貫穿式情境在論證式教學(xué)中的應(yīng)用

孫蕾

摘要基于課程標(biāo)準的要求和生物學(xué)科學(xué)的思維規(guī)律，在初中生物學(xué)“生物進化的原因”教學(xué)實踐中，創(chuàng)設(shè)古長頸鹿進化的情境，并提出核心問題“古長頸鹿為什么會進化出現(xiàn)代長頸鹿和霍加狓”？為解決這一核心問題，以古長頸鹿的進化為主線，設(shè)計貫穿課堂的系列教學(xué)活動。在貫穿式情境中通過應(yīng)用圖爾敏論證模式，開展論證式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家達爾文一樣提出主張，為主張進行支持或辯駁，從而學(xué)會支持、評價和修正主張的方法技能，發(fā)展科學(xué)思維，認同生物進化的觀點，初步形成進化與適應(yīng)觀。

關(guān)鍵詞 貫穿式情境 論證式教學(xué) 科學(xué)思維 進化與適應(yīng)觀

中圖分類號 G633.91

文獻標(biāo)志碼 B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準（2017年版2020年修訂）》指出：生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，是在解決真實情境中的實際問題時所表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力?？梢?，創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境對發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是非常必要的。下面嘗試利用圖爾敏論證模式——TAP模式（圖1），結(jié)合貫穿式情境開展教學(xué)，以古長頸鹿的進化為主線，通過解決核心問題“古長頸鹿為什么會進化出現(xiàn)代長頸鹿和霍加狓”，來實現(xiàn)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1教材分析和設(shè)計思路

“生物進化的原因”選自人教版《生物學(xué)》八年級下冊第七單元第三章第三節(jié)。本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)地球上生命起源和生物大致進化歷程之后，進一步探究生物進化的原因?！读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準（2011年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準》）對本節(jié)課的具體要求是：認同生物進化的觀點，同時幫助學(xué)生構(gòu)建重要概念：生物的遺傳變異和環(huán)境因素的共同作用，導(dǎo)致了生物的進化（以下簡稱本節(jié)重要概念）。

此外，著名生物學(xué)家達爾文將著作《物種起源》描述為一項長期的論證項目，他制作了大量動植物標(biāo)本作為證據(jù)，經(jīng)過嚴謹?shù)赝评砗驼撟C，總結(jié)提煉為自然選擇學(xué)說。因此，改傳統(tǒng)討論式課堂為論證式教學(xué)迫在眉睫。從學(xué)情上看，初二的學(xué)生雖然知道達爾文的著作《物種起源》，也具備一些如遺傳、變異和適者生存等有關(guān)生物進化的前概念，但是對自然選擇學(xué)說知之甚少，而生物進化的學(xué)習(xí)對邏輯思維要求較高，因此學(xué)生對生物進化的原因比較難理解。討論等傳統(tǒng)方式缺乏論證過程，嚴謹性低，不利于學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)，也不利于學(xué)生構(gòu)建本節(jié)的重要概念。而科學(xué)論證是一個包括許多復(fù)雜的認識策略和技能的社會性過程，需要利用自然界的證據(jù)，在推理的基礎(chǔ)上構(gòu)建、質(zhì)疑和評判主張。

教師創(chuàng)設(shè)古長頸鹿進化的貫穿式情境，采用自主學(xué)習(xí)和小組合作論證的方式，有利于幫助學(xué)生依據(jù)圖爾敏論證模式，“以科學(xué)家的思維方式”掌握生物學(xué)概念，形成科學(xué)的思維方式。

2教學(xué)目標(biāo)

1通過分析霍加狓與長頸鹿的進化，構(gòu)建重要概

念：生物的遺傳變異和環(huán)境因素的共同作用，導(dǎo)致了生物的進化、認同自然選擇學(xué)說。

2根據(jù)事實和證據(jù)，能夠通過一定的邏輯方法論證自己的主張，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。

3通過分析珍稀動物霍加狓進化的原因，形成關(guān)愛野生動物的生命、愛護環(huán)境的美好品質(zhì)。

3教學(xué)過程

3.1創(chuàng)設(shè)情境，感受概念

教師播放英國動物園誕生珍稀動物霍加狓的視頻，并描述霍加狓的外形：霍加狓是一種大型哺乳動物。新出生的小霍加狓十分呆萌可愛，外貌怪異，身上有許多動物的特征，其后部有黑白交替的條紋，使它看上去非常像一匹斑馬。教師提出問題：小霍加狓十分孤單，請觀察霍加狓的外貌特點，幫助霍加狓找親戚。牛、驢、斑馬、長頸鹿哪一個與它的親緣關(guān)系近？學(xué)生討論后，回答：長頸鹿。

教師追問：霍加狓與長頸鹿有共同的祖先是古長頸鹿，有親緣關(guān)系。為什么相同祖先的后代卻存在明顯的差異？教師提出問題，引發(fā)學(xué)生的認知沖突，使學(xué)生初步感知概念，并鼓勵學(xué)生積極思考后提出問題。例如，現(xiàn)代長頸鹿為什么有長脖子？霍加狓為什么沒有長脖子？

