指向深度學習的生物學論證教學

安云彥 劉夢琦 李秋石

(河北師范大學生命科學學院 石家莊 050024)

1 指向深度學習的生物學論證教學的提出

1.1 深度學習與生物學論證教學的概念 深度學習是對所學知識進行批判性理解、整合性建構以及創新性遷移的一種學習方式，是一種高階思維為主導的學習方式，有利于培養學習者的高級思維能力和批判創新能力[1]。生物學論證教學是指在教學過程中引導學生基于資料和證據構建和發展自己的主張，并對自己和他人的主張進行質疑或辯護的一種教學過程，有利于學生科學思維的發展和科學探究能力的培養，符合新課程標準的要求。

1.2 深度學習與生物學論證教學的關系 深度學習與生物學論證教學具有內在一致性。一方面，生物學論證教學的目標指向深度學習，開展論證教學就是為了通過學生的深度參與以及批判反思實現對生物學知識的深度學習。另一方面，生物學論證教學的立論、求證以及辯駁的教學過程又是實現深度學習的有力途徑，學生通過探求證據發展高階思維，通過質疑辯護實現批判創新。

1.3 指向深度學習的生物學論證教學的提出 在實踐中，有些教師對深度學習的認識還停留在理解含義的水平，對于如何將深度學習的理念落實到課堂教學中仍需要進一步探索。同時，許多師生的論證意識相對薄弱，論證過程與實施要點模糊不清，論證教學在實踐中應用較少且大多流于形式。隨著高中新課程標準的提出，深度學習已成為生物學教育的必然目標，而論證教學作為實現深度學習的一個有力途徑也亟待廣大教育工作者的研究。基于此，現提出整合資料、探求證據、質疑辯護的指向深度學習的生物學論證教學內核以及實施精要，真正實現學生的深度學習，提高師生的論證意識與論證能力。

2 指向深度學習的生物學論證教學的內核

2.1 整合資料，構建論證主張 整合論證資料，構建論證主張是論證教學的基點，是學生建構主張的源泉。在整合資料的過程中，一方面要注意資料的邏輯性與科學性，資料內容應系統規范、精簡準確、重點突出，有利于學生快速分辨出論證問題的核心以建構自己的主張。另一方面，要注重資料的啟發性與藝術性，文字表述準確生動、圖文并茂，對學生生命觀念以及科學態度的培養具有一定的啟發作用。

以“基因在染色體上”為例，在整合資料階段，教師可以深入挖掘“薩頓假說”的相關科學史，分類整理后呈現給學生。首先向學生呈現的是薩頓的照片和簡單介紹，對學生科學態度和科學精神的培養產生一定的啟發；其次呈現薩頓在以蝗蟲細胞為材料研究精子和卵細胞形成過程時，發現的等位基因與同源染色體行為變化的對比表格。通過精簡規范的對比表格，學生可以快速構建“基因位于染色體上”這一主張。

2.2 探求證據，形成科學解釋 學生主動探求證據以對自己的主張進行科學解釋的過程是生物學論證教學的核心。探求證據的過程通常是以探究為特點的學生主動學習的過程，教師需要為學生提供探究的必備材料和理論知識，引導并鼓勵學生根據自己的主張明確探究問題、初步觀察思考、設計實驗方案、深度思維判斷最終形成科學解釋。

以“基因在染色體上”一節為例，在探求證據階段，教師需要為學生提供摩爾根實驗的前期科學史作為背景鋪墊，提供白眼雄果蠅和野生型雌果蠅作為實驗材料。學生首先在教師的幫助下小組合作完成白眼雄果蠅和野生型雌果蠅雜交的實驗方案設計，對實驗結果進行合理預測；之后，學生通過深度思維判斷，利用相應教具設計出紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅的測交實驗方案作為證據支撐，并對實驗結果進行合理預測；最終形成基因與染色體關系的科學解釋。

2.3 質疑辯護，實現批判創新 組織學生對他人和自己的主張進行質疑和辯護是生物學論證教學的精髓。教師要引導學生對別人的主張提出合理質疑，將注意力轉向主張的證據，如支撐主張的數據、事實、特征等，著力尋找該主張的限制條件以及其他可能性，從而對該主張進行駁斥。同時，教師也要引導學生接受別人的質疑，為其主張進行辯護，對于別人提出的其他可能性，要認真考慮，尋找依據將其剔除，并且提出針對自己主張的有力支撐。

以“基因在染色體上”一節為例，當學生利用白眼果蠅與野生型果蠅雜交實驗以及子一代測交實驗作為證據支撐“基因在染色體上”這一主張后，教師有必要引導學生對提出該主張的證據進行質疑，從實驗材料入手，提出基因還可能存在于原核細胞的DNA以及真核細胞線粒體或者葉綠體DNA上，從而駁斥原主張，得出原主張的限制條件，即“在真核細胞的細胞核中，基因位于染色體上”。

經過資料整合，構建論證主張、探求證據，形成科學解釋以及質疑辯護，實現批判創新這三個過程，實現了學生對于“基因在染色體上”這一論證由構建到求證再到質疑的深度分析的過程。教學的核心過程如圖1。

圖1 教學流程

3 指向深度學習的生物學論證教學的實施精要

3.1 辯證情境的創設 在生物學論證教學的辯護過程中，每一位參與者都扮演了雙重角色，一個是提出事實和證據，建構相關論證的提議者，另一個是批判性地提出問題來支持論證邏輯上薄弱環節的挑戰者。在雙重角色的驅使下，每一位參與者既要表達自己的觀點，又要批判性探討檢測其他參與者觀點，因此教師應當營造一個規則制約、嚴謹規范的辯證情境[2]。在辯證情境的創設過程中，教師首先要通過制定規則和提供資料使學生構建自己的主張，并對同主張的學生和異主張的學生進行學習小組的劃分，以創建辯證團隊和營造辯證氛圍。其次，教師要引導提議者進行證據的探求以及陳述，挑戰者則將主要矛盾集中于邏輯上或證據上的主要問題，挑戰者與提議者就某種主張形成對立觀點，通過相互提問的方式對該主張進行檢驗，以此來營造嚴謹規范的辯證情境。

3.2 學習共同體的建立 生物學論證教學的順利實施離不開學習共同體的建立與維護。學習共同體主要以同主張的小組為單位建立，小組內主要發揮學習共同體的合作協調的作用。對于整個班級而言，學習共同體之間則是異主張的，小組間主要發揮學習共同體的駁斥辯論的作用。學習共同體應該具有以下特點： 首先，學習共同體應具有心理氛圍的安全有效性。論證教學是一個持續論證的過程，需要學習共同體之間相互尊重、相互傾聽、相互提問、相互爭辯[3]。教師應著力構建一個安全有效點，使學習共同之間體既能平等對話，相互質疑，又不相互輕視，諷刺攻擊。其次，學習共同體應具有實踐交鋒的參與反思性。學習共同體不是一種形式團體，而是一種實踐反思團隊，教師一方面要杜絕“零參與”現象，使每個成員都能表達出自己的觀點、對他人的觀點進行合理分析。另一方面，教師要杜絕“過度參與”現象，主要表現為個別成員表現欲過強，或者是在整個論證過程中沒有任何反思行為，盲目堅持個人觀點等現象。