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生物科學(xué)探究的方法

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生物科學(xué)探究的方法

生物科學(xué)探究的方法范文第1篇

如何結(jié)合生物教學(xué)、指導(dǎo)學(xué)生掌握生物科學(xué)探究方法,并靈活運用科學(xué)方法,我認(rèn)為應(yīng)該從以下三個方面予以加強。

一、要加強培養(yǎng)學(xué)生的觀察方法

觀察能力是學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識需要具備的重要能力之一。人們常把觀察稱為智力的門戶。觀察是發(fā)展學(xué)生記憶能力、想象能力和思維能力的基礎(chǔ)。學(xué)生觀察能力的強弱對學(xué)生其他智力的開發(fā)是十分重要的。因此,教師在教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)把培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力作為重要的教學(xué)任務(wù)之一。它是學(xué)生認(rèn)識自然、獲取信息必不可少的一種智能活動。觀察在生命科學(xué)研究上具有重大作用,許多生命現(xiàn)象和生命活動的規(guī)律都是由生物學(xué)家通過觀察發(fā)現(xiàn)的。英國的胡克受列文?虎克的影響,在顯微鏡下觀察軟木切片,發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞;達(dá)爾文在五年環(huán)球考察中,積累了豐富的動植物及大自然的觀察資料,經(jīng)過研究提出了自然選擇進(jìn)化論,寫下了《物種起源》這部巨著。達(dá)爾文在《對我的智力的評估》一文中有這樣一段話:“我具有比一般人更高的本領(lǐng),能夠看到那些容易被人忽略的事物,并且對它們做細(xì)致的觀察。我在觀察和收集事實方面,勤奮努力,真是無以復(fù)加?!鼻趭^努力的觀察,這就是達(dá)爾文獲得成功的原因之一。

學(xué)生的觀察能力只有在觀察實踐中才能形成和發(fā)展。生物教學(xué)的各種活動都離不開觀察,我根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生情況,靈活運用以下的方法和途徑培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力,并獲得了較好的教學(xué)效果。充分利用課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,通過生物實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,通過課外活動和野外觀察,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。教師應(yīng)經(jīng)常利用課余時間和假日組織學(xué)生開展課外活動和進(jìn)行野外觀察。學(xué)生在課外活動和野外觀察中,通過采集、制作動植物標(biāo)本、栽培植物、飼養(yǎng)動物、進(jìn)行雜交實驗、組織培養(yǎng)、生態(tài)調(diào)查等,可以觀察到大量的感性材料。這不僅大大地開闊了學(xué)生的知識視野,而且使學(xué)生掌握了觀察興趣、觀察能力和科學(xué)的工作方法。在教學(xué)觀察中,教師要引導(dǎo)學(xué)生注意以下幾個問題:1.明確觀察目的。2.選擇適當(dāng)?shù)挠^察對象。3.采用適當(dāng)?shù)挠^察手段。4.觀察完畢后要進(jìn)行比較、分析和歸納。在生物教學(xué)中,教師不僅要使學(xué)生看到觀察的對象,還要指導(dǎo)學(xué)生掌握正確的觀察方法。如由局部到整體、由表及里、從上至下等都是生物學(xué)常用的科學(xué)觀察法,教師應(yīng)盡量以探究性的啟發(fā)代替結(jié)論性的解釋,使學(xué)生在愉快的情境中學(xué)習(xí),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

二、要加強培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗方法

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗教學(xué)在課堂教學(xué)中具有極其重要的地位,是比較復(fù)雜和抽象的。對于初中生來說,一些直觀性的知識比較容易掌握。因此,教師若結(jié)合課堂演示實驗來講授新知識或復(fù)習(xí)舊知識,學(xué)生就更容易接受和掌握。

隨著現(xiàn)代自然科學(xué)的飛速發(fā)展,研究的內(nèi)容越來越廣泛,實驗方法的種類也日益增多。涉及中學(xué)生物的實驗方法有探索性實驗、驗證性實驗、定性實驗、對照實驗、模擬實驗等。生物實驗的一般程序為:觀察現(xiàn)象、提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、完成實驗、得出結(jié)論、表達(dá)交流。在教學(xué)過程中,根據(jù)實驗?zāi)康牟煌谔岢鰡栴}的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生自己安排實驗,設(shè)計實驗步驟,通過現(xiàn)象觀察并收集資料、數(shù)據(jù)再進(jìn)行分析思考、概括或歸納出結(jié)論。

