初中生物學(xué)教材中科學(xué)方法內(nèi)容的編排及分析

賈秀麗 張林靜

摘要：科學(xué)方法教育是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。教材是科學(xué)方法教育的重要載體。通過對人教版初中生物學(xué)教材中科學(xué)方法編排及內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計分析，挖掘我國現(xiàn)行初中生物學(xué)教材中科學(xué)方法編排及教育的特點(diǎn)。生物學(xué)教師應(yīng)熟練掌握生物學(xué)科學(xué)研究方法;初中生物學(xué)教材中可安排簡單易操作的探究欄目;教材中舉例應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)真實(shí)、可操作性強(qiáng);對科學(xué)方法教育編排內(nèi)容設(shè)置目錄便于師生查詢。

關(guān)鍵詞：初中生物學(xué)教材，科學(xué)方法，教材編排

科學(xué)是一種知識體系和研究活動。科學(xué)教育是基礎(chǔ)教育的基本內(nèi)容，科學(xué)教育應(yīng)包含科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神。在當(dāng)今特殊的生產(chǎn)知識的社會活動中，須要借助科學(xué)方法和科學(xué)思維才能創(chuàng)造出新的、日趨完備和完善的知識體系[1]。科學(xué)方法教育是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化科技發(fā)展、社會發(fā)展的需求。

生物學(xué)屬于科學(xué)的重要組成部分。作為一門科學(xué)課程，中學(xué)生物學(xué)既是科學(xué)教育的重要組成部分，又承擔(dān)著素質(zhì)教育的重要任務(wù)。生物學(xué)的每個發(fā)現(xiàn)中都運(yùn)用了科學(xué)方法。生物課程的每一節(jié)課中都隱含著科學(xué)方法，中學(xué)生物學(xué)教師在教學(xué)中應(yīng)主動進(jìn)行科學(xué)方法教學(xué)設(shè)計，教學(xué)的重點(diǎn)不僅要放在生物知識的掌握上，更要使學(xué)生從學(xué)習(xí)中掌握不同的科學(xué)方法。

教材是科學(xué)方法教育的重要載體。我國的初中和高中生物學(xué)教材在編排中都非常重視科學(xué)方法教育。本文通過對2012版人教版初中生物學(xué)教材中科學(xué)方法編排及內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計分析，挖掘我國現(xiàn)行初中生物學(xué)教材中科學(xué)方法教育的特點(diǎn)。

一、科學(xué)方法的定義及分類

對于科學(xué)方法的內(nèi)涵有許多種解釋，大多數(shù)人認(rèn)為科學(xué)方法是人們在認(rèn)識和改造客觀世界的實(shí)踐活動中總結(jié)出來的正確的思維方式和行為方式，是人們在認(rèn)識自然和改造自然的過程中從實(shí)踐和理論上所采取的探索性、創(chuàng)造性解決具體問題的思路、程序、有效手段、工具、方法、模式、規(guī)則的概括與總和。它具有以下特點(diǎn)：科學(xué)方法體現(xiàn)了科學(xué)認(rèn)識主體的主動性、創(chuàng)造性以及明顯的目的性;以合乎自然規(guī)律為主體的科學(xué)知識程序化;通過觀察和實(shí)驗，將研究對象與數(shù)學(xué)方法結(jié)合并對其進(jìn)行定量分析，保證所獲得的實(shí)驗事實(shí)的客觀性和可靠性[2]。

從不同視角出發(fā)，科學(xué)方法有不同的分類方式。孫小禮等根據(jù)人們認(rèn)識自然界與事物的科學(xué)方法，按其抽象化程度、應(yīng)用程度、普遍性程度分為以下三個層次[3]：一是單學(xué)科方法。也稱專門科學(xué)方法。是各門自然科學(xué)自身的一些特殊、具體的研究方法，它們都是適用于特殊場合的科學(xué)方法。如生物學(xué)研究中的同位素標(biāo)記示蹤法、分離細(xì)胞器的方法、解剖的方法、應(yīng)用紙上層析法研究蛋白質(zhì)的氨基酸組成等。單學(xué)科方法屬于某一學(xué)科技術(shù)性的科學(xué)方法，可以通過專門訓(xùn)練來掌握。二是多學(xué)科方法。也稱一般科學(xué)方法。是各門自然科學(xué)的具有共同規(guī)律性的一般研究方法，如觀察、實(shí)驗、科學(xué)抽象、數(shù)學(xué)、模型、歸納法、演繹法、分析和綜合法等。三是全學(xué)科方法。是具有最普遍方法論意義的哲學(xué)方法，如唯物辯證法、矛盾分析法、系統(tǒng)方法等。

二、初中生物學(xué)教材中包含的科學(xué)方法

中學(xué)生物學(xué)教材重視對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)方法的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[4]。從2012版人教版初中生物學(xué)教材中科學(xué)方法內(nèi)容編排上看，我國初中生物學(xué)越來越重視科學(xué)方法的教育，科學(xué)方法的編排貫穿始終。

