科學思維的含義
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科學思維的含義范文第1篇
關鍵詞：教育；意識；教育技術
一、教育的本質
裴斯泰洛奇提倡自然的教育，他認為教育目的在于培養完美無缺之人[1]。斯賓塞的教育觀是“為完滿生活做準備”[2]。雅斯貝爾斯認為教育即交往，“我只有在與別人的交往中才能存在著。”[3]這些理解都有道理，但并未完全解答教育的本質。國內亦有諸多理解。比如教育的“生產說”“培養說”“個體社會化說”“交往說”“自我建構說”“生命說”“指導學習說”“自由說”“存在方式說”“文化傳承說”“教育就是教育說”等[4]。這些理解從政治、社會、經濟、文化等各個角度出發對教育進行闡釋，僅僅描述了教育的某個側面，并未揭示教育的本質。要揭示教育的本質，首先要看到教育是一種人類實踐活動。人類實踐活動多種多樣，比如科研、工業、商業等等。教育僅是其中一種而已。只是若無教育這種實踐活動，人類自身再生產將被停止掉，社會本身就喪失了生產與發展的動力與目標，最后會導致人類衰落和社會倒退。要揭示教育的本質，還要看到其關涉人之生成。人需要在特定社會文化環境中生成。教育實踐的根本特征在于其要為個體的自我建構和成長提供相應的外部文化環境。這個外部文化環境能夠使得個體能夠朝著特定方向成長與發展。這就是教育實踐與其他社會實踐的區別。此種教育實踐是獨立于社會生活的教育實踐，有著教育自身所獨具的方式，比如學校教育、職業教育等。需要追問的是，個體的自我建構和成長究竟指什么？人具有主體性，這決定了其自我建構和成長都是自主的和自由的。馬斯洛和馬克思的觀點都表明，個體的自我建構和成長的核心是意識目標的實現。意識實現其目標之后，結果反饋于意識自身，會使得意識處于一種新的狀態和水平。這就是意識生長，它是教育學最根本之原理。促進人的意識的生長才是教育的本質所在。為意識生長提供相應的外部文化環境是教育之根本特征。“教育的本質是促進人的意識的生長”這一判斷或命題能夠從已有學者的觀點中得到印證。杜威說，教育即生長。其觀點是對的，但沒說透，因為教育是意識的生長。雅思貝爾斯說，教育即交往。其實教育不僅是客觀的人際交往，更深層的是人的意識的相互作用。“個體社會化說”“培養說”“自我建構說”“文化傳承說”等等對于教育的理解都能夠從某一側面或角度印證筆者關于教育的本質的判斷。既然教育的本質是促進人的意識的生長，那么需要追問的是，人的意識的生長之內涵是什么？
二、意識生長的內涵
阿倫特將精神生活分為“思維、意志、判斷”。思維指一種心智活動。其反面是“無思”。可將思維理解為思考。意志代表著人的一種精神能力，在這種能力中“意愿”與“不意愿”同時發生，象征著人的自由。判斷指的是意識的反思能力。筆者認為，思維、意志、判斷構成了意識的三種功能，或曰意識功能的三個維度。按照阿倫特的理解，思維、意志、判斷三者之間的關系可以用下圖來表示。從圖中能夠看出思維、意志、判斷三者之間是相輔相成的關系。意識指向外部世界。它可被劃分為客觀世界、倫理世界、審美世界。此劃分對應著哲學所談及的人類所追求的真、善、美。如此，我們就得到了意識內容的三個維度。將客觀世界作為意識的內容，可以得到三種意識活動，即科學思維、科學意志、科學判斷。科學思維有兩層含義。第一層含義是從靜態來理解的，科學思維指的是科學認識活動過程中的思維。科學思維的目標是指向科學研究領域中的客體及其關系[5]。第二層含義是從動態來理解的。科學思維是指對客觀世界的思考和認識。此種思考和認識的過程顯然是一種意識活動。從意向性來說，科學意志體現著意識對科學的追求。我們能從許多科學家身上看到科學意志。比如諾貝爾為了研制炸藥而冒著生命危險做了上百次實驗，艾迪生為了發明電燈而不懈探索地做了上千次實驗，居里夫人為了研究放射性物質而身患癌癥。科學判斷是對科學的反思。科學反思，就是對科學發生發展的歷程、科學活動所帶來的成就與危害、科學研究自身的邏輯等進行思考。科學反思與科學思維不同。