在生物實驗中,學(xué)生要通過視、聽、嗅、觸、味,全面觀察動植物和人體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能,因此,生物實驗是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的主要途徑。在通過生物實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力時,教師要充分做好實驗前的準(zhǔn)備工作,這是保證觀察順利進(jìn)行的前提。準(zhǔn)備實驗用具和選取實驗材料,課前,教師一定要按實驗要求親自做一遍實驗,以便了解觀察內(nèi)容的各個細(xì)節(jié)和觀察中易出現(xiàn)的問題,從而上課時能正確指導(dǎo)學(xué)生,精心設(shè)計觀察的方法和程序,例如,在“觀察蚯蚓”的實驗中,根據(jù)觀察內(nèi)容選用“觀察――思考――總結(jié)”的觀察程序的探索式同步觀察法。總之,作為直觀教學(xué)手段――實驗,是幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量的必不可少的途徑之一。在生物教學(xué)過程中,應(yīng)利用每個演示實驗,伴其貫穿在整個課堂教學(xué)中,使每位學(xué)生在輕松、愉悅的氛圍中掌握生物學(xué)知識和生物實驗技能,培養(yǎng)其觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。

生物科學(xué)探究的方法范文第2篇

    以往的教學(xué)活動,一般是教師先分析圖示“生長素濃度與所起作用的關(guān)系”,得出生長素生理作用的兩重性;再通過閱讀資料、分析例題等形式理解生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用;最后通過實驗,使學(xué)生直觀感受生長素促進(jìn)插條生根的作用。這樣的教學(xué)方法雖然能夠順利地完成教學(xué)任務(wù),但卻缺少學(xué)生的自主參與,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較低,只是被動地在聽在記在做而已,學(xué)習(xí)效率低,學(xué)習(xí)效果差。

    當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,國際競爭日趨激烈,國家的發(fā)展和強大越來越取決于勞動者的素質(zhì),而創(chuàng)造性強、行動能力突出將是對高端人才的重要要求。為適應(yīng)時展的需要,《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》的基本理念別倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革,引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究過程、勤于動手和動腦,逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和處理問題的能力,以及交流與合作的能力等,重在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。

    鑒于此,筆者對這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計思路如下:在突出生物學(xué)基本事實、核心概念的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生切身體會如何獲得信息并進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換,在實踐中進(jìn)行科學(xué)探究,并養(yǎng)成科學(xué)精神。

    一、自主繪制真實數(shù)據(jù)曲線,學(xué)會獲得信息,解讀信息,進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換

    在以往教學(xué)實踐中,學(xué)生是在教師指導(dǎo)下通過分析教材中的圖示“生長素濃度與所起作用的關(guān)系”,了解生長素的生理作用和特性。這種形式的優(yōu)點是教學(xué)過程簡單、知識獲取直接,但不能培養(yǎng)學(xué)生自主獲取信息并思考的能力。因此,筆者嘗試指導(dǎo)學(xué)生首先自主分析課前準(zhǔn)備的一系列實驗數(shù)據(jù),再繪制相應(yīng)的曲線,從一開始就讓他們參與到教學(xué)活動中來。

    課前筆者準(zhǔn)備了兩份數(shù)據(jù)表,第一份表是“不同濃度的生長素溶液對燕麥胚根的生長情況的影響”的實驗數(shù)據(jù)(表1)。先請學(xué)生代表上臺在黑板上繪制橫坐標(biāo)是生長素溶液的濃度,縱坐標(biāo)是胚根的平均長度的曲線,并請其他學(xué)生在座位上畫。有了具體的數(shù)據(jù),講臺上和座位上的學(xué)生都畫得非常認(rèn)真。圖像繪制完成后,教師又引導(dǎo)學(xué)生評價黑板上的幾幅曲線。在評選出“優(yōu)秀作品”后,學(xué)生分析“作品內(nèi)涵”,即曲線反映了不同濃度的生長素溶液對燕麥胚根的影響,在一定濃度范圍內(nèi),生長素溶液的濃度與胚根的平均長度呈現(xiàn)正相關(guān),超過一定濃度后,生長素溶液的濃度與胚根的平均長度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

