生物科学成就篇1
一、研究目的
初中生学业分化是影响整体教育质量提高的大问题，分化产生的差生转化、优生提高迫切需要科学的教育策略的指导。从现状看，这个问题的解决并未找到令人满意的方法，究其原因，恐怕一方面在于学业分化本身原因的复杂性，另一方面则可能是由于对初中阶段不同学生的学习潜能缺乏足够认识。当前教育体制中的学业评价体系主要是一种绝对判定标准，这种标准在应试教育背景下不失为是一种公平的选择尺度，而且对大多数普通学生具有操作性方面的优点。但不容忽视的是，对学生分化群体的对象，这种绝对判定标准一定程度上掩盖了学习活动中最为本质的内容，即学业潜能的发挥。而从学科成就值等相对判定标准角度分析研究初中生分化群体，将不仅有助于正确诊断评价绝对标准下的优差生，而且更重要的是能从教学论角度进一步认识初中生各学科学业分化现象的本质及其诊治之道，从而为提高九年义务制教育质量，促进素质教育向纵深发展提供有益的启示。
二、研究方法
1、取样：本市普通中学94级8个班组385人，从初一预备班到初二下学期连续跟踪三年，根据生物学科历次考试总评平均成绩取超过＠①＋0．95SD的对象为优生组，共41人，其中男13人，女28人；取平均成绩低于＠①－0．95SD为学业不良组（以下称差生组），共40人，其中男29人，女11人，差生组中包括留级生7人，其中男4人，女3人。分化组群体占总体21．05％。
2、调查与测试：
（1）生物、语文、数学、外语学科成绩及总评统计及分析。
（2）智力测试：采用北师大心理学系修订的瑞文测验（Spm）进行团体施测。
（3）问卷调查：自行设计，主要查明学生学习兴趣、学习习惯、学业负担、身体状况、家庭环境等。
所有数据均在Foxpro中建立数据库，最后以SpSS软件作统计处理。
三、结果与讨论
（一）学科成绩调查及比较：
为了探明分化群体学生的知识结构及各学科学业成绩状况，将各种成绩标准化后作分析比较，结果见表1。
表1生物及其他学科优差生成绩比较
（附图{图}）
表1数据表明，以生物成绩分化为基准的优差生组，在语、数、外和各科总评成绩上均表现出极其显著的差异（p〈0．001），进一步作生物与各科成绩的相关性分析，结果见表2。
表2生物与其他学科相关系数比较
（附图{图}）
＊＊：p＜0．01
相关分析的结果显示，在初中学生总体上，生物学成绩与语、数、外及总评成绩均达强正相关程度，说明生物成绩差异分布与语、数、外具有一致性。但在分化群体优生组、差生组中，生物学科成绩与其它各科成绩均未达显著相关程度，留级生组中生物与外语、语文和总评分呈中强负相关，此结果说明在分化学生群体中，生物成绩与语、数、外成绩具有与总体不同的变化趋势。
（二）智力发展水平与学生成就的关系
为了了解优差生分化与智力发展水平的联系，以瑞文量表对对象进行了智商测定，结果见表3。
表3优差生及留级生智商分布
（附图{图}）
从表3结果可见，优生、差生、留级生的智商分布存在显著差异，优生组平均智商显著高于差生组。智力水平优良的一级和二级（p［，75］以上）优生组有33人，占优生组总数80．4％，差生和留级生中仅13人，占32．5％。智力水平中下的四级和五级（p［，25］以下）优生组2人，占4．9％，而差生、留级生中有24人，占60％，这说明智力是影响学业分化的重要因素。
进一步分析智力与各学科成绩的关系，学生总体智商与各科成绩的相关性见表4。
表4生物及其他学科成绩与智商的相关系数
（附图{图}）
结果显示，在总体上智力与各科成绩的相关系数均达显著程度，其中数学成绩与智力相关系数最高，达0．6417，生物成绩与智商的相关系数也较高，达0．5544，语文成绩相关系数最低为0．4877，这个结果与伯特（C·L·Burt）报道的语、数、外结果基本一致。
在分化群体中，各组学生学科成绩与智商的关系见表5。
表5各组学生学科成绩与智力的关系
（附图{图}）
表5显示，在优、差、留级生分化群体内，各科成绩与智商均未达显著相关程度，这说明在同类分化群体中智力已不再是影响学业成绩的主要因素了。
（三）成就值（accomplishmentScore）差异比较
（附图{图}）
成就值是判定学生的学力是否同他的智力相适应的重要指标，其定义为学力离差与智力离差之差，若成就值（aS）为负值，可说明该学生不具备同其智力相称的学力，也就是说，学力潜力尚未或未能充分发挥，以致未形成智力相称的现实学力，可视为学业落后或暂时落后。
经对优差生各种成就值测算，结果见表6。
表6学生各科学力成就值比较
（附图{图}）
注：〈－8个体数：表示为低成就值人数。
表6结果表明1生物学科成就值优差生组间存在极其显著差异，如以aS＜－8为低成就值学业不良的标准，则生物差生组aS＜－8的人数有24人，生物优生组有6人，与生物学科相似，外语学科成就值优、差生组问亦存在显著差异，外语差生组aS＜－8的人数为22人，优生组有5人。而语文和数学两学科的优差生组成就值差异不显著，各组aS＜－8的个体数也相对较少，这在一定程度上说明，生物与外语学科在初中阶段具有某些相似性。低成就值表明学习潜能来充分发挥，其中还包含有相当比例的假性差生，故教育措施的效能更为突出，由此可见初中生物和外语学科的差生或学业不良生转化的可能性相对较大。
（四）低成就值学生学习态度和学习环境分析
为了更全面地了解学习态度和学习环境对低成就值学生学业分化的影响，对优差生学生进行了专项问卷调查，问卷包括学科兴趣、学习时间、对难题态度、辅导环境、业余时间安排、作息时间、家务劳动、家庭环境、人际关系等20个方面。
调查结果显示，优差生低成就值者在学习态度上有显著差异，差生回家作业多需父母检查、督促或辅导才能完成。父母天天检查作业的，差生组低成就值者24人中有14人，优生组仅1人；父母很少检查作业的，差生组8人，优生组5人。实际学业负担优差生低成就值者都不重，且无显著差异，无论优差生每天做作业时间都在几个小时内能完成，上学往返路程时间极大多数不到1小时，夜间睡眠大多8小时以上，但自我感觉课业负担重的，差生低成就值者显著高于优生组，24人中有15人（62．5％）认为学习负担太重，没有一个差生主动希望再多学一些知识，这反映出差生低成就者有“怕学习”和“厌学”情绪倾向。在对待难题的态度上，差生低成就值者24人中17人（70．8％）持放弃态度，这说明这类差生缺乏学习的毅力和信心，在学习环境方面的项目中优差生低成就者多数无显著差异，个别项目差生组还优于优生组，如家教辅导，差生占67．5％，优生组占21．9％，月零花钱差生组平均高于优生组2．4元。问卷调查总体结果表明，低成就值差生一般并不缺乏外部学习条件，故学业落后主要因素应归结为学习能力和学习的主观努力，适当的教育措施可使这些学生中的相当部分成员的学习效能得到提高，要做到这一点，关键还是在于实现“教会学生学习”这个教育的基本目标。
四、结论
1、初中生物学业分化在总体上与语、数、外学科具有某种一致性，但在分化群体中各种学业分化不完全一致。
2、智力发育水平是影响生物等学科学业分化的重要因素，但不是唯一因素，相近的智力水平可有显著不同的学业成就。
3、生物学业成就值在优差生间存在极其显著差异，生物学业差生的转化具有较大可能性，初中生物和外语学科的学业分化具有某些相似性。
4、外部学习环境条件不是形成生物低成就值学业不良者的关键因素，对这部分学生的转化可从学习态度和学习方法等教育措施方面着手。
参考文献
1．黄志林、乐秀峻，《教育理论与实践》，1989．（6）20－21。
2．周国韬等，《普教研究》，1995（3），32—24。
3．钟启泉，《差生心理与教育》，上海教育出版社，（1994）8。＊
生物科学成就篇2
【关键词】物理学史；科学素质教育；物理教学
“科学素养就是对个人决策、参与公共和文化事务以及经济生产所需要的科学概念和过程的知识和理解。具有科学素养的人能够提出、发现和解答与日常体验有关的问题。他们能够描述、解释和预言自然现象。”科学素养在结构层面上主要有：科学的知识、方法、精神（包括科学态度和科学情感）及其科学的思想。在科学教育中，它们相互联系，相互作用，相辅相成，缺一不可。科学精神是科学素养的核心，科学思想则是科学创造的灵魂。人掌握知识的多少总是相对的，而科
学方法则可以发现规律、创造知识，但它们都必须在科学的世界观的指导之下，必然依赖科学态度与科学精神。科学的世界观、科学的态度和科学精神一旦具有，将终身促使人去勤奋地学习，去创造性地探索，甚至为追求真理而献身。因此对学生进行全面的科学素养教育是形成教育前瞻性的重要方面。学校开展科学教育，其目的就是通过多种形式的教育教学活动，使学生具备必要的科学基本知识和技能，了解和掌握一些科学探究的过程和思维方法，发展科学的认识能力，思维能力和实践能力，养成良好的科学精神气质，正确认识处理科学与技术、科学与社会、科学与人文的关系。
