与统计软件相结合的生物统计学教材进行教学较为合适；同时选择若干具有一定实用性且难易程度、侧重点不同的参考书让学生课后参考学习，以取长补短，开阔学生视野。其次，在生物统计学课程课时减少和教学内容增加的现实背景下，课程内容体系的编排和优化在兼顾该课程的理论性的同时，更要突出其应用性和实践性。也就是说要根据教学内容的难易程度和理论的系统性，合理分配学时；尽量压缩复杂统计学定理的证明和公式数理推导等内容，相应增加统计学基本理论和统计分析方法及其应用的内容。
2.加强生物统计学的计算机辅助实验教学，重视知识的应用性。计算机技术的发展给统计学带来了巨大的变化，它帮助科技工作者摆脱了繁重的手工计算的麻烦，同时计算机技术的发展和计算机技术在统计学中的应用，为培养学生分析问题、解决问题的能力，提高其综合素质提供了广阔的空间。因此，教学过程中应适当压缩统计学理论的教学时间，注重统计学软件的操作，增加学生上机操作时间。笔者在各基本理论知识讲授完毕之后，开设相应实验课程，讲授统计软件的使用方法和演示例题的计算及分析过程；同时，要求学生结合实例，进行计算机软件的操作，重点掌握统计软件的数据录入、储存，各种基础统计方法的选择与应用、适用前提条件的判断、结果的解释等内容。在计算机辅助实验教学中，利用统计软件把基本原理与统计方法的实际应用有机结合起来，不仅使复杂的统计数据处理工作变得简单，而且充分调动了学生的主观能动性和学习兴趣，从而提高了学生的统计学应用能力。
3.合理运用案例教学和专题训练，强调知识应用性。生物统计学课程的理论性强、内容抽象，照本宣科的传统教学方法，更会使学生失去学习兴趣，不利于培养学生独立思考能力，且难以取得良好的教学效果。案例教学是实现以应用能力培养为导向的生物统计学课程教学改革目标的一个重要手段。教师将生物学领域的科研工作或生产实践等案例贯穿到教学过程中，应用统计学理论知识对试验设计、方案制订、样品采集与测量、数据收集整理、数据的统计分析等各个研究步骤进行讲解与分析，既增强了学生的学习兴趣，又培养了学生的统计学思维及统计学应用能力。教师在案例选择上，尽量减少陈旧的、与社会发展不相适应的实例，及时增加统计学课程呈现的新理论、新方法和新应用，将反映专业发展最前沿的成果实例转化为教学内容，使学生在掌握统计学理论的同时及时了解专业技术发展和应用的最新动态，与时俱进，适应专业发展的需要，提高学生的科研素质。
专题训练是培养生物统计学应用能力、达到从感性认识到理性认识的又一有效途径。教师可以将统计学课程内容分为若干模块，每一模块包含若干统计学方法，并分专题讲解各种统计方法和理论在生物学中实际应用。通过专题训练培养学生提出问题、分析问题和解决问题的思维习惯，引导学生合理、科学地应用统计学方法，进而逐步掌握生物统计学的基本原理及常用统计方法。
4.改革考核方式，突出统计工具的运用能力。考试是高等院校的一个重要教育制度，考试成绩是检验教学质量和学生学习效果的一项重要指标。考核方式的合理与否，决定着教学效果的好坏以及学生学习积极性能否得到最大限度地调动。目前我国许多高校的考试制度和考核方式缺乏一定合理性和灵活性，如以闭卷考试为主和限定的考试题型等。就生物统计学课程而言，这种考核方式不能真正体现生物统计学课程的本质属性，不能全面考察学生对生物统计学原理的掌握及运用能力。为此，笔者认为生物统计学的考核方式应实行考查学生掌握理论知识与统计方法应用技能结合情况的综合考核方式，将考核成绩分为三个部分：平时成绩（占20%，包括课堂表现、出勤率、作业情况）、理论考试成绩（30%）和上机操作考试成绩（50%）。闭卷考试命题应突出基础性和实用性，少出或不出理论性强但无实际应用的偏题，同时考虑学生掌握基本知识的程度及灵活应用知识的能力；上机操作考试部分是在计算机上进行试验数据的整理、输入、分析和统计结论的获得等，是考查学生应用统计学软件对常用统计方法的分析运用能力。采取闭卷考试和上机操作考试有机结合的考核方式，同时加大上机操作的考核比重，既调动了学生学习的主动性，摆脱了单纯的应试考核模式，又培养了学生运用统计学理论和方法解决实际问题的能力，提升了学生的统计学应用能力。
