基于內(nèi)涵價值取向的初中生物探究教學(xué)反思及建議

朱曉燕 解凱彬

科學(xué)探究教學(xué)源起于杜威的“做中學(xué)”教學(xué)思想與布魯納的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”，主張以探究的方式來開展科學(xué)學(xué)習(xí)。隨著科學(xué)教育的改革，“科學(xué)探究”作為“科學(xué)課程重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容與有效的教學(xué)方式”，在中學(xué)生物學(xué)的課堂備受關(guān)注。然而，不少生物學(xué)教師在生物學(xué)科學(xué)探究教學(xué)中總給人以“欲言又止”“詞不達(dá)意”的感覺，究其原因是因?yàn)榻處煂茖W(xué)探究的內(nèi)涵和育人價值不能充分認(rèn)識，導(dǎo)致教師教學(xué)行為失當(dāng)，從而降低了探究教學(xué)的有效性。因此，厘清科學(xué)探究的真實(shí)內(nèi)涵與育人價值，重新審視生物探究教學(xué)中教師的行為，進(jìn)而提出針對性的改進(jìn)措施就具有重要意義。

1科學(xué)探究的內(nèi)涵及育人價值

美國的《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中提出，科學(xué)探究是“學(xué)生們用以獲取知識，領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的學(xué)習(xí)探索活動”。在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，科學(xué)探究是“能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對結(jié)果的交流與討論的能力”?！读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》“課程基本理念”中，也明確提出“生物學(xué)課程的目的、內(nèi)容和評價都旨在提高每個學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”，而科學(xué)素養(yǎng)包含必備的“生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價值觀”?！翱茖W(xué)探究”作為義務(wù)教育階段生物學(xué)課程的十大一級主題之主題一，正是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，引導(dǎo)他們主動的獲取生物學(xué)知識，體驗(yàn)科學(xué)過程，發(fā)展科學(xué)探究的能力。

科學(xué)探究首先是一種知識獲取的重要方式。探究意識的產(chǎn)生常常始于觀察，對問題的所有思考應(yīng)建立于相關(guān)的知識或原理基礎(chǔ)之上，并不是憑空想象的。在探究過程中，學(xué)生能力將得到綜合的發(fā)展。所有探究活動的最終的目的是為了形成科學(xué)的思想方法，從而保證學(xué)生未來“在參加社會生活、經(jīng)濟(jì)活動、生產(chǎn)實(shí)踐和個人決策時”，具備關(guān)鍵能力與必備品格，這正是科學(xué)教育的重要內(nèi)容。

2當(dāng)前初中生物教學(xué)中對科學(xué)探究認(rèn)識上的一些誤區(qū)

當(dāng)前的很多生物學(xué)課堂往往從應(yīng)試的功利角度出發(fā)，課堂上學(xué)生的探究活動有形式化的痕跡，學(xué)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(guān)注知識解析，探究中關(guān)注操作方法和技能多，關(guān)注學(xué)科思想方法少;探究教學(xué)目標(biāo)虛化、泛化，學(xué)習(xí)過程中思維深度不夠。這些問題導(dǎo)致學(xué)生獲得更多的是事實(shí)性知識，對生物學(xué)科知識的理解淺顯，運(yùn)用知識解決新問題的能力偏弱。這些現(xiàn)象在教學(xué)中的突出表現(xiàn)在以下方面。

2.1過分重視知識教學(xué)，將科學(xué)探究簡單理解為模仿操作，重在驗(yàn)證和再現(xiàn)而非建構(gòu)

長期以來知識本位的教學(xué)給很多教師帶來了對科學(xué)探究的誤解。有的教師刪減探究活動時間，把時間“節(jié)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(xué)中嚴(yán)格規(guī)范科學(xué)探究的過程步驟，讓學(xué)生按教材的指令按部就班進(jìn)行操作，忽視了思維的引導(dǎo)幾乎所有的探究活動都變成概念或原理學(xué)習(xí)后的驗(yàn)證。學(xué)生只需要模仿，進(jìn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)每一個環(huán)節(jié)所依據(jù)的原理。探究的最終結(jié)果不過是毫無懸念地得出某個與教材或教師授課觀點(diǎn)一致的結(jié)論。對于學(xué)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(xué)探究是建構(gòu)概念最直接的方式，是學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)思想方法最有效的途徑，將科學(xué)探究簡單化為模仿和驗(yàn)證，極大地弱化了生物學(xué)探究教學(xué)的育人功能。