物理学是自然科学的带头学科，是当代技术发展的最重要的基础。物理学在其发展中所形成的基本概念、基本理论、基本方法、基本实验手段，已经成为其它自然科学重要概念的基础和研究手段。物理学的每一个新思想、新发现，都会推动其它科学技术的进步，并往往孕育新学科的产生。物理学史作为物理学科的一个分支，与物理学的其它分支不同，它不是以讲授知识的理论和现状为目的，而是从物理发展的历史角度出发，从纵的方面阐述从物理萌芽开始经过漫长的岁月，怎样发展为现代物理的历史过程——即物理怎样产生、发展和繁荣起来的过程的系统阐述。如何在幼专物理教学中利用物理学史的培养学生的科学素养？应从以下两方面入手：
1、渗透法：所谓渗透法就是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法。物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断，可以是大篇幅，也可以是几句话，甚至一副图等，此举不仅可以缓解学习者的学习疲劳，激发物理学习的热情，可以使学生在心理上和情感上接近科学；还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程，促使他们主动学习和建构知识，并形成严谨的科学态度。例如在探究产生感应电流的条件时，先提出问题“电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？若能产生，条件是什么？”接着介绍历史上安培、科拉顿、法拉第等科学家相继提出的利用磁生电的方法。在历史材料基础上，让学生讨论、提出几种产生感应电流的猜想：①将导线放在磁场中就能在导线中产生电流；②导体在磁场中运动能在导线中产生电流；③磁体运动，导体不动能在导线中产生电流；④导体和磁体都不动让穿过闭合电路磁场发生变化能在导线中产生电流。然后全班学生进行分组进行实验，根据事实得出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。不能为了引入史料而引入史料，如果没有必要引入时，就不引入。既要注重与课本结合，注重与学生的认知能力结合，同时还要言简意赅。适时、适当、适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径。
2、准历史法：所谓“准历史法”，就是在忠于历史事实的情况下，按照历史发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中来达到一定教学目的教学方法。这种方法要求科学的还原那些重要的历史足迹，是对历史最具体的重演，是很好的过程体验教学方式，而且在很大程度上符合学生的认知发展过程，让学生更容易理解和接受物理规律并从相关历史事件中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神，把物理学史教育真正实践在课堂教学中。具体步骤是：1.将物理学理论（教学内容）的历史发展过程按问题起源—提出的工作假设—思辨以得出推论—实验或思想实验对推论进行检验—假设的修正及结论的推广进行整理，以形成教学内容的“准历史”过程。2.将学生对物理知识（教学内容）的一般认知过程，即对物理现象的观察-提出问题-假设或猜测-实验探索-结论及对认知过程的反思，整合到已组织形成的教学内容的“准历史”过程中，形成具体的教学过程。例如，在学习牛顿第一定律时，先向学生提出问题：“根据生活中经验，有力作用在物体上，物体才运动，没有力的作用，物体就静止，这种说法正确吗？”然后让学生讨论形成自己的观点（假设），再向学生阐述历史人物对这个问题的思考，即亚里士多德及同时代的人也都有“物体受力而运动，不受力则停止”的认识。接下来，向学生阐明三百年前的物理学家伽利略认为这种认识是错误的，再向学生展现伽利略为这一论断而如何质疑、如何进行实验验证的？最后慢慢让全班的立场都站到正确的或更具优势的认识上，使学生经历从错误到如何突破、再到正确认识的过程。
在幼专物理教学中运用物理学史，对培养学生的科学态度、情感和价值观，具有特别的意义：（1）激发学生对科学的好奇心和求知欲。很多科学家认为好奇心是科学家的重要素质，诺贝尔物理学奖获得者劳夫林在回答清华学子的提问时，对好奇心特别关注，他认为“每个人从小孩起就有好奇心，但这种好奇心到成年后就减少了，要注意这种变化。如果把儿童时的好奇心全丢了，成年后就没有创造力了。所以保持儿童时的好奇心非常重要。”学生只有具有对科学的好奇心，才会产生科学学习的求知欲和内在动机，才可能对科学学习产生兴趣，克服学习中的困难，勤奋地学习科学。物理学史中大量的科学世界的奇妙、科学发现的奇妙、科学家创造活动的伟大，将激起学生探索自然的热情，科学家献身科学，孜孜不倦追求科学真理的精神，为学生树立了光辉的榜样，将激起学生强烈的求知欲。（2）科学态度是现代公民的基本素质，是从事任何工作的基本条件。物理学史中有大量的范例，丰富的内容，使学生受到潜移默化的浸染，并内化为学生的科学精神。
参与课题：黑龙江省教育科学规划“课题类别：省教育厅规划课题.课题名称：有效提高幼儿教师自然科学素养伸进幼儿科学潜能激发的研究.课题编号：GZC212037”
参考文献：
[1]赵祥麟王承绪编译《杜威教育论著选》华东师范大学出版社1981
[2]田蕾.中学物理引入物理学史的实践[J].内蒙古教育，2009，（9）：23.
生物科学成就篇3
关键词：高中物理教育；物理科学方法教育；价值；教学建议
1.引言
21世纪是知识经济时代，科学技术日新月异，同时世界各国之间的竞争日趋激烈，国与国之间的较量集中体现为人与人素质的较量。对于素质的界定，国内外学者有着不同的认识，通常将其构成要素界定为“知识与技能、科学方法、科学观和科学品质”［1］这四个要素，由此可看出科学方法对提高科学素养的重要性。
新课程标准提出的“课程目标”（知识与技能；过程与方法；情感、态度与价值观）有三个维度，也谈到了“方法”，可以看出，方法教育是课程目标的要求之一。而且这三个维度之间并不是毫无联系的，特别是“过程与方法”在“课程目标”中与其他两者有着深刻的联系，而且科学方法的教育对于“课程目标”的实现具有重要意义。
2.新课程理念及相关概念的界定
2.1新课程的理念。
新课程的理念集中体现在《普通高中物理课程标准（实验）》中，它对物理学科的界定为：“物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法。”［2］从以上界定可以看出物理学本身包含着对“实验手段”和“思维方法”的研究，而方法的本质就是“解决某一实际问题，从实践上或理论上所采取的各种手段或方法的总和”［3］。既然科学方法是物理学的内在要求，那么，物理学的发展一定伴随着科学方法的发展，物理学的教育当然也离不开物理科学方法的教育。
2.2相关概念的界定。
2.2.1物理科学方法。
物理学本身是一门理论和实验高度结合的学科，它特别强调正确而有效的研究方法和过程，严谨缜密的推理和归纳。而物理学研究所采用的科学方法，从物理研究的一般顺序来讲可以理解为“物理学科学方法就是研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所采用的各种手段与方法”［4］。可以说物理科学方法的实质应该是“手段”与“方法”，这与新课程理念规定的高中物理的“课程目标”是极为契合的，从另一个侧面说明在高中阶段进行物理科学方法的教育是极为必要的。
2.2.2物理科学方法教育。
物理科学方法教育一直以来困扰着教育工作者，“长期以来，物理科学方法教育是最不清楚的问题之一”［5］。对于物理科学方法教育的疑惑主要集中在其内涵、途径、价值这几方面。
物理科学方法教育的界定简而言之就是“物理科学方法教育是指在物理教学过程中，有目的、有组织、有意识地渗透和传授研究方法，使学生在逐步掌握科学方法的同时，增强科学素养的活动”［6］，而更为完整的阐述为“高中物理科学方法教育，就是运用现代教育思想和教育手段，有目的、有计划、有步骤地传授和渗透物理学的研究方法，使学生受到科学方法的熏陶和训练，逐步掌握最基本的、最主要的物理科学方法，达到促进知识学习、增强实践能力和培养创新精神，树立辩证唯物主义的世界观，进而提高学生科学素养的目的”［7］。相比前者，后者更加明确了方法同知识、能力、科学观的关系，较为集中地体现了物理科学方法教育的价值。
3.高中物理科学方法教育的意义
3.1实施物理科学方法教育有利于“课程目标”的实现。
从物理科学方法教育概念的界定不难发现：高中物理课程目标中的每一维度都与科学方法有着深刻的联系。
3.1.1“知识与技能”与科学方法。
3.1.1.1科学方法寓于知识之中，又高于知识。