如果客觀世界是A，那么科學思維是思考A；如果科學思維是B，那么科學反思是思考B及B的結果。科學反思決定著科學意志的走向。將倫理世界作為意識的內容，可以得到三種意識活動，即倫理思維、倫理意志、倫理判斷。倫理思維有兩層含義。第一層是從靜態來理解。這是指倫理思維方式。簡言之，它是對倫理現象進行分析時所采用的思考方式。它需要一定的倫理學知識做支撐。第二層含義是從動態來理解的。倫理思維是指一種心智活動，此種心智活動表現為對倫理世界進行思考。倫理意志是對倫理的欲求。它體現著倫理精神。關于倫理意志，胡塞爾提出了意志真理。這指將倫理意志作為表征生命的整體意志。意志真理追求的是可能最好的生活，它是最高善的實現方式[6]。倫理判斷是對倫理的反思。倫理反思不僅僅是對倫理思維及其結果，也對倫理意志及其結果進行反思。可以說，一切跟倫理相關的，都能夠成為倫理反思的對象。甚至倫理反思本身及其結果也是倫理反思的對象。從這個角度說，判斷是意識三種功能中最高位的，可以稱之為意識元能力。倫理反思作為一種意識活動，其學術結果是元倫理學。將審美世界作為意識的內容，可以得到三種意識活動，即審美思維、審美意志、審美判斷。審美思維有兩層含義。第一層含義從靜態來理解。這指審美思維方式。簡言之，它是對美進行考察時所采用的思考方式。第二層含義是從動態來理解的，審美思維指的是審美這樣一種意識活動，或曰對美或藝術的思考。審美意志表現為追求審美精神。或者說，審美意志是對審美的欲求。它是意識對審美的傾向性。對藝術家而言，它是其“靈魂”。人們的審美意志不同，表現為對美之追求各異。審美判斷也稱鑒賞力判斷。我們將其理解為審美反思。它不僅僅是對審美思維及其結果，也對審美意志及其結果進行反思。可以說，一切跟審美相關的，都能夠成為審美反思的對象，甚至審美反思本身及其結果也能成為倫理反思的對象。以上九種意識活動整體表征著意識的內涵。理解了意識的內涵，就能來討論意識生長之內涵。從意識功能與意識內容的3x3模型出發，可以將意識生長的內涵理解為兩層含義。第一層含義，意識生長是指意識的三種功能在能力向度上的增長，即思維、意志和判斷能力的增長。第二層含義，意識生長是指意識的三種內容(客觀世界、倫理世界、審美世界)的不斷豐富。通過九種意識活動的開展，意識的三種功能即思維、意志和判斷以及意識的三種內容客觀世界、倫理世界、審美世界就會不斷地生長。意識生長的條件是，需要為意識的三種功能提供合適的意識內容，這個意識內容就是客觀世界、倫理世界、審美世界中存在的能夠被意識所加工的原材料。何謂合適的意識內容？這個問題可從心理學出發來解答。維果茨基的“鄰近發展區”概念可以用來判定哪些意識內容是“合適”的。皮亞杰的“發生認識論”也能夠為意識內容的選擇提供理論支撐。認知心理學的一些研究成果也可以被用來做選擇“合適”的意識材料的依據。厘清意識生長的內涵有助于深化對教育本質的理解。教育的本質在于促進人的意識的生長。從意識生長的內涵來看，這意味著教育的本質就是在于促進人的意識在思維、意志、判斷三個層面作用于客觀世界、倫理世界、審美世界的能力之生長。此種對教育本質的理解符合哲學論的意識本質觀。人的意識的生長不是自然而然的，而是需要在特定社會文化環境中生長。既然如此，教育實踐就應為個體的意識的生長提供相應的外部文化環境。這樣一個外部文化環境能夠使得個體的意識能夠朝著特定方向生長。人的意識是生成的，具有主體性，這決定了教育不能直接干預人的意識的生長，只能通過間接的方式來影響人的意識的生長。這種間接的影響方式表現在教育為學習者提供合適的外部文化環境。意識生長所需要的外部文化環境該如何被提供？這是教育實踐的核心問題，與教育技術學息息相關。
科學思維的含義范文第2篇
【關鍵詞】數學閱讀；特殊性；意義