3.2科學(xué)論證、建構(gòu)概念

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：現(xiàn)代長頸鹿和霍加狓在外貌上有諸多差異，在頸部長度差異顯著，現(xiàn)代長頸鹿的脖子可長達2m，霍加狓的頸與古長頸鹿差不多。古長頸鹿為什么會進化出兩種頸長差異顯著的生物？學(xué)生分小組像科學(xué)家達爾文一樣開展論證活動，構(gòu)建本節(jié)的重要概念，實現(xiàn)本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.2.1論證1：生物為了生存進行生存斗爭

教師創(chuàng)設(shè)情境，提供資料：野生長頸鹿、大象等生物有很強的繁殖能力，達爾文曾以大象為例研究生物的繁殖能力。如果一頭雌象一生產(chǎn)仔6頭，每頭活到100歲，而且都能進行繁殖的話。那么750年后，一對象的后代就可達1900萬頭。一只家蠅一次產(chǎn)卵1000個左右，每10天產(chǎn)生一代，按全部成活來計算，一對家蠅在一年中產(chǎn)生的后代可以覆蓋整個地球。并提出問題：古長頸鹿的繁殖能力非常強，地球上物種內(nèi)的個體數(shù)能保持穩(wěn)定，地球為什么未曾被古長頸鹿等生物全部占領(lǐng)？

為解決“地球為什么沒有被古長頸鹿等生物全部占領(lǐng)？”，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)學(xué)歷案和教材中的相關(guān)資料，論證“個體間存在生存斗爭，古長頸鹿無法過度繁殖”這一主張。注意提示學(xué)生：依托圖爾敏論證模式，使用證據(jù)構(gòu)建論證。教師整理、綜合全班的證據(jù)和推理，完成圖2。

學(xué)生小組經(jīng)過推理，提出主張：生物有過度繁殖的傾向。證據(jù)是大象和果蠅都有過度繁殖的現(xiàn)象，因此推測一對家蠅在一年中產(chǎn)生的后代可以覆蓋整個地球，750年后，一對大象的后代就可達1900萬頭。部分學(xué)生提出質(zhì)疑：地球上資源是有限的，物種內(nèi)的個體數(shù)保持穩(wěn)定，因為盡管生物有過度繁殖的傾向，但地球上生物賴以生存的食物和空間等資源是有限的。學(xué)生小組完善修改主張，并得出新的主張：個體間存在生存斗爭，導(dǎo)致古長頸鹿無法過度繁殖。所以地球未曾被古長頸鹿等生物全部占領(lǐng)。

3.2.2論證2：自然選擇是生物進化的原因

教師提供資料：古長頸鹿有過度繁殖的傾向。生物都有遺傳和變異的特性，古長頸鹿后代有頸長一些的和頸短一些的，頸的長短是可以遺傳的，為生物進化提供了原材料。部分古長頸鹿遷到稀樹草原生活，生存的環(huán)境條件發(fā)生變化，稀樹草原的樹木多為傘形，樹葉集中在上層。古長頸鹿以樹葉為主食，稀樹草原樹木短缺，古長頸鹿需要競爭樹葉當(dāng)食物，才能獲得生存的機會。由于地球上資源是有限的，那么，古長頸鹿怎么通過生存斗爭進化出具有長頸標(biāo)志的現(xiàn)代長頸鹿呢？長頸鹿頸的長短是可以遺傳的，什么樣的個體能在生存斗爭中取得勝利？生存斗爭勝利的個體會獲得哪些福利？

教師挑選不同身高的學(xué)生扮演不同頸長的長頸鹿。在黑板上用貼紙貼上樹葉，學(xué)生捕食樹葉獲得食物。吃到樹葉的長頸鹿生存下來，吃不到或者數(shù)量少的被淘汰。學(xué)生扮演長頸鹿，演繹生物進化的過程，通過角色扮演的游戲，學(xué)生真實感受生物為爭奪食物而進行激烈的生存斗爭，體會長頸鹿的長頸優(yōu)勢。逐漸認同生物進化的觀點：可遺傳的變異是生物進化的原材料，生存斗爭是生物進化的動力，經(jīng)過激烈的生存斗爭適者生存，不適者被淘汰。

接著，教師播放在納米比亞埃托沙國家公園視頻：長頸鹿正在為爭奪配偶而奮力搏斗，它們的脖子糾纏在一起，看起來就像是在非洲平原上跳舞一般。盡管這些長頸鹿看起來彼此十分友好，激烈的爭斗有的時候會引發(fā)死亡。并提出問題：雄性長頸鹿進行打斗，它們在爭奪什么？生存斗爭勝利的個體會獲得哪些福利？古長頸鹿怎樣進化出具有長頸標(biāo)志的現(xiàn)代長頸鹿？