2012版的人教版初中生物學(xué)教材中通過“科學(xué)家的故事”“科學(xué)方法”“技能訓(xùn)練”等欄目對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)史、科學(xué)方法、思維方法、科學(xué)探究的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

1.?? 科學(xué)方法欄目分析

“科學(xué)方法”欄目對科學(xué)方法進(jìn)行了具體的介紹（表1），包括一般科學(xué)方法和生物學(xué)科方法等科學(xué)研究方法與思維方法，使學(xué)生對不同的科學(xué)方法有理論上的認(rèn)識。

在七年級生物學(xué)教材第一單元第一節(jié)的“科學(xué)方法”欄目中，首先給學(xué)生介紹了觀察的科學(xué)方法。認(rèn)識發(fā)源于觀察，科研開始于觀察，培養(yǎng)中學(xué)生養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣是引導(dǎo)中學(xué)生邁入生物學(xué)科學(xué)研究領(lǐng)域的第一步。生物學(xué)觀察的主要職能在于獲取具體、詳細(xì)、全面的第一手生物學(xué)事實(shí)，借助理論思維方法整理和加工，利用直覺和靈感發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，為解決生物學(xué)問題奠定基礎(chǔ)。

實(shí)驗教學(xué)是實(shí)施科學(xué)方法教育的重要途徑。生物學(xué)是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，每個生物學(xué)實(shí)驗中都包含著科學(xué)方法。實(shí)驗的目標(biāo)可以定位于以下幾個方面：準(zhǔn)確地觀察和描述生物體及有關(guān)現(xiàn)象;選擇和組織有關(guān)資料去解答問題;擬訂假設(shè)及設(shè)計實(shí)驗，并能在適當(dāng)時運(yùn)用對照實(shí)驗;闡釋資料，并將其用作評述及推理的基礎(chǔ);用直接或間接的證據(jù)得出結(jié)論。總之，在實(shí)驗課中不能只是為了觀察而觀察或為驗證某一生物知識而實(shí)驗，而是讓學(xué)生真正在實(shí)驗中體會和學(xué)習(xí)科學(xué)方法，嘗試體驗科學(xué)探究過程，加強(qiáng)科學(xué)方法的訓(xùn)練。

2.?? 技能訓(xùn)練欄目內(nèi)容分析

“技能訓(xùn)練”欄目側(cè)重對學(xué)生科學(xué)探究能力、科學(xué)方法運(yùn)用能力的培養(yǎng)（表2）。科學(xué)探究的一般過程為發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、制訂計劃與設(shè)計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗與搜集數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，最后對計劃或?qū)嶒炦M(jìn)行評估。在七年級上冊的“技能訓(xùn)練”欄目中，對以上幾個步驟分別進(jìn)行了訓(xùn)練。相對于七年級上冊中對實(shí)驗步驟的初步介紹，七年級下冊中的“技能訓(xùn)練”欄目對實(shí)驗的具體操作、結(jié)果記錄、結(jié)果解讀、設(shè)計實(shí)驗要求得更具體、細(xì)致。在八年級上冊的技能訓(xùn)練欄目中通過評價實(shí)驗方案、問題評價、評價證據(jù)和假說進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的獨(dú)立思考能力和批判性思維能力。

“技能訓(xùn)練”欄目中對科學(xué)探究過程的編排重點(diǎn)在發(fā)現(xiàn)問題、進(jìn)行實(shí)驗與搜集數(shù)據(jù)、得出結(jié)論三個環(huán)節(jié)。生物學(xué)中發(fā)現(xiàn)科學(xué)探究的問題主要是運(yùn)用觀察，運(yùn)用不同的科學(xué)方法設(shè)計實(shí)驗、進(jìn)行實(shí)驗與搜集數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。

三、幾點(diǎn)建議

1.?? 教師應(yīng)熟練掌握生物學(xué)科學(xué)研究方法，熟悉教材中的科學(xué)方法教育內(nèi)容并巧妙利用

科學(xué)方法教育的首要任務(wù)是要對教師進(jìn)行教育。擔(dān)任生物學(xué)課程的教師應(yīng)熟練掌握運(yùn)用各類科學(xué)方法，才能在課堂中靈活運(yùn)用、適時點(diǎn)化學(xué)生、對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練。

在初中生物學(xué)教材中，除了“科學(xué)方法”“技能訓(xùn)練”“探究”等欄目明確提出來的科學(xué)方法以外，還有一些科學(xué)方法呈隱性形式隱含在教學(xué)內(nèi)容中，如歸納與演繹方法隱含在概念與原理的介紹中，分析與綜合方法隱含在科學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，等等。對于這些隱含的科學(xué)方法及思維方法，教師應(yīng)仔細(xì)研究、辨識，挖掘隱含在教材中的科學(xué)方法，對整套教材的科學(xué)方法體系了然于胸，在教學(xué)當(dāng)中有計劃、有步驟地進(jìn)行滲透，將隱性科學(xué)方法及思維方法進(jìn)行顯化，從而使學(xué)生逐步掌握科學(xué)方法。

