論證教學(xué)模式在高中生物教學(xué)中的實(shí)踐

鄭芳君　胡淦

摘要：論證教學(xué)是進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的一種有效方法。教師根據(jù)Toulmin論證模型，指導(dǎo)學(xué)生論證DNA是主要遺傳物質(zhì)的主張。該教學(xué)模式有助于學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：論證教學(xué)；讓教與學(xué)；遺傳物質(zhì)證據(jù)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）03-0107

生物科學(xué)作為由眾多生物學(xué)事實(shí)和理論組成的知識(shí)體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究是學(xué)生認(rèn)識(shí)生命世界、學(xué)習(xí)生物課程的有效方法之一。論證是科學(xué)探究中常用的方法，開展論證教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、證據(jù)的理性思維和勇于探索的科學(xué)精神。

一、論證教學(xué)的依據(jù)

1. 論證的定義

關(guān)于論證的定義有許多不同說法，綜合起來比較認(rèn)同的是：論證是一種推理的歷程，藉著提出具有合理性的理由及支持理論，使資料與結(jié)論之間產(chǎn)生合理的連結(jié)并經(jīng)由對(duì)話的方式來產(chǎn)生共識(shí)，解決問題與爭端。

2. 論證教學(xué)的模式

美國當(dāng)代著名思想家圖爾敏（Toulmin）提出了著名的Toulmin論證模型（如下圖）。

該模型包括主張、資料、理由、支持、反例、限定條件等六大因素。（1）主張，是在論證中試圖證明和維護(hù)的正當(dāng)?shù)慕Y(jié)論；（2）資料，是論證的基礎(chǔ)，也是任何研究或推斷開始時(shí)必需的材料或信息，是在回應(yīng)對(duì)主張質(zhì)疑時(shí)所要引用的事實(shí)；（3）理由，是連接資料與主張的橋梁，是更一般性的證據(jù)，是一個(gè)從資料到主張的辯護(hù)；（4）支持，當(dāng)人們對(duì)理由本身有疑問時(shí)，需要對(duì)理由的合理性加以說明，提出支持理由的支持因素；（5）反例，是削弱論證效果的證據(jù)和理由，是阻止從理由得出主張的因素；（6）限定條件，有些情形下，例如反例的存在情況下，必須附加“一定的限制條件”主張才能成立。前三個(gè)元素屬于基本要素，每個(gè)論證中都會(huì)出現(xiàn)，構(gòu)成論證的基本構(gòu)架。后三個(gè)屬于補(bǔ)充要素，不要求在所有的論證中都出現(xiàn)。

二、論證教學(xué)的基本過程

1. 聯(lián)系課文，提出主張

教師聯(lián)系課文，設(shè)疑引入?！叭祟悓?duì)遺傳現(xiàn)象、遺傳規(guī)律的探究一直沒有停止，并且還在不斷深入。當(dāng)初摩爾根雖然證明了染色體是基因的載體，但是基因的化學(xué)構(gòu)成是什么？”教師提供一張染色體的化學(xué)組成圖片，圖片中有染色體成分的標(biāo)注。引導(dǎo)學(xué)生觀察分析染色體的化學(xué)成分，可以得出染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。研究表明，在染色體行使功能時(shí)，DNA更加具備作為遺傳物質(zhì)的主要特性，也就是說DNA是遺傳物質(zhì)。

2. 設(shè)置問題，引導(dǎo)論證

教師再次設(shè)問：“為什么說DNA是遺傳物質(zhì)，作為遺傳物質(zhì)必須具備哪些條件？”學(xué)生根據(jù)課本小資料中“DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)”分組討論遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)，然后各組派代表闡述討論的結(jié)果，在教師的引導(dǎo)下，最后形成共識(shí)。作為遺傳物質(zhì)一般要具備以下條件：（1）能準(zhǔn)確地進(jìn)行自我復(fù)制，傳遞給下一代。（2）要有儲(chǔ)存大量遺傳信息的能力。（3）結(jié)構(gòu)要比較穩(wěn)定，不容易被破壞。（4）能控制生物的性狀和代謝。教師追問學(xué)生：如何證明DNA是遺傳物質(zhì)？教師引導(dǎo)學(xué)生做出一般性的推論，設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。

