論證式教學在高中生物教學中的應(yīng)用

魏瑋　沈浩寧

摘 要 概述論證式教學的內(nèi)涵，結(jié)合人教版高中生物必修3第三章第一節(jié)“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”的內(nèi)容，體驗論證式教學的運用過程，突出論證體現(xiàn)科學本質(zhì)，促進思維發(fā)展的特點，體現(xiàn)論證式教學是一種科學的探究模式。

關(guān)鍵詞 論證式教學 植物生長素的發(fā)現(xiàn) 科學探究模式

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

1 論證

論證是共同體圍繞某一論題，利用科學的方法收集證據(jù)，運用一定的論證方式解釋、評價自己及他人證據(jù)與觀點之間的相關(guān)性，促進思維的共享與交鋒，最終達成可接受結(jié)論的活動。1958年，Toulmin在研究了法律、科學研究等多個背景中的論證之后，提出了著名的Toulmin論證模型（圖1）。

2 論證式教學

論證式教學實質(zhì)上是將科學領(lǐng)域的論證引入課堂，使學生經(jīng)歷類似科學家的論證過程，理解科學概念和科學本質(zhì)，并促進其思維發(fā)展的探究式教學模式。

3 論證式教學在“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)中的運用

目前，科學探究已經(jīng)成為生物教學中的重要組成部分，但探究如果僅僅停留在鍛煉動手能力、讓學生參與到探究實驗的層面，而忽視對探究過程等因素的論證，是不利于學生科學思維形成的。本節(jié)課旨在創(chuàng)造一種基于證據(jù)論證的課堂氛圍，創(chuàng)建一個體現(xiàn)科學本質(zhì)的教學過程。

“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)中的實驗探究、實驗設(shè)計等內(nèi)容是培養(yǎng)學生科學探究能力的有效材料，在整個生物課程中也處于相當重要的地位。有關(guān)生長素發(fā)現(xiàn)部分的教學，筆者選擇采用論證式教學來展開實驗探究。

教材中的現(xiàn)有資料給論證式教學提供了基礎(chǔ)的材料。教材中實驗的探究過程、實驗設(shè)計等內(nèi)容都可以引起質(zhì)疑。學生可以通過資料分析得出最初的“主張”。然后教師再引導學生對“主張”進行質(zhì)疑。學生根據(jù)論證的一般方法，如附加理由支持“主張”，附加限定條件使“主張”成立，或附加反例阻止從“理由”得出“主張”等，從中選取某種合適的方法，來消除質(zhì)疑，修訂或完善“主張”。

3.1 引導對“植物激素發(fā)現(xiàn)歷程”的論證

筆者在教學中提供一段達爾文在環(huán)球旅行的資料，其中有一段“草蘆有向窗戶方向彎曲生長的現(xiàn)象”的介紹。學生提出猜測：植物具有向光性。教師鼓勵學生質(zhì)疑“主張”：根據(jù)某種生長現(xiàn)象得出的猜測不一定正確。并引導學生分析原因：可能是植物生長的一種偶然生長現(xiàn)象，缺乏科學實證性。教師帶領(lǐng)學生尋找理由，支持最初的“主張”。

3.1.1 探究19世紀末達爾文的實驗

教師引導學生開展探究實驗，學生根據(jù)實驗現(xiàn)象完善最初的“主張”。胚芽鞘尖端受到單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。教師鼓勵學生再質(zhì)疑：根據(jù)實驗現(xiàn)象提出的假說缺乏科學實證。并引導學生分析：必須確定“影響”是什么；“影響”如何造成伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻。

3.1.2 探究1910年的鮑森·詹森的實驗

實驗證明，胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。教師根據(jù)實驗，巧妙點撥：到底是胚芽鞘尖端結(jié)構(gòu)本身，還是尖端產(chǎn)生的某種化學物質(zhì)向下部傳遞某種“影響”？如果尖端產(chǎn)生的是某種化學物質(zhì)，它可以通過有機物質(zhì)繼續(xù)發(fā)揮作用，瓊脂就具有這種有機物質(zhì)的特性。學生得出“主張”：尖端產(chǎn)生的“影響”是一種化學物質(zhì)造成的。教師鼓勵學生質(zhì)疑：不能完全判定該“影響”是一種化學物質(zhì)。并引導分析：該實驗不能充分解釋尖端產(chǎn)生了可向下運輸?shù)幕瘜W物質(zhì)，只能證明這種影響可以透過瓊脂片傳遞給下部，不足之處為不能完全排除尖端對實驗結(jié)果的影響。學生修正“主張”：尖端產(chǎn)生的影響可能是一種化學物質(zhì)造成的。

