时间：2023-08-17 18:03:22
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物科学方法，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、建立模型方法
高中生物学所研究的是自然界中生命运动最基本、最普遍的规律，而自然界生物种类繁多，运动复杂，几乎每个具体的问题都会涉及到很多复杂的因素，建立模型则可排除非本质的因素从而寻找到反映事物的本质特征，从而发现生命规律。在高中生物学中应用模型思想，可让学生从构建模型中更好地掌握生物科学的本质规律，从而更好地理解生物知识，提高学习效率。在高中生物教学中，常主要的建模方法有物理建模（DNA的双螺旋模型，生物膜的流动镶嵌模型）、数学建模（曲线图，数学公式）和概念建模（概念图）。下面以生物数学建模进行简单介绍。
在数学建模过程中，要建立一个模型，那就需了解问题的实际背景，明确建模的目的并搜集相关的信息和材料，接下来根据所搜集的材料和信息而提出假设，根据假设而对对象进行因果分析，找出其函数表达式，在此基础上进行校验和修正，最后进行应用。
二、假说演绎法
“假说演绎法”一般是指根据一类事物都有的属性，构建出假说，然后演绎出理论体系或具体推论，再通过观察和实验来检验。假说演绎法其实就是先根据现有的生物现象、实验结果等提出相应的假说，然后通过实验进行验证，如果实验结论和假说相符，那么，假说的理论是成立的。相反，则不成立。假说演绎法在生物学占有举足轻重的地位。如，DNA半保留复制假说和遗传密码假说的验证，摩尔根证明果蝇的白眼基因位于X染色体上都是运用假说演绎法的典例。一个成功的“假说——演绎教学法”对学生学习、效法、养成科学态度和科学精神都非常有益。现以孟德尔的豌豆杂交实验为例。
首先，提出问题。用纯种的高茎豌豆和纯种的矮茎豌豆作亲本进行杂交。无论正交还是反交，杂交后的第一代(简称子一代，用F1表示)总是高茎。子一代进行自交，子二代中高茎与矮茎之比为3:1。这是假说的基本出发点，在此基础上，引导学生思考：（1）为何子一代都是高茎？（2）为什么遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？而这两个问题也是孟德尔假说的核心所在。因当时生物界还没有认识到配子形成和受精过程中的染色体变化，学生在学习这一知识时，对减数分裂知识也还没有接触。所以在进行“假说”的教学时，教师应该给予学生一定的时间，让学生充分理解和领会。这个过程难度较大，如果在这个过程中学生遇到一定的困难，则可以引导学生学习孟德尔提出假说的思考过程。((1)矮茎可能并没有消失，只是在F1代中未表现出来。因为F2代中又出现了矮茎。(2)高茎相对于矮茎来说是显性性状。(3)遗传因子控制生物性状，遗传因子成对存在，可能有显隐性之分。）
其次，建立假说。（1）孟德尔假说的要点是什么？（2）孟德尔是如何解释F1只出现高茎的？（3）如何解释F2出现性状分离且比例为3:1？学生讨论孟德尔的假说内容并提问。为了更好帮助学生理解孟德尔的假说，教师可绘制遗传图解（如右图性状分离比的模拟实验图）并采用讲授的方式进行说明。（(1)生物的性状是由遗传因子决定的。遗传因子有显性与隐性之分。(2)体细胞中遗传因子是成对存在的。(3)生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配中，配子中只含有成对遗传因子中的一个。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。）
第三步：演绎推导。这是假说演绎中的关键环节，在教学中教师可让学生充当孟德尔的角色，根据假说进行演绎推理：子一代是杂合体必然产生两种数量相等的配子，与隐性亲本类型回交后代的性状分离比例必然是1：1。在该过程中学生尝试采用遗传图解进行辅助（如右图）。
最后，实验检验。因为测代后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例，可以推知子一代基因型及传递行为。测交后代如果出现两种表现型（比例为1:1）,即F1为杂合子，若后代只有一种表现型，即F1为纯合子。孟德尔所做的测交试验结果，符合预期的设想，从而证明了F1在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分离后的遗传因子分别进入到了不同的配子中。
关键词：生物科学史教学方式方法
生物科学是建立在实验基础上的一门自然科学，现代生物科学的发展，是生物科学与数学、物理、化学、等科学之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。随着生物科学的发展，生物科学向人们展示美好的未来，它将成为21世纪领先的学科之一。我们在学习生物学科时，应在前人研究的基础上，善于发现问题，研究问题，解决问题。不仅要重视生物学知识的学习，还要重视学习和体验生物科学研究的过程，并且从中领会生物科学的研究方法。
获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。为了使学生的学习方式发生根本性转变，保证学生自主性、探索性的学习落到实处，确立学生的主体地位，促进学生积积极主动地学习，使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。
在科学实践中发展合作能力、实践能力和创新能力，初步具有收集和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。生物学能力在教学中如何培养呢？本人认为生物科学史在教学的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科学史的巧妙合理的讲解，既能激发学生学习生物学的积极兴趣，又能发挥学生学习的主动性，增强学生的主体意识，还能培养学生学习生物学的收集和处理生物信息的能力、分析问题和解决问题的能力、掌握学习生物学的科学方法，同时更能培养学生形成不畏艰险、持之以恒的科学态度。在生物发现史教学中,采用多媒体现代化教学手段，要求学生在课前预习，并收集有关的信息材料，课堂教学中针对学生收集到的材料，有的问题鼓励学生课后继续查阅，共同讨论加以解决，与课堂有关的内容加以肯定，导入教学。
生物学史有的既体现了学生收集和处理信息的能力，激发学生学习的兴趣，增强学生的成就感，又能锻炼学生研究问题的科学分析方法，培养学生的推理、归纳能力以及学生的逻辑思维和创造力，还能使学生养成不畏艰险、持之以恒的科学精神。如酶的发现、光合作用的发现过程等。
1.总结人们的认识过程：
发现问题提取物质物质本质得出定义补充完善（完整理论）
（1773年）（1836年）（1926年）（20世纪30年代）（80年代）
通过学习酶的发现，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。使学生明确科学家对酶的认识是不断发展的。科学具有开放性，引导学生要用开放的观点、发展的眼光对待所学的知识,鼓励学生在学习过程中勤于思考，敢于质疑，勇于探索。
2.光合作用的发现：
1779年，荷兰科学家英格豪斯（Jan Ingenhousz）重复了上述实验，并进一步证实光照是这一实验成功的秘诀，即光照是植物放氧的先决条件。
1782年，日内瓦教师塞尼比尔（J.Senebier）发现经煮沸过的水中放入绿叶时，即使光照充足也不能收集到氧气。只有在水中通入CO2后，才能看到气泡（O2）出现。因此，他认为植物在光照下，为了产生O2就必须有CO2的存在，O2是来自CO2的。指出CO2是光合作用的原料，氧气是产物，而且CO2也是产物氧气的来源。
1804年，法国科学家德•索叙尔（de Saussure）通过定量植物所吸收的CO2，释放的O2及植物体的增加量发现，绿色植物在阳光照射下，用CO2与H2O在植物体内合成有机物质，并产生与CO2大致相等体积的O2。他提出，CO2和H2O是植物体有机物质的来源。即两者是光合作用的原料。
1864年，德国科学家萨克斯用天竺葵做材料实验得出结论：天竺葵的叶子在光下制造了淀粉，同时也说明光合作用需要光，产物为淀粉（糖类）。
1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵进行实验说明：氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。有力地说明氧气是光合作用的产物，叶绿体是光合作用的场所。
1937年，英国科学家希尔（Hill）将离体的叶绿体加到具有适当氢受体（A）的水溶液中，光照后放出氧气，此反应称为希尔反应。氢受体有2，6―二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。说明氧气是水的光解过程产生的，为人们研究光合作用产物氧气的来源提出了新的见解。
1939年，美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M．Kamen）利用同位素标记法进行探究实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水。
3.根据科学的发展进程归纳出光合作用的定义和反应式。
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧的过程。即：
光能
CO2 ＋ H2O（CH2O）＋O2
有的发现史既能通过对科学家实验的分析培养学生探究问题的能力，使学生掌握科学的研究方法，又能使学生根据所学知识，解释一些实际问题和现象，增强知识面的应用能力，激发学生学习生物的兴趣，促进学生积积极主动地学习，使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。如生长素的发现过程、DNA是遗传物质的证明等。
4研究问题的方法：
理论推断实验验证转化实验侵染细菌实验得出结论
（理论结论） （实验思路） （初步证明） （有力证明） （统一认识）
通过探究DNA是遗传物质的发现过程，使学生学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，使学生懂得人类对事物的认识是不断深化和完善的，使学生领会科学家实验设计的科学思路、遵循的实验设计原则和采用的一些科学方法，并培养学生科学思维能力和初步研究能力，使学生初步掌握科学研究的方法和过程。
5结论
根据新课程理念，当今生物教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养，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，“以探究科学发现过程来学习科学研究方法”是生物教学的重点，在生物教学过程中，通过生物科学史的教学注重实验过程的探究与科学方法的学习相结合，充分发挥学生的主体作用，使学生在探究学习中，得到科学研究方法的训练。
参考文献
[1]潘瑞炽，董愚得.植物生理学[M].高等教育出版社.