三、结语
针对生物统计学课程的属性和特点，笔者认为生物统计学的教学既要注重学生统计思维能力的培养，也要重视学生统计学应用意识的培养。为此，本文探讨了培养学生统计思维能力的主要途径和方法，主要包括统计思想讲解、模型构建训练与实例结合教学及计算机辅助分析训练；同时，本文还从教材选择与课程内容体系的优化、加强计算机辅助实验教学、合理运用案例教学和专题训练及改革传统考核方式等方面阐述了培养学生统计学应用意识的教学策略。随着生物组学时代的来临，科研数据分析和处理能力将显得尤为重要，相信以上教学方法和策略的应用，将会显著提高学生运用生物统计学知识分析问题、解决问题的能力，帮助学生抓住生物统计学的发展和应用机遇。
参考文献：
[1]张力，甘乾福，吴旭.SPSS19.0（中文版）在生物统计中的应用[M].厦门大学出版社，2013.
生物学科学思维范文3
一、比较学习法
比较学习法是指把各种事物加以对比，以确定事物之间的相同点和不同点的思维方法。比较一般分为两种情况：一是寻找出不同事物之间的相同之处，即异中求同；二是寻找出同类事物之间的不同处，即同中求异。在生物学习中，比较一般分为横向比较和纵向比较两种方式。一是横向比较法。例如，双子叶植物种子和单子叶植物种子特征的对比。通过比较，可以使学生对生物学的基本概念、原理有深刻的印象，有助于知识的理解和掌握。二是纵向比较。例如，脊椎动物“五纲”（鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲）特征的对比。通过这些比较，不仅可以使学生“温故而知新”，还可以为讲授生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化历程和规律奠定必要的知识基础。
二、分析综合法
分析综合法是指把一个整体事物分解成几个部分来进行研究，然后又把分开的各部分联合成一个整体进行研究的一种思维方法。分析综合一般同时进行，边分析边综合，当然也可以先分析再综合或先综合再分析，这应根据教学实际情况而定。例如在讲到保护生态系统的稳定性时，教师问：“生态系统的成分有哪些？”学生答：“包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。”教师又问：“一个森林生态系统，如果在没有外界干扰下，它会怎样发展呢？”学生答：“它自身可以调节，使得生态系统中的各个成分保持相对稳定，从而保持生态系统的稳定性。”教师又问：“如果我们现在大量砍伐树木，会造成什么后果呢？”学生思考后答到：“会破坏生态系统的稳定性。”为什么会这样呢？教师进行了相关的分析总结，使学生认识到：生态系统中的各个成分必须维护相对稳定，如果人为地加以破坏，就会破坏整个生态系统的稳定性，从而造成我们的生存危机。因此，我们应该保护生态系统的稳定性。这样边分析例子，边总结结论，显得自然而然，不仅有利于提高学生的听课兴趣，而且对培养他们的思维能力也大为有利。
三、实践应用法
这是指把已学的理论知识应用于实际或用实例说明理论知识的一种思维方法。生物知识和日常生活联系得十分密切，教师应有意识地培养学生把所学知识应用于生活和生产实践中，用所学知识去分析和解释一些生命现象。如在学习了循环系统一章后，教师不妨举例问：“如果我们遇见车祸，看见伤者的下肢伤外暗红色的血液成涌流出，我们应怎样帮助他临时处理伤口？”让学生用所学知识分析、思考、讨论出结果。教师应提示到：暗红色血液涌出，应是伤到了下肢静脉，我们不应像平时处理毛细血管出血一样用手压住止血，而应用纱布或布条捆住伤者的出血处远心端才是，然后立即送医院治疗。这样多举例，让学生学以致用。从而培养他们多学多思的学习习惯，进而增强其思维能力。
