融合圖爾敏理論的SSI教學在高中生物學中的研究

摘 要：新課程改革要求學生能夠結(jié)合所學知識，通過質(zhì)疑、推理、論證、歸納等科學思維方法對社會議題進行分析和評價，從而形成科學的思維方法和認知體系。本文以“分析垃圾食品的成癮機制”為例，開展融合圖爾敏理論的SSI教學

探究，旨在引導學生將知識向能力轉(zhuǎn)化的過程中，深刻體會到承擔社會責任的重要性，形成珍愛生命、愛惜身體的生命觀念。

關(guān)鍵詞：社會性科學議題；圖爾敏理論；生命健康

文章編號：1003-7586（2024）07-0033-04 中圖分類號：G63391 文獻標識碼：B

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）要求學生能夠樹立主人翁意識，運用批判性思維和論證視角參與社會議題，以適應社會生活并實現(xiàn)終身發(fā)展。然而，在實際教學過程中存在知識和能力與素養(yǎng)之間割裂、教學內(nèi)容陳舊冗雜、教學方法脫離實情且針對性不足的現(xiàn)象，最終導致教學結(jié)果與預期目標存在較大差異。因此知識的傳授應具備靈活多樣、與時俱進的特征。筆者融合圖爾敏理論的SSI教學，以“分析垃圾食品的成癮機制”為主線設(shè)計教學案例，開展創(chuàng)新實踐。本文內(nèi)容指向?qū)W生核心素養(yǎng)的發(fā)展，貼合社會發(fā)展的前沿需求。

1 SSI與圖爾敏理論的關(guān)系

社會性科學議題（SocioScientific Issues，簡稱SSI）是指具有話題性和爭議性的社會議題，主要包括社會、政治、經(jīng)濟、科技以及文化領(lǐng)域。在生物學方面可表現(xiàn)為對克隆技術(shù)問題、食品安全問題、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品問題等熱點的爭議性研究。［1］這些問題都屬于需要基于一定科學思維方法分析的社會科學性議題。

圖爾敏理論是由英國哲學家圖爾敏（S. Toulmin）提出的一種論證模式，包括根據(jù)（Groullds）、正當理由（Warrant）、主張（Claim）、支援（Backing）、反駁（Rebuttal）、限定條件（Qualifiers）六個相互關(guān)聯(lián)的要素。根據(jù)是供論證者分析的既定事實；主張是指論證者能夠從資料中提取關(guān)鍵信息，經(jīng)整理、歸納總結(jié)的觀點；正當理由是論證者由資料形成主張的依據(jù)；支援則是對根據(jù)的支持性陳述，進一步深化了主張；反駁是質(zhì)疑主張?zhí)岢龅姆蠢幌薅l件則是對論證范圍和強度做出的限制，是修正、完善主張的關(guān)鍵路徑。［2］由此可見，將圖爾敏理論融入教學設(shè)計，可以滿足參與解決社會性科學議題的教學要求。

2 融合圖爾敏理論的SSI教學模式

SSI教學是以分析社會性科學議題為主線的教學模式，要求學生通過剖析情境資料提出相應的科學議題，不斷尋找證據(jù)，運用推理、批判、歸納等科學思維解決議題，進而構(gòu)建正確的價值體系，發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。

兩者具有融合教學的基礎(chǔ)，故本文提出融合圖爾敏理論的SSI教學模式如圖1所示。

融合圖爾敏理論的SSI教學模式是以發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)為目標，包括情境設(shè)置、提出議題、主張構(gòu)建等關(guān)鍵步驟。其中，情境設(shè)置是指教師通過多渠道篩選高質(zhì)量的社會科學性議題，且議題應具有一定科學性、趣味性、適用性；提出議題是以情境分析為出發(fā)點提出核心問題，是貫穿整個課堂教學的主線，在提出議題時，教師應考慮學生的接受程度以及教學目標的完成情況；主張構(gòu)建應是正確、完整、有依據(jù)的過程，需要根據(jù)資料經(jīng)過不斷地聯(lián)系、論證、質(zhì)疑、歸納等思維過程獲得結(jié)論或者觀點。這種教學模式通過引入巧妙的社會性科學議題，引導學生運用圖爾敏理論相關(guān)的要求進行思考，在達成學習目標的同時完成對知識的深度認知，實現(xiàn)能力和素養(yǎng)的雙重提升。

