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

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》指出，科學思維作為生物學學科核心素養(yǎng)之一，是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學的思維認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力[1]。論證式教學法是一個非常有效的體現(xiàn)并提升學生科學思維的教學方法。學生科學思維差異性很大，結(jié)合SOLO 分類理論進行評價，可較清楚地呈現(xiàn)學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中進行調(diào)整，以促進學生素養(yǎng)的提升。

1 理論研究概述

1.1 論證式教學法 論證式教學法指將科學領(lǐng)域論證工作的方式引入課堂，使學生經(jīng)歷類似科學家的論證過程，促進學生理解科學概念和科學本質(zhì)，從而發(fā)展學生的科學思維的教學方法。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 個要素。主張即觀點；證據(jù)是支持主張的、關(guān)于自然界的事實，通常包括對自然界的觀察、測量或?qū)嶒灥难芯拷Y(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?shù)目茖W概念或原理建立證據(jù)和主張的邏輯聯(lián)系[2]。對于初學者，推理的難度較大，常被學生忽略，學生較難在論證中清楚表達推理的過程。教師應(yīng)鼓勵學生關(guān)注推理的過程而不是正確的答案，尋找清晰的推理和評判他人的論證。在教學過程中教師需要適當引導(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 分類評價理論是比格斯教授在皮亞杰認知發(fā)展理論的基礎(chǔ)上提出的一種學生學業(yè)評價方法，是一種以等級描述為特征的質(zhì)性評價方法。SOLO 分類理論將學生的認知發(fā)展水平劃分為5 個層次，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)用于評價學生科學、數(shù)學、地理學、歷史和語言等學科的學習成果。近年來，SOLO 分類理論的應(yīng)用已被拓展到課程設(shè)計、教學和評價等整個教學體系[3]。目前，該理論在高中生物學教學評價中的應(yīng)用較少。本文嘗試在論證式教學中利用SOLO 分類理論評價學生的科學思維水平，從而找到其最近發(fā)展區(qū)。所謂最近發(fā)展區(qū)即介于學生自已實力所能達到的水平與經(jīng)別人給予協(xié)助后可能達到的水平二者之間的差距。便于今后在開展教學過程中，促進學生科學思維能力的螺旋式提升。

2 協(xié)同進化教學過程

2.1 源于書本，創(chuàng)設(shè)情境：達爾文推測生有細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：達爾文發(fā)現(xiàn)長有細長花距的蘭花，并推測生有細長吸管式口器昆蟲的存在。

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

活動：學生獨立思考或同伴之間簡單討論，回答以上2 個問題，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未發(fā)現(xiàn)。引出蘭花和飛蛾通過種間互助實現(xiàn)進化。

2.2 基于證據(jù)，科學論證：論證生物的協(xié)同進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現(xiàn)進化的？你的觀點是什么？你的證據(jù)是什么？你的證據(jù)和觀點之間有什么聯(lián)系？你的推理是什么？

活動：教師指導(dǎo)學生以學案中的資料、教材案例和自身儲備知識為證據(jù)，論證生物的進化方式。提示學生：1）可對所給資料進行分類；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，以小組為單位進行陳述。學生通過小組合作，利用學案中的資料：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備知識，分析證據(jù)、推理解釋、形成主張。每組由一位代表匯報闡述，其他組補充或質(zhì)疑辯駁他人的論證（圖2）[4]。通過互動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、生物與無機環(huán)境相互影響實現(xiàn)協(xié)同進化。

圖2 互動的科學論證過程

圖3 “生物進化方式”論證過程圖

在論證過程中，學生學習如何運用證據(jù)支持觀點、評價他人證據(jù)與觀點的合理性、產(chǎn)生質(zhì)疑、修正模型，最終達成可接受的共同主張，尤其體現(xiàn)了小組合作、語言表達、科學思維能力的提升。

3 制定細致的科學思維評價表，有針對性地評價科學思維能力

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

表1 科學思維能力等級劃分

4 反思

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