初二生物學(xué)習(xí)方法:重要科學(xué)方法的解析

　　初二生物學(xué)習(xí)方法:重要科學(xué)方法的解析

 

　　人教版義務(wù)教育生物學(xué)教科書十分重視科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，建立起一個(gè)比較清晰的便于學(xué)生學(xué)習(xí)的科學(xué)方法體系：教科書設(shè)計(jì)了一個(gè)專門介紹科學(xué)方法的欄目，一方面結(jié)合教材內(nèi)容，循序漸進(jìn)地介紹了初中學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的科學(xué)方法，另一方面突顯了科學(xué)方法的重要地位。下面結(jié)合教學(xué)內(nèi)容分析其中一些重要的科學(xué)方法。

 

　　3.1 觀察法

 

　　觀察法是指運(yùn)用各種感官或感官延伸工具收集信息的方法�？茖W(xué)觀察一般是指人們在科學(xué)研究中有目的，有意識地對事物和現(xiàn)象進(jìn)行感知、描述和記載的方法。[5]

 

　　按照觀察的結(jié)果和性質(zhì)來分，可以將觀察分為定性觀察和定量觀察。初中生物教學(xué)中的觀察以定性觀察為主，個(gè)別實(shí)驗(yàn)涉及定量觀察。例如，對細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)的觀察，對植物的組織和器官進(jìn)行觀察，對動(dòng)物的外部形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部的生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，都是定性觀察；觀察水蚤心率的跳動(dòng)情況則是定量觀察。

 

　　科學(xué)觀察時(shí)，要有明確的觀察目的。一般情況下，觀察目的由教師確定，即教師提出觀察的對象和問題，學(xué)生觀察后實(shí)事求是地回答這些問題；如果觀察的對象比較寬泛，或由學(xué)生自主觀察，則需要學(xué)生在觀察時(shí)做到全面、細(xì)致和實(shí)事求是，并及時(shí)記錄觀察到的信息。

 

　　在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，單純的觀察活動(dòng)比較少，往往需要與分析、歸納、比較等其他的科學(xué)方法結(jié)合在一起。例如，觀察森林生態(tài)系統(tǒng)，分析其中的植物、動(dòng)物和真菌的角色；觀察不同動(dòng)物細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，歸類總結(jié)出動(dòng)物細(xì)胞的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；觀察動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞，比較其共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。由此可以看出，觀察是科學(xué)方法和科學(xué)課程教學(xué)中最基礎(chǔ)，也是最重要的科學(xué)方法和學(xué)習(xí)內(nèi)容。

 

　　3.2 實(shí)驗(yàn)法

 

　　科學(xué)方法論中的實(shí)驗(yàn)是指根據(jù)一定的研究目的，在人為控制或干預(yù)研究對象的條件下所進(jìn)行的觀察活動(dòng)。中學(xué)生物學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)，通常是指在實(shí)驗(yàn)室中利用儀器設(shè)備進(jìn)行的各種探究活動(dòng)。

 

　　實(shí)驗(yàn)是初中生物教學(xué)的重要內(nèi)容。從實(shí)驗(yàn)中獲取科學(xué)方法，運(yùn)用這些科學(xué)方法開展新的實(shí)驗(yàn)，既是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)生必須具有的基本技能。下面結(jié)合中學(xué)教學(xué)層面上分析教學(xué)時(shí)經(jīng)常遇到的而且必須解決的一些問題。

 

　�。�1）什么是對照實(shí)驗(yàn)

 

　　在研究一種條件對研究對象的影響時(shí)，所進(jìn)行的除了這種條件不同以外，其他條件都相同的實(shí)驗(yàn)。對照實(shí)驗(yàn)最少有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組構(gòu)成。一般情況下，將要研究的條件稱為自變量，其他影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的條件稱為無關(guān)變量，由自變量的變化所引起結(jié)果的變化稱為因變量。對照實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。實(shí)驗(yàn)組與對照組的不同就在于自變量的不同，無關(guān)變量應(yīng)該保持一致，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就能夠科學(xué)而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f明自變量的影響情況。

 

　�。�2）如何區(qū)分實(shí)驗(yàn)組和對照組

 

　　首先要看你的研究目的是什么。因?yàn)檠芯磕康牟煌�，�?shí)驗(yàn)組和對照組有可能是相反的。例如，“探究光是不是光合作用的條件”是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。從邏輯上分析，為什么我們要探究“光是不是光合作用的條件”呢？是因?yàn)樘骄空撸▽W(xué)生或未知者）不能肯定光是光合作用的條件，但是探究者有這樣的基本認(rèn)知：植物的生活是離不光的，淀粉是光合作用的產(chǎn)物。為了作出準(zhǔn)確的判斷，這時(shí)就需要設(shè)置一個(gè)“遮光”組來證明自己的判斷，看看在“遮光”的條件下，植物是否也能夠產(chǎn)生淀粉。這時(shí)的“遮光”組就是實(shí)驗(yàn)組，沒有“遮光”組，就不能準(zhǔn)確地判斷光與淀粉之間的關(guān)系。在自然狀態(tài)下的“有光”一組就是對照組。因此，可以通過下面的定義來確定實(shí)驗(yàn)組和對照組：一般認(rèn)為，通常把經(jīng)過控制處理的一組，或者未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一組稱為實(shí)驗(yàn)組；未經(jīng)過處理的一組，自然狀態(tài)下或者已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一組稱為對照組。關(guān)于自變量的控制，有兩種方法，一是“加法原理”，另一種是“減法原理”。即指與常態(tài)相比，人為地增加或減少某種因素操作的原理，如增加或降低溶液的pH。

 

　　上述分析并不是判斷實(shí)驗(yàn)組和對照組的萬能方法。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，由于研究者的目的非常明確，只是想證明某種因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，這時(shí)，所要驗(yàn)證的因素的一組就是必需實(shí)驗(yàn)，就是實(shí)驗(yàn)組，而沒有這種因素的一組就是對照組。以“實(shí)驗(yàn)綠色植物在光下產(chǎn)生淀粉”為例，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)者已經(jīng)知道植物在光下能夠產(chǎn)生淀粉，只是想用實(shí)驗(yàn)證明的確如此，這時(shí)“有光”就成為必需實(shí)驗(yàn)，是實(shí)驗(yàn)組，但只“有光”一組能說明問題嗎？顯然是不行的，這時(shí)就需要設(shè)置一個(gè)對照組“遮光”實(shí)驗(yàn)來反證在光下植物的確能產(chǎn)生淀粉，而且產(chǎn)生的淀粉不是植物從其他部位合成并運(yùn)輸過來的。“遮光”組起到了一個(gè)反證（或推理）的作用或者對照的作用，是不能夠直接證明“植物在光下能夠產(chǎn)生淀粉”這一判斷的。

 

　　需要注意的，教學(xué)中我們不能過分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)組和對照組的區(qū)別，在很多情況下兩組實(shí)驗(yàn)是相互對照的，是無法區(qū)分實(shí)驗(yàn)組和對照組的。如果把精力用在實(shí)驗(yàn)組和對照組的區(qū)分上，就違背了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的本來目的。另外，并不是所有的實(shí)驗(yàn)都需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，一些物質(zhì)鑒定的實(shí)驗(yàn)，植物雜交實(shí)驗(yàn)都不需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)。應(yīng)該避免實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)械化和模式化。