2.2過分重視考試應(yīng)對，將科學(xué)探究扭曲成套路化的拆分解析

有的教師為了應(yīng)試需要，過于強(qiáng)調(diào)表述的套路，將探究活動進(jìn)行人為地機(jī)械分割，忽視了探究活動中蘊(yùn)含的豐富的思想方法。于是，科學(xué)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(shè)的“規(guī)范”表述;找到實(shí)驗(yàn)變量，知道哪一組是實(shí)驗(yàn)組，哪一組是對照組;按教材設(shè)定步驟進(jìn)行操作;練習(xí)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀;最后，“規(guī)范”表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這種只是為了幫助學(xué)生熟悉答題套路的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生功利地采取機(jī)械記憶的方式記住科學(xué)探究的基本步驟。學(xué)生在探究活動中幾乎不會產(chǎn)生質(zhì)疑，也不需要經(jīng)歷綜合、分析、判斷等高階思考，更談不上創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，將探究活動扭曲成應(yīng)付探究考試的各種模式化文字表述訓(xùn)練。

2.3過分重視學(xué)生的主體地位，將科學(xué)探究變成了單一的過程體驗(yàn)

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

探究教學(xué)的目標(biāo)并不僅是驗(yàn)證某一個科學(xué)概念或原理，不是讓學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)步驟或是結(jié)論應(yīng)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(xué)研究的體驗(yàn)。而是希望能通過科學(xué)探究，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們?nèi)绾位谟^察產(chǎn)生疑惑，并且如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)的學(xué)科思想方法，并通過對問題的不斷探索自主建構(gòu)重要概念，真正理解科學(xué)的本質(zhì)。

3基于科學(xué)探究內(nèi)涵與育人價值取向的初中生物探究教學(xué)建議

導(dǎo)致上述現(xiàn)象的根本原因是教師對科學(xué)探究內(nèi)涵缺乏真正的理解，由此，對實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究育人價值，提升探究教學(xué)有效性提出幾點(diǎn)建議。

3.1在探究之前，要幫助學(xué)生具備探究必須的知識基礎(chǔ)

知識的建構(gòu)與學(xué)生的個體經(jīng)驗(yàn)及原有的知識基礎(chǔ)是一個有機(jī)的整體，教師必須充分了解學(xué)生的知識基礎(chǔ)，在備課前需要認(rèn)真的進(jìn)行學(xué)情分析，對教材中前后的知識要尤其關(guān)注，對與后續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)的知識需要先行的鋪墊與補(bǔ)充，要給學(xué)生提供充分的知識準(zhǔn)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(xué)生肯定已經(jīng)懂了”，對學(xué)生學(xué)習(xí)時可能產(chǎn)生的障礙缺乏充分的認(rèn)識。教師要幫助學(xué)生把探究所需要的相關(guān)背景知識梳理清晰，讓探究活動的開展，伴隨著與他們的認(rèn)知水平相符的需要深層次思考的任務(wù)解決進(jìn)程，學(xué)生的學(xué)習(xí)才可能有更多的主動性，學(xué)習(xí)才是在教師的引導(dǎo)下，基于個體經(jīng)驗(yàn)的同化與順應(yīng)。

教材中有很多探究活動的設(shè)計(jì)都需要有物理、化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識基礎(chǔ)，但是，由于分科課程設(shè)置的原因，學(xué)生的生物學(xué)學(xué)習(xí)與相關(guān)學(xué)科知識的發(fā)展水平并不能完全同步發(fā)展，那么，學(xué)生可能無法理解探究活動設(shè)計(jì)所依據(jù)的原理。例如，七年級上冊的“驗(yàn)證綠葉在光下合成淀粉”實(shí)驗(yàn)、“檢驗(yàn)光合作用釋放氧氣”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所依據(jù)的原理都需要化學(xué)知識。七年級的學(xué)生并沒有學(xué)過化學(xué)，他們?nèi)绻痪邆洹暗矸塾龅庾兯{(lán)、用帶火星的小木條復(fù)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(shí)驗(yàn)中科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的依據(jù)，那么，就無法在學(xué)習(xí)科學(xué)史后對教材安排的探究活動進(jìn)行自主深入思考。教材中類似的內(nèi)容很多，如“綠葉在光下制造有機(jī)物”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要知道酒精可以溶解色素，才能真正明白為何實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中把葉片放入盛有酒精的燒杯中脫色;還需要知道因?yàn)榫凭兹?，所以，?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時必須隔水加熱。

