基于重要概念的論證式教學課例研究
——以浙科版“生物的多樣性、統一性和進化”為例

（寧波市效實中學 浙江寧波 315000）

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出高中生物學課程既要讓學生獲得基礎的生物學知識，又要讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法，在此主動學習過程中，學生逐步形成生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任4個方面生物學學科核心素養。其中針對不同需求的學生，科學思維要求達到的水平可劃分成4個維度，水平一到四，難度以此增加，但基于科學事實的論證形成生物學概念，并用這些概念解釋生命現象是基本要求。而且，浙江省近年來選考紙筆測試越來越側重通過考查學生的論證技能，從而檢測學生的科學思維水平。因此，在課堂中引入論證式教學活動是目前較為有效的方式。

1 論證式教學策略

20世紀90年美國首先將論證式教學引入課堂，組建一個類似科學家研究共同體的班級學習共同體，再分成若干個合作學習小組，通過小組討論的方式進行論證，再將論證的結論在全班交流、反思、修正，即讓學生經歷科學家評價資料、提出主張、為主張進行辯駁等構建理論知識的過程。

結合高中學生的思維特點和知識體系，教師可借鑒CER論證模型進行論證式教學（圖1）。其中，主張即試圖證明和維護的正當結論；證據是支持主張的，通常由數據組成，包括對自然界的觀察、測量或實驗的研究結果；使用恰當的科學概念或原理解釋證據如何支持主張的過程即推理。在此基礎上，教師結合實際情況形成適合在課堂中應用的科學論證模式：①獲取關鍵證據；②進行合理推理和闡述；③得出主張。

2 “生物的多樣性、統一性和進化”論證式教學初次實踐

重要概念4.1“地球上的現存物種豐富多樣，它們來自共同祖先”由次位概念4.1.1“嘗試通過化石記錄、比較解剖學和胚胎學等事實，說明當今生物具有共同的祖先”和4.1.2“嘗試通過細胞生物學和分子生物學等知識，說明當今生物在新陳代謝、DNA的結構與功能等方面具有許多共同特征”所構成，可對應于浙科版《必修2·遺傳與進化》第五章第一節“生物的多樣性、統一性和進化”課時內容。

全體學生在初中就已經學習過達爾文的自然選擇學說，部分學生課余時間閱讀過《物種起源》并撰寫了讀后感。絕大部分學生認同進化論觀點，但一般是由教師或教材“灌輸”，而不是基于證據主動推理分析得到的。通過論證式的學習過程，學生在形成、理解生物學概念的同時，基本掌握論證式學習方式，學會從特殊事例中歸納出一般規律，并進行闡述。

2.1 學習目標

①結合化石記錄、比較解剖學、胚胎學、細胞結構、蛋白質、DNA分子等資料，從生物體、細胞、生物大分子三個層次推理和論證，認同“地球上的現存生物具有共同祖先”觀點，初步形成進化與適應觀。

②結合生物多樣性典例，推理論證進化論模型的正確性，提升科學思維水平。

③通過余姚井頭山遺址的資料收集、論證，進一步理解、應用知識。

2.2 教學過程

2.2.1 創設問題情境

教師展示某學生的《物種起源》讀后感（圖2），引導學生回顧初中所學的自然選擇學說內容，引出本課時所學的主題“用進化論解釋生物的多樣性和統一性”，并提示學生要基于證據推理得出觀點。

2.2.2 活動1：科學論證“地球上的現存生物具有共同祖先”觀點

教師提供證據1（圖3），引導學生從資料中獲取關鍵證據、結合證據進行合理推理和闡述，最后得出相應的結論。隨后在證據1論證的基礎上，教師或學生提出質疑“證據不充分，推理過程不嚴謹”，引出證據2—4。學生分小組行討論后，派代表陳述推理過程。

學生在此過程中逐漸熟悉科學論證模式，自然而然想到上述論證過程缺少生物大分子層次的證據，教師隨即提供證據5，使“地球上的生物來自共同的祖先（生物統一性）”主張的推理過程更加嚴謹。

2.2.3 活動2：科學論證生物多樣性的典例——阿法種南猿進化成直立人的過程

教師簡單解釋進化論觀點后，要求學生根據阿法種南猿進化成直立人的證據資料論證生物多樣性（圖4），呼應學生的讀后感，使情境統一。

2.3 初次實踐存在的問題及反思

根據聽課老師及部分學生反饋的意見，對存在的問題歸納整理成以下幾點：

（1）部分學生對科學論證模式中的“主張”一詞不理解。

（2）基于證據1推理分析時，僅有教師引導學生口頭陳述，沒有明確提出科學論證模型。

（3）基于阿法種南猿進化成直立人的證據資料論證難度較大，部分學生閱讀理解素材花費了大量時間，未形成進化論解釋模型。

（4）小組活動分工不夠細化，部分學生沒有充分參與討論。

3 “生物的多樣性、統一性和進化”論證式教學再次實踐

教師對初次實踐中所存在的問題進行修改，用學生更為熟悉的“結論”一詞而非“主張”，更有利于學生理解；并完善教學策略，調整教學順序，在解釋生物多樣性之前先讓學生構建進化論模型。教師引導學生根據教材中提煉的關鍵詞（原物種、新物種、自然選擇、進化、生殖隔離等）構建進化論解釋生物多樣性的模型，再利用該模型結合學生更為熟悉的加拉帕戈斯群島例子進行論證（圖8）。

再次實踐時借鑒了初次實踐的優點，能讓學生更加得心應手地進行推理。雖然修改后并非人猿進化的情境，但總體情境還是《物種起源》，而且利用地雀的例子，還能承上啟下過渡到下一課時的內容。

4 反思

學生在初中基本已經掌握重要概念4.1的相關內容，如何在概念教學時滲透高階思維的訓練，論證式教學提供了較好的模式。教師采用論證式教學，能促進學生理解證據尤其是科學事實在概念形成過程中的價值和作用，促進學生對科學本質的理解，對提升學生處理科學信息、表達觀點、推理能力也極有幫助。經過兩次論證式教學實踐，學生體會到論證式學習方式的可取之處，逐步養成科學思維的習慣，提升科學思維的能力。

但在上述兩次教學實踐過程中，由于課時教學時間有限，沒有提供反駁或反對主張的材料，學生分組論證時整體還是依據教師提供的材料，對批判反思能力的訓練還不夠，同時沒有進一步嘗試讓學生針對某一問題分組搜集資料。這些問題在后續繼續實踐中要繼續改進。