基于内涵价值取向的初中生物探究教学反思及建议

朱晓燕 解凯彬

科学探究教学源起于杜威的“做中学”教学思想与布鲁纳的“发现学习”，主张以探究的方式来开展科学学习。随着科学教育的改革，“科学探究”作为“科学课程重要的学习内容与有效的教学方式”，在中学生物学的课堂备受关注。然而，不少生物学教师在生物学科学探究教学中总给人以“欲言又止”“词不达意”的感觉，究其原因是因为教师对科学探究的内涵和育人价值不能充分认识，导致教师教学行为失当，从而降低了探究教学的有效性。因此，厘清科学探究的真实内涵与育人价值，重新审视生物探究教学中教师的行为，进而提出针对性的改进措施就具有重要意义。

1科学探究的内涵及育人价值

美国的《国家科学教育标准》中提出，科学探究是“学生们用以获取知识，领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的学习探索活动”。在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中，科学探究是“能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力”。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》“课程基本理念”中，也明确提出“生物学课程的目的、内容和评价都旨在提高每个学生的生物科学素养”，而科学素养包含必备的“生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观”。“科学探究”作为义务教育阶段生物学课程的十大一级主题之主题一，正是为了促进学生学习方式的改变，引导他们主动的获取生物学知识，体验科学过程，发展科学探究的能力。

科学探究首先是一种知识获取的重要方式。探究意识的产生常常始于观察，对问题的所有思考应建立于相关的知识或原理基础之上，并不是凭空想象的。在探究过程中，学生能力将得到综合的发展。所有探究活动的最终的目的是为了形成科学的思想方法，从而保证学生未来“在参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策时”，具备关键能力与必备品格，这正是科学教育的重要内容。

2当前初中生物教学中对科学探究认识上的一些误区

当前的很多生物学课堂往往从应试的功利角度出发，课堂上学生的探究活动有形式化的痕迹，学生的探究基本上只是按照已有方案的演练，活动目的单一;教师较关注知识解析，探究中关注操作方法和技能多，关注学科思想方法少;探究教学目标虚化、泛化，学习过程中思维深度不够。这些问题导致学生获得更多的是事实性知识，对生物学科知识的理解浅显，运用知识解决新问题的能力偏弱。这些现象在教学中的突出表现在以下方面。

2.1过分重视知识教学，将科学探究简单理解为模仿操作，重在验证和再现而非建构

长期以来知识本位的教学给很多教师带来了对科学探究的误解。有的教师删减探究活动时间，把时间“节约”下来，就是为了把更多的时间用于对知识的详尽解释;或者在探究教学中严格规范科学探究的过程步骤，让学生按教材的指令按部就班进行操作，忽视了思维的引导几乎所有的探究活动都变成概念或原理学习后的验证。学生只需要模仿，进行程式化的简单操作，并不需要思考，也并不完全明白每一个步骤的意义，不明白实验设计每一个环节所依据的原理。探究的最终结果不过是毫无悬念地得出某個与教材或教师授课观点一致的结论。对于学生而言，这类活动起到的作用无非就是向他们证明教材中或者教师说的是对的。然而，科学探究是建构概念最直接的方式，是学生领悟科学思想方法最有效的途径，将科学探究简单化为模仿和验证，极大地弱化了生物学探究教学的育人功能。

2.2过分重视考试应对，将科学探究扭曲成套路化的拆分解析

有的教师为了应试需要，过于强调表述的套路，将探究活动进行人为地机械分割，忽视了探究活动中蕴含的丰富的思想方法。于是，科学探究活动无一例外地演化成僵化的流程：对探究活动提出问题、作出假设的“规范”表述;找到实验变量，知道哪一组是实验组，哪一组是对照组;按教材设定步骤进行操作;练习对实验数据或者实验结果的解读;最后，“规范”表述实验结论。这种只是为了帮助学生熟悉答题套路的训练，导致学生功利地采取机械记忆的方式记住科学探究的基本步骤。学生在探究活动中几乎不会产生质疑，也不需要经历综合、分析、判断等高阶思考，更谈不上创新意识的培养，将探究活动扭曲成应付探究考试的各种模式化文字表述训练。

2.3过分重视学生的主体地位，将科学探究变成了单一的过程体验

有的教师机械地理解人本主义学习理论，认为探究的意义在于学生的探索体验，忽视教师的主导作用，因此，在教学过程中，不能给予足够的引导，对知识的前后衔接也没有进行细致的研究，完全放任学生随意的进行各种尝试，认为探究的价值仅在于让学生体验“科学研究”。这样会过于夸大了主体体验的价值，而弱化了课堂教学效益，探究盲目且低效，完全起不到促进知识建构的作用。

探究教学的目标并不仅是验证某一个科学概念或原理，不是让学生记住实验步骤或是结论应付考试，更不只是单纯的重走前人的研究之路，仅仅为了获得科学研究的体验。而是希望能通过科学探究，帮助学生学习科学家们如何基于观察产生疑惑，并且如何设计实验来验证自己的假设的学科思想方法，并通过对问题的不断探索自主建构重要概念，真正理解科学的本质。

