張志祥 趙沛榮

（1 寧波市惠貞書院 浙江寧波 315016 2 寧波市鄞州中學(xué) 浙江寧波 315105）

科學(xué)論證是一個包括許多復(fù)雜的認(rèn)識策略和技能的社會性過程，指利用自然界的證據(jù)，在推理的基礎(chǔ)上構(gòu)建、質(zhì)疑和評判主張［1］。2006年，Mc-Neill 提出了著名的CER 論證模型，該模型描述了論證的3 個基本組成部分：證據(jù)、推理和主張，主要包括基于特定的問題情境搜集用于支持主張的證據(jù)；運(yùn)用一定的方式解釋、評價(jià)證據(jù)和主張的相關(guān)性；提出針對問題的主張、觀點(diǎn)或結(jié)論等?；诖?，筆者嘗試圍繞科學(xué)論證的基本要素，將論證式教學(xué)策略引入課堂，以“情境—問題—活動”為主線開展教學(xué)。設(shè)置問題情境引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的論證過程：分析資料、找出證據(jù)、運(yùn)用推理、質(zhì)疑辯駁、提出主張。

1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自高中生物學(xué)浙科版必修2 第5章“生物的進(jìn)化”第1 節(jié)。新課程標(biāo)準(zhǔn)中作為四大必修概念之一的大概念4 為生物的多樣性和適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果，其重要概念之一即是地球上的現(xiàn)存物種豐富多樣，它們來自共同祖先［2］。學(xué)生在初中所學(xué)進(jìn)化知識的基礎(chǔ)上，可嘗試通過化石記錄、比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)和分子生物學(xué)等事實(shí)，說明當(dāng)今生物具有共同的祖先；嘗試運(yùn)用進(jìn)化論對生物的多樣性和統(tǒng)一性進(jìn)行合理解釋。

2 學(xué)情分析

學(xué)生在初中階段已學(xué)過達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，具備相應(yīng)的前概念，但對現(xiàn)代生物進(jìn)化論的主要內(nèi)容等知之甚少。高一學(xué)生分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性很不完善。本節(jié)課中，采用自主學(xué)習(xí)和小組合作論證的方式，幫助學(xué)生“以科學(xué)家的思維方式或模擬科學(xué)家的研究過程”進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握生物學(xué)概念、培養(yǎng)科學(xué)的思維方式。

3 設(shè)計(jì)思路

利用“寧波常見鳥類的調(diào)查和分析”這樣的真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維活動，從而引入物種、生物多樣性等概念，隨后設(shè)置問題情境引導(dǎo)學(xué)生利用資料尋找證據(jù)、科學(xué)推理、發(fā)表主張論證“生物具有共同祖先”，并嘗試用生物進(jìn)化的觀點(diǎn)分析“達(dá)爾文雀”的進(jìn)化過程，小組合作構(gòu)建“進(jìn)化論對生物多樣性和統(tǒng)一性的解釋”模型，完成對本節(jié)課的知識梳理，體會并理解大概念。最后通過生物多樣性下降及保護(hù)等社會議題的討論，引導(dǎo)學(xué)生嘗試分析和解決現(xiàn)實(shí)生活中的生物學(xué)問題，提高社會責(zé)任意識。

4 學(xué)習(xí)目標(biāo)

1）通過資料分析和論證，能用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念和生物進(jìn)化觀念解釋生物的多樣性和統(tǒng)一性。

2）通過證據(jù)、推理、主張，掌握科學(xué)論證的基本要素，能用科學(xué)的思維方式探討闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律。

