基 于ADI理念的高中生物學教學運用

2008年，學者Sampson提出將科學探究活動和教學實踐相結(jié)合，強調(diào)了科學探究在教育過程中的重要性，強調(diào)采取觀察、實驗、推理和交流等方式引導學生探索自然界生物變化的現(xiàn)象和規(guī)律?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版2020年修訂）》明確指出，教師在高中生物學科的教學中應高度關(guān)注學生在學習過程中的實踐能力，并加強學生的實驗探究能力。這一要求體現(xiàn)了新課程標準對培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)、提升科學素養(yǎng)及實踐能力的高度重視。

一、ADI教學模式概述

ADI（Argument-Driven Inquiry）教學模式，又稱為論證探究式教學，是一種將科學論證與實驗探究相結(jié)合的教學模式，強調(diào)了科學論證的重要性。ADI教學模式通過模擬科學家對某一問題的探究與論證過程，使學生深人問題本身，經(jīng)歷設(shè)計實驗方案、收集實驗數(shù)據(jù)、實施實驗過程、展開實驗論證、撰寫實驗報告等環(huán)節(jié)，對傳統(tǒng)課堂教師灌輸式教學方式進行了優(yōu)化，讓學生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為中心的探究式學習。

二、ADI教學模式在教學中的運用步驟

ADI教學模式是一種以科學論證為核心驅(qū)動力、以“證據(jù)一解釋”為導向的教學模型，通過將論證教學與科學探究學習進行有機結(jié)合，引導學生對探究數(shù)據(jù)的論證、解釋、反思來參與科學實踐活動。ADI教學模式在教學中的運用主要分為以下五個步驟。

步驟一：根據(jù)目標，提出問題

教師要根據(jù)教學目標和學生需求，精準定位各章節(jié)及知識點的重要性，并對教材的整體結(jié)構(gòu)進行剖析，明確各章節(jié)間的邏輯關(guān)系，引發(fā)學生對科學問題探究的興趣，鼓勵學生主動提出探究性問題，協(xié)助學生確定科學探究的問題與任務(wù)。

步驟二：設(shè)計方案，收集數(shù)據(jù)

在提出問題的基礎(chǔ)上，教師要引導學生圍繞明確的探究問題進行實驗方案設(shè)計，主要包括詳盡的實驗自的所需的材料清單、具體的操作步驟等方面，鼓勵學生主動參與實驗設(shè)計，提升學生的創(chuàng)新思維。隨后，教師負責準備所有必需的儀器、設(shè)備和試劑，確保它們處于良好狀態(tài)并符合實驗要求，同時加強安全措施以預防潛在風險。在學生方面，實驗前的預習是不可或缺的，教師需引導學生了解實驗原理、步驟及注意事項，為學生提供必要的指導和幫助。在此期間，教師鼓勵學生在實驗設(shè)計和論證過程中發(fā)揮創(chuàng)意，促進學生之間的溝通與協(xié)作，提升團隊精神和創(chuàng)新能力。

步驟三：分析數(shù)據(jù)，初步論證

教師要引導學生運用所學的科學知識對數(shù)據(jù)進行初步分析，提出學生的見解并構(gòu)建初步的論證框架。

步驟四：深入分析，分享研討

為了深化學生對實驗結(jié)果的論證，教師可以引導學生通過分組討論的形式對研究數(shù)據(jù)進行分析與討論，在質(zhì)疑與反駁中引導學生不斷完善論證內(nèi)容，逐漸提升學生的科學探究能力和批判思維。

步驟五：反思論證，總結(jié)報告

在科學實驗探究結(jié)束后，教師首先要引導學生將實驗過程中的觀察、數(shù)據(jù)分析和論證結(jié)果系統(tǒng)地整合成書面報告，讓學生對自己所研究的實驗情況進行反思評價。其次，教師可以通過雙盲評議的方式，將隱去學生的個人信息的報告分發(fā)給不同的小組進行評議，引導學生從不同角度提出改進意見，多層次進行實驗交流。最后，教師和學生共同總結(jié)ADI教學模式的實施效果，反思教學過程中的得與失，為今后的教學提供參考和改進方向。

三、ADI教學模式在高中生物學教學中的運用策略

（一）明確教學目標，引導學生主動思考

在ADI教學模式下，教師要明確高中生物學教學的核心目標，堅持學生在課堂教學中的主體地位，根據(jù)學生的發(fā)展情況開展教學活動。以人教版高中課程標準實驗教科書第一冊（必修）為例，對教學目標進行分析。其包括生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命的基本單位一一細胞，生物的新陳代謝，生物的生殖和發(fā)育這幾部分。對教學內(nèi)容進行分析，主要由細胞的概念、細胞的組成、細胞的基本結(jié)構(gòu)、細胞的物質(zhì)輸出和能量輸入、細胞的能量供應和利用、細胞的生命歷程的六大部分組成。教學目標主要圍繞：一是理解生物學的基本含義、科學原理、發(fā)展規(guī)律和應用模型等方面的知識，初步形成對生物體細胞的結(jié)構(gòu)和功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點；二是能夠正確操作基礎(chǔ)的實驗器具、掌握信息搜集和處理實驗數(shù)據(jù)、進行生物學的操作等技能；三是認識生物學的價值，能夠準確理解科學、技術(shù)、社會之間的關(guān)系等方面，教師要制定具體的、可操作的教學目標，涵蓋學生對高中生物學的知識掌握、技能培養(yǎng)、思維發(fā)展、情感價值等維度，確保教學活動既符合《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》又貼近學生實際。

