論證式教學在探究實驗中的應用

李 勇 任 力

(1.白山市第一中學，吉林 白山 134300； 2.白山市教育學院，吉林 白山 134300)

《普通高中生物課程標準》指出，科學探究既是核心素養的重要組成部分，又是課程的基本理念。探究實驗作為一種重要教學方式，如果應用不當，經常伴有耗時長，成本高，盲目性強，規范性差等問題。為解決這些不足，我們嘗試了很多辦法，發現將論證式教學和探究實驗相結合，是一種很有效的解決途徑。

生物學科中的論證式教學是指在教學活動中利用實驗、實踐和觀察，援引他人報告，搜集評價文獻資料等方法，對猜想或假設進行主張或批駁的教學方法。

基于生物學科背景進行的論證，包括觀察實物，實驗驗證，評價并借鑒相關的實驗，研讀各種文獻資源等。在教學活動中，把探究實驗中提出問題、作出假設、設計實驗、實施實驗、總結交流等各環節拆解成小問題，分別論證，才能保證探究的各細節精準科學，活動順利高效。

一、深度學習概念，保證論證問題的可探究性和實驗假設的合理性

探究實驗要求學生在教師的指導下發現問題并提出假設，并進行探索。通常針對一個教學內容，學生會提出很多問題，并作出眾多假設，但只有具有一定難度、具有研究價值、通過探究可獲得結論的問題才能成為探究活動的主題。這就需要教師帶領學生對問題所涉及的學科概念及知識背景進行深度學習，經過論證、篩選和修改，提升問題品質，使其具有可探究性，然后，確定自變量和因變量，并判斷兩者之間可能的關聯性，做出初步假設。再通過研讀文獻和預實驗等手段，論證假設的合理性，確定自變量的變化范圍、操作變量的方法、因變量變化幅度和具體現象及測量指標等。只有經過這樣嚴謹的論證，才能保證實驗假設的科學性和可行性。

二、論證實驗與課程資源的契合性

探究實驗強調學生自主學習，對課程資源高度依賴。這些資源廣泛分布于課堂內外，具有明顯的地域性和季節性，對課程資源的利用情況直接影響著實驗效果。在具體實施探究活動之前，應該通過文獻閱讀，觀察、實驗等方法進行論證，確定設計的實驗和所依賴的課程資源高度契合，保證課程資源能支持實驗的開展，同時要兼顧實驗材料的成本，對環境的影響，實驗的安全性和科學倫理道德等問題。

三、利用多種方法，論證探究過程的可操作性和科學性

在對探究過程進行論證時，可以通過文獻閱讀等方法，預估可能影響實驗結果的各項因素，設計各種無關變量的存在狀況，保證實驗中各無關變量可控、可衡量，保持整個實驗過程中始終條件恒定并最適，使實驗現象明顯，嚴格體現實驗變量間的因果關系。要了解并借鑒科學史中的經典實驗和其他相關研究，閱讀儀器和藥品使用說明書，熟練操作規范和流程，確定具體步驟，反復預演論證，保證實驗操作和測量精確有效。同時，通過論證確定實驗的安全性和穩定性，設計相關預案保證人身安全，保證實驗不對環境造成影響。還要利用多種方法論證，充分預估實驗中的各種可能情況，設計一組或多組對照實驗，保證實驗的嚴謹性和邏輯性。此外，還要充分考慮實驗中的各項影響因素，論證實驗失誤的可能性，并制定相應的規避方法。

四、借鑒經典實驗和相關研究，論證實驗設計和報告的規范性

學生在實施探究活動前，需要對細節進行充分論證，然后撰寫實驗設計，把對實驗原理、實驗變量、實驗假設、用具的選擇、操作技術、實驗步驟、注意事項等諸多方面論證成果落實在規范的實驗設計中。通過討論和教師指導評價，確定合格之后再付諸實踐，不能只有簡單思路就盲目實施。

實驗操作結束后，要格外關注異常數據和現象，論證分析出現的原因，然后根據實際情況做出處理建議，不能隨便舍棄或修改。如果實驗未達到預期效果，要對設計進行修改或重新設計論證，繼續進行探究。對合格的數據和現象詳細全面記錄，通過跟對照組的對比分析，判斷實驗假設的真偽，得出結論。

需要注意的是，實驗報告是對實驗進行記錄概括的重要材料，也是進行匯報交流的依據，教師可以引導學生借鑒前人的經典案例，規范格式和語言，尤其對表述實驗結果的圖表和模型要經過反復推敲和論證，才能形成最終結論。

探究強調學生的創新思維和發散思維，但不是天馬行空，需要遵循科學原則和實驗規范。論證式教學和探究實驗的融合，細化了實驗的各環節的具體行為，為每一個細節都提供了有效保障。利用論證本身的嚴密性和邏輯性，提高實驗的成功率，增強實驗說服力，讓教學活動更接近真正的科學探索過程，充分挖掘探究實驗的獨特的教育價值和育人功能，使學生的科學精神和實驗技能得到更大程度的提升。