    之后,學(xué)生們根據(jù)第二份數(shù)據(jù)表“不同濃度的生長素溶液對燕麥胚芽的生長情況的影響”的實驗數(shù)據(jù)(表2)在之前繪制的曲線基礎(chǔ)上繪出不同濃度的生長素溶液對胚芽的影響(圖1)。繪制完成后,學(xué)生可以從曲線直觀分析得出結(jié)論:不同濃度的生長素溶液對胚根和胚芽的影響呈現(xiàn)類似的變化趨勢,但不完全相同。這樣,具體的數(shù)據(jù)信息就先轉(zhuǎn)化成了形象的圖像信息,再轉(zhuǎn)化為結(jié)論。

    接著,筆者提供教材上的圖示“不同濃度的生長素溶液對根、芽和莖的相對影響”(圖2),學(xué)生將其與自己繪制的曲線進(jìn)行比較,進(jìn)一步分析圖像中包含的信息。通過這種形式,學(xué)生更能體會到理論來源于現(xiàn)實的道理,并提高學(xué)習(xí)的興趣。

    從獲得實驗數(shù)據(jù)到自主繪制圖表,再通過分析討論得出結(jié)論,在此教學(xué)過程中,由于教師充分引導(dǎo)每個學(xué)生參與到活動中來,不但學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高了,而且他們獲取信息、解讀信息、進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換的能力得到了鍛煉。在不知不覺中學(xué)生感受到了科學(xué)家獲取信息、科學(xué)分析、得出結(jié)論的科學(xué)探索過程。

    二、觀察身邊生物學(xué)現(xiàn)象,發(fā)展科學(xué)探究的能力

    在校園里隨處可見呈寶塔狀的松樹、修剪呈半球狀的大葉黃楊,這些樹形的塑造都利用了生長素的生理作用。在學(xué)生了解生長素生理作用兩重性的概念基礎(chǔ)上,筆者以這些身邊客觀存在的實例入手,引導(dǎo)學(xué)生探究生長素生理作用與生產(chǎn)生活實踐密切相關(guān)的具體問題。

    首先,筆者出示課前拍攝的校園里隨處可見的松樹及大葉黃楊的照片,引導(dǎo)學(xué)生觀察,松樹一般呈寶塔狀而大葉黃楊呈半球狀,學(xué)生說出松樹的樹形沒有經(jīng)過修剪而大葉黃楊是經(jīng)過修剪的。接著,學(xué)生取出課前實地摘取的大葉黃楊的枝條,進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn):有的大葉黃楊枝條上的頂芽保留,側(cè)枝基本沒有發(fā)育;而有的枝條,剪去頂芽,側(cè)芽發(fā)育成側(cè)枝(圖3)。

    “為什么會有這樣的區(qū)別?”帶著問題,學(xué)生們繼續(xù)探究。通過閱讀教材內(nèi)容,學(xué)生們知道了頂端優(yōu)勢,即頂芽優(yōu)先生長而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象,如果摘除頂芽,側(cè)芽部位的生長素濃度降低,側(cè)芽所受的抑制作用就會減弱,逐漸發(fā)育為枝條。

    通過科學(xué)的探究,學(xué)生們很快就體會到頂端優(yōu)勢體現(xiàn)了生長素的生理作用的兩重性:既能促進(jìn)生長,也能抑制生長,也理解了沒有經(jīng)過修剪的松樹呈寶塔狀而經(jīng)過修剪的大葉黃楊呈現(xiàn)球狀。這時,筆者啟發(fā)學(xué)生說出頂端優(yōu)勢的應(yīng)用實例,他們發(fā)散思維暢所欲言,說了很多例子:如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,對果樹進(jìn)行修剪,對棉花、番茄等農(nóng)作物進(jìn)行摘心都是通過解除頂端優(yōu)勢達(dá)到增產(chǎn)的目的;而在林業(yè)生產(chǎn)中,通過維持頂端優(yōu)勢可以獲得大量的材用樹木。

    身邊的生物學(xué)現(xiàn)象隨處可見,而仔細(xì)的觀察、提出問題、帶著問題進(jìn)行科學(xué)性的探究,能幫助學(xué)生理解生物科學(xué)原理,有助于學(xué)生對知識的深入理解和遷移應(yīng)用。

    三、通過預(yù)實驗,進(jìn)而開展科學(xué)探究活動,初步養(yǎng)成科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神