四、归纳法和演绎法
归纳法是从特殊到一般的思维方法，即由大量已知的事实做出一般性结论的方法。例如：通过对各种细胞的研究，归纳出细胞具有细胞膜、细胞质、细胞核的结构；通过各种花的结构的学习，归纳出花具有花柄、花托、花被、雄蕊群、雌蕊群的一般结构；通过对各种鸟类动物的学习，归纳出鸟类动物的体表被有羽毛、有翼、恒温、卵生并能在空中飞行的主要特征等。演泽法是从一般到特殊的思维方法，即从一般结论出发，去认识特殊现象的方法。例如：胎生、哺乳是哺乳动物的主要特征，但鸭嘴兽虽是哺乳动物却是卵生的；双子叶植物种子多无胚乳，而胡萝卜、蓖麻、烟草、桑是双子叶植物，但它们的种子里是有胚乳的；单子叶植物种子多是具胚乳的，但慈菇、泽泻是单子叶植物，它们的种子里却没有胚乳。通过归纳和演泽，学生可以把多而杂的生物知识有条不絮地掌握，从而在大脑中形成一个严整的生物知识体系。
五、系统归类法
系统归类法，是指把相关事物或材料，按照一定的标准出发，把它们的本质特性抽取出来，以区别于具有另一种特性物体，从而系统地掌握这些事物或材料的本质的方法。自然界内，事物万千，各色各样。我们正是运用了系统分类这样的方法，才使得它们虽乱而有序。如：我们从生物与非生物的本质进行区分，把自然界分为生物与非生物两大类；把生物又分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界、病毒等几大类；而在每一类中，又依据不同特征分为不同的门、纲、目、科、属、种。这样，系统地反映出各种生物的本质特性，有助于学生的学习、理解和掌握。
生物学科学思维范文4
如果我们的大脑在思考问题时所能够展示的形式是扩散状态时我们就称这种思维方式为发散思维,它是我们认为视觉宽广,思考呈现出多向度的形式。发散思维又称扩散性思维是指向由点到表面甚至整个三维空间的思考。发散思维是创造性思维的重要形式,是强调是否具有创新能力有效厘定因素的一个重要方面。老师在物理教学中对学生进行这种思考能力的培养,对学生未来一生中具有生命活动的工作能力的影响很大。从目前的职业高中物理授课中发现，大多数学生的思考多向度的现实能力还是相当弱的，在需要用一些发散思维能力来解决问题时，学生常常感到无所适从，为此笔者根据物理教学教材的特点和学生的思维发展特点,总结了一些培养这种思考能力的方法。
一、培养立体思维
立体思维是思考时不仅仅是对于点、线、面的垂直思考。例如在复习简单机械原理时，有杠杆、天平、滑轮、滑轮组等内容，一一复习，难免比较琐碎繁杂，学生听起来也感到枯燥无味。我在教学中应用立体思维方法，让杠杆、天平等简单机械综合起来复习。
首先复习杠杆的原理，动力、支点、阻力、阻力臂和动力臂，还有杠杆平衡原理F1×L1=F2×L2（如图1）
如果两个力臂相等有什么应用呢？天平就是动力臂等于阻力臂，动力等于阻力(如图2)，天平平衡时物体的质量等于砝码的质量，可以测量出物体质量。
假定杆不是一个普通细杆,是槽轮形的圆轮,可以利用滑轮的原理制成滑轮(如图3所示)。固定滑轮动力臂和阻力臂都等于圆盘半径,因此动力对等于物体的地心引力的作用，没有省力,只是改变力的方向。
如果我们利用动和定滑轮的原理对滑轮进行组合，制成滑轮组（如图4），就可以达到既改变力方向又省力目的。
如果将细杆变成球又会怎样呢，出示一道题，要把圆球推上台阶用力最小。
这是可以把球看作是一个杠杆，支点是O点，用使所用的力最小，动力臂应该最大，推力应该垂直于过O点那个直径向上。这样动力臂最大，所用的推力最小。
最后总结：天平、滑轮、滑轮组等都是利用杠杆原理造成的，它们只不过是利用了支点的不同，或者是杠杆的形状进行了改造，或者进行许多个杠杆进行组合形成滑轮组，使它们达到满足我们所需要的各种形式的特殊用途，满足了我们的生产生活的需要。希望大家在以后的学习中，工作中多多应用发散思维，创造性的解决问题。
