两版本高中生物教材科学方法培养的比较

许　魁　吴　毅　陈学梅

摘要：该文结合科学方法的定义以及高中生物教材中科学方法培养内容的确定依据，对教材中科学方法进行分类以及定位，统计了两版本教材主栏部分以及课堂和课后部分活动栏目中科学方法的数量比例，在此基础上比较分析，得出结论并提出相关建议。

关键词：科学方法；高中生物教材

我国在21世纪初便开始了新中国建立以来的第8次基础教育课程改革，2001年6月，我国教育部颁布了《基础教育课程改革纲要（试行）》，确定了课程改革的目标，研制了各个学科的课程标准[1]。教材作为课程的载体，在很大程度上决定了教师的教和学生的学，对教学质量的提高起着关键的作用，是学生和教师在教学过程中使用的基本工具或基本依据之一。教材不仅要承载课程的基本理念，还应该承载对知识体系、能力体系和技能体系的培养功能。生物学作为一门科学性学科，在其新研制的课程标准中，要求教材不仅要传授学生科学知识，还要让学生理解学习过程，掌握各种科学方法，具备科学探究能力，养成科学思维的习惯。可以看出，新课程标准在对教材的要求中，有很多区别于以往的新理念，从以前的注重知识到现在的注重技能与过程的培养，而在技能与过程的培养中处处渗透着对学生科学研究方法的培养和科学思维方式的训练[2]。而如何在教材中更好的体现过程和技能目标，协助教师在教学中如何利用好教材中的科学方法对学生进行科学方法的培养这一问题日益受到教育专家以及一线教师的关注。

1.两版本教材中科学方法培养内容的确定

1.1科学方法的定义

科学方法有广义和狭义之分，广义的“科学方法”指的是“科学的方法”，指符合客观事物发展规律的、具有科学性的、在实践活动中行之有效的方法[3]，包括自然科学方面、社会科学方面、思维科学方面的方法，是具有普遍意义的科学方法。狭义的“科学方法”指的是科学研究中的方法，是科学认识主体为从实践上和理论上把握科学认识客体（即科学对象）而采用的一般思维手段和操作步骤之总和[4]。狭义的科学方法实际上就是自然科学方法，属于自然科学方法论的范畴，是解决人和自然矛盾的方法。

1.2教材中科学方法确定的依据

1.2.1高中生物课程中科学方法教育目标

结合高中生物课程中的科学方法教育目标与科学方法的特征，将生物科学研究的一般方法作为高中生物教材中科学方法培养的主要内容，主要是出于以下方面的考虑。首先，一般研究方法是基本的、重要的、具有普遍性的方法。这些方法不仅被普遍应用在一般自然科學中，在现实生活、工作中也经常用到，有较强的迁移价值。其次，这些科学方法是学生进行科学认知的一般方法，掌握这些方法有利于学生思维能力和智力的形成。而特殊的生物学方法不具有普遍性，大多数是作为生物学知识内容来要求和加强的。

1.2.2高中生的思维和认知发展水平

高中阶段的学生正处于身心发展的第二高峰期，神经系统的发展开始成熟，这为其认知能力的发展提供了重要的物质基础。高中生的思维开始趋向于以理论型思维、抽象逻辑思维为主的思维方式，认知的发展迅速上升，认知的自觉性和独立性增强，认知结构不断完善，认知结构中的因素基本上趋于稳定状态，认知结构形成协同发展的新局面[5]。因此，高中阶段对学生科学方法的培养除了要加强对学生进行实验、观察和逻辑思维的训练外，还要重点对学生进行假说、模型等方法的训练，使学生能够运用这些方法经过科学的一般认识过程进行科学认知和解决问题。但是一些方法对还处于掌握生物基础知识和方法的高中生来说是很难认识和掌握的，如系统方法、移植方法等。这些方法由于涉及的知识面较广，对探究能力要求较高，因而不宜作为科学方法培养的内容。另外，科学方法中的创造性思维方法，即生物研究中的直觉、灵感和想象等，具有非逻辑的特点。这些方法需要建立在大量的感性认识和理性思维的基础上，有很大的或然性，不容易把握，因此也不宜作为科学方法培养的内容。

1.3科学方法的分类

关于科学方法的分类历来学者都有不同观点，如杨兆吉[6]在《关于科学方法的研究概述》中提到了三种分类观点：第一种从性质上，也就是从方法依赖的基础上把科学方法分为经验型方法、分析型方法、系统型方法；第二种按其适用范围分为哲学方法、一般方法、特殊方法；第三种根据来源分为从传统学科移植而来的方