首先，“知识”与“方法”相互渗透，不可人为地割裂。任何方法都不是孤立存在的，都是和一定的现象或者知识联系起来的，或者说方法都是渗透在知识之中的。脱离了知识的方法，只能是毫无生气的、教条的、无法适应变化的；而同样知识也不能脱离方法而成为“纯粹的知识”，否则就会因为失去了贯穿知识的方法而成为一盘散沙，知识的学习也会变得低效和枯燥。
其次，掌握科学方法能够促进知识的学习。布鲁纳的认知发展理论认为学习本身是一种认知过程，而“学生的知识结构包括某一学科领域的基本观念，它不仅包括掌握一般原理，而且包括学习的态度和方法。通过科学方法的参与，客观存在的物理知识结构才能转化为学生头脑中的正确认知结构。准确、合理的认知结构促进知识的进一步学习”［8］。由此可见，科学方法的掌握并不是独立于知识学习之外的，而是可以有效促进知识学习，并使之更为高效和丰富多彩的。
从上面的分析可以看出，方法教育不但渗透于知识教育之中，而且“科学方法教育比知识教育具有更长远的意义［9］。
3.1.1.2科学方法是技能培养的重要内容。
《高中物理课程标准（实验）》对“技能”的要求为“认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验；能尝试运用有关的物理知识与技能解释一些自然现象和生活中的问题”［2］。高中物理对技能的要求偏重于物理实验中常用的技能，以及将所学知识运用到实际生活中去解决实际问题的能力。因此，这里的“技能”不再是单一的实验操作，而是更为高级的独立操作能力、应用物理理论的能力。而能力的获得和方法的掌握有着密切的联系。
“一般地说，如果一个人掌握了完成某种任务的方法，就意味着他实际上已经具备了完成这种任务的能力。人们完成任务的能力，与他们掌握完成这方面任务的方法的自觉程度和熟练程度是密切相关的”［10］。也就是说，技能的“习得”过程，也是方法的掌握过程，两者共同在一个过程中完成。从一定程度上可以说，方法的掌握与否可以成为衡量某一技能掌握与否的重要指标，进行科学方法教育对于能力的培养是必然的选择。
至此，知识、技能、方法之间的关系十分明显：方法是联系知识和能力的桥梁；方法渗透于知识之中，但又高于知识（法国科学家笛卡尔曾说：“最有价值的知识是关于方法的知识。”［11］）；方法的掌握是技能培养的重要内容。
3.1.2“过程与方法”与科学方法。
从这个目标可以清楚地看出它已经包含了“方法”，更为重要的是还有“过程”，这也提示我们，在实现课程目标的同时，必须重视诸多过程——比如物理史上重大发现的过程、重要理论的形成过程、重要公式的推导过程等。加强“过程”的呈现，首先可以使学生更加深刻地感受到物理学家是怎样经过艰辛的努力去认识客观世界的，有利于学生树立远大的理想，逐渐形成不畏艰难的意志，这也有利于科学态度的培养，更为重要的是可以把科学方法贯穿其中，使得知识、科学方法的融合更为自然。其次，科学方法教育能够优化物理的教学过程，“在物理知识教学过程中，同步进行物理科学方法教育，能够引导学生透过事物的现象深入本质的科学思维方法，从而促进学生认识能力的发展，使学生在知识的学习中不仅知道知识的本来面目，而且知道知识是如何获得的。进行科学方法教育有利于学生在知识获得的过程中对知识本身的理解，有利于学生建构新的知识结构”［12］。
因此，物理科学方法教育在使得知识与方法紧密结合的同时，还可以使得教与学更加高效，这就为“情感、态度与价值观”的培养提供了可能。
3.1.3“情感、态度与价值观”与科学方法
由于物理学的发展史本身就是一部物理学家通过不懈努力逐步加深对客观世界认识的历史，也可以说是一部科学方法创新的历史，因此，在展现物理过程、阐述物理方法的过程中就不可避免地会给学生以精神上的熏陶，会促使其认识到历代物理学家坚韧不拔、刻苦钻研、无私奉献的精神，以坚定终身学习的信念、树立崇高的理想。
另外，物理学是自然科学的基础，蕴含着对物质世界本质的看法，“物理学是关于物质的基本性质和能量转化的知识体系，可以说，物理学是其他自然科学和哲学的基础。物理科学方法必然与世界观密切相关……只有掌握了正确的思想方法和工作方法，才能提高学生的科学素养和科学鉴赏力，培养创造性能力，加快创造性人才的培养；只有了解了科学方法的内在规律和过程，才能在更深层次上理解科学，从而提高学习科学知识的自觉性。学习科学方法论也有助于更好地学习唯物辩证法，树立科学的世界观”［13］。
总之，实施物理科学方法教育有助于学生更好地学习、理解唯物论和辩证法，促进科学世界观的建立。
3.2实施物理科学方法教育有利于课程标准中“培养目标”的实现。
高中物理的“培养目标”是“进一步提高中学生的科学素养”，为了达到这个最高目标，新课程标准提出了课程基本理念，包括课程目的（提高全体学生的科学素养）、课程结构（注重共同基础，体现选择性）、课程内容（体现课程的时代性、基础性和选择性），最后新课程标准为课程的基本理念制定了载体和评价的标准——“课程目标”。“课程目标”是物理学科高中阶段新课程理念的集中体现，从一定意义上讲，课程目标的实现与否直接制约着高中物理教育最终目标——“培养目标”能否实现。
为了更好地实现课程标准的“培养目标”，就必须在深刻理解课程理念的基础上完成课程目标，而通过前面的分析可以看出科学方法教育对于三维的课程目标的完成起着关键的作用，因此，在高中物理教学中进行有效的科学方法教育就成为实现“培养目标”的必要条件。
3.3实施物理科学方法教育是世界教育的趋势。
在知识大爆炸的时代里，为了应对面临的各种挑战，很多“国家和地区在制定课程目标时，都将科学方法列为目标之一，……世界各国，特别是美国、英国、法国、德国、俄罗斯、日本、韩国等发达国家十分重视科学方法的教育，普遍强调要让学生懂得‘研究方法’，要掌握‘获得知识的程序和手段’，要学会‘科学思维’”［13］。如1996年美国国家研究理事会颁布了《国家科学教育标准》，物理教育中采用的新的教学方法都必须能够反映物理学本身的研究方法，强调把科学探究作为一种认识世界的有效方式；在美国哈佛大学担任校长十年、现任哈佛名誉校长的陆登庭认为：“哈佛大学给予学生的是一种学习的方式和解决问题的方法。”［14］而英国的科学教育无论是从分科教育向综合平衡的科学教育转变，还是从知识教育向科学探究转变，都突出科学方法、科学思想在日常生活中的应用。
世界发达国家虽然在教育理念、教育目标等方面存在许多不同之处，但是通过以上分析不难看出，在进行物理科学方法教育这一认识上一致认为是十分必要的。
4.教学建议
既然科学方法教育不仅是必要的，而且是必需的，那么在实际的物理教学中就应该遵循以下原则。
4.1方法教育与知识教育的统一。
如果能够在知识的传授中合理渗透科学方法将是极有效果的：不仅能让学生了解科学方法，而且会促进学生对知识的理解和掌握。根据布鲁纳的理论，“学习本身是一种认知过程”，学生的知识结构不应只包括某一学科领域的基本观念，而且包括学习的态度和方法，通过科学方法的渗透，学生才有可能在头脑中形成正确的、动态的认知结构，这样也为学生进一步地学习奠定了良好的基础。方法与知识的不可分离的特性决定了在实际教学过程中不能人为地把它们割裂开，而应采用多种途径去实现它们的统一。比如可以采用显性教育与隐性教育相结合的方式，“所以物理科学方法教育需要隐性教育与显性教育相结合，在不同阶段对不同内容各有侧重，显性教育与隐性教育常常是相互交叉的，不能因为在这里要采取隐性方式就一点显性教育的内容都不敢提，隐性起步、及时显化是科学方法教育的特点，当某一方法在某一知识教学中达到‘呼之欲出’的程度时，就应及时进行显性教育。当然不能因为要采取显性方式就系统地讲述科学方法知识，显性教育方式的精髓在于点到为止、适可而止的科学方法的学习”［12］。
4.2知识与技能的获得，方法的培养，以及情感态度与价值观的形成同“过程”的统一。
首先，知识与技能的获得，以及方法的掌握不是一蹴而就的，而是通过不断进行知识的积累，以及认知的重构，反复进行才能实现的。因此，可以在教学过程中设置科学的方式以帮助学生完成这个过程；而情感、态度与价值观的形成更是需要一个长久的过程，这就要求在实际的物理教学过程中时刻注意将其考虑在内，设计出合理的教学方案，使得情感、态度与价值观的渗透富有成效。
其次，学生学习物理概念和物理规律是一个由简单到复杂、由具体到抽象的过程，物理思想和方法的渗透也只能在学生学习具体物理知识的过程中逐步展开，教师的教是由教学过程来实施的。因此，无论是教师的教，还是学生的学，都需要合理的过程，以完成既定的目标。
4.结语
综上所述，加强物理科学方法教育在高中物理教育中有着非常特殊的地位和极为重要的作用，因此，从新课程的三维“课程目标”入手，深刻理解科学方法教育，可以高效开展物理教学，更容易实现“课程目标”、“培养目标”。同时，这也是世界教育趋势大背景下的必然选择。
参考文献：
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［12］张云丽.在物理教学中加强科学方法教育的研究［D］2008，05.