一談及閱讀，人們聯想的往往是語文閱讀，然而，隨著社會的發展、科學技術的進步及“社會的數學化”，僅具語文閱讀能力的社會人已明顯地顯露出其能力的不足，如他們看不懂某些產品使用說明書，看不懂股市走勢圖，等等。此即表明，現代及未來社會要求人們具有的閱讀能力已不再只是語文閱讀能力，而是一種以語文閱讀能力為基礎，包括外語閱讀能力、數學閱讀能力、科技閱讀能力在內的綜合閱讀能力。因此，在只重視語文閱讀能力培養的當今學校教育中，加強學科閱讀教育研究，探索學科閱讀教學的特殊性及教育功能，認識學科閱讀能力培養的重要性，就顯得尤為重要。這里就數學閱讀的特殊性談談看法。
數學閱讀的特殊性：
數學是一種語言，“以前，人們認為數學只是自然科學的語言和工具，現在數學已成了所有科學――自然科學、社會科學、管理科學等的工具和語言”。不過，這種語言與日常語言不同，“日常語言是習俗的產物，也是社會和政治運動的產物，而數學語言則是慎重地、有意地而且經常是精心設計的”。因此，美國著名心理學家布龍菲爾德說：“數學不過是語言所能達到的最高境界”。更有前蘇聯數學教育家斯托利亞爾言：“數學教學也就是數學語言的教學”。而語言的學習是離不開閱讀的，所以，數學的學習不能離開閱讀，這便是數學閱讀之由來。
數學閱讀過程同一般閱讀過程一樣，是一個完整的心理活動過程，包含語言符號（文字、數學符號、術語、公式、圖表等）的感知和認讀、新概念的同化和順應、閱讀材料的理解和記憶等各種心理活動因素。同時，它也是一個不斷假設、證明、想象、推理的積極能動的認知過程。但由于數學語言的符號化、邏輯化及嚴謹性、抽象性等特點，數學閱讀又有不同于一般閱讀的特殊性，認識這些特殊性，對指導數學閱讀有重要意義。
首先，由于數學語言的高度抽象性，數學閱讀需要較強的邏輯思維能力。在閱讀過程中，讀者必須認讀感知閱讀材料中有關的數學術語和符號，理解每個術語和符號，并能正確依據數學原理分析它們之間的邏輯關系，最后達到對材料的本真理解，形成知識結構，這中間用到的邏輯推理思維特別多。而一般閱讀“理解和感知好像融合為一體，因為這種情況下的閱讀，主要的是運用已有的知識，把它與新的印象聯系起來，從而掌握閱讀的對象”，較少運用邏輯推理思維。
其次，數學語言的特點也在于它的精確性，每個數學概念、符號、術語都有其精確的含義，沒有含糊不清或易產生歧義的詞匯，數學中的結論錯對分明，不存在似是而非模棱兩可的斷言，當一個學生試圖閱讀、理解一段數學材料或一個概念、定理或其證明時，他必須了解其中出現的每個數學術語和每個數學符號的精確含義，不能忽視或略去任何一個不理解的詞匯。因此，瀏覽、快速閱讀等閱讀方式不太適合數學閱讀學習。
第三，數學閱讀要求認真細致。閱讀一本小說或故事書時，可以不注意細節，進行跳閱或瀏覽無趣味的段落，但數學閱讀由于數學教科書編寫的邏輯嚴謹性及數學“言必有據”的特點，要求對每個句子、每個名詞術語、每個圖表都應細致地閱讀分析，領會其內容、含義。對新出現的數學定義、定理一般不能一遍過，要反復仔細閱讀，并進行認真分析直至弄懂含義。數學閱讀常出現這種情況，認識一段數學材料中每一個字、詞或句子，卻不能理解其中的推理和數學含義，更難體會到其中的數學思想方法。數學語言形式表述與數學內容之間的這一矛盾決定了數學閱讀必須勤思多想。
科學思維的含義范文第3篇
關鍵詞：音樂教學 和聲思維 實踐
隨著高校音樂教育事業的不斷發展，單一的教學形式已經不能適應現在學生的需求。為更好地滿足學生對音樂學習的需要，教師必須對音樂和聲教學引起足夠的重視。這就需要教師和學生共同的學習和實踐，以此提高學生的積極性和主動性，幫助學生去領悟音樂的美妙，激發學生的音樂學習興趣，提升學生的綜合素質。
一、音樂和聲思維的理論基點
（一）和聲思維對音樂專業教學的意義
音樂和聲教學是音樂教學中的血肉，在和聲旋律中主要體現出兩種形式，產生一系列的鳴奏和旋之聲，要求學生盡量去體會音樂的含義，感受音樂的自然之美，對音樂中的旋律變化、音色美感以及和聲特點等進行體會，讓自己處于音樂的世界。一旦學生從音樂自身受到感染和啟發，這便是和聲在這些音樂中的重要體現，而這也就意味著學生能夠很好地對音樂進行欣賞和體會，使學生的整體素質實現新的跨越。
（二）和聲思維在音樂創新教學中的意義
