范 捷

(浙江省紹興市第一中學(xué) 312000)

邵乃軍

(浙江省紹興市教育教學(xué)研究院 312000)

1 論證模式簡(jiǎn)介

論證是一種基于真實(shí)的數(shù)據(jù)或資料，形成主張、做出決策并與同伴溝通交流的過(guò)程。將科學(xué)領(lǐng)域的論證引入課堂，可以促進(jìn)學(xué)生更好地理解科學(xué)本質(zhì)，落實(shí)基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。TAP模式是最為經(jīng)典的論證模式，其內(nèi)容包括資料、主張、論據(jù)、支持、條件限制和反駁六個(gè)基本要素及各要素之間的聯(lián)系[1](圖1)。其中，資料指可主張的事實(shí)，如數(shù)據(jù)、圖表或簡(jiǎn)短的敘述等；主張是論證過(guò)程中形成的結(jié)論；論據(jù)是說(shuō)明資料如何推論至主張，提供所需的規(guī)則及證據(jù)；支持是用以證明提出的理由，往往是原理、定律和公式等；條件限制是指在特定條件限制下主張才能成立；反駁是指主張不能成立的情況[2]。

圖1 TAP論證模式

2 基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)思考 Duschl與Osborne認(rèn)為在進(jìn)行論證教學(xué)時(shí)，必須提供給學(xué)生兩種重要的情境：“問(wèn)題的情境”和“交談的情境”[3]。在相應(yīng)的情境下，不僅能引發(fā)學(xué)生情感的共鳴，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感，亦能成功地引發(fā)出前概念，為迅速思考問(wèn)題做好準(zhǔn)備。例如：在開(kāi)展“影響光合作用的環(huán)境因素”這一教學(xué)內(nèi)容時(shí)，可首先展示一組數(shù)據(jù)：從2002—2015年，中國(guó)糧食進(jìn)口量增長(zhǎng)了780%！從2000年開(kāi)始15年時(shí)間糧食價(jià)格上漲了50%，伴隨著城市的擴(kuò)張，中國(guó)的耕地面積不斷減少，專家預(yù)測(cè)到2020年中國(guó)的糧食約有近2億噸的缺口！我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)這樣的糧食危機(jī)？在此情境下，學(xué)生提出在有限的土地面積上增加糧食產(chǎn)量，教師追問(wèn)：如何增加糧食的產(chǎn)量？有學(xué)生根據(jù)光合作用的原理提出增強(qiáng)光照以提高光合作用效率，但也有少數(shù)學(xué)生指出：某些植物更喜歡陰暗潮濕的環(huán)境，強(qiáng)光照不一定會(huì)提高光合作用效率。此時(shí)的“同一問(wèn)題不同看法”讓學(xué)生感到迷惑，而這恰恰可能是學(xué)生的迷思概念，為后續(xù)探究實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)、做出推斷、反駁等埋下伏筆。

2.2 實(shí)驗(yàn)探究，收集證據(jù) 在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，探究實(shí)驗(yàn)常被曲解成機(jī)械化地操作，教學(xué)過(guò)程中教師掌控話語(yǔ)權(quán)，教導(dǎo)學(xué)生接受某一結(jié)論。為了改變這種假探究形式，以上述問(wèn)題情境為例：學(xué)生根據(jù)自己的主張分組實(shí)驗(yàn)以探究光照強(qiáng)度和光質(zhì)兩種環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響。教師通過(guò)學(xué)案的方式讓學(xué)生在課堂上討論并完成實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)裝置等內(nèi)容的填寫(xiě)。然后通過(guò)組建4～5人一組的學(xué)習(xí)共同體，動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置(圖2)，在操作過(guò)程中領(lǐng)悟變量控制的重要性。例如，用打孔器制備小圓葉片時(shí)，需要避開(kāi)葉脈，取生長(zhǎng)狀況相似的葉肉區(qū)域以控制無(wú)關(guān)變量；必須采用冷光燈以更好地控制實(shí)驗(yàn)溫度；在不同組別的實(shí)驗(yàn)中都要保證與光源相同的距離以控制實(shí)驗(yàn)的自變量；記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果要精確并重復(fù)多次，求取平均值以保證因變量測(cè)量的準(zhǔn)確。通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題與觀察，學(xué)生對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)不斷得以深化，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不斷趨于合理，真正體現(xiàn)出在合作中探究、在探究中學(xué)習(xí)。