上例说明：在物理教学中要合理立体思维的思想，把一些知识有机的结合起来，这样既很有条理的复习了知识，还为学生以后的发明创造提供了一个很好的方法。
二、培养逆向思维
逆向思维是思考形式反叛平常。从反方向进行对问题思考的方法,我们也有好多人称它为反向思考。因为世界上很多东西可以相互产生。
三、培养单向思维
单向思维是启发我们从与问题远离对象中进行观察和研究的思维方式来解决问题。
例如：在教学功率这一节时，做功有快有慢，那么可以用哪些方法比较做功的快慢呢？
让学生回忆我们在学习速度时，比较运动快慢的方法。那么做功快慢有没有这样的两种类似的方法吗？学生很顺利的说出了两种方法：做相同的功，比较所用时间；用相同时间，比较做功的多少，从而解决问题。这就是侧向思维。
四、注重学生的多路思维的培养
问题的解决往往不是依靠一种方法就能够解决的，要从多维度,多种思考才能解决。我们在复习“汽化和液化”要求学生把注有水的烧杯摆在石棉网上用酒精灯烧观测水的沸腾，粗看上去，本实验好似无技巧性问题，差点儿不会失败，而结局大部分总是不成功的，得不到应有的结论。其失败表现为两个方面：一是实验时间太长，致使课堂冷场，不能完成教学任务；二是温度不能够上升，就不断地烧，温度却维持在95—97℃之间，烧杯中的水已明显减少，温度仍不升高，而且也不出现大批的由小变大的汽泡上升到液面而裂开。此实验的失败原因是什么？为此老师发问，创设情景，迫使学生发散思维，经过学生的讨论争议，归纳起来，失败的原因有如下几方面：温度计有误差，气压不标准，散热太快，用水不当等等。老师进一步追问：怎样改进实验呢？学生各抒己见，大胆地提出自己的改进设想：（1）可在烧杯口上加有小孔的盖子。（2）可用温水代替冷水。（3）可换用大热源，将酒精灯换成酒精炉。（4）将烧杯换成稍粗而较短的试管以减少水的质量和表面积。（5）利用物理兴趣小组研制的标准气压沸腾仪进行试验。
生物学科学思维范文5
关键词：高中生物；学生；学习方法；学习兴趣；教学活动
学生对现行的生物课堂教学模式意见不统一，有的学生满意，觉得生物学科是非常好学的学科，喜欢；有的学生认为高中的知识太难了，希望能帮助他们提高学习的兴趣。绝大多数学生希望教学形式多种多样，幽默、有故事、轻松愉快的学习。然而学生的自主性学习太差，对教师的课堂要求太高，解决方法就是激发学生生物课堂思维的兴趣。
课题的研究过程：
生物具有较浓的趣味性是区别于其他学科的显著特征。把一些与学科相关的有趣知识和有助于调动课堂气氛的灵活的教学方法引用于教学过程中，以引起学生的注意和兴趣，以调动学生参与课堂思考、探讨、解答问题的积极性，达到良好教学效果。下面就结合教学实践介绍几种类型的趣味教学实例，并进行分析。
一、诣音记忆，激发学生的学习兴趣生物学中有些记忆性的知识
有的生物学知识很难记住，为了让学生能牢固掌握这些知识，提高学生的学习兴趣，可采用诣音记忆法进行记忆。如组成细胞的6种微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu，我们另排了顺序Zn、Fe、B、Cu、Mo 、Mn可用“新铁臂的阿童木，猛！”来记忆。再如原核生物的种类引导学生用“蓝（蓝藻）色细（细菌）线（放线菌）织（支原体）毛衣（衣原体）”来记忆。诣音记忆法，能让学生轻松记住生物知识，而且能给学生的学习带来一些乐趣。
如有一道试题：下列哪一组元素全是绿色植物含量较多的（ ）
A.Zn、Mg、N、P B.Mg、N、P 、Fe
C.Mg、N、P 、B D.C、Mg、Ca、k
本道题在2个班上课时给了谐音让学生记住，做题效果很好，几乎全对。而在另外2个班没给谐音记忆，强调几遍让学生记住，结果做对的人14、18个学生，通过该题让学生记住“新铁臂的阿童木，猛！”，学生甚是高兴，跃跃欲试类似的题。
