关于新编初中生物教材加强科学方法和思维方法教育的思考

为了培养面向21世纪的社会主义现代化建设人才,人民教育出版社新编义务教育初中生物教材,应当认真体现“以学生的发展为本”的课程理念,以全面推进素质教育为核心,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,结合生物学科的特点,进一步加强科学方法和思维方法教育。下面谈一谈笔者的初步思考,作为引玉之砖,以期引起共同探讨。

一、初中生物教材应当进一步加强科学方法和思维方法教育

科学方法是指人们在探索事物客观规律过程中所采用的各种手段。科学方法可分为三个层次:一是最高层次的方法——哲学方法,众所周知,唯物辩证法既是宇宙观,又是认识论和方法论,它为一切认识活动提供了最根本的指导原则;二是中间层次的方法——科学研究的一般方法,如科学观察方法、科学实验方法和科学调查方法;三是基础层次的方法——适于某学科的特殊研究方法,如生命学科采用的制作玻片标本的方法、动植物解剖方法和生理实验的操作方法等。其中,科学研究的一般方法适用于生物、物理、化学、地学等所有自然学科。科学的思维方法,主要包括形象思维和逻辑思维。前者指通过事物的具体形象,使人的认识由感性阶段发展到理性阶段,进而达到对事物本质的把握。后者指借助比较、分类、判断、推理、分析和综合等,抽象出事物的根本特征,进而反映出事物的本质。返回页首

现行人教版义务教育初中生物教材,比较重视第一和第三层次的科学方法教育,同时也注意渗透科学思维方法教育,这些都是十分必要的,但是对于科学研究的一般方法教育,则显得比较薄弱,科学思维方法教育也多隐含在课文中,教师在教学中如不认真发掘和强调,学生不容易形成完整而深刻的印象,不容易形成相关的能力。内地一些省市的义务教育初中生物教材和综合理科教材,在加强科学研究的一般方法和思维方法教育方面进行了积极的探索和改革,新近的美国初中生物教材以及我国台湾省初中生物教材,也都很重视这些方面的教育,这些都值得我们认真研究和借鉴。为了研究和编写出面向21世纪的、适应全面推进素质教育要求的人教版义务教育初中生物新教材,编者应当进一步加强教育改革理论的学习,努力转变自身的教育质量观、人才观和价值观,认真分析研究国内外生物教材改革的有益做法,结合国内初中生物教学实际,迈出生物教材改革的新步伐,更全面、更有力地培养学生的科学方法和思维方法。

初中生物教材加强科学方法和思维方法教育,具有十分重要的意义。第一,这些内容都是学生感兴趣的,符合学生的学习心理和认知规律,属于基础性知识,它们对于学生的终身学习和发展具有很高的价值。事实上,科学方法和思维方法是科学认识客观世界所不可缺少的要素,它们对于学生今后在科学研究或其他各种行业中创造性地开展工作,能够起到十分重要的作用。第二,这些内容有助于培养学生主动获取知识的能力,有助于培养学生初步形成思维的独特性、新颖性等创造性思维品质,有助于培养学生逐步形成应用生物学基础知识解决一些实际问题的能力。第三,这些内容有助于树立学生的辩证唯物主义自然观、科学的世界观,以及实事求是的科学态度。第四,初一生物课是学生进入中学后接触到的第一门理科课程。学生从初一年级就开始比较系统地学习这些方面的知识,对于学好后续课程,很有益处。总之,加强科学方法和思维方法教育,有助于变革传统的教育观念、教学模式和教学方法,有助于培养学生的创新精神和实践能力,有助于全面推进素质教育。 返回页首

二、初中生物教材加强科学方法和思维方法教育应注意的几个问题

初中生物教材加强科学方法和思维方法教育,应当注意做到以下几点:

一是要统筹兼顾、合理编排,使初中生物教材在这些方面的教育形成一条以学科知识体系为依托的、由简单到复杂的、由单一到综合的、有序的体系。

二是教材中有关的叙述要简明扼要,并且要做到与学科知识有机结合,避免脱离开学科知识,孤立地、求全求细地阐述。

三是充分利用学生实验和实践活动等,努力培养学生的观察能力、实验操作能力、探究能力、获取课本以外生物学信息的能力,以及运用所学知识解决一些生物学实际问题的能力。

四是教材要鼓励教师积极改进教学方法和对学生学法的指导,提倡启发式和讨论式教学,帮助学生提高学习效果。

五是教材除了课文外,还可以通过“课外读”等形式进行介绍,力求生动活泼、便于学生理解。例如,“课外读”可以介绍科学家发现人染色体数目过程的有趣事例(有位科学家通过仔细观察,发现人的染色体数目是46条。但是,这位科学家慑服于某位“科学权威”有关人染色体数目是47条的错误论断,总是怀疑自己的观察力,最终停止了自己的研究,致使正确结论的确立被延误了许多年)。这个事例生动地说明科学观察必须实事求是,必须坚持客观性的原则。又如,通过“课外读”可以介绍科学家为了查明疟疾的病因,先后提出病因是发病地区的污水、是污水中孳生的蚊子、是蚊子胃中的微小生物等假说,进而逐一开展实验进行探究(冒着生命危险喝发病地区的污水,看是否患病;化验当地蚊子的血液和患者的血液,查找病因;让发病地区的蚊子刺吸志愿者,观察志愿者是否患疟疾等),最终得出疟疾的病因是发病地区蚊子体内疟原虫的科学结论。这个生动的事例说明了一个典型科学实验的基本过程。 返回页首

