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(lái)開(kāi)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(jué)，究其原因是因?yàn)榻處煂?duì)科學(xué)探究的內(nèi)涵和育人價(jià)值不能充分認(rèn)識(shí)，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(jià)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(duì)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(jià)值

美國(guó)的《國(guó)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(shí)，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(dòng)”。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(wèn)題，針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對(duì)結(jié)果的交流與討論的能力”。《義務(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(píng)價(jià)都旨在提高每個(gè)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(huì)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(jià)值觀”。“科學(xué)探究”作為義務(wù)教育階段生物學(xué)課程的十大一級(jí)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(dòng)的獲取生物學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程，發(fā)展科學(xué)探究的能力。

科學(xué)探究首先是一種知識(shí)獲取的重要方式。探究意識(shí)的產(chǎn)生常常始于觀察，對(duì)問(wèn)題的所有思考應(yīng)建立于相關(guān)的知識(shí)或原理基礎(chǔ)之上，并不是憑空想象的。在探究過(guò)程中，學(xué)生能力將得到綜合的發(fā)展。所有探究活動(dòng)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(lái)“在參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策時(shí)”，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(duì)科學(xué)探究認(rèn)識(shí)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(dòng)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(dòng)目的單一;教師較關(guān)注知識(shí)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(guò)程中思維深度不夠。這些問(wèn)題導(dǎo)致學(xué)生獲得更多的是事實(shí)性知識(shí)，對(duì)生物學(xué)科知識(shí)的理解淺顯，運(yùn)用知識(shí)解決新問(wèn)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(guò)分重視知識(shí)教學(xué)，將科學(xué)探究簡(jiǎn)單理解為模仿操作，重在驗(yàn)證和再現(xiàn)而非建構(gòu)

長(zhǎng)期以來(lái)知識(shí)本位的教學(xué)給很多教師帶來(lái)了對(duì)科學(xué)探究的誤解。有的教師刪減探究活動(dòng)時(shí)間，把時(shí)間“節(jié)約”下來(lái)，就是為了把更多的時(shí)間用于對(duì)知識(shí)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(guò)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(dòng)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(jiǎn)單操作，并不需要思考，也并不完全明白每一個(gè)步驟的意義，不明白實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)每一個(gè)環(huán)節(jié)所依據(jù)的原理。探究的最終結(jié)果不過(guò)是毫無(wú)懸念地得出某個(gè)與教材或教師授課觀點(diǎn)一致的結(jié)論。對(duì)于學(xué)生而言，這類(lèi)活動(dòng)起到的作用無(wú)非就是向他們證明教材中或者教師說(shuō)的是對(duì)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(jiǎn)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(guò)分重視考試應(yīng)對(duì)，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(guò)于強(qiáng)調(diào)表述的套路，將探究活動(dòng)進(jìn)行人為地機(jī)械分割，忽視了探究活動(dòng)中蘊(yùn)含的豐富的思想方法。于是，科學(xué)探究活動(dòng)無(wú)一例外地演化成僵化的流程：對(duì)探究活動(dòng)提出問(wèn)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(duì)照組;按教材設(shè)定步驟進(jìn)行操作;練習(xí)對(duì)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(dòng)中幾乎不會(huì)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(shí)的培養(yǎng)，將探究活動(dòng)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(guò)分重視學(xué)生的主體地位，將科學(xué)探究變成了單一的過(guò)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(guò)程中，不能給予足夠的引導(dǎo)，對(duì)知識(shí)的前后銜接也沒(méi)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(jià)值僅在于讓學(xué)生體驗(yàn)“科學(xué)研究”。這樣會(huì)過(guò)于夸大了主體體驗(yàn)的價(jià)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(shí)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(gè)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(guò)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(lái)驗(yàn)證自己的假設(shè)的學(xué)科思想方法，并通過(guò)對(duì)問(wèn)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?jī)?nèi)涵與育人價(jià)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(duì)科學(xué)探究?jī)?nèi)涵缺乏真正的理解，由此，對(duì)實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究育人價(jià)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(shí)基礎(chǔ)