在音樂教學中，和聲思維對學生音樂學習的提高具有重要作用。因此，在教學的時候，教師應該把握好作品中和聲的進行和歌曲的結構，引導學生根據作品和聲色彩的表現和作用，真正感受歌曲的旋律。例如，《茉莉花》這首歌是中國民族五聲調式，在和聲上也完全符合中國南方小調的特點，具有清新婉約的風格。演唱時，學生應跟著歌曲的情緒逐步走向緊張，然后回歸平靜，這樣的反復變化，會使歌曲優美動聽，仿佛美麗的茉莉花正在綻放。
（三）和聲思維在伴奏和欣賞教學中的意義
音樂和聲思維同時具有功能性和色彩性的意義。功能性決定了教師在音樂課堂教學應該用哪一種音樂感染力，色彩性主要就是突出音樂旋律的變化。要想全面了解歌曲的含義，我們要對和聲進行合理性的選擇，然后運用比較適合的音樂進行欣賞。另外，鑒于音樂作品風格具有多樣性的特點，我們在欣賞時應該對音樂的多樣性進行分析，如有些是深情緩慢的，有些是活潑輕快的，有些是激昂豪邁的，有些是悲憤憂傷的……引導學生欣賞這些音樂作品時，應明確作者是選用何種和聲“音層”形態來表達音樂的某種含義的，只有這樣，才能幫助他們更好地欣賞音樂作品。
二、高校音樂和聲教學尚有待改進
（一）學生不能很好地理解音樂和聲教學的含義
在音樂教學中，很多學生都不能很好地理解音樂和聲教學的含義，往往要用很多的語言來解釋和聲音樂。而在新課程教學中主要強調學生的主體地位，對學生的自主學習和積極性的要求較高。在這一形勢下，教師應多采用啟發式教學，而不是對知識的簡單灌輸，要讓學生自己去思考，開發學生的智力，增加學生的學習興趣。
（二）依然運用傳統的教學手段
很多學校的音樂教師沒能完全轉變教學理念，不能正確對待音樂的觀點，使得學生在音樂創作上沒有新意，對音樂教學的重要地位更加不能理解，嚴重影響了學生學習的積極性，對音樂教學的質量也產生了一定的影響。久而久之，學生只能反復聽音樂，對音樂的欣賞也只限于這一個方向，自然就沒有了主動性。
（三）課堂教學在很多時候失去了真實性
在音樂課堂教學中，失真現象十分嚴重。其主要表現在：有的教師常使用多媒體進行教學，設置問題較多，使音樂欣賞完全成為了教師一個人的講解，失去了音樂原有的含義;有的教師在講解的時候十分生硬，根本沒有對音樂進行欣賞，而是在詮釋音樂的整個過程，導致課堂教學中音樂欣賞嚴重失真;有的教師總是按照書本進行講解，對知識層面的了解甚少，更沒有重視學生的實際操作，難以激發學生學習的積極性和提高音樂教學效率。
三、音樂和聲思維在音樂教學中的功能效用
（一）充分利用現代教學手段激發學習興趣
近年來，高校和聲音樂作曲理論課通過優化課程設置分成了和聲學、復調音樂基礎、曲式作品分析、小樂隊配器等授課內容，授課方式多為多人分別擔任或一人任教。教學時，教師要充分利用現代化的教學手段，讓學生在短時間內提高音樂鑒賞能力，充分理解音樂的含義，這樣能夠幫助學生更好地學習音樂，激發學生對音樂的學習熱情，培養和提高學生對美的感受力以及創造美的能力。
（二）轉變音樂教育者的教學思維
音樂教學中，教育者應該將和聲思維意識貫穿于音樂教學的始終，讓學生能夠充分理解音樂學習的重要性，通過各種器官去感悟和體會和聲的美妙，提高學生對音樂學習的興趣。這就要求教師轉變以往的教學思維，勇于創新，用先進的教學方法提高學生對音樂學習的主動性，幫助學生提升綜合素質。
（三）培養學生的創新意識
音樂教師應牢固掌握音樂學基礎理論知識，適應新科技信息時代需要。在傳統的音樂教學中，很多時候都是對音樂進行反復練習，把一些錯誤的音調進行調整，相對來說比較枯燥乏味。所以在當前教學的過程中，我們必須勇于創新，大膽運用形象生動的方式進行音樂教學，與學生一起去聆聽和欣賞作品，幫助學生形成良好的審美觀。
四、結語
音樂和聲思維在教學中具有豐富的內容，教師要深刻掌握和聲教學的作用和意義，提高音樂和聲思維的理論基點和功能效用，只有這樣才能培養出更多具備高素質的音樂人才。
參考文獻：
[1]李莉.淺析音樂和聲思維的功能效用[J].長江大學藝術學院，2014（3）.