法、从新兴科学领域移植而来的方法、从哲学领域移植而来的方法。杨耀坤[7]从科学方法的外延结构上分为经验方法、理论方法、综合性方法；并从知识层次、技能层次、智力层次、多种因素的综合统一等内在层次上对科学方法上进行了研究。冯小勇[8]结合高中生物课程标准把科学方法分为三个层次：第一个层次是专门科学中的具体研究方法。例如，用染色法观察细胞的结构、用离心法分离细胞组分、用同位素示踪法跟踪元素或物质走向，它们都是适用于特殊场合的科学方法。第二个层次是科学的一般研究方法，其基本阶段有：问题、假设、验证、结论，其中包括积累经验材料的方法(观察法、实验法、调查法等)、进行理论思维的方法(分析、概括、综合、归纳、演绎、类比、模型等)以及数学方法等。第三个层次是哲学方法。如唯物辩证法、系统方法、结构决定功能法等。赵占良[9]从生物新课标教材的设计思路上把科学方法分为获取经验性材料方法（观察法、实验法、调查法）和理性思维方法（逻辑思维方法、形象思维、直觉和灵感、数学方法、模型方法、系统方法）。

依据上述分类，把高中生物教材中的科学方法分为获取经验性材料方法和理性思维方法，其中经验性方法主要有观察法、实验法、调查法，理性思维方法主要有模拟法、数学方法、归纳演绎方法、分析综合方法、比较分类方法、假说法。

1.4教材中科学方法定位的原则

本文选取人教版和苏教版高中生物教材的必修部分，结合教材编写者对栏目特点和功能的介绍，人教版教材主栏中主要有实验、探究、模型建构、资料分析和资料搜集，思考与讨论、调查、制作、技能训练、以及课外实践等栏目与学生的科学方法培养有关。苏教版教材中有利于科学方法培养的活动栏目主要有积极思维、边做边学、课题研究、继续探究以及研究性学习。在对这些活动栏目进行具体科学方法定位时，主要遵循以下原则：

1.4.1显性原则：当活动描述中明显出现代表某种方法的词，可视为对此种方法定位的提示。如人教版必修一P7“实验”栏目“使用高倍显微镜观察几种细胞”，其中出现“观察”，结合题干要求，可视为对学生观察方法的教育。此外还有一些栏目出现“计算”“调查”“模型”等关键词时，可认为栏目与数学方法、调查方法、模拟方法等方法的培养有关。

1.4.2主要和简单的原则：高中生物教材中对学生科学方法的培养往往都是隐形为主，尤其是思维方法训练方面，活动中一般不会出现关键词，并且不只是对学生某一种方法的训练，而往往在整个活动过程中对学生多种科学方法都有所训练，这个时候应该结合教材该部分能力目标的要求以及该栏目功能等方面选取最主要的一种或几种科学方法。另外应分析在完成栏目活动过程中，学生自身的思维活动过程，取最简化的思维路径，找出其中相关的几个思考点，再分析这些思考点有哪些科学方法的定位。

2.两版本教材中科学方法的比较和分析

2.1两版本教材主栏部分科学方法的比较和分析

从上图可以看出，两版本教材从观察法到假说方法的比例曲线非常相似，都是先增后减再上升后急剧下降的趋势，说明两版本教材对九种科学方法的培养是一致的。两版本教材都侧重对学生分析综合方法的培养，其中人教版教材中分析综合方法所占比例达到了42.4%，其次主要就是归纳演绎方法、比较分类方法以及实验方法占了较大的比例，而观察法和假说法占的比例较小，主要是由高中阶段学生的思维水平决定的。整体上看，人教版各种科学方法的安排不如苏教版安排的均衡，其中从经验性材料方法到理性思维方法中间的跨度较大，而苏教版各种科学方法安排比较均衡，虽有所侧重，但是比例没人教版那么悬殊。总的来说，两版本教材都比较侧重对学生分析综合等理性思维方法的训练，同时强调实验方法在教材中的安排。

2.2课堂和课后部分科学方法的比较分析

人教版教材中课堂活动栏目主要有思考与讨论、资料分析、资料搜集和分析、技能训练、实验、探究、模型建构等栏目，课后活动栏目主要有调查、课外实践、课外制作、制作等栏目。

