基于SOLO分類理論進(jìn)行“生物的協(xié)同進(jìn)化”論證式教學(xué)

丁 晴 （寧波市鎮(zhèn)海區(qū)龍賽中學(xué) 浙江寧波 315200）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，科學(xué)思維作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力[1]。論證式教學(xué)法是一個(gè)非常有效的體現(xiàn)并提升學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)方法。學(xué)生科學(xué)思維差異性很大，結(jié)合SOLO 分類理論進(jìn)行評(píng)價(jià)，可較清楚地呈現(xiàn)學(xué)生思維水平及其最近發(fā)展區(qū)，有助于教師在今后的教學(xué)中進(jìn)行調(diào)整，以促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的提升。

1 理論研究概述

1.1 論證式教學(xué)法 論證式教學(xué)法指將科學(xué)領(lǐng)域論證工作的方式引入課堂，使學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的論證過程，促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì)，從而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維的教學(xué)方法。論證模型有多種，本文擬采用2006年麥克尼爾（McNeill）提出的CER 論證模型（圖1）[2]。該模型包含主張、證據(jù)和推理3 個(gè)要素。主張即觀點(diǎn)；證據(jù)是支持主張的、關(guān)于自然界的事實(shí)，通常包括對(duì)自然界的觀察、測(cè)量或?qū)嶒?yàn)的研究結(jié)果等；推理是解釋證據(jù)如何支持主張的過程，需要使用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)概念或原理建立證據(jù)和主張的邏輯聯(lián)系[2]。對(duì)于初學(xué)者，推理的難度較大，常被學(xué)生忽略，學(xué)生較難在論證中清楚表達(dá)推理的過程。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注推理的過程而不是正確的答案，尋找清晰的推理和評(píng)判他人的論證。在教學(xué)過程中教師需要適當(dāng)引導(dǎo)，例如，構(gòu)建一定的語言模式，作清晰的示范等。

圖1 CER 論證模型[2]

1.2 SOLO 分類理論 SOLO 分類評(píng)價(jià)理論是比格斯教授在皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論的基礎(chǔ)上提出的一種學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方法，是一種以等級(jí)描述為特征的質(zhì)性評(píng)價(jià)方法。SOLO 分類理論將學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平劃分為5 個(gè)層次，從低到高依次為：前結(jié)構(gòu)水平、單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平和擴(kuò)展抽象結(jié)構(gòu)水平。最初，該理論在國際上被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)學(xué)生科學(xué)、數(shù)學(xué)、地理學(xué)、歷史和語言等學(xué)科的學(xué)習(xí)成果。近年來，SOLO 分類理論的應(yīng)用已被拓展到課程設(shè)計(jì)、教學(xué)和評(píng)價(jià)等整個(gè)教學(xué)體系[3]。目前，該理論在高中生物學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用較少。本文嘗試在論證式教學(xué)中利用SOLO 分類理論評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)思維水平，從而找到其最近發(fā)展區(qū)。所謂最近發(fā)展區(qū)即介于學(xué)生自已實(shí)力所能達(dá)到的水平與經(jīng)別人給予協(xié)助后可能達(dá)到的水平二者之間的差距。便于今后在開展教學(xué)過程中，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的螺旋式提升。

2 協(xié)同進(jìn)化教學(xué)過程

2.1 源于書本，創(chuàng)設(shè)情境：達(dá)爾文推測(cè)生有細(xì)長吸管式口器昆蟲的存在

情境：閱讀人教版（2019年新版）教材第119頁圖及問題探討：達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)長有細(xì)長花距的蘭花，并推測(cè)生有細(xì)長吸管式口器昆蟲的存在。

問題：1）達(dá)爾文作出上述推測(cè)的理由是什么？2）如果后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類昆蟲，能否說明達(dá)爾文的推測(cè)是錯(cuò)誤的？

活動(dòng)：學(xué)生獨(dú)立思考或同伴之間簡單討論，回答以上2 個(gè)問題，若無這樣的昆蟲存在，則蘭花無法傳粉繁殖，蘭花的長花距和飛蛾的長口器在結(jié)構(gòu)和功能上相互適應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)種間互助。若后來未發(fā)現(xiàn)這樣的蛾類也只能說明是暫時(shí)未發(fā)現(xiàn)。引出蘭花和飛蛾通過種間互助實(shí)現(xiàn)進(jìn)化。