知識(shí)的建構(gòu)與學(xué)生的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)及原有的知識(shí)基礎(chǔ)是一個(gè)有機(jī)的整體，教師必須充分了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，在備課前需要認(rèn)真的進(jìn)行學(xué)情分析，對(duì)教材中前后的知識(shí)要尤其關(guān)注，對(duì)與后續(xù)學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)需要先行的鋪墊與補(bǔ)充，要給學(xué)生提供充分的知識(shí)準(zhǔn)備，而不能簡(jiǎn)單地將對(duì)問(wèn)題的探索建立在教師自己的知識(shí)體系上，誤以為“這么簡(jiǎn)單的問(wèn)題學(xué)生肯定已經(jīng)懂了”，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)可能產(chǎn)生的障礙缺乏充分的認(rèn)識(shí)。教師要幫助學(xué)生把探究所需要的相關(guān)背景知識(shí)梳理清晰，讓探究活動(dòng)的開(kāi)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(dòng)性，學(xué)習(xí)才是在教師的引導(dǎo)下，基于個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的同化與順應(yīng)。

教材中有很多探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)都需要有物理、化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)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(shí)的發(fā)展水平并不能完全同步發(fā)展，那么，學(xué)生可能無(wú)法理解探究活動(dòng)設(shè)計(jì)所依據(jù)的原理。例如，七年級(jí)上冊(cè)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(shí)。七年級(jí)的學(xué)生并沒(méi)有學(xué)過(guò)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(cè)氧氣的生成”等知識(shí)，完全無(wú)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(wú)法在學(xué)習(xí)科學(xué)史后對(duì)教材安排的探究活動(dòng)進(jìn)行自主深入思考。教材中類(lèi)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，那么，無(wú)論對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行多么詳盡生動(dòng)的描述，學(xué)生也無(wú)法真正地理解探究活動(dòng)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(guò)程中，要遵循學(xué)生認(rèn)識(shí)新事物的思維規(guī)律

深度學(xué)習(xí)體驗(yàn)不僅包括知識(shí)的理解，同時(shí)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(shí)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(guò)程將不再是被動(dòng)的接受知識(shí)，而是積極的自主建構(gòu)。

教學(xué)中的生成性問(wèn)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(guò)程中很多疑惑與不解，只萌生于不懂或者一知半解，對(duì)于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)深厚的專(zhuān)業(yè)教師而言，根本不可能會(huì)有學(xué)生在學(xué)習(xí)或是思考時(shí)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(huì)產(chǎn)生的疑惑或是困難，否則，探究終將變成結(jié)論的被動(dòng)接受。

在探究過(guò)程中，學(xué)生如果沒(méi)有經(jīng)歷由不解到困惑，然后聯(lián)系已有的知識(shí)進(jìn)行分析，最后得到解決辦法的正常思維過(guò)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(shí)結(jié)構(gòu)化，找出問(wèn)題的關(guān)鍵，在這個(gè)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)過(guò)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(wèn)題反推解決方法的逆向引導(dǎo)，從科學(xué)家的探索過(guò)程中總結(jié)出研究的方法，再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)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(duì)學(xué)習(xí)而言是重要的，人們對(duì)事物的認(rèn)知，往往遵循對(duì)個(gè)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(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí)、對(duì)生長(zhǎng)與發(fā)育的認(rèn)識(shí)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(shí)也廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。

生物學(xué)科思想是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)生物的活動(dòng)中運(yùn)用科學(xué)方法的思想意識(shí)，是對(duì)生物的本質(zhì)、特征和價(jià)值的基本認(rèn)識(shí)。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(lái)說(shuō)，科學(xué)家在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)作出猜測(cè)，在當(dāng)時(shí)的條件下，盡可能地去除其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，保證單一變量，然后進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，這同時(shí)也正是人類(lèi)探索所有的未知領(lǐng)域時(shí)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(shí)科學(xué)探究對(duì)科學(xué)教育的內(nèi)涵與價(jià)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(shí)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(guò)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。