例談在PBL視角的初中生物學課堂辯論中發展科學思維

徐益苗 （江蘇省南京市科利華中學 江蘇南京 210009）

1 科學辯論的歷史淵源

歷史上許多的科學飛躍都是以不斷地推翻前人結論為基礎的，這其中不乏哲學家們之間的激烈辯論，比如說著名的地心說和日心說、進化論和神創論。又例如到了近代，高分子化學奠基人施陶丁格在20世紀20年代與膠體論者展開了有關于高聚物結構的激烈辯論。正是由于這場爭論，促使施陶丁格更深入、更有目標地開展研究，最終建立起施陶丁格方程和大分子理論，并在1953年獲得諾貝爾獎。

事實上，科學家是以嚴謹求實和探究真理的態度參與到科學辯論中的，在辯論的前后，科學家都進行了大量的實驗和縝密的分析。施陶丁格的大分子理論在經歷3年的辯論后，逐步被科學界接受。原本站在其對立面的科學權威們也參與到完善和發展大分子理論的隊伍中來，在一定程度上推動了這一新理論的發展。科學辯論是科學界表達觀點、看法的一種重要形式，且在推動科學發展上發揮著重要的作用。在此過程中，學習科學家們表現出的思維品質和科學態度對認知發展中的學生是極具教育意義的。

2 課堂辯論：從認知沖突中發展學生的科學思維

科學發展的歷程常常伴隨著沖突和爭論，這和學生的認知過程有著類似的地方。學生在課堂接受新知識，會與前科學概念發生沖突。如在學生蘇教版教材《生物學》七年級上第七章第三節“綠化，我們共同的行動”時，就有學生指出書中配圖的問題。而學生的這一發現將課堂的參與者帶入了基于這一問題更深入的思考和更多元的生物學活動中。這與辯論有著共同的起因：認知沖突。

無論在科學發展的進程中，還是在課堂中，認知沖突都會引起人們更多的關注，推動著新概念的建構和理念的更新。在初中生物學課堂中，教師巧妙地利用或是引入認知沖突，能引導學生基于這一問題進行深入學習和思考。課堂辯論是一種有效的方式，不僅有利于增強學生主動學習的能力，指引學生從多角度看待問題，促進他們對教學重點和難點的把握，同時也能訓練學生的科學思維，提高其主動認識世界的能力，促進綜合素質的提升。

3 課堂辯論開展的流程、主要問題和對策：以“動物行為的生理基礎”的教學實踐為例

課堂辯論是在教學目標指導下，教師選擇合適的“沖突情境”（即問題），引導學生圍繞“沖突情境”，結合自身知識并通過自主學習后進行的。由于初中學生知識儲備有限、個體差異較明顯，因此從高效利用課堂時間和優化課堂呈現的角度出發，以團隊合作、課前籌備的形式能更有效地調動學生主動參與的積極性，同時能為學生的主動學習提供過程性指導。

3.1 課堂辯論的主要流程

課堂辯論主要分為教師準備、學生準備、課堂辯論和總結四部分。

3.1.1 教師準備

課堂辯論一般占用15 min左右的課堂時間，教師需要根據教學目標及教學內容，設置合理的“沖突情境”，用于解決建立“新概念”和更新“前科學概念”過程中可能出現的問題，或是引發學生對其中某一環節進行深入思考。

在蘇教版《生物學》“動物行為的生理基礎”這一節教學中，在學生知曉動物的行為類型根據其獲得途徑的不同可分為先天性行為和學習行為后，教師需要引導學生去分析一些復雜行為背后的原理。因此在主要教學內容完成后，教師可以播放一段由貓對主人發出類似漢語發音仿佛在乞食的視頻，從而引發學生思考：動物能學會說人話嗎？隨后，開展部分學生辯論、其余學生旁觀的課堂活動，以促使學生對動物這一行為產生的本質進行多角度的認識。通過課堂辯論，學生逐漸達成這樣的共識：這些動物并不是學會了說人話，它們不具備學會人類說話的生理基礎。這些行為是在不斷的條件反射后強化出的一種學習行為。

教師設計有意義的“沖突情境”能夠引導學生主動學習、深入思考，學生多角度的問題剖析有助于對知識展開全面的認知。在辯論中，教師不僅要關注辯論學生，也需以“任務單”的形式指導旁聽的學生從客觀的角度對辯論中的信息進行分析、綜合與評價，尋求自己的立場。同時在課堂辯論前，教師可以備好席卡等物品突出辯論的儀式感，以促進學生更投入地發揮。

