基于內涵價值取向的初中生物探究教學反思及建議

朱曉燕 解凱彬

科學探究教學源起于杜威的“做中學”教學思想與布魯納的“發現學習”，主張以探究的方式來開展科學學習。隨著科學教育的改革，“科學探究”作為“科學課程重要的學習內容與有效的教學方式”，在中學生物學的課堂備受關注。然而，不少生物學教師在生物學科學探究教學中總給人以“欲言又止”“詞不達意”的感覺，究其原因是因為教師對科學探究的內涵和育人價值不能充分認識，導致教師教學行為失當，從而降低了探究教學的有效性。因此，厘清科學探究的真實內涵與育人價值，重新審視生物探究教學中教師的行為，進而提出針對性的改進措施就具有重要意義。

1科學探究的內涵及育人價值

美國的《國家科學教育標準》中提出，科學探究是“學生們用以獲取知識，領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的學習探索活動”。在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中，科學探究是“能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力”。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》“課程基本理念”中，也明確提出“生物學課程的目的、內容和評價都旨在提高每個學生的生物科學素養”，而科學素養包含必備的“生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀”。“科學探究”作為義務教育階段生物學課程的十大一級主題之主題一，正是為了促進學生學習方式的改變，引導他們主動的獲取生物學知識，體驗科學過程，發展科學探究的能力。

科學探究首先是一種知識獲取的重要方式。探究意識的產生常常始于觀察，對問題的所有思考應建立于相關的知識或原理基礎之上，并不是憑空想象的。在探究過程中，學生能力將得到綜合的發展。所有探究活動的最終的目的是為了形成科學的思想方法，從而保證學生未來“在參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策時”，具備關鍵能力與必備品格，這正是科學教育的重要內容。

2當前初中生物教學中對科學探究認識上的一些誤區

當前的很多生物學課堂往往從應試的功利角度出發，課堂上學生的探究活動有形式化的痕跡，學生的探究基本上只是按照已有方案的演練，活動目的單一;教師較關注知識解析，探究中關注操作方法和技能多，關注學科思想方法少;探究教學目標虛化、泛化，學習過程中思維深度不夠。這些問題導致學生獲得更多的是事實性知識，對生物學科知識的理解淺顯，運用知識解決新問題的能力偏弱。這些現象在教學中的突出表現在以下方面。

2.1過分重視知識教學，將科學探究簡單理解為模仿操作，重在驗證和再現而非建構

長期以來知識本位的教學給很多教師帶來了對科學探究的誤解。有的教師刪減探究活動時間，把時間“節約”下來，就是為了把更多的時間用于對知識的詳盡解釋;或者在探究教學中嚴格規范科學探究的過程步驟，讓學生按教材的指令按部就班進行操作，忽視了思維的引導幾乎所有的探究活動都變成概念或原理學習后的驗證。學生只需要模仿，進行程式化的簡單操作，并不需要思考，也并不完全明白每一個步驟的意義，不明白實驗設計每一個環節所依據的原理。探究的最終結果不過是毫無懸念地得出某個與教材或教師授課觀點一致的結論。對于學生而言，這類活動起到的作用無非就是向他們證明教材中或者教師說的是對的。然而，科學探究是建構概念最直接的方式，是學生領悟科學思想方法最有效的途徑，將科學探究簡單化為模仿和驗證，極大地弱化了生物學探究教學的育人功能。

2.2過分重視考試應對，將科學探究扭曲成套路化的拆分解析

有的教師為了應試需要，過于強調表述的套路，將探究活動進行人為地機械分割，忽視了探究活動中蘊含的豐富的思想方法。于是，科學探究活動無一例外地演化成僵化的流程：對探究活動提出問題、作出假設的“規范”表述;找到實驗變量，知道哪一組是實驗組，哪一組是對照組;按教材設定步驟進行操作;練習對實驗數據或者實驗結果的解讀;最后，“規范”表述實驗結論。這種只是為了幫助學生熟悉答題套路的訓練，導致學生功利地采取機械記憶的方式記住科學探究的基本步驟。學生在探究活動中幾乎不會產生質疑，也不需要經歷綜合、分析、判斷等高階思考，更談不上創新意識的培養，將探究活動扭曲成應付探究考試的各種模式化文字表述訓練。

2.3過分重視學生的主體地位，將科學探究變成了單一的過程體驗

有的教師機械地理解人本主義學習理論，認為探究的意義在于學生的探索體驗，忽視教師的主導作用，因此，在教學過程中，不能給予足夠的引導，對知識的前后銜接也沒有進行細致的研究，完全放任學生隨意的進行各種嘗試，認為探究的價值僅在于讓學生體驗“科學研究”。這樣會過于夸大了主體體驗的價值，而弱化了課堂教學效益，探究盲目且低效，完全起不到促進知識建構的作用。

探究教學的目標并不僅是驗證某一個科學概念或原理，不是讓學生記住實驗步驟或是結論應付考試，更不只是單純的重走前人的研究之路，僅僅為了獲得科學研究的體驗。而是希望能通過科學探究，幫助學生學習科學家們如何基于觀察產生疑惑，并且如何設計實驗來驗證自己的假設的學科思想方法，并通過對問題的不斷探索自主建構重要概念，真正理解科學的本質。