    通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生知道不同濃度的生長素溶液對根的影響不同,而探究促進(jìn)插條生根的最適濃度在生產(chǎn)實踐中十分重要。教材中設(shè)計的探究活動就是以此為中心展開的,這也是本節(jié)課的重點和難點。

    為了能夠提高課堂效率,體現(xiàn)探究活動的效果和意義,養(yǎng)成科學(xué)方法、態(tài)度和精神,筆者將這節(jié)課的探究活動分為兩個環(huán)節(jié):預(yù)實驗和正式實驗。

    (1)預(yù)實驗。提前兩周組織了兩組(每組4人)有興趣的同學(xué)開展了探究活動的預(yù)實驗。具體如下:

    實驗?zāi)康?探索萘乙酸促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度。

    提出問題:萘乙酸促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度是多少?

    材料器具:一年生生長旺盛的生理狀況基本一致的迎春花枝條28根,枝剪,蒸餾水,0.1mol/L的NaOH溶液,燒杯,量筒,玻璃棒,萘乙酸等。

    實驗步驟:

    ①配制溶液:配制2、4、6、8、10、12ppm濃度的萘乙酸溶液;

    ②制作插條:一年生迎春花枝條、長約10~15cm、帶芽(3個)、去成熟葉,下端剪成光滑斜面,分成7組,每組4支;

    ③處理插條:浸泡法,使用不同濃度的萘乙酸溶液浸泡枝條(下端),深約1.5cm,處理24h后取出,晾干4h;

    ④水培觀察:將處理后的六組插條,再加一組對照組(不經(jīng)處理),下端浸泡在清水中;

    ⑤觀察記錄:水培9d,每天固定時間觀察生根數(shù),填寫數(shù)據(jù)表(表3)并繪制曲線;

    ⑥結(jié)果分析:生根數(shù)最多的為適宜濃度;

    ⑦表達(dá)和交流討論。

    進(jìn)行預(yù)實驗為正式實驗摸索了條件,也可以檢驗此實驗設(shè)計的科學(xué)性、可行性,避免設(shè)計不周,盲目開展實驗而造成的浪費。通過開展此預(yù)實驗,學(xué)生們查閱很多資料,了解到配制萘乙酸溶液可以加入NaOH助溶解,制作插條時要注意盡量避免差異,此實驗處理插條采取浸泡法,所以處理時間要長,如果采用蘸沾法,處理插條的時間要短,通過水培觀察生根數(shù)效果較好,每天在固定的時間進(jìn)行觀察等。

    (2)正式實驗。在開展正式實驗之前,學(xué)生先匯報了預(yù)實驗的過程及結(jié)果。結(jié)果表明:4 ppm濃度的萘乙酸為促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行分組正式實驗。學(xué)生們選擇0.2 ppm作為濃度梯度,利用3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0 ppm濃度的萘乙酸浸泡枝條,再按照預(yù)實驗的步驟進(jìn)行觀察記錄和分析,兩周后的課堂上組織小組內(nèi)匯報實驗情況,并在班級內(nèi)進(jìn)行交流討論。

    因為進(jìn)行了預(yù)實驗,避免了很多探索的過程,確保順利開展正式實驗,有一些組得出4.8 ppm的萘乙酸是促進(jìn)迎春花插條生根的最適濃度(表4),但也有不少組得出其他不同的結(jié)論。學(xué)生也在交流時分析原因,如制作插條時有差異存在,配制的萘乙酸溶液的濃度存在問題等。

生物科學(xué)探究的方法范文第3篇

[關(guān)鍵詞]新課改 生物教學(xué) 誘思探究

高中生物教學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求“注重學(xué)生在現(xiàn)實生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué),倡導(dǎo)學(xué)生在研究實際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”。所以在生物學(xué)教學(xué)活動中,教師在教學(xué)中要多給學(xué)生創(chuàng)設(shè)主動參與的機會,在教與學(xué)的交互活動中,要不斷培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣,提高學(xué)生獨立思考、創(chuàng)新思維的能力。