生物科学成就篇4
在一些评论家称之为史诗般的伟大巨著《生物学思想的发展》（thegrowthofbiologicalthought）一书中，迈尔指出：“需要一种新的生物学哲学。这种新哲学将要把功能生物学关于控制论－功能－组织的观点，和进化生物学关于群体－历史程序－特异性－适应的概念这两方面都包括进来和综合起来”。（［1］，p．79）他说，“需要的是一种还没有被人们相信的生物哲学，这种哲学和活力论，和其它非科学的意识形态和不能正确处理生物学现象和生物学系统的物理主义还原论，都是不相近的”。（［1］，p．82）尽管他还说：“虽然这个新的生物学哲学的基本轮廓是明显的，但是现在这种新生物哲学还主要是一种宣言，而不是表达成熟的概念系统的”，（［1］，p．74）但从他对这种新哲学的倡导的各种论文和著作中，我们仍可看到迈尔新的生物学哲学的系统性。下面我们就对迈尔的新的生物学哲学的一些原则作些概括。
1、“物理科学不是科学的合适标准”
迈尔认为，“生物学”一词是19世纪的产物，在19世纪以前，作为科学的生物学并不存在，存在的只是包含在医学中的解剖学和生理学，以及其它的诸如博物学和植物学。牛顿的物理学革命在当时并没有引起生物学的革命性变革。生物思想的重大革新是在19世纪和二十世纪才开始产生的。因此，当科学哲学在17世纪和18世纪开始发展起来的时候，或者说，当培根、笛卡尔、莱布尼茨和康德论述科学和科学方法的时候，完全是以物理科学为基础的。在这种情况下，物理科学的思想和方法自然成了评判一切科学的标准，大多数哲学家理所当然地把物理科学看作是科学的范式，认为一旦理解了物理学就能理解其它任何科学。这种传统一直影响到今天。迈尔不无遗憾地说，他书架上那些声称是涉及“科学哲学”的书实际上全都是仅仅论述物理科学哲学的，他们的哲学和方法论几乎完全立足于物理科学，仿佛世界上并没有活生生的有机世界中的种种现象和过程。
鉴于以上这种情况，迈尔指出，应当建立一种摆脱物理主义影响的新哲学。如何摆脱这种影响呢？迈尔认为应当改变科学统一的传统信念，适当强调科学的多元性。生物科学与物理科学具有不同的传统。人们常把牛顿和自然规律看成是与科学共存的东西，实际上，如果考虑16世纪、17世纪和18世纪的思想环境，人们可以发现有对于力学实际上没起什么作用的几个传统同时存在。比如说，草药学家的植物学，维萨里解剖学中的精美插图，到处都有的博物学的陈列室、科学旅行、植物园，所有这些都和牛顿传统无关。生物学研究就包含在这种传统中。所以迈尔认为，“正是这些在牛顿力学以外的科学激励了卢梭的浪漫主义和野蛮人高贵的信条”。（［1］，p．36）又说，“从亚里士多德到现在，科学史是主张生物学自主性的历史，是反对轻率地用力学和定量来说明生命现象的潮流的历史”（［1］，p．38）
主张生物学的自主性，反对物理主义的科学统一观念，就必须驳倒物理主义的理论基础：还原论。物理主义者认为生物世界的自主性只是表面的，从原则上说，所有的生物学理论都可以还原为物理学理论。迈尔认为，还原是徒劳的没有意义的方法。他认为，还原论者所说的还原，实际上有三种不同的含义：组成的还原论，解释的还原论和理论的还原论。其中，组成的还原论认为，有机体的物质组成和在无机世界发现的物质组成是一模一样的；解释的还原认为，人们在没有把一个整体分解成为它的部分，这些部分又分解为这些部分的部分直到阶层系统的最低层次之前，是不能理解一个整体的，具体地说，就是把生命现象都还原到分子水平才能理解生命；理论的还原论认为生物学的术语可用物理学的术语来定义，生物学的理论可从物理学的理论推导出来。迈尔进而指出，除组成的还原可接受外，解释的还原论和理论的还原论都是错误的。因为，阶层系统的不同层次都有新的突生属性出现，所以，尽管阶层系统的较高层次与较低层次都由原子、分子组成，但高层次上的过程常常不依赖于低层次上的过程。迈尔认为，在生物阶层系统的不同水平上有不同的问题，所以在不同的水平上就要提出不同的理论。这样，在从大分子系列一直到细胞器、细胞、组织、器官及其它，每一层次都导致独立的生物学分支产生：分子水平是分子生物学、细胞水平是细胞生物学，组织水平是组织学等等。要充分解释生命现象，就必须研究每一层次，“在较低水平上的发现对于在较高水平上提出的问题的解决通常很少有什么补益”。（［1］，p．70）因此，当有人说“只有一门生物学，这就是分子生物学”时，迈尔认为这说明他们不懂生物学。
当然，在批判还原论时，迈尔并不是根本放弃科学统一的信念。他说：“面对神话和宗教的时候，科学形成了统一的战线。所有的科学虽然在许多方面有区别，但是在致力于说明周围世界这一点上是共同的。科学需要去说明解释，去概括总结，去确定事物、事件和过程的原因。至少在这个范围内，科学是存在统一的。”（［1］，p．35）但这种统一与物理主义还原论的统一是不相干的。所以他说：“物理科学不是科学的合适的标准尺度”。（［1］，p．38）如果说科学一定统一于某一学科的话，那么，这种统一也应当象辛普森所说的那样：“物理学是居于全部科学的中心的科学……只有在生物学这里，只有在全部科学的全部原则都能体现出来的领域，科学才具正能够成为统一的”（［9］，p38）。
2、“规律在生物学中的作用是很小的”
为了进一步说明生物学的独特性，迈尔进一步比较了生物科学与物理科学的理论结构的差别。在物理科学中，规律或定律起着重要的解释作用。一个独特的物理事件的发生通常是把它归并到一条普遍的物理规律中而得到解释的。这种解释方式亨普尔曾把它概括为“演绎－律则说明”模型（又称覆盖律模型），并把它看作是所有科学的解释模式。但一些生物学家通过对生物学理论的分析对这种解释方式的普遍性提出了疑问。迈尔曾提到斯玛特（j．j．c．smart），斯玛特在一本名为《哲学与科学实在论》的书中就声称，不存在与物理理论类似的生物学理论，“甚至不存在任何生物学规律”，因为人们平常所谓的生物学规律通常都有例外，它们并不是真正的规律。（［2］，p．50）
迈尔虽然没有明确地否定生物学中存在规律，但迈尔认为，规律在生物学中并不重要。他曾说，新的生物学哲学“不应该把大部分注意力集中在规律上面，要考虑到在许多生物学理论中，规律实际所起的作用是很小的”。（［1］，p．82）还说：“规律的观念远远没有历史叙述的观念那样有助于进化生物学。”（［1］，p．140）主张生物学中存在规律的生物学家，比如伦施（rensch）曾列出一百个进化的“定律”，这些定律全都涉及自然选择影响的适应趋向。但迈尔认为，这些所谓的生物学规律，其中的大多数都是偶然发生或经常出现例外，或者只不过是“规则”，而不是普遍规律。就讨论过去的事件来说，这些东西有说明的性质，但是除非在概率性的意义上，否则它们是没有预见性的。因此，迈尔认为，“生物学的概括几乎一律具有或然性”，“生物学中只有一条规律，那就是：‘所有的概括都有例外’”。（［1］，p．41）从这里可以看出，迈尔实际上赞同了斯玛特的观点。
按着，迈尔进一步指出，“这种或然性的概念和科学革命的早期观点－自然界是受规律支配的，因此是能够用数学语言表述的－－是鲜明对立的”。（［1］．p41）在传统观点看来，自然规律是用数学语言表述的。伽利略曾说过，自然界这本大书是用数学语言写成的，牛顿在他的力学体系中成功运用了数学。伽利略和牛顿的成功给数学造成了几乎无限的特权，结果就有了康德的著名箴言：“在自然科学的任何分支中包含着多少数学，在其中便能找到多少真正的科学”。迈尔对此很是反感，他认为，“这些看法对涉及到定性的和历史的科学，或者涉及到那些过分复杂而不能用数学公式表示的系统的科学来说是错误的……这种看法造成生物学许多不同领域中产生出轻率而且完全错误的解释。”（［1］，p．43）。
迈尔指出，数学统治着一切科学的思想从一开始就有人反对。首先反对的是彼埃尔·培尔，在他看来，历史的确定性并不比数学的确定性低人一等，只不过性质不同罢了。历史事实，比如地球从前存在过恐龙，这是和任何数学定理同样确切的。博物学是反对关于科学的数学观念的第二个根源。博物学的各个部分太复杂，因此不能应用数学，在这里，观察和比较是合适的方法。达尔文的进化论没有数学，但它也是科学。