3）通過“進(jìn)化論對生物統(tǒng)一性和多樣性的解釋”模型的構(gòu)建和評價(jià)，領(lǐng)悟合作交流與分工操作的重要性。

4）通過生物多樣性下降及保護(hù)等社會議題的討論，形成通過科學(xué)實(shí)踐解決問題的意識、想法和方案。

5 教學(xué)過程

本節(jié)課采用“情境—問題—活動”為主線開展教學(xué)活動［3］：1）創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生物學(xué)情境，讓學(xué)生通過對情境中的相關(guān)信息進(jìn)行積極的感知和理解學(xué)習(xí)生物學(xué)概念；2）基于情境提出核心問題，呈現(xiàn)系統(tǒng)化、多樣化的學(xué)習(xí)資料，進(jìn)一步設(shè)計(jì)系統(tǒng)的、有層次的子問題，引發(fā)學(xué)生思考；3）引導(dǎo)學(xué)生利用資料尋找證據(jù)、科學(xué)推理、發(fā)表主張論證。整節(jié)課通過自主、合作、探究等主動論證式學(xué)習(xí)活動解決問題，并多元評價(jià)。

5.1 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣——調(diào)查分析寧波常見鳥類

情境：教師課前布置體驗(yàn)式實(shí)踐活動“寧波常見鳥類的調(diào)查和分析”。學(xué)生利用周末觀測和調(diào)查校園、公園、居民小區(qū)等地出現(xiàn)的鳥類。

問題：1）寧波常見的鳥類有哪些？2）全世界的鳥類已發(fā)現(xiàn)有超過1 萬種，是怎么分類的？ 3）麻雀、白頭鵯、烏鶇是否為同一物種？ 它們之間有什么界限？ 4）馬和驢是否為同一物種？

活動：學(xué)生成立3 個調(diào)查小組，分別觀測學(xué)校周邊、公園和居民小區(qū)3 地區(qū)的鳥類，并在課上簡單介紹調(diào)查成果。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：寧波常見鳥類有麻雀、白頭鵯、烏鶇、白鷺等10 多種，生活習(xí)性和形態(tài)特征具有較大差異。教師引導(dǎo)學(xué)生從鳥類的生活、繁殖習(xí)性等角度著手，思考自然界鳥類及動物的分類原則，歸納物種的定義，并總結(jié)得出：判斷生物個體是否屬于同一物種的標(biāo)準(zhǔn)為是否存在生殖隔離。

舉行“寧波常見鳥類的調(diào)查和分析”活動，并設(shè)置問題情境，使學(xué)生在產(chǎn)生疑問的同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)新知識的興趣，自然而然地引出教材相關(guān)內(nèi)容：生物的多樣性、物種、生殖隔離等。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)學(xué)生快速進(jìn)入課堂角色，具有快、準(zhǔn)、趣、好等特點(diǎn)。

5.2 證據(jù)推理，科學(xué)論證——論證“生物具有共同祖先”

情境：用PPT 展示多種植物、動物、微生物的圖片，說明當(dāng)前地球上的生物約有800 多萬種；用PPT 展示特創(chuàng)論和達(dá)爾文進(jìn)化論的觀點(diǎn)。

問題：1）從圖中你能獲得什么信息？2）地球上如此多的生物是如何形成的？它們是否存在聯(lián)系？3）你支持哪種觀點(diǎn)？ 你的理由是什么？ 4）你的主張是什么？你的證據(jù)是什么？你的證據(jù)和主張有什么聯(lián)系？ 你的推理是什么？

活動：教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)學(xué)歷案和教材中的相關(guān)資料及學(xué)生搜集的其他證據(jù)，論證“生物具有共同祖先”這一觀點(diǎn)。提示學(xué)生：注意所給資料的分析與鑒別；使用證據(jù)構(gòu)建論證，解釋證據(jù)如何支持主張的推理過程；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，從所給的資料中排除不相關(guān)證據(jù)“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”，并分別從化石記錄（馬的進(jìn)化）、胚胎學(xué)（脊椎動物早期胚胎）、比較解剖學(xué)（同源器官）、細(xì)胞生物學(xué)（細(xì)胞器）和分子生物學(xué)（DNA 雜交）5 個角度收集、記錄、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（圖1），其他組評判、反駁或補(bǔ)充他人的論證。