3基于科学探究内涵与育人价值取向的初中生物探究教学建议

导致上述现象的根本原因是教师对科学探究内涵缺乏真正的理解，由此，对实现科学探究育人价值，提升探究教学有效性提出几点建议。

3.1在探究之前，要帮助学生具备探究必须的知识基础

知识的建构与学生的个体经验及原有的知识基础是一个有机的整体，教师必须充分了解学生的知识基础，在备课前需要认真的进行学情分析，对教材中前后的知识要尤其关注，对与后续学习相关的知识需要先行的铺垫与补充，要给学生提供充分的知识准备，而不能简单地将对问题的探索建立在教师自己的知识体系上，误以为“这么简单的问题学生肯定已经懂了”，对学生学习时可能产生的障碍缺乏充分的认识。教师要帮助学生把探究所需要的相关背景知识梳理清晰，让探究活动的开展，伴随着与他们的认知水平相符的需要深层次思考的任务解决进程，学生的学习才可能有更多的主动性，学习才是在教师的引导下，基于个体经验的同化与顺应。

教材中有很多探究活动的设计都需要有物理、化学等相关学科的知识基础，但是，由于分科课程设置的原因，学生的生物学学习与相关学科知识的发展水平并不能完全同步发展，那么，学生可能无法理解探究活动设计所依据的原理。例如，七年级上册的“验证绿叶在光下合成淀粉”实验、“检验光合作用释放氧气”实验的实验设计所依据的原理都需要化学知识。七年级的学生并没有学过化学，他们如果不具备“淀粉遇碘变蓝、用带火星的小木条复烧可以检测氧气的生成”等知识，完全无法理解普利斯特利与萨克斯实验中科学家设计实验的依据，那么，就无法在学习科学史后对教材安排的探究活动进行自主深入思考。教材中类似的内容很多，如“绿叶在光下制造有机物”实验中，学生需要知道酒精可以溶解色素，才能真正明白为何实验设计中把叶片放入盛有酒精的烧杯中脱色;还需要知道因为酒精易燃，所以，实验设计时必须隔水加热。

学生作出假设后，需要收集与自己猜想相关的一切证据与资料，需要综合利用自身的知识网络体系，寻求可能的方法去查找资料、收集证据。学生已有的知识背景是引发思考的基础。如果学生不具备相应的背景知识，那么，无论对实验步骤进行多么详尽生动的描述，学生也无法真正地理解探究活动所基于的原理并进行深入的思考，更谈不上在新的情境中的迁移与拓展。

3.2在学习过程中，要遵循学生认识新事物的思维规律

深度学习体验不仅包括知识的理解，同时还包含能力的提升，学习方法的掌握以及思维的训练。教师必须特别注重指导学生建立于自身知识基础的审慎判断与思辨性思考。这样，学生的学习过程将不再是被动的接受知识，而是积极的自主建构。

教学中的生成性问题，往往体现了学生的认知障碍。例如，在“检验光合作用需要二氧化碳”探究实验中，学生可能不明白培养皿中需要放氢氧化钠溶液的原因。学习过程中很多疑惑与不解，只萌生于不懂或者一知半解，对于专业基础深厚的专业教师而言，根本不可能会有学生在学习或是思考时所产生的各种认知障碍。教师要更多地关注学生基于他们的认知基础可能会产生的疑惑或是困难，否则，探究终将变成结论的被动接受。

在探究过程中，学生如果没有经历由不解到困惑，然后联系已有的知识进行分析，最后得到解决办法的正常思维过程。探究就只停留于表面，并不能激發学生深层次的思考。要能理解萨克斯实验的精妙和严谨，学生才能理解“验证绿叶在光下合成淀粉”实验的设计原理。学生因为“检验光合作用需要二氧化碳”曾利用凡士林防止气体进入，才能理解蒸腾作用探究实验中叶片表面涂上凡士林的意义。教师利用认知冲突，引导学生知识结构化，找出问题的关键，在这个过程中，培养学生批判性思维，引导学生对过往的实验进行思考与分析。教师可以采用由遇到的问题反推解决方法的逆向引导，从科学家的探索过程中总结出研究的方法，再引导学生对教材中设置的探索光合作用的系列实验进行深入的思考，促进学生深入理解概念与原理，逐渐发展各种能力。

3.3养成总结归纳的习惯，提炼学科思想方法

总结与归纳对学习而言是重要的，人们对事物的认知，往往遵循对个例的研究，然后进行总结归纳，得出普遍性规律或结论。例如，对细胞结构与功能的认识、对生长与发育的认识等，这是生物学学习的重要方法。事实上，这些认识也广泛应用于科学研究的各个领域。

生物学科思想是人们在认识生物的活动中运用科学方法的思想意识，是对生物的本质、特征和价值的基本认识。生物学科的研究方法主要包括观察法、实验法等直接获取经验的方法，以及归纳演绎等理性的思维方法。

从思维方式来说，科学家在设计实验时的思维路径是共同的，都是产生疑惑后，依据自己原有的科学知识作出猜测，在当时的条件下，尽可能地去除其他因素对实验结果的干扰，保证单一变量，然后进行对照实验，这同时也正是人类探索所有的未知领域时所普遍采用的思维方法。教学中，教师要引导学生认真思考和体验科学实验方案设计的精巧，促进学生从中总结归纳出科学研究的共性路径，从而养成科学的思维方式，逐步形成学科思想。

总之，教师要充分认识科学探究对科学教育的内涵与价值，准确把握科学探究的教育指向，正视与尊重学生学习发展的需求，在日常教学中，日积月累地培养学生养成总结与提炼的习惯，帮助学生形成质疑、猜想、循证、分析、总结等思考方法。只有这样，学习才真正地成为知识的获得与建构、思维的训练与深刻、素养的提升与发展的过程，才能真正地实现科学探究教学在生物教学的重要功能。