誘思探究教學(xué)不是“誘思探究教學(xué)法”,更不是一種別出心裁的教學(xué)模式,而是完整系統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)思想、教學(xué)規(guī)律。在具體的教學(xué)實踐中,如果不更新理念,不轉(zhuǎn)變思想,那將無一改變。教學(xué)改革應(yīng)是教學(xué)思想的徹底變革,而不只是教學(xué)方法、教學(xué)模式的變換,這是素質(zhì)教育的必然要求,更是新課程改革不可回避的根本所在。探究性學(xué)習(xí)模式是目前為止比較倡導(dǎo)的教學(xué)活動方式,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)為主,從而有效實現(xiàn)學(xué)生行動、思維的獨立性,“循循善誘”,這些也都是誘思探究所深化的要領(lǐng)。利用誘思探究法來實現(xiàn)生物有效教學(xué),教師在非常熟悉生物教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,應(yīng)該把握生物教材的整體教學(xué)意圖。在備課中,應(yīng)以整體為前提進(jìn)行學(xué)習(xí)過程的設(shè)計,使之在內(nèi)容上和內(nèi)在邏輯形成一定的知識脈絡(luò),再開枝散葉,梳通條理。要體現(xiàn)“教為主導(dǎo),學(xué)為主體、練為主線”的教學(xué)理念,讓學(xué)生成為課堂教學(xué)的主體。在進(jìn)行目標(biāo)教學(xué)設(shè)計時,更應(yīng)側(cè)重突出如何引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。特別是在制定過程與方法目標(biāo)的設(shè)計時,將每一課時的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和要求,轉(zhuǎn)化成在教學(xué)中可以操作和實施的具體目標(biāo),從學(xué)生實際情況出發(fā),教學(xué)目標(biāo)的制定必須本著服從教學(xué)大綱的要求,教學(xué)活動的設(shè)計要為學(xué)生的發(fā)展做好鋪墊。

在教學(xué)過程中,教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,把知識放在問題中,放到一定的情境中。如:在“兩對相對性狀的雜交實驗”中,教師讓學(xué)生先分析孟德爾通過探究一對相對性狀的遺傳實驗,得出基因分離定律所運用的研究方法后,再演示孟德爾兩對相對性狀的遺傳實驗的課件。學(xué)生經(jīng)過分析就會發(fā)現(xiàn)問題:為什么子一代都為黃色圓粒?為什么子二代出現(xiàn)性狀分離?而且子二代中性狀分離比為什么總為9:3:3:1?子二代為什么會出現(xiàn)新的性狀組合?這樣,學(xué)生的興趣就被充分調(diào)動起來,教師也就順理成章地引入新課的探究中去,同時也加深了對知識的理解,提高了學(xué)生的探究意識和探究能力。

生物科學(xué)探究的方法范文第4篇

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1.經(jīng)典實驗――肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗“剩余法”的應(yīng)用

1928年格里菲斯肺炎栓球菌轉(zhuǎn)化實驗推斷:S型肺炎雙球菌含有轉(zhuǎn)化因子。那么轉(zhuǎn)化因子到底是什么物質(zhì)?

(1)是蛋白質(zhì)嗎?當(dāng)時,人們已經(jīng)認(rèn)識到蛋白質(zhì)是由多種(20種)氨基酸連接而成的生物大分子,各種氨基酸可以按照不同的方式排列,形成不同的結(jié)構(gòu)多樣性的蛋白質(zhì),決定了蛋白質(zhì)功能多樣。由于蛋白質(zhì)本身是生命的體現(xiàn)者,更多的科學(xué)家聯(lián)想到:氨基酸多種多樣的排列順序,如果因此蘊含遺傳信息,作為遺傳物質(zhì)的可能性很大。

(2)是糖類嗎?多糖類的莢膜,是s型肺炎雙球菌毒性的直接原因,是否是遺傳物質(zhì)?

(3)是DNA嗎?而對含量較少的DNA的分子結(jié)構(gòu)不甚了解,只知道,它是由4種不同的脫氧核苷酸組成,想象不出DNA怎么可以攜帶海量的遺傳信息。

綜上推測蛋白質(zhì)為遺傳物質(zhì)的觀點占主導(dǎo)地位。

……

1944年,艾弗里驗證遺傳物質(zhì)的實驗思路就是把S型肺炎雙球菌的DNA、蛋白質(zhì)、RNA、糖類等那些可能是遺傳物質(zhì)的先行條件(物質(zhì))分別分離提取,觀察其對R型活菌的轉(zhuǎn)化效果,發(fā)現(xiàn)只有DNA具有轉(zhuǎn)化能力,其他物質(zhì)均沒有轉(zhuǎn)化能力。而且隨著DNA純度越高,轉(zhuǎn)化效率就越有效;如果用DNA酶分解s型活菌的DNA形成脫氧核苷酸,就不能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。顯然,DNA是遺傳物質(zhì),其他物質(zhì)均不是。