迈尔认为，生物学之所以不需要数学，生物学的概括之所以几乎一律具有或然性，原因在于，生物学努力描述的事件在某种意义上是特异的事件。任何生命都是与历史相关的，都是长期进化的结果，而特异性是进化历史上任何事件的显著特征。生物事件是特异的，因此，进化生物学中的解释就不可能象物理科学那样是由“理论”或“规律”提供的，而是由“历史叙述”提供的。迈尔很赞赏冈奇（t．a．gondge）如下的一段话：“在讨论生命历史上具在重大意义的单个事件的时候，叙述性解释进入了进化生物学……叙述性解释的建构一点也没有提到一般规律……进化过程中的事件不是某种事件的例子，而是单独发生的事，是某种只发生一次，不能（以同一方式）再发生的事情，这时就要求叙述性解释……历史性解释构成进化理论的基本部分”。（［1］，p．77）
实际上，迈尔认为，规律的观念从哲学上说是本质主义的必然结论。本质主义是由柏拉图发展起来并一直支配西方思想界的哲学思潮。迈尔从生物学事实出发，坚决反对这种本质主义，而主张与本质主义对立的群体思想。群体思想认为，世界上真正重要的东西是个体而不是本质。许多生命现象，特别是种群现象，是以高度的变化为特征的，进化的速率或物种形成的速率彼此的差别可以有三到五个数量级，这种变化程度在物理现象中是很少有记录的。物理世界中的实体（如原子和分子）具有不变的特性，而生物实体却以可变性为特征的。生物实体这种特异性告诉我们，必须用和研究完全均一的无生命的东西完全不同的精神来研究生物实体组群。这种新精神在迈尔看来，就是强调定性、独特性和历史在生物学中的作用，实际上也就是他的新哲学。
3、“科学进步主要是新概念或原则的发展”
既然规律在生物学中并不重要，那么，作为科学的生物学是如何存在和发展的呢？迈尔认为，生物学虽不象物理科学那样提出规律，但生物学家常把他们的概括总结为概念框架。有人可能会说，规律和概念的不同，只不过是形式上的不同，因为每个概念都能转换成一个或几个规律。迈尔认为这种说法即使在形式上是正确的，这种转换在进行真正的生物学研究时也是没有什么价值的，因为“规律缺乏概念所具有的灵活、启发的用途。”（［1］，p．46）
既然生物学家常把他们的概括总结为概念框架，那么，生物学的进步实际上在很大程度上只不过是这些概念或原则的发展。虽然新事实的发现也是科学进步的重要象征，但是在生物学中，概念的改进要比新事实的发现更能有效地促进我们对世界的理解。他说：“新概念和概念的多少带有根本性质的变化，和事实及对事实的发现比较起来，常常具有同等的、甚至是更重要的意义”。（［1］p．26）
迈尔认为，概念的改进及新概念的提出之所以能引起生物学的进步，原因就在于这些概念可以帮助澄清从前生物学的混乱局面，引起新理论的形式和数不清的新研究。根据生物学的发展，迈尔提出了改进概念的几种方法：（1）消灭无效的理论和概念；（2）消灭不一致和矛盾；（3）从其它领域输入；（4）消灭语义混乱；（5）对立概念的折衷融合。
总之，迈尔认为，“生物科学中的进步并不是以个别的发现（不管这项发现多么重要），也不以新理论的提出为特征，而是以新概念的逐渐的、但是决定性的发展和那些从前占统治地位的概念的抛弃为特征”。（［1］，p．880）
4、远因的研究与近因的研究同样重要
在谈到生物学与其它科学的关系时，迈尔主张应适当强调科学的多元性，认为物理主义的统一观是错误的，生物学本身是一门自主的科学。同样，在谈到生物科学本身的特点时迈尔认为，生物学本身也不是均一的、统一的学科，而是一门非均一的、多样性的学科。因为生物学研究可划分为近因的研究和远因的或进化的原因的研究，前者是功能生物学的课题，后者是进化生物学的课题。（［1］，p．73）
迈尔认为，功能生物学关心的是从分子到器官到整个个体的结构元素的活动和相互作用。功能生物学家们反复要问的问题是“怎么样？”某种结构的成分如何运行？如何行使其功能？功能生物学家试图孤立所研究的特殊对象，在具体研究中针对的是单一个体、单一器官、单个细胞或细胞中的某个部分。他们试图消除或控制所有的变异因子，在恒定或变化的条件下重复实验，直到确信并清楚研究对象的功能为止。功能生物学家基本上与物理学家和化学家一样，主要手段是实验。实际上由于把所研究的现象从错综复杂的机体中充分地孤立出来，就可以满足纯理论实验的理想。虽然这种方法有一些局限，但功能生物学家为了达到其特殊目的而采用的简化手段是完全必要的。
进化生物学所关心的问题和应用的方法有所不同。进化生物学的基本问题是“为什么？”这里的“为什么？”指的是历史上“怎么来的？”每个机体，不管是个体还是物种，都是漫长历史的产物。这个历史可以追溯到二十亿年以上。离开了历史背景就很难充分了解机体的结构和功能。进化生物学家的首要任务就是探寻现有机体的特征特别是适应的原因。他注意到有机体的繁复多样，他要知道形成这种繁复多样的理由，以及形成这种状态的途径。
很显然，功能生物学和进化生物学研究的因果关系是不同的。功能生物学家关心的是“近因”，而进化生物学关心的是“远因”或“进化的原因”。近因关系到有机体及各个部分的功能和发展，而远因、进化的原因或历史的原因试图说明为什么有机体就是那个样子。有机体之所以具有近期的和远期的这两种不同的原因，是因为有机体有遗传程序。近因所要涉及的就是去解码一个个体的遗传程序，远因所涉及的是在时间进程中遗传程序的改变以及这些改变的原因。
迈尔认为，物理科学中只有近因的研究，因为：“为什么”的问题在“为了什么”的意义下对于无生命的客体是没有意义的。与此相反，在生命世界中，“为了什么”的问题具有很大的方法论价值。所以，迈尔认为，生物过程的意义可以通过两种方式提出问题：首先问产生生物过程的生物结构的功能，其次也可以问造成生物过程的起源和进步的原因。这样，进化生物学家要想分析进化的原因，就必须经常提出为什么的问题。
迈尔指出，所有的生物过程都具有近因和进化的原因。在生物学的历史中，许多混乱都是因为作者单单注意近因或者单单注意远因所造成的。事实上，在迈尔看来，物理主义者的错误就在于只看到了生物学中近因的研究，而没有看到远因的研究，所以才把生物学与物理学等同。迈尔认为，新哲学应该把两者统一起来，应该看到，进化原因的研究和近因的研究一样是生物学的合法部分；在生物学中，“除非近期的和进化的原因两者都得到阐明，否则就不能完满地解决生物学问题。”（［1］，p．79）
5、新生物学哲学：与后现代主义合流
当然，迈尔还论及生物学的其它一些哲学问题，比如物种的本质问题，自然选择的目标问题等，但其哲学的基本原则就是我们上面所论及的那些，用迈尔自己的概括即是：
（1）只有物理的和化学的理论不能保证完全理解有机体；
（2）应该充分考虑有机体的历史性质，特别是考虑它们具有从历史上获得的遗传程序；
（3）在从细胞起的绝大多数阶层系统水平上，个体是特异的，个体形成了以变异为主要特征的群体；
（4）有两种生物学：提出近因问题的功能生物学和提出终极原因问题的进化生物学；
（5）概念的建立、成熟、修正和（间或是）概念的摈弃支配了生物学的历史；
（6）生命系统复杂模式是按照阶层系统组织起来的，新事物的产生是阶层等级系统的较高等级的特征；
（7）在生物学中，观察和比较是与实验完全一样的科学的和富有启发性的方法；
（8）坚持生物学的自主并不意味赞成活力论、直生论或者其他和化学或物理定律相冲突的理论。
可以看出，迈尔新哲学实际上就是强调生物学自主性的哲学。从本世纪50年代以后，科学哲学从实证主义走向后实证主义和反实证主义，其中一些人从科学史的角度出发反对实证主义，另一些人则从具体自然科学的哲学总结中反对实证主义，迈尔就属于后者。迈尔的新生物学哲学很显然也和后现代主义哲学思潮在一些观点上是一致的（比如反对本质主义，强调个体的独特性和重要性等）。
参考文献
［1］迈尔，《生物学思想的发展》，刘jùn＠①jùn＠①等译，湖南教育出版社，1990年版。
生物科学成就篇5
1物理教师要提高自身文化素质
在新课程改革的大背景下，当代教师一定要注重自身学习以及接受能力的提高.教师不能再只关注课本上的知识，传统的教学中，一般通过课堂灌输，教学手段、教学方式和教学内容一成不变，致使形成了教师教学的传统惯性，教师教，学生记与学，这就导致学生学习物理强烈的被动性.物理学本身渗透于生活中，与数学，生物，化学，语文等学科都有紧密的联系.比如《行星的运动》一节的学习，物理学家开普勒通过代数的方法总结行星运动的三大定律，高三物理涉及的放射性同位素追踪原理应用到基因诊断中检测疾病的Dna探针技术，化学中氧化还原反应的本质就是电子发生转移，语文学科中，古诗词当中蕴含很多物理现象，比如李白的《早发白帝城》中描写轻舟穿过重山时，就涉及了参考系，相对运动的知识.将学科间知识联系并运用能提高学生学习的兴趣，引发学生深入思考现象的本质.这就需要教师们，具备广博的知识，熟悉学科知识，以引发并满足学生的好奇心和求知欲.并且物理教师自身专业性知识一定要准确，扎实，牢靠，才能得到学生的信任.