圖2 實(shí)驗(yàn)裝置圖

2.3 引之以據(jù)，展開(kāi)論證 在實(shí)驗(yàn)完成后，教師根據(jù)TAP模式中的論證因子設(shè)計(jì)相關(guān)的“主張表”分組討論完成(表1)?！爸鲝埍怼辈呗允钦撟C教學(xué)的一種常用策略，它不僅有助于學(xué)生記錄并思考科學(xué)探究的活動(dòng)過(guò)程，而且使學(xué)生在提出自己的解釋和主張時(shí)，有一個(gè)條理清晰的參考。

表1 論證活動(dòng)中的“主張表”

在論證的過(guò)程中，教師需引導(dǎo)學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性，是否能做出反駁等。例如，在探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，有學(xué)生提出“隨光照強(qiáng)度的增加，光合速率增大”這一主張，但是極少學(xué)生會(huì)指出數(shù)據(jù)的不完整性，教師可引導(dǎo)：在弱光照或強(qiáng)光照下依然是這樣的規(guī)律嗎？由此使學(xué)生深入思考光反應(yīng)與碳反應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而不斷完善主張。另外，在探究光質(zhì)對(duì)光合作用的影響時(shí)，大部分學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出白光最有利于光合作用，但個(gè)別學(xué)生注意到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性存在問(wèn)題而提出質(zhì)疑，并進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明不同顏色的透明薄膜濾過(guò)白光后會(huì)導(dǎo)致光照強(qiáng)度下降，所以無(wú)法得出準(zhǔn)確結(jié)論。

需要指出：論證教學(xué)不僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和最后的主張，更加注重的是論證的質(zhì)量和過(guò)程。經(jīng)過(guò)學(xué)生的討論和修改，光照強(qiáng)度對(duì)光合速率影響的論證過(guò)程如圖3。光質(zhì)對(duì)光合作用的影響，由于實(shí)驗(yàn)中無(wú)法控制等光照強(qiáng)度下的不同光波，所以學(xué)生后續(xù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集資料，提出：不同光質(zhì)對(duì)光合速率的影響不盡相同，這與植物的年齡、種類、發(fā)育狀態(tài)等都有關(guān)。

圖3 光照強(qiáng)度對(duì)光合速率影響的論證過(guò)程

2.4 深化認(rèn)識(shí)，學(xué)以致用 回應(yīng)最初的情境，請(qǐng)學(xué)生為糧食增產(chǎn)提出合理建議。例如，有的提出合理密植，或是陰生和陽(yáng)生植物間作，或是根據(jù)不同的植物對(duì)光照需求不同適時(shí)而植；也有的提出根據(jù)不同的植物選擇合適的光進(jìn)行補(bǔ)充照射以提高光合速率。

3 結(jié)語(yǔ)

論證式的科學(xué)探究促使學(xué)生像科學(xué)家那樣收集資料、提出自己的主張，與同學(xué)、教師進(jìn)行討論、辯駁。在此過(guò)程中需要學(xué)生進(jìn)行深層次的理性思考，有利于其構(gòu)建、理解和應(yīng)用生物學(xué)概念，掌握科學(xué)探究的方法；有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力、批判思維的能力與決策能力；亦可結(jié)合社會(huì)性問(wèn)題，提升其社會(huì)責(zé)任感?？傊ㄟ^(guò)以科學(xué)探究活動(dòng)為支撐點(diǎn)的論證式教學(xué)是落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的一條有效途徑。

(基金項(xiàng)目：浙江省2016年教研課題“基于高中生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的生物課程實(shí)施研究”，No 06475；紹興市2017年規(guī)劃教改課題“基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合與實(shí)施研究”，No SJG17314)