这些能激发学生的学习兴趣谐音记忆我们打算用一次教研组会让老师们汇集归纳，整理成册，资源共享。这是一件非常有价值的事，在一定程度上能提高教师的生物课堂效率和学生的生物考试成绩。
二、运用模型教学使研究对象直观化、简约化，激发学生对生物学知识思考与探索
减数分裂是人教版《生物2：遗传与进化》第二章第1节内容。与细胞的有丝分裂密切相关，也是后面分析遗传物质和生物变异的基础，在整个高中生物学习中起着非常重要的承上启下的作用。以往教学中教师都采用讲授和演示的方法，学生总是记不清每个时期的特点，新课程中添加了模拟减数分裂过程中染色体变化的模型教学。我们高二生物备课组第一次大胆尝试采用模型教学。
探究目标：让学生制作模型，模仿减数分裂过程中染色体的行为变化，体验染色体行为的变化规律。
材料器具：塑料胶，不同颜色的橡皮泥、剪刀、白纸等
方法和步骤： （4-6人小组合作完成）
1. 用一种颜色的橡皮泥做出一大一小的染色体，用另一颜色的橡皮泥做出一大一小的染色体。
2. 把颜色，长度相同的两条染色单体成对并排放置。用同种颜色的小块橡皮泥代表着丝点，在两条染色单体中部用小块橡皮泥粘起来，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。同理做出后面各个时期的染色体的行为。
3.在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，容纳所做的4条染色体
模型教学的效果：
我校高二年级 5个班在星期三以前做完，周三晚自习全年级进行30分钟检测，检测内容即为减数分裂相关习题。其结果令人震惊，这5个班的平均分为81.4分。而还没做活动的6个班的平均分分为54分。差距有27分，活动的效果如此之明显。阶段性检测有这么一道试题：填空题4.图5为某动物的初级精母细胞染色体和基因组成示意图。请分析回答：（10分）
（1）这个细胞正在进行哪种分裂？________，因为该细胞
中出现了____________。该细胞有 个四分体。
（2）图中表示出的等位基因共有 对。
（3）细胞中有____条染色体，____条染色单体，____对同源染色体，____个DNA分子。这个细胞在分裂完成后，子细胞中有_____条染色体。
（4）该动物的一个初级精母细胞经分裂产生了两个基因型为AB的，则另外两个的基因型是 。
统计全年级得分情况如下：
有1人出现0分，据了解，该生做题速度慢，试题未做完交卷所致。有4人出现4分，了解详情，这4名同学上课没听懂，做模型活动时也不明白道理。以往减数分裂的试题，学生的得分是最差的，一般在4-6之间。这次模型教学活动取得了出乎意料的成绩，我们颇有成就感，幸福感，立志要将次模型教学活动在全校推广，并将届届相传。
三、精心设计课堂环节，用游戏互动激发学生生物学的兴趣
要激发学生学习生物的兴趣，可以将直观的教学手段融入课堂，充分调动学生的视觉、听觉、等各种生理感官，激发求知欲望，使学生主动去探究未知道理。例如在“蛋白质的结构和功能”一节中，学生对于肽键这种抽象的化学结构比较难理解。如下图：把上图复杂的氨基酸简约化为下图黑圆圈：
在课堂中让学生到黑板前手牵手模拟脱水缩合过程，在此基础上推导蛋白质脱水缩合的相关计算公式：肽键数=脱水数=氨基酸数-1 。推导过程变得具体化、形象化，在有效解决教学重难点的同时让学生感到新鲜、有趣，调动了学习的积极性，节省教学时间，提高学生学习的效率，学生走进了一个充满兴趣的生物课堂。
总之，兴趣是学生学习的动力，是取得高效课堂教学质量的重要条件。在高中生物教学中我们要找准学科知识与学生的切入点。 精心设计教学环节， 改善师生关系，建立和谐课堂，激发学生生物课堂思维的兴趣。
参考文献：
[1] 如何让生物课堂活起来，让学生动起来. 2009年18期