3.1.3 探究1928年荷蘭科學家溫特的實驗

教師巧妙點撥：如果尖端確實通過產(chǎn)生化學物質(zhì)來影響下部生長，那么這種物質(zhì)應(yīng)該可以轉(zhuǎn)移到瓊脂這種“載體”里面，從而使該“載體”具有與尖端同樣的效力。根據(jù)實驗現(xiàn)象，學生完善“主張”：胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學物質(zhì)引起的。

3.1.4 探究1914年拜爾的實驗

實驗證明，胚芽鞘的彎曲生長，是由于尖端產(chǎn)生的影響，在其下部分布不均勻而造成的。教師巧妙點撥：確定了“影響”是一種化學物質(zhì)，化學物質(zhì)如何導致胚芽鞘的彎曲生長？并引導分析：化學物質(zhì)的分布不均勻，發(fā)揮的作用大小不同。學生完善“主張”：化學物質(zhì)的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。

3.2 引導對“實驗設(shè)計和結(jié)論”的論證

科學結(jié)論都是依據(jù)一定的證據(jù)得出的，實驗結(jié)果是非常重要的證據(jù)。實驗的設(shè)計、從實驗結(jié)果推出的結(jié)論，邏輯嚴密才具有說服力。

3.2.1 教材中“1910年鮑森·詹森的實驗示意圖”（ 圖2）。

學生質(zhì)疑：上述實驗設(shè)計不嚴密，缺乏對照組，瓊脂本身就可能造成胚芽鞘的彎曲生長，這樣無法排除下部的生長是瓊脂造成的，則“主張”不能成立。附加限定條件：本實驗需要增加對照組。只有把沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘上，如果胚芽鞘不會彎曲生長，本“主張”才成立，結(jié)論才更科學嚴謹。

3.2.2 教材“技能訓練”

如圖3所示，取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2 mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素。在上端放一塊有生長素的瓊脂（胚芽鞘形態(tài)學上端朝上）。過一段時間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素。結(jié)論：生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學的下端。

學生質(zhì)疑：上述實驗設(shè)計不嚴密，缺乏對照組。沒有實驗證明生長素不能從形態(tài)學下端運輸?shù)叫螒B(tài)學上端，導致結(jié)論2不嚴謹。附加限定條件：本實驗方案需要改進，只有將胚芽鞘形態(tài)學下端朝上，同樣在上面放一塊有生長素的瓊脂，下面放一塊沒有生長素的瓊脂，如果下面的瓊脂塊沒有生長素，本“主張”才成立。

4 反思

在上述論證式教學中，學生緊緊圍繞論證是基于證據(jù)的論證，最終完善自己的主張。目前，論證式教學在生物教學中的運用還較少，盡管如此，論證式教學在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)方面有著不可忽視的作用。

首先，論證式教學使學生在科學探究時能夠有機會反思為什么探究，探究為了什么，怎樣設(shè)計探究方案才更有效，證據(jù)是否足夠支撐自己的“主張”等問題，從而使學生形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，促進學生科學探究能力的發(fā)展。

其次，論證式教學在科學探究中能夠?qū)⑺季S外顯化。在這個過程中，學生間的相互作用有助于學生運用知識的能力、邏輯思維能力、批判性思維能力的發(fā)展，能夠在思維的共享交鋒中深層次地理解科學知識。

參考文獻：

[1] 王星喬，米廣香.論證式教學：科學探究教學的新圖景[J].中國教育學刊，2010，（10）：50-52.

[2] Toulmin S. E. .The uses of argument[J].London：Cambridge Uni-versity Pres，1958：87-99.

[3] 朱正威，趙占良.普通高中課程標準試驗教科書：生物·必修三·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境[M].北京：人民教育出版社，2007：46-49.