[2]張梅麗.對調式和聲的功能、色彩與力度性的再認識[J].阜陽師范學院學報：社會科學版，2008（3）.
[3]呂鋒.高師音樂專業和聲教學改革的思考[J].沈陽師范學院學報：社會科學版，1999（6）.
科學思維的含義范文第4篇
高一物理第六章第五節《人造衛星宇宙速度》重點講述了人造衛星的發射原理，推導了第一宇宙速度，介紹了三個宇宙速度的含義。本節內容是萬有引力定律在天體運動中的具體運用，是航天科學技術理論基礎。引導學生運用科學的思維方法，探究人造衛星的發射原理，進行知識的正向遷移，順利、流暢地推導第一宇宙速度，有助于培養學生的發散思維、邏輯思維，發展分析推理的能力。另外，學生通過對人造衛星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產生對航天科學的熱愛，增強民族自信心和自豪感。
學情分析：高一學生熱愛科學，學習積極性較高。我與同學們之間的關系較為和諧融洽，課堂氣氛活躍，敢于交流、討論，發表自己的觀點、看法。
通過前面的學習，學生已對曲線運動的特點、萬有引力定律已有一定的了解。在此基礎上，通過我的合理誘導，按照遷移規律科學地設計問題情境，促進學生探究，獲得新知。
學習目標：
1、理解人造衛星發射原理，會推導第一宇宙速度，了解三個宇宙速度的含義。
2、學習科學的思維方法，發展思維的獨立性，提高發散思維能力、分析推理能力和合理表達的能力。
3、在主動學習合作探究過程中，體驗和諧、流暢、民主、愉悅的學習情境，在滿懷熱望的探究中不斷獲得美的感受和成功進步。
4、迸發學習科學，熱愛科學的激情，油然產生民族自信心和自豪感。
設計理念：教學活動中，以學生為主體，我順其自然，尊重學生的身心發展和認知規律，適時誘導、點撥，促進學生知識、能力、品德三維一體的全面發展。
教學媒體設計：自制多媒體課件，插入與課文內容相關的動畫文體，創設情境，激發熱望，增強感性認識，將抽象變得具體，幫助學生認識科學的本質及內涵。并利用課件板書相關內容，增大課堂容量。
教學過程：
一、創設情境，激意
1、課件展示美麗的夜空景色，出示衛星發射的資料圖片，并配以優美樂曲。
2、教師導入（與課件播放同步）：
每個人都有著愿望或夢想。就像畫面中的小女孩，仰望美麗燦爛的蒼穹，一定浮想聯翩。也許還曾夢想著插上翅膀，飛向天空。其實，做著飛天之夢的人，從古到今，又何止萬千？我國古代的萬戶就是其中一個，他曾經將自己用47枚火箭捆綁，嘗試飛天，不幸點火后火箭爆炸，萬戶為此犧牲了。然而，一次次的失敗并沒有阻止人類進行太空探索的活動。終于，人類第一顆人造衛星于1957年10月4日從前蘇聯升空，中國也于1970年發射了第一顆人造衛星。特別是去年10月15日至16日，中國第一次實現載入航天，宇航員楊利偉乘坐“神舟五號”繞地飛行14圈，順利返回，圓了中國人盼望已久的飛天之夢，這是每一個中國人的驕傲和自豪！
3、適時設疑：那么人類是怎樣把物體發射出去，送入太空的呢？
4、出示課題：《人造衛星，宇宙速度》。
音樂聲止，學生已產生求知欲，教師設問，引領學生進入學習活動中。
二、觀察思考，合作探究
（一）誘導觀察：1、課件動畫展示在高山上以不同初速度拋出同一物體得到的四條軌跡。
2、教師設疑：觀察和比較這四條軌跡，你能發現什么？
3、師生小結：得出兩個結論，并在課件上出示：①物體由于地球引力的作用均落回地面。②物體的初速度越大，飛得越遠。
（二）積極思維，大膽猜想
1、教師設疑：從剛才的四條軌跡圖，你還能聯想到什么？
