論證式教學(xué)策略在概念教學(xué)中的應(yīng)用

陳珊珊 王威

摘 ?要：我國生物新課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求羅列了各模塊的大概念和重要概念，形成了生物課程的內(nèi)容框架，課程應(yīng)圍繞學(xué)科的核心概念進行教學(xué)。本文通過文獻法對圖爾敏提出的論證式模式進行了介紹，根據(jù)實際情況修改提出了本文采用的論證模式。以“光合作用的原理”教學(xué)為例，通過提出問題、作出猜想、提出質(zhì)疑、論據(jù)支持、得出結(jié)論的論證式教學(xué)，使學(xué)生形成科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞：核心概念;論證式教學(xué);光合作用的原理

1 前言

我國教育部2017年頒布了《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，課標(biāo)中的內(nèi)容要求部分羅列了各模塊的大概念和重要概念，形成了生物課程的內(nèi)容框架。在課程性質(zhì)中明確提出：““基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的概念教學(xué)實施是落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，會直接影響核心素養(yǎng)中科學(xué)思維、科學(xué)探究的落實，也會間接影響生命觀念和社會責(zé)任的達成”。通過閱讀文獻，發(fā)現(xiàn)論證式教學(xué)正是一種可以用于概念教學(xué)的教學(xué)方法。生物學(xué)概念教學(xué)以幫助學(xué)生糾正前概念，消除錯誤概念，建立科學(xué)概念為根本任務(wù)。[]

2 論證式教學(xué)的簡介

論證模式（TAP）于1958年圖爾敏首次提出，該模式包括資料、主張、理由、支持、反例與限定條件6個限定因素[]，核心概念是指位于學(xué)科中心得概念性知識，包括對重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內(nèi)容能夠展現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科圖景，是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分。[]美國課程專家埃里克森認為課程應(yīng)該圍繞各學(xué)科的核心概念進行教學(xué)，具體事實應(yīng)該作為鋪墊來幫助學(xué)生發(fā)展對更為根本的知識結(jié)構(gòu)進行深層次理解，從而培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力。[]筆者在閱讀了相關(guān)文獻后，主要參考了許桂芬在眾多論證式教學(xué)中采用的論證式教學(xué)模式，對Toulmin提出的論證模式做出了一定程度的修改，得到如圖2所示的論證模式，論證模式。

3 “光合作用的原理”的論證式教學(xué)案例

“光合作用的原理”選自人教版高中生物必修一第五章第4節(jié)第二課時的內(nèi)容，包含有大量科學(xué)史的內(nèi)容，生物科學(xué)史不僅隱含豐富的科學(xué)試驗方法和科學(xué)觀點，而且具有很高的情感教育價值?？茖W(xué)的發(fā)展往往是一個“肯定、否定、肯定”的循環(huán)過程，特定階段得出的科學(xué)論證往往需要經(jīng)受后來者的質(zhì)疑，這與論證式教學(xué)不謀而合。

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中涉及“光合作用的原理”的內(nèi)容要求是：

大概念：細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖。

重要概念：細胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細胞的特定區(qū)域。

次位概念：說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能。

基于以上內(nèi)容要求，結(jié)合現(xiàn)階段我國眾多學(xué)者倡導(dǎo)的論證模式作為設(shè)計思路，將“光合作用的原理”分為四個核心問題，引導(dǎo)學(xué)生在分析和體驗科學(xué)家探究過合作用的歷程，逐步形成科學(xué)概念。

3.1 光合作用反應(yīng)方程式的確定

教師提出問題：光合作用作為一種生化反應(yīng)，我們在化學(xué)上學(xué)到，一種反應(yīng)是需要反應(yīng)物，在一定條件下產(chǎn)生生成物的。那么，光合作用的反應(yīng)方程式是怎樣的呢？

教師提供資料1：1771年，英國科學(xué)家普利斯特利通過實驗發(fā)現(xiàn)，兩個密閉的玻璃罩內(nèi)分別放有點燃的蠟燭和活小鼠，一段時間后，放有點燃的蠟燭的玻璃罩內(nèi)，點燃的蠟燭熄滅，空氣變得渾濁，放有活小鼠的玻璃罩內(nèi)，小鼠死亡。將兩個透明玻璃罩中放入綠色植物，點燃的蠟燭不熄滅，小鼠不死亡。

學(xué)生提出猜想：光合作用會消耗二氧化碳，產(chǎn)生氧氣。

教師提出質(zhì)疑：資料是否為假說提供了充分的論證支持？

教師提供資料2：1804年，瑞士人N.T.De Saussure通過定量實驗證明：植物所產(chǎn)生的有機物和所放出的總量比消耗的CO2多，進而證實光合作用還有水參與反應(yīng)。

教師提供資料3：1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。

教師提供資料4：1864年J.V.Sachs發(fā)現(xiàn)照光葉片遇碘會變藍，證明光合作用形成碳水化合物（淀粉）。

學(xué)生得出結(jié)論：光合作用的反應(yīng)方程式為水和二氧化碳在光、葉綠體、相關(guān)的酶存在的條件下，生成氧氣和碳水化合物的過程。

3.2 魯賓和卡門探明氧氣的來源

論證式教學(xué)過程不做文字贅述，具體內(nèi)容如圖2所示。

3.3光反應(yīng)機制

論證式教學(xué)過程不做文字贅述，

3.4 暗反應(yīng)過程

論證式教學(xué)過程不做文字贅述，具體內(nèi)容如圖3所示。

4 小結(jié)

概念的形成是從外部的、比較具體的非本質(zhì)特征到內(nèi)部的、比較抽象的本質(zhì)特征的不斷深化的過程。遵循這個規(guī)律，教師可運用足夠的客觀事實性資料，采用論證式教學(xué)策略進行概念教學(xué)。就短期而言，論證式教學(xué)不僅能夠改變教師對概念的教學(xué)方式，提高中學(xué)生物教師論證式教學(xué)的能力，更能夠改變中學(xué)生對生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)方式和理解能力，使生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)過程更有意義，從而優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)效率。從長遠來看，采用論證式教學(xué)策略進行生物概念教學(xué)，對于深化學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，培養(yǎng)富有批判性思維的高素養(yǎng)公民也是課標(biāo)中明確提出的要提高學(xué)生的科學(xué)思維，具有重要的意義。