促進(jìn)生物學(xué)重要概念學(xué)習(xí)的論證教學(xué)

陳 欣

(福建教育學(xué)院 福州 350025)

美國科學(xué)教育中應(yīng)用較廣的是圖爾明(Toulmin)提出的論證教學(xué)模式(argument pattern)(簡稱TAP模式),包括主張(claim)、資料(data)、論據(jù)(warrant)、支持(backing)、反駁(rebuttal)、限制條件(qualifier)六大因素[1]。其中資料、主張和論據(jù)是論證的基本要素；支持、限制條件和反駁為補(bǔ)充要素。

為了更好地落實(shí)“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的課程理念，以及“關(guān)注重要概念學(xué)習(xí)”的教學(xué)建議，可根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，參考TAP的模式，設(shè)計(jì)論證教學(xué)的基本程序[2]。該程序包括資料、主張與論據(jù)等TAP三大基本要素促進(jìn)學(xué)生基于資料提出主張；應(yīng)用論據(jù)相互質(zhì)疑與辯護(hù)并修正主張；通過科學(xué)推理、解釋與批判性思考，讓學(xué)生親歷科學(xué)概念的產(chǎn)生、評價(jià)與修正過程。

1 引導(dǎo)學(xué)生基于資料提出自己的主張

1.1 資料的收集 資料主要是指支持主張的事實(shí)、數(shù)據(jù)、圖表或概念定義。為了幫助學(xué)生能夠根據(jù)資料提出主張，教師備課時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析本節(jié)重要概念即教學(xué)重點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)與學(xué)生的前科學(xué)概念，并圍繞此收集有關(guān)生物學(xué)事實(shí)與現(xiàn)象的事例、圖片及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等作為論證探究活動(dòng)的資料。

例如，人教版七年級(jí)《生物學(xué)》上冊中“細(xì)胞生活需要物質(zhì)和能量”“細(xì)胞中的物質(zhì)可以分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類”“葉綠體和線粒體是細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器”是“細(xì)胞的生活”一節(jié)的重要概念。其中“細(xì)胞中物質(zhì)的類型與特性”是學(xué)生建構(gòu)“細(xì)胞生活需要物質(zhì)”“細(xì)胞中的物質(zhì)可以分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類”等重要概念或認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)?！叭梭w細(xì)胞所需的能量來自食物”“線粒體是動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”等是學(xué)生存在的前科學(xué)概念。為此，教師設(shè)計(jì)干燥花生燃燒的演示實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及植物、動(dòng)物獲取營養(yǎng)的圖片；制作“細(xì)胞中的物質(zhì)”的課件；將有關(guān)能量形式、生物體能量轉(zhuǎn)換的圖片、動(dòng)畫、學(xué)習(xí)指導(dǎo)及練習(xí)題等制作成“細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”的微課等一系列資料，幫助學(xué)生通過這些資料的學(xué)習(xí)與運(yùn)用，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上更好地提出個(gè)人或小組主張。

1.2 主張的提出 主張是根據(jù)資料試圖證明為正確的，以說服他人相信的說法、觀點(diǎn)或結(jié)論。為了幫助學(xué)生基于資料提出主張，教師還應(yīng)通過設(shè)問、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)和閱讀資料，以及聯(lián)系學(xué)生已有知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)等教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)論證學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析、推理及小組討論，以“請推測……”“請解釋……”“請說明理由”等用語，鼓勵(lì)學(xué)生提出個(gè)人或小組的主張，幫助學(xué)生初步建立科學(xué)概念[3]。

例如，為了讓學(xué)生初步了解細(xì)胞中物質(zhì)的類型與特性，建立“細(xì)胞中的物質(zhì)可以分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類”的認(rèn)識(shí)，組織學(xué)生觀察以干燥花生為實(shí)驗(yàn)材料的演示實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生思考、分組討論：用鑷子夾取一顆干燥花生置于酒精燈火焰上燃燒。你觀察到什么現(xiàn)象？說明原因？仔細(xì)觀察演示實(shí)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，干燥花生置于酒精燈火焰上燃燒片刻后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：①有液體滴落，引起火焰劇烈燃燒、發(fā)出“噼噗”聲響；②花生由磚紅色變成黑色，最后呈現(xiàn)灰白色，燃燒停止。對此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，學(xué)生小組討論后產(chǎn)生兩種不同的主張：①認(rèn)為“干燥花生燃燒后滴落的液體是水”；②認(rèn)為“干燥花生燃燒后滴落的液體主要是脂質(zhì)”。