2、課件展示牛頓設想，并用動畫描繪：忽略空氣阻力的影響，當拋出物體的初速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球繞轉。
3、教師追問：牛頓設想的運動可能嗎？
4、師生小結：牛頓設想的運動是完全可能的。當拋出物體的初速度足夠大時，物體將圍繞地球做勻速圓周運動，成為一顆人造地球衛星，簡稱人造衛星。（出示標題一：人造衛星）人造衛星所需的向心力由地球的萬有引力提供。
（三）精心研究，合理推導：
1、設疑：要有足夠大的速度，才能使拋出的物體成為人造衛星，那么這個速度多大呢？
出示標題二：宇宙速度。導向第二個研究內容。
2、課件出示探究內容和已知條件：已知地球和人造衛星質量分別為M和m，衛星到地心的距離為r，求衛星繞地球做圓周運動的運相速度v。
3、設疑：解題的思路和方法是什么？
4、推導衛星運行速度公式：
5、理性分析，感性感知：學生在教師的引導下得出：衛星運行速度與軌道半徑的平方根成反比。并通過課件動畫感受軌道半徑不同，衛星運行速度的不同。
四、聯系實際，運用遷移：
1、設問：從牛頓提出設想到第一顆人造衛星上天，歷時近三百年，這是為什么？
2、展示神舟五號載人飛船發射到返回著陸的全程錄相。
五、閱讀了解，獨立思維：
1、設疑：當衛星的運行速度大于第一宇宙速度，衛星又會怎樣運動呢？
2、學生閱讀：學生通過閱讀了解，當衛星的運行速度大于第一宇宙速度的三種可能。課件展示，并由教師引導得出第二、第三宇宙速度的含義。
六、練習反饋：（略）
七、拓展延伸：將天體運動的橢圓軌道近似為圓。則所有環繞天體圍繞中心天體做圓周運動的向心力，均由中心天體的萬有引力提供。
科學思維的含義范文第5篇
關鍵詞： 高中生物模擬實驗 概念 意義 作用 教學建議
高中生物新教材實驗，無論是數量上還是質量上，都較舊教材都有了很大變化，這對培養學生的素質無疑有利的。從數量上看，由原來的24個實驗增加到26個，給學生創造了更多的動手機會，在質量上增加了模擬實驗數目7個和調查方法，更易操作。但是，如果教師對上述特點缺乏足夠的認識，這些實驗就難以發揮預期作用。下面筆者就模擬實驗的意義、作用和教學探討。
1.模擬實驗的概念
在研究工作或實驗中，由于在實驗對象上不能或不允許進行實際實驗，為了取得對研究對象的認識，可以通過模擬的方法制成研究對象的模型，然后通過模型進行實驗，模擬研究對象的實際情況，這種實驗叫模擬實驗。
由于模擬實驗簡單，以至每逢實驗時，學生都會半開玩笑地說：“我們成了幼兒園大班學生了。”可是這是知識的驗證實驗，因為人們在進行科學研究時，常常要按照一定的目的，利用儀器和設備去控制和改變自然。但是，自然界有許多現象，人們很難直接控制和改變。這些包括：（1）被研究對象在空間上或時間上極為遙遠（例如人類的進化歷程）；（2）被研究的對象涉及的范圍廣泛，或者存在和發展延續時間很長（例如動植物的遺傳變異和自然選擇）；（3）由于被研究客體物理屬性決定了不能直接實驗（如太陽內部的物理過程）；（4）當研究對象是人時，為了保證安全和健康，人不能直接用于實驗。對于以上自然現象和自然過程，當人們在研究時，所使用實驗手段就不能直接作用于所研究的現象或對象，而必須采取模擬的手段進行。在教學活動中為了驗證某個理論而進行的學生實驗，為了取得直觀的效果，節約經費，也可以用簡單的材料，模擬復雜的物理、化學或其他自然過程，并讓學生真正學到東西。正是由于這些特點，模擬實驗顯得尤為重要。
2.模擬實驗的意義和作用