六是教材在进行这些方面教育的过程中,要注意渗透不怕艰难、勇于探索、客观求实、严谨细致,以及善于合作等思想情感方面的教育。

七是必须彻底改变“以学科为中心”的陈旧课程理念,正确处理学生发展、社会需要和学科知识的辩证关系,认真克服过分强调学科知识系统性与完整性的沉疴顽疾,真正做到精选生物学基础知识,以便给生物教学中加强科学方法和思维方法教育以切实的时间保证。

八是要处理好与小学自然以及中学物理、化学等课程的纵横向衔接与联系,避免不必要的重复,努力提高教学效率。

三、有关初中生物教材加强科学方法和思维方法教育的初步设想

下面,着重谈一谈笔者关于人教版新编义务教育初中生物教材进一步加强科学研究的一般方法和思维方法教育的初步设想。

1.初一年级生物绪论课中,可以结合浅显而典型的生物学实例,集中地简要介绍有关科学观察、科学实验、科学调查和科学思维方法的基本知识,可用1~2课时。这样编排的目的是在教材中突出这条体系,使这些方面的教育在初中生物教学的一开始就处于重要且醒目的位置,让学生在头脑中对有关的基础知识形成一个初步的整体认识。

(1)科学观察的基础知识,主要包括科学观察与一般观察的区别,直接观察(只用肉眼)与间接观察(使用观察工具),质的观察和量的观察(测量)。

科学实验的基础知识,主要包括科学实验的一般过程(即提出问题、做出假设、设计实验、提出预测、开展实验、收集和分析有关的数据和现象、得出结论),以及科学实验的重要特点棗实验的结果具有可重复性。所涉及的实验类型,可以简介初中生物教材中最常用到的对照实验。

科学调查的基础知识,主要包括科学调查的基本类型(直接调查和间接调查),以及调查材料和数据需要及时进行整理、统计和分析等。

(2)科学思维方法的基础知识,主要包括结合生物学实例,简述形象思维(如借助模式图、示意图等进行思维)和逻辑思维(包括比较、分类、判断、推理、分析、综合等思维方法)的基本含义。 返回页首

2.在后续的初中生物教材中,可以结合相关的生物学实例,进一步简介有关科学观察、科学实验、科学调查以及科学思维方法的基础知识,并培养学生在学生实验和实践活动等教学环节中综合运用这些知识的能力。

(1)关于科学观察,可以结合有关生物形态、结构、生理功能等典型实例,分别指出科学观察要有明确的目的性、客观性、全面性以及要积极思索。例如,教材在引导学生带着“动植物细胞的结构是否相同”这一疑问进行观察时,可以指出科学观察要有明确的目的;在引导学生叙述自己观察到的花的形态和组成特点时,可以指出科学观察一定要实事求是;在引导学生通过观察,分析“蝗虫、沼虾、蜘蛛和蜈蚣等在形态方面的主要相同点和不同点”时,可以指出科学观察要全面细致;在引导学生通过观察,分析“鱼类为什么适于水中生活”时,可以指出科学观察一定要开动脑筋、积极思考。

(2)关于科学实验,教材可以结合典型的实例(如学生做探究植物的生活是否需要无机盐的实验),引导学生分析科学实验的主要特点和基本过程;可以结合探究种子的成分或骨的成分等实验,引导学生分析定性实验的基本特点;可以结合探索枝条蒸腾作用强弱与吸收水分数量关系的实验,引导学生分析定量实验的基本特点。

(3)关于科学调查,教材可以结合典型的实例(如组织学生开展本社区生态环境保护现状的调查),引导学生分析科学调查的主要特点和基本过程。

(4)关于形象思维方法,教材可以结合“动植物进化系统树”和“食物链、食物网示意图”等实例,引导学生分析形象思维的主要特点。关于逻辑思维方法,可以结合具体实例分别讲述。例如,教材在引导学生比较单双子叶植物种子(或体循环与肺循环)的主要特点和区别时,归纳出“比较”的要点;在引导学生研究生物的分类方法(或动植物主要类群)的特点时,归纳出“分类”的要点;在引导学生判断某种被子植物(或脊椎动物)是否属于某个科(或纲)时,归纳出“判断”的要点;在引导学生探究鸟类化石的知识进而明确鸟类的起源时,归纳出“推理”的要点;在引导学生概括无脊椎动物的主要特征时,指出“归纳”的要点;在引导学生分析膝跳反射(或人体是由若干个系统、器官和组织构成)时,归纳出“分析”的要点;在引导学生认识人体是一个统一整体时,归纳出“综合”的要点。

3.初中生物教材中不仅要有验证性实验(如制作临时装片,昆虫标本的制作)和探究实验(如探究根的向性,探究一种动物的某种行为,探究条件反射的形成),还要有一定数量的实践活动(如参加灌溉、施肥和无土栽培活动;调查本地常见的寄生虫病;估算每天进食的总热量;分析和评价学校附近的环境保护状况,提出加强环境保护的书面建议)。显然,这些教学活动十分有利于调动学生的学习积极性,十分有利于培养学生的观察能力、实验操作能力、探究能力,以及分析和解决一些身边生物学问题的实践能力,十分有利于培养学生初步的创新精神。

4.在各册初中生物教材的结尾,可以设立专题性小结,对学生在该册教材中学习过的有关科学方法和思维方法基础知识,进行归纳和概括;应当编写适量的有关科学方法和思维方法的复习题,并在教学参考书中明确要求对这些方面的教学进行评价。

总之,初中生物教材进行上述编排,可以使有关科学方法和思维方法教育的体系清晰明确,贯穿全书,从而有助于学生学习这些基础知识,并且逐步学会综合运用。


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