學(xué)生小組利用給出的資料，結(jié)合教材尋找證據(jù)、科學(xué)推理：什么樣的長頸鹿能在斗爭中取得勝利？教師提示學(xué)生：使用證據(jù)構(gòu)建論證，最后推理論證“古長頸鹿怎樣通過生存斗爭進化成現(xiàn)代長頸鹿”。教師整理和綜合全班的證據(jù)，最后引導(dǎo)學(xué)生得出推論，分析生物進化的原因，最終構(gòu)建出本節(jié)的核心概念。

對問題“古長頸鹿怎樣通過生存斗爭進化成現(xiàn)代長頸鹿”，首先，學(xué)生小組提出主張1：具有有利變異的個體，生存的機會多。證據(jù)1：古長頸鹿后代存在變異，部分變異是可遺傳的。證據(jù)2：古長頸鹿中有利變異的個體容易留下后代。因為頸長一些的長頸鹿吃到樹葉獲得生存，并容易留下后代。緊接著，部分學(xué)生對主張1提出質(zhì)疑：原雞只經(jīng)過一代的馴養(yǎng)不能進化出新類型，新品種肉雞的培育需要經(jīng)過千年逐代的積累。學(xué)生小組完善修改主張1，重新得出主張2：具有有利變異的個體逐代積累，不斷進化才能出現(xiàn)代長頸鹿（新類型），全班學(xué)生根據(jù)圖爾敏論證模式，合作論證得出結(jié)論（圖3）。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析古長頸鹿進化成長頸的現(xiàn)代長頸鹿的原因：生物的遺傳變異是生物進化的內(nèi)因，環(huán)境因素是生物進化的外因。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生自主構(gòu)建本節(jié)重要概念：生物的遺傳變異和環(huán)境因素的共用作用，導(dǎo)致了生物的進化。自然選擇是生物進化的原因。

3.3聚焦問題、深化概念

教師展示資料：全球的霍加狓數(shù)量可能只有約30000只，目前被列為了瀕危物種。霍加狓原本生活在非洲剛果境內(nèi)的森林之中，由于長期的內(nèi)戰(zhàn)且它們大多生活在密林，人們極少在野外發(fā)現(xiàn)活的霍加狓極難，所以對野生霍加狓群知之甚少。生活在熱帶雨林中霍加狓并不缺乏食物，沒有進化為現(xiàn)代長頸鹿的長脖子?；艏訝鵀槭裁礇]有進化出長脖子？

教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用達爾文的生物進化理論解釋霍加狓進化的原因。教師追問：霍加狓與現(xiàn)代長頸鹿兩種生物進化的環(huán)境條件有什么不同，對生物進化有影響嗎？談?wù)勅绾伪Ｗo霍加狓等珍稀動物。

4教學(xué)反思

教師設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)推理論證。學(xué)生依據(jù)證據(jù)進行支持或質(zhì)疑，得出：長頸的長頸鹿是有利的變異，容易生存下來并將有利變異遺傳給下一代，經(jīng)過逐代積累，頸長的特征越來越顯著，古長頸鹿通過自然選擇進化成長頸的現(xiàn)代長頸鹿。學(xué)生經(jīng)過這個過程，初步形成生物適應(yīng)環(huán)境的生物進化觀，構(gòu)建出本節(jié)的重要概念，認同自然選擇是生物進化的原因，同時理解自然選擇學(xué)說的內(nèi)容。教師引導(dǎo)學(xué)生比較分析霍加狓與現(xiàn)代長頸鹿的進化的差異，使學(xué)生理解自然選擇的方向不同導(dǎo)致生物進化的方向不同，幫助學(xué)生形成生物適應(yīng)環(huán)境的生物進化觀。解決核心問題“古長頸鹿為什么會進化出現(xiàn)代長頸鹿和霍加狓？”既是對導(dǎo)入情境的呼應(yīng)，又是對學(xué)生核心概念的掌握情況評價，從而達到深化本節(jié)核心概念的目的。

貫穿式情境具有很多優(yōu)點，其中最顯著的一點是防止情境破碎化，便于持續(xù)地吸引學(xué)生注意力，利于學(xué)生思維的連續(xù)性。為構(gòu)建本文的重要概念，教師創(chuàng)設(shè)古長頸鹿進化的貫穿式情境，提出核心問題“古長頸鹿為什么會進化出現(xiàn)代長頸鹿和霍加狓”。教師圍繞核心問題以“情境—問題—活動”為主線開展概念教學(xué)，幫助學(xué)生在適宜情境中實現(xiàn)“問題-概念-素養(yǎng)”的進階。教師創(chuàng)設(shè)貫穿式情境，使學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家達爾文的論證過程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會逐步通過資料提出主張，進行推理，促進學(xué)生應(yīng)用論證方法解決實際問題，形成生物適應(yīng)環(huán)境的生物進化觀，從而提升了學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：16-17.

[3]許桂芬“.細胞核：系統(tǒng)的控制中心一節(jié)論證式教學(xué)嘗試[J].生物學(xué)通報，2014，49（2）：33.

[4]譚永平.試論中學(xué)生物學(xué)教材和教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2019，（6）：8-10.

3422501908228