在這個實驗中艾弗里應(yīng)用了邏輯方法“剩余法”。

2.穆勒的“剩余法”

它是探求因果聯(lián)系的方法之一。已知被研究的某一復(fù)雜現(xiàn)象由某種復(fù)雜情況引起,將其中已確認(rèn)有因果聯(lián)系的部分除開,則剩余的部分也有因果聯(lián)系。

把各種先行條件逐一加以分析,那些與被研究現(xiàn)象無關(guān)的因素(蛋白質(zhì)、糖類、RNA、DNA+DNA酶)一一加以排除,而剩下的某一先行條件(DNA),則是被研究現(xiàn)象s型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化具有轉(zhuǎn)化能力的原因,再設(shè)計實驗確證。

剩余法的邏輯形式是:已知被研究的復(fù)合現(xiàn)象a、b、c、d的復(fù)合原因是A、B、C、D;已知B是b的原因,C是c的原因,D是d的原因,所以,A是a的原因。“剩余法”相對較復(fù)雜,因為它往往綜合應(yīng)用了穆勒其他邏輯歸納法。

上述艾弗里“剩余法”實際上還綜合運用了其他四種邏輯歸納法,以證實DNA是肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化因子,是遺傳物質(zhì)。

①求同法:契合法(即求同法)。

所有S型肺炎雙球菌的DNA出現(xiàn)場合,R型活菌均能轉(zhuǎn)化成s型肺炎雙球菌?;蛩衧型肺炎雙球菌DNA的沒有出現(xiàn)場合,R型活菌均不能能轉(zhuǎn)化成S型肺炎雙球菌。

契合法(即求同法)為:如果做了若干次實驗,出現(xiàn)了某種共同的生物現(xiàn)象,而在研究這幾次實驗中,只有一種因素是共同的,其余因素均不相同,那么這個共同的因素與被研究的生物現(xiàn)象之間存在因果聯(lián)系,若以A、B、C、D、E、F、G分別表示不同的因素,a是所要研究的現(xiàn)象,“契合法”可以用表1表示

所以,A與a有因果關(guān)系。

特點:異中求同。不過特別要注意各場合有無其他的共同情況,還要注意這些場合的研究共同現(xiàn)象是否關(guān)鍵。所以要注意以下兩點:

結(jié)論的可靠性和考查的場合數(shù)量有關(guān)。考察的場合越多,結(jié)論的可靠性越高;

有時在被研究的各個場合中,共同的因素并不只一個,因此,在觀察中就應(yīng)當(dāng)通過具體分析排除與被研究現(xiàn)象不相關(guān)的共同因素。

②求異法。

S型肺炎雙球菌的DNA存在時,具有轉(zhuǎn)化能力(出現(xiàn)S型肺炎雙球菌后代);S型肺炎雙球菌的DNA不存在時(蛋白質(zhì)/RNA/糖類/DNA水解產(chǎn)物等物質(zhì)),不具有轉(zhuǎn)化能力(不出現(xiàn)S型肺炎雙球菌后代)。結(jié)論:DNA是轉(zhuǎn)化因子,DNA是遺傳物質(zhì)。

求異法的一般邏輯思路為:

在被研究的現(xiàn)象出現(xiàn)場合與不出現(xiàn)的兩個對比場合之間只有一個因素不同,如果這個唯一不同的情況在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的場合中存在著,而在另一個場合中沒有這種因素作用的場合不存在,那么,這個因素與被研究的現(xiàn)象之間存在因果聯(lián)系,可用表2表示。

表2說明因素A與a現(xiàn)象之間存在因果關(guān)系。

特點:同中求異。求異法比求同法更可靠,相對其他探因類的邏輯歸納法簡便,在各類實驗中用得最多。

③共變法。

S型肺炎雙球菌的DNA的濃度越高,轉(zhuǎn)化效率越高。結(jié)論:DNA是轉(zhuǎn)化因子,DNA是遺傳物質(zhì)。

共變法歸納原理可表述為:在某一現(xiàn)象(因素)發(fā)生一定程度的變化,另一現(xiàn)象也隨之發(fā)生一定程度的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)性相關(guān)性變化,那么這兩個現(xiàn)象之間就存在因果關(guān)系。