关键词：普通高中生物；新课程标准；教材；设计思路
根据教育部2003年制定的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中生物《课程标准》（实验）》（以下简称《课程标准》），课程教材研究所生物课程教材研究开发中心组织编写了生物学科六个模块的教材。现将整套教材的总体设计思路分析如下。
《课程标准》是教材编写的重要依据。本套教材总体设计思路是贯彻落实《课程标准》提出的基本理念，根据各模块的具体内容标准，结合学生的年龄特征、认知规律和教学实际，本着便于教和学的原则进行设计。概括地说，教材的编写要体现《课程标准》的基本理念，遵循《课程标准》的设计思路，落实《课程标准》中“具体内容标准”的要求。具体包括以下几个方面。
一、重视基础知识的教学，帮助学生形成良好的知识结构
（一）构建主线突出、结构合理的知识体系
为凸显各模块在知识教育方面的价值，帮助学生形成良好的知识结构，每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开。同时，根据学生的认知规律，确定知识内容的呈现顺序，使之形成结构合理的知识体系。例如，在“分子与细胞”模块中，教材内容围绕“细胞是基本的生命系统”这一主线展开（见图1）。
图1
（二）重视基本概念、原理和规律
高中生物课程涵盖的知识内容广泛而丰富。对学生来说，知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高，实现迁移的可能性就越大；其时效性越长久，对学生终身学习和发展的价值就越高。鉴于此，知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开，避免过多事实性知识的堆砌和单纯描述，在认识“是什么”的基础上，更多地探讨“如何”和“为什么”。
例如，关于动物和人体的激素调节，重点是让学生通过具体实例理解反馈调节和分级调节的原理，以及激素调节的特点，而不是罗列许多激素的分泌部位和生理作用。
（三）把握基础性，体现先进性
按照《课程标准》的要求，精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。知识内容的深难度总体上维持在现行高中生物教材的水平，避免出现深、难、重。
基础不等同于经典。教材展示给学生的生物学，应当具有时代特色，基础性应是现代意义上的基础性。在体现共同基础的必修教材中，一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致，体现先进性。例如，酶的概念不局限于蛋白质的范畴，中心法则不局限于克里克提出的经典法则，将免疫也视作一种调节方式，等等。此外，还以“科学前沿”“科学·技术·社会”等形式介绍了生物科学的新进展，如通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。在满足学生多样化发展需要的选修教材中，内容紧扣时代脉搏，集中反映现代生物科学和生物技术及其应用，同时也注意到把握基础性，避免过深过难。例如，在“现代生物科技专题”中，侧重基本原理和方法及其应用的介绍，技术操作多用“生物技术资料卡”形式介绍，学生一般了解即可。
基础性与先进性之间有时会出现矛盾，矛盾的焦点是学生的认知水平和接受能力。对此，教材从高中阶段教育的性质和任务出发，做了灵活变通的处理。例如，关于水分子的跨膜运输，尽管已发现水通道，教材正文仍沿用目前细胞生物学专著中将其归为自由扩散的说法，而将通道蛋白的内容放在课外阅读材料“科学前沿”中介绍；关于细胞的衰老和癌变的原因，则采用在正文中排小号楷体字的办法，供感兴趣的学生选读。此外，教材不可能也无必要在反映新进展上面面俱到，为此，在正文和作业中常常提示学生搜集有关资料。
（四）突出重点，点面结合，使知识内容层次分明
教材中重要概念和原理的表述，以黑体字排印；其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印；供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印，或以“相关信息”“资料卡”“科学·技术·社会”等形式出现，有的内容明确标注“选学”。“生物技术实践”中帮助学生设计实验的资料也以楷体字排印。
（五）纵横衔接，促进知识网络的形成
为体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系，教材旁栏设有“学科交叉”栏目；为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系，教材旁栏设有“知识链接”栏目。在必修模块各章后的自我检测中，大多安排了画概念图的习题。
二、突出生物科学的过程与方法，培养学生的科学探究能力
有关科学过程与方法的内容，在教材中占有较大的比重。“过程”包括科学家的研究过程和学生亲自参加的探究过程。“方法”侧重在科学探究的一般方法，也包括学科内的方法，如分离细胞器的方法、放射性同位素标记法、标志重捕法等。
（一）关于科学方法的内容
教材中涉及的科学探究的一般方法如下图。
这些科学方法的内容贯穿在各个模块中，同时，不同模块在科学方法教育上又有不同的侧重点。例如，“分子与细胞”模块侧重观察和实证的方法，“遗传与进化”模块侧重假说演绎的方法，“稳态与环境”模块侧重系统分析的方法。
鉴于思维能力是科学探究能力的核心，教材注重思维方法的训练：1.注重训练抽象思维和发展形象思维相结合；2.注重形式逻辑思维与辩证逻辑思维相结合；3.注重引导发散思维、求异思维和批判性思维；4.重视数学方法、模型方法和系统方法的介绍和运用。
关于科学方法的内容，教材主要通过研究过程的介绍和探究活动的设计，让学生逐步领悟。此外，在必修模块中还辟有专门的栏目予以提炼和概括，其中属于科学探究一般方法的内容见下表。
这里有两点需要说明：1.教材中科学方法内容是建立在义务教育生物课程标准实验教科书基础上的，初中阶段已经讲述的方法不再作为重点介绍，如观察法、实验法、调查法、比较法、搜集资料的方法等；2.系统分析的方法对高中学生来说过于深奥，教材通过研究群落、生态系统的结构和能量流动等内容来渗透其大致思路，而未做正式表述。
（二）强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径
1.安排丰富多样的科学探究活动，让学生通过活动体验过程，领悟和运用方法（见下表）。
2.较多地介绍生物科学史的内容，特别是生物科学史上的经典案例。有的部分将科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索，如遗传部分，让学生分析科学家是怎样进行科学研究的，从中获得科学方法等方面的启示。
3.鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、思考与探究、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题，可以帮助学生领悟方法，活跃思维，提高科学探究能力。
三、关注科学、技术和社会的关系，深化情感态度与价值观教育
通过教材展示给学生的生物学，是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学，是通过技术而不断转化为现实生产力的生物学，是在广阔的社会背景中，对人类文明有着巨大推动作用，同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此，教材一方面介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料，另一方面还引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系，理解科学的价值和局限性，养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识，树立人与自然和谐发展的观念，形成科学的价值观。
教材通过多种方式突出了这方面的教育。
1.通过资料搜集和分析、思考和讨论、调查、评价等多种活动，落实科学、技术和社会关系的教育。
2.在必修模块中设置“科学·技术·社会”和“与生物学有关的职业”等栏目；正文辟“与社会的联系”小栏目。
3.在选修模块中分别设置相应栏目。如“生物技术实践”中的“课题背景”，“生物科学与社会”模块中的“从社会中来”“到社会中去”及“现实中的问题”“现代生物科技专题”中的“实践活动”“进展追踪”“论坛”“热点问题讨论”等。例如，设置“论坛”引导学生深入讨论生物技术的安全性和伦理问题。
4.在教材的作业系统中设计相关的练习题。
教材通过介绍科学家从事科学研究的实例、安排学生探究活动和讲述有关知识等多种途径，试图构建具有生物学科特点和时代特色的情感态度与价值观体系（见图2）。
四、重视知识内容与生活经验的联系，激发求知欲，驱动知识的建构
借鉴有意义学习和建构主义学习理论，教材内容的表述不是从概念到概念，而是尽量从生活经验入手，创设较好的问题情境或悬念，激发学生的学习兴趣，促使学生头脑中发生新知识与原有经验之间的联系，完成知识的建构，同时也理解所学知识的价值。
1.必修模块的每节都从“问题探讨”入手，该栏问题除了出自科学史，主要是从学生的生活经验中提炼。
2.教材重要概念和过程的阐释，尽可能结合学生的经验和生活体验，使之亲切而生动。
3.不少章节采用问题串的形式，引导学生步步深入地分析问题，解决问题，建构知识，发展能力。在“分子与细胞”模块，还设有“与生活的联系”栏目。
4.作业系统中注意习题与生活、健康、环境等方面的联系和实际应用。
五、加强内容的引导性和开放性，促进探究性学习
为促进学生形成主动、探究、合作的学习方式，教材改变了传统的注入式写法，也未停留在经典的启发式写法上，而是引导学生提出问题，分析问题，通过各种途径寻求答案，在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。
教材内容的开放性表现在以下几个方面。
1.有些问题，不是直接给出答案，而是让学生自己探究。
2.有些问题，并未叙述得面面俱到，而是提出要求，让学生自己搜集信息，特别是联系当地和当前实际的信息。
3.探究活动的写法重在引导，探究的课题、材料用具和方法步骤不做过死的规定；对于难度较大的探究活动，教材提供了参考案例。
4.介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议，体现科学体系的开放性。
5.有些练习题的答案不唯一。
六、改进作业系统，促进评价的改革
评价方式的改革是课程改革的关键环节之一。教材改变了作业系统主要为巩固知识而设计的传统做法，以期促进生物课程的评价改革。
