“事實和證據(jù)”在高中生物學課堂教學中的應用

崔敏霞

摘要：通過案例分析，探討“事實與證據(jù)”在高中生物教學中作為課堂教學導入、實驗設計依據(jù)、構建概念途徑、教學評價反饋方面的應用。

關鍵詞：事實與證據(jù) 案例分析 課堂導入 實驗設計 教學評價

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出：科學思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。趙占良對科學思維的解釋是：科學思維是基于事實證據(jù)、運用科學概念、通過科學推理和論證對客觀事物的本質(zhì)、規(guī)律及其相互關系作出判斷和解釋、對事物客觀發(fā)展變化作出預測的認識方式。可見，事實和證據(jù)是科學思維的起點，尊重事實和證據(jù)是科學思維的基本認知方式。下面通過案例，分析探討“事實與證據(jù)”在高中生物課堂教學中的應用。

1案例1——作為課堂導入的素材

1.1事買與證據(jù)

一則“一起特殊的高空拋物事件”社會新聞報道，居民家中陽臺上的一盆植物意外墜落，幸好沒有造成人員的受傷。

1.2作為“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”的導入

基于這樣一件真實發(fā)生的事件，教師提出問題：是什么原因使花盆墜落了呢？學生回答：重力導致的。教師追問：為什么植物不向內(nèi)側墜落，而是向外側墜落呢？看似簡單的問題實則驅(qū)動學生的思路按照邏輯向前推行：因為植物的生長發(fā)生了彎曲，且重心偏向外側。教師繼續(xù)追問：植物為什么會偏向外側生長呢？這種現(xiàn)象是隨機的發(fā)生的，還是有一定的原因和規(guī)律呢？

由于事實發(fā)生在生活中，而且類似的現(xiàn)象學生也能經(jīng)常見到。但是，現(xiàn)象和事實背后的原理是什么呢？因此，學生會期待通過課堂學習，獲取相關概念，并能對這種常見的客觀事實做出規(guī)律性的解釋。

2案例2——作為實驗設計的依據(jù)

2.1事實與證據(jù)

“石林天外天，堿性天然礦泉水”的廣告中提出：“人的體質(zhì)也有酸性和堿性之分，喝石林天外天堿性礦泉水，留住家人堿性體質(zhì)”。

2.2作為實驗“探究生物體維持pH穩(wěn)定的機制”設計的依據(jù)

教師聯(lián)系該則廣告，基于生活中真實的場景，引導學生思考：平時人們在飲食過程中也會攝入偏酸性或者偏堿性的食物（比如食用醋），這會改變?nèi)梭w內(nèi)環(huán)境的pH嗎？如果選擇“石林礦泉水”和“食用醋”作為實驗材料，由于人體一次性次攝入兩者的量是有較大區(qū)別的，實驗設計中該如何考慮呢？

如何確定實驗過程中加入的礦泉水和食醋的量呢？學生進行了現(xiàn)場模擬，首先測出人體在通常情況下一次性喝水和食用醋的量，大概比值位于50：1～100：1之間，然后再根據(jù)普通成年人每千克體重血漿量為40～50 mL進行數(shù)據(jù)的換算，計算出實驗過程中在25 mL血漿中加入的礦泉水和食醋的量。

本實驗針對人體實際生活中真實發(fā)生的事情進行探究分析，實驗過程應盡可能仿“真”，模擬生活中真實情境，從而促進學生通過科學論證對實際問題作出科學判斷和解釋。

3案例3——作為概念構建的途徑

3.1事實與證據(jù)

學生通過顯微鏡觀察酵母菌、人血細胞和口腔上皮細胞、植物葉表皮氣孔，洋蔥表皮細胞、草履蟲等細胞。同時，教師展示大腸桿菌、藍細菌的電鏡照片。不同的生物細胞呈現(xiàn)不同的細胞形態(tài)和結構。

