江云
(福州第四中學,福建 福州 350004)
《普通高中生物學課程標準(2017 年版2020 年修訂)》(下文簡稱“課程標準”)要求高中生物學課程要引導學生領(lǐng)悟科學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路與方法。[1]這就需要行之有效地開展科學探究、科學論證等學習活動,促進學生深入了解科學家的研究過程。但是,探究素材、學生人數(shù)、硬件設(shè)備及課時等因素不同程度地限制科學探究活動的開展,使得生物學科學史的學習更多地依托課堂科學論證活動。由此,筆者嘗試研究與實踐“讀思達”論證式學習模型,以期提高課堂科學論證活動效率,促進學生深度學習生物科學史。
論證式學習是指將科學領(lǐng)域的論證引入課堂,引導學生基于事實與證據(jù),進行思考與探討,闡明個人主張,對相異主張進行辯駁,建立正確的主張并解決問題。[2]讓學生體驗與科學家論證相似的過程,促進學生理解科學概念、科學本質(zhì),發(fā)展科學思維能力及論證能力。[3]論證式學習主要包括收集事實證據(jù)、開展思維討論以及形成主張等三個環(huán)節(jié)。
余文森教授的“讀思達”模型以“精閱讀”“深思考”及“準表達”等三個環(huán)節(jié)呈現(xiàn)信息輸入、信息加工及信息輸出等認知過程,[4]與論證式學習的主要環(huán)節(jié)相切合。
筆者嘗試將論證式學習與“讀思達”模型相結(jié)合,構(gòu)建“讀思達”論證式學習模型。“讀思達”論證式學習模型是以“精閱讀”“深思考”及“準表達”等學習過程為主線,以收集事實證據(jù)、開展思考、討論及形成主張等論證式學習為核心(圖1)。
在高中生物教學中“讀思達”論證式學習模型的“精閱讀”是指“精準”獲取生物學問題情境及其相關(guān)的事實證據(jù)資料,區(qū)分哪些是生物學現(xiàn)象與事實,哪些是基于現(xiàn)象、事實歸納出的證據(jù),哪些是基于證據(jù)提出的生物學觀點。只有正確區(qū)分現(xiàn)象、事實、證據(jù)及觀點,才能科學地論證它們之間的關(guān)系?!吧钏伎肌笔侵纲|(zhì)疑和評價證據(jù),即評價證據(jù)是否能夠有效支持觀點,是否還存在其他的可能性或不確定性。同時,以書面或者口頭表達等方式顯性化地展示學生個人“邏輯思維”過程及結(jié)果?!皽时磉_”是建立在“精閱讀”和“深思考”的基礎(chǔ)上,運用交流對象能夠理解的方式將個人主張準確地表達出來。在這個過程中可能會產(chǎn)生新的質(zhì)疑,就將引發(fā)新一輪的“讀思達”過程。
植物向光生長是生活中常見的現(xiàn)象,與2003 年版高中課標配套的教科書呈現(xiàn)了達爾文、鮑森·詹森、拜爾及溫特等科學家歷經(jīng)數(shù)十年研究其生物學原理的經(jīng)典實驗。筆者嘗試將該節(jié)有關(guān)生長素發(fā)現(xiàn)史的學習設(shè)計為“點線面”三層次。第一層次分析每一個實驗的論證過程及其結(jié)論,引導學生從每一個實驗這個“點”上把握科學史的主要要素。第二層次是梳理四個經(jīng)典實驗之間的相互關(guān)系,從科學史這條“線”的視角整合每個實驗所解決的生物學問題,評價每個實驗的貢獻。第三層次是引導學生思考生長素在植物生命活動中的其他功能,從植物生命活動調(diào)節(jié)這個“面”上深入理解植物激素的功能,評價生長素發(fā)現(xiàn)史的生物學意義。引導學生以小組合作的形式運用“讀思達”論證式學習模型進行這三個層次的學習,促進學生深刻理解科學家研究內(nèi)容,領(lǐng)悟研究思路和方法,發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。
下文以達爾文向光性實驗為例,闡述以單個實驗“點”的視角開展“讀思達”論證式學習(表1)。通過評價實驗設(shè)計和結(jié)論,促進學生邏輯思維的嚴密性,深度體驗生長素發(fā)現(xiàn)史的過程及研究方法。有關(guān)鮑森·詹森、拜爾和溫特等三個實驗參照該形式進行“讀思達”論證式學習。
表1 達爾文向光性實驗的“讀思達”論證式學習
基于第一層次的單個實驗“點”視角的學習成果,引導學生從“線”層次上總結(jié)四個實驗結(jié)論,完成“精閱讀”,并評價四個實驗結(jié)論之間的關(guān)系,開啟“思”的環(huán)節(jié),體驗四個經(jīng)典實驗在科學史的貢獻,以及科學家孜孜不倦的探索,實現(xiàn)“準表達”(表2)。
表2 生長素發(fā)現(xiàn)史實驗的“讀思達”論證式學習
經(jīng)過“點”及“線”視角的“讀思達”論證式學習,學生對生長素的作用機理逐漸清晰,此時,可激發(fā)學生探究生長素和其他植物激素生理作用的興趣,思考各種植物激素之間的關(guān)系,以及如何實現(xiàn)對植物生命活動的調(diào)節(jié),從植物激素調(diào)節(jié)“面”的視角,深入理解生長素發(fā)現(xiàn)史的意義。
表3 植物激素調(diào)節(jié)的“讀思達”論證式學習
“讀思達”論證式學習目標清晰、指向明確,有利于引導學生主動參與各項論證活動。各環(huán)節(jié)學習內(nèi)容、任務(wù)設(shè)計合理,明確要求學生基于事實證據(jù)開展思考與討論、質(zhì)疑與辯駁,并最終形成主張觀點,充分體現(xiàn)科學史實驗、論證活動的特點。同時,“讀思達”論證式學習各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密,推進論證學習活動順利開展。完成一輪“讀思達”論證學習后,學生對于生物科學史有了更多見解,在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新問題,引發(fā)了新一輪的學習。多輪的“讀思達”論證式學習有助于學生深入、廣泛地領(lǐng)悟科學家的觀點以及解決問題的思路與方法,發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。