3. 呈現(xiàn)資料，支持主張

教師讓學(xué)生認(rèn)真閱讀教材中“DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)直接證據(jù)”，即肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。

（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

為了深入理解轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，在閱讀教材時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考一些問題：①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料是什么？②肺炎雙球菌的“活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”是如何進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何，根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么推論？③肺炎雙球菌的“離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”是如何進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方法是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？④根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？

在學(xué)生閱讀的基礎(chǔ)上，學(xué)生分組討論，并完成學(xué)案中的相關(guān)內(nèi)容，如實(shí)驗(yàn)材料R型菌與S型菌的比較。讓學(xué)生深入分析活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的四組小鼠實(shí)驗(yàn)，從而可以推理出，在加熱殺死的S菌中必然存在某種“轉(zhuǎn)化因子”使R菌轉(zhuǎn)化為有毒的S菌。

教師追問“轉(zhuǎn)化因子是什么？是DNA嗎？”，學(xué)生討論回答“離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方法：從活體的S型菌中抽提出DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，分別與R型菌混合，單獨(dú)地觀察它們的作用，只有其中的DNA組把R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。后來的研究不斷證實(shí)，DNA提取純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，師生共同推斷：DNA是遺傳物質(zhì)。

（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)

教師引導(dǎo)學(xué)生帶著問題認(rèn)真閱讀“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的活動(dòng)資料，使學(xué)生充分關(guān)注資料所提供的信息，特別是實(shí)驗(yàn)過程示意圖的分析。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行討論，討論時(shí)抓住因果之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。教師可以預(yù)先設(shè)置一些問題：為什么要用同位素標(biāo)記？標(biāo)記什么元素？實(shí)驗(yàn)過程中攪拌和離心的目的是什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路是什么？

最后，師生共同總結(jié)，本實(shí)驗(yàn)采用專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒——噬菌體和細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)材料，噬菌體成份簡單，由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的；用同位素35S和32P分別標(biāo)記不同噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，然后分別侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，實(shí)驗(yàn)結(jié)果35S的蛋白質(zhì)在上清液中，32P的DNA在沉淀中，這也說明了DNA 進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入。細(xì)菌內(nèi)新合成的噬菌體是根據(jù)噬菌體DNA合成的。

噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了DNA是遺傳物質(zhì)。

4. 引入反例，限定條件

論證到此，學(xué)生就會(huì)覺得DNA是遺傳物質(zhì)，遺傳物質(zhì)就是DNA。隨著對(duì)病毒研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多病毒中含有RNA，卻沒有DNA。教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中“煙草花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)”，證明了在只有RNA而沒有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。

師生討論得出：DNA是主要遺傳物質(zhì)。病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，有細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。

三、論證教學(xué)的反思

1. 論證教學(xué)有助于學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)

論證教學(xué)是高中生物課堂“讓教于學(xué)”的策略之一。它改變了“以教師教授為主，學(xué)生被動(dòng)接受”的課堂模式，轉(zhuǎn)換了教師的角色定位，教師從知識(shí)傳授權(quán)威轉(zhuǎn)為學(xué)生學(xué)習(xí)的引路人和學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)者。教師在課堂教學(xué)過程中給學(xué)生呈現(xiàn)資料，引導(dǎo)學(xué)生思考、探索，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)共同討論，幫助學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。

2. 論證教學(xué)可以增加同伴互助

論證教學(xué)時(shí)需要組建“研究共同體”，組內(nèi)成員圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)分工與合作，搜集資料，分析推理，發(fā)表主張，質(zhì)疑反駁，限定條件，共同完成論證教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生交流合作的能力。

3. 論證教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

論證能力可視為科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵能力之一。論證教學(xué)可以促使學(xué)生像科學(xué)家那樣收集整理資料，提出自己的主張，與同伴開展深層次地討論、質(zhì)疑、反駁，從而更清晰地知道生物核心概念的建立過程，有助于學(xué)生更好地掌握生物核心概念，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力等。

（作者單位：浙江省慈溪中學(xué) 315300）