論證式教學的嘗試

崔小亮

論證式教學是探究式教學發展的新圖景。在科學教學中實施論證式教學，有利于扭轉探究式教學“形式化”的趨勢，使探究式教學成為融合知識學習、思維發展、科學本質觀深化的學習過程。本文以“細胞不能無限長大”作為案例，論述論證式教學的一般過程與論述模型，讓學生經歷類似科學家的評價資料、提出主張、為主張進行辯駁等過程，培養學生科學的思維方式。

論證式教學解析

從語義上講，“論證”（argumenf）源自拉丁文“argumentum”，其本意是“使……清晰”（to put into clear light）。而漢語詞典對“論證”的解釋有下列義項：引用論據來證明論點的過程和方法；論述和證明；理論的根據。由此可見，從基本含義上講，論證指的是引用證據來說明事理，使其變得更清晰。進一步明晰不同領域中有關“論證”的主要觀點：從邏輯學領域來看，布萊克波恩（s.Blackburn）認為論證是形式邏輯，需關注前提、推理形式、結論之間的相關性；從自然科學領域來看，希斯蒙都（S.Sismondo）認為論證是基于證據說服同行或者其他人的一種活動；從認知心理學上來看，庫恩（D.Kuhn）認為論證是認知過程，各種不同的觀點相互“交鋒”，產生認知沖突，促進思維的發展。綜上可以看出：論題是論證得以產生的基本前提，證據是進行論證的依據，思維的共享、交鋒是論證的核心環節，達成較為可接受的結論是論證的目的。

論證式教學非常注重證據，期待學生以提供理由的方式來互動交流，捍衛或批駁某個立場或觀點，是一種充滿“理性”的教學方式；與“形式化”的探究式教學相比，論證式教學認為實驗等活動是獲取證據的重要途徑，關注學生基于證據的論證，注重知識獲取和思維發展的有效融合。論證式教學的一般模式，如下圖的表框中所示。論證式教學策略在《細胞不能無限長大》一課中的應用示例。從生活實例中提出論證的主張，從表框中關于細胞大小的數據引入，引導學生提出“細胞為什么這么小？”這一個問題，從而得出“細胞不能無限長大”這一個所需論證的主張。

利用實驗數據，物理模型來作為“細胞不能無限長大的”這一主張的論據。課本“細胞大小與物質運輸關系”的模擬實驗，完成表框中數據填寫；利用實驗結果進行分析整理，結果如表格中曲線展示。引導學生得出結論：細胞太大，相對表面積太小，與外界物質交換的效率低，影響細胞的生存，因此，細胞不宜太大。利用數學上的邏輯推理來支持所提出的主張。教師提供球體的表面積與體積公式讓學生來推導，設球體r為半徑，則球體的表面積計算公式：S=4πr2，球的體積計算公式：V=（4/3）πr3，由數學公式推導可知：球體相對表面積的為3/r，從而得出細胞的半徑越大，相對表面積越小的結論，進一步支持了所提出的主張。

質疑，提出反例

除了運用物理模型和數學模型對細胞表面積與體積之比和細胞物質運輸效率的關系進行主張的支持外，在問題的論證過程中，除了正向論證主張，還可從反面實例來論證。

反例①：高等動植物細胞的直徑大約為幾十微米。但也有例外，如卵細胞就特別大：鴕鳥卵細胞直徑為5cm，雞卵細胞2cm-3cm，人卵細胞200um。卵細胞為什么比較大呢？學生討論，教師總結：卵細胞的卵黃中貯存了大量營養物質。卵裂初期所需的營養物質由卵黃提供，不是靠細胞外物質的輸入；細胞的表面積與體積之比限制細胞的物質運輸，而卵細胞內部儲存了大量的營養物質，不受相對表面積的限制，就可以長得比較大。反例②：原生動物眼蟲、變形蟲的細胞長的比較大，難道它們細胞的生長不受細胞表面積與體積比的限制嗎？教師提示：這些原生動物細胞內有個特殊的結構是伸縮泡。它的存在可以調節原生動物水份的收集，兼有排泄的作用；它的伸縮，可以起到調節細胞表面積與體積比的作用。

從上面內容看出，某些細胞可以長的比較大，是長期進化過程中自然選擇的結果。有些細胞由于處在特定的發育時期，自身代謝比較緩慢，部分地解除了相對表面積對細胞物質運輸效率的限制。某些動物進化出特殊的結構（如伸縮泡），從而減少相對表面積對細胞代謝的影響；因此，細胞要長的很大，就需要其他物質和特化結構來補償細胞變大所帶來的負面影響。

總結與反思

本文教學過程的設計根據著名的Toulmin論證模型的六個成分：資料：為學生提供必修的材料和信息；主張：試圖論證的結論；理由：材料與主張的橋梁，是論證的證據；支持；反例；限定條件。這六個要素的基礎上展開的，想通過這種形式的教學模式使個體超越自己的認識，看到那些與自己不同的理解，使學生理解更加豐富和全面，就必須通過師生之間，學生之間充分的論證交流，使自己知識結構的“根”挖得更深，思維過程暴露得更充分。因此，論證式教學更重視證據的解釋、評價等教學環節，注重個體的主體性認識的形成，達成較為合理的結論，深化對科學本質的理解。

（作者單位：福建省廈門第一中學）