教师自身文化素质提高的同时，也要不断锻炼自己的接受能力，科技发展迅速，知识不断更新，教师要能及时学习不断向学生传递新信息，及时关注科研动态，科研成果，激发学生的学习热情以及学习动力.
2教师要培养自身的科研精神
一名优秀的教师不能光讲授，解说课程，而是要启发学生主动探究，深入理解知识点.教师要做到很好的启发学生，自身就要钻研知识点，备课过程中，对知识点要不断从学生当时所具备的知识储备给自己的教学设计环节，教学过程多提质疑，思维一丝不苟，力求教学过程设计逻辑性强，学生从感性上、理性上逐渐接受.让学生在学习以及探究过程中，潜移默化地感受到老师的逻辑思维，并逐渐让自己也具备这些素质.教师要多读文献，可以学习大学物理使自己的知识认知深度站在一个高度上，更要了解物理学史，这样在教学过程中，就会使自己的教学丰富，有趣，对课堂的把握游刃有余.
3恰当地引入前沿科学
设计课堂时，教师要找寻难度适中的课堂切入点，找寻身边的科学现象和科学成就引入课堂.介绍前沿科学时，要注意引入科学的思维方式，并让学生了解更多的科技手段.比如，北京的教师在进行高中物理选修3-1回旋加速器的教学时，可以引入中科院北京高能物理研究所从卫星云图中就可以看出是由长202米的直线加速器，周长240米的圆型加速器等部件构成.并介绍北京正负电子对撞机投入运行，为中国粒子物理和同步辐射应用提供基本研究实验手段和条件，成为跨部门、跨学科共同享用的实验研究基地，使中国高能物理研究进入了世界前沿等信息.让学生们感知身边的科学前沿，对科技产生兴趣，对身边所处的环境产生兴奋感，促使学生平时逐渐养成主动观察身边的现象的习惯.
在对知识点的教学时，教师可以在介绍与本堂课知识点相关的前沿物理的同时，教师要创新性引导学生制作简易的模拟实验，来让学生再现科研过程，探究过程.这样，学生既提高了动手能力和科研能力，又对所学知识点理解深刻，不仅知道物理概念是什么，而且知道为什么，怎么用，用在哪.这样，整个教学过程，学生不仅知识点掌握，而且锻炼了思维，逐渐形成物理思维，将知识学“活”.
生物科学成就篇6
一、利用生物科学史资源，引导学生形成正确的思想
生物科学史向我们揭示了科学家思考和解决生物学问题的思想历程。科学家思想的形成在当时的社会，不仅受到文化背景的制约，还受到当时科学技术水平的制约，对于科学家来说，生物学知识的产生，都需要首先从思想上有所突破。如果思想不科学，就会导致人们对事物产生错误的认识。反过来，通过对事物的科学探究，获得对事物的正确认识，又会改变人们的思想，使人们对事物的认识产生质的飞跃。例如，物种是演变的思想的确立，就是对物种是不变的思想的突破；人类对生命个体发育的探究历程，体现了思想方法上的突破。因此，生物科学史向我们展示了科学家所处的时代背景，记录着科学家们的思想以及思想转变的历程，对学生形成正确的思想具有积极的教育意义。
二、利用生物科学史资源，帮助学生建构知识结构
学生学习了生物科学史，既能从整体上了解各个分支学科是在解决什么问题的过程中发展起来的，又能了解各个分支学科之间的联系，从而建立知识点之间的联系，建构完整的知识结构。例如，遗传学的建立和发展，经历了细胞遗传学、群体遗传学、微生物遗传学和分子遗传学等阶段。在其发展过程中，如果孟德尔没有运用数学知识对数据进行统计分析，就不能揭示遗传规律；如果没有细胞学的发展，萨顿和鲍维里就不能推测到遗传因子与染色体之间的联系。在科学家解决遗传的规律是什么、遗传物质是什么、遗传物质具有什么结构、遗传物质如何复制和如何控制多肽链的生成等一系列问题的过程中，遗传学逐渐发展起来。如果教师能引导学生循着这样的线索展开学习去了解这一系列问题的解决过程，那么，这一部分的知识结构学生就可顺利地建构起来，还可能联想到新的问题。
三、利用生物科学史资源，培养学生的批判性思维
学生通过生物科学史的学习，可以了解到生物科学是在自我更正的过程中积累和进步的；还可以了解到生物科学知识是科学家在不断对前人的结论进行质疑、求证的基础上，再进行自我更正的过程中积累起来的。例如，达尔文建立了以自然选择为核心的进化论，人们在承认生物进化论的同时，却不愿意接受达尔文对进化原因进行臆想的方法，不满意达尔文对进化机制的解释。德弗里斯将实验方法引入进化论的研究中，提出了“突变学说”，以此来解释达尔文的自然选择。在20世纪的头10年，这一学说得到生物学界的广泛接受。然而，1910年，果蝇遗传学的。发展表明，果蝇群体中不断发生着突变，却没有产生物种的变化1912年～1915年细胞学的精确研究，沉重地打击了德弗里斯的学说，揭示了他所认为的大规模突变产生的性状实际上是已有性状的复杂重组。细胞遗传学，尤其是群体遗传学的建立，才阐明了自然选择的机制。学生在了解了进化论的发展后，可以得到科学知识是在不断质疑、求证与更正的过程中积累的这一结论，这对培养学生的批判性思维大有帮助。
四、利用生物科学史资源，培养学生的探究能力
生物科学史就是科学家探究生物学知识的科学过程史。生物科学每一个知识点的产生过程，就是一个科学探究的过程，如发现问题、提出问题、作出假设、逻辑推理、检验假设、分析结论、交流评价等，是对学生进行科学方法训练的良好素材。学习生物科学史有助于学生了解每个知识点的来龙去脉，而且可以从其中的一些典型事件中学习到科学家的科学探究方法。例如《标准》中列举的生长素的发现史，教师可利用现代化教学手段，引导学生深刻领会科学家的思维方式，探索生长素基本理论的形成过程。这样不仅可促进学生深刻领会生长素理论的论点，还能使学生在亲身体验科学探索的过程中接受科学方法的训练，形成一定的探究能力。
五、利用生物科学史资源，培养学生的合作能力
在课程改革的过程中，合作学习是一种重要的学习方式。学生通过高中生物科学史的学习，能够明白在探究知识的过程中，科学家之间往往是通过合作取得成功的。例如：Dna双螺旋结构模型的建立过程，汇集了许多不同学科背景科学家的智慧，特别是沃森和克里克两人的合作，为解决问题提供了不同的思路。他们在解决问题的过程中相互启发，相互补充，相互促进，同时共享了研究成果。学生还可以在生物科学史的学习中，明白必须重视每一学科的学习，而不能有偏科现象。只有这样，才能为终身学习奠定良好的基础。
六、利用生物科学史资源，培养学生的科学素养
生物科学史呈现了科学家的科学态度、科学精神和科学世界观。生物科学史中记载着科学家的生平事迹，从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观，把它们渗透到生物教学中，对培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义。例如，人教版高中生物课标教材中，必修模块1《分子与细胞》中选取了“细胞学说的建立过程”“探索生物大分子的奥秘――与邹鲁院士一席谈”“细胞世界探微三例”“对生物结构的探索历程”“关于酶本质的探索”“光合作用的探究历程”等方面的历史。学生置身于科学史的氛围中进行领悟和体会，可获取丰富而有趣的知识营养，体验严密的逻辑思维过程和解决问题的思想方法，并在厚重的历史感中体会前人的智慧，从而提升自身的生物科学素养。
生物科学成就篇7
事实上对人类而言，酵母不仅关乎美味食物，它还是性命攸关的一样东西。我们应该对这种简单的有机生命抱有感激之情。