學(xué)生作出假設(shè)后，需要收集與自己猜想相關(guān)的一切證據(jù)與資料，需要綜合利用自身的知識網(wǎng)絡(luò)體系，尋求可能的方法去查找資料、收集證據(jù)。學(xué)生已有的知識背景是引發(fā)思考的基礎(chǔ)。如果學(xué)生不具備相應(yīng)的背景知識，那么，無論對實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行多么詳盡生動的描述，學(xué)生也無法真正地理解探究活動所基于的原理并進(jìn)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(xué)習(xí)過程中，要遵循學(xué)生認(rèn)識新事物的思維規(guī)律

深度學(xué)習(xí)體驗(yàn)不僅包括知識的理解，同時還包含能力的提升，學(xué)習(xí)方法的掌握以及思維的訓(xùn)練。教師必須特別注重指導(dǎo)學(xué)生建立于自身知識基礎(chǔ)的審慎判斷與思辨性思考。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程將不再是被動的接受知識，而是積極的自主建構(gòu)。

教學(xué)中的生成性問題，往往體現(xiàn)了學(xué)生的認(rèn)知障礙。例如，在“檢驗(yàn)光合作用需要二氧化碳”探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能不明白培養(yǎng)皿中需要放氫氧化鈉溶液的原因。學(xué)習(xí)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(yè)基礎(chǔ)深厚的專業(yè)教師而言，根本不可能會有學(xué)生在學(xué)習(xí)或是思考時所產(chǎn)生的各種認(rèn)知障礙。教師要更多地關(guān)注學(xué)生基于他們的認(rèn)知基礎(chǔ)可能會產(chǎn)生的疑惑或是困難，否則，探究終將變成結(jié)論的被動接受。

在探究過程中，學(xué)生如果沒有經(jīng)歷由不解到困惑，然后聯(lián)系已有的知識進(jìn)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(fā)學(xué)生深層次的思考。要能理解薩克斯實(shí)驗(yàn)的精妙和嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)生才能理解“驗(yàn)證綠葉在光下合成淀粉”實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理。學(xué)生因?yàn)椤皺z驗(yàn)光合作用需要二氧化碳”曾利用凡士林防止氣體進(jìn)入，才能理解蒸騰作用探究實(shí)驗(yàn)中葉片表面涂上凡士林的意義。教師利用認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)化，找出問題的關(guān)鍵，在這個過程中，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維，引導(dǎo)學(xué)生對過往的實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(dǎo)，從科學(xué)家的探索過程中總結(jié)出研究的方法，再引導(dǎo)學(xué)生對教材中設(shè)置的探索光合作用的系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的思考，促進(jìn)學(xué)生深入理解概念與原理，逐漸發(fā)展各種能力。

3.3養(yǎng)成總結(jié)歸納的習(xí)慣，提煉學(xué)科思想方法

總結(jié)與歸納對學(xué)習(xí)而言是重要的，人們對事物的認(rèn)知，往往遵循對個例的研究，然后進(jìn)行總結(jié)歸納，得出普遍性規(guī)律或結(jié)論。例如，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識、對生長與發(fā)育的認(rèn)識等，這是生物學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法。事實(shí)上，這些認(rèn)識也廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究的各個領(lǐng)域。

生物學(xué)科思想是人們在認(rèn)識生物的活動中運(yùn)用科學(xué)方法的思想意識，是對生物的本質(zhì)、特征和價值的基本認(rèn)識。生物學(xué)科的研究方法主要包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法等直接獲取經(jīng)驗(yàn)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(xué)家在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時的思維路徑是共同的，都是產(chǎn)生疑惑后，依據(jù)自己原有的科學(xué)知識作出猜測，在當(dāng)時的條件下，盡可能地去除其他因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，保證單一變量，然后進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，這同時也正是人類探索所有的未知領(lǐng)域時所普遍采用的思維方法。教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考和體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的精巧，促進(jìn)學(xué)生從中總結(jié)歸納出科學(xué)研究的共性路徑，從而養(yǎng)成科學(xué)的思維方式，逐步形成學(xué)科思想。

總之，教師要充分認(rèn)識科學(xué)探究對科學(xué)教育的內(nèi)涵與價值，準(zhǔn)確把握科學(xué)探究的教育指向，正視與尊重學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的需求，在日常教學(xué)中，日積月累地培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成總結(jié)與提煉的習(xí)慣，幫助學(xué)生形成質(zhì)疑、猜想、循證、分析、總結(jié)等思考方法。只有這樣，學(xué)習(xí)才真正地成為知識的獲得與建構(gòu)、思維的訓(xùn)練與深刻、素養(yǎng)的提升與發(fā)展的過程，才能真正地實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究教學(xué)在生物教學(xué)的重要功能。