赵占良谈科学方法.doc

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赵占良谈科学方法
人教版高中生物课标教材中的科学方法体系(1):人教网:赵占良
新课程十分注重培养学生的科学探究能力。科学探究能力的培养离不开三个要素:知识、方
法和过程技能。人教版普通高中生物课程标准实验教科书在着力构建知识体系的同时,也力
图构建符合高中学生探究能力发展需要的科学方法体系和技能体系。下面对教材中的科学方
法体系作简要的分析。科学研究的方法大致包括三个层次:第一层次是学科内的特殊的方
法,如生物学研究中的同位素标记示踪法、细胞器分离法、解剖法等;第二层次是科学研究
的一般方法,这些方法是从物理、化学、生物学等自然科学研究中概括出来的适用于各门自
然科学研究的共同方法;第三层次是最具有普遍意义的哲学方法,如唯物辩证法、矛盾分析
法等,这些方法适用于自然科学、社会科学和思维科学。教材中强调的科学方法主要指科
学研究的一般方法,因为这些方法对所有学生的发展都具有重要价值。科学研究的一般方法
包括获取经验性材料的方法和理性思维的方法两大方面(见下图)。
,通过感官或借助于仪器,有目的、有计划
地考察研究对象,从而获得有关经验性材料的方法。人教版初中生物学教科书中对观察法已
经做过这样的表述:“观察是科学探究的一种基本方法。科学观察可以直接用肉眼,也可以
借助放大镜、显微镜、望远镜等仪器,或利用照相机、录音机、摄像机等工具,有时还需要
测量。科学观察不同于一般的观察,要有明确的目的;观察时要全面、细致和实事求是,并
及时记录下来;对于需要较长时间的观察,要有计划,有耐心;观察时要积极思考,多问几
个为什么。在观察的基础上,还需要同别人交流看法,进行讨论。热烈的讨论能让你迸发出
思想的火花。”为避免与初中教材重复,高中生物教材中未对观察法的内涵和要求作正式表
述,而是通过介绍有关科学史内容、安排观察活动等,让学生领悟和运用观察法。
法人教版初中生物学教科书中对调查法已经做过这样的表述:“调查是科学探究常用的方法
之一。我国的森林资源每五年清查一次,这就是调查。人口普查也是调查。调查时首先要明
确调查目的和调查对象,制订合理的调查方案。有时因为调查的范围很大,不可能逐个调查,
就要选取一部分调查对象作为样本。调查过程中要如实记录。对调查的结果要进行整理和分
析,有时要用数学方法进行统计。”学生在初中阶段对随机取样、确定样本大小、设计记录
数据的表格、计算平均值等调查方法已经有所体验,在高中仍需要进一步练习,如“用样方
法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”,“土壤中小动物类群丰富度的研究”,“调查当地
农田生态系统中的能量流动情况”等。

在科学研究中,经验性材料的获取仅靠观察法是不够的,许多情况下还要通过实验。正如
生理学家巴甫洛夫所说,观察是收集自然界所提供的东西,而实验则是从自然现象中提取人
们所期望的东西。关于实验法,人教版初中生物学教科书中已经作了初步介绍,高中教材中
又进一步结合具体实验作了阐述,包括“控制变量”“对比实验”等。下面就高中教材中有
关实验法的几个问题作简要说明。
(1)科学方法论中的实验与中学生物教学中的实验
科学方法论中的实验是指根据一定的研究目的,在人为控制或干预