减轻痛苦
阿片类药物又称类鸦片药物，利用罂粟提取物而制成，可以有效缓解疼痛，但同时这类药物还可以被当做致幻剂，使人产生幻觉和，这就造成了阿片类药物的泛滥并致人死亡。在美国，1999年至今，因阿片类处方药物（如羟考酮、美沙酮药物）而死亡的案例已经翻了两番。
这种情况令人担忧。不过，科学家发现，酵母似乎可以替代阿片类药物，这为人类解决止痛药的两难困境提供了解决方案。2015年，美国斯坦福大学科学家使用转基因酵母菌，把葡萄糖转化成了一种流行的阿片类药物。以此为基础，科学家从植物、细菌甚至老鼠身上提取了23种基因，然后将它们拼接组合成三种转基因酵母菌。这三种酵母菌分工协作相互配合，好像流水线生产一样，共进行了15种化学反应，就把葡萄糖转化为一种止痛的药物成分。换句话说，酵母菌“发酵”出了阿片类药物。
基于这样的实验，理论上只要不断探索转基因技术，科学家就可以“设计”出更完美的酵母，使其发酵出理想的止痛药物，既能缓解疼痛，又不会上瘾；科学家也可以把所有的关键基因都融入一类菌种，这样它就能单独进行所有的发酵反应。
不过，科学家还需提高这种酵母菌的发酵效率，使其能发酵出更多的止痛药物，因为目前的情况是，16656升转基因酵母生产的止痛药才只有单剂量大小。
细胞工作流程图
2016年9月，加拿大多伦多大学的科学家发表了一份最全面的细胞基因网络图。这使人们对细胞的基本组成部分和功能构造又增进了许多了解，尤其是酵母在其中的巨大作用。
酵母共有约6000个基因，大多数都能在人体内找到。科学家便以酵母基因为着眼点，开始绘制人类基因功能图谱。结果发现，酵母的作用非常重要，它在各个细胞中的功能，就好比一家大公司的不同部门一样，协调配合从而供给细胞营养。也因此，科学家得以绘制出细胞工作的流程图。流程图显示，在酵母的参与下，细胞的工作层次分明，等级清晰。
在绘制细胞工作流程图的过程中，科学家还发现，对于癌症、遗传病等顽疾，可以利用“合成致死”作用来实现治病的功效。由于基因突变等因素，基因会发生某种缺陷。当出现一种基因缺陷时，细胞不会死亡，但是当两种或更多基因缺陷同时出现时，细胞就会死亡，这叫做“合成致死”。
出现一种基因缺陷，细胞虽不会死，但却导致病变，这也是很多顽疾的成因。科学家试图研制一种药物，使其与病变细胞已有的缺陷基因相匹配。当药物进入人体细胞，就相当于细胞内出现了两种基因缺陷，这就会导致合成致死，从而杀死细胞，达到治病效果。这是一种间接但有效的治疗方式。
未来，一旦科学家绘制出人类20000个基因相互作用的图谱，就会大大有利于治疗顽疾固症。届时，参考这个图谱，医生就可以把引起病变的变异细胞、缺陷基因作为目标，给予精确打击和治疗，同时还能保留其他的健康细胞。这些美好的蓝图，都是从酵母研究开始的。
细胞自噬机制
2016年，日本科学家大隅良典获得了诺贝尔医学和生理学奖，主要就是奖励他在细胞自噬机制方面的研究发现。细胞的自噬机制，就是细胞对代谢物质怎样分解、回收、再利用的过程，这相当于细胞进行自我打扫和清理。如果没有这个机制，细胞里会积累很多废物，并导致许多疾病。
早在20年前，大隅良典已经开始研究人类细胞的自噬机制，最后他终于发现了驱动细胞自噬机制的关键基因就在酵母里面。这一发现也帮助其他科学家发现了哺乳动物体内具有类似功能的基因。今天，科学家在动物身上实验，将这些基因从细胞中移除，测试它们的功能，结果显示自噬机制在癌症和神经系统疾病中也发挥着重要作用。
新设计的酵母
2014年，科学家成功合成了一段酵母染色体。酵母染色体共有16条，虽然只合成了3条，但也是伟大的成就。因为真核（细胞核被核膜包裹）生物的染色体非常复杂，这是人类第一次合成完整的真核细胞染色体，之前科学家只合成过细菌（无核膜包裹）的染色体。
这次合成酵母染色体，科学家是从零开始“设计”的，既没有从其他细胞组织提取粘接，也没有截取限制某些基因。这种合成方法，可以使科学家更精确地了解其功能。当成功合成第一条染色体后，科学家就展示了酵母的工作机制。然后通过调整染色体的设计，科学家就能控制酵母菌的生长速度。
经过不断改进，随着合成技术的提升，这种新o计的酵母菌将会更加出色，合成药物（如止痛药）的效率将得到提升，也能发酵生产出口味更醇香的啤酒，或许是我们从未喝过的呢。
现在，科学家正致力于设计并合成酵母所有的16条染色体。
养活世界
现在为了养活地球上日益增多的人口，也为了缓解全球变暖的压力，科学家希望深入了解植物生长最微小的细节，从而最大限度地提高粮食产量，改善植物对气候的调节作用。
全球生态系统的重要一环就是植物，而在植物的生长过程中，酵母发挥着关键作用。2015年，科学家从豆科农作物的土壤中提取出538种酵母菌，检测后发现这些菌株中的大部分都能抑制病原真菌的生长。还有科学家发现，如果在土壤里添加酵母菌株，能改善植物的营养状况，并且在早期生长阶段，能提升植物的生长活力。科学家正在研究新方法，用酵母来合成生物肥料，这将有明显的成本效益。
生物科学成就篇8
【关键词】生物教学科学素质科学品质科学态度科学精神
在生物教学中，培养学生的科学素质，除了让学生掌握一定的生物学知识外，还应具有良好的科学品质、科学态度、科学精神、正确的科学观和一定的科学能力。
学生要具备一定的科学素质，首先要学习和掌握一定的生物学知识，这是基础，不懂得自身结构和生理，就不可能有效地提高学习和工作效率，也不可能养成良好的卫生习惯，更不可能成为好的医务工作者；没有遗传和变异的基础知识，何谈优生优育、农作物的高产和优产；没有植物、动物学方面的基础知识，怎能理解保护生态平衡的意义。因此教师在教学中要充分调动学生学习的积极性和主动性，利用挂图、实物、模型等直观教具提高学生学习生物学的兴趣，并紧密地和日常生活相结合。如在讲皮肤结构时，引出如何才能使皮肤进行正常地生理功能，有效防止疾病的发生。通过学习使学生明确认识皮肤卫生的重要性，养成良好的卫生习惯。学生只有掌握了必要的生物学知识，对提高自身的科学素质就会奠定良好的基础。
其次，良好科学素质的形成，还要注意培养学生良好的科学品质、科学态度和科学精神。在教学中教师可以引入一些对人类有卓越贡献的伟大科学家勤奋求实的故事，使学生懂得要想做到事业有成就，必须有顽强刻苦的精神和惊人的毅力。教师应在教学中使学生成为教学的主体，多给学生提供参与的机会和实践的机会，培养学生的创新精神和独立解决问题的能力。生物学本身就是一门实验学科，各种生命现象和生命活动规律，主要是通过观察、实验来获得的。如，叶的结构，通过学生动手、观察、分析得出只有气孔能向外散失水分，*近叶上表皮的栅栏组织含叶绿体数目多，排列整齐，因此绿色要深一些。使学生明确，必须用科学的方法、实事求是的作风去认真对诗学习，对待每一件事。
生物科学成就篇9
关键词诺贝尔奖高中生物学教学酶学衔接
中图分类号G633.91文献标志码B
2016年全国高考生物考试大纲在“能力要求”方面强调“关注对科学、技术和社会发展有重大影响的、与生命科学相关的突出成就及热点问题”。诺贝尔奖代表着基础科学研究的最高水平，标志了当代科学研究的发展方向。在近现代，生命科学领域发展迅速，不少成果获得了诺贝尔奖。诺贝尔奖作为全人类的宝贵财富，对学生具有极大的感召力，将与高中生物学有关的诺贝尔奖与教材中相关知识点结合，尽可能地把它融入到生物学教学中，不仅是激发学生学习兴趣、激发探究欲望的良好素材，同时科学家们不断发现、尝试、重新开始的探究历程也是培养学生直面挫折、不断进取的典范。