苏教版教材中课堂活动栏目主要有积极思维、边做边学、课题研究以及研究性学习。课后活动栏目为继续探究。

从上图可知，整体上两版本对学生科学方法的培养主要集中在课堂部分，其中人教版比较分类和假说方法全部都安排在课堂部分，苏教版假说方法的培养也全部集中在课堂部分；还有两版本教材课堂部分活动栏目中，从观察法到假说方法安排的比例整体上是逐渐增加的，只在调查方法的安排上出现了明显的下降，尤其在苏教版教材中，对学生调查法的训练主要集中课后活动栏目中，而人教版教材中调查方法在课后部分安排的比例也明显高于其他方法课后部分安排的比例。分布上看，人教版课堂部分科学方法的安排比例达到93.9%、课后部分为6.1%；苏教版课堂部分为72.5%、课后部分为27.5%。说明人教版较苏教版注重在课堂活动栏目中对学生科学方法的培养，而苏教版更注重在课后活动栏目中对学生的科学方法的教育，尤其是调查方法的教育。从组织教学需求的课时来看，人教版将多于苏教版，因为很多活动栏目都是需要在课堂上完成的。

3.讨论和建议

3.1两版本教材活动栏目各具特色，有利于培养学生不同层次的科学方法

两版本教材都设置了各具特色的活动栏目，在栏目的设置上充分考虑到了学生技能和能力的培养要求，栏目的设置都具有很强的层次性，有利于教师培养学生不同层次的科学方法。如苏教版的课题研究栏目是建立在积极思维和边做边学栏目基础之上的，如果没有积极思维和边做边学两个栏目扎实的训练，就无法顺利完成课题研究中的科学探究活动。人教版也同样如此，探究栏目的设置也是以实验、思考与讨论、资料的收集和分析等栏目为基础的，如果没有实验、思考与讨论、资料搜集和分析等栏目扎实的训练，就无法顺利完成探究栏目中的科学探究活动。

3.2苏教版教材在科学方法整体安排上更为均衡

苏教版教材从经验性方法到理性思维方法的过渡上，安排的更为均衡，而人教版的安排相对跨度较大。从这个方面来讲，苏教版的安排更为合理，较好地体现出科学方法训练上的循序渐进原则。故教师在使用人教版教材组织教学过程中，可适当增加一些对学生观察法等经验性方法的训练，既是对这些方法在初中学习基础上的进一步巩固，又是为了向理性思维方法上更好的迁移。

3.3两版本教材应更好地协调课堂和课后部分科学方法的培养

人教版教材绝大部分活动都是在课堂活动中去完成，这将会造成课时的紧张，苏教版教材中很多科学方法都是通过学生在课外部分继续探究栏目中去培养，给了学生更大的探究空间，但同时由于没有教师更好的指导，将会造成一定程度上的盲目性。故教师在使用人教版教材组织教学过程中，应协调好科学方法培养与课时紧张间的矛盾；苏教版教材在使用过程中，教师应注意给学生更多的指导，增强学生探究的目的性，在更大程度上发挥继续探究栏目的作用。

总之，两版本教材在对学生科学方法的培养方面各有所长，学生的水平不同，实际情况不同，各版本在实际使用过程中的发挥效果也不尽相同。教师应该利用好不同栏目的优势，遵循循序渐进的原则，有目的的培养学生不同层次的科学方法，在夯实学生经验性方法的基础上，培养学生的更高层次的理性思维方法。教师在教学过程中，应该有根据实际情况修改活动的意识，相互借鉴各栏目中的科学方法安排并灵活处理，最大程度地发挥教材活动栏目中体现出来的对学生科学方法培养的功能。

参考文献：

[1]叶佩珉,刘恕.生物学课程论[M].南宁:广西教育出版社,2001.2:32-58.

[2]汪忠,刘恩山.生物课程标准(实验稿)解读[M].北京:北京师范大学出版社，2002.7:38-43.

[3]鲍健强.科学思维与科学方法[M].贵阳:贵州科技出版社,2002.8:9-12.

[4]李建珊.科学方法概览[M].北京:科学出版社,2002:3,26-33.

[5]董圣鸿,王珍.高中生认知方式特点及其与学绩关系的研究[J].心理学探新，2003,(2):35-38.

[6]杨兆吉.关于科学方法的研究概述[J].中共山西省委党校学报,1993,(2):11-14.

[7]杨耀坤.科学方法的深层内涵结构[J].湖北师范学院学报,1989,(4):29-35.

[8]冯小勇.高中生物课程标准中科学方法教育的探索[J].生物学教学,2008,33(1):46-48.

[9]趙占良.普通高中生物新课标教材的设计思路[J].课程教材教法,2004,24(12):59-63.