生物學是以實驗為基礎的科學，是研究自然界一切生命現象的科學，它包括從宏觀的環節《生物學》到微觀的《細胞生物學》和《分子生物學》。從古至今，一切生命物質的變化不僅受自身因素影響，而且受外界環境因素制約，在研究中如何趨利避害，正是人類對生物探索研究的漫長歷史，為我們開辟了一條科學思維的道路——模擬實驗。
模擬實驗中模型選擇的思維方法要遵循化繁為簡的原則。把復雜的實際問題轉化為理想的簡單問題，使它保留并突破決定事物本質屬性的主要因素，排除次要和偶然的干擾。例如：模擬動物種群密度調查的標志重捕法，用50個紅豆代表50只老鼠，然后與一杯大豆混合（大豆代表土地），這樣第一次抓取計數其中紅豆并標志再放回杯中混合再抓取一次，計數紅豆數并數出紅豆中標志數。代入公式N=n（重捕個體數）/m（重補中標志個體數）×M（標志個體數），并計算出總數目。這個模擬實驗排除了老鼠死亡，因遷入遷出，因標志物影響動物而被捕食等干擾，簡單易做。
模擬實驗是科學性和假定性的辯證統一。它不僅要在實踐中接受檢驗，而且要在檢驗中擴展、補充和修正。例如：DNA模擬實驗的制作中，如果你用圓形代替磷酸，五邊形代替脫氧核糖，正方形代表含氮堿基，這樣在紙上貼出DNA模型，則只能說明DNA分子內堿基間關系和DNA基本骨架，而不能體現DNA結構具有三維立體性，堿基平面間平行關系等。不如用DNA結構模型讓學生組裝，并旋轉得到DNA空間結構。這樣的模型更貼切、更逼真、更形象，便于學生對所學知識的理解。
3.關于高中生物模擬實驗的教學
在中學生物教學內容中，除了基本理論和基本知識外，實驗內容多是驗證性的實驗操作，致使不少教師和學生受種種主觀因素影響，養成只重視知識而不關注思維方法的習慣，因而形成了思維惰性，認為生物學學習就是死記硬背，所以在測試中問答題都做得比較好，一遇到教靈活的實際問題便束手無策，或錯誤百出，原因是沒有真正掌握科學的思維方法。因此模擬實驗教學中需注意以下幾點。
3.1介紹模擬實驗目的及各物資代表的含義。
“模擬哺乳動物和卵細胞的形成過程”實驗，在實驗顆前首先要介紹實驗目的是看不同染色體數目的生物形成和卵細胞的過程和結果，各物質代表的含義，使學生有目的地進行實驗操作，及各步驟所代表的含義，以及實驗結果的記錄。如果目的不明確，各物質含義不清，就會使實驗課教學變成幼兒園在搭積木的游戲式教學，各學生搭的樣式各異，結果是學生浪費了學習時間又沒有掌握相應的知識。
3.2加強學生思維能力培養，引導學生設計新的模擬實驗。
類比思維是根據兩個對象在某些方面相似或相同，推出它們在其他方面可能相似或相同的一種思維方式。在設計模擬實驗時，為了培養學生類比思維，可用日常生活中材料代替課本中的材料。如DNA結構模型的制作，實驗中用圓球代表磷酸，五邊形代表脫氧核糖，四種不同形狀的塑料代表堿基，經過實驗得出結論。可是模型中不能反映堿基對平面間平行，于是有的學生自己設計實驗如下，用紅毛線代表DNA的基本骨架，用牙簽表示堿基對，這樣經過實驗后，學生得出了結論。在實驗過程中，學生的思維能力得到了極大的訓練，教師也落實了大綱對學生思維能力的培養要求。
3.3引導學生發現實驗過程的不足，激發學生學習欲望。
無論什么模擬實驗，總能發現它的一些不足。例如在《制定真核細胞模型》的制作過程時，學生制作好后，發現安裝有困難，各細胞在相應位置，并且模型中也不能看到細胞器內部結構，且只能平放。正是通過與實際的比較，學生對實驗才有所了解，產生對實驗進行改進的欲望。
參考文獻：
[1]汪忠主編.生物1·分子與細胞.江蘇教育出版社，2009.6.