（二）創(chuàng)設(shè)實驗方案，開展論證探究

在ADI教學模式的引領(lǐng)下，創(chuàng)設(shè)富有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的問題，引導學生主動探索、設(shè)計實驗方案并開展論證探究，是促進學生深度學習和思維能力發(fā)展的關(guān)鍵途徑。以設(shè)計實驗來“探究植物光合作用的原料和產(chǎn)物\"為例，步驟如下：

1.設(shè)計實驗目的

① 通過實驗了解生物的光合作用過程，加強對光合作用的認識。② 了解光合作用的重要性，闡述生物進行光合作用中需要的原料。③ 體會科學研究的實驗思想及方法，提高動手實驗能力。

2.實驗假設(shè)

光合作用需要二氧化碳（或二氧化碳是光合作用必需的原料），光合作用產(chǎn)生氧（或光合作用的產(chǎn)物有氧氣）

3.實驗原理

光合作用是植物通過光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖分的過程。光合作用的反應中需要光、葉綠素、水和二氧化碳。

4.實驗步驟

① 在廣口瓶中加入蒸餾水至合適位置，取新鮮的、生長旺盛的沉水植物若干枝放入廣口瓶中，并安裝好實驗裝置，觀察裝置氣密性良好。

② 將實驗裝置放在太陽光下照射一段時間，觀察裝置中有無氣泡產(chǎn)生。

③ 打開裝置上的兩個開關(guān)，然后用力通過其中一個管子向瓶內(nèi)吹氣；吹完氣后，關(guān)閉一個開關(guān)，保持瓶內(nèi)的密封狀態(tài)，再次將裝置放在陽光下照射，大約等待5分鐘。

④ 當廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生的氣體達到一定量時，打開之前關(guān)閉的開關(guān)。然后，取一根帶有火星的衛(wèi)生香，迅速靠近另一個管子口，觀察現(xiàn)象。

5.實驗探究

通過對照實驗，通氣前無二氧化碳，不能進行光合作用，而通氣后有二氧化碳能進行光合作用，可推測植物的光合作用需要二氧化碳。

（三）分析實驗論證，初步得出結(jié)論

在ADI教學模式下，實驗論證是提升學生科學探究能力和批判性思維的重要環(huán)節(jié)。通過引導學生積極參與實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與討論，教師要引導學生積極參與實驗設(shè)計，提供讓學生選擇實驗主題、設(shè)計實驗步驟的機會，鼓勵學生對問題提出假設(shè)性實驗并設(shè)計實驗方案進行論證。

以“溫度如何影響酶活性\"的問題為例，學生根據(jù)已有知識提出假設(shè)：在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶活性增強，反應速率加快：但當溫度超過一定限度時，酶活性會下降甚至失活。根據(jù)假設(shè)，教師引導學生在實驗室中通過觀察反應物的消耗或者產(chǎn)物的生成速度，來論證“溫度的升高或降低對酶的活性產(chǎn)生影響\"的觀點是否正確?；跀?shù)據(jù)分析結(jié)果，學生得出初步結(jié)論：“在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶活性增強，反應速率加快；但當溫度超過一定限度時，酶活性受到抑制甚至失活。\"這一結(jié)論與酶活性的溫度依賴性原理相符。

（四）深入探究論證，分享反饋討論

教師可以在課堂上通過組織小組討論、全班辯論和角色扮演等形式，讓學生深入探究生物觀點與實驗數(shù)據(jù)，同時提供及時反饋和指導，幫助學生識別論證觀點中的不足，教授學生運用邏輯推理、舉例論證、數(shù)據(jù)分析等方法，培養(yǎng)邏輯思維。在討論結(jié)束后，教師引導學生進行總結(jié)，自己則對學生的表現(xiàn)進行點評，并反思教學方法和策略，以不斷提高課堂討論的效果，旨在培養(yǎng)學生的邏輯思維、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和溝通表達能力，為他們的學術(shù)研究和實際工作打下堅實基礎(chǔ)。

（五）注重反思評價，提升教學質(zhì)量

反思評價是推動教學質(zhì)量提升和學生與教師共同成長的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在反思評價過程中，教師可以通過建立多元化評價體系，全面考慮學生的學習成果，涵蓋考試成績、課堂互動、作業(yè)質(zhì)量、團隊協(xié)作、實驗技能及思維能力等方面，確保評價的全面性和客觀性，為學生提供個性化學習指導。同時，教師要鼓勵學生進行自我反思，通過審視學習過程和成果，識別自身優(yōu)點與不足，制定有效學習策略，驅(qū)動自我完善與成長。教師在反思評價中扮演著重要角色，在基于學生反饋與教學目標達成的情況下，要定期總結(jié)教學經(jīng)驗，靈活調(diào)整教學策略，不斷追求教學優(yōu)化。此外，教師緊跟教育前沿，吸納新思想、新方法，確保教學的創(chuàng)新性與時代契合度。

四、結(jié)束語

綜上所述，基于ADI理念的高中生物學教學模式，不僅豐富了高中生物學的教學內(nèi)容，創(chuàng)新了教學方法，更重要的是，它促進了學生科學思維的發(fā)展，提升了學生的論證能力和科學素養(yǎng)。文章通過系統(tǒng)分析ADI教學模式在課堂教學中的運用，提出優(yōu)化教材內(nèi)容、明確教學目標、創(chuàng)新實驗設(shè)計、注重反思評價等教學運用策略，將ADI教學模式有效融入高中生物學教學中，深人培養(yǎng)學生的科學思維、論證能力和實踐創(chuàng)新能力，發(fā)揮ADI教學模式在生物學教學中的重要效能。

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