讓學(xué)生基于資料提出主張，有利于學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、事實(shí)證據(jù)等，進(jìn)行推理、小組討論學(xué)會(huì)有理有據(jù)地表述自己的觀點(diǎn)，提高推理能力、合作交流能力。同時(shí)，改變科學(xué)探究活動(dòng)的“形式化”，避免教師過多地掌控課堂話語權(quán)，利用教師的權(quán)威性，教導(dǎo)式地論證某一觀點(diǎn)的合理性，讓學(xué)生接受科學(xué)結(jié)論。

2 引導(dǎo)學(xué)生基于論據(jù)進(jìn)行質(zhì)疑與辯護(hù)

論據(jù)是說明資料如何推理得出主張的正當(dāng)理由。論據(jù)可以是教師提供的，也可以是學(xué)生已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。在論證教學(xué)中，教師可以通過“你認(rèn)為同學(xué)或其他小組的主張合理嗎？為什么？”“請陳述支持你或你的小組觀點(diǎn)的論據(jù)”等設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用論據(jù)對他人的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，或?yàn)樽约夯蛐〗M的觀點(diǎn)進(jìn)行辯護(hù)。

例如，學(xué)生以已有的知識(shí)“水是不能助燃的”為論據(jù)，為小組的“干燥花生燃燒后滴落的液體主要是脂質(zhì)”的主張進(jìn)行了辯護(hù)。同時(shí)，質(zhì)疑其他組的“干燥花生燃燒后滴落的液體是水”觀點(diǎn)。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)一步分析花生燃燒時(shí)的顏色變化，得出“花生細(xì)胞中含有糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)與核酸等有機(jī)物”“這些有機(jī)物含碳，能燃燒，具有能量”。再通過對植物、動(dòng)物獲取營養(yǎng)的圖片的觀察，學(xué)生逐步建立“細(xì)胞生活需要物質(zhì)”“細(xì)胞中的物質(zhì)可以分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類”等概念的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)。

引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用論據(jù)開展質(zhì)疑與辯護(hù)，有利于學(xué)生權(quán)衡論據(jù)，反思、評價(jià)彼此的主張，促進(jìn)學(xué)生建立、理解與應(yīng)用科學(xué)概念，提高批判性思維能力與論證能力[4]。

3 引導(dǎo)學(xué)生修正主張建構(gòu)科學(xué)概念

組織學(xué)生開展基于資料提出主張、應(yīng)用論據(jù)對彼此的主張進(jìn)行質(zhì)疑與辯護(hù)等論證探究活動(dòng)，目的是基于教師與學(xué)生組成的學(xué)習(xí)共同體，讓學(xué)生通過科學(xué)解釋與推理、對話互動(dòng)與批判性思考，不斷修正主張。同時(shí)，潛移默化地讓學(xué)生知道科學(xué)是在不斷研究、質(zhì)疑中修正甚至推翻的，科學(xué)不是絕對或永恒的真理。

例如，針對學(xué)生提出的“葉綠體是植物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器，線粒體則是動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”的主張，教師進(jìn)一步設(shè)問：“葉綠體是植物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器，線粒體則是動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”嗎？請說明理由。以此揭示學(xué)生存在的“線粒體是動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”的前科學(xué)概念，并組織學(xué)生再次觀看有關(guān)“細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換器”的微視頻，使學(xué)生產(chǎn)生激烈的認(rèn)知沖突，促進(jìn)學(xué)生對“葉綠體是植物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器，線粒體則是動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”這一主張的質(zhì)疑與反思，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)“動(dòng)植物細(xì)胞皆有線粒體”，必須修正“線粒體是動(dòng)物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，建立“除了葉綠體外，線粒體也是植物細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換器”的正確觀點(diǎn)，從而為“細(xì)胞生活需要能量”“葉綠體和線粒體是細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器”等重要概念的建構(gòu)、理解與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

在“細(xì)胞的生活”教學(xué)中開展論證探究活動(dòng)，有利于改變“滿堂灌”與“滿堂問”的教學(xué)弊端，切實(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣與欲望，幫助學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)、推理、解釋與討論中建立、理解與應(yīng)用重要概念，初步形成“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位”的生物學(xué)基本觀點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生理性思維，提高生物學(xué)核心素養(yǎng)。

注意要根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平，循序漸進(jìn)地提高論證教學(xué)的難度，如先要求學(xué)生基于資料作出猜測，再要求學(xué)生應(yīng)用相關(guān)資料闡述主張，進(jìn)而能應(yīng)用有關(guān)論據(jù)論證自己的主張，或?qū)ζ渌瑢W(xué)的看法提出質(zhì)疑，并能對其他同學(xué)的質(zhì)疑提出論據(jù)、進(jìn)行辯護(hù)等。同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)學(xué)生認(rèn)知水平、具體的教學(xué)內(nèi)容等，靈活設(shè)計(jì)與實(shí)施論證教學(xué)。