2.2 基于證據(jù)，科學(xué)論證：論證生物的協(xié)同進(jìn)化方式基于前面的情境，教師追問：是否所有生物都是通過類似的種間互助形式實(shí)現(xiàn)進(jìn)化的？你的觀點(diǎn)是什么？你的證據(jù)是什么？你的證據(jù)和觀點(diǎn)之間有什么聯(lián)系？你的推理是什么？

活動(dòng)：教師指導(dǎo)學(xué)生以學(xué)案中的資料、教材案例和自身儲(chǔ)備知識(shí)為證據(jù)，論證生物的進(jìn)化方式。提示學(xué)生：1）可對(duì)所給資料進(jìn)行分類；2）以情境中的蘭花和飛蛾為例，示范如何利用證據(jù)進(jìn)行推理形成主張；3）需在小組合作的基礎(chǔ)上，以小組為單位進(jìn)行陳述。學(xué)生通過小組合作，利用學(xué)案中的資料：替花傳粉的鳥類、螞蟻和灰蝶種間互助、加拉帕戈斯群島雀科鳥類喙長度的進(jìn)化、空氣成分和生物代謝類型的變化、裸巖的演替過程，以及教材案例和自身儲(chǔ)備知識(shí)，分析證據(jù)、推理解釋、形成主張。每組由一位代表匯報(bào)闡述，其他組補(bǔ)充或質(zhì)疑辯駁他人的論證（圖2）[4]。通過互動(dòng)論證后最終形成的論證過程圖如圖3 所示，最終形成的主張為：不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境相互影響實(shí)現(xiàn)協(xié)同進(jìn)化。

圖2 互動(dòng)的科學(xué)論證過程

圖3 “生物進(jìn)化方式”論證過程圖

在論證過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)如何運(yùn)用證據(jù)支持觀點(diǎn)、評(píng)價(jià)他人證據(jù)與觀點(diǎn)的合理性、產(chǎn)生質(zhì)疑、修正模型，最終達(dá)成可接受的共同主張，尤其體現(xiàn)了小組合作、語言表達(dá)、科學(xué)思維能力的提升。

3 制定細(xì)致的科學(xué)思維評(píng)價(jià)表，有針對(duì)性地評(píng)價(jià)科學(xué)思維能力

SOLO 分類理論將學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)水平劃分為5 個(gè)層次，但在實(shí)際操作過程中，學(xué)生會(huì)體現(xiàn)出更多層次的差異，例如，2 位學(xué)生均處在聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)層次，能多角度分析協(xié)同進(jìn)化并與其他知識(shí)聯(lián)系，但其中一位掌握知識(shí)點(diǎn)不到位且有錯(cuò)誤，另一位則能構(gòu)建完整的知識(shí)體系，顯然二者的思維能力有差異。為了能更準(zhǔn)確地區(qū)分學(xué)生思維結(jié)構(gòu)水平把握學(xué)生思維狀況，從而更有效地開展教學(xué)，有針對(duì)性地發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力，本文嘗試從學(xué)生在論證過程中體現(xiàn)的科學(xué)思維狀況，制定更細(xì)致的劃分量表（表1）。

表1 科學(xué)思維能力等級(jí)劃分

4 反思

SOLO 分類理論的5 個(gè)層次中，前3 個(gè)層次是基礎(chǔ)知識(shí)的積累，后2 個(gè)層次是思維結(jié)構(gòu)的飛躍。而CER 論證模型的3 個(gè)要素中，推理過程尤其能體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)思維。在本次教學(xué)中，學(xué)生普遍呈現(xiàn)推理能力較弱的現(xiàn)象，知識(shí)聯(lián)結(jié)能力和運(yùn)用能力不足，多數(shù)學(xué)生處于層次5 或?qū)哟?。提示教師在日常教學(xué)過程中要讓學(xué)生注重夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，并鍛煉推理能力，從而更有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。