圖1 互動性的科學(xué)論證流程

本環(huán)節(jié)采用論證式教學(xué)模式展開?；诓煌瑢哟蔚氖聦?shí)和證據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生鑒別、選擇和搜集證據(jù)，推理解釋，構(gòu)建、質(zhì)疑、評判主張，掌握科學(xué)論證的基本要素。在小組分工基礎(chǔ)上，合作進(jìn)行科學(xué)論證，能用科學(xué)術(shù)語闡述探究成果，提升學(xué)生科學(xué)分析及評價(jià)能力。

5.3 案例分析，理解新知——論證“達(dá)爾文雀”的進(jìn)化過程

情境：用PPT 展示加拉帕戈斯群島的不同島嶼地理環(huán)境，簡單介紹“達(dá)爾文雀”的類型、喙的形狀大小等相關(guān)情況。用PPT 展示拉馬克進(jìn)化學(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的觀點(diǎn)。

問題：1）同一祖先的后代為何有不同類型的喙？ 2）你支持哪種觀點(diǎn)？ 你的理由是什么？ 3）拉馬克進(jìn)化學(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的主要區(qū)別是什么？ 4）拉馬克進(jìn)化學(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的相同點(diǎn)是什么？ 5）你能否用達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說解釋“達(dá)爾文雀”的進(jìn)化過程？

活動：教師引導(dǎo)學(xué)生從PPT 和學(xué)歷案資料中獲取信息，比較分析拉馬克進(jìn)化學(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的相同點(diǎn)和主要區(qū)別（變異出現(xiàn)的原因和環(huán)境對進(jìn)化的作用）［4］。學(xué)生搜集合適的證據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐评?，嘗試用2 種生物進(jìn)化的觀點(diǎn)解釋“達(dá)爾文雀”的進(jìn)化過程。教師通過追問，引導(dǎo)學(xué)生分析喙的形狀大小差異是先有變異還是先有自然選擇展開辯論，并要求學(xué)生補(bǔ)充進(jìn)化的其他實(shí)例。最后，教師總結(jié)：2 種學(xué)說其實(shí)均主張生物的進(jìn)化是漸進(jìn)的，生物的變異是在環(huán)境的影響下發(fā)生的，只是在生物的起源和變異與適應(yīng)的關(guān)系上具有不同的看法而已，而且隨著遺傳學(xué)的進(jìn)步，2種學(xué)說也在不斷進(jìn)化。

在新的問題情境“達(dá)爾文雀的進(jìn)化過程”中，學(xué)生基于事實(shí)和證據(jù)，辨析2 種生物進(jìn)化理論的差異，理解達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說是對拉馬克學(xué)說的修正和延續(xù)但也存在一定的不足，并高度認(rèn)同科學(xué)是不斷的發(fā)展和完善的觀點(diǎn)。這樣的論證活動能培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)立性和批判性。通過進(jìn)化案例分析，學(xué)生對生物統(tǒng)一性和多樣性的認(rèn)識也更加深入，為后續(xù)構(gòu)建模型做好鋪墊。

5.4 模型構(gòu)建，內(nèi)化概念——構(gòu)建“進(jìn)化論對生物的統(tǒng)一性和多樣性的解釋”模型

情境：教師板書補(bǔ)充本節(jié)課重要概念，帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課重要知識點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“進(jìn)化論對生物的統(tǒng)一性和多樣性的解釋”概念模型。教師為每組發(fā)放磁性板、彩色軟磁片、記號筆等工具。

問題：1）進(jìn)化的這些概念之間是否具有聯(lián)系?存在什么聯(lián)系？2）你能否用小組構(gòu)建的模型再次對“達(dá)爾文雀”的進(jìn)化現(xiàn)象進(jìn)行解釋？3）該組概念模型是否存在科學(xué)性或邏輯性錯誤？ 如有，怎樣修正？

活動：學(xué)生利用準(zhǔn)備好的磁性板和材料（由彩色軟磁片制作的各種概念：例如，原物種、進(jìn)化、自然選擇、生殖隔離及新物種形成等），各小組將相關(guān)概念擺放在磁性板上建構(gòu)“進(jìn)化論對生物的統(tǒng)一性和多樣性的解釋”模型（圖2）。每組派代表將模型作品進(jìn)行展示，運(yùn)用科學(xué)術(shù)語闡明科學(xué)內(nèi)涵。師生一起作出評價(jià)，對存在科學(xué)性的模型提出質(zhì)疑并修正。