酶是细胞代谢的重要参与者，也是高中生物学中很关键的内容。表1为酶学中的诺贝尔奖及其与高中生物学内容（人教版）的关联。
这只是有关“酶”的内容产生过的诺贝尔奖与高中生物学内容关联的一些列举，除此之外在光合作用的发现、细胞结构、细胞膜结构等方面还有很多诺贝尔奖项与高中生物密切相关。那么如何将这些应用到高中生物学教学中，让它服务于高中生物教学呢？
1作为素材，引入新课
诺贝尔奖及其成就在生命科学史上具有重大意义，教师以其为素材导入新课，让学生意识到高中生物学虽然与生活密切联系，但也并非与前沿科学遥不可及，高中生物很多时候是生命科学前沿的简化版或缩影。教师适时地引用诺贝尔奖及其成就，能激发学生学习的兴趣、激情，让学生将被动的学习转化为主动的探索，可以起到很好的教学效果。例如在w习“基因工程”时，教师可以围绕诺贝尔奖“限制性内切酶的发现”展开：1978年，瑞士微生物学家阿尔伯、美国微生物学家内森斯、美国微生物学家史密斯因发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用而获得当年的诺贝尔生理学和医学奖。他们的成就为Dna重组技术的产生拉开了序幕，使人类可以按照人的意愿定向改变生物体的遗传信息，使改变生物体性状成为可能。那么什么是限制性核酸内切酶？它有什么特性？它在基因工程中扮演什么角色？这样展开基因工程的学习，充分地调动学生的好奇心理和求知欲望，让学生带着问题进行学习。
2作为案例，引导思考与探究
诺贝尔奖及其成就的产生必然伴随多个经典的实验设计。剖析经典实验、重温科学家的思维历程，对学生科学思维的形成以及创新力的培养十分必要和关键。例如在“酶本质的探究”的学习中，巴斯德与李比希对糖类变成酒精有不同看法，毕希纳通过设计实验证明了糖类变成酒精可以在无细胞条件下进行，并获得诺贝尔奖，那么他如何设计的实验？教师可以引导学生思考。然后再引导学生分析：萨姆纳通过合理选材、精巧的实验提取出了酶并且证明酶是蛋白质，也获得诺贝尔奖，如何提取的酶，采用什么办法去证明的？另外，教师还要使学生知道：至此科学发展没有止步，奥特曼和切赫在对烟草花叶病毒的研究中发现某些Rna也具有生物催化功能。然后，综合以上认识，教师引导学生给“酶”下定义，自己构建对酶的认识。
3作为素材，进行情感态度与价值观教育
诺贝尔奖固然是科学界的桂冠，诺贝尔奖的获得可能是很多科学家的毕生梦想和动力，但是更多的科学家在各自领域默默无闻，为科学的发展贡献自己的微薄之力。不能因为没有拿诺贝尔奖就否定他们以及他们的成就。在教导学生的过程中，教师也一定要把握尺度，不能让学生认为科学家的目标就是诺贝尔奖。教师在课堂中应用诺贝尔奖及其成就，应该更多展现科学发展的艰辛与曲折、科学家的坚持不懈、刻苦钻研，让学生明白科学发现没有不劳而获，唯有努力才有机会。例如在酶本质的探究中，先后有很多的科学家在不断的批判与继承中才形成了目前比较公认的酶的定义“活细胞产生的具有生物催化功能的有机物，大多数是蛋白质，一部分为Rna”，这个定义将来再次被打破，也不无可能。同时，教师让学生知道：科学发现如此，学习、人生亦如此，没有一帆风顺，只有不断进取，才能不断更新自己的认识，不断适应变化着的世界。
4作为课本内容的拓展延伸
高中生物学学习应当注重学生信息提取能力、归纳整理能力的培养，传统的家庭作业（即做练习题）很难达到这些目标。要达到此目标就要打破原来家庭作业的模式，开发新型的家庭作业成为必然，教师以诺贝尔奖及其成就为题材，设计系列问题引导学生去探索、总结，能够有效地提高学生信息提取能力和归纳整理能力，有利于学生构建自己的生物学知识体系，同时也有助于培养学生探究性学习的兴趣和理论联系实际的能力。例如教师可以以“发现端粒和端粒酶保护染色体的机理”这项诺贝尔奖项为题材，设计系列问题：什么是端粒？端粒具有怎样的结构特点？端粒与细胞分裂有什么关系？端粒酶的作用是什么？癌细胞能够无限增殖是否与端粒酶有关？端粒及端粒酶的研究是否可能会影响到人的寿命？……以此为家庭作业，学生要做完作业，必须查询一定的资料，并且需要自己思考、分析和整理，形成自己的智慧，同时也引导学生思索生命的奥秘，为学生将来从事生物学研究等打下基石。
5为教师编写试题提供题材
从网上下载已有试题进行组合是很多学校很多教师出考试试卷的常用方法。其弊端就是试题没有创新点，久而久之就会偏离学生实际、偏离教材、偏离考纲。如何结合学校学生实际、引入生命科学热点问题自己编写试题，应该是引起一线教师重视的问题。诺贝尔奖及其成果是教师编写试题的很好的题材，2015年高考理综（新课程Ⅱ卷）第二题就出现关于端粒酶的考题，以中国女科学家屠呦呦所获诺贝尔生理医学奖为背景的题目更多，例如2016年天津卷第六题和2016年上海卷第六题。
生物科学成就篇10
我校地处荆楚大地屈家岭古文化遗址腹地，在江汉平原与大洪山脉余脉交会处，有着极其广泛的农村生活资源，学生的衣食住行带有典型的荆楚农村习性。自然资源丰富，涵盖了小学鄂教版科学教材中提供的绝大多数的教学内容。生命世界、田园树林、山川湖泊、花鸟虫草，生物世界丰富多彩。学生从小生活接触这些资源，熟悉这些资源。因些，教师在科学课程的教学设计、教学过程中要充分利用学生的生活资源，让学生在学习科学课程的过程中，理解科学就在身边，知道科学课程的学习就是解决生活中的许多现象和事物的本质。在学习中感受到科学是那么亲近，那么有作用，从而产生对科学课程学习的兴趣。
在教学中如何让科学教学内容具体的走近学生的生活呢，试从以下两点来进行举例阐述。
一是注重整合教材，在教学设计中突显生活影像。科学课程与其他学科有着许多不同之处。它属于地方性教材，我们使用的是鄂教版，编排中很多内容更注重了以湖北地区为代表的各种生物的生活特性。我区正处在湖北中部，教材中几乎所有的生物都可以在我区找到，这就为我们教师在教学的设计上提供了广泛的生活资源，奠定了牢固的生活知识基础。可以大量引进生活中的生物特性资源，为教学服务，为学生的学习服务。如：在五年级的教材中的蛙和蟾蜍、龟和鳖、各种蘑菇等，六年级的科学教材中的卵石的形成、一天中的动植物等都是学生十分熟悉的生物个体。作为有创新精神的教师，不仅要用好教材提供的资源，更要注重整合教材以外，学生更了解更熟知的资源。要用好教材，更要用活教材，让教材活起来，让教学活起来，让学生的学习活起来。例如在教学蘑菇这一课时，我就把当地常见的蘑菇提前进行采集和收集，同时请部分学生带来自家食用的蘑菇。这些蘑菇学生都见过，有的学生家里种植过，有的学生家里食用过。大多数的学生很快说出蘑菇的名称和简单的生长环境和特性。再如：教学《形形的动物》一课时，由于书中提到的动物个体都是动物园中的一些动物，对于我区学生来说几乎没见过，如虎、大象、驼鸟等，这些动物的生活特性只能通过查阅信息获取。而我区却有着大量的家养动物和野生自然动物，于是要求学生观察本地某些动物的生活特性，开展实践交流活动。这样的教学就将学生的科学学习置于广阔的生活背景之中，帮助他们扩展了对身边自然事物、科学现象的体验，并丰富了他们的学习资源。