1.作业系统围绕知识、能力和情感三方面的目标来设计，特别重视知识的迁移、方法的运用和发散思维的培养。例如，必修模块每章后都有“自我检测”题（见图3），帮助学生从知识的掌握和能力的发展等方面进行自我评价。
2.作业系统的内容既包括章节后的作业题，也包括某些探究活动中的讨论题；既有随堂练习和技能训练，又有阶段性的自我检测；既有书面作业，又有课外实践、撰写综述报告等实作评价的内容。
关键词：高中生物；科学史；教学；问题；对策
中图分类号：G423.07 文献标志码：B 文章编号：1673-4289（2011）12-0015-03
生物科学史教育能够使学生理解科学的本质，体验科学研究的方法，感悟科学探究的精神，因此，高中生物新课程非常重视生物科学史教育。《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称课标）明确了要“重视生物科学史的学习”，在其内容标准中多处明确提出了生物科学史的具体教学要求。但是，在新课程实施过程中生物科学史教学仍然出现了一些问题和困惑，需要我们探寻原因，研究对策，以更好促进生物科学史教学。
问题一：目标单一、大材小用
【案例呈现】
案例1：在进行《遗传因子的发现》教学时，教师介绍了孟德尔的豌豆杂交实验，但目的仅仅是为了把分离规律和自由组合规律讲清楚，而没有引导学生关注豌豆杂交实验的内在逻辑和实验的关键点，让学生理解孟德尔豌豆杂交实验所蕴藏的思想方法。
案例2：在进行《细胞的多样性与统一性》一节“细胞学说的建立过程”这一内容的教学时，有教师在简单地解释细胞学说的三个要点后，以讨论题引导学生阅读细胞学说建立过程的资料，其目的也仅仅是由此引导学生认识细胞的统一性，而没有真正分析细胞学说的建立过程所蕴含的科学发现的模式，揭示科学的本质。
【原因探析】
上述两则案例虽然在教学中都利用了生物科学史，但是目标定位在落实知识，科学史只是用于辅助学生理解相关知识的材料，而没有让学生真正深入到科学史教育中，获得方法和情感的体验。这种情况在课堂教学中具有一定的普遍性。有调查表明，教师对生物科学史的教育价值持肯定态度，但是多数教师却是为了学生更好地学习知识而引入科学史材料[1]。然而，生物科学史的教学有知识目标但不限于知识又几乎是业内的共识。课标指出：“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的方法，学习科学家献身科学的精神。”近年来有关生物科学史教育的文章提出：教学中引入生物科学史能够提高学生的学习兴趣，使其积极主动地参与教学；展示知识发现的过程，帮助学生深刻理解知识；展现科学精神，培养学生的科学素养；展示科学研究方法，培养学生的科学探究能力；帮助学生理解科学研究的继承性、永不终结性和科学的人文内涵，帮助学生领会创新思维的重要性[2][3][4][5]。那么，为什么教学实践中还会出现目标过于单一的问题呢？
产生上述问题的原因，固然有考试评价指向的问题，也与部分教师对于如何深入挖掘生物科学史的教育价值认识不够有关。“科学史是客观真理发现的历史、人的心智逐步征服自然的历史。它描述漫长而无止境的为思想自由，为思想免于暴力、专横、错误和迷信而斗争的历史。”[6]由此看来，“科学史”是可以从历史事实、知识形成、思想发展、精神自由等多个角度去解释的。在面对生物科学史的素材时，我们往往习惯于从事实的历史和知识形成的历史这个角度去引述，却疏于从思想与方法的历史、社会的历史这样的角度去挖掘科学史的教育价值。
【对策研究】
教学中，我们应该引述生物科学史的事实和知识形成过程，但又不满足于仅仅转述事实和讲解知识，而是对这些事实再做分析或解释，从中提炼出科学家所用的研究方法，挖掘出其中所蕴含的思维品质、思想观念，如此基于事实但又不局限于事实。这样的课堂，就既有历史事实，又不局限于介绍事实，而是从事实中挖掘思想和精神营养；它能说明生物学知识，但不以知识为唯一目标，而是在促进知识理解的同时，让学生因读科学史而深刻、明智。例如，在案例1中引进孟德尔的科学发现，在用来促进知识理解的同时，还应该引导学生关注以下几点：孟德尔选择了合适的实验材料，引进了数学统计的方法，提出了天才的假设，进行严密的演绎以及巧妙进行测交实验验证推论，这些科学方法的运用是他获得成功的重要影响因素；同时，孟德尔的潜心探索（8年耕耘）、扎实实践在他获得成功中也起到了重要作用。
在案例2“细胞学说建立过程”这一科学史教学中，要用好教科书中的资料，尤其注意资料中几个小标题所传达的关于科学发现模式的信息，并给学生足够的时间讨论资料分析后的几个问题。然后，总结在细胞学说建立过程中，科学与技术、理论思维与科学实验的关系，理解科学发现的模式，揭示这一历史过程所蕴含的科学本质。
因此，进行科学史教学时，不仅要关注和确定知识目标，同时也应该深入分析确定过程与方法、情感态度价值观方面的目标。只有目标明确且全面，才能在科学史教学过程中不仅帮助学生掌握知识，还能让学生体验科学方法，感悟科学研究的历程。
问题二：拔高拓宽、加重负担
【案例呈现】
在《DNA的复制》这一节，关于“DNA半保留复制的证据”这部分内容，有如下一个教学案例。在学生进行了关于DNA如何进行复制的猜测后，教师提出：那我现在给你一些实验材料，你设计一个实验验证一下你的假设到底哪种正确。实验材料有：含14N的DNA的大肠杆菌若干、含15N的DNA的大肠杆菌若干……随后出现的教学情境是，学生一片茫然，不知所措。
【原因探析】
从学生的反应可见，让学生设计这样复杂的实验脱离了他们的实际。教材安排这部分内容已明确其属于“选学”，有关内容不要求学生记住，更不要求学生应用。让学生设计实验，其教学要求的层次定位是“应用”，这显然超出“选学”甚远，属于过度拔高教学要求的做法。
与上述过度拔高教学要求类似的，教学中还有一种面面俱到、过度拓宽教学要求的做法。其典型表现是：教科书课文中出现的生物科学史内容，教师因担心其中的历史事实会考到而不敢有丝毫大意，每个事件都要细细讲解而不敢遗漏。在这样的课上，由于面面俱到，教师教得累，学生学得累，不必要地加重了学生的学习负担。
【对策研究】
教学中，对生物科学史素材的应用，既需要到位，但又不可越位而过度拔高和拓宽。因此，要适当定位，就要分析针对具体的生物科学史内容其合理的教学要求是什么。
某个具体的生物科学史事实，可能是课程的内容要素，也可能仅仅是教学素材。教学时这两类情况的教学要求不同，重点也不一样。前者的历史事实既是手段也是目标，要让学生能够概述其历程，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，而是作为“脚手架”，以增进学生对结论性知识的理解，并进一步促成对科学的本质的理解。怎样判断某一生物科学史材料是作为教学素材还是作为课程内容要素呈现的？判断依据是课标中具体内容标准是否有明确的要求。例如在高中生物教材中作为课程内容要素的科学史有，细胞学说的建立过程、人类对遗传物质的探索过程、植物生长素的发现等。而仅仅作为素材的科学史有，细胞膜结构的探索历程、促胰液素的发现、稳态概念的提出和发展等。
问题三：材料粗放、教学吃力
【现象点击】
教师在教科书所提供的生物科学史材料之外又做了较多的扩展，课堂上用PPT一屏一屏地展示历史上科学家如何进行研究，对背景、材料、方法、结果、结论作详细、具体的介绍。学生则忙于阅读，接受诸多人名、年代、研究事实的信息轰炸，却没有时间深入思考。这样的课堂里，由于素材补充过多，教学费时、费力，而结果却是师生迷失于历史琐碎事实的泥潭中。
【原因探析】
科学史教学不是求多求全，而是求精。有些教师认为新课改既然要求教师要学会用教材教，要积极开发课程资源，因此就认为多补充一些课外教学资源会有助于教学的提升。于是很多教师就很认真地查资料，课堂上尽可能地给学生多呈现资料，或是干脆替换教材中的科学史资料。而教师在选材时又没有考虑所选资料的价值、意义等教育因素，简单的资料累积只会加重学生的学习负担，还不能很好地让学生得到科学方法的熏陶和科学思维的训练。
【对策研究】
教师在课堂上展示给学生的，应该是从众多史料中精选出的必要的、易于理解的，且有主线贯穿的历史资料，因为在课堂上有限的时间内，使用概括性的、简明扼要的材料往往更为有效。换言之，课堂里出现的科学史材料，应该是先行者加工过的材料，而不是原始的历史事件。教科书对所介绍的生物科学史已经做了精加工，教师要补充史料，应该在理解教科书的基础上作必要的扩展，而不是热衷于历史素材的量的扩张。
比较成功的生物科学史教学案例，其共性是：教师提供的科学史材料精炼，有内在的线索贯穿，所提问题环环相扣、层层深入，还原了知识的形成过程，促进了知识的理解或科学方法的掌握。学生学习过程中，有资料的阅读，有挑战性问题引领。学生既理解了知识，又提升了科学思维能力，还体验了科学的开放性。例如，生物膜结构的探索历程，从1895年欧文顿研究植物细胞膜通透性实验开始，到1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，近80年的时间里有多位科学家做了很多复杂的探索工作。研究过程中，假说被一次又一次提出又一再修正，最终流动镶嵌模型得到普遍认可。
问题四：理解偏颇、评论失当
【案例呈现】
在“光合作用的探究历程”教学过程中，在讲到海尔蒙特实验时，有教师提出：“从实验设计的原则来看，海尔蒙特的实验结论是否完全正确？”然后让学生展开讨论。最后，师生一起总结出，“海尔蒙特的实验设计不符合单一变量原则”，“应该设计单一变量实验确定水、矿物质、空气在植物生长中的作用”。
【原因探析】
对科学家的实验进行恰当的评述，确实有益于培养学生的批判性思维和实验设计能力。但是，本案例中的质疑本身却让人质疑：其一，很难设置单一变量实验分别研究空气、水和矿物质在植物生长中的作用；其二，这个实验是一个析因实验，不一定遵循单一变量原则。
【对策研究】
历史是客观的，但是，对历史的理解却可能是主观的。因此，我们在评述历史时，要用历史的眼光，全方位理解历史，在理解的基础上对历史上科学家的工作作恰当评述。评述时，我们应该对历史持有“温情与敬意”的情感[7]。
笔者认为，对于生物科学史上一些科学家认识的局限性，在教学中不一定都要着眼于对此进行“批判行思维”，而是可以更注意着眼于以下两个方面来挖掘其教育价值。其一，学生看到历史上科学家认识的局限性，可以认识到早期的科学家在解释自然现象时与他们一样有类似的前概念，从而增强他们转变概念的积极性与动机[8]。其二，引导学生认识科学的开放性，从而深刻理解科学的本质。
生物科学史中沉淀了众多科学家对生命世界探索的精彩片段。良好的生物科学史教学，应该是从中选择了恰当的材料，运用了恰当的手段，达到了最佳教学效果，让学生似乎身临其境从而获得众多启示的教学。托克维尔曾说：“当过去不再照亮未来时，人心将在黑暗中徘徊。”那么，在中学生物课堂里，生物科学史不但应该在场，而且应该“照亮学生的未来”。
参考文献：
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[7]钱穆.国史大纲・凡读本书请先具下列诸信念[M].北京：商务印书馆，1996：1.