圖2 “進(jìn)化論對生物的統(tǒng)一性和多樣性的解釋”模型

合作構(gòu)建概念模型可幫助學(xué)生梳理本節(jié)課的思維活動，體會新知識之間的相互聯(lián)系，內(nèi)化大概念和重要概念。概念模型的設(shè)計(jì)和展示環(huán)節(jié)，學(xué)生用準(zhǔn)確的概念圖、科學(xué)術(shù)語表達(dá)自己的觀點(diǎn)，提高了學(xué)生的思維能力和靈活運(yùn)用概念的能力。

5.5 應(yīng)用提升，責(zé)任擔(dān)當(dāng)——討論生物多樣性下降及保護(hù)等社會議題

情境：教師播放視頻《生物多樣性——物種減少》，并講解自己在生物多樣性保護(hù)特別是浙江省的瀕危植物南方鐵杉調(diào)查與保護(hù)方面所做的相關(guān)研究，邀請學(xué)生一起加入瀕危動植物的保護(hù)行列。

問題：1）你知道全球每年有多少物種會消失？2）全國有哪些物種已滅絕或?yàn)l臨滅絕？ 是什么原因?qū)е缕湎У模?3）從學(xué)生角度出發(fā)，保護(hù)生物多樣性需要做什么？ 你可以做什么？

活動：學(xué)生觀看視頻，小組討論生物多樣性下降及保護(hù)的相關(guān)問題，明確全球環(huán)境的破壞是導(dǎo)致生物多樣性下降的主要原因，并就如何保護(hù)生物多樣性提出了多種方案。個別小組課堂上成立了調(diào)查小分隊(duì)，準(zhǔn)備積極參與生物多樣性及環(huán)境保護(hù)等相關(guān)實(shí)踐活動，希望通過課后的資料查找、實(shí)地調(diào)查、訪談等形式，進(jìn)一步了解浙江省瀕危動植物的現(xiàn)狀并提出更好的保護(hù)方案。

引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識和方法，關(guān)注生物多樣性下降的社會議題，參與討論并作出理性解釋，并開展生物學(xué)實(shí)踐活動。結(jié)合浙江省本地瀕危物種資源開展科學(xué)調(diào)查，也能在嘗試解決現(xiàn)實(shí)生物學(xué)問題中形成生態(tài)和環(huán)保意識。

6 教學(xué)評價(jià)

教學(xué)評價(jià)要指向?qū)W科核心素養(yǎng)的達(dá)成，需結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，以生物學(xué)大概念、重要概念等主干知識為依托，檢測學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展水平［2］。在本節(jié)課中，筆者高度關(guān)注教學(xué)評價(jià)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的相關(guān)性，時(shí)時(shí)體現(xiàn)“教-學(xué)-評”一致的策略。具體教學(xué)評價(jià)目標(biāo)參考表1。

表1 本節(jié)課的教學(xué)評價(jià)目標(biāo)

7 教學(xué)反思

科學(xué)論證特別強(qiáng)調(diào)從證據(jù)、推理到主張的論證過程，是一個邏輯推理相當(dāng)嚴(yán)密的解釋過程。首先，學(xué)生一開始會直接依據(jù)搜集到的證據(jù)發(fā)表主張，缺少推理解釋過程。所以，教師可以某一案例為例，呈現(xiàn)論證的示例，設(shè)置論證的格式，教會學(xué)生如何科學(xué)論證。其次，在搜集證據(jù)不充分的情況下，學(xué)生初次得出的主張不一定完全正確，教師要鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑與反駁，使主張不斷得到修正與完善。最后，論證課堂要讓學(xué)生主導(dǎo)論證，教師除準(zhǔn)備資料供學(xué)生選擇外，論證時(shí)只需觀察和記錄學(xué)生論證的情況，適時(shí)點(diǎn)撥即可。