[2] 张迎春.中学生物教材研究与教学设计， 陕西师范大学出版社，201102
生物学科学思维范文6
现行高中生物教材中学生必做实验虽然不多，但有关科学实验内容的知识点很多，特别是验证结论、探究结果的实验特别多，若教师有意识地将这些教材内容按“过程”教学的程序设计，就有利于学生探究思维能力的培养。下面以“物质跨膜运输实例——水”这一内容为例谈谈“过程”教学的实施步骤及能力培养方法。
1、创设探究问题的情境
教师可以通过指导学生课外实验、课堂演示实验、录像、媒体及描述相关的自然现象，使学生获得感性认识，增加探究问题的兴趣。
在讲“植物细胞吸水原理”时，先选择两个大小一样，去皮马铃薯块茎，让学生给每个马铃薯用打孔器打出大小一样的缺口。然后在一个缺口内加清水，另一个加等量的稀盐水，放置1～2d，观察缺口内的液面变化。根据液面变化情况，让学生开展讨论(植物细胞如何吸水、失水，吸水、失水的条件等)激发学生的探究兴趣。
2、定位探究问题的目标
教师利用教材，紧扣教学目标，提出富有启发性、可探究的问题，激发学生的学习动机，使学生明确探究目标。
在“植物细胞吸水原理”的课堂教学时，教师先演示教材所示的渗透装置实验，要求学生观察现象，回答以下问题：
长颈漏斗内液面发生什么变化?液面变化这一现象，在以下情况下能否出现：①用纱布或塑料薄膜代替半透膜(动物的膀胱膜)；②半透膜两侧均用清水或用等浓度的蔗糖溶液；③对换装置中水与蔗糖的位置。
通过启发点拨让学生归纳出渗透作用的必备条件，同时结合植物细胞亚显微结构以及马铃薯块茎实验，围绕植物细胞内外水分如何进出液泡展开探究，提炼出主要问题(马铃薯细胞内是否具有相当于半透膜特性的结构)，最终提出假说(原生质层相当于半透膜，当其内外溶液存在浓度差时，可发生渗透吸水或失水)决定探究目标。
3、指导探究结论的发现
这是培养学生探究思维能力的关键，也是教师引导学生发现问题，造成学生求知，悬念的关键一环，教学中这种情境的出现会引起学生的思考和探究行为，是培养学生探究思维能力的原动力。在这个过程中教师根据“过程”教学的要求，提供植物细胞渗透吸水、失水的实验用品，指导学生事实求是地完成质壁分离和复原的实验，并让学生将观察到的实验现象记录下来，引导学生归纳实验结果，判断假说，形成结论(原生质层具有半透膜的特性，当外界浓度高于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水；反之，就吸水)。
4、讨论探究结论的运用
对原有结论加以讨论、评价，把探究研究的结果与教学内容统一起来，同时让学生运用结论分析、解决问题，并有意识地改变实验条件，对学生进行探究思维培养，也是教师发现教学中存在问题的重要途径。因此，教师可选一些综合性、趣味性、应用性强的问题来提高结论反馈运用的效果。让各组学生汇报各自得出的实验结论，对有些因实验不当得出的错误结论，引导学生进行分析讨论，同时，改变原有实验条件，引导学生探究思考以下问题：
①将原有质量分数为30％的蔗糖溶液改为50％的蔗糖溶液，实验结果有何变化?
②将30％的蔗糖溶液改为30％的KN03溶液，实验结果又有何变化?(有条件可让学生亲自做上述两个实验)
为了达到结论的反馈运用，要求学生设计以下两个实验：
①利用渗透装置的实验材料，设计一个鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液(10％的蔗糖溶液与35％的蔗糖溶液)，要求写出实验步骤及结果分析。
②给出洋葱、蔗糖、蒸馏水及必要的实验工具，设计一个测定洋葱表皮细胞细胞液浓度范围的实验方案，要求写出实验原理、方法及结果分析。
教师还可以创设新隋景，让学生运用结论来解决实际问题。如分析在日常生活中家庭淹制萝卜时会有较多的水渗出、夏天鱼肉用盐淹后不易腐败、农民种田时一次给作物施肥过多后出现“烧苗”现象等的原因。