3.1.2 學生準備

考慮到課堂容量和初中學生的知識儲備，教師可在上課前兩天將辯論主題告知學生，并按每組3或4人的規格進行分組，選出組長負責組內活動，整個小組形成“學習共同體”。學生了解辯論流程：每方依次發表本方觀點（一辯）、駁對方觀點（二辯）、自由辯論和總結本方觀點（四辯）。其中每方一、二、四辯發表時間各為1 min，自由辯論為每方3 min討論兩個問題。學生根據所屬立場和發言時間在課前擬定發言稿。在辯論中需要雙方思維的碰撞，因此雙方學生在上課前一天，將一辯的提綱或主要內容互相交換，供對方參考并有針對性地組織二辯和自由辯論內容。在辯論中可設學生主持人一名，負責辯論過程的推進。學生以“學習共同體”進行生物學學習活動，其剖析理解、分析綜合、語言表達和團隊協作等能力都可以得到綜合發展。

3.1.3 課堂辯論

課堂辯論是前期準備后的最后呈現。通過前期準備，在一、二辯環節中學生的自信度較強，發言內容的充實度一般較好。在自由辯論環節，辯論學生需要靈活選用手頭材料來組織語言維護本方觀點。教師在此環節可建議學生使用電子設備以提高調閱資料的效率。旁觀學生帶著任務單參與，記錄并分析雙方在辯論中的主要觀點，通過在課后以“微寫作”的形式表達自己想法或評價他人觀點，實現科學思維能力的發展。

3.1.5 總結階段

課堂辯論后，教師應與學生一起做好總結工作。在辯論中和“微寫作”中暴露出來的疑難問題應及時予以解決，對學生在“微寫作”中的內容可依據SOLO（Structure of the observed learning outcome）進行評價，對其中的優秀、有深度的作品也可以通過共同賞析的方式，促進教育目的的達成。

3.2 課堂辯論過程中的主要問題與對策

初中三年是學生科學思維發展的關鍵階段，起點低、個體差異大則是學生這一時期的主要特點。因此，教師對辯論準備過程的輔導非常重要，而學生在準備環節容易出現下列問題。

3.2.1 邏輯問題

學生出現的邏輯問題主要表現為從網絡中大段地復制、羅列文字，缺乏對所列文字內涵的判斷和分析，這就會導致其中有些并不能有效地支持本方觀點的內容易被對方利用。教師需要及時關注學生在辯論準備過程中形成的文稿，及時指出這類問題。

3.2.2 概念問題

學生出現的概念問題主要表現為對辯論主題中的關鍵詞處理過于隨意，出現“偷換概念”的現象。如辯題為“動物能學會說人話嗎”，有些學生在處理后就變為“動物能說話嗎”或是“動物能學會語言嗎”。這些類似的表達在語言要求嚴密、思維要求嚴謹的辯論中是存在漏洞的。

3.2.3 容量問題

學生出現的容量問題主要表現為發言內容過長或過短。如發言時間要求均在1 min，按學生正常語速，發言內容應為150～170字左右。教師在此范圍內指導學生適當添加觀點，使案例表述更清晰、立體，或指導學生對主要觀點、語言進行提煉，突出核心內容。

3.2.4 語言問題

語言問題主要表現為文稿具有明顯的語病、錯別字等問題。此外，教師還需要格外關注一辯立論的發言。由于初中生辯論經驗不足，容易出現通篇地舉例和表述后，缺乏表明或總結本方觀點的問題。在課前，教師可就辯論發言的框架性要求對學生進行指導，同時鼓勵學生在文稿完成后多讀幾遍，自主發現問題、改進語言。

3.2.5 發言問題

在辯論進行過程中，學生容易出現因擔心時間緊而快速讀文稿的現象，導致現場其他學生不能準確獲得發言信息。因此，教師在開場前對發言語速的指導也顯得尤為重要。

在課堂辯論的模式下，學生課前、課內的參與度都大大提升。通過課堂辯論，學生能多角度地看待、剖析生物學問題，通過實踐“向科學家一樣思考”實現科學思維的鍛煉和生物學核心素養的發展。當然，這一切都離不開教師在課前、課內有效的監控，積極的指導和有針對性的講解。