生物科学的发展史是一部不断对生命活动规律进行探索创新的历史，无数的科学探索留下了大量的经典生物实验，这些经典实验蕴涵科学家独具匠心的科学思维和巧妙的实验设计方法。可以看出，生物科学史蕴含着丰富的科学思想、科学方法、科学世界观以及科学精神、科学态度等内容，因而具有很高的教育价值。生物科学史的学习不仅是《普通高中生物课程标准（实验）》的明确要求，也是教师教学实践中的切实需要。
案例教学是根据一定的教学目的，选取合适的案例贯穿于教学过程，来组织学生进行分析、讨论、研究等，通过生生、师生之间的互动，以达到锻炼学生的能力及形成良好的的个体品质的教学方法。将生物科学史融于生物课堂中，进行案例教学，旨在提高学生学习生物的兴趣和生物科学的素养，同时能有利于提高学生信息搜集、提取和分析的能力以及简单的科学实验设计能力。
1 生物科学史在生物教学中的作用
1.1 利用生物科学史提高学生的科学素养
生物科学素养是公民科学素养构成中的重要组成部分。生物科学素养是指公民参加社会活动、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感、态度与价值观。提高每个学生的生物科学素养是生物学教学实施的核心任?眨?也符合新一轮生物学课程改革所倡导的理念。
生物科学史中记载着科学家的生平事迹，从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观，把它们渗透到生物教学中，对培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义。学生置身于科学史的氛围中进行领悟和体会，获取丰富而有趣的知识营养，体验严密的逻辑思维过程和解决问题的思想方法，并在厚重的历史感中体会前人的智慧，从而提高自身的生物科学素养。
1.2 利用生物科学史培养学生的探究能力
生物科学史就是科学家探究生物学知识的科学过程史。生物科学每一个知识点的产生过程，就是一个科学探究的过程。如发现问题、提出问题、作出假设、逻辑推理、检验假设、分析结论、交流评价等，是对学生进行科学方法训练的良好素材。学习生物科学史有助于学生了解每个知识点的来龙去脉，而且可以从其中一些典型事件中学习到科学家的科学探究方法。这样不仅可促进学生深刻领会生物科学理论的论点，还能使学生在亲身体验科学探索的过程中接受科学方法的训练，形成一定的探究能力。
2 案例教学在生物教学中的应用价值
2.1 案例教学有利于学生对生物学知识的建构和内化
生物学基础知识包括基本的生物学概念、原理和规律，案例教学法通过呈现案例情境材料，经过分析与讨论，不仅能帮肋学生获得这些知识，更重要的是能将所学的知识进行内化，建构到原有的知识和经验中去，利于学生获得更深层次的知识即“隐性知识”。而在以教师讲授为主的传统课堂中，学生尽管能够记在所学的生物学理论知识，但这仅仅是停留在书本上的理性思维的认识和收获，是一种单一的、静成的、孤立的抽象知识，充其量也就是一种“显性知识”。
2.2 案例教学有利于培养学生的合作精神和与人沟通的能力
可以说，现代科学技术的发展都是人们合作的结晶，这在生物科学史上有很多例子，最经典的是美国生物学家沃森和英国生物学家克里克从1951年～1953年两年间在英图剑桥大学实验室里亲密的合作，最终揭示了生命最本质的奥秘――DNA双螺旋结构，具有划时代的意义。但是在传统的课堂教学中，培养学生这种能力的机会不多，且较多地停留在口头层面上，如果处理得不好，很可能变成一种生硬地说教，而案例教学的过程正是一个人际沟通、交往与合作的过程。因为小组合作是案例教学的主要组织形式，为了达到共同的学习目标，小组成员之间必须学会相互理解、彼此尊重和信任。
2.3 案例教学有利于培养学生的问题意识和分析问题、解决问题的能力
问题意识是创新的起点和发端，没有问题意识就不会有发明和创造。而在案例教学过程中，教师是通过案例的呈现创设一个个具体的问题情境，课堂教学就在学生围绕这些问题展开分析、小组讨论、提出方案中进行。学生通过分析案例中所涉及的各种各样的生物学问题，潜移默化地便逐步学会了如何分析问题、解决问题以及科学的思维方式。
3 结合生物科学史的案例教学过程
3.1 选择合适的生物科学史撰写案例
案例撰写是教师在课前必须要完成的准备，也是搞好案例教学的重要环节。首先，教师要确立教学内容，并收集与此相关的生物科学史内容的案例素材。因为要编写高质量的生物案例，就要有充足的案例素材。其次，教师要分析学生现有掌握的知识水平，结合相应的科学史内容在整个生物教材中地位，制定这个课时的课堂教学目标。确定教学目标是生物案例撰写过程中的一个重要步骤，为从案例素材的筛选与取舍到最终形成案例的整个过程指明了方向。然后，仔细阅读、分析案例素材，紧密结合生物学的教学内容，并联系学生的实际情况，对案例素材作必要的筛选、修改工作，使呈现在学生面前的案例文字简明扼要、不过于冗长，以免增加学生的阅读负担。最后，在充分考虑学生已有的技能和知识背景，教师结合一些能引起学生兴趣并能产生思考、讨论的问题，写出组织教学案例。
例如，在对光合作用发现史组织教学案例时，教师可先罗列光合作用的背景描述，并整理光合作用的研究历史，将不同科学家的探究过程、实验结果、分析结论一一对比，找出光合作用研究进展的方向，同时根据生物课程目标确立光合作用发现史的知识、能力、情感的教学目标，最终撰写出光合作用发现史的教学案例。另外，教师也可以根据科学家们的实验情景进行问题的设计及讨论，丰富案例内容。
3.2 在课堂中实施生物科学史的案例教学
在课堂中对生物科学史的案例教学进行完美实施是体现案例教学的真正价值所在。撰写好的案例是进行生物科学史教学的保证，而在课堂中合理地分配教学时间，巧妙地应用教学技巧，适当地辅助教学手段，是真正落实生物科学史案例教学的关键。在教学过程中，如何体现科学家们的求真精神，如何展示前人在追求科学真理时的坚持，如何把握学生们的情感体验，是教师们必须要重点关注的。
在遗传物质发现史的案例教学过程中，教师可以借助达尔文的《物种起源》提出人们对遗传和变异的机理开始了理性的认识，随之与学生一起重温科学家的实验过程，体验他们所做的实验，感受伟大的发现。在讲述格里菲斯、艾弗里的体内、体外转化实验，在描述赫尔希和蔡斯探究噬菌体侵染细菌的过程，简单的叙述是不足以展示当年科学家们的那种持之以恒的探索精神，所以教师得有效地利用、整合各种教学资源，合理地、有条不紊地呈现。问题适宜时机的导入、实验表格的设计、各种多媒体辅助的支持以及师生间互动模式的合作，都是将案例教学实实在在在课堂上实施的手段。
3.3 总结、反思、完善，以形成一个成熟的案例
一个成熟的案例并不仅仅是一两堂课的教学实施就能形成，没有及时的总结、反思，?]有一个案例的多次反复的教学实施，没有不同案例之间在教学过程中的对比，是不可能获得一个成熟、完善的案例。
关键词： 中学生物教学 科学素质教育 科学态度 科学方法 科学能力
教育改革的根本目的是提高民族素质，多出人才，出好人才。深化教育改革，打破旧的“应试教育”模式，建立以全面提高学生素质为宗旨的“素质教育”新体制，已成为当前乃至今后教育教学改革所面临的首要任务。素质是以人的先天禀赋为基础，在后天环境和教育的影响下形成的内在的、相对稳定的生理及文化素质的质量水平。生物学素质包括与之相关的思想素质、科学素质、心理素质、劳动素质等诸方面，其中生物学的科学素质，是生物教育教学改革的核心。下面我就生物教学中对学生进行科学素质教育的实践谈谈认识。
1.加强科学态度的培养
在心理学中，科学态度属于非智力因素范畴，主要是指学习的兴趣、学习习惯、不断探索新知识的精神、高度的科学责任感和实事求是的工作作风等。科学态度对科学素质的全面提高具有举足轻重的作用，科学态度的培养是科学素质教育的重要内容。极大的兴趣，使学生对生命科学热情关注，是生物学学习和实践的动力；高度的责任感，是掌握生物知识、技能及进行生物科学研究的保证；实事求是的工作作风，是生物研究的基本要求。在教学中培养学生的科学态度有以下几条途径：①通过介绍科学家的故事及生命规律的揭示过程感染和教育学生。②通过介绍生物科学研究的新进展及前景以激励学生。③在教学中适时渗透人口、资源、环境等内容，以增强学生的使命感。④在实验教学中培养学生实事求是、严谨认真的科学态度。
2.重视科学方法的教育
科学方法是人类认识世界和改造世界的强大武器。科学方法的教育，是培养学生科学素质的有效途径之一。生物科学中常用的科学方法包括观察、实验、分析、概括、推理和假设论证等。在教材内容中，科学方法教育的素材很多，如达尔文的“自然选择学说”的建立过程等，教师要善于挖掘教材中的这种潜在因素，把科学方法的教育渗透进课堂。实验教学是科学方法教育的主要渠道，为此，教师在实验方法、手段上应作大胆的尝试，把课本中的验证性实验改为探索性实验，课前由教师说明实验目的、材料用具及作用，然后指导学生自己设计实验、观察结果，引导学生得出结论，使学生在学习设计、尝试分析中掌握基本的科学方法，体验“科学研究”的乐趣。此外，课外活动也是进行科学方法教育的重要途径。
3.注重科学知识的传授
应试教育注重知识的传授而忽视学生素质的全面提高，素质教育要求教育者以全面提高学生素质为宗旨。知识的传授与素质教育不是互不相容的，科学知识是学生认识世界、面向生活及自身发展所必不可少的，生物知识是构成学生生物学科学素质的重要组成部分，是发展学生生物科学素质的基础，在生物学素质教育中基础知识的传授具有重要的地位。当然，在素质教育前提下的知识传授过程，要求教师在备课、教学方法的选择、教学手段的应用、作业的布置及考核等诸环节中均应把提高学生素质放在中心位置，摒弃只求分数、满堂灌、题海战等不利于学生发展的做法，加强应用能力的训练，使知识教学和知识应用能力的教学有机地结合起来。如在学习了渗透原理后，学生就会明白农作物合理施肥的科学道理；在学习了遗传和变异后，学生就懂得我国《婚姻法》禁止近亲结婚的意义和科学依据。生活经验上升为理性认识，学生才能真正学懂、学会知识，而不是停留在机械记忆上。
4.加强科学能力的培养
生物科学能力是指人们在观察生物、研究生物和改造生物的过程中表现出来的心理与个性特征，它包括科学的认知能力、思维能力和实践能力，笔者认为，应侧重以下四个方面。
（1）观察能力。观察能力是通过观察活动认识事物的能力，它是一种有目的、有计划，并和思维活动紧密结合的主动的知觉活动，是生物学最基本的研究方法。俄国生理学家巴甫洛夫有句名言：“观察、观察、再观察”。达尔文在总结自己的成功经验时说：“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是在观察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可在众人之上。”生物学中可供观察的材料很多，包括标本、模型、图表、实验现象和自然现象等。教师在组织生物教学、生物实验等活动时，应明确观察目的、观察内容，通过各种方式激发学生的观察兴趣，使学生养成良好的观察习惯，逐步培养、提高他们的观察能力。
（2）实验能力。生物学是一门实验性科学，实验能力是学生生物学科学素质的重要组成部分，是学习生物学所不可缺少的“工具”。实验能力既包括实验操作能力，又包括假设、推理、分析等能力，所以是一种综合能力的体现。实验教学是培养学生实验能力的主要途径，通过指导学生做实验，使学生弄清实验目的，了解实验原理和方法，学会正确地操作、使用实验器材，尝试由实验现象导出结论，逐步养成良好的实验习惯。教学中教师也可以通过分析前人的经典实验，如米勒实验，培养学生严肃认真的实验态度。在现行的生物教材中，安排了许多课外小制作、小实验活动，教师可以根据教学内容有的放矢地引导学生积极开展这些活动，并要求学生对小实验、小制作的实验原理和结果进行分析说明，这也是培养学生实验能力的一条重要途径。
（3）思维能力。思维是人脑对客观事物间接概括的认识过程，思维活动表现为分析、比较、综合、概括、判断和推理，其中分析、概括和综合是思维的最基本过程，而分析和概括能力又是思维能力的起点。在教学过程中，教师可以采用启发式教学方法，注意引导学生通过分析、比较、抽象、概括等形式的训练，培养学生的分析和概括能力。如学习植物的光合作用时，教师可以通过系列对比实验，让学生分析、比较实验现象，概括出光合作用的基本条件和产物，进而构建光合作用的基本知识体系。
（4）自学能力。学生不可能一辈子在学校学习，知识日新月异，21世纪更是知识“爆炸”的年代，教学的根本目的是为了“不教”，即通过教学不仅要使学生“学会”知识，更重要的是使学生“会学”。事实证明，一个人一生所用的知识，只有一部分来自于从小学到大学的学习，而大量的知识来自平时和职后的自学。“会学”的内涵就是具备一定的自学能力。课前预习是培养学生自学能力的主要渠道，教师通过明确预习要求、布置预习思考题等方式，使学生逐步养成主动获取知识的能力。“课外阅读”在培养学生的自学能力上有着不可或缺的作用，教师应充分利用这些素材，培养学生获得新知识并应用这些新知识的能力。
参考文献：
［1］朱正威.关于中学生物学课程改革的若干建议.