設(shè)A1、A2、A3……是現(xiàn)象(因素)A的不同狀態(tài),a1、a2、a3……是另一現(xiàn)象a的不同狀態(tài),共變法可以用表3表示。

從表中不難看出A(自變量)與現(xiàn)象或因素a(因變量)之間存在因果關(guān)系。

④求同求異并用法。利用求同求異并用法例子見表4。

求同求異并用法:如果在被研究現(xiàn)象的若干場合(正事例組)中,只有一個共同的情況,而在被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的若干場合(負(fù)事例組)中,卻沒有這個情況,那么,這個情況就與被研究的現(xiàn)象之間有因果聯(lián)系。公式可表示為圖1所示。

3.DIY,利用“剩余法”進(jìn)行生活實際的生物學(xué)探究性課題中因果聯(lián)系的嘗試

在生活中,經(jīng)常要對復(fù)雜狀況不明原因的進(jìn)行探究,機械故障、病因探查,不妨用“剩余法”破解。例如,有次生物課上學(xué)生蘇童左腮下部有疼痛感,自述食欲不佳……后來看了兩個醫(yī)生,一個醫(yī)生診斷為“扁桃體發(fā)炎”,配了數(shù)百元的殺菌藥;另一個專家診斷為感冒類病毒感染,又配了數(shù)百元的抑制感冒病毒的藥。家長吩咐,兩種藥都服用試試。

蘇童患的是感冒還是扁桃體發(fā)炎或左腮部炎癥,還是其他什么原因?

課后,師生一起觀察蘇童的左腮下部,皮膚外表面沒什么異樣;扁桃體也沒有紅腫現(xiàn)象,用高溫蒸煮殺菌過的筷子輕點扁桃體,也沒有疼痛感,若傷口上撒鹽,肯定會有痛感,所以沾取幾粒鹽輕點扁桃體,還是沒有疼痛感,說明扁桃體沒有炎性。學(xué)生發(fā)現(xiàn)其左邊臼齒為齲齒,是不是齲齒部發(fā)炎?再次用消毒后的筷子輕壓齲齒牙齦部,沒有疼痛感,沾取幾粒鹽粒也沒有疼痛感,可見也不是齲齒引起的發(fā)炎??磥砜梢圆挥梅脷⒕幜耍?/p>

當(dāng)天,蘇童沒有打噴嚏、流鼻涕、發(fā)熱等感冒癥狀,其他癥狀很不明顯。

第二天早晨,蘇童回校,其他學(xué)生發(fā)現(xiàn)他左腮下部略有腫大,會不會是流行性腮腺炎(俗稱“田雞鼓”)?聯(lián)想到班上陸續(xù)有學(xué)生得了流行陛腮腺炎而停課回家休息了,看來很可能是此病。咨詢了相關(guān)醫(yī)生后,確診是該病。建議蘇童回家隔離治療。在這個過程中,筆者不知不覺中與學(xué)生一起利用“剩余法”對生活實際中的生物學(xué)因果聯(lián)系進(jìn)行了探究嘗試,。

生物科學(xué)探究的方法范文第5篇

概念是對事物的抽象和概括,生物科學(xué)在其發(fā)展歷程中有許多重大發(fā)現(xiàn),生物科學(xué)方法是揭開生物世界奧秘的各種有效途徑、手段。生物教學(xué)中可以通過介紹科學(xué)家的科學(xué)研究方法來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法,幫助學(xué)生消除錯誤概念,建立科學(xué)概念,從而提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。例如在遺傳規(guī)律的教學(xué)中,可以讓學(xué)生查找相關(guān)資料,知道孟德爾研究遺傳規(guī)律的方法和過程。孟德爾利用業(yè)余時間進(jìn)行植物(主要是豌豆)的雜交試驗,經(jīng)過多年的不懈努力,揭示出遺傳學(xué)的兩個基本規(guī)律———分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。這兩個重要規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和提出,為遺傳學(xué)的誕生和發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ),這也正是孟德爾名垂后世的重大科研成果。孟德爾在研究中運用的是“假說———演繹法”,即提出問題創(chuàng)立假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果再實驗再觀察,直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系,這是生物科學(xué)研究的基本過程。這是一種重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)模式和重要的科學(xué)研究方法,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法,提高學(xué)生科學(xué)探究能力的重要方法。通過熟悉孟德爾的發(fā)現(xiàn)之旅,學(xué)生不僅掌握了相關(guān)重要概念,還訓(xùn)練了觀察能力,思維能力和分析能力,同時也培養(yǎng)了科學(xué)的研究方法,從而提高了學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

