論證式教學策略在概念教學中的應用

陳珊珊 王威

摘 ?要：我國生物新課程標準中的內容要求羅列了各模塊的大概念和重要概念，形成了生物課程的內容框架，課程應圍繞學科的核心概念進行教學。本文通過文獻法對圖爾敏提出的論證式模式進行了介紹，根據實際情況修改提出了本文采用的論證模式。以“光合作用的原理”教學為例，通過提出問題、作出猜想、提出質疑、論據支持、得出結論的論證式教學，使學生形成科學概念。

關鍵詞：核心概念;論證式教學;光合作用的原理

1 前言

我國教育部2017年頒布了《普通高中生物學課程標準（2017年版）》，課標中的內容要求部分羅列了各模塊的大概念和重要概念，形成了生物課程的內容框架。在課程性質中明確提出：““基于生物學學科核心素養的概念教學實施是落實生物學學科核心素養的關鍵，會直接影響核心素養中科學思維、科學探究的落實，也會間接影響生命觀念和社會責任的達成”。通過閱讀文獻，發現論證式教學正是一種可以用于概念教學的教學方法。生物學概念教學以幫助學生糾正前概念，消除錯誤概念，建立科學概念為根本任務。[]

2 論證式教學的簡介

論證模式（TAP）于1958年圖爾敏首次提出，該模式包括資料、主張、理由、支持、反例與限定條件6個限定因素[]，核心概念是指位于學科中心得概念性知識，包括對重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內容能夠展現當代學科圖景，是學科結構的主干部分。[]美國課程專家埃里克森認為課程應該圍繞各學科的核心概念進行教學，具體事實應該作為鋪墊來幫助學生發展對更為根本的知識結構進行深層次理解，從而培養和發展學生的思維能力。[]筆者在閱讀了相關文獻后，主要參考了許桂芬在眾多論證式教學中采用的論證式教學模式，對Toulmin提出的論證模式做出了一定程度的修改，得到如圖2所示的論證模式，論證模式。

3 “光合作用的原理”的論證式教學案例

“光合作用的原理”選自人教版高中生物必修一第五章第4節第二課時的內容，包含有大量科學史的內容，生物科學史不僅隱含豐富的科學試驗方法和科學觀點，而且具有很高的情感教育價值。科學的發展往往是一個“肯定、否定、肯定”的循環過程，特定階段得出的科學論證往往需要經受后來者的質疑，這與論證式教學不謀而合。

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中涉及“光合作用的原理”的內容要求是：

大概念：細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖。

重要概念：細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發生在細胞的特定區域。

次位概念：說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能。

基于以上內容要求，結合現階段我國眾多學者倡導的論證模式作為設計思路，將“光合作用的原理”分為四個核心問題，引導學生在分析和體驗科學家探究過合作用的歷程，逐步形成科學概念。

3.1 光合作用反應方程式的確定

教師提出問題：光合作用作為一種生化反應，我們在化學上學到，一種反應是需要反應物，在一定條件下產生生成物的。那么，光合作用的反應方程式是怎樣的呢？

教師提供資料1：1771年，英國科學家普利斯特利通過實驗發現，兩個密閉的玻璃罩內分別放有點燃的蠟燭和活小鼠，一段時間后，放有點燃的蠟燭的玻璃罩內，點燃的蠟燭熄滅，空氣變得渾濁，放有活小鼠的玻璃罩內，小鼠死亡。將兩個透明玻璃罩中放入綠色植物，點燃的蠟燭不熄滅，小鼠不死亡。

學生提出猜想：光合作用會消耗二氧化碳，產生氧氣。

教師提出質疑：資料是否為假說提供了充分的論證支持？

教師提供資料2：1804年，瑞士人N.T.De Saussure通過定量實驗證明：植物所產生的有機物和所放出的總量比消耗的CO2多，進而證實光合作用還有水參與反應。

教師提供資料3：1779年，荷蘭科學家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗，結果發現，普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。

教師提供資料4：1864年J.V.Sachs發現照光葉片遇碘會變藍，證明光合作用形成碳水化合物（淀粉）。

學生得出結論：光合作用的反應方程式為水和二氧化碳在光、葉綠體、相關的酶存在的條件下，生成氧氣和碳水化合物的過程。

3.2 魯賓和卡門探明氧氣的來源

論證式教學過程不做文字贅述，具體內容如圖2所示。

3.3光反應機制

論證式教學過程不做文字贅述，

3.4 暗反應過程

論證式教學過程不做文字贅述，具體內容如圖3所示。

4 小結

概念的形成是從外部的、比較具體的非本質特征到內部的、比較抽象的本質特征的不斷深化的過程。遵循這個規律，教師可運用足夠的客觀事實性資料，采用論證式教學策略進行概念教學。就短期而言，論證式教學不僅能夠改變教師對概念的教學方式，提高中學生物教師論證式教學的能力，更能夠改變中學生對生物學概念的學習方式和理解能力，使生物學概念的學習過程更有意義，從而優化課堂教學，提高教學效率。從長遠來看，采用論證式教學策略進行生物概念教學，對于深化學生對科學本質的理解，培養富有批判性思維的高素養公民也是課標中明確提出的要提高學生的科學思維，具有重要的意義。