摘要：灵活利用课堂，注重教学联系生活，注重生物科学史。阐述培养和提高学生科学素养的方法。
关键词：培养科学素养STS教育生物科学史
科学素养是一个人综合素质和能力体现。国务院2006年了《全民科学素质行动计划纲要》为：科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质是了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。由此可见科学知识、科学方法、科学思想、科学精神、实践能力是科学素养的五个重要组成部分，它需要在长期的学习、工作和生活中逐步培养和建立。那么生物教学，值得考虑的是如何让学生在学习过程中形成一定的科学素养，以便为终身发展打下基础。
在科学素养的培养中，知识素养是基础，科学素养是生物教学的核心。要有“授人以鱼，不如授人以渔”的思想，情感与生物学价值观是学生不断探索生物界奥秘的内在精神动力。作为一名生物学教师，我深知自己的责任和义务，在教学中必须更新观念、改进教法及评价方法、重视理论和实践的联系，以全面提高学生的科学素质。本人着重从STS教育渗透和利用好生物科学史两方面入手培养学生。下面谈一下本人的做法和体会。
一、在课堂教学中贯彻和渗透STS教育，把课本知识社会化，体系化
1.把学生的目光引向于社会，注重学生的成长培养。
长期以来注入式教学，使学生常感觉抽象，枯燥，缺乏兴趣、动力，基本上抹杀了生物学作为自然科学的属性，就更别谈生物科学素养的培养。所以把STS思想渗入现行的生物课程中，例如：通过遗传、生殖、发育、生物与环境等知识的学习，通过我国人口与印度人口的增长率来分析人口对国民经济的影响，使学生真正理解“计划生育”、“禁止近亲结婚”、“优生优育”的意义；通过《森林法》，《环境保护法》，《野生动物保护法》的知识了解，使学生认识到环境、珍稀动植物保护的意义；同时教育学生遵纪守法，树立社会意识；通过“无性生殖”教学，讲解克隆技术；通过学习《传染病及其预防》进行健康的生活；以介绍袁隆平对杂交水稻的研究及贡献立志于远大理想等等。这样，把学生的目光引向社会，促进他们的课本知识社会化。
2.通过成立生物科技兴趣小组，促进全体学生的科技兴趣发展。如：1环境保护：走访城建环保站，了解当地排污情况，进行课题研究。2社会调查：走出校门，参观林科院、野生动物救护站等，调查生物物种和动物保护情况，写出科技小论文。3科学实验：如食用菌的栽培：从设计实验开始，让学生自己基本能掌握菌种等级测定、装料、灭菌、接种、问题处理、管理、采菇、统计分析等方法。掌握实验技能会令学生找到自信，收获成功。再指导学生自制酸奶、泡菜、葡萄酒、培育等。更能激发学生的好奇心、创造欲。
3.充分利用身边廉价的器具和材料开展教育活动。
利用好瓶瓶罐罐，能克服因教材改版而出现的实验仪器、教具无法满足教学要求的现状。如1在讲授《发生在肺内的气体交换》这一节内容时，先教学生如何用食用油桶做呼吸模型；2在做种子萌发的实验时，用了一次性塑料杯来代替3个瓶子；3在学习生物的变异——大、小的花生果实探究时，难以买到实验用的花生材料，就让学生去采摘品种不同的桂花树的树叶来取代。这样既丰富了教学资源，又激发了学生学习的积极性。
我还将农，林，牧，副，渔等多方面知识与技术融入到生物教学中，带学生到省林科院去认识苗木树种、参观组织培养室和昆虫、植物标本制作等。这种实践活动，也有助于学生了解家乡生物资源和生态环境及发展经济的资源优势，促进科技兴农，推进生物教学为当地经济建设服务。
4.培养敏锐的观察力和认真思考的习惯
科学方法是科学素养的重要组成要素。培养实验观察能力，初步掌握观察的途径：看，嗅，听，触等。如1.在讲授血液——流动的组织一节时，先让学生回忆曾看到过的血液状态，并从视觉、嗅觉、触觉等方面加以描述，学生对血液就有了红色、粘稠状、有腥味的正确认识；再通过显微镜对血液的观察，还要指导观察方法：根据观察目标、重点，有计划、步骤地观察；多角度观察；指导学生边观察边思考、边观察边研讨、边观察边记录等，掌握了血液的成分、血细胞的种类和作用、血液的功能，理解血液为什么要循环的道理，从而培养学生严肃认真的科学态度。2.在探究：光影响鼠妇的生活时，先明确探究的问题、作出假设，再让学生按组讨论探究的计划、用具、装置、步骤，实验并得出结论。此时各组的结论有相差，甚至有的与假设相反，就要引导学生查找原因：包括鼠妇的采集和保管、实验的过程和环境、材料用具和方法等通过逐一查找。最后，讨论全班的平均值（相当于做重复实验）得出正确结论。利用查找原因和讨论，使学生逐步养成不是孤立地，而是全面地，发展地看问题的习惯。
二、利用好生物科学史培养学生意志品质
1.运用生物科学史培养学生发现问题和敢于质疑的意识
科学过程大体是从怀疑开始的。强烈的问题意识是生物学家进行研究，取得创造发明的前提。如果不是道尔顿敢于发现并提出色盲问题，色盲症的探索恐怕还要推后甚至几十年；如果达尔文没有对“特创论”提出质疑和挑战，并提出“生物进化论”，那么，“人从哪里来的”的解释恐怕还要争议与持续若干年；如果爱因斯坦不突破牛顿关于时间和空间的概念，就不可能提出相对论。鼓励质疑问题的品质。辩证的怀疑和批判意识，是科学精神的内在要求。例如：一次课堂上学生在学习血液循环途径时，假如一同学小腿受伤感染，当需要输液消炎时，就产生了由小腿处静脉注射比手背静脉注射消炎好的质疑，给时间让学生热烈讨论后，学习效果显著。鼓励学生要善于并勇于提出问题，培养问题意识。
2.运用生物科学史引导学生学会科学的思维方法
综观生物科学漫长的发展过程，每一项重大发现和每一个重要理论的建立都是科学方法应用的典范。如科学家巴斯德，正是用巧妙的设计——鹅颈瓶来证明了肉汤的腐败是来自空气中的细菌污染；一战后的一天，英国细菌学家弗莱明正在观察菌种——葡萄球菌的生长情况，当他正在为培养基受到霉菌的污染而懊恼时，一个偶然的现象引起他的注意：培养皿中凡是与青色霉菌菌落接触的周围，就没有金黄色葡萄球菌菌落。这使弗莱明意识到是有某种物质的作用？进一步研究，他发现了青霉素，在第二次世界大战中用它挽救了成千上万伤病员的生命，并于1945年获诺贝尔医学奖；免疫学奠基人詹纳，发现挤牛奶的女工不患天花病，受我国民间流传的接人痘苗方法的启示，他发明了牛痘接种法，开创了近代免疫学的先河。
第斯多惠所说：“不好的老师是转述真理，好的老师是教学生去发现真理”。生物发展史上的每一个发现和发明，都是生物学家经过深入的科学探究而产生的。学习到探究的方法，领悟到其中的科学思想之所在。
关键词 科学 人文 融合 生物学教学
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
文件编号 1003－7586(2011)06－0011－04
科学本意指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系，主要包括四个方面：科技知识、科学思维、科学方法与科学精神。人文本意指人类社会的各种文化现象，主要包括人文知识、人文思维、人文方法与人文精神。科学与人文在本质上是相通的，让科学实践与创造充满人文关怀，使科学精神和人文精神保持内在的统一。在生物学教学过程中，立足于学生现实的特点和发展水平，找准学生的“最近发展区”，并结合学生不同层次的发展需求，既要确立科学的目标，关注培育学生科学知识、思维、方法和精神，又要确立人文的目标，注重培养学生的人文知识、思维、方法和精神，整体设计和安排教学活动，促进每个学生科学与人文素养和谐融合地、可持续地发展。
1 科学与人文和谐融合在生物学课程标准中的体现
《普通高中生物课程标准(实验)》(下面简称《标准》)在“课程目标”中提出：“学生通过高中生物课程的学习，将在以下各方面得到发展：获得生物科学和技术的基础知识，了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用；提高对科学和探索未知的兴趣；养成科学态度和科学精神，树立创新意识，增强爱国主义情感和社会责任感；认识科学的本质，理解科学、技术、社会的相互关系，以及人与自然的相互关系，逐步形成科学的世界观和价值观；初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力，以及交流与合作的能力；初步了解与生物科学相关的应用领域，为继续学习和走向社会做好必要的准备。”上述高中生物学课程目标体现了科学与人文的和谐融合：第一，注重科学探究，改变过去过分强调知识传承的倾向，主张让学生经历科学探究过程，体验探究的乐趣，学习科学研究的思维方法，养成大胆质疑与猜测、勇于创新的科学态度与精神。第二，注重与现实生活的联系，生物学来源于自然和社会，生物学研究的目的就是通过揭示生命本质和生命活动规律，提高人们解决社会、生产和生活实际中面临的问题(如资源问题、环境问题、疾病与健康问题等)，提高人们应对自然现象的能力。因此，高中生物学课程就要注重现实生活中的实际问题，让学生养成关注社会、生产和生活实际的习惯。学生学习的最终目的，是促进自身的全面发展，并且为社会的发展和进步服务。把学习和现实生活联系起来，本质是一种价值的追求，是科学的人文化。第三，课程内容突破了单一的知识与技能领域，拓展到了研究过程与研究方法、情感态度与价值观等领域，使科学课程建立在科学本质认识的基础上，同时引导学生逐步认识到科学的本质。第四，提高学生的科学素养、促进学生的全面发展，要重视对学生在活动、实验、制作、讨论等多方面的表现的评价，不以标准化的书面考试为惟一的评价方式，使科学教育真正面向全体学生，力求以生为本。