二、開展探究活動,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

生物科學(xué)素養(yǎng)不可能單純地依靠知識的講授、灌輸來形成,必須改變教學(xué)的策略和方法。生物課程標(biāo)準(zhǔn)的一個基本理念是倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),而加強科學(xué)探究是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重點。為此新教材一改過去過多地注重科學(xué)知識的弊端,十分重視全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),安排有多個探究活動,盡管各個探究活動要求達(dá)到的目標(biāo)和側(cè)重點有所不同,如有的重點是在如何控制變量和設(shè)計對照實驗上;有的是要求學(xué)生體驗探究的一般過程。但是可以說每個探究活動都蘊涵著豐富的培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容。例如學(xué)習(xí)“人體的免疫防線”時,引導(dǎo)學(xué)生通過模擬實驗來探究皮膚是一道保護(hù)屏障,這樣可以把復(fù)雜的實際問題轉(zhuǎn)化為理想的簡單問題。模擬探究前,教師可引導(dǎo)學(xué)生討論:①模擬實驗中模型(蘋果)與原型(人體皮膚)的關(guān)系?②如何設(shè)計實驗組與對照組?③如何控制變量?④為什么要將實驗材料按四種情況分別進(jìn)行處理?在充分思考的基礎(chǔ)上根據(jù)探究計劃開展探究,由蘋果皮的功能推理出人體皮膚也有相似的功能。再通過調(diào)查家人、同學(xué)等,結(jié)合自己的生活經(jīng)驗,了解皮膚破損引起的傷口感染情況等,從而證實類比得到的結(jié)論是正確的,感悟人體的皮膚是一道保護(hù)屏障。在整個探究活動過程中,學(xué)生需要不斷地對所遇到的問題進(jìn)行分析思考,使學(xué)生的思維能力和生物科學(xué)素養(yǎng)得到螺旋式發(fā)展。因此探究活動非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和科學(xué)素養(yǎng)。

三、認(rèn)真組織開展生物學(xué)實驗,指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)方法

生物科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),科學(xué)的結(jié)論建立在對充足的材料進(jìn)行觀察和比較的基礎(chǔ)上,生物科學(xué)的核心概念、原理,均來自于科學(xué)家的科學(xué)實踐。因此,實驗是學(xué)好生物學(xué)的基礎(chǔ),也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。例如在學(xué)習(xí)生物體的基本結(jié)構(gòu)時,請學(xué)生制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞和人口腔上皮細(xì)胞等臨時裝片并觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu),教學(xué)過程中,教師可先示范一次,然后讓學(xué)生獨立完成。實驗中出現(xiàn)的問題應(yīng)該由學(xué)生通過討論和交流,自己找出原因。繪圖時要求學(xué)生一定要尊重事實,不要按照掛圖或教材中的插圖去描繪,以培養(yǎng)學(xué)生實事求的科學(xué)態(tài)度。學(xué)生通過實驗,在“做中學(xué)”的過程中,對“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”這一重要概念的理解將更深入。這樣,在學(xué)習(xí)活動中,學(xué)生能主動獲取知識,體現(xiàn)了自主、合作、探究性的學(xué)習(xí)過程,把實驗貫穿于教學(xué)的全過程,做到師生互動而又以學(xué)生動手實踐為主,并且學(xué)生的實踐活動又是在教師的精心設(shè)計下進(jìn)行的,通過實驗過程中的活動和探索,一方面使學(xué)生更好地理解掌握科學(xué)知識,鍛煉動手操作能力,培養(yǎng)觀察能力和思維能力,另一方面,對實驗成敗的比較分析,使學(xué)生認(rèn)識到進(jìn)行科學(xué)的探索和研究需要實事求是的科學(xué)態(tài)度。這樣就把傳授知識,訓(xùn)練基本技能和培養(yǎng)生物科學(xué)素養(yǎng)統(tǒng)一起來,提高了教學(xué)實效性。

四、總結(jié)