2.?? 初中生物學(xué)教材中可安排簡單易操作的“探究”欄目，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的初步訓(xùn)練

從教材的編排中可以看出，初中生物學(xué)教材注重對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法思維訓(xùn)練，實(shí)際動手操作的編排內(nèi)容不多。初中階段正是一個人一生中好奇心與探究興趣濃厚的階段。在進(jìn)行思維訓(xùn)練的同時，更應(yīng)讓學(xué)生進(jìn)行動手操作，參與到科學(xué)探究的實(shí)踐中來。教材的編排中可根據(jù)時令特點(diǎn)，如在七年級下冊與八年級下冊安排一些簡單易操作的探究實(shí)驗，來培養(yǎng)學(xué)生觀察、設(shè)計實(shí)驗、實(shí)驗過程記錄、結(jié)果解讀等科學(xué)探究的基本技能。

3.?? 生物學(xué)教材舉例應(yīng)源于真實(shí)的科學(xué)研究，所舉案例應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)真實(shí)、具有可操作性

由生物學(xué)教材的科學(xué)方法教育內(nèi)容編排分析可以看出，教材編排總體注重學(xué)生思維方法的訓(xùn)練，并通過舉例來讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識。但也應(yīng)當(dāng)看到，有些舉例缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，有些例子并非來自真實(shí)的科學(xué)研究。科學(xué)精神之一即為嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與精神，無論是在科學(xué)研究還是科學(xué)教育中，都應(yīng)秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，學(xué)生在接觸科學(xué)教育之初就應(yīng)受到嚴(yán)謹(jǐn)精神的熏陶，從小養(yǎng)成以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來對待科學(xué)研究。建議生物學(xué)教材中所舉案例參考真實(shí)的、具有可操作性的科學(xué)研究案例，讓學(xué)生在真實(shí)的科學(xué)研究例子中體驗科學(xué)探索的樂趣。

在七年級上冊“科學(xué)方法”欄目所舉的關(guān)于對照組的例子中（七年級上冊P90：第三單元生物圈中的綠色植物）對種子萌發(fā)的溫度進(jìn)行了對照實(shí)驗。對照實(shí)驗是將研究變量設(shè)置對照，而其他變量都應(yīng)控制、保持一致。在這個例子中對溫度這一研究變量設(shè)置了對照，而對種子萌發(fā)中所涉及的其他變量進(jìn)行了控制，但是對照變量及其他變量的控制卻敘述得并不清晰。在初中生物學(xué)教材“技能訓(xùn)練”欄目中（七年級上冊P131：第三單元生物圈中的綠色植物）對“甜瓜含糖量不同的形成原因”進(jìn)行了舉例，但這個例子中提到“在甜瓜生長季節(jié)，甲乙兩地的光照條件和栽培措施基本相同，而溫度條件差別較大”，這樣的條件讓人覺得在實(shí)際工作中很難操作。

4.?? 對科學(xué)方法教育內(nèi)容設(shè)置目錄，方便教師和學(xué)生查詢，使學(xué)生對科學(xué)方法獲得整體認(rèn)知

人教版初中生物學(xué)教材注重科學(xué)方法訓(xùn)練、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，在教材中以多種形式進(jìn)行了編排，對不同的科學(xué)方法進(jìn)行了介紹，對科學(xué)探究的一般過程進(jìn)行了介紹、訓(xùn)練。但是，雖然“科學(xué)方法”“技能訓(xùn)練”板塊設(shè)計科學(xué)、內(nèi)容豐富，但卻存在整體內(nèi)容比較分散，且并無目錄可查詢，無法進(jìn)行有目的地檢索，使學(xué)生在整體認(rèn)識上容易產(chǎn)生困難。在初中生物學(xué)教材的編排上，若能對教材中涉及到的“科學(xué)方法”“技能訓(xùn)練”等欄目設(shè)置目錄，則便于教師和學(xué)生查詢。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 李醒民.科學(xué)方法概覽[J].哲學(xué)動態(tài)，2008（09）.

[2]? 李志民.關(guān)于科學(xué)方法[EB/OL].[2018-12-10].http：//www.edu.cn/rd/special_topic/zbwjt/201703/t20170331_1503116.shtml.

[3]? 孫小禮，韓增祿，傅杰青.科學(xué)方法[M].北京：知識出版社，1990.

[4]? 趙占良.談生物課程教材改革[EB/OL].[2018-12-24].http：//sw.zxxk.com/article/2103.html.

[作者：賈秀麗（1973-），女，山西臨汾人，山西師范大學(xué)山西基礎(chǔ)教育質(zhì)量提升協(xié)同創(chuàng)新中心，副教授，碩士;張林靜（1969-），女，山西臨汾人，山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，教授，博士。]

【責(zé)任編輯 楊子】

該文為山西省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度規(guī)劃課題“中美高中生物教材中科學(xué)方法呈現(xiàn)方式的比較研究”（GH-15014）、2017年度山西師范大學(xué)研究生雙語及全英文課程建設(shè)項目“植物系統(tǒng)與進(jìn)化”（YJSSY201701）的階段性研究成果