《标准》在“课程的基本理念”中提了四条：提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。这四条理念可以说是科学与人文的融合。关于提高生物科学素养，朱正威教授已有专论，倡导探究性学习、注重与现实生活的联系，上文已作粗浅分析，这里只分析面向全体学生这一理念。面向全体学生的理念标志着一种富有人性化的教育思想和学生发展观受到了高度的重视，是“以生为本”的思想在生物学科教学中的体现。所谓“以生为本”，包括两层含义：第一层是“以学生的学为本”；第二层是“以学生的发展为本”。其中“以学生的学为本”是基础和前提；“以学生的发展为本”是归宿和目的。面向全体学生意味着尊重每一个学生，要为每一个学生提供同等的学习机会，根据学生差异因材施教，并公正地评价每一个学生。
总之，生物课程标准，以促使学生发展为根本，以提高学生的科学素养为主旨，重视科学、技术与社会的联系，倡导以科学探究为主的多样化的学习方式，是科学精神与人文精神的高度统一。
2 科学与人文和谐融合在生物学新课标教材中的体现
以人教版教材为例，教材的编写体现了科学与人文和谐融合，既体现科学思想、也体现科学方法，还通过相应的栏目体现对学生的人文精神的培养。
2.1教材中体现的科学思想
分子与细胞模块主要体现系统论的思想，遗传与进化模块主要体现信息论的思想，稳态与环境模块主要体现控制论的思想。因此三本必修教材编写的指导思想是三论(即系统论、控制论、信息论)思想，在分析理解教材的时候，要以三论思想作指导，让相关的理念贯穿在生物学教学中。
2.2教材中涉及的科学方法
(1)观察实验的方法。在初中基础上，进一步加强观察实验方法的训练，许多实验集中在观察实证上，有的要通过仪器来进行。教材编写这部分内容的目的是要培养学生科学的观察方法和求实态度。注意观察的顺序和方法，有意识、有目的地通过一些具体的观察活动，从一点一滴做起，对学生进行长期的培养，并在观察过程中提出各种有启发性的问题，使学生逐渐学会科学的观察方法，养成观察的习惯。
(2)假说一演绎的方法。“假说一演绎法”是在观察和分析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，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则证明假说是错误的。如“遗传与进化”模块中，孟德尔遗传规律的发现运用的是假说一演绎法；对基因与染色体的关系的探究历程，也是假说一演绎的过程；DNA分子结构和复制方式的提出与证实，以及整个中心法则的提出与证实，都是“假说一演绎法”的案例。教材中编写这样的内容，不仅是要引导学生获得知识和技能，更重要的是要引导学生体验知识形成的过程，领悟科学家的思维方式和加强科学方法的训练。
(3)构建模型的方法。模型方法是现代科学研究和人们的实践中经常运用的具有相当普遍性的分析研究事物和解决问题的方法之一，它是一种科学方法，也是一种思维方法。人教版普通高中生物课程标准实验教科书具有十分丰富的模型方法教学资源，如尝试制作真核细胞的三维结构模型、制作生物膜模型、探究细胞大小与物质运输的关系的模拟实验、血糖调节模型的模拟活动、设计并制作生态缸；建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型、制作DNA双螺旋结构模型、重组DNA分子的模拟操作等模型建构；呼吸作用过程图解、光合作用过程图解、池塘生态系统图解、人体细胞与外界环境的物质交换模型，以碳循环为例，分析生态系统中物质循环等理想模型
建构；酶促反应的反应速率、酶活性的变化、有丝分裂染色体和DNA的数量的变化、性状分离比的模拟，用数学方法讨论基因频率的变化、描述种群增长的“J”型、“S”型增长的数学模型、分析种群基因频率的遗传平衡定律等数学模型建构等等。
(4)系统分析的方法。系统分析就是运用系统的概念和系统论的基本原则，对系统的组成要素、结构、环境、性能等系统的基本特征和系统的状态及其调控进行分析。任何生命系统，不论细胞、个体、种群，还是生物群落，时刻与所处的环境进行物质、能量和信息交换。从系统分析的角度看，能量由无机环境输入到生物群落是由于发生在叶肉细胞中的光合作用对太阳能的固定；能量的输出依赖于细胞呼吸对能量的释放；能量沿着食物链以含碳有机物的形式传递，其实质在于细胞呼吸对能量的转移和利用。这样就将宏观
、的能量交换(能量的输入、传递、输出)和微观的能量转换(光合作用中对能量的储存、呼吸作用中能量的释放转移和利用)建立起有机的联系。当能量和物质的输入大于输出时，生态系统正处在不断发展阶段，表现为种群数量、种类增加，营养结构不断完善；当能量和物质的输入等于输出时，标志着生态系统已经成熟，达到稳态，其种群的数量比例、种类组成相对稳定，具有典型、完善的食物链。而维持生态系统稳态的内部机制就是靠这种完善的营养结构，使得生态系统具有一定的抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
(5)课题研究的方法。集中体现在选修一《生物技术与实践》模块中，该模块共分6个专题，每个专题下设2～3个课题，学生选择其中的5-7个课题。本选修模块既是一门学习科学探究的实践课程，又是一门生物科学技术应用于社会的STS课程，目的是要“培养学生的科学探究能力，培养学生的实际操作能力，拓展和加深对生物科学技术知识的理解，领悟科学、技术、社会的相互关系，凸显科技价值观的教育，砥砺科学精神，端正科学态度，鼓励创新”。
(6)撰写科学报告的方法。《标准》中，在能力目标中明确提出，要“发展科学探究能力，初步学会：用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改”，也就是说，在教学中，学生要学会撰写科学报告。
渗透这些科学方法，培养学生的怀疑的精神、提出问题的本领，再用实验去证明它，并学会用证据为自己辩护，吸收他人、前人的意见，写出实验报告，正如《美国国家科学教育标准》所说：科学是格物致知的一种路径，其基本特点是以实证为判别尺度、以逻辑作论辩的武器、以怀疑作审视的出发点。
2.3教材中体现培养人文精神的设计
科学家访谈、科学前沿、科学史话、科学家的故事、科学・技术・社会、与生物学有关的职业等设计都充分体现了人文关怀教育，突出了对生命的尊重，对自然的热爱，对科学的追求。从而实现了生命科学的知识性和人文性的统一，学生学到的生物学知识是全面的、丰富的、灵活的、动态的、自主的和富有创造性的。以《分子与细胞》为例，从知识体系的构建、表述到学习活动的设计，或隐或显地渗透着人文素养的培养。从邹承鲁院士科学贡献的介绍，到各个科学发现的人、事和过程；从各核心内容中与社会的联系到“科学・技术・社会”的专栏；从细胞中各类化合物与健康的关系到“酶为生活添姿彩”；从分析细胞呼吸原理的应用到干细胞研究进展与人类健康；从社会老龄化的相关问题到健康的生活方式与防癌……处处都在科学教育中渗透人文精神。而自主、探究、合作式的学习方式，推动着师生平等、民主和谐、互相尊重、善于合作、成果共享的学习文化的形成。在尊重人的尊严、个性、潜质和发展的多样化的氛围中，生物科学教育中的人文精神将得到更好的发扬。
3 科学与人文和谐融合在生物学课堂中的体现
在生物学教学中，应渗透人文理念，建构人文精神，在传播科学知识、训练科学技能、培养科学智慧时，以人为中心，以人的发展为目的，使科学与人文在生物学课堂中和谐融合。
3.1创设情境，使生物学教学面向生活世界
人文精神的培养离不开生活世界，同样离开生活世界谈人文精神的培养是苍白的、无力的。在生物学教学过程，创设情境，鼓励学生亲近自然、探索自然，最终与自然建立和谐的关系是培养学生人文精神的重要手段。面向生活世界，创设情境，包括两个方面：一是创设与实际生活相关的问题情境，二是创设与社会生产实际相关的问题情境。实际生活问题是学生最熟悉也是最感兴趣的。课堂教学中适时、适当的联系实际，创造生活情境，力求使自己的教学设计和课堂行为直接面向、联络、亲近、回归现实生活，使和谐教学的课堂场景弥漫着生活的气息，体现着一种实践意蕴和生命格调，这样既可以加深学生对教学内容的理解，同时也会激发学生学习生物学的兴趣，使他们体验到学以致用的乐趣。例如，在学习“水盐平衡、体温调节”时，指导学生分析：大量出汗时，应多喝什么水?在海上遇难时，海水能不能喝?中暑是怎么回事?又如，在讲到酶的特性时，设问：“我们平时使用加酶洗衣粉时，用冷水和温水那样好?为什么?能不能用开水溶化?”。生物学教学与生活世界相联系，还包括与社会生产实际相联系。教学中设计与社会生产实际这方面相联系的教学情境，让学生学会运用在课堂上学到的生物学知识去分析和解决生产中的实际问题，例如：蔬菜大棚为什么要经常通风?在移栽树苗或蔬菜时，为什么要去掉一些叶片?为什么要进行中耕松土?(其目的有三个方面：一是锄去杂草，因为杂草与作物是竞争关系，要争光、争水、争肥，锄去有利作物的生长；二是锄断土壤中的毛细管，减少土壤中水分的蒸发，保持土壤墒情；三是使土壤疏松，增强作物根的呼吸作用，有利于根的生长。)果蔬贮藏为什么采取低温、低氧法?在教学过程中要注意介绍学科中与当前国计民生密切关联的知识，以引起学生的思考和探究，加深他们对知识的理解，激发学生献身于造福人类与社会的热情。
总之，生物学教学应该关注人的存在，关注学生现有的和未来的生活，关注学生的物质和精神的生活，为提高他们的生活质量和生命价值服务，从而显现生物教育自身的人文关怀。
3.2倡导探究性学习，使生物学教学面向科学研究世界
探究性学习主张学生要像科学家那样探索和思考，在积极地参与科学探究的过程中逐渐对自然界有所认识。学生像科学家那样去探索，旨在强调科学教育对学生亲身经历的事物中产生的一些问题进行探究，要求教师把在课堂上、在户外，或者在实验室里的探究活动大都集中在现实中的一些现象上，让学生们去研究，去调查，或者引导他们去设计那种有相当难度但又不超出其能力限度的研究方案。学生在探究过程中不仅获取科学知识，而且能多方面多途径地从科学研究世界中获取科学知识以外的其他教育资源，包括科学思想、科学方法和科学精神，即不仅显现结论