3.2作為構建概念“細胞多樣性和統(tǒng)一性”的途徑

教師組織學生觀察不同細胞（結合初中知識，盡量提供多種細胞），學生在親自觀察到的事實證據(jù)下，體會并認同細胞是具有多樣性的。學生在觀察的基礎上，尋找并歸納不同細胞之間共同具有的結構，認識到形態(tài)不同的細胞（真核細胞）間又具有統(tǒng)一性。當教師出示大腸桿菌和藍細菌的電鏡圖之后，學生需要在新的證據(jù)下審視之前的結論：這類細胞和原來認識（真核細胞）的細胞之間是否也存在共同的結構呢？教師再次引導學生概括歸納，在原核細胞和真核細胞的差異中尋找統(tǒng)一性——都具有細胞膜和細胞質(zhì)，并且都以DNA作為遺傳物質(zhì)。最終，學生構建出概念“細胞（包括真核細胞和原核細胞）具有多樣性和統(tǒng)一性”。

在此過程中，學生基于事實證據(jù)進行歸納，總結提出觀點和結論，又根據(jù)新的事實證據(jù)對已有結論提出質(zhì)疑和批判，并進行檢驗和修正，不斷接近事實的真相，最終構建科學概念，形成生命觀念。

4案例4——作為教學評價的反饋

4.1事實與證據(jù)

學生采集的相關信息：采訪身邊人對轉(zhuǎn)基因食品的認識、周圍同學對轉(zhuǎn)基因生物的認識、網(wǎng)絡上關于轉(zhuǎn)基因食品的案例與爭論、科學屆對轉(zhuǎn)基因生物的研究與爭論、轉(zhuǎn)基因技術在實際生產(chǎn)生活中的應用、我國對轉(zhuǎn)基因生物安全評價的程序及相關法律法規(guī)、國際社會中對轉(zhuǎn)基因生物的態(tài)度與相關法律法規(guī)、國際形勢下我國轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)的安全性等。

4.2作為“轉(zhuǎn)基因生物的安全性”課堂教學的評價反饋

整堂課圍繞著調(diào)查問題展開：超市中有兩種食用油，一種是轉(zhuǎn)基因油，售價較低，另一種是非轉(zhuǎn)基因油，售價較高。你會選擇哪種呢？在課堂伊始，教師進行首次調(diào)查，得到第一次數(shù)據(jù)（贊同24人、反對11人、無明確表態(tài)15人）。學生進行交流（周圍人群、網(wǎng)絡上和科學屆對轉(zhuǎn)基因生物的看法和爭論），對轉(zhuǎn)基因生物持不同觀點的學生代表陳述自己的理由。此時，進行第二次調(diào)查，得到反饋信息。接著，繼續(xù)展示當前事實（我國轉(zhuǎn)基因技術的開發(fā)和應用），進行第三次調(diào)查。最后，展示我國和國際社會相關的法律法規(guī)，并進行第四次調(diào)查，得到反饋信息。

在整個課堂中，學生在同伴提供的大量事實和證據(jù)中吸收信息、整合己知，不斷調(diào)整自己對轉(zhuǎn)基因生物的綜合判斷，最終形成自己的觀點。四次調(diào)查，每次結果均有變化，說明了學生的思維始終處于全息動態(tài)之中，教學評價得到了即時、客觀的反饋。

尊重事實和證據(jù)，以事實和證據(jù)作為科學思維的起點，教師要引導學生通過正確的邏輯分析，運用科學的思維方法認識事物及事物之間的聯(lián)系，形成科學觀點、掌握科學原理和方法并解決具體問題。這與新課程標準提出的學科核心素養(yǎng)目標是高度吻合的。

“事實和證據(jù)”可以來源于生活中的某個觀點、生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象、實驗中呈現(xiàn)的現(xiàn)象，也可來源于經(jīng)典實驗和科學發(fā)現(xiàn)史等。在課堂教學中，教師應充分利用這些“事實和證據(jù)”進行教學設計，發(fā)展學科思維和生物學學科核心素養(yǎng)。