3 融合圖爾敏理論的SSI教學案例

3.1 教學內(nèi)容的確定

長期食用垃圾食品導致的上癮，主要表現(xiàn)為在長期反復食用垃圾食品的過程中，機體對其產(chǎn)生的心理性

依賴和生理性依賴，這種機制與毒品和興奮劑對神經(jīng)系統(tǒng)的影響相似。該社會性科學議題適用于人教版普通高中教科書《生物學·選擇性必修 1· 穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》（以下簡稱“教材”）第2章第3節(jié)“神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導”相關(guān)內(nèi)容。

《課程標準》要求學生認識到神經(jīng)沖動從產(chǎn)生到傳導再到機體的行為反應是一個連貫的過程。本教學研究依據(jù)《課程標準》和議題的達成要求，設(shè)置相應的教學目標，以議題解決為導向，分析垃圾食品的成癮機制并使學生從中認識到長期食用垃圾食品的危害。

3.2 教學目標

（1）能夠闡明神經(jīng)沖動的產(chǎn)生機制以及在神經(jīng)纖維上的傳導過程。

（2）能夠說明神經(jīng)沖動在突觸結(jié)構(gòu)處的轉(zhuǎn)變和傳遞過程。

（3）能夠從成癮機制出發(fā)，認識到垃圾食品的危害，養(yǎng)成健康的飲食習慣。

3.3 學情分析及微調(diào)查設(shè)計

從議題本身出發(fā)，“分析人對垃圾食品的成癮機制”議題是與社會緊密聯(lián)系的生物學熱點話題。因此，如何引導學生解決該議題具有一定的難度。從教材出發(fā)，學生此前已經(jīng)學習了神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本內(nèi)容，了解了反射弧的結(jié)構(gòu)組成，具備開展該學習的知識基礎(chǔ)。從經(jīng)驗出發(fā)，學生對于議題內(nèi)容有一定的生活體驗，通常具有自己偏好的垃圾食品，大部分都曾有“上癮”的經(jīng)歷。因此，依據(jù)2016年正式修訂的《耶魯食物成癮量表設(shè)計微調(diào)查表格》［3］，教師可以通過微調(diào)查從學生角度提前了解其對議題的關(guān)注程度，包括對議題是否有自己的思考，基于什么方向思考等。微調(diào)查一般控制在1～10個問題，應貼合學生自身經(jīng)驗和教學目標進行設(shè)計。關(guān)于此節(jié)內(nèi)容的微調(diào)查設(shè)計如表1所示。

3.4 教學過程

3.4.1 情境設(shè)置，引出議題

情境的設(shè)置應從社會的關(guān)注情況和學生的認識情況出發(fā)，議題是基于情境順勢而生的，是對情境內(nèi)容的總結(jié)，也是課堂要解決的核心任務(wù)。

教師展示垃圾食品的主要種類、主要特征以及長期食用的危害。同時，教師展示真實的調(diào)查報告和微調(diào)查數(shù)據(jù)，其中《澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織調(diào)查報告》調(diào)查了4萬人在食品選擇的種類、質(zhì)量、食用頻率等方面的具體情況。結(jié)果顯示，人均每日對垃圾食品的食用量約為專家建議的3倍，表現(xiàn)為“嗜食成癮”現(xiàn)象。而微調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在調(diào)查總體為300人的樣本中，有79%的學生食用過6～10種的垃圾食品，55%的學生每周頻繁食用垃圾食品，且98%的學生有頻繁地食用同種垃圾食品的情況。此外，幾乎所有學生都有過自主控制食用垃圾食品的經(jīng)歷，但是大多以失敗告終，他們認為失敗的原因可能與神經(jīng)系統(tǒng)或者遺傳因素有關(guān)。

教師展現(xiàn)科學議題：垃圾食品會給身體帶來危害，盡管大多數(shù)人都有過自我克制食用垃圾食品的經(jīng)歷，但是最終仍難以戒除。請分析食用垃圾食品的成癮機制是什么？

設(shè)計意圖：教師首先通過垃圾食品的相關(guān)話題，引起

學生對自身經(jīng)歷的共鳴；接著展示真實的調(diào)查報告和微調(diào)查數(shù)據(jù)，引導學生快速回歸情境問題，引發(fā)其深度思考，認識到自己角色的重要性，發(fā)揮其主人翁意識；最后，利用學生的高漲情緒引出議題，進行深入探討。

3.4.2 資料分析，提出主張

教師引導學生從資料出發(fā)，合理推導出主張。然后，教師根據(jù)要求拆解議題，提出核心問題：一、垃圾食品中的致癮成分是什么？二、該成分的作用路徑是怎樣的？

資料一：垃圾食品成癮的根本原因是食物里面含有糖、脂肪、鹽及咖啡因等成分。這些物質(zhì)賦予了垃圾食品極佳的口感風味，從而促進人體的進食欲望。生活中常接觸的垃圾食品有薯片、蛋糕、可樂、淀粉腸等。