性的科学知识，同时彰显科学研究过程中探索者的精神世界。
探究性学习过程在不少方面显示了人的价值观念，诸如理性、求真、质疑、创新、公正、好奇、自由、宽容、竞争、合作、独立、进取、诚实、无私。这都是一个人之所以成为人、成为现代人不可少的精神气质。在学习科学时，学生会遇到许多类似的有关价值观的问题。教学中若能体现出生物学的探索性，就会促进和强化学生的上述价值观念。生物科学基础知识的传授与学习应该与科学探索精神、科学价值观念的形成融为一体。
3.3重视科学史教育，使生物学教学面向科学发展的历史世界
在《标准》第四部分“实施建议”中，明确提出“注重生物科学史的学习”，强调了“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精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”，并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。可以看出，新课程重视对生命科学史的学习。
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
科学探究是学生学习科学的有效方式之一，是目前中学生物课程改革的基本理念之一。生物科学方法是指揭开生物世界奥秘的各种途径、手段。生物学科的探究能力主要体现为观察、实验、思维能力。在生物科学方法中，最重要的有观察法、实验法、科学思维法等。科学探究可以让学生亲历知识的探究过程，实现知识的自我构建和自我理解，培养独立、能动地解决科学问题。但目前在中学生物教学中探究活动存在许多误区，教师不能科学、有效地发挥自己在活动中的引导作用，把握不好活动的节奏、时间，或教师包办代替设计方案，让学生按步骤机戒操作，或教师彻底放手，让学生盲目探究，造成学生的探究处于无序性、被动性和浅表性层面。这直接影响学生生物知识的积累，能力的培养和生物科学素养的全面提高。
如何结合生物教学、指导学生掌握生物科学的探究方法，并灵活运用科学方法，我认为应该从以下三个方面予以加强。
一、要加强培养学生的观察方法
观察能力是学生学习生物知识需要具备的重要能力之一。人们常把观察称为智力的门户。观察是发展学生记忆能力、想象能力和思维能力的基础。学生观察能力的强弱对学生其他智力的开发是十分重要的。因此，教师在教学中，应当把培养学生的观察能力作为重要的教学任务之一。它是学生认识自然、获取信息必不可少的一种智能活动。观察在生命科学研究上具有重大作用，许多生命现象和生命活动的规律都是由生物学家通过观察发现的。英国的胡克受列文・虎克的影响，在显微镜下观察软木切片，发现了细胞；达尔文在五年环球考察中，积累了丰富的动植物及大自然的观察资料，经过研究提出了自然选择进化论，写下了《物种起源》这部巨著。达尔文在《对我的智力的评估》一文中有这样一段话：“我具有比一般人更高的本领，能够看到那些容易被人忽略的事物，并且对它们做细致的观察。我在观察和收集事实方面，勤奋努力，真是无以复加。”勤奋努力的观察，这就是达尔文获得成功的原因之一。
学生的观察能力只有在观察实践中才能形成和发展。生物教学的各种活动都离不开观察，我根据具体的教学内容和学生情况，灵活运用以下的方法和途径培养了学生的观察能力，并获得了较好的教学效果。充分利用课堂教学培养学生的观察能力，通过生物实验培养学生的观察能力，通过课外活动和野外观察，培养学生的观察能力。教师应经常利用课余时间和假日组织学生开展课外活动和进行野外观察。学生在课外活动和野外观察中，通过采集、制作动植物标本、栽培植物、饲养动物、进行杂交实验、组织培养、生态调查等，可以观察到大量的感性材料。这不仅大大地开阔了学生的知识视野，而且使学生掌握了观察兴趣、观察能力和科学的工作方法。在教学观察中，教师要引导学生注意以下几个问题：1.明确观察目的。2.选择适当的观察对象。3.采用适当的观察手段。4.观察完毕后要进行比较、分析和归纳。在生物教学中，教师不仅要使学生看到观察的对象，还要指导学生掌握正确的观察方法。如由局部到整体、由表及里、从上至下等都是生物学常用的科学观察法，教师应尽量以探究性的启发代替结论性的解释，使学生在愉快的情境中学习，进而培养学生的探究能力。
二、要加强培养学生的科学实验方法
生物学是一门以实验为基础的学科，实验教学在课堂教学中具有极其重要的地位，是比较复杂和抽象的。对于初中生来说，一些直观性的知识比较容易掌握。因此，教师若结合课堂演示实验来讲授新知识或复习旧知识，学生就更容易接受和掌握。
随着现代自然科学的飞速发展，研究的内容越来越广泛，实验方法的种类也日益增多。涉及中学生物的实验方法有探索性实验、验证性实验、定性实验、对照实验、模拟实验等。生物实验的一般程序为：观察现象、提出问题、作出假设、设计实验、完成实验、得出结论、表达交流。在教学过程中，根据实验目的不同，在提出问题的基础上，让学生自己安排实验，设计实验步骤，通过现象观察并收集资料、数据再进行分析思考、概括或归纳出结论。
在生物实验中，学生要通过视、听、嗅、触、味，全面观察动植物和人体的形态、结构和生理功能，因此，生物实验是培养学生观察能力的主要途径。在通过生物实验培养学生的观察能力时，教师要充分做好实验前的准备工作，这是保证观察顺利进行的前提。准备实验用具和选取实验材料，课前，教师一定要按实验要求亲自做一遍实验，以便了解观察内容的各个细节和观察中易出现的问题，从而上课时能正确指导学生，精心设计观察的方法和程序，例如，在“观察蚯蚓”的实验中，根据观察内容选用“观察――思考――总结”的观察程序的探索式同步观察法。总之，作为直观教学手段――实验，是帮助学生理解教学内容，提高教学质量的必不可少的途径之一。在生物教学过程中，应利用每个演示实验，伴其贯穿在整个课堂教学中，使每位学生在轻松、愉悦的氛围中掌握生物学知识和生物实验技能，培养其观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力。
三、要加强培养学生的思维方法
比较、分类、类比、归纳、演示、分析、综合等都是生物学中常用的思维方法，这些思维方法在生物观察实验、理论研究等方面都有重要作用。例如，1.归纳思维方法：系统归纳整理学习内容不仅有利于学习知识，更有利于掌握知识，重要的是能从事物之间广泛的联系中找出新的规律，悟出新的道理来。所以每学完一章、一个单元都要做一次小结，学完一本书要做一次系统的归纳整理。如：学完动物内容后，做一次系统的归纳总结，就可能发现在这部分内容中贯穿两条主线，一条是动物的形态结构与生态环境统一的特点，另一条是生动的进化观点，从它们的生活环境、形态结构、生理特点上找出它们的异同之处，分析其原因所在，总结出生物的进化规律，即由水生到陆生、由简单到复杂、由低等到高等的进化顺序，这样学生就可以从客观的角度更清楚地理解掌握知识内容。2.分析思维方法：分析教材内容，了解知识结构，有些章节阅读教材后要思索其知识的内在联系，有些教材内容虽然联系实际，但由于教学资源所限，无标本可供观察。如海洋鱼类资源保护、生动与环境等知识内容，我们要认真阅读分析教材，探索其知识结构及内在联系。教师应灵活机动，采用分析式的阅读方法。
一、利用科学史，使学生确立探究意识
高中生物课程中的科学史，主要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们的创造性劳动，生动地描述他们进行科学探索的思维过程和方法，同时也对生物学发展的逻辑和社会历史背景等重大问题作出评论。我认为，学比教更重要，学会比教会更重要，会学比学会更重要；学比不学要好，勤学比被学、逼学要好，乐学比勤学更要好。引导学生充分合理地利用生物学史与所授知识之间的相互联系，有效激发学习兴趣，不仅能够培养学生的探究能力、科学精神，而且能够加深学生对所学知识的理解与运用，高效地促进学生深入学习。传统生物课堂常采用讲授法，将知识直接告诉学生，学生靠死记硬背记忆，缺乏思维活动，长此以往学生会养成被动接受的习惯，缺乏主动探究意识。而利用生物科学史丰富的资源，培养学生的探究意识，改变教师的教学方法，才能提高学生的学习兴趣，增强学生的知识运用能力。例如，在苏教版必修1第3章第2节“细胞膜的结构与功能”的教学中，我给学生出示三则材料：
实验一：1885年，奥弗顿在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。
实验二：Danielli和Harvey分别于1931年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于油―水界面的表面张力，已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。
实验三：1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气―水界面上铺展成单层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
由实验一、二学生推测出细胞膜含有脂质物质和蛋白质；由实验三学生推测出细胞膜由双层脂质分子组成。可见，在课程实施过程中，有效利用科学史，抛弃直接将知识直接呈现给学生的做法，不仅能培养学生的探究意识，而且能达到促使学生“自觉学习、自主探究”的学习效果，使学生切实感受到求知探讨有收获的乐趣和幸福。
二、利用科学史，使学生学会探究方法
生物科学史上的经典实验往往体现了不同的生物学研究方法。利用对经典实验的学习，不仅能够使学生掌握科学的探究方法，而且能够促进学生灵活应用，提高思维层次。