3基于科學探究內涵與育人價值取向的初中生物探究教學建議

導致上述現象的根本原因是教師對科學探究內涵缺乏真正的理解，由此，對實現科學探究育人價值，提升探究教學有效性提出幾點建議。

3.1在探究之前，要幫助學生具備探究必須的知識基礎

知識的建構與學生的個體經驗及原有的知識基礎是一個有機的整體，教師必須充分了解學生的知識基礎，在備課前需要認真的進行學情分析，對教材中前后的知識要尤其關注，對與后續學習相關的知識需要先行的鋪墊與補充，要給學生提供充分的知識準備，而不能簡單地將對問題的探索建立在教師自己的知識體系上，誤以為“這么簡單的問題學生肯定已經懂了”，對學生學習時可能產生的障礙缺乏充分的認識。教師要幫助學生把探究所需要的相關背景知識梳理清晰，讓探究活動的開展，伴隨著與他們的認知水平相符的需要深層次思考的任務解決進程，學生的學習才可能有更多的主動性，學習才是在教師的引導下，基于個體經驗的同化與順應。

教材中有很多探究活動的設計都需要有物理、化學等相關學科的知識基礎，但是，由于分科課程設置的原因，學生的生物學學習與相關學科知識的發展水平并不能完全同步發展，那么，學生可能無法理解探究活動設計所依據的原理。例如，七年級上冊的“驗證綠葉在光下合成淀粉”實驗、“檢驗光合作用釋放氧氣”實驗的實驗設計所依據的原理都需要化學知識。七年級的學生并沒有學過化學，他們如果不具備“淀粉遇碘變藍、用帶火星的小木條復燒可以檢測氧氣的生成”等知識，完全無法理解普利斯特利與薩克斯實驗中科學家設計實驗的依據，那么，就無法在學習科學史后對教材安排的探究活動進行自主深入思考。教材中類似的內容很多，如“綠葉在光下制造有機物”實驗中，學生需要知道酒精可以溶解色素，才能真正明白為何實驗設計中把葉片放入盛有酒精的燒杯中脫色;還需要知道因為酒精易燃，所以，實驗設計時必須隔水加熱。

學生作出假設后，需要收集與自己猜想相關的一切證據與資料，需要綜合利用自身的知識網絡體系，尋求可能的方法去查找資料、收集證據。學生已有的知識背景是引發思考的基礎。如果學生不具備相應的背景知識，那么，無論對實驗步驟進行多么詳盡生動的描述，學生也無法真正地理解探究活動所基于的原理并進行深入的思考，更談不上在新的情境中的遷移與拓展。

3.2在學習過程中，要遵循學生認識新事物的思維規律

深度學習體驗不僅包括知識的理解，同時還包含能力的提升，學習方法的掌握以及思維的訓練。教師必須特別注重指導學生建立于自身知識基礎的審慎判斷與思辨性思考。這樣，學生的學習過程將不再是被動的接受知識，而是積極的自主建構。

教學中的生成性問題，往往體現了學生的認知障礙。例如，在“檢驗光合作用需要二氧化碳”探究實驗中，學生可能不明白培養皿中需要放氫氧化鈉溶液的原因。學習過程中很多疑惑與不解，只萌生于不懂或者一知半解，對于專業基礎深厚的專業教師而言，根本不可能會有學生在學習或是思考時所產生的各種認知障礙。教師要更多地關注學生基于他們的認知基礎可能會產生的疑惑或是困難，否則，探究終將變成結論的被動接受。

在探究過程中，學生如果沒有經歷由不解到困惑，然后聯系已有的知識進行分析，最后得到解決辦法的正常思維過程。探究就只停留于表面，并不能激發學生深層次的思考。要能理解薩克斯實驗的精妙和嚴謹，學生才能理解“驗證綠葉在光下合成淀粉”實驗的設計原理。學生因為“檢驗光合作用需要二氧化碳”曾利用凡士林防止氣體進入，才能理解蒸騰作用探究實驗中葉片表面涂上凡士林的意義。教師利用認知沖突，引導學生知識結構化，找出問題的關鍵，在這個過程中，培養學生批判性思維，引導學生對過往的實驗進行思考與分析。教師可以采用由遇到的問題反推解決方法的逆向引導，從科學家的探索過程中總結出研究的方法，再引導學生對教材中設置的探索光合作用的系列實驗進行深入的思考，促進學生深入理解概念與原理，逐漸發展各種能力。

3.3養成總結歸納的習慣，提煉學科思想方法

總結與歸納對學習而言是重要的，人們對事物的認知，往往遵循對個例的研究，然后進行總結歸納，得出普遍性規律或結論。例如，對細胞結構與功能的認識、對生長與發育的認識等，這是生物學學習的重要方法。事實上，這些認識也廣泛應用于科學研究的各個領域。

生物學科思想是人們在認識生物的活動中運用科學方法的思想意識，是對生物的本質、特征和價值的基本認識。生物學科的研究方法主要包括觀察法、實驗法等直接獲取經驗的方法，以及歸納演繹等理性的思維方法。

從思維方式來說，科學家在設計實驗時的思維路徑是共同的，都是產生疑惑后，依據自己原有的科學知識作出猜測，在當時的條件下，盡可能地去除其他因素對實驗結果的干擾，保證單一變量，然后進行對照實驗，這同時也正是人類探索所有的未知領域時所普遍采用的思維方法。教學中，教師要引導學生認真思考和體驗科學實驗方案設計的精巧，促進學生從中總結歸納出科學研究的共性路徑，從而養成科學的思維方式，逐步形成學科思想。

總之，教師要充分認識科學探究對科學教育的內涵與價值，準確把握科學探究的教育指向，正視與尊重學生學習發展的需求，在日常教學中，日積月累地培養學生養成總結與提煉的習慣，幫助學生形成質疑、猜想、循證、分析、總結等思考方法。只有這樣，學習才真正地成為知識的獲得與建構、思維的訓練與深刻、素養的提升與發展的過程，才能真正地實現科學探究教學在生物教學的重要功能。