資料二：研究者發(fā)現(xiàn)，當人體攝入糖分時， Ⅱ型味覺受體細胞會識別糖分，并通過鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)蛋白釋放ATP，進而激活支配味蕾的神經(jīng)產(chǎn)生興奮，興奮沿神經(jīng)纖維傳導至大腦皮層釋放多巴胺，進而獲得愉悅感，最終產(chǎn)生興奮狀態(tài)。［4］

主張：當機體受到食物中致癮成分的刺激時，產(chǎn)生的興奮沿神經(jīng)纖維傳導刺激大腦皮層釋放大量多巴胺，進而獲得愉悅感，導致產(chǎn)生再次進食的欲望和行為。

設(shè)計意圖：通過對資料的分析，引導學生總結(jié)出議題的答案。基于初步的主張，教師追問：如何證明食物中

致癮成分的刺激可以引起多巴胺的釋放，即得出該主張的依據(jù)是什么？通過連續(xù)的追問，學生挖掘主張背后蘊藏的教材內(nèi)容，從而支撐主張并深度延伸主張（見圖2）。

3.4.3 完善主張、升華議題

主張需要在推理、質(zhì)疑、論證的過程中不斷深化。反駁是從多元化的角度對主張進行修正，是對主張實現(xiàn)遷移和應用的先行認知，可以增強主張的準確性和科學性。

反駁：教師引導學生根據(jù)已有的體驗深度思考“為什么對垃圾食品的上癮會伴隨暴飲暴食？為什么吃得多了還有“膩”的體驗，并想去嘗試新的食物？”

限定：有研究者在研究中發(fā)現(xiàn)，進食會促進多巴胺的分泌，并且通常會導致伴隨新食物的攝入。但是當反復進食同種食物后，多巴胺的分泌會逐漸減少。［5］此外，研究者還發(fā)現(xiàn)，當人體進食后，乙酰膽堿會延緩釋放，它是一種與飽腹感有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)，會延遲機體的飽腹感覺，導致機體過量進食。［6］因此，隨著機體對食物耐受度的增加，機體需要通過更多進食或者新食物的刺激才能獲得同樣的愉悅感。

完善主張：機體通過攝入垃圾食品刺激多巴胺分泌，進而增加了愉悅感。當再次進食時，由于乙酰膽堿的延遲釋放，推遲了飽腹感的形成，導致進食量加大。隨著進食次數(shù)增加，人體逐漸建立耐受度，因此會渴求更多的進食量或者新食物的刺激來獲取愉悅感，進而陷入惡性循環(huán)，最終導致上癮（見圖3）。

升華議題：學生通過分析垃圾食品的致癮機制思考避免成癮的辦法。教師由本質(zhì)入手，引導學生深刻意識到垃圾食品的危害，培育其科學思維的同時養(yǎng)成良好的飲食習慣，形成愛惜生命的生命觀念。

4 結(jié)語

筆者通過將圖爾敏理論融合進社會性科學議題，以《課程標準》為具體指導，根據(jù)兩者的優(yōu)點構(gòu)建具有可行性的教學模式。從總體要求來看，該教學模式將社會熱點話題引入課堂教學，其目的是為了實現(xiàn)學生更好地適應社會生活并終身發(fā)展的教育要求。從學生角度來看，學生通過不斷分析、質(zhì)疑、推理、歸納等思維過程解決以議題為核心的驅(qū)動任務(wù)，發(fā)揮主人翁意識的同時培養(yǎng)了學生的生物學學科核心素養(yǎng)；從教師角度來看，該模式身邊發(fā)生的社會生活為教學題材，將題材和教材結(jié)合，成為促進知識內(nèi)化和提升核心素養(yǎng)的有效路徑。

參考文獻

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［2］ 黃裕花.基于圖爾敏論證模式的初中生物學批判性思維教學策略［J］.中學生物教學，2021（26）：34-36．

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［4］ 張文博，覃凱華，賈雨鑫，等.甜味覺信息的產(chǎn)生、傳遞與調(diào)控機制［J］.神經(jīng)解剖學雜志，2021，37（2）：215-220．

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［6］ 周圓媛，伏天雨，鐘靈毓，等.食物成癮的研究進展［J］.中國食物與營養(yǎng)，2022，28（2）：44-51．