例如，孟德尔遗传实验是运用了典型的假说演绎法。在观察一对（或两对）相对性状杂交试验的基础上提出问题，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，再通过设计测交试验检验演绎推理的结论。试验结果与预期结论相符，证明假说是正确的，于是得到基因的分离定律和自由组合定律。在对这一经典的实例教学中引导学生总结、感悟“假说―演绎法”与科学发现之间的关系，从而掌握这种现代科学研究的核心方法，并能灵活应用解决一系列关于此方法的试验设计问题。
在生物科学史的经典实验中，还有其他研究方法，比如：类比推理法、同位素示踪法、数学统计法、模型构建法、实物模拟法、系统分析法、实验论证法等。充分利用生物科学史的资源，才能让学生体验每一种方法，感受到科学研究的多样性、丰富性。
三、利用科学史，使学生增强探究能力
探究能力是生物科学学习过程中重点培养的核心能力之一，也是高考生物学科要突出考查的学科核心能力之一。生物科学的发展历程本身就是一部关于探究过程和研究方法的科学发展史，生物学科的能力培养尤其是科学思维、问题探究、实验体验等能力的发展，离不开对科学发展过程与科学研究方法的掌握。
例如，在苏教版高中生物教材（必修2）《遗传与进化》第四章第二节“DNA复制”的教学中，第一部分“对DNA分子复制方式的推测”的内容是科学家应用科学方法揭示出的科学事实。为了让学生领悟科学研究的过程和方法，我引导学生模仿科学家运用科学探究的方法进行探究性学习，即教师先引导学生阅读美国的米西尔森和斯塔尔的实验，理解实验同位素示踪、离心方法，然后提出问题：“DNA复制方式可能是全保留、半保留、弥散复制三种，究竟是哪一种？如果是全保留，画出DNA复制一次的结果并说出离心结果；如果是半保留或弥散复制呢？”在此基础上让学生继续探究DNA复制两次的情况（甚至是更多次）。第二部分“DNA复制过程”，让学生利用课余准备的DNA平面结构模型以小组为单位演示复制过程，总结复制时的场所、条件、特点。
可见，循着科学家的思维轨迹逐步探究并建构知识，不仅能够提高学生的深入思维能力，而且能够提高学生的科学探究能力。
关键词：高中生物；科学史教育；实践感悟
“科学史”这个词跟“历史”一样有两个层次的意思，第一层次指的是对过去实际发生的事情的述说，第二层次则是指对这种述说背后起支配作用的观念进行反思和解释。生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程，又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度；既包括生物学理论和方法的形成演变，又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。
随着科学普及实践中对科学的文化方面越来越多的注重，科学史教育已经成为更好地理解科学、更好地将科学文化与人文文化相结合、更好地普及科学的最重要的手段之一。《普通高中生物课程标准》亦明确提出，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的方法，学习科学家献身科学的精神。
在教学过程中，可以利用生物科学发展史资料，有目的地引入、创设与教学内容相符的生动具体的场景，将间接知识演化为直观内容，以此激发学生的好奇心，促使他们去探索生命规律。生物科学史是科学方法不断发展的历史，学生关注其中，可体味科学家发现与解决问题的思路与方法，培养学生实验能力和思维能力，提高学生科学素养，从科学家追寻的价值观和规范中激发学生敢于质疑、敢于创新的精神。
一、利用科学史资料创设情境，引入新课题
1.科学史本身就有其历史性和科学性，同时，许多生物科学史生动有趣，用它们来创设情境，引入新课题，能激发学生的求知欲望，吸引学生的注意力。
如，在介绍《伴性遗传》时，可以利用18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿的圣诞礼物与红绿色盲的故事，通过历史故事创设情境。借以引入对红绿色盲这一遗传病的分析，吸引学生的注意，引入对伴性遗传内容的学习。
2.在介绍科学史时，可以采取多种方式呈现资料，用问题驱动的方式创设情境，像科学家那样产生疑问，发现问题，把学生从对故事的兴趣转入到对科学探索的兴趣。
如，教学《DNA是主要的遗传物质》时，可利用遗传物质研究进程的资料展开讨论引入新课。“20世纪中叶，科学家用超速离心技术发现染色体主要是由蛋白质和DNA构成。科学家产生一个疑问并对此争论不休。由此，可以通过问题引导，展开讨论：你认为遗传物质可能有哪些特点？你认为证明某种物质是遗传物的方法有哪些？”并可进一步引导学生探讨：实验是最有说服力的方法，科学家该用哪类生物作为实验材料呢？是高等生物，还是低等生物？为什么？
如此层层递进，引导学生追随科学家探索的脚步，逐步深入理性思考，同时得到了科学思维的训练。
二、利用生物科学史的材料组织进行探究性学习
利用生物学史的材料进行探究，是生物学新课程教学中常用的一种方法。根据新课程标准中相关内容的要求，对科学史的材料进行适当的选择和组织，加以整理、转化，设计成为有科学性和启发性的探究课题。在教学中，应着重引导学生沿着科学家的思维和工作历程，领悟科学家是如何发现问题、大胆假设、寻找证据、小心求证的，体验科学家不断深化对问题认识的过程和科学探索的精神。
如，在向学生介绍《DNA分子的结构》时，挖掘探究素材，设计探究过程，创造探究环境，引导学生参与构建DNA分子结构模型的探究活动当中。
1.借鉴前人的研究经验，获得灵感，确定构建模型的研究方法
查找沃森在构建DNA双螺旋结构模型的有关科学史，将他们当时如何开展对DNA分子结构模型的研究工作，以及在探究DNA双螺旋结构过程当中，如何获得灵感并得到了哪些方法上的借鉴展示给学生。
沃森在《双螺旋―――发现DNA结构的故事》一书中写道：
“特别重要的是，我们曾认真讨论了鲍林是怎样发现蛋白质α螺旋的……不久，有人告诉我说鲍林的成功也很平常，并不是复杂的数学推理的结果……鲍林发现α螺旋并不是仅仅靠研究X射线衍射图谱。主要方法是探讨原子之间的相互关系。不用纸和笔，他的主要工具是一组分子模型。这些模型表面上看来与学龄前儿童的玩具非常相似……用同样的方法解决DNA的问题！我们只要制作一组分子模型，开始摆弄起来就行了。”
在学生阅读的基础上，设置问题：这段描述，带给你怎样的启示？鲍林带给沃森的灵感是什么？沃森等科学家在揭示DNA结构的过程中，采用的研究方法是什么？引导学生进行思维探究，确定构建物理模型的研究方法。同时，也可以让学生在潜移默化中感受科学家对科学探究的热爱及科学态度、科学精神。
2.构建DNA双螺旋结构物理模型
（1）构建DNA基本单位――脱氧核苷酸的结构模型
查找科学家研究DNA分子结构的有关科学史，将DNA的基本单位――脱氧核苷酸的相关情况整理后，展示给学生。
将脱氧核苷酸的相关情况，整理成探究性问题：组成DNA的基本结构单位是什么？每个基本单位是由哪几部分构成的？组成DNA的碱基有哪几种？并组织学生动手实践，构建DNA的基本单位――脱氧核苷酸的结构模型。
（2）构建DNA分子的双螺旋结构模型
①整理科学史，将科学家研究的DNA衍射图谱及推算的DNA分子的结构、直径的实验结果，展示给学生。向学生提出问题：获取上述信息，运用模型法，你将构建怎样的模型？可能要考虑的问题有哪些？进而展开开放式讨论，让学生像当年科学家一样，亲历科学探索过程，引发学生思考，激发学生探究激情。
②查找并整理沃森、克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中的种种尝试，展示给学生。向学生提出问题进行探讨：错误的理由可能是什么？有哪些是有价值的？引导学生追寻科学家的思维历程，领悟科学家是如何发现问题、寻找证据、合理推理的。
③在研究暂时陷入僵局时，看沃森和克里克又得到了谁的启示，整理并向学生展示查哥夫带来的信息：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。根据科学史资料中的相关信息，向学生提出探究问题：a.碱基配对方式应是怎样的？b.对原有模型的修订是什么？保留什么？
④提出探究问题，引导学生深入思考：碱基如何连接？A-T与G-C碱基对组成的DNA分子具有稳定的直径吗？整理科学史中的相关研究结构，并向学生展示：四种碱基的分子结构示意图，比较嘌呤和嘧啶分子结构。解释碱基的连接方式―-形成氢键，A=T，CG。
通过问题，引导学生分析科学史的有关资料，重现这一经典的模型构建历程，让学生参与教学过程和思考探究，完成思维性的探究式学习，进而组织学生动手实践，制作并展示DNA分子的双螺旋结构物理模型，并与沃森和克里克构建的物理模型相比较，不仅可以获得成功感，更将思维型探究式学习与操作性的模型构建相结合。同时，在模型建构的探究活动中，引导学生不断地发现问题和解决问题，使学生在学习DNA分子结构的同时，不仅得到科学方法的训练，并且体验尊重事实，尊重客观规律，善于反思，敢于质疑，勇于实践等的科学态度和科学精神。并通过讨论交流，动手实践，增强合作精神。
科学史其实本身也是科学知识，它丰富了对科学知识的阐述，但作为科学史教育目标来说，科学知识不应仅仅在这一方面，还应在于科学史能提供科学知识的来龙去脉，科学知识的发展变化。同样目前我们所取得的科技成就也是暂时的，需要不断地发展与完善。生物科学史中沉淀了众多科学家对生命世界探索的精彩片段。良好的生物科学史的教学，应该是从中选择了恰当的材料，运用了恰当的手段，达到了最佳教学效果，让学生似乎身临其境，从而获得众多启示的教学。托克维尔曾说：“当过去不再照亮未来时，人心将在黑暗中徘徊。”那么，在中学生物课堂中，生物科学史不但丰富了学生的科学知识，而且照亮了学生的未来。
参考文献：
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